Europa-Clipper: NASA sendet Raumsonde mit SpaceX zum Jupiter

Europa-Clipper: NASA sendet Raumsonde mit SpaceX zum Jupiter

Die NASA hat einen bedeutenden Schritt in Richtung Erforschung des Jupiter-Mondes Europa getan. Am 4. Oktober 2024 soll die Raumsonde Europa-Clipper mit einer Falcon-Heavy-Rakete von SpaceX vom Kennedy Space Center in Florida in Richtung Jupiter starten. Ziel der Mission ist es, den Eismond Europa und seine möglichen Voraussetzungen für das Leben zu untersuchen. Die Raumsonde wird mehrere Jahre benötigen, um den Jupiter zu erreichen und wird dann mehrere Flugbypässe um Europa durchführen, um Daten über die Oberfläche und das Innere des Mondes zu sammeln.

NASA sendet EuropaClipper nach Jupiter: Eine Reise durch die Jahrzehnte

Die NASA ist startbereit: Die voll betankte, mehr als sechs Tonnen schwere und fünf Meter große Sonde Europa Clipper soll sich am 13. Oktober um 18:12 Uhr vom Kennedy Space Center in Florida auf ihre mehr als fünf Jahre lange Reise machen.

EuropaClipper: Die Quest für Leben auf dem Jupitermond

Und die wird den Clipper nach 2,9 Milliarden Kilometern zum Jupiter und vor allem seinen Mond Europa führen. Der ist ins Visier der Wissenschaftler gerückt, nicht nur weil er eine 15 bis 25 Kilometer dicke Eiskruste hat. Er wird durch die Gravitationskraft Jupiters ständig verformt. Das sorgt für Hitze im Inneren - und eine etwa 100 Kilometer breite Schicht aus flüssigem Wasser.

Vermutlich sogar mit doppelt so viel Salzwasser als in allen Ozeanen der Erde zusammen. Zudem sorgen die Gezeitenkräfte des Gasriesen dafür, dass die Kruste immer wieder aufbricht und wahrscheinlich sogar Fontänen ins All geschleudert werden.

Die Suche nach Wasser auf Europa: Eine Mission von globaler Bedeutung

Die relativ wenigen Einschlagkrater sind ein starkes Indiz dafür, dass die Oberfläche ständig erneuert wird. Mit vielleicht weitreichenden Folgen: So kann Wasser nach oben gelangen. Durch die Strahlung wird es aufgespalten. In Wasserstoff, das ins All entweicht. Und Sauerstoff, der an der Oberfläche bleibt.

Durch die geologische Aktivität wird der wieder zurück in den Ozean getragen und reichert ihn mit Sauerstoff an. Das könnte für einen Kreislauf sorgen, der Leben möglich macht.

Jupiter und Europa: Die nächste Station auf der Suche nach Leben im Universum

Europa hat einen Durchmesser von 3.120 Kilometern und ist nur rund 671.000 Kilometer vom Jupiter entfernt, den er in etwa 96 Stunden einmal umkreist. Ganymed hat einen Durchmesser von etwas mehr als 5.268 Kilometern. Unser Mond hat einen Durchmesser von 3.475 Kilometern.

Europa hat eine sehr dünne Sauerstoff-Atmosphäre. Sie erreicht nur 100 Milliardstel des Drucks auf der Erde. Seine Oberfläche wirkt relativ glatt. Es gibt aber lange Risse, Bergkämme und Verwerfungen. Es lassen sich jedoch nur wenige Krater finden. Die Oberfläche scheint tatsächlich erst 40 bis 90 Millionen Jahre alt zu sein. Ein Indiz für geologische Aktivität.

Die Gedenkplatte des Strahlenschutztresors

Die Gedenkplatte des Strahlenschutztresors trägt nicht nur ein Gedicht und die Wellenformen des Wortes Wasser in 103 Sprachen. Auch die Drake-Gleichung ist eingraviert, die abschätzt, wie viele intelligente Zivilisationen es im Weltraum gibt.

Zudem gibt es eine Darstellung Jupiters mit seinen vier größten Monden Io, Kallisto, Ganymed und Europa - samt einer Flasche. Sie steht für eine Flaschenpost, in deren Zentrum sich ein Chip mit 2,6 Millionen Namen befindet.

Europa Clipper: Ein Raumfahrzeug auf der Suche nach Antworten

Die Sonde wird mit einer Falcon Heavy von SpaceX starten und danach seine Solarsegel ausbreiten. Die sind jeweils 4,1 Meter hoch und 14,2 Meter lang. Am Ende wird die Sonde eine Gesamtlänge von 30,5 Meter erreichen.

Die Module müssen indes so groß sein, weil das Sonnenlicht in der Nähe Jupiters deutlich schwächer scheint. Während es bei der Erde 1366 Watt pro Quadratmeter erreicht, fällt das beim Gasriesen im ungünstigen Fall auf unter 50 Watt pro Quadratmeter ab.

Und dennoch muss selbst dann noch genug Strom erzeugt werden, um die Instrumente zu versorgen.

Zu denen gehören zwei Acht-Megapixel-Kamerasysteme (Weitwinkel und Tele), die Bilder mit einer Auflösung von bis zu 100 Metern pro Pixel aufnehmen werden. Damit will man die Oberfläche und die geologische Aktivität besser verstehen.

Eine weitere Infrarot-Wärmebildkamera wird das unterstützen und gleichzeitig feststellen, wo sich Wasser befindet oder sogar ausgetreten ist. Und ein Radar an den Sonnensegeln wird bis zu 30 Kilometer tief unter die Kruste blicken und messen, wie dick die Eisschicht tatsächlich ist.

Und viele weitere Instrumente werden die Zusammensetzung der dünnen Atmosphäre und der Oberfläche analysieren. Ebenso wird die Verteilung von Eis und diversen Salzen gemessen sowie von Kohlenstoff-Molekülen, den sogenannten organischen Verbindungen.

Unterstützt wird die Arbeit der Sonde zudem von weiteren Geräten, die Gase analysieren werden. Die können von der dünnen Atmosphäre stammen oder von den möglichen Fontänen. Und die können auch Staub weit hinaustragen. Der kann indes auch von Einschlägen kleiner Mikrometeoriten stammen.

Der Clipper soll das genauer analysieren. An einem 8,5 Meter langen Ausleger-Arm befinden sich zudem Instrumente, um das Magnetfeld des Mondes zu vermessen. Das wird indes nicht direkt von Europa erzeugt.

Das starke Magnetfeld Jupiters induziert in dem salzhaltigen Wasser unter der Kruste Ströme, die wiederum ein eigenes Magnetfeld erzeugen. Eine genaue Vermessung wird darum auch Aufschlüsse über den gewaltigen Ozean unter dem Eis liefern.

Der lange Ausleger-Arm ist nötig, damit die Messungen nicht durch Ströme oder Magnetfelder der Sonde selbst beeinflusst werden. Unterstützt wird das durch ein Gerät, das die Plasmadichte und den Plasmafluss misst.

Zudem wird auch das Schwerkraftfeld des Mondes vermessen, um Daten zu sammeln, wie die Gravitation Jupiters mit seinen Gezeitenkräften das Innere des Mondes verformt.

Für die ganzen Untersuchungen wird Europa Clipper in eine exzentrische Umlaufbahn um Jupiter einschwenken und im Abstand von etwa drei Wochen immer wieder den Mond anfliegen. Während der Lebensdauer der Sonde passiert das 49-mal.

Dabei wird sich das irdische Raumschiff Europa auf bis zu 25 Kilometer nähern und sich jeweils nur für weniger als einen Tag beim Mond aufhalten. So soll die Strahlungsbelastung minimiert werden.

Und die ist enorm. Sie entspricht jedes Mal mehr als einer Million Röntgenaufnahmen. Denn das Magnetfeld Jupiters ist etwa 20.000-mal stärker als jenes der Erde.

Dadurch sind auch viele geladene Teilchen mit hohen Geschwindigkeiten gefangen. Zum Schutz der Elektronik befindet sich diese zusätzlich noch in einem Strahlenschutztresor aus einer 9,2 Millimeter dicken Aluminium-Zink-Legierung.

Den ziert auch eine 18 mal 28 Zentimeter große Platte aus dem Metall Tantal. Auf der finden sich unter anderem die eingefrästen Wellenformen des gesprochenen Wortes Wasser in 103 Sprachen. Aber auch das Gedicht In Praise of Mystery (Zum Lob des Geheimnisses) von Ada Limón in ihrer Handschrift.

Nach dem Start macht sich Europa Clipper allerdings zunächst auf den Weg zum Mars, den die Sonde im Februar 2025 erreichen wird. Dort holt sie sich den ersten Schwung für den Flug.

Den zweiten bekommt sie im Dezember 2026, wenn sie der Erde wieder nahekommt. Im April 2030 wird sie dann ihr Ziel erreicht haben. Dort wird sie eine Reihe von Manövern fliegen und an Ganymed, dem größten Mond in unserem Sonnensystem, vorbeifliegen.

Die eigentliche Mission beginnt dann voraussichtlich erst im Frühling 2031, wenn sie zum ersten Mal an Europa vorbeikommt. Insgesamt 24 Triebwerke in einem drei Meter langen und 1,5 Meter durchmessenden Aluminium-Zylinder werden sie dabei auf Kurs halten.

Versorgt von 2.750 Kilogramm Treibstoff an Bord. Allerdings wird Europa Clipper nicht allein sein, wenn sie Jupiter trifft. Im Juli 2031 wird auch die europäische Sonde Juice am Gasriesen eintreffen und die Jupitermonde erforschen.

Und wenn es die Umstände zulassen, werden die beiden Besucher von der Erde sich vielleicht sogar gegenseitig fotografieren. Sein Ende wird Europa Clipper voraussichtlich im September 2034 finden.

Eine Idee ist, sie dann auf Ganymed zerschellen zu lassen. Nicht auf Europa, um den Mond nicht mit irdischen Bakterien zu kontaminieren. Es wäre ein grandioses Finale für eine Sonde, die vor dem Start mit einigen Problemen zu kämpfen hatte.