Winzige Thermometer aus Jena reisen durch unser Sonnensystem Richtung Planet Merkur

Jena.  In 11.000 Kilometern Abstand passiert die Merkur-Sonde „BepiColombo“ diese Woche die Venus. Mit im Einsatz sind kleinste Temperatur-Sensoren aus dem Jenaer Leibnitz-Institut.

Auf seinem Weg zum Merkur passiert die europäisch-japanische Raumsonde „BepiColombo“ diese Woche die Venus. Die Mission nutzt die Gravitation der Planeten für eine Reihe sogenannter Swing-By-Manöver. Erst in fünf Jahren wird sie ihr endgültiges Ziel erreicht haben.

Auf seinem Weg zum Merkur passiert die europäisch-japanische Raumsonde „BepiColombo“ diese Woche die Venus. Die Mission nutzt die Gravitation der Planeten für eine Reihe sogenannter Swing-By-Manöver. Erst in fünf Jahren wird sie ihr endgültiges Ziel erreicht haben.

Foto: Nasa/JPL / dpa, IPHT Jena

Sie sehen aus wie kleine Krabbeltiere auf fünf dünnen Beinchen oder wie ein Kofferanhänger:

Kleinste Temperatur-Sensoren aus dem Jenaer Leibniz-Institut für Photonische Technologien, die bei Weltraum-Missionen zur Venus, zum Mars oder zum Merkur eingesetzt werden. Bereits Mitte der 1970er-Jahre wurden sowjetische Venus-Missionen mit hochempfindlichen Strahlungsdetektoren ausgerüstet. 2004 wurde so ein Mikrowunder in Spinnenform im Rahmen der Esa-Mission Rosetta ins All geschickt, 2014 landete eines auf dem Kometen Tschuri, um Temperaturen auf das Kelvin genau zu messen - ohne Oberflächenberührung. Letzteres ist wichtig. Ein normales Thermometer könnte die Temperatur nicht genau messen, da die Oberfläche des Kometen mit Staub bedeckt ist. Ein ähnliches Teilchen ist an Bord des Mars-Rovers Perseverance (deutsch: Beharrlichkeit), der Ende Juli dieses Jahres auf die Reise ging und unter anderem Informationen über Wetter, Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur und Feuchtigkeit sowie Staubpartikel in der Marsatmosphäre sammeln soll.

Die Herausforderung für die Jenaer Wissenschaftler besteht nicht nur darin, Sensoren mit hoher Empfindlichkeit und Robustheit zu entwickeln, sondern diese auch immer an die jeweilige Weltraum-Einsatz anzupassen.

Suche nach Lebensformen auf dem schweigenden Stern

Eine weitere Mission tritt in dieser Woche in eine entscheidende Phase ein. Am Donnerstag passiert die europäisch-japanische Merkur-Sonde „BepiColombo“ auf ihrem Weg zum sonnennächsten Planeten unseres Sonnensystems die Venus. Es wird zwar nur ein sogenannter „Flyby“, ein Vorbeiflug in 11.000 Kilometern Entfernung.

Diese Passage wollen Forscher aber ausgiebig nutzen, um mögliche Anzeichen für Leben in der Venus-Atmosphäre aufzuspüren. „Wenn sich jetzt auf der Venus, dem Nachbarplaneten der Erde, bestimmte Lebensformen bestätigten, dann wäre das für das ganze Weltbild der Menschheit entscheidend“, sagte Marco Fuchs, Vorstandschef des Bremer Raumfahrtkonzerns OHB - und vergleicht mögliche Erkenntnisse gar mit der kopernikanischen Wende. Vor 500 Jahren hätten die Menschen noch geglaubt, die Welt sei der Mittelpunkt des Universums, Sonne und Mond würden um die Erde kreisen. „Kepler und Kopernikus haben uns eines Besseren belehrt“, so Fuchs.

Eine zweite Chance, mehr über die Venus zu erfahren, bietet sich dann 2021, wenn „BepiColombo“ erneut am Zwillingsplaneten der Erde - Stanislaw Lem nannte die Venus den „schweigenden Stern“ - vorbeirasen wird, dann in nur 550 Kilometer Entfernung.

Merkur ist der bislang am wenigsten erforschte Planet

Auch diesmal sind die Jenaer Leibniz-Forscher wieder mit von der Partie. Begleiter der fast neun Milliarden Kilometer weiten Reise ist ein speziell für diese Mission entwickelter Thermosensor. Die etwa sechs Zentimeter lange, grüne Platine sieht aus wie ein Kofferanhänger - aber auch dieser Sensor kann Temperaturen höchst genau und berührungslos messen. Seine Chips und Sensoren hätten es in sich und leisteten deutlich mehr Operationen auf einmal als ihre kleineren Spinnenkollegen mit den fünf Beinen, sagt Gabriel Zieger, Sensoren-Entwickler beim Leibniz-Institut.

Möglich, dass das Hightech-Wunder schon bei der Venus-Passage zum Einsatz kommt, genau wisse man das erst, wenn die ersten Ergebnisse auf der Erde eintreffen, sagt der Jenaer Wissenschaftler. Eigentliche Aufgabe des Sensors ist, die mineralogische Zusammensetzung des Merkur, des kleinsten und bislang am wenigsten erforschten Planeten, zu erkunden und so zum besseren Verständnis der Entstehung des Sonnensystems beizutragen.

Jenaer Sensoren haben bei jeder Mission funktioniert

Die ganz große Stunde des Jenaer Sensorwunders wird mit Sicherheit auf dem Merkur kommen. Dort herrschen wahrlich Extrembedingungen, Tagsüber sind es bis zu 430, nachts minus 180 Grad Celsius. Gewappnet gegen den Sonnenwind und hohe Strahlung werde der robuste Sensor nicht zuletzt diese Schwankungen erkunden, verspricht Zieger. Ab 2025 rechne man bei der Esa und bei der japanischen Raumfahrtbehörde Jaxa mit der Ankunft. Dass es so lange dauert, liege an der energiesparenden, gekrümmten Flugbahn des Raumfahrzeuges. Die Gravitation der Venus werde genutzt, um neuen Schwung aufzunehmen. Auch am Merkur werde die Sonde sechsmal Swing-By-Manöver absolvieren.

In Jena wird man dies beobachten. Zwar ist das Institut nicht Teil der Mission. Vieles erfahre man selbst nur aus Medienberichten, hin und wieder frage man bei den Verantwortlichen nach, wie es denn so läuft, sagt Gabriel Zieger. „Wir liefern unsere Sensoren ab und hoffen, dass sie funktionieren. Man kann sie vorher nicht im Einsatzgebiet testen, nach dem Start nichts mehr nachjustieren. Bisher hat es aber immer geklappt“, sagt der Jenaer.