Ein internationales Forscher-Team unter der Leitung des französischen Laboratory of Plasma Physics (LPP/CNRS) beschreibt in der Fachzeitschrift "Nature Astronomy" neue Erkenntnisse über die Venus. Mit Hilfe von Beobachtungen der Raumsonde BepiColombo, an der auch das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften beteiligt ist, konnten in der magnetischen Umgebung des Planeten erstmals Kohlenstoff- und Sauerstoff-Ionen nachgewiesen werden.
Geheimnusvolle Venus
Unser Nachbarplanet Venus besitzt im Gegensatz zur Erde kein eigenes Magnetfeld. Daher interagiert der von der Sonne ausgehende Teilchenstrom, auch Sonnenwind genannt, direkt mit der Venus-Atmosphäre und beschleunigt dabei geladene Teilchen, die so in den Weltraum entweichen können. Frühere Messungen von Raumsonden wie Venus Express hatten bereits gezeigt, dass diese Ionen hauptsächlich aus Sauerstoff und Wasserstoff bestehen. Die Massenauflösung der damals verwendeten Instrumente reichte jedoch nicht aus, um zwischen Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff zu unterscheiden.
Merkursonde BepiColombo fliegt an Venus vorbei
Auf ihrem Weg zum Merkur braucht die Raumsonde BepiColombo Vorbeiflüge an Erde, Venus und Merkur selbst sowie ein solarelektrisches Antriebssystem, um gegen die gewaltige Anziehungskraft der Sonne letztendlich in die Merkurumlaufbahn einschwenken zu können. Am 10. August 2021 flog die Raumsonde zum zweiten und letzten Mal an der Venus vorbei, nur einen Tag nach Solar Orbiter.
Erfreuliche Ionen
Bei dieser Gelegenheit näherte sich BepiColombo auf 552 Kilometer an die Oberfläche des Planeten an. Viele der Instrumente an Bord waren während des Vorbeiflugs aktiv und sammelten einzigartige Daten aus der Umgebung der Venus. Unter anderem entdeckte das Ionenmassenspektrometer (MSA) einen Strom von niederenergetischen Kohlenstoff- und Sauerstoff-Ionen. "Dass diese Teilchen aus der Magnetosphäre der Venus stammen müssen, haben die Magnetfeldmessungen von MPO-MAG ergeben", freut sich Koautor David Fischer Mitglied in der IWF-Magnetometergruppe. Die Entdeckung dieses Teilchenstroms liefert wichtige Informationen über die Zusammensetzung und die Dynamik der Magnetosphäre der Venus und könnte dazu beitragen, auch die bisherige und zukünftige Entwicklung ihrer Atmosphäre zu erklären. Die vom Planeten entweichenden Elektronen erzeugen ein elektrisches Feld, das vermutlich die Kohlenstoff- und Sauerstoff-Ionen mitreißt und aus der Venusatmosphäre schleudert.
Das IWF Graz an Bord von BepiColombo
Die Doppelraumsonde BepiColombo ist eine Kooperation zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA. Das IWF ist an den Magnetfeldmessgeräten auf beiden Raumsonden – Mio (Magnetosphärischer Orbiter) und MPO (Planetarer Orbiter) – und am Ionenspektrometer PICAM auf MPO beteiligt. Finanziert wurden die IWF-Beiträge von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). "Es ist schön, dass die jahrelange und intensive Arbeit an unseren Magnetometern schon erste Früchte trägt, bevor BepiColombo überhaupt am Ziel angekommen ist. Gemeinsam mit den Wissenschaftler:innen am Institut bin ich schon sehr gespannt, was die Instrumente über die Magnetosphäre des Planeten Merkur und sein Inneres herausfinden werden", so David Fischer. "Diese Messungen von BepiColombo während des Venusvorbeiflugs werden es unseren Wissenschaftler ermöglichen, mehr über die Prozesse zu erfahren, die die Entwicklung von Planetenatmosphären, ihrer Magnetosphäre und ihre Wechselwirkung mit dem Sonnenwind steuern – sowohl in unserem Sonnensystem als auch in extrasolaren Systemen, deren Untersuchung sich mehrere Forschungsgruppen Institut widmen", zeigt sich IWF-Direktorin Christiane Helling erfreut.
Wieso ist Weltraumforschung so wichtig?
BepiColombo ist die erste europäische Mission zum Merkur, die in Kooperation mit der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) unter der Leitung der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchgeführt wird. Die Doppelraumsonde wurde am 20. Oktober 2018 gestartet und befindet sich auf einer siebenjährigen Reise zum kleinsten und am wenigsten erforschten terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem. Wenn sie Ende 2025 beim Merkur ankommt, werden die Hightech-Instrumente an Bord trotz Temperaturen von über 350 °Celsius mindestens ein Jahr lang hochgenaue Daten sammeln, auf die man auf der Erde schon sehnlich wartet. Merkur ist der einzige Planet im Sonnensystem, der wie die Erde eine feste Oberfläche hat und mit dem flüssigen Kern in seinem Inneren ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld und seine Beeinflussung durch den Sonnenwind wird mit den Messgeräten der beiden BepiColombo-Satelliten präzise vermessen, um so den inneren Aufbau des Merkurs zu untersuchen, Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit dem Erdkern zu erforschen und dadurch die innere Struktur unseres Heimatplaneten Erde besser zu verstehen.
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