Wegweisende ESA-Mission zum Jupiter

Der Start der Raumsonde JUICE zum Planeten Jupiter ist für die Europäische Raumfahrtagentur ESA eine besondere Premiere: Denn JUICE, der Jupiter Icy Moons Explorer, ist die erste Raumfahrtmission zu einem fernen Planeten unseres Sonnensystems, bei der die ESA nicht auf dem Beifahrersitz mitreist. „Dies ist die größte Mission im tiefen Weltraum, die wir je gestartet haben“, sagte Andrea Accomazzo, Flugbetriebsleiter der Mission, Anfang Februar 2023, als die Sonde für den Transport zum Startplatz vorbereitet wurde. Die ESA ist in dem europäisch-amerikanisch-japanisch-israelischen Projekt gesamtverantwortlich: für die Satellitenplattform, für den Start mit einer Ariane-5-Rakete vom europäischen Raumfahrbahnhof Kourou und für den Betrieb der Sonde. Diese soll nach dem für Mitte April 2023 geplanten Start im Sommer 2031 den Jupiter erreichen.

Mit JUICE will die ESA untersuchen, unter welchen Bedingungen sich Planeten bilden können und Leben entstehen kann. Die Raumsonde wird dazu den Jupiter und seine Monde mit zehn wissenschaftlichen Instrumenten aus der Nähe analysieren. Europäische Forschungseinrichtungen haben neun der Instrumente maßgeblich entwickelt, das zehnte entstand federführend in den USA. Zu einigen Instrumenten steuerten Japan und Israel Hardware bei.

An sieben der neun europäischen Instrumente sind deutsche Forschungseinrichtungen beteiligt, in zwei Fällen federführend. Deutschland fördert die an der Instrumentenentwicklung mitwirkenden heimischen Institutionen mit 100 Millionen Euro aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm. „Hinzu kommt dann noch der Anteil Deutschlands an der Finanzierung der Gesamtkosten der ESA-Mission, er liegt bei 21 Prozent“, sagt Christian Chlebek, JUICE-Projektverantwortlicher bei der Deutschen Raumfahrtagentur, die zum Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gehört. Die ESA beziffert die Gesamtkosten für die Mission auf 1,6 Milliarden Euro. Insgesamt sind an JUICE 18 Einrichtungen aus 23 Ländern beteiligt.

Ziel ist der Jupiter mit seinen 92 Monden

Das Ziel von JUICE ist der größte Planet unseres Sonnensystems. Jupiter ist zehnmal größer als die Erde und 318-mal massereicher. Er ist kein Gesteinsplanet wie die Erde, sondern eine gewaltige Gaskugel, an deren Wolkenobergrenze wegen der großen Entfernung von der Sonne eine Temperatur von minus 120 Grad Celsius herrscht. Weil Jupiter so ein Koloss ist, hat er nicht wie die Erde nur einen Mond, sondern mindestens 92. Vier davon sind schon seit dem 17. Jahrhundert bekannt, weil sie selbst in bescheidenen Fernrohren als sternförmige Lichtpunkte zu sehen sind.

Es ist bekannt, dass drei dieser großen Monde kilometerdicke Eispanzer haben, unter denen es so warm ist, dass dort womöglich flüssiges Wasser existiert. Sie heißen Europa, Ganymed und Kallisto, benannt nach Figuren aus der griechischen Mythologie. Wenn es auf ihnen tatsächlich flüssiges Wasser gibt, dann wären das keine Pfützen oder Seen, sondern gewaltige Ozeane. Im Fall von Europa könnte der Ozean unterm Eispanzer mehr Wasser als alle irdischen Ozeane zusammen enthalten.

Mit den wissenschaftlichen Instrumenten von JUICE will die ESA klären, wie dick die Eispanzer der drei Monde sind, ob es die Ozeane darunter wirklich gibt, wieviel Wasser sie enthalten und welche mineralischen Stoffe in dem Wasser gelöst sein könnten. Es wäre noch keine Antwort auf die Frage, ob es dort wirklich Leben gibt. Aber es wäre geklärt, ob die Voraussetzungen für Leben gegeben sind.

JUICE soll ihr Ziel 2031 erreichen

Doch bis es soweit ist, dauert es noch mindestens ein Jahrzehnt. Die Raumsonde fliegt nicht auf direkter Linie zum Jupiter, weil das viel mehr Treibstoff erfordern würde, als sie an Bord hat. Stattdessen fliegt sie mehrmals an anderen Planeten vorbei, um dort Schwung zu holen: im August 2024 innerhalb von eineinhalb Tagen an Mond und Erde, im August 2025 an der Venus, 2026 und 2029 erneut an der Erde. Gut siebeneinhalb Jahre wird die Sonde unterwegs sein, bis sie im Juli 2031 den Jupiter erreicht.

Schließlich soll die Raumsonde sich bis zum Missionsende 2035 dreieinhalb Jahre für Messungen im Jupitersystem aufhalten. JUICE wird in dieser Zeit zunächst den Planeten umkreisen, um dann insgesamt 35-mal in wenigen hundert Kilometern Abstand an den Monden Europa, Ganymed und Kallisto vorbeifliegen, um diese aus der Nähe zu erkunden. Schließlich schwenkt JUICE auf eine Umlaufbahn um Ganymed ein, nähert sich während der Messungen immer weiter der Oberfläche dieses Jupitermondes – und zerschellt zum Missionsende auf dessen Eispanzer. „Dieser Absturz dient dem Schutz Europas“, erklärt der Projektverantwortliche Christian Chlebek. Bei dem Mond Europa gebe es starke Hinweise auf einen eher dünnen Eispanzer oder gar Geysire.

Aus Versuchen ist bekannt, dass irdische Bakterien selbst den unwirtlichen Bedingungen des Weltraums für lange Zeit widerstehen können. „Ganymed hat einen extrem dicken Eispanzer, den JUICE nicht zerstören kann, soviel wissen wir“, sagt Chlebek. „So verhindern wir einen unkontrollierten Absturz nach Missionsende auf Europa, bei dem die Sonde den Ozean mit irdischen Bakterien verunreinigen könnte.“ Und das wäre fatal: Denn dann würden künftige Missionen womöglich irdisches Leben auf Europa nachweisen – statt Leben, das dort entstanden ist.