Meilenstein auf dem Weg zum Merkur

Planetologen der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) haben einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zum Merkur erreicht: Ein erstes sogenanntes Qualifikationsmodell des Infrarotspektrometers MERTIS ist fertiggestellt.

Der Bau wurde von den münsterschen Wissenschaftlern für eine Raumfahrt-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Auftrag gegeben: Mit dem Projekt MERTIS an Bord der ESA-Raumsonde BepiColombo wollen die Planetologen den Planeten Merkur entschlüsseln, gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. MERTIS ist ein miniaturisiertes Infrarotspektrometer, das detaillierte mineralogische Informationen über die Oberfläche des Himmelskörpers liefern wird. Die Raumfahrtagentur des DLR fördert das Projekt von 2009 bis 2013 mit 11,4 Millionen Euro aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie.

„Nach umfangreichen Machbarkeitsstudien befinden wir uns nun mitten in der heißen Entwurfsphase – die Modelle, die wir bauen, sind Vorstufen der Produktionsphase, in die wir bald eintreten möchten“, beschreibt Prof. Dr. Harald Hiesinger vom Institut für Planetologie (IfP) der WWU die Bedeutung des erreichten Meilensteins. „Fünf Jahre wissenschaftlich-technischer Entwicklungsarbeit unserer Partner aus Industrie und Forschung waren erforderlich, um an diesen Punkt zu gelangen.“ Harald Hiesinger leitet das Projekt MERTIS („Mercury Radiometer & Thermal Infrared Spectrometer“) gemeinsam mit Dr. Jörn Helbert vom DLR.

Das im Jargon der Raumfahrtingenieure als Struktur-Thermal-Modell (STM) bezeichnete Werkstück durchlief zunächst eine Reihe von ersten Tests in den Laboren der Kayser-Threde GmbH in München. Ende Juni fand eine genaue Prüfung durch die ESA statt, die erfolgreich abgeschlossen wurde. Eine letzte planmäßige Inspektion erfolgt unmittelbar vor der Übergabe des Modells für ein umfassendes Testprogramm an die ESA. Diese Übergabe soll noch im Sommer 2010 erfolgen. Trotz der Freude im Team über das Erreichte sieht Instrumenten-Manager Gisbert Peter vom DLR die Lage sachlich: „Bis 2012 gibt es noch sehr viel zu tun“, gibt er zu bedenken. 2012 soll das endgültige Flugmodell von MERTIS fertig sein. Vorher müssen noch weitere Modellstufen gefertigt und erprobt werden.

Das STM wurde von Raumfahrtingenieuren so gebaut, dass es hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften dem späteren Instrument genauestens entspricht. Auch Wärmequellen im Gerät wurden detailgetreu nachempfunden. Mit Hilfe von sogenannten Vibrations- und Thermaltests können nun dank des STM theoretische Vorhersagen über das mechanische und thermale Verhalten von MERTIS auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Während solcher Tests werden die Umgebungsbedingungen simuliert, denen das Flugmodell auf seiner Reise zum innersten Planeten des Sonnensystems ausgesetzt ist. Sie zeigen, ob die mechanische Struktur des Instruments und sein Wärmehaushalt den Anforderungen entsprechen. „Das ist eine essenzielle Voraussetzung für den Erfolg der Mission. So muss zum Beispiel sichergestellt sein, dass MERTIS den Vibrationen und Belastungen während des Starts mit einer Ariane-V-Rakete standhält“, erläutert Dr. Kai Multhaup vom IfP, der für die WWU die ESA-Prüfung begleitete.

Nicht nur für MERTIS und für weitere zehn wissenschaftliche Instrumente, die bei der BepiColombo eingesetzt werden sollen, wird ein Struktur-Thermal-Modell gebaut. Auch für die Sonde „Mercury Planetary Orbiter“ – also für die Komponente der BepiColombo-Mission zum Planeten Merkur, auf der MERTIS an den Start gehen wird – werden solche Modelle entwickelt. Bei der italienischen Firma „Thales-Alenia Spazio Italy S.p.A.“ in Turin wird ein Referenzmodell des kompletten Satelliten aufgebaut und später im „European Space Research and Technology Centre“ der ESA im niederländischen Noordwijk getestet.

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Christina Heimken
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