Das Manöver ist gelungen: Heute morgen schwenkte die europäische Sonde Venus Express nach einem nicht unriskanten Bremsmanöver in eine Umlaufbahn um unseren Nachbarplaneten ein. Venus Express war im November letzten Jahres gestartet und ist die erste europäische Mission zur Venus. Die Sonde soll den Planeten mindestens zwei Venustage lang erforschen.

Venus Express ist erfolgreich in einen Orbit um die Venus eingeschwenkt. Bild: ESA

Um 9.57 Uhr MESZ dürfte manchem im ESA-Kontrollzentrum in Darmstadt ein Stein vom Herzen gefallen sein: Man empfing das erste Signal der Sonde Venus Express, nachdem sie sich für rund zehn Minuten von der Erde aus gesehen hinter der Venus befand. Die Daten bestätigten, dass bislang alles nach Plan gelaufen war. Um 10.07 Uhr MESZ wurden dann die Haupttriebwerk der Sonde wieder abgeschaltet. Die erste direkte Kommunikation über eine der Hauptantennen der Sonde mit der Bodenstation begann um 11.12 Uhr MESZ. Venus Express war sicher in einem Orbit um die Venus angekommen.

Vorausgegangen war das wohl riskanteste Manöver der gesamten Mission: Das Einschwenken in die Umlaufbahn erfordert eine Reihe von ferngesteuerten Aktionen, Triebwerkzündungen und Manövern, die Venus Express von ihrer Geschwindigkeit unmittelbar vor der ersten Zündung (29.000 Kilometer pro Stunde im Verhältnis zur Venus) auf eine rund 15 Prozent niedrigere Einschwenkgeschwindigkeit abbremsen müssen, damit die Raumsonde von der Schwerkraft des Planeten "eingefangen" werden kann.

Für dieses kritische Manöver hatte man wochenlang in Darmstadt geprobt (astronews.com berichtete). In den nächsten 24 Stunden sollen nun alle Funktionen der Sonde reaktiviert werden. Bis zum Morgen des 13. April wird die größere "Hochleistungsantenne 1", die bisher nicht benutzt wurde, korrekt ausgerichtet und dann einsatzbereit für die Kommunikation mit der Erde sein. Die beiden Hochleistungsantennen, die an unterschiedlichen Seiten der Sonde angebracht sind, sollen während der Mission abwechselnd genutzt werden, um zu vermeiden, dass kritische Außenbordkomponenten der Sonne ausgesetzt werden.

Bevor Venus Express nach einer Reihe weiterer Manöver ihre endgültige Einsatzbahn erreicht, werden noch viele Tage vergehen. Die erste 9-Tage-Umlaufbahn ist elliptisch mit einem Apozentrum (Venus-fernster Punkt) von 350.000 Kilometer und einem Perizentrum (Venus-nächster Punkt) von weniger als 400 Kilometern. In dieser Zeit werden sieben weitere Triebwerkzündungen erfolgen (davon zwei mit dem Haupttriebwerk), um in den folgenden Umläufen das Apozentrum schrittweise zu senken. Die Zielbahn, eine polare Umlaufbahn in 250 bis 66.000 Kilometer über der Venusoberfläche, deren Perizentrum bei über 80 Grad nördlicher Breite liegt, wird am 7. Mai nach 16 Umläufen erreicht sein.

Am 22. April beginnt die orbitale Inbetriebnahme der Sonde. Ihre Instrumente werden bis zum 13. Mai nacheinander eingeschaltet und gründlich überprüft, anschließend werden sie alle zusammen und in Gruppen betrieben. Der wissenschaftliche Betrieb soll am 4. Juni beginnen. Doch bereits während des 9-tägigen Umlaufs auf der ersten Bahn wird eine gute Gelegenheit für wissenschaftliche Beobachtungen sein. Diese werden jedoch frühestens 30 Stunden nach dem Eintritt in den Orbit und nur dann stattfinden können, wenn nicht andere kritische Vorgänge vorrangig durchgeführt werden müssen. Die erste Gelegenheit zur Erfassung wissenschaftlicher Daten ergibt sich am 12./13. April.

Während der ersten Umläufe wird sich die gesamte Scheibe der Venus im Blickfeld der abbildenden Instrumente von Venus Express befinden, was während der nominalen Phase aufgrund der dann geringeren Abstände zur Oberfläche nicht mehr möglich sein wird. Diese Beobachtungen werden sich hauptsächlich auf die südliche Hemisphäre konzentrieren, die bei früheren Missionen nur unzureichend erforscht wurde.

Vor allem die Geometrie der ersten Umlaufbahn ermöglicht die kontinuierliche und eingehende Beobachtung der Dynamik der Atmosphäre aus einer größeren Entfernung über einen den vollen Rotationszyklus der Atmosphäre am oberen Ende der Wolken (die nach wie vor nicht erklärte viertägige "Super-Rotation") übersteigenden Zeitraum hinaus. Die Erforschung der Atmosphäre ist denn auch eines der Hauptziele der Mission.

Beispielsweise kann das abbildende Spektrometer im sichtbaren und nahen Infrarotbereich (VIRTIS) aus Entfernungen von über 200.000 Kilometern Schnappschüsse der gesamten Scheibe des Planeten und seiner Atmosphäre machen. Während der nominalen wissenschaftlichen Phase hingegen müssen die Abbildungen der Atmosphäre als "Mosaik" zusammengefügt werden. Mit dem Gerät zur Analyse von Plasma und energiereichen Atomen (ASPERA) werden erstmals aus großer Entfernung der ungehindert einwirkende Sonnenwind beobachtet und Daten über Entweichungen in die Atmosphäre auf einem Planeten ohne magnetischen Schutz gesammelt werden können.

Mit Ausnahme des Radiosondierungsexperiments VeRA und des PFS-Spektrometers können auf der ersten Umlaufbahn alle Venus Express-Instrumente zu ausgewählten Zeitpunkten für einige Stunden pro Tag Beobachtungen durchführen. Venus Express soll über zwei Venustage, was 486 Erdtagen entspricht, wissenschaftliche Beobachtungen durchführen. Die Mission könnte um denselben Zeitraum verlängert werden.