Ihr Weg zum Jupiter hat die ESA-Sonde Juice am Mond vorbeigeführt und an der Erde. Zum ersten Mal ist ein solches Manöver innerhalb eines Tages geglückt. Und Juice wird auf ihrem weiten, weiten Weg sogar wieder vorbeikommen.
Die europäische Raumfahrtbehörde Esa ist zufrieden: Zum ersten Mal ist ein Satellit innerhalb eines Tages an Mond und Erde vorbeigeflogen. Mit dem Manöver hat die Sonde Juice etwa 100 bis 150 Kilogramm Treibstoff gespart. "Dabei war sehr wenig Spielraum für Irrtümer oder Rechenfehler, und wie es aussieht, hat das Manöver wunderbar geklappt", sagt Astrophysiker Michael Büker.
"Je mehr Treibstoff die Sonde zur Verfügung hat, desto länger wird sie diese fernen Welten erforschen können."
Ziel des Vorbeiflugs war, die Schwerkraft des Mondes und der Erde zu nutzen, um die Geschwindigkeit und die Richtung des Raumfahrzeugs zu ändern. "Enge Vorbeiflüge von Raumsonden an Himmelskörpern dienen oft dazu, der Sonde einen Schubs in die richtige Richtung zu geben", erklärt Michael Büker. Damit die Sonde aber auch wirklich auf der richtigen Flugbahn landet, müsse das Manöver sehr präzise vorbereitet werden.
"Es mussten zwei Vorbeiflüge in einem im Voraus geplant werden. Und nicht nur das: Der Vorbeiflug führte Juice sogar so nah an die Erde, dass sie dabei hunderte Satelliten-Bahnen kreuzte."
Bei dem Manöver ist die Sonde nah genug – immer noch rund 7000 Kilometer entfernt – an der Erde vorbeigezogen, um von Hobby-Beobachtenden mit Teleskopen ausgemacht werden zu können. Er selbst hat die Sonde nicht beobachten können, sagt Michael Büker. "Bei mir in Hamburg war es bewölkt, aber in jedem Fall wäre die Sonde zu schwach gewesen, um sie mit nacktem Auge zu verfolgen."
Alles, um Energie zu sparen: Orbitalmechanik wirkt unlogisch
Die Flugbahnen zwischen Planeten und Monden des Sonnensystems sehen völlig anders aus, als man sie sich naiv vorstellen würde, sagt Michael Büker. Das liege vor allem daran, dass im Sonnensystem alles umeinander kreist: Die Planeten um die Sonne, die Monde um die Planeten, und die Raumsonden auf langgezogenen Ellipsen mittendrin.
Die Wissenschaft, die all diese Bahnen ausrechnen kann, heißt Orbitalmechanik. Ihre Regeln sorgen dafür, dass sich oft Energie sparen lässt, wenn Sonden, Satelliten und Raumschiffe scheinbar in die falsche Richtung losfliegen und Himmelskörper passieren, die gar nicht Ziel der jeweiligen Mission sind. Dazwischen vergehen Jahre, in denen die Sonde durch das Nirgendwo rauscht, sagt Michael Büker.
"In diesem Fall war es eben eine günstige Lösung, dass die Juice-Sonde über ein Jahr nach ihrem Start von der Erde wieder hier vorbeifliegt."
Als nächstes wird die Sonde Richtung Venus fliegen. Sie kommt danach noch mehrmals an der Erde vorbei, um schließlich den Jupiter zu erreichen. Die Missionen von Raumsonden und ihre Flugbahnen werden über Jahrzehnte im Voraus geplant, erklärt Michael Büker.
Auch noch unterwegs: Bepicolombo und Psyche
Deshalb könne es noch eine ganze Weile dauern, bis diese Art Doppel-Vorbeiflug sich durchsetzt und wiederholt wird.
Juice soll von 2031 an die Jupitermonde Europa, Kallisto und Ganymed untersuchen. Die Jupitermission der Sonde soll von 2031 bis voraussichtlich 2035 dauern. Und sie ist nicht die einzige Raumsonde auf Langzeitmission: Michael Büker hat außerdem noch die europäisch-japanische Mission Bepicolombo auf dem Weg zum Merkur und die Nasa-Raumsonde Psyche auf dem Weg zum gleichnamigen Metall-Asteroiden im Blick.