Der Weg zum Gasriesen Jupiter ist lang – und führt zumindest für die ESA-Sonde JUICE (JUpiter Icy Moons Explorer) dreimal an ihrem Heimatplaneten vorbei. Das erste Mal ist am 19. und 20. August geplant. Dann wird JUICE erstmals in der Raumfahrt eine doppelte Schwerkraftumlenkung (auch Swing-by, Fly-by oder Gravity Assist genannt) an Mond und Erde durchführen.
Dieses im ESA-Jargon "LEGA" genannte Manöver (Lunar-Earth Gravity Assist) soll sowohl die Flugrichtung als auch die Geschwindigkeit der Sonde verändern: JUICE wird dadurch abgebremst und auf Kurs zur Venus gebracht. Dort holt das Raumfahrzeug im August 2025 ebenfalls durch eine Schwerkraftumlenkung Schwung und wird durch zwei weitere Vorbeiflüge an der Erde (September 2026 und Januar 2029) beschleunigt. Im Juli 2031 soll JUICE dann schließlich am Jupiter ankommen. Gestartet war die Raumsonde am 14. April 2023 mit einer Ariane 5 von Kourou.
Dass die Sonde nun zunächst abgebremst wird, um schneller zum Jupiter zu kommen, erklärt sich nicht von selbst. Man hätte den Vorbeiflug an der Erde zum Beispiel nutzen können, um JUICE einen Schub in Richtung Mars zu geben. Doch dann wäre viel Zeit bis zum nächsten Planetenvorbeiflug vergangen, so die europäische Raumfahrtagentur. Dieses erste "Bremsmanöver" sei eine Art Abkürzung durch das innere Sonnensystem. Die sehr komplexe Flugbahn von JUICE wurde in den vergangenen 20 Jahren geplant.
Treibstoffsparen für mehr Wissenschaft
Das Besondere an dem Mond-Erde-Vorbeiflug: "Wir kommen dem Mond absichtlich nahe, um die Schwerkraftumlenkung an der Erde zu verbessern", sagte Arnaud Boutonnet, JUICE-Missionsanalyst, bei einer Pressekonferenz am 9. August. Normalerweise werde der Mond als Störung für Schwerkraftumlenkungen an der Erde angesehen. Die Idee des LEGA-Manövers sei gewesen, den Mond zu nutzen, anstatt ihn zu bekämpfen. JUICE wird sich dem Mond am 19. August bis auf 700 Kilometer annähern, die kleinste Entfernung zur Erde wird am 20. August rund 6800 Kilometer betragen.
Durch das Manöver sowie den optimalen Start im vergangenen Jahr spart JUICE Treibstoff, was der Sonde am Ende ihrer Mission zugutekommt: JUICE wird am Jupiter-Mond Ganymed auf einen Orbit in nur 200 Kilometern Höhe gehen und damit noch detailliertere Bilder und Daten liefern können. Bis November 2034 soll die Sonde insgesamt 35 Vorbeiflüge an den drei Eismonden Europa, Callisto und Ganymed absolvieren.
Wichtige Instrumententests
Das LEGA-Manöver ermöglicht es den Wissenschaftlern zudem, die Instrumente der Sonde an echten Himmelskörpern zu testen. An Bord von JUICE befinden sich zehn wissenschaftliche Instrumente, drei davon entstanden mit deutscher Beteiligung. Das Institut für Planetenforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) verantwortete den Bau des Laser-Höhenmessers GALA (GAnymede Laser Altimeter) und war Teil des italienisch geführten Konsortiums beim Kamerasystem JANUS. Beim Spektrometer namens Sub-millimeter Wave Instrument (SWI) lag die Hauptverantwortung beim Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.
Vor allem für das Radarinstrument RIME (Radar Icy Moon Exploration) ist das doppelte Fly-by eine gute Testmöglichkeit. Die Daten von RIME werden von elektronischem Rauschen des Raumfahrzeugs gestört. Während des Vorbeiflugs am Mond wird RIME acht Minuten lang allein Daten sammeln können, die anderen Instrumente sind dann ausgeschaltet oder im Ruhemodus. So kann das RIME-Time Algorithmen entwickeln, um das Rauschen zu korrigieren. RIME wurde vom Jet Propulsion Laboratory der NASA und der italienischen Raumfahrtagentur ASI entwickelt und gebaut.
