Merkur ist der innerste und kleinste Planet unseres Sonnensystems – und der bisher unbekannteste. BepiColombo ist Europas erste Mission zum Merkur und gilt als bisher anspruchsvollste Wissenschaftsmission der europäischen Raumfahrt.

Zwei Orbiter sollen den Planeten mindestens ein Jahr lang genau unter die Lupe nehmen: Einer davon, der Mercury Planetary Orbiter (MPO) unter Verantwortung der europäischen Weltraumorganisation ESA, erforscht die Oberfläche und die Zusammensetzung des Planeten. Der MPO wird elf wissenschaftliche Instrumente an Bord haben, darunter auch das Höhenmessgerät «BELA» (BepiColombo Laser Altimeter).

BepiColombo im Anflug auf Merkur. Bild: ESA

Europas erster Laser-Altimeter für Planeten

BELA untersucht die Topographie des Merkur, seine Form, das Gravitationsfeld, die Beschaffenheit der Oberfläche und deren Reflexion: Ein Laserstrahl wird dabei vom BELA-Transmitter auf die Merkuroberfläche geschossen und von dieser zum BELA-Empfänger reflektiert. Misst man die Zeit, die zwischen dem Aussenden und dem Wiedereintreffen des Laserstrahls verstreicht, kann über die Lichtgeschwindigkeit die Entfernung zwischen Raumsonde und Planetenoberfläche – und damit die «Höhe» der Oberfläche – bis auf einen Meter genau berechnet werden. Neben einer dreidimensionalen Oberflächenkarte kann BELA zusammen mit anderen Instrumenten auch das Gravitationsfeld und den inneren Aufbau des Merkur bestimmen.

Der Laser-Altimeter BELA  wurde unter der Leitung des Weltraumphysikers Nicholas Thomas entwickelt. BELA ist das grösste und schwerste Instrument an Bord der BepiColombo-Sonde – und ein europäisches Novum, wie Projektleiter Karsten Seiferlin betont: «Es ist das erste in Europa für Planetenforschung entwickelte Laser-Altimeter überhaupt.»

Das Empfänger-Subsystem von BELA, das von der RUAG Space AG gebaut wurde. Bild: RUAG.

Internationale Zusammenarbeit

Wie bei Instrumenten dieser Grösse üblich, waren internationale Partner beim Bau von BELA beteiligt – in diesem Fall das Instituto de Astrofísica de Andalucía in Spanien sowie das Max-Planck-Institut und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Die RUAG Space AG (Zürich) liefert das Empfänger-Subsystem des Laser-Altimeters. Das BELA-Team am Physikalischen Institut integriert nun alle Bestandteile und kalibriert das fertige Instrument.

«Für uns war die Entwicklung, Integration und Kalibration eines so komplexen Instruments, das auch von der Zuarbeit der Industrie und Partnern im Ausland abhängt, eine schöne Herausforderung», sagt Seiferlin. «Dazu kommt, dass es bisher in Europa keine vergleichbaren Instrumente gegeben hat, von denen man hätte lernen können. Umso erfreulicher ist es, dass die zu Projektbeginn vor fast 10 Jahren definierten Anforderungen auch erfüllt wurden.»
BELA soll Anfang 2015 an die ESA übergeben werden, und der Start von BepiColombo ist nach eingehenden Tests für 2016 vorgesehen.