Acht Jahre nach dem Verlassen der Erde ist BepiColombo nun verführerisch nah daran, in eine Umlaufbahn um den Merkur einzutreten, einen heißen und dichten Ball aus Metallen und Silikaten mit eigenem Magnetfeld, der als einer der am schwersten zu beobachtenden Planeten gilt, weil die Gravitationskraft und die heftige Strahlung der Sonne so intensiv sind.

„Der Merkur ist ein herausforderndes Ziel. Es ist sehr schwer zu erreichen, es ist sehr schwer, dort zu operieren“, sagte Santa Martinez, Missionsleiterin der ESA.

„Die beiden Hauptaspekte sind wirklich die extremen Temperaturen, die von -180 bis 450 °C reichen, und zudem die Sonnenstrahlung, die bis zu zehnmal stärker sein kann als das, was wir auf der Erde haben.“

Raumfahrttechniker im ESOC-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt, Deutschland, sagen, sie seien bereit und vorbereitet auf alle Arten von Vorfällen und Unfällen am 3. September, wenn das Raumfahrzeug auseinanderbricht und die zuvor abgeschirmten Instrumente plötzlich einer ultraharten Umgebung ausgesetzt werden.

Seine größte Sorge gelten den Solarpaneelen, die fein gekippt sind. Wird ihr Winkel um einen Bruchteil eines Grades zu weit von der Sonne weg gedreht, droht ein Stromausfall; wird er ein wenig zu stark zur Sonne hin gedreht, riskieren sie, übermäßig zu überhitzen und irreparabel zu werden.

„Es wird am Donnerstag vieles Neues geben, worauf die Teams sich vorbereiten müssen“, sagte er und verglich den Moment mit dem Start eines völlig neuen Raumfahrzeugs, das zufällig bereits einen anderen Planeten umkreist, mit einer 11‑minütigen Funkverzögerung in beide Richtungen.

Was als Nächstes passiert

BepiColombo ist Europas erste Mission zum Merkur, und sie ist komplex.

Am Donnerstag, dem 3. September, um 14:00 Uhr MESZ wird das Raumfahrzeug in zwei Teile gespalten. Zwei zusammengefügte Sonden starten zur wissenschaftlichen Mission, während das große Mercury Transfer Module (MTM), das sie auf einer verschlungenen achtjährigen Reise zu diesem Punkt gebracht hat, in die entgegengesetzte Richtung abdriftet.

Das MTM‑Mutterschiff liegt dann dem Schicksal überlassen, da es keine Lageregelung mehr hat und nicht mehr benötigt wird.

„Es ist ein vollständig passives Modul, man kann es nicht steuern, man kann es nicht manövrieren“, erklärt Frank Budnik, Leitender Flugbahndynamiker der ESA.

Ohne irgendeine Möglichkeit zur Steuerung wird es zu taumeln beginnen, und seine Bahn wird es am Merkur vorbeiführen, statt in eine Umlaufbahn zu gelangen. Es würde den Rest seiner Existenz im interplanetaren Raum verbringen.

In der Zwischenzeit ist es für die beiden Sonden an der Zeit, aufzuwachen und zu arbeiten.

Wörtlich übereinander auf dem MTM gestapelt, sind sie die ESA‑Mercury Planetary Orbiter (MPO), die die Oberfläche und das Innere des Planeten aus nächster Nähe untersuchen wird, und der Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio), gebaut von der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), der sich auf das umgebende Weltraumumfeld konzentrieren wird.

Martinez sprach offen über die Risiken in den Sekunden, Minuten, Stunden und Tagen nach der Trennung in dieser Woche.

„Wir wissen, dass es wahrscheinlich ist, dass nicht alles nach dem Sollplan verläuft“, sagte sie. „Aber wir sind bereit, wir sind flexibel und wir müssen auf das Unerwartete vorbereitet sein.“

Zum Merkur zu fliegen ist weitaus herausfordernder als zum Mars. Ein Raumfahrzeug, das zur Sonne fällt, verlangsamt sich nicht; es beschleunigt, gezogen von der Sonnengravitation.

Um in eine Umlaufbahn eingefangen zu werden, muss BepiColombo die Geschwindigkeit des Merkurs fast exakt angleichen, ein weitaus energieintensiverer Transfer als das Erreichen selbst entfernter, größerer Planeten.

Deshalb hat die Mission acht Jahre und neun planetare Vorbeiflüge an Erde, Venus und dem Merkur selbst verbracht, wobei sie mit einem Ionenantrieb leise Geschwindigkeit verlor, anstatt einen direkteren Kurs zu wählen, und deshalb werden die nächsten Monate für das Missionsteam einige hochstressige Momente bereithalten.

Für die beiden Sonden ist die Trennung vom MTM am Donnerstag nur der erste Schritt einer langen Ankunftssequenz.

In den folgenden Wochen werden die beiden Wissenschaftsorbiter MPO und Mio zusammen als ein einziges zusammengesetztes Raumfahrzeug verbleiben, zum ersten Mal ohne das Antriebsmodul fliegend, wobei Instrumente und Kameras, die zuvor vom MTM blockiert waren, endlich einen klaren Blick ins All erhalten.

Der nächste wichtige Meilenstein kommt Ende November bis Anfang Dezember, wenn die Missionskontrolle eine kritische Reihe von chemischen Triebwerkszündungen auslöst, um die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs zu senken und es in den Griff des Merkurs zu bringen.

Sobald sie in eine Umlaufbahn eingefangen sind, werden MPO und Mio voneinander getrennt, zu zwei völlig unabhängigen, voll funktionsfähigen Raumfahrzeugen in eigenen, getrennten Umlaufbahnen um den Planeten, und auch zu eigenen, getrennten Teams auf der Erde.

Ingenieure werden die folgenden Monate damit verbringen, Systeme in Betrieb zu nehmen und beide Umlaufbahnen fein abzustimmen, ein Prozess, der bis März 2027 dauert.

Erst wenn das abgeschlossen ist, beginnt die eigentliche Wissenschaftsphase der Mission im April 2027.

Ungelöste Rätsel des Merkurs

Es gibt vieles, das wir über diesen glühend heißen Planeten nicht wissen. An erster Stelle der offenen Fragen steht die Dichte des Merkurs: Der Planet ist für seine Größe ungewöhnlich schwer, vermutlich wegen eines übergroßen Eisenkerns, der 60 % seines Volumens ausmacht, doch Wissenschaftler wissen noch nicht, warum.

Die Untersuchung dessen liefert Daten, um zu erklären, wie der Kern das Magnetfeld des Merkurs erzeugt. Von den felsigen Planeten unseres Sonnensystems besitzen nur Merkur und Erde ein Magnetfeld, während Venus und Mars keines haben.

Weitere interessante Aspekte des Merkurs sind, dass der Planet buchstäblich schrumpft, während der innere Kern abkühlt, und dass er sich so langsam um seine Achse dreht, dass ein Tag länger als ein Jahr dauert.

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Ein voller Tag und eine Nacht auf dem Merkur entsprechen 176 Erdtagen, während ein Umlauf um die Sonne 88 Erdtage dauert.

Für Jones persönlich ist eines der faszinierendsten Merkmale des Planeten die Oberflächenstruktur, die als „Hollows“ bezeichnet wird und erstmals von der NASA-Mission MESSENGER zum Merkur entdeckt wurde.

Diese Hollows sind Stellen, an denen der Untergrund scheinbar weggesetzt wird, weil flüchtige Materialien in der extremen Hitze verdampfen. Es gibt zudem starke Hinweise auf Wassereis in einigen dauerhaft beschatteten Kratern an den Polen des Merkurs, und Wissenschaftler wollen genau wissen, wie viel davon vorhanden ist und warum.

Der Merkur hat keine Atmosphäre, aber es gibt Ausgasungen vom Planeten, die Jones gerne untersuchen möchte.

„Beide Raumfahrzeuge werden die Gase 'probieren', die den Merkur umgeben, und uns mitteilen können, welche Gase dort vorhanden sind, ob bestimmte Oberflächenbereiche Material freisetzen und wie sich das im Laufe der Zeit verändert“, erklärt er.

Die Untersuchung dieser kargen und glühenden Welt geht über den Merkur hinaus. Das Verständnis, wie ein felsiger Planet so nahe an seinem Stern entsteht und überlebt, hilft Wissenschaftlern, die Entstehung der Erde und vieler seltsamer und ungewöhnlicher Exoplaneten zu verstehen, die in den letzten Jahrzehnten um andere Sterne in unserer Galaxie entdeckt wurden.

Wie bei dieser Mission erfordert das Finden von Antworten Geduld.

Die vollständige Wissenschaftskampagne der Mission wird erst im April 2027 beginnen, sobald beide Orbiter ihre endgültigen Umlaufbahnen erreicht haben. Für den Moment richtet sich alles auf den 3. September, wenn eine einzige Trennung acht Jahre des Umkreisen des inneren Sonnensystems in einen finalen Abstieg in den Gravitationsgriff des Merkurs verwandelt.