Oben: Um 13:34 Donnerstag Mittag hob die Delta-2-Heavy-Trägerrakete von der Startrampe 17-B des US-Luftwaffenstützpunktes Cape Canaveral an der Atlantikküste Floridas zu einer achtjährigen Reise der Raumsonde DAWN zu den Asteroiden Vesta und Ceres. (Photo: NASA)

Auf der Spitze ihrer Delta-2-Trägerrakete startete das DAWN-Raumfahrzeug um 13:34 Uhr MESZ vom US-Luftwaffenstützpunkt Cape Canaveral in Florida zu den Asteroiden Vesta und Ceres. Diese Kleinplaneten zählen zu den letzten nicht erkundeten Welten im Sonnensystem, wie Marc Rayman vom Laboratorium für Strahlantriebe (JPL) der NASA im Pasadena, Kalifornien meinte.

DAWN's achtjährige Mission bringt die 1,2 Tonnen schwere Sonde auf eine 4,9 Milliarden Kilometer lange Reise tief in den Asteroidengürtel, einem Ring aus Weltraumgesteinsbrocken, die die Sonne zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter umlaufen.

Durch den Besuch bei der hellen, steinigen Vesta und der großen, eisigen Ceres erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Entstehung der Planeten und die Entwicklung des frühen Sonnensystems.

Abgesehen von einem Schiff, das sich auf Abwegen in der Zone des Atlantiks befand, wo Teile der Startstufe der Delta niedergehen sollten, und so den Start um 14 Minuten verzögerte, verlief der Start nach Angaben von NASA-Startdirektor Omar Baez wie geplant.

Weite Reise

DAWN soll die rund 530 Kilometer durchmessende Vesta im August 2011 erreichen und bis Mai 2012 in einer Umlaufbahn umkreisen, bevor sie zu dem gut 940 Kilometer großen Kleinplaneten Ceres weiterfliegt, den sie im Februar 2015 erreichen soll.

Damit wird DAWN die erste Mission sein, die zu zwei Himmelskörper reist und diese umkreist, sowie die erste, die einen Kleinplaneten besucht, wie Jim Adams, der DAWN-Programmleiter am NASA-Hauptquartier in Washington, erklärte.

An Bord von DAWN befinden sich eine optische Kamera aus deutscher Fertigung, ein Gammastrahlen- und Neutronendetektor und ein kartierendes Spektrometer, mit denen Vesta und Ceres studiert werden sollen. Einige dieser Instrumente werden beim Vorbeiflug am Mars im Jahr 2009 einen Testlauf absolvieren.

Oben: Die Raumsonde DAWN mit den Asteroiden Vesta und Ceres in einer künstlerischen Darstellung. Gut dargestellt ist der bläuliche Antriebsstrahl der drei Ionentriebwerke. (Abbildung: William K. Hartmann, UCLA)

Mit einer Spannweite von nahezu 20 Metern produzieren die Flächen in Erdnähe mehr als 10 Kilowatt an elektrischer Leistung, allerdings wird diese mit zunehmender Entfernung von der Sonne abnehmen.

Die NASA bezifferte im September die Kosten der Mission auf umgerechnet rund 260 Millionen Euro ohne die Delta 2 Rakete. Auf einer Pressekonferenz im Juli hatten Wissenschaftler der DAWN-Mission die Gesamtkosten mit rund 320 Millionen Euro zuzüglich rund 18 Millionen Euro für Startverzögerungen.

Versuche, die Mission im Juli zu starten, wurden zuerst von schlechtem Wetter und Problemen mit der Rakete vereitelt, dann durch Schwierigkeiten, die Schiffe und Flugzeuge mit der notwendigen Bahnverfolgungsausrüstung rechtzeitig für den Start zur Verfügung zu bekommen. Auch hatte die NASA die Mission im März 2006 bereits gestrichen, nur um sie ein paar Wochen später wieder aufzunehmen.

"Es war eine emotionale Achterbahnfahrt", meinte Chris Russell, der hauptverantwortliche Wissenschaftler der DAWN-Mission an der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA). "Und ein Teil dieser Achterbahnfahrt ist die Dankbarkeit, die wir all denen entgegenbringen, die DAWN in diesen schweren Zeiten verteidigt haben."

Mit Ionenkraft zu den Asteroiden

Oben: Die Flugbahn von DAWN während ihrer Mission. Gestrichelt sind die Umlaufbahnen von Erde, Mars, Vesta und Ceres. Nach dem Start wird im Mai 2009 das erste Ziel von DAWN der Planet Mars sein durch dessen Vorbeiflug die Sonde zusätzlichen Schwung für den Weiterflug zur Vesta bekommt, die sie im Oktober 2011 erreicht. Sechs Monate später fliegt sie dann weiter zur Ceres, die sie im Februar 2015 erreicht. Die Mission wird dann im Juli 2015 abgeschlossen. (Abbildung: NASA, M. Pätzold)

DAWN hat rund 425 Kilogramm an Xenongas an Bord, das elektrisch aufgeladen wird, um Ionen zu erzeugen, die dann mit rund 145.000 km/h (40 km/s) aus ihren Triebwerken geschleudert werden. Obwohl damit nur geringe Schubkräfte erzeugt werden, wird durch den konstanten Betrieb über lange Zeit hinweg die Flugbahn des Raumfahrzeugs kontinuierlich geändert, um mehrere Ziele, wie Vesta und Ceres, erst zu erreichen und dann zu umkreisen, ohne die riesigen Mengen an Treibstoff zu verbrauchen, die konventionelle Raketenantriebe benötigen.

"Das erste Mal habe ich in einer Star-Trek-Folge von einem Ionenantrieb gehört", meinte Rayman und fügte hinzu, daß solche Triebwerke auch eingesetzt würden, um die aus Krieg der Sterne bekannten imperialen TIE-Jäger anzutreiben (TIE - Twin Ion Engine, Zwillingsionentriebwerk). "DAWN ist sogar noch um eins besser als ein TIE-Jäger, weil es drei Ionentriebwerke hat."

Obwohl DAWN vier Tage braucht um von 0 auf 100 km/h zu beschleunigen, wird sie dennoch genügend Fahrt aufnehmen, wenn sie ihren Ionenantrieb in den nächsten sechs Jahren kontinuierlich laufen läßt. Wie die NASA erklärte, ist DAWN die erste rein wissenschaftliche Mission in Betrieb, die mit einem Ionenantrieb ausgestattet wurde.

"Das wäre dann der längste angetriebene Flug in der Geschichte der Raumfahrt", meinte Keyur Patel, DAWN-Projektleiter der NASA am JPL, kurz vor dem Start.

Jedes der drei Ionentriebwerke wiegt rund neun Kilogramm und hat die Größe eines Basketballs.

"Ein so kleines Triebwerk erzeugt den blauen Abgasstrahl, der mit 145.000 km/h ausgestoßen wird", hatte Patel vor dem Starttag erklärt. "Ein wirklich beeindruckendes System."

Nach dem Start

Oben: Diese Aufnahme des Weltraumteleskops HUBBLE aus dem Jahr 2004 zeigt das Endziel der DAWN-Mission, den Kleinplaneten Ceres. Er ist das größte Objekt im Asteroidengürtel. Wissenschaftler vermuten, daß Ceres unter seiner Gesteinsoberfläche auch gefrorenes Wasser beherbergt und seit der Entstehung des Sonnensystems nahezu unberührt geblieben ist. (Photo: NASA, ESA, J. Parker (Southwest Research Institute), L. McFadden (Universität von Maryland))

Keyur Patel berichtete: "Das Raumfahrzeug ist sicher, es ist in gesundem Zustand und es gibt keine [größeren] technischen Probleme an Bord."

Die beiden riesigen Solarzellenflächen haben sich nach dem Start wie geplant entfaltet und funktionierten einwandfrei, erklärten die Missionsleiter. Ein paar kleinere Unregelmäßigkeiten, wie eine Differenz von einem Ampère in der Stromproduktion zwischen den beiden Flügeln, seien aufgetreten, aber keine stelle ein echtes Problem dar, fügten sie hinzu. Es gehe dabei nur um die richtige Feineinstellung.

Freitag Mittag soll DAWN bereits die Mondbahn passiert haben, während sie ihren Kurs aus dem Erde-Mond-System in Richtung Asteroidengürtel verfolgt.

Die Missionsleiter planen die drei Ionentriebwerke innerhalb der nächsten fünf Tage zu testen. Eine Reihe von Instrumentenüberprüfungen wird ebenfalls durchgeführt, so von der optischen Kamera, dem Spektrometer und dem Gammastrahlen- und Neutronendetektor, obwohl diese Geräte nicht vor dem Vorbeiflug am Mars vollständig kalibriert würden, erklärte Patel.