Die Marsumlaufbahn diente im Oktober 2025 als Bühne für einen historischen Meilenstein in der Astronomie, als es der chinesischen Raumfahrtausrüstung Tianwen-1 gelang, detaillierte Bilder des Kometen 3I/ATLAS aufzunehmen. Der Himmelskörper, der von außerhalb unseres Sonnensystems durch den Weltraum reist, passierte etwa 30 Millionen Kilometer vom Roten Planeten. Diese Operation stellt das erste Mal dar, dass ein interstellarer Besucher direkt von einem anderen Planeten aus beobachtet wurde, was die Möglichkeiten zur Analyse der Entstehung entfernter Sternensysteme drastisch erweitert.
Der Himmelskörper wurde erstmals am 1. Juli 2025 vom ATLAS-Teleskopkomplex in Chile identifiziert und ist erst der dritte Himmelskörper mit externem Ursprung, der jemals von Wissenschaftlern bestätigt wurde. Es tritt in die Fußstapfen des berühmten 2017 entdeckten Oumuamua und des 2019 gefundenen Kometen 2I/Borisov. Die hyperbolische Flugbahn von 3I/ATLAS lässt keinen Zweifel an seinem fremden Ursprung in unserem System, was Forscher dazu motivierte, die Instrumente der chinesischen Sonde im September zu kalibrieren, um ihre größte Annäherung an die Sonne, das Perihel, zu verfolgen, das am 29. Oktober stattfand.
Die Beobachtung eines sich so schnell bewegenden Objekts vom Mars aus bietet Astronomen einen entscheidenden geometrischen Vorteil. Durch die Kreuzung der von Tianwen-1 gewonnenen Daten mit Informationen, die von Teleskopen auf der Erde erfasst wurden, sind Wissenschaftler in der Lage, eine präzise Triangulation durchzuführen und so viel genauere dreidimensionale Modelle der Route, Geschwindigkeit und strukturellen Zusammensetzung des Kometen zu erstellen, die frei von Störungen durch die Erdatmosphäre sind.
Die technischen Herausforderungen beim Fotografieren eines Ziels mit sehr hoher Geschwindigkeit im Weltraum
Der Erfolg dieses Unterfangens hing maßgeblich von der hochauflösenden Kamera namens HiRIC ab, die auf der chinesischen Sonde installiert war. Ursprünglich für die Kartierung der statischen Oberfläche des Marsbodens konzipiert, musste die Technologie einer komplexen Softwareanpassung unterzogen werden, um ein Ziel mit geringer Helligkeit verfolgen zu können, das sich extrem schnell durch das Weltraumvakuum bewegt.
In Peking ansässige Ingenieurteams führten mehrere vorläufige Simulationen durch, um die ideale Belichtungszeit für die Objektive zu ermitteln. Das Ziel bestand darin, ausreichend kurze Aufnahmen zu machen, um zu verhindern, dass die Umlaufgeschwindigkeit des Kometen, die auf beeindruckende 58 Kilometer pro Sekunde (mehr als 208.000 km/h) geschätzt wird, die Fotos verwischt. Das gesamte zur Erde übertragene Datenpaket wurde von einem speziellen System verarbeitet, das 30-sekündige visuelle Sequenzen zusammenstellte.
Um den Fokus in einer Entfernung von 30 Millionen Kilometern aufrechtzuerhalten, waren eine strenge Kontrolle der thermischen Stabilität und Feineinstellungen der Sondenausrichtung erforderlich. Die dabei erstellten Animationen zeigen die deutliche Verschiebung des Himmelskörpers vor dem Sternenhintergrund, einem grundlegenden Material für die Berechnung der nichtgravitativen Kräfte, die auf dem Objekt während seiner Bahn wirken.
Chemische und strukturelle Analysen geben Aufschluss über die Entstehung des Himmelskörpers
Das von der chinesischen Raumfahrtbehörde veröffentlichte Fotomaterial zeigt einen dichten Gesteinskern, der vollständig von einer Gas- und Staubwolke, der sogenannten Koma, umgeben ist. Diese gasförmige Struktur erreicht einen Durchmesser von Tausenden von Kilometern, ein klares Zeichen dafür, dass der Komet einen intensiven Prozess thermischer Aktivität durchläuft, während er sich der von der Sonne abgegebenen Wärme nähert.
Messungen deuten darauf hin, dass der zentrale Felsen etwa 5,6 Kilometer breit ist. Bei den Beobachtungen im August erreichte der zunächst recht diskrete Schweif des Kometen eine Länge von 56.000 Kilometern und blieb aufgrund des starken Strahlungsdrucks immer in die entgegengesetzte Richtung zur Sonne gerichtet.
Vorläufige Spektrometerwerte deuten auf eine Zusammensetzung hin, die reich an Wassereis und Kohlendioxid ist, begleitet von schwächeren Spuren von Kohlenmonoxid. Diese chemische Signatur legt nahe, dass sich 3I/ATLAS in einer extrem kalten protoplanetaren Scheibe gebildet hat, die sich möglicherweise in den zentralen Regionen der Milchstraße befindet.
- Zentraler Kern: Struktur aus Gestein und Eis, die einen rötlichen Schimmer aufweist, der auf das Vorhandensein von organischem Staub zurückzuführen ist.
- Expansive Koma: Wolke, die durch den Sublimationsprozess flüchtiger Materialien bei kontinuierlicher Hitzeeinwirkung entsteht.
- Verlängerter Schweif: Spur von Partikeln, die durch die Kraft der Sonnenstrahlung ausgestoßen werden und in den Bildern in einem Radius von 30 Bogensekunden sichtbar sind.
- Anomale Beschleunigung: Abweichungen in der Route, die nicht allein durch die Schwerkraft erklärt werden können und durch die Freisetzung von Gasen verursacht werden, die als kleine Treibstoffe fungieren.
Internationale Zusammenarbeit mobilisiert unterschiedliche Ausrüstung im Marsorbit
Der Durchgang des interstellaren Besuchers löste eine beispiellose Mobilisierung unter den wichtigsten Raumfahrtbehörden des Planeten aus. Die Europäische Weltraumorganisation und die NASA haben den Fokus ihrer eigenen Satelliten und Oberflächenroboter vorübergehend auf den Mars verlagert, um ein simultanes Beobachtungsnetzwerk zu schaffen, das die Arbeit chinesischer Geräte mit unterschiedlichen geometrischen Winkeln ergänzt.
Der Roboterrover Perseverance der amerikanischen Raumfahrtbehörde versuchte am 4. Oktober, das Phänomen direkt vom Marsboden aus aufzuzeichnen. Gleichzeitig nutzten die von den Vereinigten Arabischen Emiraten betriebene Hope-Sonde und der MAVEN-Satellit ihre Instrumente, um während des engsten Annäherungsfensters Atmosphären- und Spektraldaten zu sammeln.
- Mars Express (Europäische Weltraumorganisation): Schwerpunkt auf der detaillierten Analyse der Gasemissionen in der Koma des Kometen.
- Mars Reconnaissance Orbiter (NASA): Verantwortlich für die Aufnahme sehr hochauflösender Bilder des Gesteinskerns mit der HiRISE-Kamera.
- Perseverance (NASA): verantwortlich für visuelle Entdeckungsversuche von der staubigen Oberfläche des Roten Planeten aus.
- Hope (Vereinigte Arabische Emirate): Entwickelt für die Überwachung atmosphärischer Wechselwirkungen während der Passage des Objekts.
Das Erbe des chinesischen Raumfahrtprogramms und die Vorbereitung auf zukünftige Missionen
Der aktuelle Erfolg krönt den Verlauf der Tianwen-1-Mission, die im Juli 2020 ins All gestartet wurde und im Februar 2021 die Schwerkraft des Mars erreichte. Das Projekt erlangte weltweite Bekanntheit, als es ihm im Mai desselben Jahres gelang, den Zhurong-Rover auf der riesigen Ebene von Utopia Planitia zu landen und damit Chinas Präsenz in der interplanetaren Erforschung zu festigen.
Der Oberflächenroboter war ein ganzes Erdenjahr lang im Einsatz, sammelte während dieser Zeit wertvolle Bodendaten und kartierte die lokale Geologie. Unterdessen setzt das Orbitalmodul seine Arbeit zur Planetenkartographie mit der HiRIC-Kamera fort und widmet sich derzeit der Untersuchung der polaren Eiskappen und der Dynamik von Staubstürmen auf dem Mars.
Die gesammelten Erfahrungen bei der Verfolgung von 3I/ATLAS dienen als grundlegender Praxistest für die Tianwen-2-Mission, die im Mai 2025 ihre Reise begann. Die neue Ausrüstung hat das ehrgeizige Ziel, einen erdnahen Asteroiden abzufangen und anschließend einen Kometen im Hauptgürtel zu besuchen, um physische Proben zu sammeln und zurückzubringen.
Die Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu verarbeiten und thermische Systeme anzupassen, um Ziele mit geringer Helligkeit zu verfolgen, stellt sicher, dass Erkennungsprotokolle für komplexere Herausforderungen gerüstet sind. Die Untersuchung von Objekten, die älter sind als die Sonne selbst, funktioniert wie eine Zeitmaschine und liefert Wissenschaftlern die notwendigen Informationen, um zu verstehen, wie alte Planetensysteme in der Unermesslichkeit des Kosmos entstanden sind.
