Die Sonne hängt als großer Feuerball am Himmel, keine schützende Atmosphäre hält ihre zerstörerische UV-Strahlung ab. Meteoriten und Kometen schlagen ungebremst auf das felsige Kratergelände. In der Nacht wird es weit kälter als am kältesten Punkt der Antarktis, tags erreicht der Boden die Temperatur eines Pizzaofens. Abkühlung ist fern, denn für eine Drehung um die eigene Achse benötigt er zwei Merkur-Jahre.

Merkur, der kleinste und innerste Planet unseres Sonnensystems, ist ein extrem lebensfeindlicher Ort. Dass dort jemals etwas gekreucht oder gefleucht sein könnte, auf diese Idee kommt noch nicht einmal die PR-Abteilung der europäischen Weltraumagentur Esa, die interplanetare Forschung ansonsten stets mit dem Verweis auf die Suche nach dem Ursprung des Lebens anpreist.

Trotzdem ist der Merkur jetzt Ziel der teuersten und kompliziertesten Mission, die die Esa je geplant hat. Nach mehr als 20 Jahren Vorlauf ist die Sonde BepiColombo, benannt nach einem italienischen Mathematiker, fast startbereit. Im Oktober 2018 soll es losgehen, die berechnete Ankunftszeit ist, gute sieben Jahre später, der 5. Dezember 2025.

Eigentlich ist es gar nicht so weit zum Merkur, unsere Nachbarplaneten Mars und Venus sind oft weiter entfernt. Doch die Flugroute ist mit fast neun Milliarden Kilometern hundertmal länger als der direkte Weg. Mehrmals muss BepiColombo an der Erde, der Venus und dem Merkur Schwung holen, um der gewaltigen Anziehungskraft der Sonne zu entkommen und auf eine sichere Umlaufbahn um den kleinsten Planeten einschwenken zu können. Dabei wird das Raumschiff mehr Energie verbrauchen, als für eine Reise zum Pluto am anderen Ende des Sonnensystems nötig wäre. 1,4 Tonnen Treibstoff hat BepiColombo an Bord, davon 580 Kilo des seltenen Edelgases Xenon für den elektrischen Ionenantrieb. Das ist mehr Xenon, als in einem Jahr auf der ganzen Erde produziert wird.

Die schwierige Anreise ist einer der Gründe dafür, dass der Merkur bisher erst zweimal irdischen Besuch erhielt. Mitte der 1970er Jahre war die amerikanische Mariner-10-Sonde dreimal in seiner Nähe vorbeigeflogen und hatte Nahaufnahmen zur Erde gefunkt. 35 Jahre später folgte die zweite Annäherung; die amerikanische Messenger-Sonde ließ sich von Merkurs Schwerkraft einfangen und begleitete den Planeten vier Jahre lang auf einer elliptischen Umlaufbahn in 200 bis 15.000 Kilometer Höhe.

Damit ist die Nasa den Europäern zuvorgekommen. Eigentlich sollte BepiColombo schon vor mehr als zehn Jahren starten, jetzt sind viele der ursprünglichen Forschungsfragen bereits beantwortet: Messenger konnte aus 250.000 Fotos und 35 Millionen Laserpulsen eine dreidimensionale Karte der Planetenoberfläche erstellen, Tektonik und Vulkanismus in früheren Zeiten nachweisen, Merkurs merkwürdig verschobenes Magnetfeld vermessen, die Leichtmetalle Natrium, Kalium, Kalzium und Magnesium in seiner hauchdünnen Exosphäre aufspüren und starke Indizien dafür entdecken, dass es im ewigen Schatten tiefer Nordpol-Krater Wassereis gibt.

BepiColombo darf den übrigen Fragen nachgehen. Die Sonde wird dem von Messenger vernachlässigten Südpol Aufmerksamkeit schenken, mit ihren besseren Instrumenten detailliertere Karten erstellen und die Wechselwirkung des Magnetfelds mit dem Sonnenwind untersuchen. Dafür hat sie einen zweiten, von der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa entwickelten kleinen Orbiter an Bord, der nach der Ankunft am Merkur auf eine getrennte, weiter entfernte Umlaufbahn ausgesetzt werden soll.

Rückschlüsse auf Exoplaneten

Die aufwendige Technik für die gemeinsame Anreise und das Abtrennen und Aussetzen der beiden Sonden ist einer der Gründe dafür, dass BepiColombo mit rund zwei Milliarden Euro viermal so viel kosten wird wie sein Vorgänger Messenger. Den größten Zusatzaufwand hat der Wunsch verursacht, alle elf wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Esa-Sonde stets zur Merkur-Oberfläche blicken zu lassen. In dieser sogenannten Nadir-Ausrichtung ist der Einsatz eines Hitzeschilds wie bei der Messenger-Sonde unmöglich. Stattdessen müssen alle nach außen weisenden Flächen mit einer keramischen Spezialbeschichtung gegen die Sonnenstrahlung geschützt werden, die am Merkur zehnmal stärker ist als im Erdorbit. "Wir mussten 70 Prozent der Technik neu entwickeln", sagt Mathilde Royer. Sie leitet die Wissenschaftsabteilung bei Airbus. Die größten Probleme machten die Solarzellen für die Energieversorgung. Bei direkter Ausrichtung auf die Sonne würden sie 250 Grad heiß. Für solche Temperaturen sind marktübliche Zellen ungeeignet. "Nach langer Entwicklung sind wir jetzt in der Lage, die Zellen bis 215 Grad zu betreiben", sagt Markus Schelkle, Chef des 350-köpfigen internationalen Konstruktionsteams, das die Sonde im Friedrichshafener Airbus-Werk zusammengebaut hat.

Um Überhitzung zu vermeiden, müssen die Solarsegel im Merkur-Orbit mithilfe komplizierter Manöver ständig schräg zur Sonne ausgerichtet werden. Dabei erreichen die Solarzellen nicht ihre volle Leistung, ihre Gesamtfläche musste vergrößert werden. Dafür wiederum war die Sojus-Rakete, mit der BepiColombo starten sollte, zu klein. "Wir mussten auf eine Ariane-5-Rakete wechseln", sagt Schelkle, "das Redesign hat uns drei Jahre gekostet." Aus Platzgründen hatte man schon die Idee verworfen, auch ein Merkur-Landegerät mitzunehmen.

Johannes Benkhoff ist wissenschaftlicher Leiter der Esa-Mission, er wendet den verlorenen Wettlauf mit der Nasa ins Positive. "Messenger hat uns gezeigt, dass der Merkur nicht so ist, wie wir erwartet hatten. Jetzt haben wir die Chance, den neuen Fragen nachzugehen." Dazu gehört die von Messenger gemessene merkwürdige Mischung an Gasen und Leichtmetallen an Merkurs Oberfläche. Für Nachschub sorgt offenbar häufiges Bombardement mit Mikrometeoriten. Trotzdem ist die Menge weit größer, als es nach den Standardmodellen der Planetologie so nah an der Sonne möglich sein sollte. "Müssen wir unsere Modelle anpassen?", fragt Benkhoff. "Gibt es Gasaustritte? Oder ist der Merkur womöglich gar nicht da entstanden, wo er sich heute befindet?"

Und schließlich sei die Erforschung des Merkurs auch deshalb interessant, weil sie Rückschlüsse auf Exoplaneten mit erdähnlichen Bedingungen geben könnte. An dieser Stelle kommt dann doch wieder die Suche nach außerirdischem Leben ins Spiel. Auf dem glühend heißen Merkur ist es unmöglich, auf wohltemperierten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems wäre es aber denkbar. Alle bisher entdeckten theoretisch bewohnbaren Exoplaneten umkreisen ein Zentralgestirn, das deutlich schwächer ist als unsere Sonne. Und sie tun das auf einer Umlaufbahn, die einen ähnlich kleinen Umfang hat wie die des Merkurs (ZEIT Nr. 50/17).

Geringe Entfernung zu einem schwachen Stern – das könnte eine Oberflächentemperatur ergeben, die flüssiges Wasser ermöglicht. Das gilt als zentrale Voraussetzung für die Entstehung von Leben. UV-Strahlung und Sonnenwind wären bei einem solchen Exoplaneten jedoch so stark wie beim Merkur. "Und das heißt", sagt Esa-Forscher Benkhoff: "Wenn wir den Merkur besser verstehen, dann kann uns das helfen, auch die Exoplaneten besser zu verstehen."