Das Ende der Merkur-Planetensonde Messenger wird spektakulär, aber nicht zu beobachten sein: Mit fast vier Kilometern pro Sekunde wird Messenger auf die zerklüftete Oberfläche des sonnennächsten Planeten prallen und einen Krater von 16 Metern Durchmesser erzeugen.

Der Grund für das Dienstende des rund 500 Kilogramm schweren "Boten" der Menschheit – so die deutsche Bedeutung des Namens – ist nicht das Versagen der Instrumente oder deren Energieversorgung, sondern das Ende der Treibstoffvorräte. Sie hielten Messenger auf Kurs.

Und das länger als geplant. Denn ursprünglich sollte Messenger (MEcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) den innersten Planeten, der nur wenig größer ist als der Erdmond, nur einmal umkreisen. Von 2004 bis 2011 war die Nasa-Sonde zum Merkur gereist. Nach ihrer Ankunft sollte sie den Planeten bis 2012 untersuchen. Aber der gute Zustand der Instrumente sowie der Treibstoffvorräte führten zu einer zweimaligen Verlängerung der Mission auf insgesamt vier Jahre.

So konnte die Sonde mehr als 250.000 Fotos schießen und viele Terabyte an Daten sammeln. Eine beachtliche Leistung, denkt man an die extremen Umgebungsverhältnisse im Vorhof der Sonne, mit denen Messenger fertig werden musste. Um die gewaltige Sonnenstrahlung zu kompensieren, ist die Raumsonde mit einem rund 2,5 m hohen und 2 m breiten Schild aus Spezialkeramik versehen.

Messenger führte die Arbeit der Raumsonde Mariner 10 fort, die 1974 und 1975 als erste an dem Planeten vorbeigeflogen war und nur grobe Schnappschüsse der Oberfläche sowie einfache Messungen des merkurianischen Magnet- und Schwerefeldes durchführen konnte.

Dank der beiden Raumsonden ist Merkurs Beschaffenheit heute bestens bekannt. Auf seiner Oberfläche gibt es zahlreiche Krater, mehr als auf dem Mond – darunter ein gewaltiges Einschlagsbecken namens Caloris mit rund 1.550 Kilometern Durchmesser. Es sind Spuren eines heftigen Bombardements in der Merkur-Frühgeschichte. "Wegen der größeren Sonnennähe muss man davon ausgehen, dass die Einschlags- oder Impaktrate größer ist als beim Mond", erklärt Markus Fränz vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. "Außerdem besitzt Merkur keine Atmosphäre, die solche Einschläge drastisch verringern könnte. Ihr Fehlen hat darüber hinaus extreme Temperaturschwankungen zwischen der Tag- und der Nachtseite zur Folge. Sie reichen von plus 427 bis minus 173 Grad Celsius."

Neben vielen Kratern gibt es auf Merkurs Oberfläche flache Tiefebenen, die denen des Erdmondes ähneln. Entstanden sind sie durch Vulkanismus, der allerdings nicht wie auf der Erde auf die Plattentektonik zurückzuführen ist: "Das hängt mit der geringen Stärke der Kruste zusammen und der Konvektionsströme im Innern. Statt Plattentektonik gibt es sogenannte Hotspots, an denen Magma durch Vulkane die Oberfläche tritt", sagt Fränz.

Messenger hat auf dem Merkur auch bisher einzigartige Landschaftsformen abgelichtet: ein von unregelmäßig geformten Hügeln und zahlreichen Tälern zerschnittenes chaotisches Terrain sowie bis zu mehrere Hundert Kilometer lange und zwei Kilometer hohe Steilstufen, "Rupes" (lat. Böschung, Steilwand) genannt. Sie seien wahrscheinlich das Ergebnis eines Schrumpfungsprozesses, so Fränz: "Eine vollständige Erklärung gibt es dafür nicht. Es sind Prozesse, die im Inneren stattfinden. Der Kern ist im Verhältnis zur Kruste größer als bei anderen Planeten und die Wechselwirkung zwischen beiden Bereichen durch das Magma lässt in der Kruste Hohlräume entstehen. Auch chemische Prozesse konzentrieren das Material, so dass es dadurch zu einer Schrumpfung kommen kann."

Messenger konnte mit seinen Kameras viel mehr erfassen als Mariner 10. Hatte diese Raumsonde lediglich 45 Prozent der Oberfläche des Merkur kartieren können, so fotografierte Messenger die bis dahin noch unbekannten Gebiete, unter anderem auch jene, die Wasser im gefrorenen Zustand enthalten. "Es findet sich, so die Messenger-Daten, in den Nordpolkratern. Nur hier konnte es wegen des geringen Abstandes des Raumsondenorbits genauer untersucht werden", sagt Fränz. In die Krater gelange das Sonnenlicht nie hinein; und da dem Merkur die Atmosphäre fehle, gebe es auch kein Medium, was die Wärme in diese Regionen transportieren könne. So kann sich das Wasser nicht verflüchtigen, sondern bleibt als Eis erhalten. "Es stammt auch nicht vom Planeten selbst, sondern wurde durch Kometeneinschläge gebracht", sagt Fränz.

Für die Wissenschaftler ist die Messenger-Mission trotz des unvermeidbaren Endes ein großen Erfolg. Fortgesetzt wird sie durch die Auswertung der gewaltigen Datenmengen und die Vorbereitung einer weiteren Merkur-Mission mit dem Namen BepiColombo. Sie wird von der Esa und der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa durchgeführt. "Es werden zwei Satelliten sein, die im August oder September 2017 zum Merkur starten. Der japanische wird reine Plasmabeobachtungen durchführen, also den sogenannten Sonnenwind mit seinen Teilchen ins Visier nehmen; und der europäische Satellit wird unter anderem den Südpol kartieren", sagt Planetenforscher Fränz. Er und seine Kollegen sind für zwei der Messinstrumente verantwortlich, mit denen die Satelliten Merkur erforschen werden. "Es sollen erstmals die von der Sonne erzeugten und auf Merkur wirkenden Gezeitenkräfte vermessen werden. Von daher gesehen wird sichBepiColomboqualitativ doch sehr von Messenger unterscheiden."