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50 Jahre Weltraumforschung an der Universität Bern

Dieses Jahr feiert die Universität Bern 50 Jahre Weltraumforschung. Mehrere Dutzend Berner Instrumente sind an Bord von internationalen Weltraumsonden mitgeflogen, um die Entstehung des Sonnensystems und den Ursprung des Lebens zu ergründen. So das Berner Sonnensegel, das im Rahmen der ersten Mondlandung auf dem Mond ausgerollt wurde. An der «Nacht der Forschung» am 16. September präsentiert eine Ausstellung Höhepunkte der Berner Weltraumforschung.

Die Weltraumforschung an der Universität Bern begann am 27. Oktober 1967 mit einem Testflug der Zenit-Rakete der Firma Contraves. Mit wissenschaftlichen Instrumenten an Bord sollte die obere Atmosphäre (80-500 Kilometer über der Erdoberfläche) erforscht werden. Die Mess-Instrumente mussten möglichst klein und sehr robust sein, um den Raketenstart zu überstehen und trotz widrigen Umständen im Weltraum verlässlich zu funktionieren. Ihre Messleistung musste dennoch so exakt sein wie die von grossen, schweren Laborinstrumenten. Diese nahezu unmögliche Aufgabe meisterten die Berner Weltraumforschenden bereits beim ersten Einsatz. Diese Fachkompetenz wurde über die Jahre zu einem Markenzeichen der Berner Weltraumforschung. 

Berner Sonnensegel auf dem Mond

Der erste Höhepunkt folgte schon bald mit der Mondlandung 1969. Das Berner Sonnensegel, das Solar Wind Collector-Experiment (SWC), war das erste nicht US-amerikanische Experiment im Apollo-Programm der NASA. Auf dem Mond von den Astronauten noch vor der US-Flagge ausgerollt, fing es Teilchen von der Sonne ein, die dann in Berner Labors mit speziell dafür entwickelten Massenspektrometern untersucht wurden. Dieser erste grosse Erfolg begründete die Sonnenwindforschung an der Universität Bern, die sich mit den Teilchen beschäftigt, die kontinuierlich von der Sonne in den Weltraum ausgesandt werden. In der Folge wurden über mehr als drei Jahrzente hinweg Experimente für Raumsonden gebaut, die den Sonnenwind auf Missionen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der NASA direkt massen (ISEE-3, Ulysses, WIND, SOHO, ACE, Genesis, und Solar Orbiter).

Mit der Verfügbarkeit von leistungsstärkeren Raketen und komplexeren Raumsonden verlagerte sich das Forschungsinteresse vom erdnahen Raum immer weiter ins Weltall hinaus. So haben die Berner Physikerinnen und Physiker an der Erforschung der Magnetosphäre mit massgeschneiderten Massenspektrometern auf Raumsonden beigetragen (GEOS, CLUSTER, POLAR, IMAGE).

Auf Kometenjagd

Die Universität Bern war zudem an den ESA-Missionen zu den Kometen Halley (Giotto-Mission) und Churyumov-Gerasimenko (Rosetta-Mission) jeweils mit ihren Massenspektrometern beteiligt. Diese Kometenbesuche haben massgeblich zu einem besseren Verständnis von Kometen und des Ursprungs unseres Sonnensystems beigetragen. Die Rosetta-Mission wurde 2016 unter weltweit grossem medialen Interesse erfolgreich abgeschlossen. Ihre gesammelten Daten werden noch über viele Jahre ausgewertet werden und versprechen weitere spannende Erkenntnisse.

Erforschung von Planeten und Exoplaneten

Die Erforschung von Planeten führte zu neuen experimentellen Methoden. Zu den Massenspektrometern kamen hochauflösende Kameras und weitere Instrumente hinzu, die zum Mars und zur Venus flogen (MarsExpress, VenusExpress) – wie aktuell die Berner Kamera CaSSIS an Bord der ExoMars-Mission. Demnächst werden das Berner Laser-Altimeter BELA und das Massenspektrometer STROFIO mit BepiColombo zum Merkur aufbrechen (Start 2018). Eine Reise zum Jupiter mit weiteren Berner Experimenten ist 2022 mit der JUICE-Mission geplant.

Um Erkenntnisse auch über Planeten ausserhalb des Sonnensystems – sogenannte Exoplaneten – zu gewinnen, wurde in Bern zusätzlich eine Forschungsgruppe etabliert. Sie erstellt Modellrechnungen und interpretiert unter anderem Daten von Forschungsteleskopen auf der Erde und im Weltraum. Zudem leiten Berner Weltraumforschende heute sogar die ESA-Mission CHEOPS und sind bei dieser für den Bau des gleichnamigen Weltraumteleskops verantwortlich.

Stattliche Bilanz der letzten 50 Jahre

Die Berner Weltraumforschung in Zahlen ergibt eine stattliche Bilanz: 25mal flogen Instrumente mit Raketen in die obere Atmosphäre und Ionosphäre (1967-1993), 9mal auf Ballonflügen in die Stratosphäre (1991-2008), 32 Instrumente flogen auf Raumsonden mit, und ein Satellit wurde gebaut (CHEOPS, Start 2018). Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie des Physikalischen Instituts wurde durch die Gründung eines universitären Kompetenzzentrums, dem Center for Space and Habitability (CSH), gestärkt. Der Schweizer Nationalsfonds sprach der Universität Bern zudem den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS zu, den sie gemeinsam mit der Universität Genf leitet.

Ausstellung zum 50-jährigen Jubiläum 

Die Abteilung Weltraumforschung und Planetologie des Physikalischen Instituts nimmt das 50-jährige Jubiläum zum Anlass, einen Blick in seine erfolgreiche und spannende Geschichte zu werfen und mit einer Jubiläumsfeier und einer Ausstellung die wichtigsten Stationen der Berner Weltraumforschung zu präsentieren. Die Ausstellung wird an der dritten «Nacht der Forschung» am Samstag, 16. September gezeigt.

28.08.2017