Forschungsschwerpunkte 2001 - 2002

Überblick

Planetologie ist die Wissenschaft nicht nur von den Körpern des Sonnensystems. Unter Anwendung der Erdwissenschaften und mit engen Beziehungen zu Physik und Astronomie sind die Forschungsgegenstände der Planetologie die Planeten, Monde, Asteroide und Kometen. Das Institut für Planetologie wurde 1986 gegründet und ist das einzige Universitätsinstitut im deutschsprachigen Raum mit dieser Namensgebung und der Aufgabe, das Fach in Forschung und Lehre zu vertreten. Es betreibt empirische Grundlagenforschung durch Experiment, Analyse und Modellbildung. Sein generelles Forschungsthema sind die Prozesse, die mit dem Ursprung, der Geschichte und dem gegenwärtigen Zustand der Körper des Sonnensystems verbunden sind. Mit ausgeprägt interdisziplinärem Ansatz liegen die Themen seiner Forschung auf der Mikroanalytik extraterrestrischer Materie, wie Meteoriten, und den damit verbundenen Phänomenen, auf der experimentellen Weltraumforschung sowie auf der Modellierung der Struktur und Dynamik der erdähnlichen planetaren Körper. In der Analytik sind sowohl im anorganischen wie im organischen Bereich steigende Anforderungen an die Experimentiertechnik (Ultra-Empfindlichkeit, Ultra-Ortsauflösung) zu verzeichnen. In der Weltraumforschung hat das Institut für Planetologie bewiesen, daß sich auch ein Universitätsinstitut drittmittelfinanziert an aufwendigen Weltraumexperimenten und -missionen aktiv beteiligen kann. Diesen Bereich möchte das Institut gezielt stärken, in dem es einem universitären ZENTRUM DER PLANETENFORSCHUNG ausgebaut wird. Planetologie ist kein grundständiges Studienfach; Regelabschluß ist die Promotion (Dr. rer. nat.) nach dem Diplom in einem naturwissenschaftlichen Fach wie Geophysik, Physik, Geologie oder Mineralogie. Im neuen Studiengang Geowissenschaften" ist die Planetologie in die Bachelor- und Masterabschnitte integriert. Darüber hinaus ist die Planetologie ein gefragtes Nebenfach mehrerer Diplomstudiengänge. Das Institut für Planetologie wirbt ständig eine Vielzahl von Drittmittelprojekten ein. Seit Beginn 2002 beherbergt das Institut die Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe "Planetesimal formation by dustgas interaction in impacts and experiments on radiation pressure on cosmic dust" (Leiter: Dr. Gerhard Wurm). Das Institut für Planetologie ist in das INTERDISZIPLINÄRE CENTRUM FÜR ELEKTRONENMIKROSKOPIE UND MIKROANALYSE (ICEM) der Universität Münster integriert. National und international ist das Institut für Planetologie in vielfältige Kooperationen eingebunden. Mitglieder des Instituts für Planetologie wirken als Co-Investigatoren von Weltraummissionen und - experimenten mit an COSAC, COSIMA, MIDAS, MIRO (alle Rosetta), CDA (Cassini), DUST (Ulys- ses), Gravity Experiment (Europa Orbiter), HRSC (MarsExpress), PanCam und SEIS (beide NetLan- der), PIA (Giotto), SEBA (ISS) (hier fehlt noch Ingrids Input) und den Experimentvorschlägen EMF bzw. GENTNER (Mars-2005 bzw. ExoMars), "Complex Organics on Mars" (ESA) und MOLE (DLR) sowie den Missionsvorschlägen DUNE (DLR), DYNAMO (CNES), LAVOISIER (CNES), PICCARD und DAWN (beide NASA). Experimente mit Principal Investigator-Rolle sind gegenwärtig MUPUS (Rosetta) und SPICE (NetLander) sowie die Experimentvorschläge HP3 und Laser Alimeter (BepiCo-lombo). Für die Netlander Mission zum Mars koordiniert das Institut den Bau der Landegeräte.

Die Forschungsinhalte der beiden Arbeitsbereiche ANALYTISCHE PLANETOLOGIE und PLANETENPHYSIK werden wie folgt zusammengefaßt.

ANALYTISCHE PLANETOLOGIE, Leiter Prof. Dr. Elmar K. Jessberger: Meteorite und interplane- tare Staubteilchen (IDPs) bezeugen Ursprung und Geschichte des Sonnensystems. Meteorite spiegeln im Detail Prozesse bei der Bildung des Sonnensystems vor 4.566 Milliarden Jahren wider wie auch spätere komplexe Mutterkörperprozesse, Metamorphosen und Mantel-Kern-Differenzierung, die auch für erdähnliche Planeten von Bedeutung sind. Sie waren ständig von stochastischen Impakten begleitet. Alle Prozesse hinterließen strukturelle und chemisch/isotopische Signaturen. Zu deren Untersuchung ist moderne interdisziplinäre Mikroanalytik erforderlich, wobei IDPs, die von Kometen stammen können, mit ihrer Winzigkeit (0.02 mm) besonders anspruchsvoll sind. Meteoritenforschung schließt auch die organische Komponente ein. In einem neuen Projekt wird ebenfalls die Physik des kosmischen Staubes durch astronomische Beobachtung, in-situ-Messung und Theorie untersucht. Hervorzuheben sind ebenfalls die neuartigen Experimente zum Staubwachstum und zur Wechselwirkung realer Staubteilchen mit Licht. Zentrale Forschungsthemen sind: Presolar grains"; Quellen und Geschichte der IDPs; organische Materie in Weltraum und Meteoriten; Mars-Geochemie; kosmischer Staub (kometar, interplanetar, interstellar); nebulare Fraktionierung; planetare Metamorphose; Meteo-ritensammlung und -klassifizierung; Mikrometeorite; Impaktprozesse; Methodik neuer analytischer Verfahren für Labor und Weltraum.

PLANETENPHYSIK, Leiter Prof. Dr. Tilman Spohn: Die Planetenphysik erforscht die erdähnlichen Planeten, Trabanten und Kleinkörper (Kometen und Asteroide) mit physikalischen und geophysikalischen Methoden. Eine theoretisch ausgerichtete Arbeitsgruppe untersucht mit modernen numerischen Verfahren ihren Aufbau und ihre innere Dynamik sowie die Dynamik ihrer Umlaufbahnen. Eine experimentelle Arbeitsgruppe beteiligt sich an der Planung von Weltraummissionen und entwickelt Experimente und Sonden zur in-situ Untersuchung. Die Sondenentwicklung führte als spin-off bereits zu anerkannten neuen Technologien für den Einsatz auf der Erde. Zentrale Forschungsthemen sind: Aufbau und Thermodynamik der terrestrischen Planeten, Monde und Kometenkerne; innere Dynamik; Krustenbildung und Magnetfelderzeugung; Dynamik der Umlaufbahnen; thermische und mechanische Eigenschaften planetarer Materie; Wärmeflußmessungen auf terrestrischen Planeten; Entwicklung von Temperatur-, Wärmeleitfähigkeits- und Dichtesensoren; Entwicklung von Landegeräten.