InSpace Magazin #462 vom 5. März 2012

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #462
ISSN 1684-7407


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Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 163

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Intro von Axel Orth

Liebe Leserinnen und Leser,

die Mars-Orbitsonden, also Satelliten, sind in der Raumfahrt(fan)gemeinde nicht so beliebt wie die Landesonden. Beim Einbremsen in den Orbit gilt ihnen noch größte Aufmerksamkeit, denn das ist ein spannendes Manöver, aber wenn sie erstmal den wissenschaftlichen Betrieb aufgenommen haben, werden sie relativ schnell langweilig. Ein besonders gutes Beispiel dafür ist Mars Odyssey, die derzeit älteste aktive Marssonde. In diesen Tagen freut sich die NASA über das 10jährige Jubiläum der THEMIS-Kamera an Bord von Mars Odyssey, womit die Sonde gleichzeitig einen neuen Langlebigkeitsrekord für Marssonden aufgestellt hat (der bisher vom 2006 verloren gegangenen Mars Global Surveyor gehalten wurde). Noch dazu befindet sich der Jubilar dem Vernehmen nach bei exzellenter Gesundheit. Allerdings fotografiert die THEMIS im infraroten Licht, was wohl der Hauptgrund ist, dass Mars Odyssey nie so prominent wurde wie etwa der Mars Reconnaissance Orbiter oder auch nur Mars Express, der nun auch schon ziemlich alt-ehrwürdige Vertreter der ESA im Marsorbit. Mehr zu Mars Odyssey können Sie in einem Beitrag von Ralph-Mirko Richter in dieser Inspace-Ausgabe nachlesen.

Axel Orth

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Updates / Umfrage

» InSound mobil: Der Podcast
Unser Podcast erscheint mehrmals die Woche und behandelt tagesaktuelle Themen unserer Newsredaktion. Hören Sie doch mal rein.

» Extrasolare Planeten
Extrasolare Planeten wurden das erste Mal 1995 entdeckt, ihre Erforschung ist eng mit der Frage verknüpft, ob es erdähnliche Planeten oder sogar extraterrestrisches Leben gibt.

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News

• Das VLT entdeckt einen belebten Planeten - die Erde «mehr» «online»
• Chinas Haiyang 2A zur Ozeanüberwachung übergeben «mehr» «online»
• Jungfernflug für Langer Marsch 5 im Jahr 2014? «mehr» «online»
• Start von ATV-3 Eduardo Amaldi verschoben «mehr» «online»
• GPS: Raketenstart ins Nordlicht «mehr» «online»
• Weltraumexperiment für bessere Solarzellen «mehr» «online»
• ATV 5 nach Georges Lemaître benannt «mehr» «online»
• Neuer Beidou-Satellit im All «mehr» «online»
• Größte Atlas V aller Zeiten gestartet «mehr» «online»


» Das VLT entdeckt einen belebten Planeten - die Erde
01.03.2012 - Astronomen ist es gelungen, durch eine Beobachtung des Mondes mit dem Very Large Telescope der ESO einen belebten Planeten im Universum zu entdecken - unsere Erde. Leben auf unserem Heimatplaneten nachzuweisen, klingt zunächst vermutlich einmal trivial. Aber das kürzlich in der Fachzeitschrift Nature vorgestellte Verfahren könnte in Zukunft dazu beitragen, auch an anderen Orten im Universum die Existenz von Lebensformen nachzuweisen.
Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahr 1995 konnten Astronomen bis zum heutigen Tag 760 Exoplaneten nachweisen. Der Wunsch eines jeden "Exoplanetenjägers" ist es vermutlich, bei seiner Suche eine "zweiten Erde" zu entdecken - also einen außerhalb unseres Sonnensystems gelegenen Planeten, welcher theoretisch über die Umweltbedingungen verfügt, um dort die Entstehung und Weiterentwicklung von außerirdischen Lebensformen zu ermöglichen.

Einige wenige der bisher entdeckten Planeten umkreisen ihre jeweiligen Zentralsterne im Bereich der dortigen habitablen Zonen. Da es sich dabei aber um Gasplaneten handelt, kann sich dort kein Leben entwickelt haben. Andere entdeckte Exoplaneten verfügen über eine feste Oberfläche und einen Durchmesser, welcher mit dem der Erde vergleichbar ist. Diese umkreisen ihre Sterne allerdings auf Umlaufbahnen, welche außerhalb der habitablen Zonen der jeweiligen Sterne liegen.

Aufgrund der in letzter Zeit erfolgten Neuentdeckungen - durch immer weiter verfeinerte Suchmethoden gelingt mittlerweile auch die Entdeckung von immer kleineren und somit erdähnlichen Exoplaneten - wird jedoch allgemein davon ausgegangen, dass durch die diversen astronomischen Suchprogramme schon bald die Entdeckung einer "zweiten Erde" gelingen wird.

Hierbei, so die Minimalanforderungen, müsste es sich um einen terrestrischen Planeten handeln, dessen Orbit innerhalb dieser habitablen Zone verläuft und der somit Bedingungen aufweist, welche das dauerhafte Vorhandensein von Wasser im flüssigen Aggregatzustand ermöglichen. Nur unter dieser Voraussetzung, so die gegenwärtig allgemein anerkannte Meinung, besteht die Möglichkeit, dass sich Leben bilden kann.

Aber wie geht es dann weiter? Wie kann nachgewiesen oder ausgeschlossen werden, dass sich auf dem entdeckten Planeten im Laufe von Millionen und Milliarden von Jahren Leben entwickelt hat? Immerhin sind diese Planeten viele Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt und es ist somit ausgeschlossen, deren Oberflächen mit den irdischen Teleskopen direkt zu beobachten. Zwar war es den Astronomen bisher möglich, bei verschiedenen Exoplaneten deren Atmosphären zu analysieren und dabei auch einige der jeweiligen Bestandteile zu bestimmen und Rückschlüsse über die vorherrschenden Temperaturen und Luftströmungen zu ziehen. Solche Beobachtungen genügen aber nicht für eine Aussage über eventuell existierende Lebensformen auf einem Exoplaneten.

Für die praktische Beantwortung der Frage, welche Suchmethoden erfolgversprechend sind, haben sich Astrobiologen bisher notgedrungenerweise immer des einzigen Studienobjektes bedient, von dem bekannt ist, dass dort definitiv Leben existiert - der Erde. So wird zum Beispiel der von der Europäischen Weltraumorganisation ESA betriebene Venusorbiter Venus Express unter anderem etwas "zweckentfremdet" dazu eingesetzt, um durch eine Analyse der Erdatmosphäre eindeutige Anzeichen für Lebensformen auf unserem Heimatplaneten zu finden (Raumfahrer.net berichtete).

Aber die direkte Untersuchung der Erde durch die verschiedenen Instrumente interplanetare Raummissionen ist nicht der einzige von den Wissenschaftlern eingeschlagene Weg. So ist es jetzt einem Astronomenteam gelungen, die Existenz von Lebensformen auf der Erde durch eine Beobachtung des Erdmondes indirekt nachzuweisen.

"Wir haben einen Trick angewendet - die Beobachtung des aschfahlen Mondlichts - um die Erde so zu untersuchen, wie wir auch Exoplaneten untersuchen würden", so Michael Sterzik von der Europäischen Südsternwarte ESO, der Erstautor einer Studie, welche am 1. März 2012 in der Fachzeitschrift "Nature" publiziert wurde. "Ein Teil des Sonnenlichts, mit dem die Erde beleuchtet wird, wird von dieser zurück in das Weltall reflektiert und trifft dabei auch auf den Mond. Die Mondoberfläche wirkt dabei wie ein gigantischer Spiegel, welcher das Licht wieder zurück zur Erde reflektiert. Diese schwache Lichtreflexion haben wir mit dem VLT [gemeint ist das Very Large Telescope der ESO in den chilenischen Anden] näher untersucht."

Das von den Astronomen für ihre Studie analysierte "aschgraue" oder "aschfahle" Mondlicht, auch unter der Bezeichnung Erdschein bekannt, ist bereits mit dem bloßem Auge relativ einfach zu erkennen. Am besten lässt sich dieser Effekt beobachten, wenn der Mond etwa drei Tage vor oder nach Neumond als schmale Sichel am nächtlichen Himmel präsent ist. Neben der hellen Mondsichel ist dann auch die nicht direkt vom Sonnenlicht beleuchtete restliche Mondscheibe sichtbar. Dieser Effekt entsteht dadurch, dass diese zu diesem Zeitpunkt nicht direkt von der Sonne beschienenen Oberflächenbereiche des Mondes das Licht reflektieren, welches von der zeitgleich voll von der Sonne beschienenen Erde ausgeht und dabei unter anderem auch den Mond trifft.

Die Astronomen um Michael Sterzik suchten im Erdschein des Mondes nach eindeutigen Anzeichen für organisches Leben, wobei sie sich speziell auf den Nachweis von bestimmten in der Erdatmosphäre enthaltenen Gasen wie Sauerstoff, Ozon, Methan und Kohlendioxid konzentrierten. Diese Gase, welche allgemein mit den Vorhandensein von Lebensformen assoziiert werden, können zwar auch in der Atmosphäre eines komplett unbelebten Planeten auftreten, würden dann jedoch nur in verhältnismäßig geringen Mengen auftreten. Als Biosignatur gilt dagegen das gleichzeitige Auftreten dieser Gase mit relativen Häufigkeiten, welche nur durch die Anwesenheit von Leben erklärt werden können.

Solche atmosphärischen Biosignaturen, welche auch als die "Fingerabdrücke des Lebens" bezeichnet werden, lassen sich mit den herkömmlichen Methoden nur sehr schwer nachweisen. Das Astronomenteam setzte daher erstmals ein neues und im Vergleich zu früheren Experimenten deutlich empfindlicheres Verfahren ein, bei dem nicht nur die Intensität des reflektierten Lichts in verschiedenen Wellenlängenbereichen, sondern auch dessen Polarisation genauer untersucht wird.

Bei polarisiertem Licht verfügen die elektrischen und magnetischen Felder, aus denen sich das Licht letztendlich zusammensetzt, über eine spezielle Orientierung. Bei unpolarisiertem Licht haben die Orientierungen der Felder dagegen keine spezielle Ausrichtung, sondern sind vielmehr zufällig verteilt. Eine solche Beobachtungsmethode wird auch als Spektropolarimetrie bezeichnet. Die Astronomen nutzten für ihre Beobachtungen einen speziellen Betriebsmodus des FORS2-Instruments am VLT, um die Polarisation des Lichts zu messen. Bei der Beobachtung des aschgrauen Mondlichts mit dem VLT waren auf diese Weise die in der Erdatmosphäre enthaltenen Biosignaturen deutlich nachweisbar.

Die Beobachtungsergebnisse der Astronomen zeigen, dass die Atmosphäre der Erde teilweise von Wolken durchzogen und die Oberfläche zudem teilweise mit Wasser bedeckt ist. Der entscheidende Hinweis für "Leben auf der Erde" war jedoch der Nachweis, dass auf unserem Heimatplaneten eine Vegetation existiert. Im Rahmen ihrer Untersuchungen gelang es den Wissenschaftlern sogar, Unterschiede im Wolken-Bedeckungsgrad und im Ausmaß der irdischen Vegetation nachzuweisen. Die detektierten Unterschiede hingen davon ab, von welchen Bereichen der Erdoberfläche das zuvor in Richtung Mond reflektierte Licht ausgesandt wurde.

Stefano Bagnulo vom Armagh-Observatorium in Nordirland, ein Koautor der Studie, erläutert die Vorteile der neuen Methode folgendermaßen: "Das Licht eines weit entfernen Exoplaneten wird vom Licht seines Zentralsterns stark überstrahlt. Es ist daher extrem kompliziert, dieses Licht zu analysieren. Das Problem ähnelt dem Versuch, ein Staubkorn direkt neben einer hell leuchtenden Glühbirne zu beobachten. Im Gegensatz zum direkten Licht eines Zentralgestirns ist das von einem Planeten reflektierte Licht allerdings polarisiert. Polarimetrische Beobachtungsverfahren können uns deshalb dabei helfen, das von einem Exoplaneten reflektierte Licht aus dem blendend hellen Sternenlicht herauszufiltern."

"Unsere Chancen, Leben außerhalb unseres Sonnensystems zu entdecken, hängen letztendlich von zwei Faktoren ab. Erstens muss solches Leben überhaupt erst einmal existiert. Und zweitens müssen wir die technischen Fähigkeiten besitzen, solches Leben dann auch nachzuweisen", so Enric Palle vom Instituto de Astrofisica de Canarias/ Teneriffa, ein weiterer Koautor. "Unsere Studie ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg hin zur Entwicklung der dafür nötigen technischen Fähigkeiten."

"Die Spektropolarimetrie könnte uns seines Tages verraten, ob einfaches, auf Photosynthese basierendes Leben auch noch irgendwo anders im Universum entstanden ist", so Michael Sterzik weiter . "Nach kleinen grünen Männchen oder nach intelligentem Leben suchen wir dabei allerdings freilich nicht."

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: ESO)


» Chinas Haiyang 2A zur Ozeanüberwachung übergeben
03.03.2012 - Am 2. März 2012 übergab die CASC, Herstellerin des Raumfahrzeugs, den Ozeanüberwachungssatelliten Haiyang 2A nach einer über sechsmonatigen Test- und Inbetriebnahmephase im Weltraum offiziell an die Chinesische Staatliche Ozeanbehörde (SOA).
Der Regelbetrieb von Haiyang 2A hat am 2. März 2012 begonnen. Drei Jahre lang soll das am 16. August 2011 auf einer Rakete des Typs Langer Marsch 4B ins All transportierte Raumfahrzeug nun eingesetzt werden, um von einer polaren Umlaufbahn in einer mittleren Höhe von 973 Kilometern aus Daten über den Zustand der Weltmeere und ihrer Umgebung zu erfassen und zur Erde zu senden. Nach den erfolgreichen Tests des beim Start rund 1.500 kg schweren Satelliten und seiner im Mikrowellenbereich arbeitenden Erdbeobachtungsnutzlast ist man sich sicher, dass Haiyang 2A seine Aufgaben wie geplant wird erfüllen können. Der rund 99,3 Grad gegen den Erdäquator geneigte Orbit des Satelliten wurde so gewählt, das der Satellit alle 14, und zusätzlich alle 168 Tage dieselbe Stelle der Erdoberfläche überfliegt.

Haiyang 2A gehört entsprechend seines Namens - Haiyang bedeutet Ozean - zur zweiten Generation chinesischer Ozeanüberwachungssatelliten auf polaren Umlaufbahnen. Eine Zusammenarbeit des neuen Satelliten mit dem älteren, seit dem 11. April 2007 im All befindlichen Satelliten Haiyang 1B, ausgestattet mit im Infraroten arbeitenden Instrumenten, ist vorgesehen. Beide Satelliten messen unter anderem die Windgeschwindigkeit über der Meeresoberfläche, die Höhe von Wellen und die Temperatur des Wassers. Dabei kann Haiyang 2A die Höhe des Meeres mit einer Genauigkeit von rund einem Zentimeter bestimmen.

Haiyang 2A soll außerdem der Beobachtung extremer Wetterereignisse wie Taifunen und Tsunamis dienen und entsprechende Vorhersagedaten liefern. Zusätzlich verspricht man sich sich von Haiyang 2A Daten über die Entwicklung der Meereshöhe und die Veränderung der polaren Eiskappen, die bei der Beurteilung globaler Klimaveränderungen nützlich sein können. Schlussendlich erwartet man in China auch, dass Haiyang 2A hilft, Chinas Rechte zur Nutzung der Ozeane zu sichern.

Das Chinesische Staatsfernsehen meldete aus Anlass der Übergabe des Satelliten an die SOA, dass während der Testphase des Satelliten eine an Bord befindliche Laserkommunikationseinrichtung mit Komponenten zum Senden und Empfangen mit positiven Ergebnissen erprobt wurde.

Außen an Haiyang 2A ist außerdem ein Satz Reflektoren, der zur Laser-Entfernungsmessung benutzt werden kann, montiert. Der als LRR für Laser Retroreflector oder LRA für Laser Retroreflector Array bezeichnete Reflektorsatz dient der hoch genauen Vermessung der Satellitenbahn und ist auf Abbildungen des Satelliten einfach zu erkennen.

Haiyang 2A alias HY-2A und Ocean-2A ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 37.781 bzw. als COSPAR-Objekt 2011-043A. Haiyang 1B alias HY-1B und Ocean-1B ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 31.113 bzw. als COSPAR-Objekt 2007-010A.

Verwandte Meldung:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: CASC, CAST, CCTV, SOA)


» Jungfernflug für Langer Marsch 5 im Jahr 2014?
04.03.2012 - Die staatliche chinesische Nachrichtenagentur Xinhua meldete am 3. März 2012, dass man in China angesichts der Fortschritte bei der Entwicklung des neue Raketentyps Langer Marsch 5 (CZ-5) einen Jungfernflug im Jahr 2014 als realistisch betrachtet.
Liang Xiaohong, der stellvertretende Leiter der chinesischen Akademie für Trägerraketentechnik (China Academy of Launch Vehicle Technology, CALT) sprach mit Xinhua und gab seiner Hoffnung Ausdruck, dass das erste Exemplar der neuen schubstarken Rakete 2014 fliegen können wird. Anfang März 2008 hatte Xinhua schon einmal berichtet, dass die Langer Marsch 5 im Jahre 2014 ihr Debut geben könnte.

Die Nutzung von flüssigem Wasserstoff als Brennstoff im Antrieb der Langer Marsch 5 macht die Verwendung von entsprechend konstruierten Tanks notwendig. Laut Liang Xiaohong konnte die Entwicklung einer ersten Tankversion zwischenzeitlich erfolgreich abgeschlossen werden. Der Bau weiterer Tanks und der Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von 5 Metern wird nach Angaben von Liang im Jahr 2012 abgeschlossen.

Von der Langer Marsch 5 erwartet Liang mindestens eine Verdreifachung der Transportkapazität in die Tiefen des Weltraums. In einen niedrigen Erdorbit soll eine Variante der neuen Rakete rund 25 Tonnen Nutzlast bringen können, in den Geostationären Orbit rund 14 Tonnen Nutzlast (CZ-5-504). Diese mit vier seitlichen je 3,35 Metern durchmessenden Boostern (K3-1) mit Flüssigkeitstriebwerken ausgestattete Rakete wird es auf eine Bauhöhe von über 60 Metern bringen.

Geplant ist eine ganze Reihe von unterschiedlichen Versionen der Langer Marsch 5, die nach chinesischen Angaben sämtlich ungiftige umwelttechnisch unbedenkliche Treibstoffe verwenden (gemeint sind Kerosin bzw. flüssiger Wasserstoff und flüssiger Sauerstoff), und für den Transport ganz unterschiedlicher Nutzlasten auf unterschiedliche Bahnen geeignet sind. Beispielsweise soll eine Langer Marsch 5 das Zentralmodul einer künftigen chinesischen bemannten Raumstation in den Weltraum transportieren. Die nächste chinesische Mondsonde soll ebenfalls von einer Langer Marsch 5 auf den Weg gebracht werden.

Im Februar 2001 war das Projekt der neuen Trägerraketen-Familie in China bekannt geworden. Aber erst 2007 war seine Finanzierung endgültig gesichert. Am 30. Oktober 2007 begann offiziell der Bau einer entsprechenden Raketenfabrik in Binhai nahe der Stadt Tianjin an der Nordküste Chinas. Dort sollen später einmal (nach unterschiedlichen Quellen) zwischen 12 und 30 Langer Marsch 5 pro Jahr produziert werden.

Im Herbst 2007 hatte man den Bau eines für die neuen Raketen geeigneten, WSLC für Wenchang Satellite Launch Center genannten Weltraumbahnhofs an der Ostküste der Insel Hainan beschlossen, Staats- und Militärführung bestätigten das Vorhaben am 22. September 2007. Die offizielle Grundsteinlegung erfolgte am 14. September 2009. Wenn dann wie derzeit geplant im Jahr 2014 von der neu errichteten Startanlage Wenchang in der Provinz Hainan die erste Langer Marsch 5 ihren Flug beginnt, wird es sich dabei vermutlich um eine Rakete in einer Basisversion handeln.

Verwandte Artikel und Meldungen:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: CALT, Raumfahrer.net, Xinua)


» Start von ATV-3 Eduardo Amaldi verschoben
05.03.2012 - Wegen eines ungesicherten Spannschlosses musste der ursprünglich auf den 9.3. vorgesehene Start des europäischen Raumtransporters ATV-3 verschoben werden. Als neuer Starttermin wird mittlerweile der 23.März um 5:31 Uhr MEZ gehandelt.
Eigentlich war das ATV-3 bereits startfertig unter der Nutzlastverkleidung der Ariane-V-Trägerrakete verstaut und die letzten Versorgungsgüter schon eingepackt, als die Qualitätssicherung Alarm schlug. Ein Spannschloss, welches eingesetzt wird um die verschiedenen Nutzlastbeutel im Inneren zu befestigen, wurde auf Bildern als nicht korrekt befestigt erkannt. Man kam nach intensiver Diskussion zum Ergebnis, dass sich unter Umständen durch die Vibrationen beim Start das Schloss öffnen und der unzureichend befestigte Beutel dann durch das Innere des ATV fliegen und Schaden anrichten könnte. Wie Charlotte Beskow in ihrem ESA-Blog berichtet, wurden im Quality Rewiew Board die möglichen Lösungen lange diskutiert, die von "man fliegt trotzdem" bis "man muss reparieren" reichten. Man hat sich schließlich für letztere Möglichkeit entschieden.

Um den Spanngurt zu erreichen, muss das ATV aus der Nutzlastverkleidung befreit werden. Die Arbeiten werden etwa 2 Wochen andauern. Als neuer Starttermin wird mittlerweile der 23.März um 5:31 Uhr MEZ gehandelt.

Aufgabe der unbemannten ATV ist es, die ISS mit Treibstoff, Nahrung, Wasser und Verbrauchsgütern zu versorgen und einen Teil der zum Bahnerhalt der Station nötigen Manöver, man spricht von sogenannten Reboosts, mit den eigenen Triebwerken durchzuführen. Außerdem übernehmen die ATV einen Teil der Abfallentsorgung für die ISS, sie werden vor dem Abkoppeln von der Station entsprechend beladen.

Raumcon:


(Autor: Klaus Donath - Quelle: ESA)


» GPS: Raketenstart ins Nordlicht
21.02.2012 - Am 19. Februar 2012 wurde eine Höhenrakete vom Typ Terrier Black Brant von der Poker Flat Research Range in Alaska gestartet, um die Auswirkungen von Nordlichtern auf das Satellitennavigationssystem GPS zu untersuchen.
Viele irdische Beobachter sind von den auch als Aurora Borealis bezeichneten Nordlichtern begeistert. Eine Forschergruppe von der Cornell-Universität Ithaca im US-Bundesstaat New York interessiert sich weniger für den besonderen Anblick, dafür aber um so mehr für die Auswirkungen der Himmelserscheinungen auf den Empfang von GPS-Signalen am Erdboden.

Im MICA für Magnetosphere-Ionosphere Coupling in the Alfven resonator genannte Programm wirkt Steven Powell, Ingenieur für Elektro- und Computertechnik von der Cornell-Universität als leitender Wissenschaftler, sein Stellvertreter David Hysell, Professor für Erd- und Atmosphärenwissenschaften, die graduierten Studenten der Elektro- und Computertechnik Robert Miceli und Brady O’Hanlon sowie Mark Psiaki, Professor für Mechanik und Luft- und Raumfahrttechnik in der Arbeitsgruppe kommen ebenfalls von der Cornell-Universität.

An dem Programm arbeiten außerdem Wissenschaftler vom Dartmouth College Hanover, US-Bundesstaat New Hampshire, von der Universität New Hampshire (UNH), der norwegischen Universität Oslo, des Southwest Research Institute (SwRI) im US-Bundesstaat Texas und der Universität Fairbanks (UAF) im US-Bundesstaat Alaska. Insgesamt wirken 60 Forscher mit.

Laut Powell, der mit Hysell, Miceli und O’Hanlon seit Ende Januar auf dem Startgelände der Alaska Poker Flat Research Range (PFRR) nicht ganz 50 Kilometer nördlich von Fairbanks stationiert ist, untersuchen die Forscher ein Phänomen, das Weltraumwetter genannt wird. Das Weltraumwetter wird maßgeblich von geladenen Teilchen von der Sonne beeinflusst, die mit dem Erdmagnetfeld interagieren. Auf menschliches Leben haben die geladenen Teilchen von der Sonne keine unmittelbaren Auswirkungen, aber die durch sie ausgelösten Effekte können elektrische Systeme nachteilig beeinflussen. Unter den elektrischen Systemen, die vom Weltraumwetter beeinflusst werden, sind auch diejenigen in Satelliten des US-amerikanischen Satellitennavigationssystems GPS.

Paul Kintner, Professor für Elektro- und Computertechnik an der Cornell-Universität, hatte das Programm zu Untersuchung des Weltraumwettereinflusses auf das GPS initiiert und leitete es während seiner frühen Phasen. Es befindet sich jetzt in seinem dritten und letzten Jahr.

Unter der Leitung Steven Powells startete die Arbeitsgruppe auf dem Startgelände der Alaska Poker Flat Research Range im Rahmen des von der US-amerikanischen Raumfahrtagentur NASA finanzierten Programms am 19. Februar 2012 um 6:41 Uhr MEZ eine Höhenrakete, deren Nutzlast die Aufgabe hatte, im Zentrum der Lichterscheinung Daten zu sammeln.

Die verwendete, aus zwei Feststoffstufen zusammengesetzte Terrier-Black-Brant-Rakete hatte beim Start eine Länge von rund 14 Metern. Sie wurde auf gekrümmter Flugbahn durch Nordlichterscheinungen geschickt und erreichte dabei eine Gipfelhöhe von ca. 349 Kilometern über der Erde. Während ihres Fluges schickte die Rakete einen Datenstrom mit Messdaten in Echtzeit zur Erde, anschließend landete sie rund 322 Kilometer entfernt von ihrem Startort.

Die Messgeräte der wissenschaftlichen Nutzlast der Rakete erfassten Elektronen in einer rund 9,6 Kilometer hohen Schicht in der Hochatmosphäre, wo die Elektronen von Alfvén-Wellen genannter elektromagnetischer Energie beeinflusst werden. Die nach dem schwedischen Physiker Hannes Alfvén benannten Wellen betrachtet man als wesentlichen Auslöser der typischen, schimmernden Lichter, die sich als Nord- bzw. Polarlichter über dem Horizont zeigen können.

Nach dem Start teilte sich die wissenschaftliche Nutzlast in zwei getrennt arbeitende Bestandteile. Aus einem der Teile wurde eine Antenne ausgefahren, die der Messung von elektrischen Feldern im Nordlicht diente. Andere Antennen und Sensoren kamen zum Einsatz, um Elektronen und Ionen, die mit dem Erdmagnetfeld interagieren, zu detektieren.

In der Nähe des Maximums der Sonnenaktivität kann Teilchenstrahlung von der Sonne für besonders starke Interferenzen mit den Signalen von Navigations- und anderen Satelliten sorgen. Da das Leben auf der Erde immer abhängiger von einer ungestörten Bereitstellung unterschiedlichster Navigations- und Kommunikationssignale geworden ist, ist es erforderlich, Prozesse, die die benötigten Signale stören könnten, genau zu kennen, und die Empfänger von GPS-Signalen beispielsweise hinsichtlich wechselnder Signalqualität zu verbessern.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Cornell University, NASA, Poker Flat Research Range)


» Weltraumexperiment für bessere Solarzellen
22.02.2012 - Das Experiment ParSiWal, das im nächsten Jahr mit einer TEXUS-Rakete fliegen soll, wird den Erstarrungsprozess von Silizium untersuchen und damit helfen, Solarzellen zu verbessern.
Die meisten heute verwendeten Solarzellen bestehen aus polykristallinem Silizium, das heißt ihre Siliziumschicht besteht aus vielen kleinen Einzelkristallen. Sie werden im Gussverfahren hergestellt. Beim Erstarren kommt es dabei zum Einbau von Fremdpartikeln, unter anderem Siliziumcarbid, einer Verbindung von Silizium und Kohlenstoff. Das ist ungünstig, da diese Einschlüsse zu Kurzschlussströmen führen können, welche den Wirkungsgrad der Solarzelle herabsetzen und außerdem die Härte des Materials erhöhen, was wiederum die mechanische Bearbeitung erschwert.

Für metallische Legierungen gibt es theoretische Modelle, die den Einbau von Fremdpartikeln beschreiben: Sie sollten demnach nicht in den Kristall eingebaut werden, wenn dessen Wachstumsgeschwindigkeit unter einem bestimmten Wert bleibt, da sie dann vor der Phasengrenze zwischen fester und flüssiger Siliziumphase hergeschoben werden. Für Silizium versagen diese Modelle aber.

Ziel ist es nun, neue Modelle zu entwickeln, die das Erstarren von Silizium korrekt beschreiben, um damit vielleicht letztendlich den Einschluss von Siliziumcarbid-Partikeln zu minimieren. Dazu dient das Experiment ParSiWal, bei dem der Erstarrungsprozess in der Schwerelosigkeit beobachtet wird. Dadurch werden gravitative Effekte, wie etwa Sedimentation, ausgeblendet, was die Prozesse vereinfacht.

Für das Experiment ParSiWal wird die Ofenanlage ELLI zum Einsatz kommen, die bereits in der Vergangenheit bei anderen Kristallexperimenten an Bord von TEXUS-Raketen verwendet wurde. Für ParSiWal wird darin ein Siliziumstab, der an einer Stelle Fremdpartikel unterschiedlicher Größe enthält, eingesetzt. In der Schwerelosigkeit wird dieser zunächst an der Stelle mit den Fremdpartikeln durch eine Induktionsspule erhitzt und zum Schmelzen gebracht. Anschließend wird der Stab mit variierender Geschwindigkeit verschoben, sodass der geschmolzene Bereich und damit die Phasengrenze durch den Stab wandern. Damit soll die jeweilige sogenannte Einfanggeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, bei der die Partikel von der Phasengrenze eingefangen werden, bestimmt werden.

Das Experiment ParSiWal wird vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) in Erlangen in Kooperation mit dem kristallographischen Institut der Universität Freiburg, dem Lehrstuhl für Material-und Prozesssimulation der Universität Bayreuth sowie dem Institut für Verfahrenstechnik und Materialwissenschaften der University of Minnesota durchgeführt.


(Autor: Sascha Haupt - Quelle: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie, Newsbild: Georg Slickers)


» ATV 5 nach Georges Lemaître benannt
23.02.2012 - Am 16. Februar 2012 gab die europäische Weltraumbehörde ESA bekannt, dass das letzte zu startende Automated Transfer Vehicle (ATV) nach dem belgischen Physiker George Lemaître benannt wird. Das ATV 5 soll nach derzeitiger Planung 2014 gestartet werden und die Internationale Raumstation (ISS) unter anderem mit Nachschub versorgen.
Das "Progamm Board" der ESA hatte während einer Tagung in Paris vom 14. bis zum 15. Februar 2012 mit großer Zustimmung den durch eine belgische Delegation übermittelten Vorschlag angenommen, den fünften und nach bisherigem Planungsstand letzten europäischen automatischen Raumfrachter vom Typ ATV "Georges Lemaître" zu taufen.

Der Astrophysiker und Priester Georges Lemaître, geboren am 17. Juli 1894 in der belgischen Stadt Charleroi, ist Schöpfer einer Reihe von Lösungen für Gleichungssysteme zu Einsteins Relativitätstheorie.

Doktor der Physik und der Mathematik wurde Lemaître 1920, 1923 wurde er zum Priester geweiht. Anschließend folgte ein Graduiertenstudium an der englischen Universität Cambridge, wo sich Lemaître mit Kosmologie, Astronomie der Sterne und numerischer Analyse beschäftigte. Nach Studienaufenthalten in Harvard und beim Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den Vereinigten Staaten von Amerika kehrte Lemaître 1925 nach Belgien zurück, um für den Rest seiner Karriere als Vollzeit-Professor an der katholischen Universität Leuven zu arbeiten.

1927 fand Lemaître eine Reihe von Lösungen für Einsteinsche Gleichungen zur Relativitätstheorie, die für ein sich stetig ausdehnendes Universum sprechen, und nicht für eines statischer Größe. Aus astronomischen Beobachtungen schloss Lemaître außerdem als erster auf einen ungefähren Wert für die Hubble-Konstante. Später wurden diese Zusammenhänge als Theorie vom Urknall bekannt.

Lemaître erhielt in Belgien die höchste wissenschaftliche Auszeichnung des Landes. 1936 wurde er zum Mitglied der päpstlichen Akademie der Wissenschaften ernannt, in der er bis zu seinem Tod 1966 wirkte. Kurz vor seinem Ableben konnte er einer Bestätigung seiner Theorien gewahr werden, als die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung entdeckt wurde.

Im März 2014 könnte eine Ariane 5 ES das ATV 5 "Georges Lemaître" mit Nachschub für die Internationale Raumstation (ISS) in den Weltraum bringen, wenn es gelingt, existierende Zeitpläne einzuhalten.

Das erste ATV namens "Jules Verne" war am 9. März 2008 auf einer Ariane-5-Rakete gestartet worden und vom 3. April 2008 bis zum 5. September 2008 mit der ISS gekoppelt. Am 29. September 2008 war das Transportschiff wieder in die Erdatmosphäre eingetreten und dabei wie vorgesehen zerstört worden.

2011 flog das ATV 2 "Johannes Kepler" zur ISS. Nach dem Start am 16. Februar 2011 war das ATV vom 24. Februar bis zum 20. Juni 2011 mit der ISS gekoppelt. Seine Existenz endete am 21. Juni 2011 beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Das ATV 3 "Edoardo Amaldi" soll in Kürze zu seiner Mission aufbrechen. Der Start ist für den 9. März geplant, das Ankoppeln an die ISS für den 19. März 2012.

"Albert Einstein", das ATV 4, entsteht zur Zeit in Bremen bei EADS Astrium. Geflogen werden soll es im Jahr 2013.

Aufgabe der unbemannten ATV ist es, die ISS mit Treibstoff, Nahrung, Wasser und Verbrauchsgütern zu versorgen und einen Teil der zum Bahnerhalt der Station nötigen Manöver, man spricht von sogenannten Reboosts, mit den eigenen Triebwerken durchzuführen. Außerdem übernehmen die ATV einen Teil der Abfallentsorgung für die ISS, sie werden vor dem Abkoppeln von der Station entsprechend beladen.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: ESA)


» Neuer Beidou-Satellit im All
24.02.2012 - Heute startete im chinesischen Xichang eine Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 3C in den Weltraum. An Bord war der nun elfte Satellit für das Beidou-Navigationssystem.
Der Start erfolgte am 25. Februar um 0:18 Urh Ortszeit (24. Februar, 17:18 Uhr MEZ) von der Startrampe 2 des Xichang Satellite Launch Center (XSLC) in der Provinz Sichuan im Süden Chinas. Nach 127,5 Sekunden Flug waren die zwei Booster der Trägerrakete vom Typ Chang Zheng 3C (dt. Langer Marsch 3C) ausgebrannt und wurden 1,5 Sekunden später abgeworfen. Nach 145 Sekunden war auch die erste Stufe ausgebrannt und wurde abgetrennt. Kurz darauf nahm die zweite Stufe ihre Arbeit auf. Nach 259 Sekunden Flug wurde die Nutzlastverkleidung abgeworfen und so lag die Nutzlast frei. Die Zweitstufe war nach 328 Sekunden Flug ausgebrannt und wurde schließlich abgeworfen. Danach begann die kryogene Drittstufe ihren Betrieb, wobei sie zwei Zündungen durchführte. 1.575 Sekunden nach dem Abheben wurde die Nutzlast schließlich abgetrennt.

Bei der gestarteten Nutzlast handelt es sich um den Satelliten Beidou 2 G-5, der nun schon elfte Satellit des chinesischen Beidou-Navigationssystems. Er wird aus dem geostationären Orbit seine Navigationssignale schicken und gehört zu einer Staffel aus einer Reihe von Satelliten auf einer Reihe von Umlaufbahnen, so etwa inklinierte Orbit auf Höhe des geostationären Orbits und auch Satelliten im mittleren Erdorbit (MEO). Als Basis für den Satelliten nutzte man einen Satellitenbus vom Typ DFH 3B, eine überarbeitete Variante des DFH 3-Busses, welcher zurzeit einer der meist genutzten chinesischen Satellitenbusse ist. Er hat die Dimensionen 2,2 m x 2 m x 3,1 m und wog beim Start 3,8 t, wobei 400 kg dieser Masse die Nutzlast des Satelliten bilden. Zur Stromerzeugung nutzt er zwei Solarzellenflächen.

Dies war der bisher dritte chinesische Start in diesem Jahr und der insgesamt 158. im Langer Marsch-Programm.

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Raumcon:

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(Autor: Daniel Maurat - Quelle: CALT, ChinaNews, beidou.gov.cn, NSF)


» Größte Atlas V aller Zeiten gestartet
25.02.2012 - Gestern startete von Cape Canaveral eine Rakete vom Typ Atlas V (551) in den Weltraum. An Bord befand sich die erste Einheit einer neuen Generation von Kommunikationssatelliten für die US Navy.
Der Start erfolgte nach zweimaliger Verschiebungen und einer Rückkehr in die Integrationshalle gestern um 23.15 Uhr MEZ vom Launch Complex 41 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Cape Canaveral, Florida. Nach 105 Sekunden Flug wurden die ersten zwei der fünf Feststoffbooster der Rakete abgetrennt, eine Sekunde später folgten die restlichen drei. 202 Sekunden nach dem Abheben folgte die Nutzlastverkleidung, welche mit 5 m Durchmesser die größere der zwei zur Verfügung stehenden Arten von Nutzlastverkleidungen war.

Nach 264 Sekunden Betrieb war die Erststufe ausgebrannt und wurde sechs Sekunden später abgetrennt. Darauf begann bei T + 280 Sekunden die erste von drei Brennperioden der Centaur-Oberstufe, um in einen Parkorbit zu kommen. Diese war nach 461 Sekunden Betrieb vorbei und die Centaur begann mit einer Freiflugphase. Die zweite Zündung war dann 1.249 Sekunden nach dem Start und dauerte 361 Sekunden. Diese führte dann das Gespann aus Stufe und Nutzlast in einen Geotransferorbit (GTO). Nach einer zweiten Freiflugphase von 2,5 Stunden zündete die Centaur für 54 Sekunden, um den bahnnächsten Punkt, die Periapsis (auch Perigäum genannt) so weit wie möglich auf die Höhe des geostationären Orbits zu bringen. Danach wurde die Nutzlast abgetrennt und dies markierte somit den Erfolg der Mission.

Bei dem gestarteten Satelliten handelt es sich um MUOS 1 alias USA 234 (Mobile User Objective System für Mobiles Benutzer-Zielsetzungssystem), dem ersten Exemplar eines neuen Kommunikationssystems für die US Navy. Mit MUOS soll das ältere UFO-Kommunikationssystem, mit welchem die maritimen Einheiten der US Navy (Schiffe, Flugzeuge, Helikopter etc.) untereinander kommunizieren können, abgelöst werden. Das neue System soll über eine bis zu zehnfach höhere Datenübertragungskapazität verfügen. Der Satellit an sich basiert auf dem A2100M-Satellitenbus von Lockheed Martin, die auch den Satelliten entwickelt hat. Die primäre Nutzlast besteht aus einer entfaltbaren, 18,4 Meter durchmessenden Hauptantenne und einer kleineren Sekundärantenne, ebenfalls entfaltbar. Zur Energieversorgung verfügt der Satellit über zwei Solarzellenflächen sowie über Batterien, falls der Satellit sich im Erdschatten befindet. Im Betrieb wird MUOS 1 den Frequenzbereich von 300 MHz bis 3 GHz, also UHF-Frequenzen, abdecken.

Dieser Start war in vielerlei Hinsicht eine Besonderheit: zum Einsatz kam eine Atlas V (551), die zurzeit stärkste zur Verfügung stehende Atlas V-Version. Die 551 im Namen steht dabei für die fünf eingesetzten Booster, die 5-m-Nutzlastverkleidung sowie für die verwendete Centaur-Oberstufe, welche ein Triebwerk hatte. Sie wurde bisher nur zwei Mal benutzt, nämlich im Januar 2006 für den Start der Pluto-Sonde New Horizons und im August 2011 für den Start der Jupiter-Sonde Juno, beides NASA-Nutzlasten. Dies war somit auch der erste Einsatz der Atlas V (551) für das US-Militär. Darüber hinaus wurde die längste mögliche Nutzlastverkleidung mit 5 m Durchmesser und einer Länge von 26,5 m verwendet, wodurch die Rakete selber mit einer Höhe von etwa 61 m die höchste Atlas V und somit auch die höchste je gestartete Atlas überhaupt war. Des Weiteren war dies der 200. Einsatz einer Oberstufe vom Typ Centaur. Diese hatte ihren Erststart in der Vorserien-Version Centaur A am 9. Mai 1962 mit einer Rakete vom Typ LV3C Atlas Centaur A vor fast 50 Jahren. Die heute eingesetzte Centaur ist vom Typ Centaur D-3B.

Der gestrige Start war der 29. Start einer Atlas V überhaupt, der dritte Start der Atlas V (551) sowie der erste Start dieses Trägers in diesem Jahr und der zweite für die USA.

Aufzeichnung des deutschen Livestreams:

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(Autor: Daniel Maurat - Quelle: ULA)



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Mars Aktuell: Ist der Mars immer noch seismisch aktiv? von Redaktion



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» Ist der Mars immer noch seismisch aktiv?
28.02.2012 - Neue Bilder vom Mars, aufgenommen mit der HiRISE-Kamera an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter, liefern Hinweise darauf, dass die Oberfläche unseres Nachbarplaneten eventuell auch in jüngster Vergangenheit durch seismische Prozesse umgeformt wurde. Eine solche seismische Aktivität könnte eventuell das zumindest zeitweise Vorkommen von flüssigem Wasser begünstigt haben.
Bei der Analyse von hochaufgelösten Bildern der Region Cerberus Fossae, einem der jüngsten Grabensysteme auf dem Mars, haben Wissenschaftler neue Hinweise darauf gefunden, dass unser äußerer Nachbarplanet auch in der in geologischen Maßstäben betrachteten jüngeren Vergangenheit durch tektonische Prozesse umgeformt wurde. Für ihre Studie verwendeten die Wissenschaftler Aufnahmen der HiRISE-Kamera, welche sich an Bord des von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) befindet.

Auf den analysierten Aufnahmen entdeckte das von Dr. Gerald Roberts von der University of London geleitete Team eine Vielzahl von bis zu 20 Meter durchmessenden Felsblöcken, welche sich auf und unmittelbar neben verschiedenen Sanddünen abgelagert haben. Diese Felsblöcke, so die Feststellung der Wissenschaftler, sind von verschiedenen in der Nähe befindlichen Felsvorsprüngen herabgestürzt und anschließend teilweise noch viele Meter weit über die Oberfläche gerollt. Dabei haben die Felsblöcke deutlich erkennbare Rollspuren - sogenannte "Boulder Trails" - auf der Oberfläche hinterlassen.

Solche lawinenartigen Felsabgänge sind auf dem Mars eigentlich nicht ungewöhnlich. Sie werden normalerweise dadurch ausgelöst, dass das im Marsuntergrund befindliche Trocken- und Wassereis aufgrund der jahreszeitlich bedingten Temperaturveränderungen sublimiert und der Boden dadurch seine ursprüngliche Festigkeit verliert. Dieser Prozess hat zur Folge, dass sich an den Rändern von Kratern oder Berghängen Lawinen lösen, welche Staub, Sand und Geröll in die Tiefe reißen.

Eine genauere Untersuchung der Verteilung der Felsblöcke im Bereich des Cerberus Fossae und der Muster der durch sie erzeugten Rollspuren lässt allerdings Zweifel darüber aufkommen, ob auch in diesem Fall ein solcher Sublimationsprozess für die jetzt erkennbare Anordnung der Felsen verantwortlich sein kann. Vielmehr, so das Resultat der Forschungsarbeit, deutet die Verteilung der Felsen darauf hin, dass die zugrunde liegenden Lawinenabgänge durch ein seismisches Ereignis - also durch ein "Mars"-Beben - ausgelöst wurden.

Die Verteilung der Felsblöcke erfolgte nicht von einer Abbruchkante ausgehend auf einer geraden Strecke, sondern vielmehr innerhalb eines Radius’ von etwa 100 Kilometern rund um einen zentralen Punkt. Dieses beobachtete Verteilungsmuster der Felsen lässt sich laut der Ansicht der Wissenschaftler nicht mit normalen Lawinenabgängen in Einklang bringen, wie sie zum Beispiel durch sublimierendes Eis und ein dadurch bedingtes "Aufweichen" des Untergrundes ausgelöst werden würden.

"Dies ist vereinbar mit der Hypothese, dass die Felsblöcke durch Erschütterungen der Oberfläche in Bewegung versetzt wurden und dass die Stärke dieser Erschütterungen mit wachsender Entfernung zu dem Epizentrum eines auslösenden Bebens abnahm", so Gerald Roberts.

Als vergleichendes Studienobjekt verwendete das Team um Gerald Roberts die Daten von einem auf unserem Heimatplaneten erfolgten Erdbeben, welches am 6. April 2009 Mittelitalien heimsuchte. Nach dem Beben, welches die Stadt L’Aquila verwüstete, konnten in ihrer Formation vergleichbare Felsrutschungen in einem Umkreis von etwa 50 Kilometern rund um das Epizentrum des Bebens registriert werden. Diese Ähnlichkeit der Verteilungsmuster und die Ausdehnung des von Felsen bedeckten Gebietes lässt die Wissenschaftler des Weiteren zu dem Schluss gelangen, dass der "Abgang" der Felsblöcke im Cerberus Fossae durch ein Marsbeben ausgelöst wurde, welches eine Stärke von mehr als sieben Magnitude erreichte.

Aufgrund der minimalen Erosion des Geländes gehen die Planetologen weiterhin davon aus, dass das auslösende Beben erst vor verhältnismäßig kurzer Zeit erfolgt sein kann. Konservativ wird hierbei ein Wert von "innerhalb der letzten Millionen Jahre" genannt. Ansonsten hätte der die Marsoberfläche permanent umformende Wind die Rollspuren der Gesteinsbocken inzwischen bereits mit Sand bedeckt und somit für die HiRISE-Kamera unkenntlich gemacht.

Die Missionen der beiden Marsrover Spirit und Opportunity haben allerdings gezeigt, dass die von deren Rädern auf der Marsoberfläche hinterlassenen Spuren bereits nach wenigen Monaten nicht mehr erkennbar sind. Somit wäre es durchaus denkbar, dass das auslösende Beben erst in deutlich jüngerer Vergangenheit erfolgte.

Sollte es zutreffen, dass auf dem Mars auch noch vor relativ kurzer Zeit seismologische Aktivitäten erfolgten - so die Schlussfolgerung der Wissenschaftler - so ist es auch denkbar, dass es auf dem Mars im selben Zeitraum auch einen aktiven Vulkanismus gegeben hat beziehungsweise eventuell sogar immer noch gibt. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass sich das Grabensystem des Cerberus Fossae nur wenige Hundert Kilometer südöstlich der Elysium-Region, der zweitgrößten Vulkanprovinz auf dem Mars, befindet. Durch die bei vulkanischen Aktivitäten freigesetzte Wärme, so die Wissenschaftler, könnten sich wiederum Umweltbedingungen ergeben haben, welche zumindestens zeitweise das Vorkommen von flüssigen Wasser unmittelbar unter der Planetenoberfläche ermöglichten.

Dies wiederum könnte Auswirkungen auf die nach wie vor anhaltende Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars haben. Das - und sei es auch nur zeitweise - Vorhandensein von flüssigem Wasser könnte für einen gewissen Zeitraum auch in der unmittelbaren Vergangenheit "lebensfreundliche" Umweltbedingungen für mikrobiologische Lebensformen auf dem Mars geschaffen haben.

Die Frage, ob es auf dem Mars auch in der Gegenwart noch seismologische Aktivitäten gibt, könnte zum Beispiel die derzeit von der NASA angedachte Mission InSight - früher als GEMS-Mission bezeichnet - beantworten. Durch die Messungen dieses Marslanders könnte auch geklärt werden, ob die in der Gegenwart auftretenden Marsbeben durch reale seismische Aktivitäten ausgelöst werden, oder ob es sich dabei um die Folgeerscheinungen von Impaktereignissen handelt, welche die Oberfläche des Mars erschüttern.

Die hier kurz vorgestellten Resultate wurden am 23. Februar 2012 im Fachmagazin "Journal of Geophysical Research" publiziert.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: American Geophysical Union, Journal of Geophysical Research)


» Mars Express: Aufnahmen des Ius Chasma
02.03.2012 - Die gestern veröffentlichten Aufnahmen der von der ESA betriebenen Raumsonde Mars Express zeigen einen Ausschnitt der Region Ius Chasma auf dem Mars. Auf den Bildern sind eine acht Kilometer hohe Abbruchkante, verschiedene Hangrutschungen und Fließspuren erkennbar. Letztere könnten ein Hinweis auf unter der Oberfläche verborgene Eisvorkommen sein.
Eines der auffälligsten Merkmale unseres äußeren Nachbarplaneten ist ein weitläufiges Grabenbruchsystem, welches sich östlich der Tharsis-Vulkanregion längs des Marsäquators erstreckt. Mit einer Länge von fast 4.000, einer Breite von bis zu 700 und einer Tiefe von bis zu 11 Kilometern sind die Valles Marineris das größte Canyonsystem in unserem Sonnensystem. Über weite Strecken verlaufen die Valles Marineris dabei in Form dreier fast paralleler und bis zu 200 Kilometer breiter Canyons, von denen jeder in seiner Ausdehnung den Grand Canyon auf der Erde um ein Vielfaches übertrifft.

Seit der Entdeckung dieses gigantischen Grabenbruchsystems auf Aufnahmen der US-amerikanischen Raumsonde Mariner 9 im Jahr 1972 entwickelten die Marsforscher verschiedenen Theorien zur Entstehung der Valles Marineris. Die gegenwärtig allgemein anerkannte Hypothese sieht dabei eine Verbindung mit der Bildung der benachbarten Tharsis-Vulkanregion.

Zeitgleich mit der Entstehung der Tharsis-Region kam es demnach zu einem Aufwölben der Planetenkruste, was zu erheblichen Oberflächenspannungen führte. Die anschließende zusätzliche Belastung der Planetenoberfläche durch die sich immer höher auftürmenden Lavamassen der Tharsis-Vulkane führte letztendlich zu einem teilweisen Abbau dieser Spannungen, indem die Kruste am Ostrand der Tharsis-Region aufbrach. Dabei bildete sich ein weitläufiges und verzweigtes Grabensystem.

Als zweiter Schritt, so diese Theorie, kam es zu einer verstärkten Aktivität der Tharsis-Vulkane, wobei sich auch das Ursprungsgebiet der Vulkanausbrüche langsam verschob. In der Folge verstärkte sich dabei das Ungleichgewicht der immensen Krustenspannungen noch weiter, so dass die Planetenkruste vollends aufriss und dabei die heutigen Valles Marineris erzeugte. Die Aufwölbung der Tharsis-Region begann vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren während des Noachiums, der ältesten Periode in der Marsgeschichte, und setzte sich bis in die Periode des späten Hesperiums fort, welches vor etwa drei Milliarden Jahren endete.

Die einzelne Canyonsysteme der Valles Marineris, auch als sogenannte "Chasmata" bezeichnet, wurde anschließend mehrfach durch Wassererosion noch weiter ausgespült und durch aeolische Prozesse und Hangrutschungen umgeformt. Mit dem Begriff Chasma (griechisch für Kluft, Abgrund oder Spalte, Plural Chasmata) werden von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) langgestreckte, von steilen Abhängen begrenzte Vertiefungen, Erdspalten oder von steilen Abhängen begrenzte Geländebrüche bezeichnet.

Einer der Canyons innerhalb des Valles Marineris ist das Ius Chasma, welches sich in dessen Westhälfte über eine Länge von etwa 940 Kilometern erstreckt. Der Name Ius bezieht sich auf Io, eine Geliebte des Gottes Zeus in der griechischen Mythologie, nach der auch der vulkanisch aktive Jupitermond Io und das zwischen Griechenland und Italien gelegene Ionische Meer benannt sind.

Am 16. September 2005 überflog die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express während ihres Marsorbits Nummer 2.149 den östlichen Bereich des Ius Chasma und bildete diese Region mit der High Resolution Stereo Camera (HRSC) ab. Aus einer Höhe von etwas mehr als 250 Kilometern erreichte die Kamera dabei eine Auflösung von etwa 13 Metern pro Pixel.

Die hier gezeigten Abbildungen geben einen bei 7 Grad südlicher Breite und 282 Grad östlicher Länge gelegenen Abschnitt der Marsoberfläche wieder und zeigen einen Ausschnitt der nördlichen Abbruchkante des Ius Chasma, welche nach Norden hin von einem Plateau des Marshochlands abgegrenzt wird. Die Abbruchkante fällt bis zu 8,2 Kilometer zum Boden des Chasmas hin ab. Die immensen Spannungen im Gestein erzeugten mehrere parallele zum Grabenbruch verlaufende Störungen, deren Spur sich auch auf dem angrenzenden Plateau verfolgen lässt. Hier haben die aufgetretenen Spannungen stellenweise zur Bildung verschiedener tektonischer Gräben geführt. Rechtwinklig zum Hauptgrabensystem bildeten sich außerdem weitere Störungszonen (Bildausschnitt 1 in der nebenstehenden Nadir-Aufnahme).

Im Laufe der Zeit stürzten mehrere großflächige und sich überlagernde Hangrutsche in das Chasma hinab (Bildausschnitt 2). Entlang der obersten und damit jüngsten Hangrutschung ist eine helle, schlierige Zone erkennbar. Diese könnte ein Hinweis auf einen Materialwechsel im Aufbau des anstehenden Hochlandes sein. In Bildausschnitt 3 sind zudem die Überreste einer älteren Hangrutschung zu erkennen. Im Zentrum der abgebildeten Szene fallen des weiteren verschiedene großflächige, dunkle Strukturen auf. Hierbei handelt es sich um Dünen, welche dort im Laufe der Jahrmilliarden durch eine Windverfrachtung angehäuft wurden. Die dunkle Färbung des Dünenmaterials ist ein Hinweis darauf, dass es sich hierbei um zu Sand und Staub verwittertes Basaltgestein handelt, einem auch auf der Erde häufig vorkommenden eisen- und magnesiumreichen vulkanischen Gestein.

Einige helle Ablagerungen in dieser Region könnten von abgerutschtem Material herrühren, welches noch nicht so lange den Kräften der Verwitterung ausgesetzt ist. Dieses Material könnte das anstehende Gestein des Marshochlands repräsentieren, welches entlang und unterhalb der Abbruchkante aufgeschlossen ist. Die Ablagerungen der Hangrutschungen weisen zudem Fließstrukturen auf, die sich mit zunehmender Entfernung zum Ausgangspunkt der Rutschungen immer weiter auffächern. Diese Fließstrukturen sind als längliche, gewundene Rillen erkennbar. Möglicherweise, so die Meinung der Planetologen, war im Hochland unmittelbar unter der Oberfläche gespeichertes Eis oder Wasser einer der auslösenden Faktoren für den Abgang der Rutschungen.

Die hier gezeigten Farbansichten des Ius Chasma wurden aus dem senkrecht auf die Planetenoberfläche blickenden Nadirkanal und den vor- bzw. rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera erstellt. Bei dem Schwarzweißbild handelt es sich um eine Nadiraufnahme, welche von allen gewonnenen HRSC-Aufnahmen die höchste Auflösung erreicht.

Das weiter unten zu sehende Anaglyphenbild, welches bei der Verwendung einer Rot-Cyan- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal der Kamera abgeleitet. Des Weiteren können die Wissenschaftler aus einer höhenkodierten Bildkarte, welche aus den Nadir- und Stereokanälen der HRSC-Kamera errechnet wird, ein digitales Geländemodell der abgebildeten Marsoberfläche ableiten.

Das HRSC-Kameraexperiment an Bord der ESA-Sonde Mars Express wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin geleitet. Dieser hat auch die technische Konzeption der hochauflösenden Stereokamera entworfen. Das für die HRSC-Kamera verantwortliche Wissenschaftlerteam besteht aus 40 Co-Investigatoren von 33 Institutionen aus zehn Ländern.

Die HRSC-Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt unter der Leitung von Prof. Dr. Gerhard Neukum entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH) gebaut. Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Bilddaten erfolgt am DLR. Die Darstellungen der hier gezeigten Mars Express-Bilder wurden von den Mitarbeitern des Instituts für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung erstellt.

Weitere während des Orbits Nummer 2.149 durch die HRSC-Kamera angefertigte Aufnahmen des Ius Chasma finden Sie auf der entsprechenden Internetseite der FU Berlin. Speziell in den dort verfügbaren hochaufgelösten Aufnahmen kommen die verschiedenen Strukturen der Marsoberfläche besonders gut zur Geltung.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: DLR, FU Berlin)


» Mars Odyssey ist seit über 10 Jahren aktiv
03.03.2012 - Vor über zehn Jahren, am 19. Februar 2002, begann das Thermal Emission Imaging System (THEMIS), eine Kamera an Bord der NASA-Sonde Mars Odyssey, mit der wissenschaftlichen Beobachtung des Roten Planeten. Seitdem hat die Kamera den Mars fast 45.000 mal umkreist und dabei mehr als eine halbe Million Aufnahmen in infraroten und sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichts angefertigt.
Die am 7. April 2001 von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. In den folgenden Monaten reduzierte die Raumsonde mit Hilfe eines komplizierten Aerobreaking-Manövers ihre Geschwindigkeit und senkte so die Höhe der Umlaufbahn immer weiter ab (Raumfahrer.net berichtete).

Am 19. Februar 2002 - also vor mittlerweile über zehn Jahren - begann die THEMIS-Kamera, eines von drei wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Mars Odyssey, mit dem wissenschaftlichen Vollbetrieb. Seitdem hat der Orbiter den Mars fast 45.000 Mal umkreist. Im selben Zeitraum hat die THEMIS-Kamera mehr als 500.000 Bilder im infraroten und sichtbaren Wellenlängenbereich angefertigt und an das Mars Odyssey-Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

"THEMIS hat sich als ein wahres Arbeitstier erwiesen", so Philip Christensen von der Arizona State University (ASU) in Tempe/USA, der Principal Investigator und Konstrukteur der Kamera. "Besonders erfreulich ist dabei die Bandbreite der Entdeckungen, welche mit dem Instrument gelangen."

Besonders erwähnenswert sind hierbei die folgenden Entdeckungen:

  • Bestätigung von Mineralablagerungen am Landeplatz des Marsrovers Opportunity
  • Entdeckung von Kohlendioxid-Jets im Bereich der südlichen Polarkappe des Mars während des dortigen Frühlings
  • Nachweis von Chloridsalzen in verschiedenen Regionen auf der Marsoberfläche
  • Erstellung einer globalen Karte des Mars in hoher Auflösung
  • Hilfestellung bei der Suche nach einem sicheren Landeplatz für den Marslander Phoenix
  • Kontinuierliche Beobachtung von Staubaktivitäten in der Marsatmosphäre
  • Nachweis, dass der Krater Aram Chaos einstmals einen See beherbergte
  • Nachweis diverser durch Wassereinfluss geformter Talsysteme
  • Nachweis von Dazit, einem zuvor nicht auf dem Mars bekannten magmatischen Gesteinstyp

Die THEMIS-Kamera erfasst die Marsoberfläche in fünf Spektralbereichen des sichtbaren Lichts und in zehn Spektralbereichen des infraroten Lichts.

Durch den Vergleich der Infrarot-Aufnahmen, welche während des Marstages angefertigt wurden, mit den Infrarot-Nachtaufnahmen der gleichen Region lässt sich aufgrund der gewählten Wellenlängenbereiche die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche ermitteln (Raumfahrer.net berichtete). Weitere wissenschaftliche Missionsschwerpunkte sind die Messung der kosmischen Strahlung im niedrigen Marsorbit und die Erfassung der Verteilung von Wassereisvorkommen in den obersten Bodenschichten des Mars.

Das nebenstehende Foto wurde am 19. Februar 2012 - also auf den Tag genau 10 Jahre nach der Inbetriebnahme - mit der THEMIS-Kamera angefertigt. Die Aufnahme zeigt einen 19 x 52 Kilometer großen Teilausschnitt der Region Nepenthes Mensae im sichtbaren Licht. Die Nepenthes Mensae befinden sich südwestlich der Elysium-Vulkanregion und bilden eine Übergangszone zwischen dem südlichen Hochland und dem nördlichen Tiefland des Mars. Die Region ist durch steile Geländekanten und zahlreiche tafelbergartige Erhebungen - daher die Bezeichnung Mensae - charakterisiert.

Aufgrund des wissenschaftlichen Erfolges wurde die Mission, welche eigentlich laut den ursprünglichen Planungen bereits im August 2004 enden sollte, von der NASA bisher viermal verlängert - zuletzt bis zum September 2012. Laut Philip Christensen befinden sich sowohl die THEMIS-Kamera als auch der Orbiter in einem "exzellenten Zustand" und können eventuell noch über mehrere Jahre erfolgreich weiter betrieben werden.

Dies würde nicht zuletzt auch den Rovermissionen auf der Marsoberfläche zugute kommen. Mars Odyssey fungiert seit der Landung des Rovers Opportunity im Januar 2004 als primäre Datenrelaisstation zwischen diesem und dem JPL-Kontrollzentrum in Pasadena, wobei über 90 Prozent der zwischen der Erde und Opportunity ausgetauschten Daten den "Umweg" über Mars Odyssey nahmen. Der Orbiter könnte nach der Landung des Rovers Curiosity, welche am 6. August 2012 erfolgen wird, auch bei dessen Mission eine ähnlich wichtige Rolle einnehmen.

Die Mission Mars Odyssey wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC geleitet.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL)



 

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Saturn Aktuell: Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 163 von Redaktion



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» Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 163
03.03.2012 - Bereits am 1. März 2012 begann der mittlerweile 163. Umlauf der Raumsonde Cassini um den Planeten Saturn. Der Schwerpunkt der während des 18 Tage dauernden Umlaufs vorgesehenen wissenschaftlichen Studien liegt in der Untersuchung verschiedener Saturnmonde.
Bereits am 1. März 2012 hat die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 04:51 MEZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum Saturn, erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befand sich Cassini in einer Entfernung von rund 2,38 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 163. Umlauf um den Ringplaneten. Die Raumsonde wird sich auch in den kommenden zwei Monaten weiterhin auf einer Orbitbahn bewegen, welche fast genau auf einer Ebene mit der Ringebene des Saturn sowie den Umlaufbahnen mehrerer größerer Saturnmonde verläuft.

Diese äquatoriale Flugbahn der Raumsonde - während des jetzigen Orbits beträgt die Inklination lediglich 0,4 Grad - ermöglicht es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern unter anderem, die Kanten der Saturnringe abzubilden. Durch die Auswertung dieser Bilder ist es zum Beispiel möglich, deren vertikale Ausdehnung zu ermitteln. Außerdem ergibt sich bei diesem Verlauf der Umlaufbahn die Möglichkeit, sich im Rahmen eines einzigen Orbits unter günstigen Umständen gleich mehreren Saturnmonden zu nähern, deren Bahnen ebenfalls in der Äquatorebene des Saturn verlaufen.

Wie bereits die vorherigen Umläufe wird auch der jetzt begonnene Orbit, er trägt die Bezeichnung "Rev 162", von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern in erster Linie dazu genutzt werden, um den Ringplaneten und den größten seiner 62 bisher bekannten Monde, den etwa 5.150 Kilometer durchmessenden Titan, mit verschiedenen Instrumenten zu untersuchen und aus unterschiedlichen Entfernungen mit der ISS-Kamera der Raumsonde abzubilden.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem von insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 18 Tage dauernden Orbits insgesamt 38 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Ein großer Teil dieser Beobachtungen wird dabei erneut das gewaltige Sturmgebiet zum Ziel haben, welches sich seit dem Dezember 2010 über der nördliche Hemisphäre des Saturn ausdehnt (Raumfahrer.net berichtete). Außerdem sind verschiedene Beobachtungen der Monde Enceladus und Rhea vorgesehen, welche am 10. März im Rahmen von zwei nicht gesteuerten Vorbeiflügen passiert werden.

Die ISS-Kamera nahm ihren wissenschaftlichen Betrieb während des jetzigen Orbits bereits am gestrigen Tag auf. Das Ziel der Beobachtung des Mondes Titan, welche aus einer Entfernung von etwa 1,96 Millionen Kilometern erfolgte, war die Dokumentation der oberen Atmosphärenschichten und der dort befindlichen Wolkenstrukturen.

Nach dem Abschluss dieser Beobachtungskampagne wurde sich die ISS-Kamera auf den Mond Thrymr ausgerichtet, um diesen aus einer Entfernung von rund 9,5 Millionen Kilometern über einen Zeitraum von 18 Stunden mehrfach abzubilden. Außer den Daten von dessen Umlaufbahn um den Saturn, seinem Durchmesser von etwa 5,6 Kilometern und seiner im Vergleich zu den anderen kleinen Monden relativ hohen mittleren Dichte von 2,3 Gramm pro Kubikzentimeter, welche auf eine Zusammensetzung aus Wassereis mit einem hohen Anteil an Silikatgestein hindeutet, ist über diesem erst im Jahr 2000 entdeckten Saturnmond bisher nur sehr wenig bekannt.

Anhand der Variationen in der sich bei der Beobachtung ergebenden Lichtkurve und dem Abgleich mit vorherigen Beobachtungen sollen dessen Helligkeitsvariationen und die sich daraus ergebende Rotationsperiode näher bestimmt werden. Diese Beobachtung ist ein Bestandteil einer langfristig angelegten Kampagne, in deren Verlauf mehrere der kleinen, äußeren Saturnmonde unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen aus mehreren Millionen Kilometern Entfernung abgebildet werden. Vergleichbare Beobachtungen sind für den 8. und 9. März vorgesehen und werden die Monde Jarnsaxa und Mundilfari zum Ziel haben.

Trotz der großen Distanz zwischen den Monden und der Raumsonde kann Cassini bei derartigen Beobachtungen neben den Rotationsgeschwindigkeiten der Monde wertvolle Daten über deren Ausdehnung, die sich daraus ergebende Gestalt und die Neigung der Rotationsachsen gewinnen. Entsprechende Ergebnisse wurden Anfang Oktober 2011 auf dem EPSC-DPS Joint Meeting 2011, einem internationalen Planetologen-Kongress, im französischen Nantes präsentiert.

Zwischen dem 5. und dem 7. März steht der Saturn auf dem Beobachtungsprogramm. Die ISS-Kamera wird sich in diesem Zeitraum auf dessen südliche Hemisphäre ausrichten und in Zusammenarbeit mit dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS) nach Polarlichtern Ausschau halten, welche eventuell in der Südpolregion auftreten, und diese abbilden. Für den 9. März ist eine kurze Zündung der Triebwerke der Raumsonde vorgesehen. Dieses als "Short Engine Burn" (kurz "SEB") bezeichnete Manöver dient einer notwendigen Kurskorrektur. Ein weiterer SEB ist für den 15. März eingeplant.

Am 10. März wird Cassini um 03:13 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während ihres 163. Orbits, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 135.530 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden. Wenige Stunden zuvor erfolgt ein dichter, nicht gesteuerter Vorbeiflug an dem Saturnmond Enceladus, welcher um 00:22 in einer Entfernung von 9.176 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 7 Kilometern pro Sekunde passiert werden wird. Neben anderen Instrumenten soll dabei auch die ISS-Kamera eingesetzt werden, um die Oberfläche des Mondes aus verschiedenen Entfernungen und Blickrichtungen abzubilden.

Um 16:03 MEZ erfolgt anschleißend ein ebenfalls nicht gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Rhea. Dieser zweitgrößte Mond des Saturn wird dabei in einer Entfernung von 41.858 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 7,5 Kilometern pro Sekunde passiert werden. Im Rahmen des Vorbeifluges sind drei Beobachtungskampagnen der ISS-Kamera vorgesehen. Zuerst soll die Kamera während der Anflugsphase zusammen mit einem weiteren Spektrometer der Raumsonde, dem Composite Infrared Spectrometer (CIRS), den zu diesem Zeitpunkt nur teilweise von der Sonne beschienenen und deshalb lediglich als schmale Sichel erkennbaren Mond abbilden. Die CIRS-Beobachtung dient der Erstellung einer Karte der auf der Oberfläche von Rhea herrschenden Temperaturverteilung.

Während der dichtesten Annäherung soll die ISS-Kamera ein aus 30 Einzelbildern bestehendes Mosaik der Oberfläche anfertigen. Dabei werden unter anderem auch die beiden Impaktbecken Mamaldi und Tirawa in das Aufnahmefeld geraten. Während der Abflugphase soll die Kamera schließlich die nähere Umgebung des Mondes abbilden und dabei nach Hinweisen für ein eventuell existierendes Ringsystem suchen (Raumfahrer.net berichtete). Die Kamera, so die Berechnungen der an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler, könnte dabei Ringpartikel ab einer Größe von etwa fünf bis zehn Metern direkt nachweisen. Allerdings waren vergleichbare Beobachtungen in der Vergangenheit erfolglos, so dass die Wissenschaftler mittlerweile die Existenz eines solchen Ringsystems bezweifeln.

Zwischen dem 11. und dem 18. März wird schließlich der Saturn in den Fokus der Kamera rücken. Insgesamt sind in diesem Zeitraum 14 Beobachtungskampagnen vorgesehen, welche das immer noch auf der nördlichen Hemisphäre aktive Sturmgebiet zum Ziel haben. Mit diesen Aufnahmen soll dessen aktuelle Ausdehnung und Entwicklung dokumentiert werden.

Am 12. März sollen zudem mehrere der kleineren inneren Saturnmonde im Rahmen sogenannter astrometrischer Beobachtungen abgebildet werden. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann.

Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde Epimetheus, Helene, Pandora, Telesto, Anthe und Methone besteht darin, die bisher verfügbaren Daten über deren jeweilige Umlaufbahnen noch weiter zu verfeinern. Die entsprechenden Fotosequenzen werden allerdings durchweg aus größeren Distanzen angefertigt, so dass im Rahmen dieser Beobachtungen keine Oberflächendetails der jeweiligen Monde aufgelöst werden können. Weitere astrometrische Beobachtungskampagnen sind für den 13., 15. und 17. März vorgesehen.

Cassini wird schließlich am 19. März 2012 um 00:55 MEZ in einer Entfernung von rund 2,4 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und diesen 163. Orbit um den Ringplaneten beenden. Während des damit beginnenden Orbits Nummer 164 wird am 27. März ein gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Enceladus erfolgen. Enceladus wird dabei in einer Distanz von lediglich 74 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 7,5 Kilometern überfolgen werden. Außerdem erfolgen am 27. und 28. März zwei nicht gesteuerte Vorbeiflüge an den Monden Janus und Dione.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: CICLOPS, JPL, Planetary Society)


» Cassini entdeckt dünne Atmosphäre um den Mond Dione
04.03.2012 - Der Saturnmond Dione ist von einer extrem dünnen Sauerstoffatmosphäre umgeben. Zu diesem Ergebnis kam ein internationales Wissenschaftlerteam, welches von der Raumsonde Cassini im Verlauf der letzten Jahre gesammelte Daten ausgewertet hat.
Bereits im Sommer 2011 berichteten Wissenschaftler erstmals, dass der Saturnmond Dione anscheinend von einer extrem dünnen, hauptsächlich aus Sauerstoff bestehenden Atmosphäre umgeben ist. Zu diesem Resultat kamen die Wissenschaftler durch die Auswertung von Daten, welche durch die Raumsonde Cassini bei einem nahen Vorbeiflug an diesem viertgrößten Mond des Saturn am 7. April 2010 gesammelt werden konnten.

Die im Rahmen dieses Vorbeifluges gewonnenen Daten zeigten, dass Dione eine deutlich erkennbare Signatur im Magnetfeld des Saturn hinterlässt. Dieser Störeffekt, so die an der Auswertung beteiligten Wissenschaftler, ist nur dadurch erklärbar, dass der Mond von einer dünnen Exosphäre umgeben ist. Auch konnte eines der an Bord der Raumsonde befindlichen Spektrometer, das Cassini Plasma Spectrometer (CAPS), bei diesem Vorbeiflug ionisierte Sauerstoffmoleküle in der unmittelbaren Umgebung des Mondes nachweisen.

Allerdings war es mit den gesammelten Daten zunächst nicht möglich, nähere Aussagen über die Dichte und die genaue Zusammensetzung der Exosphäre zu tätigen. Um dies zu ändern wurde ein weiterer naher Vorbeiflug von Cassini an Dione für ergänzende Messungen genutzt. Bei diesem am 12. Dezember 2011 erfolgten Vorbeiflug passierte die Raumsonde Dione in einer Entfernung von lediglich 99 Kilometern und untersuchte den Mond dabei unter anderem auch mit seinem Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) (Raumfahrer.net berichtete).

Die Auswertung der durch die beiden Instrumente gesammelten Daten ergab jetzt, dass die Exosphäre von Dione über eine extrem geringe Dichte verfügt. Pro Kubikmeter sind lediglich rund 90.000 Sauerstoffionen vertreten. Damit fällt die Dichte der Exosphäre von Rhea etwa fünf Billionen mal geringer aus als die Dichte der irdischen Atmosphäre. Auf der Oberfläche von Dione herrscht eine "Atmosphärendichte", welche mit der Dichte der Erdatmosphäre in einer Höhe von rund 480 Kilometern vergleichbar ist. Gleichzeitig fällt die Molekülmenge in der Exosphäre von Dione damit allerdings auch etwa 100 höher aus als die entsprechenden Molekülkonzentrationen bei dem Erdmond oder bei dem innersten Planeten unseres Sonnensystems, dem Merkur.

"Wir wissen jetzt, dass Dione zusätzlich zu den Ringen des Saturn und dem [ebenfalls über eine Exosphäre verfügenden] Mond Rhea eine der Quellen für die in der Umgebung des Saturn nachgewiesenen Sauerstoffmoleküle ist", so Robert Tokar vom Los Alamos National Laboratory in den USA, einer der an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler und Erstautor der Studie, welche in der Fachzeitschrift "Geophysical Research Letters" veröffentlicht wurde.

Der um Dione detektierte Sauerstoff, so die bisherige Erklärung, wird durch eine stetig erfolgende chemische Zersetzung von Wassereis freigesetzt. Geladene Partikel der Sonnenstrahlung und des Saturn-Magnetfeldes treffen demzufolge regelmäßig auf die Oberfläche von Dione, wo sie das dort abgelagerte Wassereis in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Allerdings wollen die Wissenschaftler auch untersuchen, ob eventuell geologische Prozesse auf der Oberfläche oder im Inneren des Mondes für die Freisetzung des Sauerstoffs infrage kommen könnten.

"Unsere Wissenschaftler waren sich zuvor nicht sicher, ob Dione über genügend Masse verfügt, um eine Exosphäre an sich zu binden. Die neuen Resultate zeigen uns jetzt allerdings, dass Dione weit interessanter ist als wir zuvor angenommen haben", so Amanda Hendrix, die stellvertretende Projektleiterin der Cassini-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. "Die Wissenschaftler werden jetzt die bisher von Dione gesammelten Daten noch weiter analysieren, um so noch mehr Details über diesen Mond zu erfahren."

Dazu wird unter anderem auch die Auswertung der am 12. Dezember 2011 gewonnenen Daten des INMS-Spektrometers fortgesetzt. Dieses Instrument war maßgeblich an der Entdeckung einer vergleichbaren Exosphäre um den Mond Rhea, dem zweitgrößten Saturnmond, beteiligt (Raumfahrer.net berichtete). Durch einen Abgleich der verschiedenen Datensätze erhoffen sich die Wissenschaftler Erkenntnisse darüber, ob außer Sauerstoff auch andere Moleküle - speziell Wasserstoffmoleküle - in der Dione-Exosphäre vertreten sind.

Aber auch bei zukünftigen Gelegenheiten werden die Planetenforscher neue Erkenntnisse über Dione gewinnen. Eine erste Gelegenheit dazu bietet sich bereits am 28. März 2012. An diesem Tag wird sich Cassini dem Mond um 06:07 MEZ bis auf eine Entfernung von knapp 44.000 Kilometern nähern.

Der am 21. März 1684 von dem italienischen Astronomen Giovanni Cassini entdeckte Mond Dione verfügt über einen mittleren Durchmesser von rund 1.123 Kilometern. Benannt wurde der Mond nach der Titanin Dione, der Mutter der Aphrodite, aus der griechischen Mythologie. Im Durchschnitt verläuft die Bahn von Dione in einer Entfernung von 377.000 Kilometern zum Saturn. Für einen Umlauf um den Planeten benötigt der Mond etwa 2,7 Tage. Dione besteht größtenteils aus Wassereis, dürfte allerdings über einen Kern aus Silikatgesteinen verfügen, welcher etwa ein Drittel der Gesamtmasse des Mondes ausmacht.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL)



 

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ISS Aktuell: Großinspektion im Columbus-Modul von Redaktion



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» Großinspektion im Columbus-Modul
24.02.2012 - Eine Woche voller Aufgaben liegt hinter der sechsköpfigen ISS-Stammbesatzung, aber auch die Bodenkontrolleure führten Aktivitäten mit dem Stationsarm und der "Roboterhand" Dextre durch. (Newsbild: André Kuipers beim TV-Event in Columbus)
Nach dem anstrengenden Außeneinsatz am 16. Februar hatten Anton Schkaplerow und Oleg Kononjenko eine verlängerte Nachtruhe erhalten, um sich von den Arbeiten erholen zu können. Den restlichen Tag verbrachten sie hauptsächlich mit der Nachbereitung ihrer Exkursion. So wurden die Orlan-MK-Raumanzüge getrocknet, Batterien geladen, die US-Kameras von den Helmen demontiert und eine Bewertung der Arbeiten mit der Bodenmannschaft vorgenommen. Anatoli Iwanischin hat Progress-M 14M wieder in die Stationsstruktur eingebunden. Die Luken des Transporters waren geschlossen worden, um das Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs während der Außenbordarbeit als Luftschleuse nutzen zu können. Jetzt sind die Progress-Systeme deaktiviert, flexible Luftschläuche zur Belüftung und Heizung verlegt, Teile des Dockingmechanismus zur besseren Zugänglichkeit demontiert und eine schnell entfernbare Vorrichtung installiert worden, welche den Kopplungsring versteifen soll.

Am gleichen Tag arbeitete André Kuipers mit der zeitweiligen Unterstützung von Dan Burbank am Trainingsgerät MARES (Muscle Atrophy Resistive Exercise System). MARES befindet sich im Columbus-Labormodul und dient der Erforschung des menschlichen Bewegungsapparates, seiner biomechanischen Abläufe und der neuromuskulären Koordination. Hintergrund ist hier ein besseres Verständnis von Effekten der Mikrogravitation auf das Muskelsystem des Menschen. In einer zweiten Sitzung an dem Gerät wurden Funktionstests durchgeführt, die Demontage geprobt und Ergebnisdateien heruntergeladen. Das europäische Trainingssystems zur Eindämmung und Erforschung von Muskelschwund MARES bietet ebenso die Möglichkeit, Gegenmaßnahmen zu den negativen Effekten von Langzeitmissionen, besonders der Muskelatrophie, zu bewerten. So kann der NASA Grundlagenwissen für ihre geplanten Flüge in den tiefen Raum zur Verfügung gestellt werden.

Am letzten Wochenende stand wie immer das wöchentliche Programm zur gründlichen Stationsreinigung, einschließlich der Module Columbus und Kibo, mit einer Dauer von drei Stunden für die Besatzung an. Diese schließt die Beseitigung von Nahrungsmittelabfällen, die Säuberung von Modulen mit dem Staubsauger, die feuchte Reinigung des Esstisches im Service-Modul und anderer oft berührter Oberflächen ein. Weiterhin werden die Schlaf-Stationen mit einer Standard-Reinigungslösung behandelt und die Lüftungsschlitze von Bildschirmen und Anlagen gesäubert, um Temperaturanstiege zu vermeiden.

Zu Beginn dieser Woche wurden Kontrollfotos vom Canadarm2 angefertigt. Dafür bewegte man den Latching End Effector B, also den einen Greifer am Ende des Stationsarms, ins Sonnenlicht vor die Fenster von Cupola. Dan Burbank schoss hochauflösende Aufnahmen mit einer D2Xs-Digitalkamera von den Zug- und Haltekabeln. Dies soll den Technikern am Boden eine Bewertung des Zustandes der Bauteile nach vielen Jahren Betriebszeit ermöglichen. Am 20. Februar gab es anlässlich des 50. Jahrestages des ersten amerikanischen Raumfluges von John Glenn einen besonderen TV-Event. Dan Burbank und Donald Pettit sprachen hier mit NASA-Administrator Charles Bolden und dem ehemaligen Astronauten und amerikanischen Helden John Glenn.

Im russischem Segment nahm Anton Schkaplerow an seiner dritten Sitzung zum Experiment PNEUMOCARD teil. Hier werden die Auswirkungen der fehlenden Schwerkraft in einer Langzeitstudie untersucht. Daueraufenthalte im All bewirken eine Umverteilung des Blutes in die oberen Körperregionen und eine Beeinflussung des vegetativen Nervensystems (VNS), welches nicht willentlich gesteuert werden kann. Bei der Rückkehr zur Erde kommt es dann vermehrt zu Irritationen der Kreislaufregulierung bei den Raumfahrern. Die Forscher des DLR und des russischen Instituts für Biomedizinische Probleme (IBMP) erhoffen sich nun eine bessere Vorhersage der physischen Reaktionen von Besatzungsmitgliedern bei der Landung aber auch einen realen Nutzen auf der Erde bei Patienten mit orthostatischer Intoleranz.

Im Kibo-Labormodul betreute Dan Burbank zur Mitte dieser Woche die Wissenschaftsnutzlast BCAT-6 (Binary Colloidal Alloy Test 6). Bei diesem Experiment werden stündlich sieben Tage lang automatisch Fotos angefertigt, die den Übergang der polymeren und kolloiden Stoffe vom flüssigen in den gasförmigen Zustand dokumentieren. Der ISS-Kommandant ersetzt hier jeden Morgen eine Batterie, ca. 8 Stunden später wird dieser Ersatz erneut durchgeführt. Zwischenzeitlich bereitete André Kuipers die größere Inspektion der Luftumwälzungsanlage im Columbus-Labormodul vor. Hier lud er Batterien des endoskopischen Werkzeugs und räumte den Raum am Ende von Columbus von dort gestauten Taschen CTBs (Cargo Transfer Bags). Damit schaffte er Platz für die Lüftungskanalreinigung und die Säuberung der Auslassgitter. Für weitere Außenaktivitäten der "Roboterhand" Dextre am Ende des ISS-Roboterarms wurden die Außenfenster von Cupola, Kibo und Destiny geschlossen. Über Nacht erfolgte mit Dextre eine Untersuchung der Außenseite des russischen Sarja-Moduls.

In der zweiten Wochenhälfte fuhr André Kuipers damit fort, in Columbus die Lüftungsventilatoren CFA (Cabin Fan Assembly) und Lüftungskanäle zu inspizieren und zu säubern. Unterstützt wurde er dabei von ISS-Kommandant Dan Burbank. Ein funktionierender Luftaustausch in den Modulen ist zwingend notwendig, da sich sonst an bestimmten Stellen Bereiche mit verbrauchter Luft bilden könnten. Diese wiederum ist gefährlich für die Atmung der Raumfahrer und würde zu Alarmen in der Station führen. Im Swesda-Modul vollendete Anton Schkaplerow die vor einigen Tagen begonnene halbjährliche Überholung IFM (Inflight Maintenance) des Laufbandes TVIS (Treadmill Vibration Isolation System) im russischen Segment. Zum Einsatz kommt nun ein fast neues Laufband, in dem auch einige Teile der alten Apparatur verbaut wurden. Ein unbemannter Geschwindigkeitstestlauf hat anschließend die ordnungsgemäße Funktion der motorgetriebenen Bauteile nachgewiesen.

Anton Schkaplerow und Anatoli Iwanischin nahmen an dem monatlichen Hörtest (On-Orbit Hearing Assessment) der NASA teil. Dieser 30-Minuten-Test wird mit einer speziellen Software auf dem medizinischen Ausrüstungscomputer (MEC-Laptop) durchgeführt. Jedes Ohr der Besatzungsmitglieder wird in minimalen Hörbarkeitsstufen zwischen einer Frequenz von 0,25-10 kHz und einem definiertem Schalldruckpegel getestet. Dazu werden die individuell-spezifischen Prophonics-Ohrhörer, neue Bose-ANC-Kopfhörer, und ein Lauststärkemessgerät (SLM - sound level meter) verwendet. Die Untersuchungsintervalle betragen einen Monat, wobei die erste Messung innerhalb von 14 Tagen nach Ankunft auf der ISS durchgeführt werden muss.

Dan Burbank verbrachte 2,5 Stunden seiner Zeit mit der Reinigung von Bakterienfiltern in den drei Knoten-Modulen, in Destiny und der Luftschleuse Quest. Die ISS-Besatzung hat in der letzten Zeit eine vermehrte Staubbildung zur Bodenstation gemeldet, so dass nun, vier Wochen lang jeden Donnerstag, diese Filterreinigung angeordnet wurde. Ebenfalls 2,5 Stunden brauchte Oleg Kononjenko um acht Lampen und die dazugehörigen Sicherungen im Sevice-Modul gegen entsprechende Ersatzelemente auszutauschen. Im Anschluss daran verstaute er die nicht mehr benötigten Lampen als Abfall in Progress-M 14M. Ebenso wurden an diesem Tag unbrauchbare Flüssigkeiten in die Rodnik-Tanks des Transporters umgepumpt. Progress-M 14M soll am 19. April die ISS verlassen. Anatoli Iwanischin widmete sich dem russischen Experiment SEINER, bei dem er die Ozeane der Erde fotografiert und damit den Experten auf der Erde die Möglichkeit gibt, den aktuellen Zustand, aber auch Veränderungen, in den Weltmeeren zu erkennen.

Mittlere Bahnhöhe der ISS am 23.02.2012:
389,9 km bei einem Höhenverlust von rund 130 Metern in den letzten 24 Stunden

Zukünftige Ereignisse:

  • 29. Februar, Bahnanhebung durch die Triebwerke von Swesda
  • 19. März, ATV-3 "Edoardo Amaldi" erreicht die ISS
  • 22. März, Bahnanhebung durch ATV-3

Verwandte Meldungen:

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(Autor: Ralf Möllenbeck - Quelle: NASA, Raumfahrer.net, DLR)


» Was macht die Erdfotografie so schwierig?
28.02.2012 - Die Dokumentierung unserer Erde mittels Video oder Fotografie ist Alltag auf der Internationalen Raumstation ISS. Die sich bewegende Erde erfordert von dem Fotografen jedoch einiges an Übung. (Newsbild: Nordlicht über der nächtlichen Erde)
„Ich sitze hier still am Fenster der ISS und die Erde bewegt sich unter mir. Mit erstaunlichen acht Kilometern pro Sekunde dreht sich der schönste aller Planeten unter meinen Füßen, ich sitze direkt über ihm. Das ist es, was Aufnahmen von unserem Heimatplaneten so kompliziert macht.“, so die Worte von ISS-Flugingenieur Donald Pettit von der Langzeitbesatzung 30. Zum Einsatz kommen auf der Station verschiedenste Kameras und Objektive. Häufig genutzt wird das 400-Millimeter-Teleobjektiv, wobei bei einer Verschluss-Geschwindigkeit von 1/1000 einer Sekunde immer noch eine Bewegung von rund 8 Metern über Grund stattfindet. Daher ist es hier mit einem einfachen Anpeilen des Ziels und Drücken des Verschlusses nicht getan, unscharfe Aufnahmen wären das Ergebnis. Ein neues Besatzungsmitglied braucht rund einen Monat Übung, um das genaue manuelle Verfolgen des Zieles mit einem zu Teleobjektiv zu erlernen.

Ein anderer schwieriger Aspekt der Erdfotografie ist das Erfassen eines spezifischen Ziels. Donald Pettit sagt dazu: „Wenn ich ein Bild von Silverton, Oregon, meiner Heimatstadt aufnehmen will, habe ich ungefähr 10 bis 15 Sekunden Zeit, um das Bild zu schießen. Das Ziel muss unter der Station im Hauptnadir (der Punkt direkt unter der ISS) liegen, um keine verzerrten Aufnahmen zu erhalten“. Des Weiteren ist eine gründliche Vorbereitung der Ausrüstung nötig. Ist das falsche Objektiv montiert, die Speicherkarte voll, die Batterien leer oder die Kamera in einer Sondereinstellung, reicht die Zeit nicht mehr zum fotografieren, da die nötigen Korrekturen zu umfangreich sind. Eine weitere Herausforderung ist das Finden des gewünschten Motives. Etliche ausgewählte Ziele sind recht klein oder heben sich farblich wenig von der umgebenden Oberfläche ab. Wenn es mehr als ein paar Sekunden dauert, diese zu entdecken, ist der Moment zur Fotografie verstrichen. Alle Raumfahrer haben bisher gute Möglichkeiten für Erdaufnahmen verpasst, neue Chancen dafür gibt es jedoch meistens einige Tage später.

Natürlich spielen beim Fotografieren auch die Hell-Dunkel-Perioden in der Umlaufbahn eine Rolle. Rund 90 Minuten dauert ein Umlauf, wobei der Orbit ungefähr 60 Minuten im Tageslicht und 30 Minuten in der Finsternis verläuft. Die Schattenlinie teilt die Erdoberfläche natürlich in Tag- und Nachthälfte, in 400 Kilometern Höhe jedoch reist der Fotograf in einer großen Entfernung über die Nachterde und die Station bleibt im vollen Sonnenlicht. Das ist die spezielle Periode, welche es für Interessierte auf dem Boden möglich macht, die Raumstation als einen großen, hellen, sich bewegenden Lichtpunkt zu beobachten. Diese Bedingungen herrschen nur maximal sieben Minuten, danach tritt die ISS in den Erdschatten ein. Interessant an dieser Phase ist, wenn Erdbewohner die ISS sehen können, ist Erdfotografie nicht möglich. Der flache Einfallswinkel der Sonne in die Stationsfenster führt hier zu Blendeffekten, welche ein Herausschauen und damit die Fotografie stark erschweren. Trotz aller Schwierigkeiten auf dem Gebiet und mit etwas Übung gelingen jedoch die meisten Aufnahmen. Sie zeigen unseren Heimatplaneten aus einem besonderem Blickwinkel und in seiner ganzen Schönheit.


(Autor: Ralf Möllenbeck - Quelle: NASA, Don’s Blog)



 

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"InSpace" Magazin #462
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
5. März 2012
Auflage: 4623 Exemplare


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