InSpace Magazin #490 vom 29. April 2013

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #490
ISSN 1684-7407


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Intro von Axel Orth

Liebe Leserinnen und Leser,

können Sie sich noch daran erinnern, als Mitte der 2000er-Jahre das Mini-"Raumflugzeug" SpaceshipOne mit 100 Kilometer Höhe so gerade eben den Weltraum erreichte und damit den Ansari X-Prize gewann? Das war der erste private Raumflug der Geschichte. SS1 war noch kaum gelandet, da kündigte der Hersteller schon große Pläne an. Damals hätte wohl jeder gedacht, dass innerhalb von 5 Jahren das neue Raumschiff SpaceshipTwo starten könne. Aber dann gab es erst einen tödlichen Unfall auf dem Betriebsgelände und dann Verzögerungen beim Bau des neuen großen Raumschiffs, so dass es erst jetzt soweit ist, dass SpaceshipTwo fertig ist und seine ersten Flugversuche unternimmt. Mehr dazu und zu weiteren Themen können Sie in den Nachrichten der letzten zwei Wochen 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.

» Mitarbeit bei Raumfahrer.net
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News

• Progress-M 17M in der Atmosphäre verglüht «mehr» «online»
• Antares-Jungfernflug im dritten Anlauf erfolgreich «mehr» «online»
• Grasshopper steigt auf 250 m und landet sanft «mehr» «online»
• Verdrängte Altlast im All - Weltraumschrott «mehr» «online»
• Nächster Frachter zur ISS gestartet «mehr» «online»
• Jupiter: Wasser durch Kometeneinschläge «mehr» «online»
• GloNaSS-Satellit gestartet «mehr» «online»
• Gaofen-1 - Start erfolgreich «mehr» «online»
• Ein Pulsar bestätigt Albert Einstein «mehr» «online»
• Millimetron: Das Erbe von Herschel und RadioAstron «mehr» «online»
• SpaceShipTwo mit erstem kurzem Überschallflug «mehr» «online»


» Progress-M 17M in der Atmosphäre verglüht
21.04.2013 - Das Frachtraumschiff Progress-M 17M, mit dem Ende Oktober Fracht zur ISS transportiert wurde, hat seine Mission heute beendet.
Das Raumschiff hatte bereits am 15. April vom Heck der Station abgelegt, wurde anschließend aber noch für Radarexperimente genutzt. Heute Nachmittag wurden die Bremstriebwerke zum letzten Mal gezündet und das Raumschiff trat gegen 17 Uhr in die oberen Schichten der Erdatmosphäre ein.

Am 31. Oktober 2012 war das Raumschiff, beladen mit 2,4 t Fracht, auf schnellem Pfad zur Internationalen Raumstation gestartet. Bereits 6 Stunden später hatte der Frachter am Heck der Station angelegt. Gebracht wurden Treibstoff, Wasser, Nahrungsmittel, Verbrauchs- und Experimentiermaterialien sowie Luft und Sauerstoff.

Am 17. Januar wurden die Triebwerke des Raumschiffs für eine Bahnanhebung der gesamten Station verwendet. Ein weiterer Progress-Frachter wird gegenwärtig für einen Start am 24. April vorbereitet.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NASA)


» Antares-Jungfernflug im dritten Anlauf erfolgreich
21.04.2013 - Antares A-One ist erfolgreich gestartet. Damit ist die Orbital Sciences Corporation (OSC) einen Schritt weiter, nach SpaceX als zweites privates Unternehmen Versorgungsflüge zur ISS im Auftrag der NASA starten zu dürfen. Trotz zweier Startverschiebungen herrscht Zufriedenheit bei den Betreibern.
Antares A-One ist am 21. April 2013 um 17.00 Uhr EDT (Ortszeit Wallops Island, Virginia), also um 23.00 Uhr in Mitteleuropa, mit einem Cygnus-Massesimulator und vier Nanosatelliten als Zweitnutzlast erfolgreich gestartet. Cygnus ist das Frachtraumschiff der OSC zur künftigen Versorgung der ISS im Auftrag der NASA.

Nach dem Abheben ging alles planmäßig. Nach 230 Sekunden wurden die Triebwerke der flüssigkeitsbetriebenen ersten Stufe abgeschaltet. Antares hatte rund 107 km Höhe erreicht. Gut anderthalb Minuten später in 189 km Höhe zündete die feststoffbasierte zweite Stufe. Die Pause wurde genutzt, um die erste Stufe abzutrennen und die Nutzlastverkleidung abzuwerfen. Nach weiteren zweieinhalb Minuten in 256 km Höhe war die zweite Stufe ausgebrannt. Zwei Minuten später, also gut 10 Minuten nach dem Start, wurde der Cygnus-Massesimulator von der zweiten Stufe getrennt. Er befindet sich wie geplant in der Umlaufbahn von 250 mal 303 km mit einer Inklination von 51,6 Grad.

Zum erfolgreichen Jungfernflug kann man die Orbital Science Corporation nur beglückwünschen, denn spannend war es nach dem Startabbruch vom 17. April und der erneuten Startverschiebung am 20. April schon. Während beim zweiten Versuch die Windverhältnisse nicht mitspielten, das ist nicht so ungewöhnlich, musste der Abbruch des ersten Versuches schon nachdenklicher machen. Ein Versorgungskabel riss ab. Warum? Es war zu kurz. Offensichtlich wurde die Schwankungsanfälligkeit der Startvorrichtung unterschätzt. Die Schwankungen selbst waren nach Aussagen von OSC unkritisch, aber das zu kurze Kabel löste sich vorzeitig.

Das ist im Grunde eine Marginalie, die simple Lösung für den zweiten Startversuch bestand in einer längeren Verbindung. Ein paar Dollar mehr investiert, und eine sicherlich millionenteure Startverschiebung wäre vermieden worden. Da darf schon die Frage gestellt werden, warum das vorher nicht bedacht wurde.

In der konkreten Situation am 17. April, zwölf Minuten vor der Zündung, können die Folgen eines solchen Vorkommnisses von keinem sauber analysiert werden. Wenn man sich in Erinnerung ruft, an welchen - oft kleinen - Fahrlässigkeiten viele Weltraummissionen in der Vergangenheit scheiterten, war diese Entscheidung richtig. Jede missglückte Mission zehrt an der öffentlichen Akzeptanz der Raumfahrt. Raketenstarts sind zwar Routine geworden, aber bei Fehlschlägen stehen sie in einem besonders grell leuchtenden Rampenlicht der Öffentlichkeit. Ein privater Raketenbetreiber muss zudem die Befindlichkeiten seiner Kapitalgeber beachten. Es wäre das schlimmste Szenario, wenn das Geld wegen einer Augen-zu-und-durch-Mentalität im wahrsten Sinne des Wortes verbrannt wird, und zwar ohne Erfolge im Weltraum.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: OSC, NASA, Raumcon, Spacelivecast)


» Grasshopper steigt auf 250 m und landet sanft
23.04.2013 - Der Grasshopper getaufte Landesimulator für die Erststufe der Falcon-9-Trägerrakete hat am 19. April seinen nächsten erfolgreichen Landeversuch absolviert.
Dazu startete die mit einem vierbeinigen Gestell sowie Ballast versehene Erststufentankkonstruktion inklusive Avionik und einem Merlin-1D-Triebwerk zunächst und erhob sich bis auf etwa 250 Meter. In zwei Stufen wurde der Antrieb anschließend gedrosselt. Danach schwebte der Grasshopper einige Sekunden in der Luft, bevor das Triebwerk erneut gedrosselt wurde und der Abstieg begann.

Ein Stück über dem Erdboden wurde der Antrieb wieder verstärkt und so der Abstieg abgebremst. In einer eindrucksvollen Staubwolke kam das Vehikel schließlich am Startpunkt wieder zum Stehen.

Die Informationen in Text, Bild und Ton wurden offenbar heute bei SpaceX sowie auf verschiedenen Videoportalen freigeschaltet bzw. hochgeladen. Dabei wurden erstmals auch Aufnahmen einbezogen, die von einem Hexacopter aus der Luft gemacht wurden.

Mittlerweile ist es auch offiziell, dass SpaceX beim Jungfernflug der Falcon 9 1.1, der mittlerweile für Juli geplant ist, versuche will, die Erststufe nach der Abtrennung von der zweiten Stufe mittels Kaltgasdüsen zu wenden, mit Hilfe mehrerer Triebwerke abzubremsen und nach einem antriebslosen Fall die Geschwindigkeit mit einem einzelnen Triebwerk unmittelbar über der Wasseroberfläche bis auf Null zu reduzieren.

Gelängen alle drei Manöver, so wäre dies der Idealfall. Beim ersten Versuch sieht man zunächst aber nur das Wenden der Antriebsstufe als Erfolgskriterium. Gewinnt man Daten über das Verhalten der dann fast leeren Erststufe bei diesem Manöver, können die weiteren Schritte konkreter geplant werden.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: SpaceX, Raumcon)


» Verdrängte Altlast im All - Weltraumschrott
23.04.2013 - Weltraumschrott, als Problem gerne verdrängt, hat wegen einer aktuellen ESA-Konferenz bei der ESOC in Darmstadt momentan große mediale Aufmerksamkeit. Das Thema ist nicht ganz neu. Man könnte sagen, wir haben hier kein Erkenntnisproblem mehr, sondern nur noch ein Umsetzungsproblem. Das wäre aber zu einfach.
Diese Woche findet bei der ESOC in Darmstadt die sechste ESA-Konferenz zum Thema Weltraumschrott statt. Über 300 Experten diskutieren, wie die Überreste aus 50 Jahren Weltraumfahrt im Orbit geortet und geordnet, das heißt, aus dem Weg geräumt werden können. Die Erkenntnisprobleme sind dabei weitgehend, aber nicht ganz gelöst.

Der weitgehend sorglose Umgang mit den Überresten von 4.900 Raketenstarts, Verzicht auf problemgerechte Lösungen für ausgemusterte Satelliten, unbeabsichtigte Explosionen, militärische Versuche zur Zerstörung von Satelliten und nicht zuletzt Verbrennungsrückstände aus Feststoff-Oberstufen sind als hauptsächliche Ursache für Weltraumschrott identifiziert. Hier versucht man durch internationale Übereinkünfte und Selbstverpflichtungen einen weiteren Anstieg der Schrottmasse zu verhindern.

Die aktuelle Schrottmasse wird auf insgesamt über 6.300 Tonnen geschätzt. Laut ESA umkreisen 77 Prozent davon die Erde in bis zu 2.000 km Höhe, sechs Prozent in der geostationären Umlaufbahn und die verbleibenden 17 Prozent im Raum dazwischen oder jenseits der geostationären Bahn. Von der US-Weltraumüberwachung (US Space Surveillance Network) werden rund 3.600 Satelliten und sonstige Raumflugkörper sowie 13.000 weitere Objekte von zehn Zentimetern und mehr direkt erfasst. In relativ kurzen periodischen Zeitabständen wird ihre Position überprüft und die weitere Flugbahn errechnet. Auch wenn allein die Zahlen einen hohen Bearbeitungsaufwand signalisieren, hat man hier im Grunde kein Problem, Bedrohungslagen mit genügend zeitlichem Vorlauf zu erkennen. Schwieriger ist die Beobachtung der weiteren – oben nicht berücksichtigten - Objekte in der Kategorie über zehn Zentimetern (29.000) und vor allem zwischen ein und zehn Zentimetern (670.000) beziehungsweise zwischen einem Millimeter und einem Zentimeter (170 Millionen). Deren Anzahl und Verhalten kann nur noch modellhaft bestimmt werden. Die Verfolgung einzelner kleiner Teile gelingt zwar mit überproportional steigendem Aufwand, aber eben nicht mehr für die Gesamtheit aller Teile. Insofern bleibt teilweise ein Erkenntnisproblem über das tatsächliche Gefährdungspotenzial.

Bei der Umsetzung von Lösungen wäre man dagegen froh, wenn mehr als nur hoffnungsvolle Anfänge bei passiven Schutzmaßnahmen, kontrollierten Abstürzen und der Stillegung von Raumfahrzeugen im sogenannten Friedhofsorbit gemacht wären. Es ist allgemeiner Konsens, dass neben der Selbstdisziplinierung bei künftigen Weltraumunternehmungen schnellstens mit der aktiven Schrottbeseitigung begonnen werden muss, denn es droht eine von NASA-Wissenschaftler Donald J. Kessler 1978 erstmals für den Asteroidengürtel beschriebene Kettenreaktion aufgrund von Kollisionen des umlaufenden Schrotts. Mit jeder Kollision größerer Objekte entsteht neuer Schrott, der wiederum die Kollisionswahrscheinlichkeit erhöht. Ein Zehn-Zentimeter-Teil reicht bei den herrschenden relativen Geschwindigkeiten der Objekte von bis zu 50.000 Stundenkilometern aus, um einen durchschnittlichen Satelliten zu zertrümmern. Das könnte nach Einschätzung der ESA in den nächsten 50 Jahren zu einem unkontrollierten Anstieg der Fragmente führen. Die Nutzung des Weltraums in der heutigen Form stünde damit in Frage - und damit zum Beispiel große Teile unserer heutigen Kommunikationsinfrastruktur.

Offensichtlich ist der Leidensdruck noch nicht so groß, dass größere Budgets für eine aktive Beseitigung von Weltraumschrott bereitgestellt werden. Das ist bei den vorliegenden Konzepten zunächst weniger eine technische als vielmehr eine finanzielle Herausforderung. In diesem Bewusstsein plädiert die ESA zunächst für eine Konzentration auf abgeschaltete Satelliten und ausgebrannte Oberstufen, die etwa 75 Prozent der Schrottmasse ausmachen. Sie schlägt aus praktischen Erwägungen auch vor, sich auf Umlaufbahnen zwischen 800 km und 1.000 km sowie auf die geostationäre Umlaufbahn zu beschränken. Und am besten beginnt man sofort mit dem Einfangen von fünf bis zehn Satelliten pro Jahr an. Ob das den Anstieg der Zahl herumfliegender Fragmente signifikant bremsen könnte, wäre zu beweisen.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: ESA, FAZ, Handelsblatt, Deutschlandradio)


» Nächster Frachter zur ISS gestartet
24.04.2013 - Mit dem Start von Progress-M 19M hat der dritte Frachtflug zur Internationalen Raumstation in diesem Jahr begonnen.
Der Start erfolgte an der Spitze einer Sojus-U-Trägerrakete gegen 12.12 Uhr MESZ vom Kosmodrom Baikonur aus. An Bord befinden sich etwa 1,6 t Trockenfracht, darunter Nahrungsmittel, Bekleidung, Ersatzteile, Verbrauchsmaterialien und Experimentiergut, sowie 800 kg Treibstoffe für die ISS, 420 kg Wasser und 22 kg Sauerstoff bzw. 26 kg Luft zur Auffrischung der Atmosphäre der Station.

Progress-M 19M fliegt wieder den Zweitagesanflug, bei dem bis zur Kopplung weniger Treibstoff verbraucht wird. Dadurch stehen größere Reserven für Bahnanhebungsmanöver der gesamten Station zur Verfügung. Das Frachtschiff soll am Freitag am Heck der Station ankoppeln und ist dort für Antriebsmanöver in der idealen Position.

Bei den letzten drei Frachtmissionen hatte man einen schnellen Anflug durchgeführt, bei dem die Kopplung innerhalb von nur 6 Stunden nach dem Start ausgeführt wurde. Die Flüge dienten allerdings im Wesentlichen als Tests für spätere bemannte Missionen, bei denen die Zeitersparnis auch eine Verbesserung des Komforts für die Raumfahrer mit sich bringt. In russischen Sojus-Raumschiffen stehen während des autonomen Fluges nur etwa 2,5 Kubikmeter pro Person zur Verfügung.

Der erste schnelle Anflug mit einem bemannten Raumschiff erfolgte am 28. März, als Pawel Winogradow, Christopher Cassidy und Alexander Misurkin mit Sojus-TMA 08M starteten. Sie leben und arbeiten gegenwärtig gemeinsam mit Chris Hadfield, Roman Romanjenko und Thomas Marshburn an Bord der Internationalen Raumstation.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: Roskosmos, Raumcon)


» Jupiter: Wasser durch Kometeneinschläge
24.04.2013 - Seitdem das Infrared Space Observatory im Jahr 1997 in der Jupiteratmosphäre Wasser nachweisen konnte waren sich die Wissenschaftler nicht sicher, woher dieses stammt. Durch Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Herschel konnte jetzt nachgewiesen werden, dass der Großteil dieses Wassers im Jahr 1994 durch den Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 in die Jupiteratmosphäre gelangte.
Bereits im Jahr 1997 gelang den Planetenforschern mit dem am 17. November 1995 gestarteten Infrared Space Observatory (ISO) der Nachweis, dass die obere Atmosphäre des Jupiters, des größten Planeten unseres Sonnensystems, deutlich erkennbare Spuren von Wasser enthält. Der Ursprung dieses Wassers war für die Planetenforscher während der letzten 15 Jahre allerdings ein ungelöstes Rätsel.

Das Innere des Jupiters, wo sich größere Mengen an Wasserdampf befinden, scheidet dabei als Quelle definitiv aus. Um die obersten Schichten der Jupiteratmosphäre - die Stratosphäre - zu erreichen müsste aus dem Inneren des Jupiters entweichendes Wasser zunächst eine zwischen der tiefer gelegenen Troposphäre und der Stratosphäre gelegene Zone passieren, in welcher extrem tiefe Temperaturen vorherrschen. Beim Durchqueren dieser "Kältefalle" würden die Wassermoleküle ausfrieren und - noch bevor sie die Stratosphäre erreichen - in Form von Eiskristallen in die Troposphäre zurückfallen.

Somit kommt für das nachgewiesene Wasser lediglich eine externe Quelle in Frage. Im Rahmen der entsprechenden Analysen kam schließlich die Vermutung auf, dass ein Komet, welcher drei Jahre zuvor mit dem Jupiter kollidierte, als "Wasserträger" fungiert haben könnte. Im Juli 1994 stürzten insgesamt größere 21 Fragmente des Kometen Shoemaker-Levy 9 in die Jupiteratmosphäre und hinterließen auf der südlichen Hemisphäre des Jupiters noch über mehrere Monate hinweg deutlich erkennbare Spuren.

Weitere "Verdächtige" waren in den Augen der Wissenschaftler das Ringsystem des Jupiters, welches sich neben Staub auch aus Wassereispartikeln zusammensetzt, verschiedene mit einer eisbedeckten Oberfläche versehene Jupitermonde und interplanetare Eis- und Staubpartikel, welche durch das Gravitationsfeld des Jupiters eingefangen werden und schließlich in dessen Atmosphäre eintreten. Allerdings war die Qualität der bisher zur Verfügung stehenden Beobachtungsdaten zu schlecht, um die einzelnen Theorie mit ausreichender Sicherheit bestätigen oder ausschließen zu können.

Jetzt konnte jedoch ein Team unter der Leitung von Thibault Cavalié vom Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux/Frankreich nachweisen, dass das in der oberen Jupiteratmosphäre vorhandene Wasser tatsächlich von dem Kometen Shoemaker-Levy 9 stammt.

Für ihre Forschungen nutzten die beteiligten Wissenschaftler die Instrumente HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) und PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer), welche sich an Bord des Infrarot-Weltraumteleskops Herschel befinden und mit denen der Jupiter in den Jahren 2009 und 2010 mehrfach intensiv untersucht wurde. Erst diese Instrumente lieferten aufgrund ihrer hohen Messempfindlichkeit die erforderlichen Daten, um eine hochaufgelöste vertikale und horizontale Kartierung der Wasserverteilung in der oberen Jupiteratmosphäre durchzuführen.

Hierbei stellte sich heraus, dass die chemische Signatur des Wassers auf der südlichen Planetenhemisphäre eine zwei- bis dreimal höhere Konzentration aufweist als auf der nördlichen Planetenhälfte. Die Untersuchungen mit dem Herschel-Weltraumteleskop zeigen außerdem, dass sich der überwiegende Teil des Wassers in Luftschichten konzentriert, welche über einen Druck von weniger als zwei bis drei Millibar verfügen. Gleichzeitig fällt die Wasserkonzentration im Bereich der Regionen am höchsten aus, an denen im Jahr 1994 die Fragmente von Shoemaker-Levy 9 in die Jupiteratmosphäre eintraten.

Eine derartig unsymmetrische Verteilung des Wassergehalts in der Planetenatmosphäre, so die Wissenschaftler, lässt sich nicht mit einem permanent erfolgenden Einfall eishaltiger Staubpartikel erklären, denn dies hätte eine deutlich homogenere Verteilung des Wassers in der gesamten oberen Atmosphäre zur Folge. Vielmehr ist hierfür ein einziges Ereignis, eben der Einschlag der Fragmente von Shoemaker-Levy 9, verantwortlich.

Die Mitarbeiter des von Thibault Cavalié geleiteten Teams gehen davon aus, dass rund 95 Prozent des gegenwärtig in der Stratosphäre des Jupiters befindlichen Wassers von dem Kometen Shoemaker-Levy-9 stammt. Diverse in den Jahren 2009 und 2010 von Amateurastronomen beobachteten Eintritte von deutlich kleineren Objekten in die Jupiteratmosphäre haben dagegen offenbar - genauso wie die trotzdem nicht auszuschließenden Interaktionen mit den Ringen und Monden oder dem Eintritt von interplanetaren Partikeln - keine signifikanten Auswirkungen auf den Wassergehalt der obersten Atmosphärenschicht gehabt.

"Da der Großteil des gegenwärtig in der Jupiter-Stratosphäre befindlichen Wassers zu einem einzigen Zeitpunkt freigesetzt wurde gehen wir davon aus, dass dessen Anteil im Laufe der Jahre langsam zurückgehen wird. Um diese Annahme zu überprüfen beabsichtigen wir, den Jupiter auch zukünftig zu überwachen", so Thibault Cavalié. Hierzu soll zukünftig unter anderem das bereits seit dem Jahr 2001 aktive Weltraumteleskop Odin genutzt werden.

Im Januar 2030, so die aktuellen Planungen, soll die von der ESA betriebene Raumsonde JUICE den Jupiter erreichen und den Planeten anschließend über einen Zeitraum von mehreren Jahren untersuchen. Es wird erwartet, dass sich auch zu diesem Zeitpunkt noch signifikante Mengen an Wasser in der obersten Atmosphärenschicht des Jupiters befinden, welche dann mit den Instrumenten dieser derzeit noch in der Planungsphase befindlichen Raumsonde untersucht werden sollen.

Die hier kurz vorgestellten Ergebnisse von Thibault Cavalié et al. wurden kürzlich unter dem Titel "Spatial distribution of Water in the Stratosphere of Jupiter from Herschel HIFI and PACS Observations" in der Fachzeitschrift "Astronomy & Astrophysics" veröffentlicht.

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Fachartikel von Thibault Cavalié et al.:


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


» GloNaSS-Satellit gestartet
26.04.2013 - Heute früh wurde ein weiterer Satellit für das russische globale NavigationsSatellitenSystem (GloNaSS) ins All transportiert.
Träger für das etwa 1,4 t schwere Raumfahrzeug war eine Sojus 2.1b mit Fregat-M-Oberstufe. Zielbahn ist ein möglichst kreisähnlicher Orbit in einer Höhe von 19.100 km bei einer Bahnneigung von 64,8 Grad gegen den Äquator.

Der Start heute erfolgte gegen 7.24 Uhr MESZ vom Komplex 43 des Kosmodroms Plesezk aus. Auf seiner Bahn wird Kosmos 2.485 alias Uragan-M 38 die Erde in 11 Stunden und 15 Minuten einmal umrunden. Die gesamte Satellitenkonstellation ermöglicht den weltweiten Empfang von Navigationssignalen für zivile und militärische Zwecke.

Uragan-M ist die zweite Generation russisch-sowjetischer Navigationssatelliten. Die ersten Satelliten der primären Generation wurden 1982 in Erdumlaufbahnen gebracht. Das komplette System aus 21 aktiven und 3 Reserve-Satelliten wurde 1996 vollendet. In den folgenden Jahren fielen aber immer mehr Satelliten aus, ohne zügig ersetzt zu werden. Seit 2008 wurde die Erneuerung des Systems energisch in Angriff genommen und 2011 die erneute globale Einsatzbereitschaft erreicht.

Nachfolger der Glonass-M-Serie mit einer vorgesehenen Funktiosdauer von 7 Jahren sind Glonass-K-Satelliten, von denen der erste im Februar 2011 in eine Erdumlaufbahn gelangte.

Gegenwärtig befinden sich 29 funktionierende Uragan-Satelliten in den geplanten Orbits. 24 befinden sich im oprationellen Einsatz, 3 dienen als Reservesatelliten, einer ist im Wartungsmodus einer im Flugtest. Dazu gesellt sich nun noch Uragan-M 38.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: Roskosmos, Raumcon, Skyrocket)


» Gaofen-1 - Start erfolgreich
26.04.2013 - Dem chinesischen Raumfahrtprogramm gelang vor wenigen Stunden, um 12.13 Uhr Beijing-Zeit, der erste Erfolg seines Raumfahrtjahres 2013. Die Trägerrakete vom Typ Langer Marsch-2D mit dem neuen Erdbeobachtungssatelliten der Gaofen-Reihe sowie einigen Cubesats an Bord, scheint ihr orbitales Ziel planmäßig erreicht zu haben. An den transportieren Kleinsatelliten sind auch Ecuador, die Türkei und Argentinien beteiligt.
Der Start markiert die 175. Mission der chinesischen Trägerfamilien Langer Marsch, die seit den späten 1960er Jahren in vielfach modifizierten Versionen das Raumfahrtprogramm des asiatischen Riesenstaates stützt. Die heute zum Einsatz gebrachte, zweistufige Konfigurationsvariante Langer Marsch-2D wird seit gut 20 Jahren zum nunmehr 19. Mal eingesetzt. Startplatz war an diesem Tag der Weltraumbahnhof Jiuquan im inner-mongolischen Nordwesten der Volksrepublik. Passend zum Jubiläumsstart ist er der traditionsreichste unter den gegenwärtig betriebenen chinesischen Launch-Komplexen.

Gaofen-1 wird nun nach dem Start einer zivilen Bestimmung übergeben werden. Seine optischen Instrumente sollen in der Lage sein, Aufnahmen zur Erdbeobachtung mit einer Auflösung in der Größenordnung nur weniger Meter zu gewinnen, was auch etwa dem verfügbaren Stand westlicher Satellitenoptik entspricht. Neben diesem auflösungsstärksten Hauptinstrument werden noch zwei weitere Bildsensoren mit breiterer Spektralkapazität mitgeführt. Zusätzlich erhofft man sich von dieser neuen Satellitengeneration eine schnelle Verfügbarkeit der Daten am Boden, etwa zur Unterstützung im Katastrophen- und Umweltschutz oder der Agrarplanung. Gaofen-1 basiert auf dem CAST2000 Satellitenbus, der mittlerweile ein mehrfach erprobtes Produkt einer kommerziellen Tochterinstitution der Chinese Academy of Space Technology (CAST) ist. Diese relativ kleine Plattform erlaubt Nutzlastzuladungen von bis zu 600 Kilogramm und mit rund einem Kilowatt Energiebedarf. Sie diente bisher schon als Kern etwa der ebenfalls chinesischen Huanjing-1A&B Erdbeobachtungsmissionen.

Im kommenden halben Jahrzehnt sollen noch bis zu sechs weitere Trabanten gleicher Baureihe und ähnlicher Instrumentenbestückung ins All befördert werden, um Chinas Kapazitäten in der weltraumgestützten Fernerkundung weiter auszubauen. Zur genauen geplanten Stückzahl der Satelliten des aufzubauenden high-definition earth observation system (HDEOS) gibt es bislang noch keine definitiven Angaben.

Mit an Bord der gestarteten Langer Marsch-2D befanden sich die drei Nanosatelliten TURKSAT-3USAT, NEE-01 Pegaso und CubeBug-1. Ersterer ist ein Kleinsatellit für Kommunikationszwecke, gebaut und unterhalten von der Technischen Universität Istanbul und dem Satellitenbetreiber TURKSAT. Pegaso ist der erste künstliche Erdtrabant der ecuadoreanischen Weltraumorganisation (EXA) und dient primär zu Test- und Demonstrationszwecken. CubeBug-1 dient der Erprobung einer möglichen zukünftigen Bauart der CubeSat-Kleinsatellitenfamilie und wird mit argentinischen Mitteln bereitgestellt.

Für Gaofen-1 ist eine, für Erdbeobachtungssatelliten übliche, sonnensynchrone Umlaufbahn in einer Höhe von 675 Kilometern und mit einer Inklination von 98,1 Grad vorgesehen.

Der heutige Trägerstart setzt eine relativ junge Tradition in der chinesischen Raumfahrt fort, nämlich ausländische Nutzlasten mit den eigenen Langer Marsch-Trägern in Kooperation regelmäßig zu befördern. Erst im September letzten Jahres startete eine identische Rakete der Volksrepublik den venezuelanischen Erdbeobachtungssatelliten VRSS-1 unter starker Beteiligung südamerikanischer Wissenschaftler und Techniker.

Der nächste Start eines Langer Marsch-Trägers ist voraussichtlich bereits in etwa zwei Wochen zu erwarten. Dann soll der Kommunikationssatellit Chinasat 11 im Orbit platziert werden.

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(Autor: Michael Clormann - Quelle: AMSAT-UK, cgwic.com, xinhuanet.com, china.org.cn, nasaspaceflight.com, Saanj.net, Raumcon)


» Ein Pulsar bestätigt Albert Einstein
27.04.2013 - Ein internationales Forschungsteam hat ein ganzes Arsenal an großen Radioteleskopen und optischen Teleskopen dazu eingesetzt, um einen im Jahr 2007 entdeckten Pulsar und dessen Begleitstern, einen Weißen Zwerg, im Detail zu untersuchen. Dieses System bildet einen Modellfall für die Untersuchung der Allgemeinen Relativitätstheorie unter extremen Bedingungen. Die im Rahmen der Studie gewonnenen Resultate stehen in einer ausgezeichneten Übereinstimmung mit der Theorie von Albert Einstein.
Der Pulsar PSR J0348+0432 rotiert innerhalb einer einzigen Sekunde 25 mal um seine eigene Achse und verfügt bei einem Durchmesser von lediglich 20 Kilometern in etwa über das doppelte Gewicht der Sonne. Demnach sind im Zentrum dieses Pulsars mehr als eine Milliarde Tonnen Materie in das Volumen eines Zuckerwürfels gepresst. Die Schwerkraft auf der Oberfläche dieses Neutronensterns fällt mehr als 300 Milliarden mal stärker als auf der Erde aus. Damit handelt es sich bei diesen Objekt um den massereichsten Neutronenstern, dessen Existenz von den Astronomen bisher definitiv bestätigt werden konnte. Das Objekt wurde erst im Jahr 2007 im Rahmen eines umfassenden Pulsar-Suchprogramms mit dem Green-Bank-Radioteleskop entdeckt.

In einem Abstand von lediglich 830.000 Kilometern wird der Pulsar von einem Begleitstern, einem Weißen Zwerg, umkreist. Hierbei handelt es sich um das Überbleibsel eines deutlich leichteren Sterns, welcher seine Atmosphäre verloren hat und der nun langsam abkühlt. Obwohl dieses ungewöhnliche Paar an sich schon sehr interessant ist, stellt es zusätzlich ein einzigartiges Testobjekt zur Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie dar.

Die vor fast einem Jahrhundert von Albert Einstein entwickelte Allgemeine Relativitätstheorie, welche die Gravitation als Folge der Krümmung der Raumzeit durch das Vorhandensein von Masse und Energie erklärt, hat bislang allen Überprüfungen standgehalten. Dennoch bietet sie keine allumfassende Erklärung für sämtliche Vorgänge im Kosmos und ist auch nicht vollständig mit der Quantenmechanik, einer anderen bedeutenden während des 20. Jahrhunderts entwickelten Theorie der Physik, vereinbar. Deshalb werden beide Theorien wohl letztlich Teil einer noch umfangreicheren, allerdings noch zu erstellenden Theorie werden.

Auf der Suche nach dieser umfassenden Theorie haben Physiker in der Vergangenheit auch mehrere alternative Theorien bezüglich der Gravitation ausgearbeitet, deren Vorhersagen von jenen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein abweichen. Für einige dieser Alternativen würden sich die in der Praxis nachweisbaren Unterschiede nur in extrem starken Gravitationsfeldern zeigen, wie sie im Bereich unseres Sonnensystems nicht vorzufinden sind.

Entsprechende Verhältnisse treten jedoch im Bereich von Pulsaren auf. In den dort existenten, extrem starken Gravitationsfeldern können bereits kleine Änderungen in der Masse zu deutlich erkennbaren Veränderungen in der Raumzeit um ein solches Objekt führen. Der erste Pulsar in einem Doppelsternsystem, das Objekt PSR B1913+16, wurde von Joseph Hooton Taylor, Jr. und Russell Hulse entdeckt, welche dafür im Jahre 1993 den Physik-Nobelpreis erhielten. Die beiden Wissenschaftler hatten sorgfältig die Veränderungen der Eigenschaften dieses Objekts vermessen und konnten dabei nachweisen, dass diese Änderungen genau mit den Energieverlusten durch Abstrahlung von Gravitationswellen übereinstimmen, wie sie von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt werden.

Der jetzt untersuchte Pulsar PSR J0348+0432 stellt aufgrund seiner großen Masse allerdings ein noch besseres Studienobjekt dar und bietet die Gelegenheit, die Experimente auf eine neue Ebene zu befördern. Die dortigen Werte von Masse und Schwerkraft fallen fast doppelt so hoch aus wie in den bisher bekannten "Pulsar-Schwerkraft-Laboren" des Universums. In Kombination mit der sehr kurzen Umlaufperiode des Weißen Zwergsterns um den Pulsar von lediglich 2,5 Stunden ergeben sich für die Astronomen und Astrophysiker dabei neue Erkenntnisse über die Entwicklung von Doppelsternsystemen und die Aussendung von Gravitationswellen.

Bedingt durch den geringen Abstand der beiden Komponenten strahlt das System Gravitationswellen ab, welche - wie von der Relativitätstheorie vorhergesagt - zu einer weiteren Verringerung des Abstands beider Komponenten und einer damit verbundenen Abnahme der Bahnperiode führen. Im Sprachgebrauch der Allgemeinen Relativitätstheorie: Die Astronomen haben hier zum ersten Mal die Möglichkeit, die Bewegung eines Objekts in einer derart stark deformierten Raumzeit mit hoher Präzision zu vermessen.

Um diesen Effekt quantitativ testen zu können, benötigen die Wissenschaftler jedoch zuvor die Massen des Pulsars und seines Begleiters. "Ich habe das Doppelsystem mit dem Very Large Telescope der ESO beobachtet, um nach Veränderungen in der Lichtkurve des Weißen Zwergs zu suchen, die durch seine Bewegung um den Pulsar verursacht werden", so John Antoniadis, Doktorand am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn und Erstautor eines Fachartikels, in dem über die Beobachtung berichtet wird. "Schon bei einer ersten Vor-Ort-Analyse konnte ich erkennen, dass der Pulsar ein ziemliches Schwergewicht ist. Er ist doppelt so schwer wie die Sonne, was ihn zum massereichsten Neutronenstern macht, den wir kennen. Das macht ihn zu einem exzellenten Testobjekt für Grundlagenphysik."

Mit Hilfe der jetzt bekannten Massen konnten die an der Studie beteiligten Wissenschaftler anschließend den Energieanteil berechnen, welcher in Form von Gravitationswellen abgestrahlt wird und der dabei zu einer Verkürzung der Umlaufperiode in dem System führt. Den Mitarbeitern des Forschungsteams war sofort klar, dass diese Änderung der Umlaufperiode in den Radiosignalen des Pulsars sichtbar sein müsste. Deshalb führten sie in der Folgezeit regelmäßige weiterführende Beobachtungen mit einigen der größten weltweit zur Verfügung stehenden Radioteleskopen durch. Zusätzlich wurden für die Studien zwei optische Teleskope eingesetzt.

Das Very Large Telescope (kurz "VLT") der Europäischen Südsternwarte (ESO) in den chilenischen Anden wurde im Rahmen dieser Arbeiten dafür benutzt, um die Massen der beiden Komponenten - des Pulsars und des Weißen Zwergs - zu bestimmen. Das William-Herschel-Teleskop (kurz "WHT") auf La Palma diente dazu, das Verhalten des Weißen Zwergs systematisch zu überwachen. Mit dem Green-Bank-Teleskop (kurz "GBT") wurde der Pulsar PSR J0348+0432 im Jahr 2007 entdeckt. Mit den beiden Radioteleskopen in Arecibo und Effelsberg wurden dagegen in den folgenden Jahren die Veränderungen in der Umlaufperiode des Systems exakt vermessen und bestimmt.

"Unsere Radiobeobachtungen mit den beiden Teleskopen in Effelsberg und Arecibo waren derart präzise, dass wir bereits Ende 2012 eine Änderung von nur acht Mikrosekunden pro Jahr in der Umlaufperiode und damit exakt den von der Relativitätstheorie vorhergesagten Wert nachweisen konnten", so Paulo Freire, einer der Mitarbeiter des MPIfR in Bonn.

"Das aufregendste Ergebnis für uns war, dass die Allgemeine Relativitätstheorie sich auch in einem so extremen Umfeld noch vollständig bewährt", ergänzt Norbert Wex, theoretischer Astrophysiker in der Forschungsabteilung "Radioastronomische Fundamentalphysik’" am Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

"Diese extremen physikalischen Bedingungen kann man unmöglich in irdischen Laboratorien nachbilden", so Thomas Tauris von der Arbeitsgruppe "Stellarphysik" am Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn. "Wir möchten gern etwas darüber erfahren, wie die Natur solche Systeme für uns aufbaut. Im Fall von PSR J0348+0432 müssen wir unsere Sternentwicklungsmodelle bis an die Grenze strapazieren. Das System hat eine einzigartige Kombination von Eigenschaften: kurze Umlaufperiode, und einen Pulsar mit hoher Masse, relativ langsamer Eigenrotation und einem starken Magnetfeld. Insgesamt ist das eine sehr interessante Herausforderung für unsere Theorien zur Entwicklung von Doppelsternsystemen."

Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler, welche am 26. April 2013 in der Fachzeitschrift "Science" unter dem Titel "A massive pulsar in a compact relativistic binary" publiziert wurden, sind nicht zuletzt wichtig für den direkten Nachweis von Gravitationswellen. Hierfür werden auf der Erde große Gravitationswellendetektoranlagen wie die Laser-Interferometer GEO600, LIGO und VIRGO eingesetzt.

Eines der Schlüsselsignale, welches aus den Daten dieser Anlagen erwartet wird, stammt von Gravitationswellen, welche von zwei Neutronensternen in einem engen Binärsystem in den letzten Minuten ausgesendet werden, bevor sie sich auf spiralförmiger Bahn sehr rasch aufeinander zu bewegen und schließlich miteinander verschmelzen. Es hat jahrzehntelanger theoretischer Forschung im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie bedurft, um die von einer solchen Kollision erwarteten Gravitationswellen zu berechnen. Die hierfür erstellten mathematischen Gleichungen werden benötigt, um die Gravitationswellen in den von den Anlagen aufgezeichneten Daten identifizieren zu können.

"Unsere Ergebnisse zu PSR J0348+0432 geben uns zusätzliches Vertrauen in die Gleichungen für die komplette Spannweite der Massen von Neutronensternen, wie wir sie in der Natur beobachten", so Michael Kramer, Direktor am MPIfR und Leiter der Forschungsabteilung "Radioastronomische Fundamentalphysik". "Wenn man den großen Aufwand berücksichtigt, der in die Ableitung dieser Gleichungen gesteckt worden ist, dann ist es eine sehr gute Nachricht für unsere Kollegen aus der Gravitationswellen-Astronomie, dass Einsteins Theorie auch diesen Test bestanden hat."

Die neuen Messungen sind allerdings erst den Beginn einer detaillierten Studie dieses einzigartigen Objektes. In den kommenden Monaten soll der Pulsar PSR J0348+432 mit einem neuartigen, erst kürzlich am Radioteleskop Effelsberg montierten Empfangssystem erneut untersucht werden. Das Ziel dieser Studie besteht darin, die Genauigkeit der bisher erhaltenen Resultate nochmals deutlich zu verbessern und somit die Allgemeine Relativitätstheorie mit noch höherer Genauigkeit zu überprüfen.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie, ESO)


» Millimetron: Das Erbe von Herschel und RadioAstron
28.04.2013 - Während das europäische Weltraumteleskop Herschel seine Arbeit gerade beendet, wird unter russischer Führung in internationaler Kooperation am Projekt Spektr-M/Millimetron gearbeitet. Es wird in den 2020ern den kombinierten Nachfolger des Infrarotteleskops Herschel und des Radio-Interferometers Spektr-R/RadioAstron darstellen. Mitte April fand im niederländischen Groningen eine Planungskonferenz statt, wo über den aktuellen Projektstatus berichtet wurde.
Die ersten Ideen zu einem Weltraumteleskop für fernes Infrarotlicht und Submillimeter/Millimeterwellen gehen in Russland bereits auf die 1970er zurück. Der Bau eines solchen Systems war zu jener Zeit aber noch völlig unmöglich. Erst seit einigen Jahren wird das Konzept wieder verfolgt. Millimetron soll einen Hauptspiegel von 10m Durchmesser erhalten und wäre dann das größte Weltraumteleskop der Welt. Bislang hält Herschel mit 3,5m den Rekord im optischen Bereich, ab 2018 soll das James Webb Space Teleskope (JWST) mit 6,5m Hauptspiegel im Einsatz sein.

Millimetron soll im wesentlichen zwei Betriebsmodi erhalten. Zum einen soll es als Ferninfrarot-Teleskop im Einzelbetrieb wie ein klassisches Weltraumteleskop eingesetzt werden. Die Instrumente für diesen Modus basieren im wesentlichen auf denen von Herschel. Mit seinem etwa dreimal so großen Spiegel wird Millimetron jedoch rund zehnmal empfindlicher sein und die dreifache Auflösung von Herschel bieten.

Im zweiten Betriebsmodus soll Millimetron als Interferometer in Zusammenarbeit mit Bodenteleskopen betrieben werden. Die Technik dafür basiert auf dem derzeit im Einsatz befindlichen Projekt RadioAstron. Während dieses mit Wellenlängen von 1,35cm bis 92cm arbeitet, soll Millimetron bei 0,3mm bis 17mm Wellenlänge arbeiten. Die kürzeren Wellenlängen erfordern dabei die Zusammenarbeit mit speziellen Submillimeter/Millimeter-Teleskopen wie zum Beispiel ALMA oder dem geplanten Event Horizont Telescope. Für die kurzen Wellenlängen dienen die Empfänger der ALMA-Antennen auch als Vorbild für die Technik von Millimetron.

Nicht nur bei den Instrumenten, sondern auch bei der Umlaufbahn basiert Millimetron auf Herschel. Wie dieses auch soll es um den Sonne-Erde-L2 kreisen. Dieser Punkt liegt von der Sonne aus gesehen rund 1,5 Mio Kilometer hinter der Erde. Hier gibt es praktisch keine Störeinflüsse mehr von der Erde, daher entwickelt sich dieser Punkt mehr und mehr zum Sammelpunkt für Weltraumteleskope. Während Herschel und Planck ihre Mission dort beendet haben, werden in den nächsten Jahren auch GAIA, Spektr-RG oder auch das JWST in einen solchen Orbit einschwenken.

Diese große Entfernung zur Erde erlaubt es im Interferometer-Betrieb zudem, bislang unerreichte Winkelauflösungen zu ermöglichen. Während RadioAstron bei bis zu 350.000km Basislänge für die kürzeste Wellenlänge auf etwa 7 Mikrobogensekunden kommt, könnte Millimetron dank größerem Abstand und kürzerer Wellenlänge auf bis zu 40 Nanobogensekunden kommen. Submillimeter-Interferometer auf der Erde wie das Event Horizont Telescope hingegen kommen nur auf etwa 20 Mikrobogensekunden. Die um Größenordnungen höhere Auflösung bietet damit das Potential für vollkommen unerwartete Entdeckungen.

Infrarotteleskope haben ein großes Problem: Um vernünftig zu funktionieren, müssen sie auf tiefe Temperaturen herab gekühlt werden. Ansonsten wäre die thermische Strahlung des Systems selbst eine massive Störquelle und würde Beobachtungen mehr oder weniger unmöglich machen. Jedes Infrarotteleskop benötigt daher eine Kühlung. Für nahes Infrarot reicht eine passive Kühlung durch einen Hitzeschild sehr gut aus, aber für fernes Infrarot reicht das nicht mehr. Systeme wie Herschel wurden daher mithilfe eines Kryostaten gekühlt. Das heißt, sie hatten mehrere 1000 Liter flüssiges Helium an Bord, das nach und nach verdampft und dadurch das System kühlt.

Dies ist aber sowohl eine schwere Lösung als auch eine, die die Lebensdauer stark begrenzt. So war Herschel nur knapp 4 Jahre im Einsatz. Daher soll Millimetron eine neuartige Kühlung erhalten. Zunächst wird der ganze Spiegel von 4 Lagen Hitzeschutzfolie umgeben, die als passive Kühlung wirken. Dazu kommt noch eine aktiv gekühlte Lage, außerdem werden alle Instrumente ebenfalls aktiv gekühlt. Dadurch kann das Teleskop selbst auf eine Temperatur von 4,5K gebracht werden, einige Instrumente werden sogar auf 1,7K herunter gekühlt. Die abgeführte Hitze wird dann über Radiatoren abgestrahlt. Dieses System wird nur eine Menge von 10-20 Liter Helium als Kühlmittel brauchen, aber kann damit 3-5 Jahre aktiv gekühlt werden.

Insgesamt soll Millimetron eine Lebensdauer von 10 Jahren besitzen. Wenn die aktive Kühlung versagt, wird auch die passive Kühlung noch weiter wissenschaftliche Beobachtungen erlauben. Allerdings werden diese dann nicht mehr die Qualität der ersten Jahre erreichen können. Die Entwicklung der aktiven Kühlung stellt eine große Herausforderung dar, da sie erstmals verwendet werden soll für ein so großes System.

Eine weitere Herausforderung stellt die Konstruktion des Spiegels dar. Der Grundentwurf sieht vor, dass ein zentraler Spiegel von 3m Durchmesser und einer Oberflächengenauigkeit von unter 5 Mikrometern von 24 "Blütenblättern" umgeben werden soll, durch die sich ein 10m durchmessender Spiegel mit einer Genauigkeit von unter 10 Mikrometern ergeben soll. Dieser Grundentwurf ist nahezu identisch zur Antenne von RadioAstron (da waren es 27 "Blütenblätter") und hat sich dort bereits bewährt. Der Spiegel wird sich im Weltraum dann wie eine Blüte entfalten.

Das große Problem bei der Entwicklung dieses Spiegels ist aber die Masse des Systems. Mit einer CFK-Struktur wie bei RadioAstron lässt sich die für Millimetron benötigte Genauigkeit bei tiefen Operationstemperaturen nicht erreichen. Daher musste zunächst einiges an grundlegender Materialforschung betrieben werden. Derzeit scheint sich jedoch eine Kombination auf Kohlefaser, Cyanatester und einer Quartzmatrix als geeignetes Material herauszukristallisieren. Erste Testpanele wurden bereits erstellt und vermessen.

Wenn die Entwicklung optimal verlaufen sollte, wäre ein Start bereits 2019 möglich. Es wird jedoch von offizieller Seite der ganze Zeitraum von 2019-2022 als mögliches Startjahr genannt. Noch ist es angesichts noch offener Entwicklungsrisiken, vor allem bei Spiegel und Kühlung, aber nicht möglich, ein wirklich zuverlässiges Datum zu nennen. Dies wird sich erst in den nächsten Jahren ergeben. Als Rakete für den bis zu 6.600kg schweren Satelliten ist eine Proton oder Angara vorgesehen.

Wissenschaftliche Ziele
Millimetron soll für eine ganze Reihe von Forschungszielen neue Erkenntnisse liefern. So soll Millimetron zum Beispiel die Untersuchung des interstellaren Mediums mit bislang unerreichter Sensitivität, räumlicher und spektraler Auflösung durchführen. Das gleiche gilt auch für Sternentstehungsgebiete und andere Gaswolken im Universum. Auch bei der Erforschung von Exoplaneten wird Millimetron nützlich sein, da es die Möglichkeit bietet, viele Exoplaneten-Atmosphären direkt spektrografisch zu untersuchen. Damit lässt sich herausfinden, welche Gase in diesen Atmosphären vorkommen. Bei günstigen Zielen könnte es damit sogar möglich sein, Leben nachzuweisen.

Millimetron wird als Interferometer auch zuvor unmögliche Untersuchungen ermöglichen. So könnte es zum Beispiel verwendet werden, um die Größe supermassiver schwarzer Löcher zu bestimmen. Sowohl RadioAstron als auch das Event Horizon Telescope können bestenfalls den Ereignishorizont nachweisen, aber nicht strukturiert auflösen. Die Erforschung des Kernbereichs aktiver Galaxienkerne wird damit nochmals einen deutlichen Schub erhalten.

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(Autor: Stefan Heykes - Quelle: SRON)


» SpaceShipTwo mit erstem kurzem Überschallflug
29.04.2013 - Heute nachmittag startete WhiteKnightTwo mit SpaceShipTwo zu dessen erstem angetriebenen Flug.
Der Start erfolgte gegen 16 Uhr MESZ vom Mojave Air & Space Port aus. Etwa 50 Minuten später wurde SpaceShipTwo in etwa 15 Kilometern Höhe zu seinem 26. Freiflug ausgeklinkt. Nach kurzem freien Fall wurde das Triebwerk für etwa 16 Sekunden aktiviert, wodurch kurzzeitig 1,2-fache Schallgeschwindigkeit und eine Höhe von etwa 17 Kilometern erreicht wurde. Anschließend glitt SpaceShipTwo antriebslos zur Erde und landete wohlbehalten auf einer Landebahn.

"Der erste angetriebene Flug des Virgin-Raumschiffs Enterprise (VSS) war zweifellos unser bisher bedeutsamster Flug", sagte Virgin-Galactic-Gründer Richard Branson, der dem Ereignis vor Ort beiwohnte. "Erstmals waren wir in der Lage, die Schlüsselkomponenten des Systems im vollen Einsatz zu testen. Der heutige Überschall-Erfolg bereitet den Weg für eine rasche Ausweitung der Tests mit dem realistischen Ziel eines ersten Raumflugs bis zum Jahresende. Wir sahen heute, wie Geschichte gemacht wird und ich könnte nicht stolzer sein auf alle, die dabei mitgewirkt haben."

Im Jahre 2004 wurde das Unternehmen Virgin Galactic mit dem Ziel gegründet, einen Nachfolger des SpaceShipOne zu entwickeln und für den Weltraumtourismus zu vermarkten. Kurz nach Gründung des Unternehmens gewann Scaled Composites mit SpaceShipOne den 1996 ausgeschriebenen Ansari X-Prize. Die Entwicklung einer vergrößerten Version für 2 Piloten und 6 Passagieren stellte sich jedoch als schwieriger dar, so dass es zu beträchtlichen Verzögerungen kam. Trotzdem stellt das Projekt das bisher beste Konzept dar, für einige Minuten und einen vergleichsweise niedrigen Preis Schwerelosigkeit und einen atemberaubenden Blick auf unseren Blauen Planeten erleben zu können. Mittlerweile haben bereits mehr als 500 Personen einen Flug mit SpaceShipTwo zum Preis von jeweils 200.000 US-Dollar gebucht.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: Virgin Galactic, New Space Watch)



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Saturn Aktuell: Meteoroidenimpakte im Saturn-Ringsystem beobachtet von Redaktion



• Meteoroidenimpakte im Saturn-Ringsystem beobachtet «mehr» «online»
• Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 189 «mehr» «online»


» Meteoroidenimpakte im Saturn-Ringsystem beobachtet
26.04.2013 - In den Aufnahmen des Kamerasystems der Raumsonde Cassini fanden Wissenschaftler Hinweise auf erst kürzlich erfolgte Meteoroideneinschläge im Ringsystem des Saturn.
Bereits seit dem Sommer 2004 befindet sich die Raumsonde Cassini in einer elliptischen Umlaufbahn um den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems. Während der bisher absolvierten 188 Umläufe um den Saturn hat Cassini dabei mit dem aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehenden ISS-Kameraexperiment, einem der insgesamt 12 an Bord der Raumsonde befindlichen wissenschaftlichen Instrumenten, eine Vielzahl von Bildern von der Saturnatmosphäre sowie von den 62 bisher bekannten Monden und den diversen Ringen dieses faszinierenden Planeten angefertigt, welche von der interessierten Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite betrachtet werden können.

In diesen Aufnahmen konnten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler jetzt Strukturen nachweisen, welche erst kürzlich durch die Kollisionen von Meteoroiden mit den Ringen des Saturn verursacht wurden.

Bei den Meteoroiden handelt es sich um kleine Objekte mit Durchmessern von wenigen Mikrometern bis hin zu einigen Metern, welche sich auf einer Umlaufbahn um unsere Sonne befinden und die dabei schließlich auch mit den Planeten und Monden unseres Sonnensystems kollidieren können. Die Oberflächen der atmosphärefreien Monde und Asteroiden unseres Sonnensystems sind von einer Vielzahl kleinerer Impaktkrater übersät, welche in der Vergangenheit durch die Einschläge solcher Objekte verursacht wurden.

Allerdings lässt sich aus dieser "Kraterdichte" die zeitliche Einschlagsrate nur indirekt und relativ unsicher durch die Methode des Crater Countings ableiten. Aus diesem Grund sind direkte Beobachtungen von Meteoriteneinschlägen für die Wissenschaft von großer Bedeutung, denn nur durch die Beobachtung solcher Ereignisse können die Planetenforscher detaillierte Kenntnis über die aktuellen Impaktraten in den verschiedenen Bereichen unseres Sonnensystems erlangen.

Neben unserem Heimatplaneten, dem Erdmond und dem Planeten Jupiter zählen jetzt auch die Ringe des Saturn zu denjenigen Orten innerhalb unseres Sonnensystems, an denen professionelle Wissenschaftler und Amateurastronomen solche Impaktereignisse entweder direkt beobachten oder zumindestens deren Auswirkungen unmittelbar nach einem solchen Ereignis studieren konnten. Diese kürzlich erfolgte Entdeckung im Bereich der Saturnringe versetzt die Wissenschaftler in die Lage, die zeitliche Verteilung solcher Einschläge jetzt noch besser als zuvor zu analysieren.

Auf dem nebenstehenden Bild sind fünf Aufnahmen des Ringsystems des Saturn zu sehen, welche in den Jahren 2009 und 2012 durch das ISS-Kameraexperiment angefertigt wurden. Pfeile markieren dabei die Orte, an denen der Einschlag von Meteoroiden auf die Ringe Partikelwolken freisetzt hat. Aufgrund der Rotation der Ringe um den Saturn wurden die Partikelwolken in der Folgezeit in die Länge gezogen.

Zwei der Aufnahmen (oben links und Mitte), welche innerhalb eines Zeitraumes von 24,5 Stunden angefertigt wurden, zeigen eine innerhalb des A-Ringes gelegene Region. Die Aufnahmen oben rechts und unten rechts zeigen zwei weitere Strukturen im B-Ring. Das Bild unten links stellt dagegen den C-Ring des Saturn dar. Das abgebildete Auswurfmaterial erstreckt sich auf jedem der Bilder über einen größeren Bereich der Ringe und verfügt in Bezug auf die Ringebene über eine deutlich abweichende Ausrichtung.

Anhand dieser horizontalen und vertikalen Ausrichtung der Trümmerwolken lässt sich der Zeitraum bestimmen, welcher seit den zugrunde liegenden Kollisionen vergangen ist. Die Kollision im A-Ring erfolgte demnach etwa 24 Stunden vor der erste Abbildung. Die anderen drei Trümmerwolken verfügten zum Zeitpunkt der jeweiligen Abbildung über ein Alter von etwa 13, vier beziehungsweise einer Stunde.

Speziell während der im Sommer 2009 erfolgten Tag-und-Nacht-Gleiche auf dem Saturn ließen sich die durch die Kollisionen verursachten Trümmerwolken besonders gut durch die ISS-Kamera beobachten. Die relativ hellen Trümmerwolken hoben sich dabei deutlich sichtbar von den dunklen Ringpartikeln ab.

Die Auswertungen der an dieser Arbeit beteiligten Wissenschaftler führen zu dem Schluss, dass die verursachenden Meteoroiden über Durchmesser von schätzungsweise einigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern verfügten. Eine wichtige Erkenntnis der Beobachtung besteht zusätzlich darin, dass die Einschlagsraten von Meteoroiden beim Saturn und bei der Erde anscheinend in etwa gleich groß ausfallen, obwohl sich beide Planeten an vollkommen unterschiedlichen Bereichen des Sonnensystems befinden.

Für letztere Erkenntnis waren zwei Umstände entscheidend: "Das Ringsystem des Saturn fungiert als ein gigantischer Meteoroidendetektor, der über die hundertfache Fläche der Erde verfügt. Und diesen Detektor konnten wir im Rahmen der bisherigen Cassini-Mission über einen langen Zeitraum hinweg nutzen", so Linda Spilker vom JPL, eine der an der Mission beteiligten Wissenschafterinnen. Somit konnten im Laufe der letzten Jahre Studien durchgeführt werden, bei denen die Häufigkeit von beobachteten Meteoroiden-Eintritten in die Erdatmosphäre mit entsprechenden Ereignissen im Bereich des Saturn verglichen werden konnte.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden heute in der Fachzeitschrift "Science" unter dem Titel "Observations of Ejecta Clouds Produced by Impacts onto Saturn’s Rings" publiziert. Matthew S. Tiscareno von der Cornell University in Ithaka/USA - der Erstautor dieser Studie - und seine Kollegen gehen davon aus, dass die Meteoroiden beim Zusammentreffen mit den Ringpartikeln des Saturn zunächst in kleinere Bestandteile zerbrechen. Diese jetzt kleineren Partikel verfügen über eine deutlich geringere Geschwindigkeit als zuvor und treten in eine Umlaufbahn um den Saturn ein. Hierbei erfolgen weitere "Sekundärkollisionen" mit den ursprünglichen Ringpartikeln, wobei die beobachteten Trümmerwolken entstehen, welche dabei zunächst eine diagonale Ausrichtung in Bezug zu der Ringebene einnehmen bevor sich auch dieses Trümmermaterial letztendlich in die Ringebene einordnet.

"Die Ringe des Saturn erscheinen ungewöhnlich hell und frei von Verunreinigungen. Dies verleitet einige Wissenschaftler zu der Annahme, dass die Ringe über ein deutlich geringeres Alter als der Saturn verfügen. Um diese Annahme zu bewerten müssen wir jedoch mehr über die Vorgänge in Erfahrung bringen, in deren Rahmen die Ringe mit Fremdmaterial bombardiert und angereichert werden. Diese kürzlich erfolgten Analysen helfen uns dabei", so Jeff Cuzzi vom Ames Resarch Center der NASA in Moffet Field/USA, einer der Co-Autoren der Veröffentlichung.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-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. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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Fachartikel von Matthew S. Tiscareno et al.:


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


» Raumsonde Cassini: Der Saturnorbit Nummer 189
27.04.2013 - Vor wenigen Stunden begann der mittlerweile 189. Umlauf der Raumsonde Cassini um den Saturn. Während der kommenden neun Tagen soll speziell die Atmosphäre des Saturn mit den wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde eingehend untersucht werden.
Am gestrigen Tag erreichte die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 23:08 Uhr MESZ erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zum zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 1,3 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 189. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell verfügt Cassini auf ihrer Umlaufbahn um den Saturn über eine Inklination von 61,7 Grad.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des diesmal lediglich neun Tage andauernden Orbits - dieser trägt die Bezeichnung "Rev 188" - insgesamt 16 Beobachtungskampagnen vorgesehen.

Die erste dieser Kampagnen wird zwei Tage nach dem Beginn des neuen Umlaufs mehrere der kleinen inneren Saturnmonde zum Ziel haben, welche dabei im Rahmen sogenannter astrometrischer Beobachtungen abgebildet werden. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Planeten und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren jeweilige Umlaufbahnen noch weiter zu verfeinern.

Ebenfalls für den 28. April sind zwei kurze Beobachtungen des Saturn vorgesehen. Mittels der hierbei geplanten Abbildungen der Saturnatmosphäre durch die WAC-Kamera, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten "Sturmbeobachtungskampagne" sind, sollen erneut aktuelle Daten über das dortige Wettergeschehen gesammelt werden. Durch die Beobachtung von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen in der Atmosphäre des Ringplaneten lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

Zwischen diesen beiden Saturnbeobachtungen wird sich die ISS-Kamera auf den Saturnmond Dione richten und in Zusammenarbeit mit einem der Spektrometer der Raumsonde, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), beobachten, wie dieser 1.123 Kilometer durchmessende Mond den Hauptstern des Sternbildes Leier, die Wega, bedeckt. Im Rahmen dieser Sternokkultation erhoffen sich die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Ausdehnung, die Dichte und die Zusammensetzung der extrem dünnen, erst im Sommer 2011 entdeckten Atmosphäre dieses Mondes (Raumfahrer.net berichtete).

Nach einer Beobachtung von Bereichen des äußeren A-Ringes des Saturn - hierbei soll erneut nach den dortigen, durch kleine Moonlets verursachten "Propellerstrukturen" gesucht werden - ist für den 29. April eine Beobachtung der Südpolregion des Saturn geplant. Hierbei soll die ISS-Kamera in Zusammenarbeit mit dem UVIS-Spektrometer speziell nach eventuell dort befindlichen Polarlichtern Ausschau halten. Zusätzlich soll diese Beobachtung genutzt werden, um die Rotationsdauer des Saturn-Magnetfeldes näher zu bestimmen.

Am 1. Mai wird Cassini schließlich um 17:59 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 189, erreichen. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Raumsonde 316.450 Kilometer über der obersten Wolkenschicht des Saturn befinden. Um diesen Zeitpunkt herum wird sich das Interesse der an der Mission beteiligten Wissenschaftler in erster Linie auf die Atmosphäre des Ringplaneten konzentrieren. Neben der Beobachtung der obersten Wolkenschichten des Saturn im Bereich des Südpols ist die Beobachtung der zu diesem Zeitpunkt nicht von der Sonne beleuchteten Bereiche des Saturn vorgesehen. Hierbei soll ein weiteres Spektrometer, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), genutzt werden, um im Bereich der südlichen Hemisphäre des Saturn Blitze abzubilden.

Des weiteren ist eine Beobachtung der Nordpolregion vorgesehen, wobei sich die WAC-Kamera zusammen mit einem weiteren Instrument, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), auf das über dem Pol gelegene Nordpol-Hexagon richten wird. Bei dieser auffälligen Wolkenstruktur handelt es sich um ein großes Sturmgebiet, welches einen Durchmesser von fast 25.000 Kilometern aufweist. Der Zyklon rotiert mit einer Geschwindigkeit von 530 Kilometern pro Stunde innerhalb von etwa 10 Stunden und 40 Minuten einmal um sein Zentrum. Damit erreicht er eine mehr als doppelt so hohe Geschwindigkeit wie die auf der Erde auftretenden Zyklone.

Das Zentrum dieses Sturmgebietes ist von einer Wolkenstruktur umgeben, welche die Form eines nahezu regelmäßigen Sechsecks aufweist. Die dort befindlichen Wolken bewegen sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde. Das anscheinend mehrere 100 Kilometer tiefe Hexagon wurde erstmals in den Jahren 1980 und 1981 von den Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 abgebildet und konnte mittlerweile auch von der Raumsonde Cassini ausführlich untersucht werden. Im sichtbaren Licht erscheinen die Wolken innerhalb der Formation dunkler als außerhalb. Mehrere Wolkenbänder begrenzen das Sechseck.

Nach einer ebenfalls für den 1. Mai vorgesehenen Beobachtung des Mondes Enceladus - dieser wird sich zu diesem Zeitpunkt 546.000 Kilometer von der Raumsonde entfernt befinden - wird sich die ISS-Kamera am 3. Mai erneut auf den Saturn richten und zusammen mit dem VIMS mehrere Mosaikaufnahmen der nördlichen Hemisphäre erstellen. Mit den geplanten Bildern der beiden Instrumente sollen anschließend diverse Wolkenstrukturen untersucht werden. Für die folgenden Tage sind weitere astrometrische Beobachtungen der inneren Saturnmonde, zusätzliche Wetterbeobachtungen auf dem Saturn und eine Abbildung des G-Ringes vorgesehen.

Am 6. Mai 2013 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 12:49 MESZ in einer Entfernung von rund 1,3 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und damit auch diesen 189. Orbit um den Ringplaneten beenden. Für den dann beginnenden Orbit Nummer 190 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-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. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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



 

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"InSpace" Magazin #490
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
29. April 2013
Auflage: 4902 Exemplare


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