InSpace Magazin #493 vom 13. Juni 2013

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #493
ISSN 1684-7407


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Strahlenbelastung bei Flügen zum Mars ist vertretbar

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Beherbergt der Mond Dione einen unterirdischen Ozean?

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... und angekoppelt

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Intro von Simon Plasger

Sehr verehrte Leserinnen und Leser,

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Ich wünsche Ihnen viel Freude bei der Lektüre dieser Ausgabe des InSpace-Magazins.

Simon Plasger

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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 Innere des Mondes «mehr» «online»
• Erhöhter Natriumanteil in Sternen gibt Rätsel auf «mehr» «online»
• Neuentdeckter Exoplanet HD 95086b direkt abgebildet «mehr» «online»
• Proton erfolgreich gestartet «mehr» «online»
• ALMA löst Rätsel der Planetenentstehung «mehr» «online»
• ATV 4 erfolgreich gestartet «mehr» «online»
• Forschungssatellit MKA-PN1/Sond-PP verloren «mehr» «online»
• Russland startet modernsten Spionagesatelliten «mehr» «online»
• China startet zehntes Götterschiff «mehr» «online»
• Neue Klasse veränderlicher Sterne entdeckt «mehr» «online»
• Orion-Kapsel absolviert Belastungstests «mehr» «online»
• Shenzhou 10 am Himmelspalast angekommen «mehr» «online»
• Ein Raumflug mit DiCaprio «mehr» «online»
• Bigelow: Ziel ist ein Mond-Habitat «mehr» «online»
• Sojus-TMA 09M gestartet «mehr» «online»
• Fermi entging Weltraumschrott, PEGASO evtl. nicht «mehr» «online»


» Das Innere des Mondes
01.06.2013 - Die Ende letzten Jahres außer Betrieb gegangene Mondmission GRAIL hat neue Erkenntnisse über die innere Struktur unseres Trabanten geliefert. Insbesondere wurde zur Klärung des Ursprungs schon länger bekannter Dichteanomalien unter der Oberfläche beigetragen.
Die GRAIL-Mission, bestehend aus zwei nahezu baugleichen Einzelsonden, wurde im September 2011 von der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA gestartet. Nach mehrmonatiger Reise auf einer komplexen, aber energiesparenden Flugbahn über den L1-Punkt des Sonne-Erde-Systems, trafen beide Raumfahrzeuge zum Jahreswechsel 2011/2012 im Mondorbit ein. Ebb und Flow, so ihre Bezeichnungen, begannen schließlich ab März des vergangenen Jahres ihre wissenschaftliche Mission in einer kreisförmigen, fast polaren Umlaufbahn nur 55 Kilometer über der Mondoberfläche und im Abstand von 175 bis 225 Kilometern zueinander. Bereits Mitte Dezember endete ihr Einsatz planmäßig mit einem gezielten Absturz auf der Mondoberfläche. Aus den Wirkungen der beiden Einschläge auf das Oberflächenmaterial unseres Trabanten wurden nochmals, mithilfe von Beobachtungen des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), letzte Daten gewonnen.

Größter Erfolg der Mission, so die Bekanntgabe der NASA vor zwei Tagen, ist wohl die bislang präziseste Vermessung des lunaren Schwerefelds. Sie lässt weitreichende Rückschlüsse auf den inneren Aufbau und die Zusammensetzung des Mondes zu. Unter anderem die Apollo-Astronauten hatten ab den späten 1960er Jahren Pionierarbeit für diese geologische Erforschung unseres nächstgelegenen Himmelskörpers geleistet. Etwa zur selben Zeit wurde auch erstmals festgestellt, dass unter verschiedenen Gebieten seiner Oberfläche ungewöhnlich dichte Materialansammlungen, sogenannte „mascons“, lokalisiert waren. Schon relativ bald war man sich einig, dass diese Dichteanomalien die Folge größerer Einschläge auf dem frühen Mond sein mussten, bei denen die verhältnismäßig leichte, dünne Kruste des Himmelskörpers durchschlagen, und mit schwererem Mantelmaterial vermischt wurde.

Unklar war bislang, wie genau diese Durchmischung vonstatten gegangen war. Für möglich gehalten wurden als Einflussfaktoren sowohl, dass dichtes Lavamaterial die Einschlagskrater in der Kruste von unten auffüllte, als auch die Aufwölbung schweren Mantelgesteins durch die Wucht des Aufpralls um dessen Zentrum.

Die Gravitationskartierung von GRAIL bringt diesbezüglich größere Klarheit und zeigt nun, dass die Masseverteilung um die Orte der Impakte eine doppelte Ringstruktur aufweist. Unter dem Zentrum der beobachtbaren Krater befindet sich demnach ein punktueller Bereich großer Dichte als Folge von Materialaufschmelzung beim Auftreffen eines Asteroiden. Er ist von einem ringförmigen Abschnitt relativ leichten Materials umgeben. An diesen inneren Kranz schließt sich wiederum ein äußerer Ringbereich mit erneut dichtem Gestein an.

Ebb und Flow führten ihre Messungen durch exakte Bestimmung des gegenseitigen Abstandes während ihres Tandemflugs durch. Bereits minimale Veränderungen in dieser Distanz ließen sich auf eine lokal veränderte Gravitation und damit Dichteabweichung unter der überflogenen Lunar-Oberfläche zurückführen. Zur Interpretation der Daten wurden außerdem bisher schon bekannte Fakten über die Mondgeologie, sowie Computersimulationen der Impakt-Ereignisse vor mehreren Milliarden Jahren verwendet.

Zukünftig, so die Forscher, könnten GRAILs Ergebnisse helfen, mondnahe Raummissionen und ihre Flugbahnen exakter als bisher auf die Gravitationscharakteristika unserer Trabanten abzustimmen. Weiterhin ließe sich das neue Verständnis von „mascons“ auf andere Himmelskörper, etwa den Mars oder den Merkur, übertragen. Sie verfügen nach bisherigem Wissensstand über ähnliche Gravitationsanomalien wie der Erdmond.

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(Autor: Michael Clormann - Quelle: NASA, MIT, Raumcon)


» Erhöhter Natriumanteil in Sternen gibt Rätsel auf
02.06.2013 - Allgemein gehen Astronomen davon aus, das sonnenähnliche Sterne am Ende ihres Lebens einen Großteil ihrer Atmosphäre ins All schleudern. Neue Beobachtungen zeigen jedoch, dass entgegen aller Erwartungen der Großteil der untersuchten Sterne diesen Lebensabschnitt überspringt. Ein internationales Astronomenteam kam zu dem Ergebnis, dass die Menge an Natrium in diesen Sternen ein starker Indikator dafür ist, wie Sterne ihr Leben beenden.
Viele Jahre lang gingen die Astronomen davon aus, dass die Art und Weise wie sich Sterne entwickeln und wie diese ihr "Leben" beenden, bestens verstanden ist. Detaillierte Computermodelle führen zu dem Ergebnis, dass Sterne, welche über eine vergleichbare Masse wie unsere Sonne verfügen, während einer gewissen Zeitspanne in der Spätphase ihrer Existenz einen letzten Ausbruch nuklearer Fusionsreaktionen durchlaufen. Diese Phase wird auch als Asymptotischer Riesenast (englisch "Asymptotic giant branch", kurz "AGB") bezeichnet. Der Name leitet sich aus der Position solcher Sterne im Hertzsprung-Russell-Diagramm ab - einer Grafik, in der die Helligkeit von Sternen gegen ihre Spektralfarbe aufgetragen wird. Aus diesem Diagramm lässt sich dann das aktuelle Entwicklungsstadium eines Sterns ablesen.

Im Rahmen der dabei ablaufenden Prozesse wird ein Großteil der Masse dieser AGB-Sterne in Form von Gas in das umgebende Weltall abgestoßen. Für einen kurzen Zeitraum wird die abgestoßene Materie durch die starke ultraviolette Strahlung des Sternes zum Leuchten angeregt und bildet einen Planetarischen Nebel.

Aus dieser Materie bilden sich schließlich im Rahmen der bei einer Sternentstehung ablaufenden Prozesse die nächsten Generationen von Sternen. Dieser Zyklus des Massenverlustes und der Neuentstehung ist entscheidend für die Erklärung der Entwicklung der chemischen Zusammensetzung des Universums. Dieser Prozess liefert ebenfalls das Material, welches für die Bildung von Planeten und für die Entstehung von organischen Verbindungen notwendig ist.

Bei seiner Suche nach Hinweisen auf die AGB-Phase von Sternen in älteren Fachartikeln stieß der Astronom Simon Campbell, ein Experte für Sternentwicklungstheorien am Zentrum für Astrophysik der Monash University in Melbourne/Australien, jedoch auf einige Ungereimtheiten. Anscheinend, so seine Schlussfolgerung, scheinen einige Sterne einem anderen Entwicklungsweg zu folgen, bei dem sie die AGB-Phase überspringen und sich direkt zu Weißen Zwergen entwickeln.

"Für einen Wissenschaftler, der sich mit den Modellen der Sternentwicklung befasst, klingen solche Vermutungen verrückt! Nach unseren Modellen durchlaufen alle Sterne die AGB-Phase. Ich habe alle alten Publikationen noch einmal überprüft und dabei herausgefunden, dass diese Annahme nie wirklich angemessen untersucht wurde. Ich habe mich daher dazu entschlossen, selbst Untersuchungen durchzuführen, obwohl ich nur sehr wenig Erfahrung mit Beobachtungen hatte." Mit Hilfe des Very Large Telescope (kurz "VLT") der europäischen Südsternwarte ESO untersuchten Campbell und sein Team daraufhin sehr sorgfältig das Licht, welches von den Sternen des Kugelsternhaufens NGC 6752 ausgeht.

Der im südlichen Sternbild Pfau (lat. "Pavo") gelegene Kugelsternhaufen NGC 6752 wurde im Jahr 1826 von dem schottischen Astronomen James Dunlop entdeckt. Er verfügt über eine scheinbare Helligkeit von 5,4 mag und einen Winkeldurchmesser von 20 Bogenminuten. Der Sternhaufen besitzt die etwa 160.000fache Masse der Sonne und einen Kerndurchmesser von rund 2,6 Lichtjahren. Die ältesten der mehr als 100.000 in NGC 6752 konzentrierten Sterne verfügen über ein Alter von etwa 13,8 Milliarden Jahren, was dem Alter des Universums entspricht.

Diese gewaltige, kugelförmige Ansammlung uralter Sterne bestehen sowohl aus einer ersten Generation von Sternen, als auch aus einer zweiten Generation, welche zu einem etwas späteren Zeitpunkt entstand. Diese beiden Sternpopulationen unterscheiden sich in ihrem Gehalt an leichten chemischen Elementen wie zum Beispiel Kohlenstoff, Stickstoff oder Natrium. Speziell der Natriumgehalt kann bei Beobachtungen anhand von qualitativ hochwertigen Daten ermittelt werden. Hierfür verwendeten die Astronomen das FLAMES-Instrument, einen hochauflösenden Multi-Objekt-Spektrografen des VLT.

Die Beobachtungsresultate waren für die Astronomen überraschend: Bei allen beobachteten AGB-Sternen handelte es sich um Sterne der ersten Generation, welche über einen niedrigen Anteil an Natrium verfügen. Von den Sternen der zweiten Generation, welche über einen höheren Natriumanteil verfügen, hat sich dagegen kein einziger zu einem AGB-Stern entwickelt. Rund 70 Prozent der von den Astronomen beobachteten Sterne durchliefen somit nicht die letzte Phase der nuklearen Fusionsreaktionen und des dabei erfolgenden Masseverlustes.

"Es hat den Anschein, als ob Sterne natriumarme ’Nahrung’ benötigen, um im hohen Alter die AGB-Phase erreichen zu können. Diese Beobachtung ist gleich aus mehreren Gründen von Bedeutung: Die AGB-Sterne sind die hellsten Sterne in Kugelsternhaufen. Es existieren also 70 Prozent weniger dieser hellsten Sterne, als die Theorie vorhersagt. Dies bedeutet wiederum, dass unsere Computermodelle der Sternentwicklung unvollständig sind und korrigiert werden müssen", so die Schlussfolgerung von Campbell.

Die an der Untersuchung beteiligten Wissenschaftler vermuten, dass ähnliche Ergebnisse auch für andere Sternhaufen gelten und planen deshalb weitere Beobachtungen. Die Astronomen gehen bislang nicht davon aus, dass ein höherer Natriumgehalt die direkte Ursache für das abweichende Verhalten der Sterne darstellt. Allerdings muss der Natriumanteil eng mit der zugrundeliegenden Ursache verknüpft sein, welche zur Zeit allerdings noch ein ungelöstes Rätsel darstellt.

Die hier kurz vorgestellten Ergebnisse von Simon Campbell et al. wurden am 29. Mai 2013 unter dem Titel "Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular Cluster stars" in der Fachzeitschrift "Nature" publiziert.

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Fachartikel von Simon Campbell et al.:


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


» Neuentdeckter Exoplanet HD 95086b direkt abgebildet
03.06.2013 - Französische Astronomen haben mithilfe der NACO-Kamera am VLT einen bislang unbekannten Exoplaneten fotografieren können. HD 95086b ist einer der leichtesten Planeten, die bislang direkt fotografiert werden konnten.
Nach wie vor ist eine der anspruchsvollsten Methoden, um Planeten zu entdecken, die direkte Abbildung. Die große Kunst besteht dabei darin, Planet und Stern klar voneinander zu trennen. Ein Stern überstrahlt die ihn umkreisenden Planeten deutlich und durch den geringen Abstand ist es kaum möglich, die beiden Objekte optisch voneinander zu trennen. Lediglich mithilfe von Weltraumteleskopen oder adaptiver Optik, die störende Einflüsse der Atmosphäre ausgleicht, kann man das erreichen. Auch dann sind nur wenige Planeten direkt abzubilden. Lediglich sehr große Planeten die in relativ großem Abstand um ihren Stern kreisen sind überhaupt sichtbar.

In diesem Massenbereich ist oft strittig, ob ein Objekt überhaupt ein Planet ist oder ein brauner Zwerg (also ein Objekt, dass erste Fusionsreaktionen ausführt und daher leuchtet, ohne aber zu einem vollwertigen Stern zu werden, der Wasserstoff fusionieren kann). Daher gibt es auch unterschiedliche Angaben, wie viele Planeten entdeckt wurden. Die Unterschiede schwanken von einem eng eingegrenzten Dutzend Exoplaneten, während andere Quellen rund 30 Objekte aufführen, von denen aber manch einer nach strikter Definition (nach der die Grenze bei etwa 13 Jupitermassen liegt) zu schwer für einen Planeten ist. Der neu entdeckte HD 95086b reiht sich als nahezu typischer Vertreter in diese Gesellschaft ein. Das besondere an HD 95086b ist, dass er mit vier bis fünf Jupitermassen einer der leichtesten Planeten ist, die direkt abgebildet werden konnten. Laut dem Entdeckungsteam handelt es sich möglicherweise sogar um den leichtesten bislang fotografierten Planeten. Bereits der allererste direkt fotografierte Planetenkandidat 2M1207b liegt in einem vergleichbaren Massenbereich, allerdings handelt es sich hierbei um ein Objekt, dass vermutlich eher wie ein Stern als wie ein Planet entstanden ist. Daher wird hier eher von einem Planemo (Objekt mit planetarer Masse) gesprochen, statt von einem Planeten.

Auf jeden Fall leichter ist sogar noch der Planet Formalhaut b. Dieser Exot zeichnet sich dadurch aus, dass seine Leuchtkraft von einer großen Staubmenge um ihn herum verstärkt wird, möglicherweise handelt es sich dabei auch um ein ausgedehntes Ringsystem. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es tatsächlich kaum möglich, die genaue Masse des Planeten zu bestimmen. Sie liegt aber irgendwo im Bereich zwischen der Masse des Zwergplaneten Ceres und zwei Jupitermassen und damit noch deutlich unterhalb der jetzigen Entdeckung. Tatsächlich wurde also Formalhaut b noch nicht direkt aufgenommen, sondern lediglich der ihn begleitende Staub.

HD 95086 ist ein recht junger Stern, sein Alter wird auf 10-17 Millionen Jahre geschätzt, in einer Entfernung von etwa 300 Lichtjahren. Er ist rund 60% schwerer als die Sonne und daher sehr leuchtkräftig. Seine Umgebung ist nach wie vor staubreich, daher ist die Planetenbildung in diesem System möglicherweise noch nicht abgeschlossen. Der Planet HD 95086b bewegt sich in einer Umlaufbahn mit einem Radius, die dem 56-fachen des Sonne-Erde-Abstands entspricht. In unserem Sonnensystem würde er sich damit noch außerhalb der Plutobahn bewegen.

Aufgrund der großen Helligkeit des Sterns ist HD 95086b dennoch keine kalte Eiswelt. Trotz des großen Abstands soll er eine Temperatur von rund 700 °C besitzen. Damit könnten sich in seiner Atmosphäre zum Beispiel Wasserdampf oder Methan befinden. Damit ist HD 95086b ein guter Kandidat für die Untersuchung mit dem SPHERE-Instrument, das Ende diesen Jahres am VLT installiert werden soll. Als System zweiter Generation wird es die Leistungsfähigkeit des seit Jahren im Einsatz befindlichen NACO deutlich übertreffen, wenn es um die Beobachtung von Planeten geht. Eventuelle weitere Planeten im neu entdeckten System, die weiter innen kreisen, würden damit ebenfalls direkt sichtbar werden.

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(Autor: Stefan Heykes - Quelle: ESO)


» Proton erfolgreich gestartet
03.06.2013 - Heute Vormittag startete eine russische Proton-Rakete vom Kosmodrom Baikonur in den Weltraum. Als Nutzlast wurde dabei ein europäischer Kommunikationssatellit transportiert.
Der Start erfolgte vom Startkomplex 200/39 des Kosmodroms Baikonur in der Steppe Kasachstans um 15.18 Uhr Ortszeit (11.18 Uhr MESZ). Die ersten drei Stufen funktionierten dabei nominal und brachten den Komplex aus Satellit und Bris-M-Oberstufe in einen suborbitalen Parkorbit. Im Verlauf des Transports des Satelliten in seinen geostationären Orbit soll die Oberstufe fünf Brennphasen leisten, von denen derzeit (Zeitpunkt der Veröffentlichung) bereits vier erfolgten, wobei man vom letzten mangels Kommunikationsmöglichkeiten mit dem Kontrollzentrum noch nicht sagen kann, ob dieser erfolgreich verlief.

Update
Inzwischen wurde bekannt gegeben, dass sowohl die dritte als auch die vierte Brennphase erfolgreich waren und das Tandem aus Satellit und Oberstufe nun auf die fünte Zündung der Bris-M waren.

Update
Um 2.49 Uhr MESZ wurde der Satellit planmäßig ausgesetzt, nachdem die fünfte Brennphase der Bris-M abgeschlossen wurde. Damit ist die zweite Proton-Mission, die einen supersynchronen Transferorbit ansteuerte, erfolgreich abgeschlossen worden.

Die verwendete Rakete war vom Typ Proton-M, welche eine Weiterentwicklung der seit Mitte der 1960er Jahren fliegenden Proton-Rakete ist. Die Proton wurde ursprünglich als überschwere Interkontinentalrakete für die sowjetische Superbombe und dann als Startvehikel für geostationäre Satelliten oder schwere Nutzlasten in den erdnahen Orbit entwickelt. Über die Jahre wurde die Rakete stetig weiterentwickelt. Die nun benutzte Proton-M flog zum ersten Mal im Jahr 2001, die Bris-M bereits 1999. In den letzen Jahren kam es aber gehäuft zu Fehlschlägen bei Starts der Proton, welche zumeist auf Probleme mit der Oberstufe zurückzuführen waren. Dabei kam es auch zu Explosionen mehrerer Stufen im Orbit, welche eine große Menge an Weltraumschrott erzeugten.

Als Nutzlast startete die Proton-M heute den Kommunikationssatelliten SES 6. Der auf dem Bus Eurostar-3000 von Astrium basierende Satellit hat ein Startgewicht von 6.100 kg und verfügt zur Energieversorgung über zwei große Solarpaneele sowie über ein Set von Batterien. Als Nutzlast verfügt er über insgesamt 74 Transponder, 38 davon für das C-Band und 36 für das Ku-Band. Der Satellit hat eine erwartete Lebensdauer von 15 Jahren und soll den älteren NSS 806 ersetzen, welcher bisher auf einer Position von 40,5° West stationiert war und nun in einen Friedhofsorbit gebracht werden soll. In Auftrag gegeben wurde der Satellit von SES S.A. (Société Européenne des Satellites für Europäische Satellitengesellschaft), eine Holding von verschiedenen Satellitenbetreibern, zu denen unter anderem auch SES Astra mit seiner Flotte von Astra-Satelliten gehört.

Der heutige Start war für die Statistik der vierte einer Proton in diesem Jahr sowie der 66. Start einer Proton-M und der insgesamt 387. Start einer Proton seit 1965. Zudem war es für Russland in diesem Jahr der zwölfte Start und weltweit der 28.

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(Autor: Daniel Maurat - Quelle: ILS, SES)


» ALMA löst Rätsel der Planetenentstehung
06.06.2013 - Auf neuen Aufnahmen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array konnte erstmals eine sogenannte Staubfalle gefunden werden. Bisher waren diese Kometenfabriken nur theoretisch vorhergesagt, aber nie beobachtet worden. Erst die hohe Auflösung des neuen ALMA erlaubt es, solche Beobachtungen durchzuführen.
Bei der Frage, wie Planeten entstehen, gibt es nach wie vor einige unbekannte Vorgänge. Man ist sich sicher, dass Planeten aus Gas- und Staubscheiben entstehen, wobei die Staubkörner nach und nach zusammenklumpen und anwachsen. Das Problem bei dieser einfachen Erklärung ist, dass Staubkörner ab einer gewissen Größe beim Zusammenprall nicht mehr aneinander kleben bleiben, sondern wieder zu kleineren Körnern zerfallen. Außerdem sprechen Simulationen dafür, dass solche schweren Staubkörner durch Reibung abgebremst werden und relativ schnell in den zentralen Stern hinein fallen.

Eine theoretische Lösung dieses Problems bieten die sogenannten Staubfallen. Sie entstehen, wenn größere Staubkörner in Hochdruckgebiete innerhalb der Gas- und Staubscheibe wandern. Hochdruck ist hier allerdings relativ zu verstehen, die Drücke der Scheiben insgesamt sind immer extrem gering verglichen mit aus dem Alltag bekannten Drücken. Solche Hochdruckgebiete können laut Simulationen durch die Bewegung von Gas in der Nähe von Lücken in den Staubscheiben entstehen. In diesen Zonen können die Staubteilchen dann weiter wachsen, ohne gestört zu werden. Damit können hier auch deutlich größere Teilchen (bis hin zu Kometengröße) entstehen als im Rest der Gas- und Staubscheibe.

Während solche Simulationen durchgeführt wurden (unter anderem von Astronomen des Garchinger Max-Planck-Instituts für Extraterrestrische Physik und der Universität Heidelberg), wurde die Staubscheibe des Sterns Oph-IRS 48 von ALMA beobachtet. Bereits früher wurde dieser Stern vom VLT im Infrarotlicht bei 18 Mikrometern Wellenlänge aufgenommen. ALMA verwendete seine "Band 9"-Empfänger, die im Bereich von 400-500 Mikrometern Wellenlänge arbeiten. Staubkörner haben die Eigenschaft, dass sie nur Strahlung mit Wellenlängen aussenden, die maximal ihrem Durchmesser entsprechen. Wenn in einem bestimmten Wellenlängenbereich also die Staubscheibe sichtbar ist, muss es in ihr Staubkörner von entsprechender Größe geben.

Das VLT-Bild zeigte eine recht homogene Verteilung der Staubkörner (bei 18 Mikrometern Durchmesser) rund um den Stern. Man hatte daher ein ähnliches Bild von ALMA erwartet, allerdings gab es hier eine Überraschung: Statt der Staubscheibe, gab es eine nierenförmige Struktur zu sehen. Die großen Staubkörner waren nicht gleichverteilt, sondern in einer Staubfalle konzentriert. Der Kontrast zum Rest der Staubscheibe lag in diesem Fall bei etwa 130, so dass dies ein sehr deutliches Ergebnis ist.

Die hier entdeckte Staubfalle ist aber vermutlich zu weit entfernt von Oph-IRS 48 und daher zu wenig dicht, um einen Planeten bilden zu können. Stattdessen dürfte es sich hier eher um eine Art Kometenfabrik handeln - viele kleine Körper können entstehen, aber für einen großen dürfte es dort kaum reichen. Dennoch ist diese Entdeckung ein großer Schritt auf dem Weg zu einem besseren Verständnis der Planetenentstehung. In Zukunft kann ALMA mit Sicherheit noch deutlich bessere Bilder erstellen, denn die hier vorgestellte Beobachtung wurde während der Bauphase mit nur der Hälfte der mittlerweile verfügbaren Antennen durchgeführt. Dann wird es ALMA auch möglich sein, Staubfallen zu entdecken, die deutlich näher an ihrem Stern liegen und somit tatsächlich die Geburtsstätten von Planeten werden könnten.

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(Autor: Stefan Heykes - Quelle: ESO)


» ATV 4 erfolgreich gestartet
06.06.2013 - Kurz vor Mitternacht unserer Zeit startete gestern das vierte automatische Transportfahrzeug der ESA zur Internationalen Raumstation.
Der Start erfolgte von Kourou aus an der Spitze einer Ariane-5-Trägerrakete gegen 23.52 Uhr MESZ. Nach 2:22 min wurden die ausgebrannten Feststoff-betriebenen Zusatzraketen abgetrennt. Die zentrale erste Stufe lieferte insgesamt 8:54 min Schub und wurde 6 Sekunden nach dem Abschalten abgetrennt. Danach übernahm eine EPS-Oberstufe die weitere Beschleunigung sowie die Zirkularisierung der Umlaufbahn.

Nach reichlich 17 Minuten war die erste Antriebsphase der EPS abgeschlossen, die zweite begann fast eine Stunde nach dem Start und dauerte lediglich 28 Sekunden. Wenige Minuten danach wurde das ATV, die eigentliche Nutzlast, abgetrennt. Die Solarzellenausleger wurden ausgeklappt und die Paneele entfaltet.

Das ATV mit der Nummer 4 trägt den Namen Albert Einstein und ist das vorletzte derartige Raumfahrzeug, das von der ESA zur Versorgung der Internationalen Raumstation eingesetzt wird. Es besitzt mit Treibstoffen und Fracht eine Gesamtmasse von reichlich 20,2 Tonnen. Davon entfallen etwa 6,6 Tonnen auf die einzelnen Bestandteile der Nutzlast.

Den größten Anteil daran besitzen mit 3,44 Tonnen Treibstoffe für Bahnanhebungsmanöver der ISS mit den ATV-Triebwerken sowie zum Nachfüllen der ISS-Tanks. In weiteren Tanks befinden sich zudem 570 kg Wasser, 66 kg Luft und 33 kg Sauerstoff. Die sogenannte Trockenfracht umfasst etwa 1.400 verschiedene Teile mit einer Gesamtmasse von 2,5 Tonnen. Dazu zählen Bekleidung, Nahrungsmittel, Experimentiereinrichtungen und -materialien und Werkzeuge.

Zu den Neuerungen beim ATV 4 zählen eine verbesserte, drehbare Aufzugsplattform, mit der Fracht noch bis wenige Tage vor dem Start hinzugefügt werden kann, eine verbesserte Flugsoftware, ein neuer Mechanismus für die Abtrennung des Raumfahrzeugs von der Oberstufe sowie ein System aus 4 Kameras, mit dem während des Fluges Bilder verschiedener Vorgänge in hoher Qualität aufgezeichnet und später zur Erde gesendet werden sollen. Ein Kamerapaar sorgt dabei sogar für dreimimensionale Bilder, auf denen mehr Details sichtbar werden.

ATV 4 Albert Einstein soll am 15. Juni am Heck der Internationalen Raumstation ankoppeln. Im Verlaufe der auf gut viermonatigen Mission sollen mehrere bedeutende Bahnanhebungen der gesamten Raumstation mit den Triebwerken des Raumschiffs durchgeführt werden. Die Abkopplung ist für den 11. Oktober und der zerstörerische Wiedereintritt für den 15. Oktober geplant.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: ESA, Arianespace, Raumcon, DLR)


» Forschungssatellit MKA-PN1/Sond-PP verloren
07.06.2013 - Am vergangenen Wochenende ging der Kontakt zum gerade mal 10 Monate alten Forschungssatelliten verloren. Seitdem gelang es nicht mehr, die Kommunikation wieder herzustellen. Vermutet wird ein Versagen des Bordcomputers.
Sond-PP ist das erste Projekt, das im Rahmen des russischen Programms zur "Erforschung fundamentaler Fragen mithilfe von Kleinsatelliten" (MKA-FKI) gestartet wurde. Der Satellit selbst wird daher auch als MKA-PN1 bezeichnet (Kleinsatellit - Nutzlast 1). Die Hauptnutzlast Sond-PP ist dabei ein 2-Kanal-Mikrowellen-Radiometer. Zu dessen wichtigsten Aufgaben gehört die Beobachtung der Ozeane. So sollte dieses Instrument eine Karte des Salzgehalts der globalen Ozeane erstellen, außerdem diente es zur Beobachtung von Eisflächen an den Polen. Neben der Erforschung der Ozeane konnte dieses Instrument an Land auch die Vegetationsdichte bestimmen sowie Bodenfeuchte und Temperatur.

Als weitere Nutzlast besitzt MKA-PN1 das sogenannte "Hyperspektrometer", dass in 150 Spektralkanälen die Erde aufnehmen kann. Solche Instrumente sind auf einer Vielzahl von Erdbeobachtungssatelliten installiert, da sie detaillierte Informationen liefern können, wie die jeweiligen Bodenverhältnisse, Vegetation usw. vor Ort beschaffen sind. Installiert sind diese Instrumente auf der ersten Einheit des von NPO Lawotschkin entwickelten Karat-Satellitenbusses. Viele Lösungen bei der Konstruktion sind brandneu und wurden erstmals bei MKA-PN1 getestet. Gestartet wurde der Satellit am 22.07.2012 gemeinsam mit einer ganzen Reihe anderer Satelliten, darunter auch der deutsche TET 1 sowie die baugleichen Erdbeobachtungssatelliten Kanopus-V (für Russland) und BKA (für Weißrussland), die beide vom russischen Unternehmen VNIIEM gebaut wurden.

Wie NPO-Lawotschkin-Direktor Wiktor Chartow gegenüber RIA Nowosti bestätigte, ging der Kontakt zum Satelliten am 1./2. Juni verloren. Nach vorläufigen Erkenntnissen kam es zu einem Versagen des Bordcomputers. Weitere Versuche, die Kommunikation wieder herzustellen, verliefen bis jetzt erfolglos. Die geplante Lebensdauer von MKA-PN1 lag bei mindestens 3 Jahren, damit reiht sich dieser Verlust in die traurige Serie vorzeitiger russischer Satellitenversager ein. So war das letzte von Lawotschkin gebaute Projekt die Marssonde Fobos-Grunt - hier kam es bereits unmittelbar nach dem Start zu einem Versagen der Bordelektronik. Und auch bei BKA gibt es bereits unbestätigte Gerüchte, dass Probleme aufgetreten sein sollen.

Russische Satelliten in deutscher Kooperation?
Die nach wie vor bestehenden Probleme insbesondere bei Lawotschkin betreffen auch deutsche und europäische Projekte. So ist das nächste gemeinsame Projekt der Röntgensatellit Spektr-RG - das größere seiner beiden Teleskope wird in Deutschland gebaut. Der Start dieses Observatoriums wird für Anfang 2015 erwartet. 2018 soll ExoMars starten. Der europäische Marsrover wird dabei von einer Landeplattform transportiert, die ebenfalls Lawotschkin entwickeln soll. Von daher ist zu hoffen, dass innerhalb des Unternehmens die richtigen Konsequenzen aus den Problemen bei MKA-PN1 und Fobos-Grunt gezogen werden.

In Bezug auf MKA-PN1 äußerte sich Chartow so, dass es sich bei dem Satelliten vor allem um ein günstiges Testexemplar gehandelt habe. Daher sei ein vorzeitiges Versagen bedauernswert und müsse untersucht werden, aber es sei ein einkalkuliertes Risiko. In Abhängigkeit von den Ergebnissen der Untersuchung hier wird sich eventuell der nächste Satellit dieser Serie verschieben. Derzeit ist der Start von MKA-PN2/Relek zur Erforschung relativistischer Elektronen aus dem Weltraum für diesen September geplant.

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(Autor: Stefan Heykes - Quelle: NPOL/RIAN/Interfax)


» Russland startet modernsten Spionagesatelliten
08.06.2013 - Am Abend des 7. Juni startete vom nordrussischen Plesezk aus eine Sojus-2.1b-Rakete offiziell mit einer "Nutzlast des Verteidigungsministeriums". Experten gehen davon aus, dass es sich um den zweiten Start eines hochmodernen Bildaufklärers vom Typ Persona handelt.
Offiziell ist kaum etwas bekannt geworden über den Start um 20.37 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit. Bestätigt wurde lediglich, dass eine Sojus-2.1b-Rakete mit einer unbekannten Nutzlast gestartet ist, die 9 Minuten später planmäßig im Orbit ausgesetzt wurde. Die Tatsache, dass keine Oberstufe verwendet wurde, ist ein eindeutiger Nachweis dafür, dass der Satellit in einen niedrigen Erdorbit gebracht wurde. Von der Militärbasis Plesezk aus startet Russland eine Vielzahl staatlicher Nutzlasten und auch einige wenige kommerzielle in polare Umlaufbahnen.

Experten nehmen an, dass es sich bei der Nutzlast um einen Aufklärungssatelliten vom Typ Persona handelt. Über diese Satelliten sind kaum Informationen bekannt, so dass es nur wenige wirklich zuverlässige Angaben dazu gibt. Bekannt ist, dass der Satellit von ZSKB Progress gebaut wurde. Die gleiche Firma stellt die Sojus-Raketen her, aber auch die zivilen Erdbeobachtungssatelliten vom Typ Resurs. Aktuell ist Resurs-DK im Einsatz, der Start von Resurs-P ist für Ende diesen Monats geplant. Nach einigen Informationen haben die Systeme von Resurs-P und Persona viel gemeinsam. So gibt es bestätigte Erkenntnisse, dass beide das gleiche Antriebssystem verwenden.

Weitere gemeinsame Komponenten sind die verwendeten Sternsensoren. So wurden sowohl der gestrige Start als auch der Start von Resurs-P um etwa ein halbes Jahr verschoben, weil die Sternsensoren von Resurs-P bei Tests nicht fehlerfrei funktioniert haben. Weitere Details zum Satelliten sind kaum bekannt, vieles basiert auf Spekulationen.

So sollen die Optiken der Persona-Satelliten noch aus dem Sapfir-Programm der Sowjetunion stammen, dass 1983 beschlossen wurde. Im Rahmen dieses Programms kam es zu keinem Start eines Satelliten, aber drei Optiken wurden gefertigt. Diese sollen der Qualität der US-amerikanischen Keyhole-Satelliten (die ihrerseits eng mit dem Hubble-Weltraumteleskop verwandt sind) sehr nahe kommen und damit den älteren militärischen Aufklärern Russlands deutlich überlegen sein. Diese Information passt dazu, dass insgesamt auch drei Starts von Persona-Satelliten der jetzigen Generation geplant sind.

Der erste Persona-Satellit wurde am 26.07.2008 gestartet. Allerdings fiel dieser nur wenige Monate nach dem Start aus, vermutlich aufgrund eines Versagens der Bordelektronik. Genau bekannt wurden die Gründe allerdings nie, das gesamte Programm ist im Wesentlichen militärische Verschlusssache. Russlands Militär erhält erst mit Persona einen wirklich modern ausgestatteten Aufklärer. So verwendeten alle Vorgänger von Persona sogar noch Filmkapseln anstelle von Digitalkameras. Dadurch war ihre Lebensdauer stark begrenzt - sobald der Film voll war, musste er zur Erde zurückgeflogen werden. Dagegen soll Persona sieben Jahre Lebensdauer haben. Daher waren die älteren russischen Spionagesatelliten auch ausschließlich zur strategischen Aufklärung geeignet. Taktisch einsetzbar während Kampfhandlungen waren sie dadurch zum Beispiel nicht.

Es gibt Hinweise darauf, dass ZSKB Progress derzeit an einem dritten Exemplar von Persona baut. Ebenso scheint im Auftrag des russischen Militärs bereits an einer neuen Generation geforscht zu werden. Hauptgrund für die Entwicklung der nächsten Generation dürfte die Tatsache sein, dass das aktuelle Persona-Programm ausschließlich das Erbe des Sapfir-Projekts ins All bringt.

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(Autor: Stefan Heykes - Quelle: Nowosti Kosmonawtiki, Russianspaceweb)


» China startet zehntes Götterschiff
11.06.2013 - Heute vormittag unserer Zeit startete China das bemannte Raumschiff Shenzhou 10 in den Weltraum. Ziel der zwei Männer und einer Frau ist die chinesische Raumstation Tiangong 1.
Der Start vom Kosmodrom Jiuquan in der Inneren Mongolei erfolgte um 17:37 Pekinger Zeit (die entspricht 11:37 MESZ). Die zweistufige, mit Boostern versehene Rakete vom Typ Chang Zheng 2F (Langer Marsch 2F) funktionierte problemlos und brachte das Raumschiff Shenzhou 10 erfolgreich in einen Erdorbit.

Die Rakete vom Typ CZ 2F ist schon seit Jahren in Chinas bemannten Raumfahrtprogramm im Einsatz. Sie basiert auf der CZ 2E, welche Anfang der 1990er Jahre Satelliten startete. Seit 1999 startete sie und die Variante CZ 2G, welche die Raumstation Tiangong 1 in den Orbit brachte, insgesamt elf Mal in den Weltraum, davon bisher mit dem heutigen Start fünf Mal bemannt. Die Rakete verfügt, wie bereits erwähnt, über zwei Stufen sowie vier Booster, welche den Start der Rakete unterstützen. Auch die anderen Raketen des chinesischen Raumfahrtprogramms, etwa die CZ 2C oder die CZ 3-Serie, verwenden die Stufen und Booster der CZ 2F, wobei diese aber bei ihr wegen der schweren Nutzlast strukturell. verstärkt wurden.

Als Raumschiff startete heute das Raumschiff Shenzhou 10, welches schon dem Aussehen nach auf der russischen Sojus basiert. Dies hat den Grund, dass in den 1990er Jahren China in Russland Technologien für das eigene Raumfahrtprogramm einkaufte, so etwa neben Raumanzügen, Dockingtechnologien oder Trainingsmethoden auch die Pläne für die Sojus-TM-Raumschiffe, welche man dann modifizierte. So etwa ist Shenzhou größer als sein russisches Vorbild und verfügt über ein zylindrisches statt eines ovalen Orbitalmoduls.

Die Mission der Besatzung von Shenzhou 10 besteht darin, ähnlich wie die vorangegangene Mission Shenzhou 9 mit der chinesischen Raumstation Tiangong 1 zu koppeln und dort über einen Zeitraum von etwa zwei Wochen Experimente im Weltraum durchführen sowie den Betrieb einer Raumstation üben. Diese Aufgabe soll von den folgenden drei Raumfahrern durchgeführt werden:

  • Nie Haisheng, Kommandant
  • Zhang Yiaoguang, Bordingenieur
  • Wang Yaping, Bordingenieurin


Nie flog dabei schon im Jahr 2005 bei Chinas zweiter bemannten Mission, Shenzhou 6, zusammen mit Kommandant Fei Julong für knapp fünf Tage in den Weltraum. Wang Yaping ist nach Liu Yang, welche letztes Jahr mit Shenzhou 9 in den Weltraum flog, bereits die zweite Chinesin im Weltraum. Für sie und Zhang ist dies der erste Raumflug.

Die Raumstation Tiangong 1, welche das Ziel der Mission ist, wurde im September 2011 gestartet. Es basiert auf dem Shenzhou-Raumschiff, wogleich es über einen größeren Lebensraum verfügt. Es verfügt nur über einen Dockingadapter, welcher auf dem APAS-89-Adapter der Russen basiert. Dieser wurde noch für das Buran-Programm entwickelt und wurde später auch für das Space Shuttle benutzt. Heute noch gibt es auf der ISS zwei Kopplungsstutzen, PMA 2 und 3, welche eine Kopplung eines Raumschiffes mit diesem Adapter erlauben würden. Doch die Tage der Raumstation sind gezählt: sie wird einige Zeit nach dem Ende der Shenzhou 10-Mission wieder in die Erdatmosphäre eintreten. In den folgenden Jahren sollen die Stationen Tiangong 2 und 3 die Aufgaben von Tiangong 1 weiterführen.

Das ultimative Ziel des chinesischen Raumfahrtprogramms ist zurzeit eine modulare Raumstation, welche ab den 2020er Jahren aufgebaut werden soll. Sie wird ähnlich wie die Raumstation Mir aussehen und das Koppeln mehrerer Raumschiffe auf einmal erlauben, unter anderem auch von Frachtern, welche auf Tiangong 1 basieren werden.

Dieser Start war der insgesamt elfte Start des bemannten chinesischen Raumfahrtprogramms sowie der fünfte bemannte Chinas. Mit ihm hat China nun 10 Menschen, die im Weltraum waren oder sind und zieht somit mit Deutschland gleich. Zudem war es der dritte Start Chinas dieses Jahr, der international dritte bemannte Start und der 195. Flug in Chinas Raumfahrtprogramm seit 1969.

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(Autor: Daniel Maurat - Quelle: CCTV, Raumfahrer.net)


» Neue Klasse veränderlicher Sterne entdeckt
12.06.2013 - Astronomen haben mit dem Euler-Teleskop am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile eine neue Art von veränderlichen Sternen entdeckt, deren Eigenschaften nicht mit den üblichen Theorien erklärt werden können. Der Fund basiert auf dem Nachweis sehr kleiner Änderungen der Helligkeit von Sternen in dem Sternhaufen NGC 3766. Die Beobachtungen enthüllen zuvor unbekannte Eigenschaften dieser Sterne, welche gängigen Theorien widersprechen und Fragen über die Ursache der Helligkeitsschwankungen aufwerfen.
Ein schweizerisches Astronomenteam vom Observatoire de Genève hat bei astronomischen Beobachtungen mit einem vergleichsweise kleinen Teleskop von lediglich 1,2 Metern Spiegeldurchmesser, welches sie für ein mehrjähriges Beobachtungsprogramm eingesetzt haben, eine außergewöhnliche und zuvor nicht gegebene Präzision erreicht. Über die Vermessung von winzigen Variationen in der Helligkeit von Sternen haben die Astronomen dabei eine neue Klasse von sogenannten veränderlichen Sternen entdeckt.

Die neuen Erkenntnisse basieren auf regulären Helligkeitsmessungen bei mehr als 3.000 Sternen im offenen Sternhaufen NGC 3766. Dieser Sternhaufen befindet sich in einer Entfernung von ungefähr 7.000 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem im südlichen Sternbild Centaurus (der Zentaur). Das Alter des Haufens wird auf rund 20 Millionen Jahren geschätzt. Bei einem Durchmesser von 12 Bogenminuten erreicht NGC 3766 eine scheinbare Helligkeit von 5,30 mag. Von einem auf der Südhalbkugel der Erde gelegenen Standort aus kann der Sternhaufen somit selbst mit bloßem Auge in der unmittelbaren Nähe des Sternbildes "Kreuz des Südens" erkannt werden. Betrachtet durch ein Amateurteleskop mittlerer Größe präsentiert sich das Objekt sehr eindrucksvoll.

Das von Nami Mowlavi geleitete schweizerische Astronomenteam hat NGC 3766 und einige weitere offene Sternhaufen über einen Zeitraum von sieben Jahren untersucht. Bei der Auswertung der Beobachtungsdaten zeigte sich, dass 36 der in NGC 3766 beheimateten Sterne eine winzige, regelmäßig auftretende Helligkeitsschwankung in einer Größenordnung von lediglich 0,1 Prozent der durchschnittlichen Helligkeit dieser Sterne aufweisen. Diese Schwankungen erfolgen dabei in Perioden zwischen ungefähr zwei bis hin zu 20 Stunden. Die beobachteten Sterne sind etwas heißer und heller als das Zentralgestirn unseres Sonnensystems, scheinen ansonsten aber, abgesehen von ihren Rotationsgeschwindigkeiten, über keine weiteren auffälligen Eigenschaften zu verfügen.

Der bei den Messungen erreichte Grad an Präzision ist doppelt so hoch wie bei vergleichbaren Studien, bei denen andere Teleskope eingesetzt wurden. Nur so konnten die beteiligten Astronomen diese winzigen Helligkeitsschwankungen jetzt erstmals enthüllen.

"Dieses hohe Niveau an Empfindlichkeit haben wir einerseits durch die hohe Qualität der Beobachtungen in Kombination mit einer sorgfältigen Analyse der Daten erlangt", so Nami Mowlavi. "Andererseits aber auch deshalb, weil wir hierbei ein umfangreiches, siebenjähriges Beobachtungsprogramm durchgeführt haben. Es wäre vermutlich nicht möglich gewesen so viel Beobachtungszeit an einem größeren Teleskop zu erhalten."

Durchgeführt wurden diese Beobachtungen mit dem Leonhard-Euler-Teleskop, welches sich am La-Silla-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (kurz "ESO") in den chilenischen Anden befindet.

Viele Sterne im bekannten Universum werden von den Astronomen als veränderliche oder pulsierende Sterne bezeichnet, da ihre scheinbare Helligkeit in bestimmten Zeiträumen variiert. Wie genau sich die Helligkeit dieser Sterne verändert, hängt dabei auf komplexe Weise von den physikalischen Eigenschaften und dem inneren Aufbau dieser Sterne ab. Dieses Phänomen führte mittlerweile zu der Entwicklung eines eigenen Forschungszweiges innerhalb der Astrophysik, welcher als Asteroseismologie bezeichnet wird.

"Die bloße Existenz dieser neuen Klasse von veränderlichen Sternen ist eine Herausforderung für die Astrophysiker", so Sophie Saesen, ein weiteres Mitglied des Beobachtungsteams. "Die heutigen theoretischen Modelle sagen voraus, dass die beobachteten Sterne ihre Helligkeit nicht auf diese Weise ändern dürften. Unsere derzeitigen Bemühungen konzentrieren sich daher darauf, mehr über diese seltsame Art von Sternen in Erfahrung zu bringen."

Obwohl der Grund für die Veränderlichkeit der Sterne derzeit noch nicht entschlüsselt ist, gibt es einen ersten interessanten Hinweis. Einige der Sterne scheinen sehr schnell zu rotieren. Sie drehen sich mit Geschwindigkeiten von mehr als der Hälfte der sogenannten "kritischen Geschwindigkeit" um ihre Rotationsachse. Bei der kritischen Geschwindigkeit handelt es sich um einen Grenzwert, ab dem Sterne instabil werden und einen Teil ihrer Materie in das umgebende Weltall katapultieren.

"Unter diesen Bedingungen wird die schnelle Drehung der Sterne einen wichtigen Einfluss auf die Eigenschaften in ihrem Inneren haben. Wir können die Änderungen in der Helligkeit dieser Sterne jedoch noch nicht angemessen modellieren", erklärt Nami Mowlavi. "Wir hoffen jedoch, dass unsere Entdeckung Spezialisten dazu anregt, sich näher mit diesem Thema auseinander zu setzen." Dadurch, so die Hoffnung der Astronomen, könnte sich ein besseres Verständnis der Ursache dieser rätselhaften Helligkeitsschwankungen ergeben.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse von Nami Mowlavi et al. wurden am heutigen 12. Juni 2013 unter dem Titel "Stellar variability in open clusters I. A new class of variable stars in NGC 3766" in der Fachzeitschrift "Astronomy & Astrophysics" publiziert.

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Fachartikel von Nami Mowlavi et al.:


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


» Orion-Kapsel absolviert Belastungstests
12.06.2013 - Es ist zwar noch eine Weile hin, denn der erste Test einer Orion-Kapsel im Weltraum soll erst im September 2014 erfolgen, aber sowohl NASA als auch die United Launch Alliance (ULA), welche die Trägerrakete beisteuert, melden regelmäßig, wenn wichtige Fortschritte auf dem Weg dorthin gemacht wurden.
Zur Erinnerung, der erste Weltraumtest einer Orion läuft unter dem Namen EFT-1, Abkürzung für Exploration Flight Test 1, und soll im September 2014 stattfinden. Ursprünglich war mal Juli 2013, dann das Frühjahr 2014 angedacht. Trägerrakete ist eine Delta IV Heavy. Der Flug mit zwei Erdumkreisungen und einem erdfernsten Punkt bei rund 7.000 Kilometern ist ein umfassender Belastungstest. Die Daten gehen in den darauf folgenden Critical Design Review genannten Prozess zur Verbesserung des Raumschiffs ein. Danach, im Dezember 2017, ist der erste Start einer voll funktionstüchtigen, aber dennoch unbemannte Orion auf einer SLS-Rakete (Space Launch System) vorgesehen. Der Test läuft unter Exploration Mission 1 (EM-1). 2020 oder 2021 ist mit EM-2 der erste bemannte Orion-Flug geplant.

Um die Verschiebung des EFT-1-Starts gab es zuletzt einige Irritationen. Das Gremium zur Bewertung der Entwicklungs- und Baufortschritte (NASA Aerospace Safety Advisory Panel) sah den Engpassfaktor laut NASASpaceflight in der Produktion der Delta IV Heavy. Dem widersprach man seitens der ULA. Der Herstellungsprozess der Delta IV Heavy sei voll im Plan. Man habe die 50-Prozent-Marke hinter sich gelassen und werde die Rakete im März 2014 von der Produktionsstätte in Decatur, Alabama, an das Kennedy Space Center ausliefern. Im Juli 2014 kann dann mit dem Zuammenbau von Rakete und Nutzlast im Startbereich begonnen werden. Die ULA hätte nach eigenen Aussagen auch den Frühjahrstermin für den Start halten können und verweist darauf, dass es sich bei der Trägerrakete, anders als beim Orion-Raumschiff, um ein ausgereiftes Produkt mit einem eingespielten Produktionsprozess handele.

Die Fertigung des Orion-Besatzungsmoduls (auch Orion-CM für Crew Modul) für den ersten Testflug im Operations- and Checkout-Gebäude des Kennedy Space Center unter Federführung von Lockheed Martin Space Systems macht unterdessen auch Fortschritte. Die druckbeaufschlagte innere Zelle des Orion-CM wurde von Anfang Mai bis Juni in einem fast sieben Meter hohen Prüfstand statischen Belastungstest ausgesetzt. Dabei wurden Belastungen simuliert, die vor allem beim Start und beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre auftreten. Dazu zählt auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber plötzlichen Belastungen, wie sie bei einem Startabbruch, beim Abtrennen der Rettungsrakete einschließlich Kapselverkleidung, bei Stufentrennungen und nicht zuletzt beim Öffnen der Fallschirme auftreten.

Im Prüfstand wurde die Druckzelle des Orion-CM mittels hydraulicher Zylinder sowohl zusammengepresst als auch auseinander gezogen. Die für acht verschiedene Flugphasen rechnerisch ermittelten Belastungen wurden dabei um 10 Prozent höher angesetzt. Die nach Flugphasen zusammengefassten spezifischen Belastungstests dauerten bis zu drei Tage. Der Pressdruck lag zwischen rund sieben und 70 Tonnen. Auch wenn die Vorgehensweise etwas archaisch anmutet, sie ist nach Überzeugung der NASA die beste Methode, das allein auf theoretischen Überlegungen beruhende Design der Kapsel realitätsnah zu testen, bevor es in den Weltraum geht. Über 1.600 Dehnungsstreifen zeigten, wie die Zelle reagiert. Überwachungskameras und Sensoren lieferten zusätzliche Daten. Zudem wurde in der Zelle der Luftdruck erhöht, um zu ermitteln, ob sie im Vakuum dicht bleibt. Nach derartigen Drucktests im letzten November wurden einige Risse in Verstrebungen im rückwärtigen Staubereich festgestellt. Die Schwachstellen wurden verstärkt sollten den jetzigen Test anstandslos überstehen.

Anfang Mai wurde vom Hersteller Aerojet in Redmond, Washington, die letzte der acht Triebwerksgruppen zur Lagesteuerung der Orion-Kapsel an das Kennedy Space Center ausgeliefert. In dem Triebwerken stecken drei Jahre Entwicklungsarbeit. Sie dienen der Kontrolle der Gier- und Roll-Bewegungen des Raumschiffs. Entscheidend ist vor allem ihre Verlässlichkeit in der kritischen Flugphase beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Die Lagesteuerungstriebwerke wurden schon beim Hersteller vor der Auslieferung hinsichtlich Druckfestigkeit, Vibrationsverhalten, Hitzebeständigkeit und der Funktionsfähigkeit der Elektronik getestet. Im Kennedy Space Center erfolgten weitere Tests. Die Triebwerke wurden erneut auf Lecks und vor allem auf eine reibungslose Arbeit der Ventile untersucht. Nicht nur der zurückliegende Flug Dragon-CRS 2 zur ISS machte erneut deutlich, dass Triebwerksventile häufig eine Schwachstelle sind. Noch im Juni ist der Einbau in die Orion-Kapsel geplant. In der Kapsel installiert, werden die Steuereinheiten einem generellen Funktionstest unterzogen.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: NASA, NASASpaceflight)


» Shenzhou 10 am Himmelspalast angekommen
13.06.2013 - Heute Morgen unserer Zeit kam es zur Kopplung zwischen dem am Dienstag gestartetem chinesischem Raumschiff Shenzhou 10 und dem Raumlabor Tiangong 1. Die Besatzung wird sich nun die nächten zwei Wochen mit verschiedenen Experimenten beschäftigen.
Die Kopplung erfolgte mit dem ersten physischen Kontakt zwischen den beiden Raumschiffen um 13.11 Uhr Pekinger Zeit (7.11 Uhr MESZ). Das automatische Kopplungsmanöver, welches schon bei den beiden letzten Missionen, Shenzhou 8 und 9 erprobt wurde, verlief dabei ohne Probleme. Sieben Minuten danach rasteten die Bolzen der beiden Kopplungsringe der APAS-89-Adapter, welche ursprünglich in Russland beziehungsweise der ehemaligen UdSSR entwickelt wurden, ein und beide Raumschiffe waren fest miteinander verbunden. Danach wurden die Vorbereitungen für das Umsteigen der Besatzung in das Raumlabor getroffen, das für die nächsten zwölf Tage ihr neues Zuhause sein wird. Das Umsteigen erfolgte dann um 16.17 Uhr Pekinger Zeit (8.17 Uhr MESZ).

In den letzen zwei Tagen hat die Besatzung von Shenzhou 10, bestehend aus Kommandant Nie Haisheng, Bordingenieur Zhang Yiaoguang und Bordingenieurin Wang Yaping, verschiedene Bahnanpassungsmanöver durchgeführt, um sich so der Raumstation Tiangong 1 anzunähern. Diese Manöver werden in ähnlicher Weise auch beim zweitätigen Anflug der Sojus-Raumschiffe an die Internationale Raumstation ISS durchgeführt. Zudem feierte man das traditionelle Drachenbootfest, einem der wichtigsten Feste im chinesischen Kalender, an Bord von Shenzhou 10 medienwirksam mit Videoübertragung zum Kontrollzentrum vor den Toren Pekings.

Mit der Ankopplung beginnt nun die eigentliche Arbeit für die Besatzung. Sie wird die Experimente durchführen, welche von der Vorgängerbesatzung von Shenzhou 9 begonnen wurden. Zudem erprobt man eine Reihe von Systemen, welche für den Betrieb einer großen, modularen Raumstation benötigt werden, etwa das Lebenserhaltungssystem. Nach zwölf Tagen wird die Besatzung die Raumstation wieder verlassen und zur Erde zurückkehren.

Nach dieser Mission wird wohl kein Raumschiff mehr Tiangong 1 besuchen. Es soll aber noch für eine nicht näher bestimmte Zeit im Orbit verbleiben und dort einige Tests durchführen. Im Jahr 2015 soll der Nachfolger Tiangong 2 starten, welcher zwar auf Tiangong 1 basiert, aber doch von den Erfahrung mit Tiangong 1 profitieren soll. So sollen mehrere Systeme wie etwa die Lebenserhaltung verbessert und ein Nachtanken im All ermöglicht werden. Zudem wird Tiangong 2 über einen zweiten Kopplungsadapter am Heck verfügen, mit dem das Koppeln von Versorgungsraumschiffen möglich sein soll, aber auch das Koppeln eines neuen bemannten Raumschiffs für die Crewrotation. Darüber hinaus soll ein Roboterarm mit Tiangong 2 starten, der dann im Weltraum erprobt werden soll. Diese Raumstation wäre mit den sowjetischen Raumstationen Saljut 6 und 7 vergleichbar, die in den 1970ern und 1980ern betrieben wurden. Gestartet werden soll Tiangong 2 bereits mit der derzeit in Entwicklung befindlichen Chang Zheng 7, welche auch die CZ 2F als Startvehikel für die Shenzhou ersetzen soll.

Der nächste Schritt für Chinas Raumfahrt wäre dann eine modulare Raumstation, deren Aufbau bis oder um 2020 erwartet wird. Diese wäre dann mit der Raumstation Mir vergleichbar und soll Chinas technische Stärke demonstrieren, so wie das gesamte bemannte Weltraumprogramm.

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(Autor: Daniel Maurat - Quelle: CCTV, Raumfahrer.net)


» Ein Raumflug mit DiCaprio
28.05.2013 - Ein paar kleine Neuigkeiten aus dem Bereich des aufziehenden Weltraumtourismus’ gab es in den letzten Tagen.
Offenbar wurde in einer Zeitung in Dubai Virgin-Galactic-Gründer Branson zitiert, der erste Touristenflug mit SpaceShipTwo fände am 25. Dezember diesen Jahres statt. Offiziell wurde von Virgin Galactic später aber eingeschränkt, alle Zeitplanungen hingen von der Erfüllung aller Sicherheitsanforderungen ab. Die optimistischsten Schätzungen gehen von einer Aufnahme bezahlter Touristenflüge im nächsten Jahr aus. Dies schließt aber nicht aus, dass zuvor bereits ein "Firmenausflug" ins All stattfinden könnte.

Virgin Galactic hat bisher etwa 580 Plätze an Bord ihrer Raumschiffe vergeben, wofür die Touristen mehr als 70 Millionen US-Dollar angezahlt haben. Das Alter der Teilnehmer reicht von unter 18 bis über 90. Einige von ihnen haben an Zentrifugentests teilgenommen und bestanden. XCOR bietet mit Lynx eine harte Konkurrenz. Bisher wurden 275 Flüge gebucht, wobei immer nur ein Tourist an Bord des kleinen Weltraumflugzeuges ist. Mit Unilever (Deospray Axe) und McDonalds hat man bereits erste werbeträchtige Firmenverträge in der Tasche.

Am Rande des Filmfestivals in Cannes (Frankreich) wurde am 23. Mai ein Ticket für einen Touristenflug versteigert, bei dem auch Leonardo DiCaprio an Bord von SpaceShipTwo sein wird. Der Meistbietende, Wassili Kljukin, ein 37-jähriger, in Monaco lebender Russe, zahlte 1,2 Millionen Euro für den Platz an der Seite des bekannten Schauspielers und Regisseurs.

Bereits Anfang des Monats wurde nach medizinisch-psychologischen Untersuchungen in der Nähe von Moskau der britischen Sängerin Sarah Brightman die Tauglichkeit für einen Touristenflug zur Internationalen Raumstation an Bord eines Sojus-Raumschiffes attestiert und mittlerweile ein Termin genannt: Oktober 2015. In einem Interview hatte sie berichtet, dass dies bereits seit Langem ein Traum von ihr ist. Die 52-jährige Sängerin hat auf ihrem neuesten Album "Traumfänger" auch vom All inspirierte Titel wie "Venus and Mars" eingespielt.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: RIA Nowosti, New Space Watch, Raumcon)


» Bigelow: Ziel ist ein Mond-Habitat
28.05.2013 - Im Rahmen einer längeren Studie wurden etwa 20 kommerzielle Raumfahrtfirmen durch die NASA kontaktiert, um herauszufinden, was diese über den Erdorbit hinaus leisten können und wollen. Erste Ergebnisse der Studie wurden auf einer Pressekonferenz am 23. Mai mit Bigelow Aerospace (BA) vorgestellt.
Hauptakteure auf dem Briefing waren William Gerstenmaier (NASA) und Robert Bigelow (BA). Bigelow Aerospace hatte die Studie der ersten Phase 40 Tage vor Ablauf der Frist fertiggestellt.

Während man den möglichen Beitrag kommerzieller Unternehmen zur Infrastruktur im erdnahen Weltraum als bedeutend ansieht, versucht man nun, mit dieser Studie darüber hinaus gehende Ambitionen und Möglichkeiten zu evaluieren. Hierbei stellte Robert Bigelow fest, dass sein primäres Ziel auf lange Sicht eine bewohnbare Station auf dem Mond ist. Dazu würden in naher Zukunft Tests mit entfaltbaren Habitaten auf der Erde beginnen.

Eine erste Raumstation im erdnahen Orbit soll bereits 2016 aufgebaut werden, wenn dafür bemannte Raumschiffe zur Verfügung stünden. Die Station Bigelow Alpha solle (zunächst) aus zwei BA-330-Modulen bestehen, von denen das erste unbemannt gestartet und über einen gewissen Zeitraum erprobt würde. Danach solle die erste (zweiköpfige) Besatzung starten und ankoppeln. Im Verlaufe der Mission solle die Station für den bemannten Betrieb sowie die Ankopplung des zweiten Moduls vorbereitet werden.

Auf die Frage, ob eine kommerzielle Station wie Bigelow Alpha die ISS ersetzen könne, antwortete Gerstenmaier, die Aufgaben einer solchen Station würden nicht mit denen der ISS übereinstimmen. Er sehe kommerzielle Anwendungen für eine kommerzielle Station. Er erwarte, dass die Internationale Raumstation bis 2028 betrieben würde. Damit könne man kommerziellen Anbietern einen Anreiz zur Entwicklung und Vervollkommnung ihrer Transportsysteme bieten. Zur Frage des Monds als neuem - altem NASA-Ziel äußerte Gerstenmaier, Asteroiden und der Mars genössen Priorität, man wolle aber durchaus allgemeine, umfassende Lösungen.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: New Space Watch)


» Sojus-TMA 09M gestartet
28.05.2013 - Soeben ist der zweite Teil der ISS-Expedition 36 zur Internationalen Raumstation aufgebrochen. Das Raumschiff soll in wenigen Stunden am Forschungsmodul Rasswjet ankoppeln.
Der Start vom Kosmodrom Baikonur aus erfolgte gegen 22.31 Uhr MESZ. Neun Minuten später waren alle Teile der Sojus-Trägerrakete ausgebrannt und abgeworfen, das Raumschiff befand sich im Orbit. An Bord befinden sich Fjodor Jurtschichin (Russland, 4. Raumflug, bisher 371 Tage im All), Karen Nyberg (USA, 2. Raumflug, 14 Tage) und Luca Parmitano (ESA/Italien, 1. Raumflug).

Erneut wird der schnelle Pfad zur Station gewählt. Hier dauern Annäherung und Rendezvous nur etwa 6 Stunden, was für die Raumfahrer einen größeren Komfort bedeutet. Symptome der sogenannten Raumfahrerkrankheit, ein durch widersprüchliche Signale im Gleichgewichtsorgan verursachtes Unwohlsein, treten gewöhnlich erst nach 8 bis 10 Stunden merklich in Erscheinung. Dann befindet man sich nun aber bereits an Bord der weiträumigen Station.

Während der bis zum 11. September geplanten Expedition 36 stehen vielfältige Forschungsaufgaben auf den Gebieten Astronomie, Biologie, Chemie, Erderkundung, Materialwissenschaft, Physik und Technik auf dem Programm. Neben routinemäßigen Wartungsaufgaben an Lebenserhaltungs-, Kommunikations- und Energieversorgungssystemen stehen sicherlich auch wieder unvorhersehbare Reparaturen an. Außerdem sollen 5 Außenbordaufenthalte mit umfangreichen Arbeiten absolviert und 3 Frachtraumschiffe (ATV 4 „Albert Einstein“/15. Juni – 28. Oktober, Progress-M 20M/27. Juli-28. Dezember, HTV Kounotori 4/9. August – 8. September) empfangen und entladen werden.

Während des ersten Ausstiegs am 26. Juni (Jurtschichin/Misurkin) sollen Reparaturen am Kühlsystem des Moduls Sarja vorgenommen, ein Teil des Experiments Molina-Gamma zur Messung von Strahlungsspitzen aus der Erdatmosphäre im Verlaufe von Gewittern geborgen, die Geräte des Kurs-Annäherungssystems getestet und Untersuchungen an der Außenhaut des Moduls Swesda angestellt werden.

Die Ausstiege zwei und drei am 9. bzw. 16. Juli (Cassidy/Parmitano) haben das Verlegen von Energie- und Netzwerkkabeln zum zukünftigen Andockplatz des russischen Labormoduls Naúka (sprich Na-u-ka) sowie Überbrückungskabeln zum Gitterelement Z1, die Bergung von Materialproben der Experimente MISSE (Materials ISS Experiment) und ORME (Optical Reflector Materials Experiment), das Lösen von Isolationsmaterial von einer Umschalteinheit und kleinere Arbeiten, wie das Verlegen von Kameras oder Fußhalterungen an neue künftige Einsatzorte zum Inhalt.

Im Verlaufe der Ausstiege vier und fünf (Jurtschichin/Misurkin), die für den 15. bzw. den 21. August geplant sind, sollen die Energie- und Netzwerkkabel über den Rumpf von Sarja bis zum Modul Pirs verlegt werden. Pirs soll im Dezember abgekoppelt und anschließend durch das erheblich größere Modul Naúka ersetzt werden. Hier fallen im nächsten Jahr ebenfalls umfangreiche Außenbordarbeiten an. Zu den Aufgaben der beiden Ausstiege gehören zudem die Demontage eines Kopplungsziels und einer komplexen Laser-Kommunikationseinheit von Pirs. Beide Installationen sollen später auf einer anderen Plattform bzw. an Naúka montiert werden.

Am 11. September endet mit der Abkopplung von Sojus-TMA 08M die ISS-Expedition 36, Nummer 37 beginnt. 14 Tage später soll das Raumschiff Sojus-TMA 10M starten und ankoppeln. Dazwischen soll der erste Cygnus-Frachter der US-Firma Orbital Technologies starten und per Hauptmanipulator angedockt werden. Nach dessen Abkopplung verlässt auch ATV 4 Ende Oktober die Station. Danach ist noch ein außergewöhnliches Ereignis geplant. Zunächst koppelt Sojus-TMA 09M von Rasswjet ab und am Heck der Station wieder an. Danach startet Sojus-TMA 11M und nimmt den vorherigen Platz von Sojus-TMA 09M ein. Damit befinden sich zum zweiten Mal drei bemannte russische Raumschiffe und deren Besatzungen an bzw. in der Station. Während eines Ausstieges soll die olympische Flamme im All leuchten. Anschließend kehrt sie am 11. November mit der Besatzung von Sojus-TMA 09M auf die Erde zurück.

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


» Fermi entging Weltraumschrott, PEGASO evtl. nicht
30.05.2013 - Das US-amerikanische Gammastrahlen-Teleskop Fermi konnte im April 2013 dank eigener Triebwerke einer gefährlich nahen Begegnung mit Weltraumschrott aus dem Weg gehen, dem Nanosatelliten PEGASO aus Ecuador war das am 22. Mai 2013 nach Angaben seines Betreibers nicht vergönnt.
Am 30. April 2013 gab die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) bekannt, dass es notwendig geworden war, das 2008 gestartete Gammastrahlen-Teleskop Fermi im Weltraum auf Abstand zu einem Stück Weltraumschrott zu bringen, welches die Bahn des Teleskops kreuzte.

Die Fermi-Projektwissenschaftlerin Julie McEnery erhielt am 29. März 2013 eine routinemäßige E-Mail, die einen Hinweis auf eine möglicherweise gefährliche Begegnung zwischen dem US-amerikanischen Raumfahrzeug und dem ausgedienten sowjetischen Satelliten Kosmos 1805 enthielt. Kosmos 1805 kreist seit dem Start auf einer Zyklon-3-Rakete am 10. Dezember 1986 um die Erde. Der mit der NORAD-Nr. 17.191 und als COSPAR-Objekt 1986-097A katalogisierte Satellit vom Typ Tselina-D hatte die Aufgabe, Radiosignale verschiedener Einrichtungen, Anlagen und Einheiten abzufangen, er diente also der militärischen Funkaufklärung.

Eine Arbeitsgruppe am Goddard-Raumflugzentrum (GSFC) in Greenbelt im US-amerikanischen Bundesstaat Maryland betreibt einen automatisierten Dienst, der Begegnungen von Raumfahrzeugen im Weltraum vorausberechnet und entsprechende Risikoabschätzungen liefert. Die Daten des CARA für Conjunction Assessment Risk Analysis genannten Dienstes wiesen Ende März darauf hin, dass es in Wochenabstand zu einer ungewöhnlich nahen Begegnung zwischen Fermi und Kosmos 1805 kommen würde.

Ohne vorherige Bahnänderung eines der Raumflugkörper könnten sie sich am 4. April 2013 auf vorausberechnete rund 213 Meter annähern - ein Abstand, der wegen der Unsicherheiten in den Berechnungen berechtigten Anlass zur Sorge bot. Eric Stoneking vom GSFC vergleicht die Ermittlung des voraussichtlich Vorbeiflugabstands mit dem Versuch, Regen an einem konkreten Ort zu einer ganz bestimmten Zeit in Wochenabstand exakt vorherzusagen.

Die relative Geschwindigkeit bei der direkten Begegnung der beiden Objekte würde rund 43.450 km/h betragen. Kollidierte Fermi mit seiner Startmasse von rund 4,3 Tonnen direkt mit dem auf rund 1,4 Tonnen taxierten Kosmos 1.805, würde eine Energie frei, wie bei einer Explosion von 2,5 Tonnen hochwirksamen Sprengstoffs. Unmittelbare Folge: Vollständige Zerstörung beider Erdtrabanten. Nachteilige Folgenerscheinung: Neue Trümmerwolken, die wiederum andere um die Erde kreisende Objekt bedrohen.

Was war zu tun? Der ausgediente Sowjetsatellit würde seine Bahn nicht ändern, also lag es am aktiven Raumfahrzeug Fermi, seinen Orbit so anzupassen, dass ein ausreichender Sicherheitsabstand erreicht wird. Julie McEnery informierte deshalb die Fermi-Arbeitsgruppe für Flugdynamik.

Vor zwei vorangegangenen Begegnungen zwischen Fermi und Kosmos 1805 war man sich jeweils sicher, dass sie mit ausreichendem Abstand erfolgen würden. Nun aber mussten die Flugdynamiker ein Ausweichmanöver planen. An Bord von Fermi gibt es Triebwerke, deren Vorhandensein sich aus dem Willen erklärt, dass Fermi niemals eine Bedrohung für andere Raumfahrzuge darstellen darf, und deshalb zum Einsatz kommen sollen, um Fermi nach Beendigung der wissenschaftlichen Aufgaben gezielt in die Erdatmosphäre wieder eintreten zu lassen und den Satelliten dadurch zu zerstören. Diese Triebwerke waren der Schlüssel für ein erfolgreiches Ausweichmanöver.

Die CARA-Arbeitsgruppe und Experten eines Raumflugzentrums auf der Luftwaffenbasis Vandenberg (Joint Space Operations Center, JSpOC) berechneten, wie groß der Impuls sein müsste, um für Fermi sichere Verhältnisse zu schaffen, und gleichzeitig zu gewährleisten, dass das Weltraumteleskop auf seiner neuen Bahn nicht sofort einem anderen Objekt zu nahe kommen würde. Außerdem wurden geeignete Zeitpunkte für das Manöver und vielleicht erforderliche zusätzliche Triebwerkszündungen festgelegt.

Da das Antriebssystem zum Deorbiting eigentlich nicht im Verlauf der wissenschaftlichen Mission von Fermi benutzt werden sollte, war man angesichts der Tatsache, dass nun brennbare Flüssigkeiten durch vorher nie benützte Rohrleitungen strömen sollten, einigermaßen nervös, berichtete McEnery. Doch es ging alles gut.

Am 3. April 2013 stellte Fermi vor der Triebwerkszündung die Himmelbeobachtung ein. Die beiden Solarzellenausleger, die für eine Spannweite von rund 15 Metern sorgen, wurden in geeignete Parkpositionen gefahren und die Hochgewinnantenne eingeklappt. Das Antriebssystem an Bord arbeitete dann seiner Konstruktion entsprechend. Sämtliche Schubdüsen des Systems gaben einen eine Sekunde dauernden Schubstoß ab, was ausreichte, um die voraussichtliche Vorbeiflugdistanz auf rund 9,6 Kilometer anzuheben.

Wenig später nahm Fermi den Beobachtungsbetrieb wieder auf. Die Begegnung mit dem alten sowjetischen Satelliten, der nicht mit Einrichtungen zu seiner Entsorgung ausgestattet worden war, war überstanden. Für künftig notwendige Ausweichmanöver von Fermi ist man bei der NASA jetzt besser gewappnet als jemals zuvor.

Die Betreiber des Nanosatelliten NEE-01 PEGASO hatten keine Möglichkeit, seine Bahn nach einem Hinweis des JSpOC auf eine mögliche Kollision aktiv zu beeinflussen. Der Satellit der zivilen Ecuadorianischen Raumfahrtagentur (EXA) mit einer Masse von nur etwas über 1,2 Kilogramm war erst am 26. April 2013 auf einer chinesischen Trägerrakete des Typs Langer Marsch 2D in den Weltraum gelangt.

Der kosmische Winzling mit einer würfelförmigen, von Solarzellen bedeckten Grundstruktur (Kantenlänge rund 10 Zentimeter) und zwei kleinen Auslegern mit Solarzellen (Spannweite rund 76 Zentimeter) hatte am 16. Mai 2013 ein erstes Live-Video mit Ton zur Erde gesendet. Am 22. Mai 2013 begegnete der Satellit nach Angaben der EXA einer ausgebrannten, ramponierten Raketenstufe einer sowjetischen, 1985 gestarteten Zyklon-3-Rakete, die mutmaßlich von allerlei Partikeln begleitet werde, und unnütz um die Erde kreist. Die Stufe ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 15.890 und als COSPAR-Objekt 1985-058B, und diente dem Transport von Kosmos 1666, wie Kosmos 1805 ein militärischer Funkaufklärer.

Obwohl es nach Angaben des US-amerikanischen Kommandos für Weltraumüberwachung keine unmittelbare Kollision zwischen der Raketenstufe und PEGASO gab, hat der Satellit laut EXA seine korrekte Fluglage eingebüßt. Die EXA bestätigte gegenüber Raumfahrer.net am 28. März 2013 wildes Taumeln des Satelliten und gestörte Systeme an Bord. Einen Zusammenstoß mit mindestens einem der die Raketenstufe begleitenden Weltraumschrott-Teilen nimmt die EXA an.

In ihrem Webauftritt berichtete die EXA am 23. März 2013, dass es nicht möglich sei, Daten vom Satelliten zu empfangen und Kommandos an ihn abzusetzen. Der Transceiver an Bord von PEGASO arbeite, Daten von PEGASO könnten aber der wegen des Taumelns nicht ausgerichteten Antenne des Satelliten am Boden nicht dekodiert werden.

Die EXA hofft dennoch, den unter anderem mit einer hochauflösenden Videokamera und einem Fernsehsender ausgestatteten Satelliten nach dem unterstellten direkten Debris-Treffer wieder unter Kontrolle zu bekommen, erläuterte ein Mitarbeiter der EXA Raumfahrer.net.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: EXA, NASA)



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Mars Aktuell: Strahlenbelastung bei Flügen zum Mars ist vertretbar von Redaktion



• Strahlenbelastung bei Flügen zum Mars ist vertretbar «mehr» «online»
• Vor zehn Jahren startete die Raumsonde Mars Express «mehr» «online»
• Marsrover Curiosity: Eine lange Fahrt steht bevor «mehr» «online»
• Mars Express: Ein Mosaik der Kasei Valles «mehr» «online»
• Weitere Meilensteine zum ExoMars-TGO erledigt «mehr» «online»


» Strahlenbelastung bei Flügen zum Mars ist vertretbar
31.05.2013 - Um zukünftig Astronauten zum Mars schicken zu können, ist es notwendig, die Strahlungswerte zu kennen, welche dabei innerhalb des Raumschiffes auftreten. Jetzt wurden die Messwerte eines Strahlungsdetektors an Bord des Marsrovers Curiosity ausgewertet, welcher entsprechende Messungen durchführte. Die Daten zeigen, dass bemannte Marsmissionen prinzipiell durchführbar sind. Die Strahlungsbelastung bei einem bemannten Flug zum Mars liegt knapp im Bereich der akzeptablen Grenzwerte und entspricht in etwa der normalen, lebenslangen Belastung auf der Erde.
Das Hauptziel der Mission des von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity besteht darin, zu erforschen, ob auf dem Mars einstmals "lebensfreundliche" Bedingungen herrschten, welche theoretisch die Entstehung von mikrobiologischen Lebensformen ermöglicht haben könnten und ob es eventuell sogar denkbar ist, dass die derzeit auf dem Mars vorherrschenden Umweltbedingungen auch noch in der Gegenwart die Existenz solcher Lebensformen ermöglichen könnten. Bei einem der 10 dabei zum Einsatz kommenden wissenschaftlichen Instrumente des Rovers handelt es sich um den Strahlungsdetektor RAD.

Die Aufgabe dieses unter anderem an der Christian-Albrechts-Universität in Kiel entwickelten Instrumentes besteht darin, die auf dem Mars auftretenden Strahlungswerte zu ermitteln. Im Gegensatz zur Erde verfügt der Mars über kein relevantes Magnetfeld. Dies hat zur Folge, dass die aus dem Weltall einfallende Strahlung die ungeschützte Planetenoberfläche nahezu vollständig erreicht.

Diese Strahlung besteht zum einen aus der galaktischen kosmischen Strahlung (GCR), welche ihren Ursprung außerhalb unseres Sonnensystems hat und zum Beispiel durch Sternexplosionen - sogenannte Supernovas - freigesetzt wird. Zum anderen besteht sie aus der solaren Strahlung, welche bei bestimmten physikalischen Prozessen auf der Sonne freigesetzt wird. Diese Sonnenwinde sind auf der Erde unter anderem für die Entstehung der Polarlichter verantwortlich. Des weiteren beinhaltet die den Mars treffende Strahlung eine sekundäre Strahlungskomponente, welche durch eine Wechselwirkung der galaktischen Strahlung und der solaren Strahlung mit der Marsatmosphäre und der Oberfläche des Planeten entsteht.

Messungen auf dem Weg zum Mars

Allerdings begann das RAD-Instrument nicht erst nach der erfolgreichen Landung des Rovers auf dem Mars mit seiner Arbeit. Der Strahlendetektor nahm den Betrieb vielmehr bereits kurz nach dem Start am 6. Dezember 2011 auf und war das einzige Instrument an Bord von Curiosity, welches bereits während des Fluges zum Mars wissenschaftliche Daten lieferte. Hierbei wurden bis zum 14. Juli 2012 alle 24 Stunden wissenschaftliche Daten des Instruments an das in Pasadena/Kalifornien befindliche Kontrollzentrum der Mission übermittelt. Die dabei gewonnenen Messresultate werden Auswirkungen auf die für die Zukunft geplanten Marsmissionen haben, bei denen dann auch Menschen die Oberfläche des Roten Planeten betreten werden.

Welche Strahlenbelastung wird die Besatzung eines Raumschiffs bei einem Flug zum Mars voraussichtlich ausgesetzt sein und welche Maßnahmen sind erforderlich, um diese Strahlendosis möglichst gering zu halten? Diese Fragen hoffen die Wissenschaftler mit den Daten des RAD-Instrumentes beantworten zu können.

"Das RAD ist [in der Missionsphase des Fluges zum Mars] vergleichbar mit einem Stellvertreter für einen Astronauten in einem Raumschiff auf dem Weg zum Mars", so die Erklärung von Dr. Donald Hassler vom Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder im US-Bundesstaat Colorado, dem für das RAD-Instrument hauptverantwortlichen Wissenschaftler. "Das Gerät befindet sich tief im Inneren der Raumsonde, vergleichbar mit der Position eines Astronauten bei einer bemannten Mission. Zu sehen, wie die Raumsonde das Strahlungsfeld beeinflusst, wird uns wichtige Informationen darüber liefern, wie man ein Raumschiff für eine zukünftige Reise zum Mars am besten konstruieren muss."

Am gestrigen Tag gab die NASA im Rahmen einer Pressekonferenz erste Ergebnisse der Strahlungsmessungen durch das RAD-Instrument bekannt.

"Zum ersten Mal konnte damit die Strahlung im Inneren einer Raumsonde im interplanetaren Raum zwischen Erde und Mars gemessen werden", so Dr. Günther Reitz, Wissenschaftler am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). "Bisher hatten wir nur Modellrechnungen. Nun haben wir echte Daten, welcher Strahlungsdosis ein Astronaut bei seiner Reise zum Mars ausgesetzt wäre."

Die Messungen zeigten, dass das Instrument - und somit ein Astronaut - auf dem Weg zum Mars jeden Tag im Durchschnitt einer Strahlungsdosis von 1,8 Millisievert ausgesetzt wurde. Unter der schützenden Hülle der Erdatmosphäre beträgt die jährliche Strahlendosis durch kosmische Strahlung dagegen lediglich 0,3 Millisievert. Zusätzlich zu der permanenten galaktischen Strahlung zeichnete das Gerät während der interplanetaren Reise auch die Strahlung von fünf Sonnenstürmen auf. Diese Stürme erwiesen sich als ein Glücksfall für die beteiligten Wissenschaftler, welche somit bereits in der Flugphase zum Mars ein breites Strahlungsspektrum erfassen konnten und dadurch auch wertvolle Daten über den Einfluss von Sonnenstürmen auf die Strahlenexposition erhielten. "Wir freuen uns über jeden solaren Sturm, denn der bringt noch zusätzlich Würze in die Suppe", so Dr. Günther Reitz.

Erkenntnisse für eine bemannte Langzeitmission zum Mars

Im Rahmen ihrer Studien berechneten die beteiligten Wissenschaftler von der NASA, dem SwRI, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Christian-Albrechts-Universität in Kiel (CAU) die Gesamtstrahlenbelastung, welcher ein Astronaut auf einer 360 Tage dauernden Hin- und Rückreise zum Mars ausgesetzt sein würde. Diese beträgt - eine vergleichbare Reisedauer, Raumschiffabschirmung und Sonnenaktivität vorausgesetzt - ungefähr 0,66 Sievert. Eine Strahlendosis von einem Sievert geht nach heutigen Erkenntnissen mit einem um fünf Prozent erhöhten Risiko für eine tödliche Krebserkrankung einher.

"Damit liegt die Belastung noch unter der Grenze von ungefähr 0,8 Sievert, der Astronauten in ihrer gesamten Laufbahn ausgesetzt sein dürfen. Bemannte Missionen sind also machbar, jedoch nicht unkritisch", so Professor Robert Wimmer-Schweingruber von der Christian-Albrechts-Universität in Kiel, dessen Arbeitsgruppe das Messgerät baute. "Diese Strahlungsdosis ist vergleichbar mit einer Ganzkörper-CT, welche alle fünf oder sechs Tage wiederholt wird", ergänzt Cary Zeitlin vom SwRI.

Die ermittelten 1,8 Millisievert pro Tag ergeben sich hauptsächlich durch die permanent vorhandene hochenergetische galaktische Teilchenstrahlung. Die von der Sonne ausgehende Strahlung war dagegen während des Fluges von Curiosity zu Mars für lediglich etwa drei bis fünf Prozent der gemessenen Strahlenwerte verantwortlich. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die Sonne während des 253 Tage dauernden Fluges zum Mars eine relativ geringe Aktivität zeigte. Bei einer bemannten Marsmission müsste zudem noch die Zeit berücksichtigt werden, welche die Astronauten auf der Marsoberfläche verbringen und während der sie ebenfalls einer erhöhten Strahlungsdosis ausgesetzt sein werden. Aber auch über diese Werte liefert das RAD-Instrument weitere Daten. Seit der Landung von Curiosity ist das Strahlungsmessgerät fast rund um die Uhr in Betrieb und ermittelt in regelmäßigen Abständen entsprechende Daten.

Die Strahlungsbelastung bei einem bemannten Flug zum Mars liegt somit nahe an den allgemein akzeptierten Grenzwerten der Raumfahrtorganisationen und entspricht in etwa der durchschnittlichen Belastung, welcher ein Mensch während seines gesamten Lebens auf der Erde ausgesetzt ist. "Die von uns gemessene Strahlenbelastung liegt an der Grenze zu dem, was bei der NASA und anderen Weltraumbehörden als die Obergrenze für ein akzeptables Risiko für Raumfahrer angesehen wird. Diese Grenzen sind jedoch abhängig von unserem Verständnis von dem mit der Exposition von kosmischen Strahlen verbundenen Gesundheitsrisiko. Und dieses Verständnis ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt immer noch ziemlich begrenzt", so Cary Zeitlin. Vor der Durchführung einer bemannten Marsmission ist deshalb in erster Linie zunächst einmal noch ein besseres Verständnis des gesundheitlichen Risikos nötig, welches mit derart hohen Belastungen verbunden ist.

Unabhängig davon, so die allgemeine Einschätzung, müsste ein Raumschiff, welches Astronauten zum Mars transportiert, über eine entsprechende Abschirmung gegen die kosmische Strahlung verfügen. Nur so kann die Strahlenbelastung auf einen Wert gesenkt werden, welcher das gesundheitliche Risiko zukünftiger Marsbesucher minimiert. Aufgrund der Daten des RAD-Instrumentes können entsprechende Schutzmaßnahmen bei der Konstruktion des Raumschiffes, welches Menschen zum Mars transportieren wird, berücksichtigt werden.

Die hier kurz vorgestellten Ergebnisse der Strahlungsmessungen durch das RAD-Instrument wurden am heutigen Tag von Cary Zeitlin et al. unter dem Titel "Measurements of Energetic Particle Radiation in Transit to Mars on the Mars Science Laboratory" in der Fachzeitschrift "Science" publiziert.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist als Partner der NASA an der Curiosity-Mission beteiligt. Es förderte die Entwicklung der Sensoreinheit des RAD-Instruments an der Christian-Albrechts-Universität in Kiel und am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR in Köln. Die Entwicklung der Sensoren erfolgte in enger Kooperation mit der in München ansässigen Firma Kayser-Threde. Die Entwicklung wurde zudem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert. Die finanzielle Gesamtsumme des Kieler Projektes beläuft sich auf rund 1,3 Millionen Euro. Für die Entwicklung der Elektronikeinheit des RAD war dagegen das SwRI verantwortlich. Der Betrieb des Instruments erfolgt durch ein internationales Wissenschaftler-Team, an dem Mitarbeiter des DLR, der CAU und des SwRI beteiligt sind.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 291 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 740 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. In diesem Zeitraum haben die Kamerasysteme des Rovers bisher 55.197 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Fachartikel von Cary Zeitlin et al.:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Christian-Albrechts-Universität Kiel, DLR, JPL, Science)


» Vor zehn Jahren startete die Raumsonde Mars Express
02.06.2013 - Heute vor 10 Jahren startete die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express. Seitdem liefert der Orbiter den Wissenschaftlern regelmäßig neue Daten und Bildaufnahmen von unserem Nachbarplaneten. Diese ermöglichten der Menschheit während der letzen Jahre einen immer besseren Einblick in die Geschichte des Roten Planeten.
Heute vor 10 Jahren, am 2. Juni 2003 um 19.45 MESZ, startete die europäischen Weltraumagentur ESA die Raumsonde Mars Express, welche nach einem knapp sieben Monate andauernden Flug Ende Dezember 2003 erfolgreich in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten einschwenkte. Mittels der sieben wissenschaftlichen Instrumente, welche sich an Bord des Marsorbiters befinden, sollten laut den Vorgaben für diese anspruchsvolle Mission in den darauf folgenden zwei Jahren folgende Aufgabenstellungen erfüllt werden:

  • eine globale, hochauflösende topographische und morphologische Kartierung der Marsoberfläche mit einer Nominalauflösung von bis zu zehn Metern in allen drei Dimensionen, sowie Teleaufnahmen mit bis zu zwei Metern Auflösung
  • eine geologische und mineralogische Kartierung des Mars durch Vielfarbenaufnahmen und spektroskopische Analysen
  • eine Analyse der atmosphärischen Zusammensetzung und der dort ablaufenden Prozesse
  • eine Untersuchung der Untergrundstruktur insbesondere auf Permafrostablagerungen
  • eine Erforschung der Wechselwirkung zwischen der Planetenoberfläche und der Marsatmosphäre
  • eine Untersuchung der Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre und dem interplanetaren Medium
  • eine Suche nach Wassereisablagerungen
  • eine Kartierung der Marsmonde Phobos und Deimos

Inzwischen hat Mars Express den "Roten Planeten" fast 12.000 Mal umkreist und liefert den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern auch lange nach dem Ablauf dieser zwei Jahre immer noch regelmäßig eine Vielzahl an Daten über die Atmosphäre und die Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten, durch deren Auswertung sich für die Planetenforscher wertvolle Einblicke in dessen Entwicklungsgeschichte ergeben. Dies ist auch der Grund dafür, warum die Mission mittlerweile bereits dreimal von der ESA verlängert wurde - zuletzt bis zum Ende des Jahres 2014. Der wissenschaftliche Ertrag, welcher sich dabei ergibt, ist ungemein groß und die Instrumente an Bord des Marsorbiters funktionieren trotz der langen Einsatzdauer immer noch einwandfrei.

Die HRSC-Kamera

Bei dem der Öffentlichkeit wohl am besten vertrauten Instrument an Bord von Mars Express dürfte es sich vermutlich um die High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC") handeln, welche ein bisher einmaliges Experiment in der Planetenforschung darstellt. Zum ersten Mal wird durch diese hochauflösende Stereokamera die Oberfläche eines fremden Planeten systematisch in der dritten Dimension und zudem in Farbe abgebildet. Durch die dabei gewonnenen Daten wird die Beantwortung fundamentaler Fragen zur geologischen und klimatologischen Geschichte des Mars ermöglicht. Die räumliche Auflösung der erzeugten Stereobilder erlaubt es den beteiligten Geowissenschaftlern, Oberflächendetails in einer Auflösung von bis zu 10 bis 30 Metern dreidimensional zu analysieren.

Als besonderes "Bonbon" ist ein zusätzliches hochauflösendes Teleobjektiv in die Kamera integriert. Mit diesem "Super Resolution Channel" (SRC) ist die Abbildung von lediglich etwa zwei bis drei Meter großen Objekten, welche dabei in die farbigen Stereobilddaten der HRSC-Kamera eingebettet sind, durchführbar. Auf diese Weise ist es zum Beispiel auch möglich, einzelne Schichten in Sedimentgesteinen des Mars zu identifizieren und zu analysieren. Die hierbei erreichbare "Punktgenauigkeit" der erzeugten Aufnahmen stellt eine weitere Stärke der HRSC-Kamera dar.

Das HRSC-Kameraexperiment wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin geleitet. Dieser hat auch die technische Konzeption der Kamera entworfen. Die HRSC-Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit mehreren 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. Das für die HRSC-Kamera verantwortliche Wissenschaftlerteam besteht derzeit aus 40 Co-Investigatoren von 33 Institutionen aus zehn Ländern.

Auf dem Weg zum Mars

Die Kamera wurde kurz nach dem Start erstmals aktiviert und dabei zur Erde hin ausgerichtet. Sie lieferte dabei den ersten Beweis, dass sie den Start der Raumsonde vom Weltraumbahnhof in Baikonur gut überstanden hatte. Aus knapp acht Millionen Kilometer Entfernung fertigte die Kamera am 3. Juli 2003 eine Test-Aufnahme an, auf der die Erde und der Mond zu erkennen waren. Als die Sonde dann nach einem mehrmonatigen Flug lediglich noch 5,5 Millionen Kilometer vom Mars entfernt war, gelang die nächste Aufnahme. Die verschiedenen Strukturen auf der Marsoberfläche waren hierbei als helle und dunkle Flächen zu erkennen.

Am 25. Dezember 2003 erreichte Mars Express schließlich das Ziel - und sorgte zunächst einmal für einen gewaltigen Schreck. Die Stereokamera blickte erstmals aus kurzer Entfernung auf den Mars - und lieferte ein fast weißes Bild.

"Da haben alle erst einmal geschluckt", erinnert sich Prof. Ralf Jaumann vom DLR. Funktionierte die Kamera etwa nicht? Für die an der Mission beteiligten Wissenschaftler wäre der Ausfall des Instruments eine herbe Enttäuschung gewesen. Doch einer der neun verschiedenen Kanäle der Kamera - der Infrarotkanal - zeigte immerhin schwache Konturen der Marsoberfläche. Die Problemlösung war dann glücklicherweise schnell gefunden. Die Sensitivität der Kamera war nahe am Mars viel größer als von den Wissenschaftlern eigentlich erwartet, und die erste Aufnahme war daher überbelichtet. Zwei Marsumkreisungen später wurde dann mit einer korrigierten Belichtungszeit aus einer Überflughöhe von 277 am 10. Januar 2004 die erste von vielen weiteren erfolgreichen Aufnahmen angefertigt. Detail für Detail zeigte sich ein Teilbereich der südlichen Hochländer des Mars nahe der unmittelbar nördlich des Äquators gelegenen Region Isidis Planitia.

Der Mars in 3D

"Zum ersten Mal konnten wir den Mars räumlich - dreidimensional - sehen", so Prof. Ralf Jaumann. Gräben, Impaktkrater, weit verzweigte Täler, Lavaflüsse, das größte Grabenbruchsystem oder auch der höchsten Berg im derzeit bekannten Sonnensystem - auf den Bildern der HRSC-Kamera wird die Topographie des Mars so plastisch dargestellt, dass der Eindruck entsteht, man könnte durch sie hindurchspazieren. Dass diese Landschaftsstrukturen auch in 3D zu sehen sind, wird durch das ungewöhnliche Aufnahmeprinzip der Kamera ermöglicht. Nacheinander tasten neun lichtempfindliche Detektoren die Oberfläche unter neun verschiedenen Beobachtungswinkeln ab. Die einzelnen Datensätze werden von den Mitarbeitern des DLR zu digitalen Geländemodellen und dreidimensionalen Bildern verarbeitet.

"Wir können die gesamte Topographie beinahe so sehen, als würden wir vor Ort auf dem Mars stehen", betont Prof. Ralf Jaumann. Welche Neigung hat ein Hang? Wie dick ist eine spezielle Lavaschicht? Mit den Aufnahmen der HRSC-Kamera konnten die Wissenschaftler beispielsweise feststellen, dass es auf dem Mars noch vor Kurzem einen aktiven Vulkanismus gegeben hat. Einige der Schildvulkane in der Marsprovinz Tharsis waren zum Beispiel noch von wenigen Millionen Jahren aktiv. In geologischen Zeiträumen betrachtet war das erst "gestern". Auch in der Gegenwart könnten die Vulkane auf dem Mars durchaus noch einen Rest dieser ehemaligen Aktivität aufweisen.

Die Bilder der HRSC-Kamera zeigen den Planetenforschern aber noch mehr. Auch wenn der Mars in der Gegenwart nicht mehr die atmosphärischen Bedingungen aufweist, welche das Vorhandensein von flüssigem Wasser erlauben - in seiner Vergangenheit muss Wasser über die Oberfläche des Mars geflossen sein. Dies belegen beispielsweise die vor drei bis vier Milliarden Jahren entstandenen riesigen Ausflusstäler im Grenzbereich zwischen dem südlichen Hochland und der die fast komplette nördliche Marshemisphäre bedeckenden Tiefebene.

Mit dem extrem hochauflösenden Teleobjektiv der HRSC-Kamera können so detailreiche Aufnahmen angefertigt werden, dass gerade geologische Prozesse, an denen Wasser beteiligt war, nachvollzogen werden können. Daraus resultiert, dass es im Laufe der Geschichte des Mars immer wieder fließende und stehende Gewässer auf dem heute so trockenen, staubigen Planeten gab. Es müssen also in der Frühphase des Planeten andere klimatische Bedingungen geherrscht haben. Gut erkennbar ist dies auch auf den dreidimensionalen Bildern, welche unweit des Äquators Strukturen zeigen, die von Gletschern stammen. Mit dem heutigen Klima auf dem Roten Planeten ist dies nicht vereinbar.

Warum hat sich der Mars so entwickelt? Was hat dazu geführt, dass der Mars und die Erde in der Gegenwart so unterschiedliche Umweltbedingungen aufweisen? Und bot der Mars in seiner Vergangenheit Bedingungen, die Leben ermöglichten? Die Mars Express-Sonde und deren HRSC-Kamera liefern kontinuierlich Daten, um diese Fragen zu beantworten.

Mittlerweile ist aus den zahlreichen Aufnahmen der HRSC-Kamera ein fast kompletter "Globus" des Mars entstanden, welcher unseren Nachbarplaneten in 3D darstellt. Wie bei einem Puzzle setzen die Wissenschaftler die Aufnahmen der Kamera Stück für die Stück zusammen und erstellen so eine globale Landkarte vom Mars. Von den 145 Millionen Quadratkilometern der Marsfläche hat das HRSC-Team während der letzten fast zehn Jahre rund 95,5 Prozent der Marsoberfläche in einer Auflösung abgebildet, welche bei mindestens 60 Metern pro Pixel liegt. Etwa 66,8 Prozent der Oberfläche, dies entspricht rund 97 Millionen Quadratkilometern, konnten sogar mit Auflösungen zwischen lediglich 12,5 und 20 Metern erfasst werden.

Von Zeit zu Zeit machen atmosphärische Störungen wie Wolken aus Kohlendioxid oder Wassereiskristallen, Dunstschichten oder Staubstürme einzelne Aufnahme für eine wissenschaftliche Auswertung unbrauchbar. In solchen Fällen entsteht eine Datenlücke, welche bei einem der nächsten Überflüge gefüllt wird.

"Damit entsteht der umfangreichste Datensatz, der je mit einem deutschen Instrument zur Erkundung unseres Sonnensystems gewonnen wurde", so Prof. Ralf Jaumann. Kombiniert werden diese Daten mit den Datensätzen, welche durch die Marsorbiter der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA oder auch den Daten der anderen Instrumente von Mars Express gesammelt werden. All diese Daten ermöglichen es uns - in einem größeren Kontext betrachtet - die Entwicklungsgeschichte des Mars noich besser als bisher möglich nachzuvollziehen. Hierdurch ergeben sich auch neue Erkenntnisse darüber, wie sich unser Heimatplanet einstmals entwickelte und immer noch weiter entwickelt.

Anlässlich des Jubiläums des Starts von Mars Express hat das DLR ein Webspecial erstellt, welches Sie hier abrufen können. Auf dieser Internetseite finden Sie atemberaubend schöne Aufnahmen von der Oberfläche des Mars und erfahren mehr über dessen Klimageschichte, dessen zwei Monde und über die Geschichte seiner Erforschung. DLR- Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler berichten hier zudem in kurzen Interviews über die aktuellen Forschungsergebnisse und die bisherigen, teils verblüffenden Erkenntnisse, welche sie im Laufe der letzten Jahre auch auf Grundlage der HRSC-Daten gewonnen haben.

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


» Marsrover Curiosity: Eine lange Fahrt steht bevor
07.06.2013 - Der Rover Curiosity steht unmittelbar vor einem entscheidenden Wendepunkt seiner Mission. Nach dem Abschluss der mehrere Monate andauernden, ausführlichen Untersuchungen der Region Glenelg wird der Rover in Kürze mit der Fahrt zum Fuß des Zentralbergs des Gale-Kraters beginnen. Bis zum Erreichen dieses Berges muss Curiosity allerdings noch eine Strecke von rund acht Kilometern überbrücken.
Während der letzten Monate hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine wissenschaftlichen Instrumente dazu eingesetzt, um nahe seiner Landestelle einen kleinen Bereich der Marsoberfläche ausführlich zu untersuchen. Hierbei kam auch wiederholt ein kleiner Gesteinsbohrer zum Einsatz, mit dessen Hilfe Material von der Oberfläche entnommen und anschließend durch verschiedene Instrumente analysiert werden konnte (Raumfahrer.net berichtete).

Die Untersuchung der Felsformation "Cumberland", so die Bezeichnung für den Ort der zweiten Bohrung, ist mittlerweile abgeschlossen. Sie hat lediglich rund drei Wochen gedauert und konnte somit etwa dreimal schneller durchgeführt werden als die vorherigen Untersuchungen der ersten Bohrstelle bei der Formation "John Klein". Das Curiosity-Team, so die Einschätzung der für die Durchführung der Mission verantwortlichen Wissenschaftler und Ingenieure, hat seine Lektionen aus der ersten Bohrung gelernt und konnte die gesammelten Erfahrungen erfolgreich umsetzen.

Bei der ersten Bohrung wurde aufgrund der fehlenden Erfahrungen eine bewusst defensive Vorgehensweise gewählt. Bei Cumberland konnte man bereits "offensiver" vorgehen. Zukünftige Bohrungen, so die Einschätzung der Missionsmitarbeiter, werden einschließlich der damit verbundenen Analysen der entnommenen Proben wahrscheinlich nur noch 2,5 bis maximal fünf Wochen in Anspruch nehmen.

"Wir sind jetzt voll einsatzfähig", so Jim Erickson, der Projektmanager für die Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Bei all den Aktivitäten, die wir zum ersten Mal überhaupt probiert hatten, mussten wir es zunächst etwas langsamer angehen lassen."

Aufbruch zum Aeolis Mons

In Kürze wird Curiosity diesen Bereich der Oberfläche jedoch endgültig verlassen und sich in Richtung des Aeolis Mons, des etwa 5,5 Kilometer hohen Zentralberges im Inneren des Gale-Kraters, begeben. Auf dem Weg zu dem etwa acht Kilometer vom aktuellen Standort entfernt gelegenen "Ankunftspunkt" am Fuß des Zentralberges, welcher auch als "Mount Sharp" bezeichnet wird, soll der Rover jedoch zunächst erneut die bereits zuvor besuchten und kurz untersuchten Oberflächenformationen "Point Lake" und "Shaler" ansteuern.

"Ein genauerer Blick könnte uns ein besseres Verständnis darüber verschaffen, wie sich die beiden Steine, die wir mit dem Bohrer untersucht haben, in die Geschichte der veränderten Umweltbedingungen in dieser Region einordnen lassen", so Joy Crisp vom JPL, die stellvertretende Projektmanagerin der Mission.

Erstere Formation, so die bisherigen Analysen, ist eventuell vulkanischen Ursprungs. Bei Shaler handelt es sich dagegen sehr wahrscheinlich um die Überreste eines ehemaligen Flussbetts. Während der Fahrt zu diesen beiden Formationen sind unter anderem regelmäßig durchzuführende Messungen mit dem DAN-Instrument vorgesehen. Zeitgleich soll die entstehungsgeschichtliche Vielfalt der dabei zu passierenden Oberflächenbereiche im Rahmen kurzer Messungen analysiert werden. Auf diese Weise wollen die Wissenschaftler einen tieferen Einblick in die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte dieser Region des Gale-Kraters erhalten. Im Rahmen dieser Analysen sind jedoch keine weiteren Bohrungen oder Entnahmen von Bodenproben vorgesehen.

Die genaue Route, welcher der Rover auf dem Weg zur Basis des Zentralberges folgen wird, wurde bisher noch nicht festgelegt. Dies soll aber in den nächsten Wochen geschehen. Hierbei greift das für die entsprechenden Planungen zuständige Team auf detaillierte Aufnahmen der Marsoberfläche zurück, welche in der Vergangenheit unter anderem durch die an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) befindliche HiRISE-Kamera angefertigt wurden. Unklar ist derzeit allerdings, wie viel Zeit Curiosity für den etwa acht Kilometer langen Weg benötigen wird.

Mindestens ein Jahr bis zum Zentralberg

"Wir wissen derzeit noch nicht, wann wir den Mount Sharp erreichen werden", so Jim Erickson. "Diese Mission ist im wahrsten Sinne des Wortes eine Entdeckungsmission. Dies bedeutet allerdings, dass wir, obwohl unser eigentliches Ziel der Mount Sharp ist, auch interessante Strukturen untersuchen werden, welchen wir auf dem Weg dorthin begegnen." Auf dem zu absolvierenden Weg wird der Rover in regelmäßigen Abständen kurze Pausen einlegen, um auf der Route gelegene Oberflächenformationen zu untersuchen. Nach der bisherigen Planung wird sich das wissenschaftliche Interesse dabei auf Formationen aus offen zutage liegenden Grundgestein konzentrieren.

Ebenfalls von wissenschaftlichem Interesse dürfte ein Dünenfeld sein, dessen Ausläufer der Rover kurz vor seiner Ankunft am Mount Sharp passieren muss. Eine exakte Auswahl einzelner Forschungsziele wird allerdings erst bei deren Erreichen getroffen werden. Im günstigsten Fall wird Curiosity bis zum Erreichen des Aeolis Mons einen Zeitraum von mindestens 10 bis 12 Monate benötigen. Dies wäre laut Jim Erickson allerdings immer noch eine unerwartet kurze Reisezeit.

Nach seiner Ankunft am Mount Sharp wird Curiosity mit der Erkundung der dort befindlichen geschichteten Ablagerungen beginnen, welche sich bereits aus der Distanz an den Hängen dieses Berges erkennen lassen. Hier erhoffen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Informationen über das Klima, welches früher auf dem Mars geherrscht hat, und über die geologische Entwicklungsgeschichte dieser Region.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 297 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 765 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte dabei erst vor wenigen Stunden und führte über eine Distanz von rund 19 Metern, welche der Rover in einem Zeitraum von etwas über 90 Minuten überbrückte. Seit dem Erreichen der Marsoberfläche haben die Kamerasysteme von Curiosity 57.963 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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


» Mars Express: Ein Mosaik der Kasei Valles
09.06.2013 - Am vergangenen Donnerstag veröffentlichte Aufnahmen der Raumsonde Mars Express zeigen die Kasei Valles auf dem Mars. Bei diesem etwa 2.500 Kilometer langen Talsystem handelt es sich um eines der größten Ausflusstalsysteme auf unserem Nachbarplaneten.
Bereits seit dem Dezember 2003 befindet sich die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express in einer Umlaufbahn um den Mars und liefert den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern seitdem mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten regelmäßig eine Vielzahl an Daten über die Atmosphäre und die Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten, durch deren Auswertung sich für die Planetenforscher wertvolle Einblicke in dessen Entwicklungsgeschichte ergeben.

Bei dem der Öffentlichkeit wohl am besten bekannten Instrument an Bord des Marsorbiters dürfte es sich vermutlich um die High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC") handeln. Zum ersten Mal wird durch diese hochauflösende Stereokamera die Oberfläche eines fremden Planeten systematisch in der dritten Dimension und zudem in Farbe abgebildet. Von den 145 Millionen Quadratkilometern der Marsfläche hat die HRSC während der letzten fast zehn Jahre rund 95,5 Prozent in einer Auflösung abgebildet, welche bei mindestens 60 Metern pro Pixel liegt. Etwa 66,8 Prozent der Oberfläche, dies entspricht rund 97 Millionen Quadratkilometern, konnten sogar mit Auflösungen zwischen lediglich 12,5 und 20 Metern erfasst werden.

Ein am vergangenen Donnerstag von der ESA veröffentlichtes Mosaik zeigt die Umgebung der Kasei Valles - einem der größten Ausflusstalsysteme auf dem Mars. Für die Erstellung der Mosaikaufnahme wurden Bilddaten verwendet, welche von der HRSC während 67 verschiedener Umläufe von Mars Express erstellt wurden. Das Mosaik erstreckt sich von 280 bis 310 Grad östlicher Länge und 19 bis 36 Grad nördlicher Breite. Es verfügt über eine Ausdehnung von etwa 987 Kilometern (Nord-Süd-Richtung) mal 1.550 Kilometern (Ost-West-Richtung) und deckt eine Fläche von rund 1,55 Millionen Quadratkilometern ab. Dies entspricht in etwa der Fläche der Mongolei.

Die Kasei Valles

Die Kasei Valles - "Kasei" ist die japanische Bezeichnung für den Planeten Mars - entspringen in dem unmittelbar nördlich der Valles Marineris gelegenen Region Echus Chasma. Von dort aus verlaufen sie in die nordöstliche Richtung und teilen sich in verschiedene Arme auf, welche in den westlichen Bereich der Tiefebene Chryse Planitia münden. Die Gesamtausdehnung des Talsystems von der "Quelle" bis zu seiner Mündung beträgt etwa 2.500 Kilometer.

Aller Wahrscheinlichkeit nach wurde dieses Talsystem durch gigantische Wassermassen geformt, welche in der Vergangenheit - den von der Erde her bekannten Jökulhlaups ähnelnd - mehrfach durch vulkanische Aktivitäten in der Tharsis-Region freigesetzt wurden und sich anschließend über die Marsoberfläche ergossen. Allerdings haben auch die erodierende Kraft von Gletschern und vulkanische Ablagerungen ihre Spuren auf dem Grund der Täler und an dessen seitlichen Hängen hinterlassen.

Der Oberlauf des Ausflusstals nimmt etwa die Hälfte von dessen Gesamtlänge ein. Das Haupttal erreicht dabei eine Breite von etwa 500 Kilometern. Der Unterlauf spaltet sich zunächst in einen nördlichen und einen südlichen Arm, welcher Sacra Fossae genannt wird. An den Seitenhängen des Sacra Fossae sind bis zu 30 Kilometer breite Terrassen erkennbar. Auffallend sind dabei einige gewundene Täler, welche sich in die Terrasse am südlichen Talrand hineingeschnitten haben.

Diese beiden Arme umschließen eine mit dem Namen Sacra Mensa belegte Formation, die sich wie eine Insel über eine Länge von über 500 Kilometern um bis zu zwei Kilometer über das umgebende Gelände erhebt. Dieser gigantische, stromlinienförmig verlaufende Tafelberg widerstand der Abtragung durch die Wassermassen, welche sich einstmals mit großer Energie durch diese Täler wälzten. Auf diesem Tafelberg sind einige größere Impaktkrater erkennbar, was darauf hindeutet, dass dieser Berg über ein sehr hohes Alter verfügt. Außerdem ist ein Muster von Rissen zu beobachten. Hierbei handelt es sich um kleinere, flache Täler, die entweder auf tektonische Spannungen in der Marskruste oder auf eingestürzte Hohlräume im Untergrund zurückzuführen sind.

Im Bereich des nördlichen Talarms fällt zudem eine etwa 30 Kilometer lange und 10 Kilometer breite ovale Struktur auf, welche sich zur einen Hälfte in den Sacra Mensa und zur anderen Hälfte in die terrassierte Talausbuchtung erstreckt. Wahrscheinlich wurde diese Vertiefung von einem Asteroiden verursacht, welcher hier in einem relativ flachen Winkel auf die Oberfläche traf.

Noch weiter zur Mündung hin spaltet sich das Kasei Vallis in weitere Einzelarme auf, welche dabei ein regelrechtes Delta erzeugen. Auch diese Täler wurden durch die starke erosive Kraft des Wassers und durch die unterschiedliche Beschaffenheit des Untergrunds geschaffen. Verschiedene fluviale Strukturen wie der Grund der Täler, Terrassen und tropfenförmige Inseln sind gut erhalten und über weite Bereiche des Ausflusstals zu finden. Auch im unmittelbaren Mündungsbereich konnte dabei ein Teil der ursprünglichen Marsoberfläche den Wassermassen widerstehen. Im Zentrum einer hier befindlichen Erhebung befindet sich der knapp 100 Kilometer durchmessende Sharanov-Krater.

Das weiter oben gezeigte Nadir-Farbmosaik der Kasei Valles wurde aus dem senkrecht auf die Planetenoberfläche blickenden Nadirkanal und den vor- beziehungsweise rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera erstellt. Die perspektivische Schrägansicht wurden aus den Aufnahmen der Stereokanäle der HRSC-Kamera berechnet. Des Weiteren konnten die für die Bildauswertung zuständigen Wissenschaftler aus einer höhenkodierten Bildkarte, welche aus den Nadir- und Stereokanälen der HRSC-Kamera errechnet wurde, ein digitales Geländemodell der abgebildeten Marsoberfläche ableiten, welches über eine Auflösung von 100 Metern pro Pixel verfügt.

Das HRSC-Kameraexperiment an Bord der ESA-Raumsonde 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 (DLR) entwickelt und in Kooperation mit mehreren 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.

Die hier gezeigten Aufnahmen der Kasei Valles finden Sie auch 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: FU Berlin, ESA)


» Weitere Meilensteine zum ExoMars-TGO erledigt
09.06.2013 - Die Missionskontrolle ist das Gehirn einer jeden Weltraummission. Hier laufen alle Daten zusammen und werden Befehle für anstehende Manöver vorbereitet und auf dem Weg gebracht. Die ESA hat nun den Auftrag für das Missionskontrollsystem für den ExoMars-Orbiter vergeben. Die Kontrolle des mitgeführten Landedemonstrators ist dabei Neuland.
Relativ unspektakulär, aber ein untrügliches Zeichen dafür, dass es ernster wird, ist die kürzlich erfolgte Vergabe des Auftrags zur Entwicklung des Missionskontrollsystems für Teil 1 der kommenden Mars-Mission ExoMars der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Teil 1 ist der 2016 startende Mars-Orbiter, der hauptsächlich Spurengase wie Methan in der Marsatmosphäre erforschen soll und daher mit dem Namenszusatz TGO (Trace Gas Orbiter) geführt wird. Teil 2 ist der laut Planung 2018 folgende Marsrover zur Erforschung des Marsbodens und –untergrundes, unter anderem nach Hinweisen auf ehemaliges Leben.

Beauftragt wurde Telespazio Vega Deutschland mit Sitz in Darmstadt. Telespazio Vega ist die Deutschlandtochter der italienischen Telespazio S.p.A., die wiederum zum Finmeccanica/Thales-Konzern gehört. Die örtliche Nähe zur ESOC, dem Satellitenkontrollzentrum der ESA, ist dabei kein Zufall. ExoMars-TGO wird vom ESOC über die gesamte Missionslaufzeit überwacht und gesteuert werden. Im Gegensatz dazu wird der später in europäisch-russischer Zusammenarbeit auf dem Mars abgesetzte Rover vom ALTEC (Advanced Logistics Technology Engineering Center) in Turin gesteuert.

Telespazio Vega hat bereits das Missionskontrollsystem für die 2013 vorgesehene Mission GAIA, einem Weltraumteleskop, entwickelt. Das Unternehmen ist einer der Hauptauftragnehmer der ESOC für verschiedenste Bodensysteme und arbeitet auch mit EUMETSAT zusammen. Auf diesen Erfahrungen teilweise aufbauend kann laut Telespazio Vega das Missionskontrollsystem für die verschiedenen Aufgaben des ExoMars-TGO bei der Marserforschung und als Relaisstation entwickelt werden. Neuland betritt man hingegen bei der Überwachung und Steuerung und des vom ExoMars-TGO mitgeführten Landedemonstrators EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Modul). Dieser soll 2018 nach Ankunft des TGO am Mars von der Sonde freigesetzt werden und vom Eintritt in die Marsatmosphäre über den Abstieg bis hin zur Landung wichtige Daten zur Vorbereitung der Landung des Marsrovers liefern. Sieht man vom Titan-Lander Huygens ab, hat Europa kaum Erfahrung mit halbwegs weichen Landungen auf Monden oder Planeten. Der erste Versuch im Jahr 2003 mit dem von der Sonde Mars Express mitgeführten Lander Beagle 2 war ein Fehlschlag. Der zweite Versuch wird nun erheblich solider aufgesetzt. Da die Rakete mit dem Marsrover allerdings 2018 starten soll, wird es zu spät sein für Änderungen am technischen Design der Landeeinheit.

Das EDM wurde im April im ESA-Technologiezentrum ESTEC im niederländischen Noordwijk intensiven Vibrationstests ausgesetzt. Zuvor wurde der bei Thales Alenia Space in Turin gefertigte flache Kegel auf seine Bio-Dichtigkeit geprüft. Hitzeschild, Frontscheibe und Rückenabdeckung müssen biologisch Dicht sein und bleiben, um eine Kontamination mit Erdorganismen zu vermeiden. Die Rütteltests ahmten hinsichtlich Dauer und Frequenz annähernd die Belastung beim Start auf einer Protonrakete nach. Danach erfolgte ein erneuter Test der Bio-Abdichtung. Der scheint zufriedenstellend ausgegangen zu sein. Inzwischen ist das EDM wieder in Turin für konstruktive Tests. Unter anderem werden das Eindringen in die Mars-Atmosphäre und der Fallschirmeinsatz simuliert. Das EDM wird mit 21.000 Stundenkilometer in die Marsatmosphäre eindringen und innerhalb von acht Minuten auf 15 Stundenkilometer abgebremst.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: ESA, Telespazio Vega)



 

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Saturn Aktuell: Beherbergt der Mond Dione einen unterirdischen Ozean? von Redaktion



• Beherbergt der Mond Dione einen unterirdischen Ozean? «mehr» «online»
• Cassini: Der Saturn-Umlauf Nummer 193 beginnt «mehr» «online»


» Beherbergt der Mond Dione einen unterirdischen Ozean?
01.06.2013 - Auf den Aufnahmen der Raumsonde Cassini wirkt der Saturnmond Dione auf den ersten Blick wie eine kalte, unveränderliche Welt. Genauere Analysen erbrachten jetzt jedoch Hinweise darauf, dass sich unter der Oberfläche dieses Mondes ein Ozean befinden könnte.
Der am 21. März 1684 von dem Astronomen Giovanni Cassini entdeckte Saturnmond 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 diesen zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems benötigt der Mond etwa 2,7 Tage. Dione verfügt über eine mittlere Dichte von 1,476 Gramm pro Kubikzentimeter und besteht größtenteils aus Wassereis, dürfte allerdings über einen Kern aus Silikatgesteinen verfügen, welcher etwa ein Drittel der Gesamtmasse des Mondes ausmacht.

Auf den Aufnahmen der Raumsonde Cassini, welche den Saturn seit dem Sommer 2004 umkreist, wirkt der Mond Dione auf den ersten Blick zunächst wie eine kalte, unveränderliche Welt. Auf Diones Oberfläche sind sowohl stark verkraterte Regionen als auch ausgedehnte, flache Ebenen mit nur wenigen Kratern vertreten. Die verkraterten Regionen weisen zahlreiche Impaktkrater mit Durchmessern von teilweise mehr als 100 Kilometern auf. In den Ebenen erreichen die Krater dagegen nur selten Durchmesser von mehr als 30 Kilometern.

Erst im Jahr 2011 stellte sich heraus, dass Dione von einer extrem dünnen Atmosphäre umgeben ist (Raumfahrer.net berichtete). Jetzt fanden Wissenschaftler Hinweise darauf, dass sich unter der Oberfläche dieses eisigen Mondes ein Ozean aus flüssigem Wasser befinden könnte, welcher in der Vergangenheit für eine geologische Aktivität auf dessen Oberfläche verantwortlich war. Eventuell, so die Planetenforscher, ist diese geologische Aktivität sogar noch in der Gegenwart vorhanden.

"Es zeichnet sich immer deutlicher ein Bild ab, demzufolge Dione eine Art Fossil der Aktivität des Mondes Enceladus mit seinen Geysiren sein könnte oder sogar eine schwächere Kopie von Enceladus", so Bonnie Buratti vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, die Leiterin eine Forschungsgruppe des Cassini-Teams, welches sich auf die Untersuchung der Eismonde des Saturn spezialisiert hat. "Es könnte sich sogar herausstellen, dass es da draußen deutlich mehr aktive Welten mit Wasser gibt, als wir bisher für möglich gehalten haben."

Bisher gehen die Planetologen davon aus, dass sich zum Beispiel unter den Oberflächen der Saturnmonde Titan und Enceladus oder des Jupitermondes Europa größere Reservoirs aus flüssigem Wasser befinden. Speziell der Mond Enceladus geriet in der Vergangenheit immer wieder durch die gigantischen Fontänen aus Wasserdampf und Eispartikeln in die Schlagzeilen, welche - von dessen Südpolregion ausgehend - in das Weltall geschleudert werden. Als wahrscheinlichste Ursache für diesen Kryovulkanismus wird ein unterirdisches Salzwasserreservoir angenommen (Raumfahrer.net berichtete).

Diese Monde stellten in der Vergangenheit für die Geologen und Astrobiologen immer wieder Ziele dar, wo sie nach den "Bausteinen des Lebens" Ausschau hielten. Das Vorhandensein eines unterirdischen Ozeans würde das astrobiologische Potential des Mondes Dione ungemein steigern und diese bisher anscheinend so "langweilige" Eiswelt noch weiter in den Fokus der Planetenforschung rücken.

Woher stammen die Hinweise?

Eines der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Raumsonde Cassini, das Dual Technique Magnetometer (kurz "MAG"), konnte in der Vergangenheit mehrfach einen schwachen Partikelstrom nachweisen, der seinen Ursprung anscheinend bei Dione hat. Detailaufnahmen der Mondoberfläche, welche mit dem aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment angefertigt wurden, lieferten zudem Hinweise auf eine flüssige oder feuchte Schicht, welche sich unmittelbar unter der steinharten Eiskruste des Mondes erstreckt. Weitere Aufnahmen zeigten zudem Frakturen auf der Oberfläche, welche eine starke Ähnlichkeit mit der Südpolregion des Enceladus aufweisen.

Zusätzliche Hinweise lieferte die Untersuchung einer etwa 800 Kilometer langen Bergkette namens Janiculum Dorsa, welche sich in der Äquatorregion dieses Mondes zwischen 1.000 und 2.000 Metern über die Oberfläche erhebt. Die Kruste des Mondes Dione scheint sich unter dem Gewicht dieser Gebirgskette um bis zu 500 Meter gesenkt zu haben.

"Die Verformung der Kruste unter Janiculum Dorsa deutet darauf hin, dass die Eiskruste einstmals warm war. Und die beste Möglichkeit, die dafür notwendige Wärme zu erklären ist die Annahme der Existenz eines Ozeans unter der Oberfläche zu dem Zeitpunkt als sich die Bergkette bildete", so Noah P. Hammond von der Brown University in Providence/USA.

Der Mond Dione umkreist den Saturn auf einer leicht elliptischen Umlaufbahn. Bedingt durch die schwankenden Entfernungen zu dem Saturn wird das Innere von Dione durch die von dem Planeten ausgehenden Gezeitenkräfte regelrecht durchgeknetet, wodurch Wärme entsteht. Wenn sich die äußere Kruste des Mondes dabei unabhängig vom inneren Kern bewegen kann - und dies wäre zum Beispiel dann der Fall, wenn sich zwischen Kruste und Kern ein Wasserreservoir befindet - würde die Gravitationswirkung des Saturn praktisch verstärkt und es könnte bis zu zehn Mal mehr Wärme freigesetzt werden. Alternative Erklärungsansätze wie zum Beispiel ein lokaler "Hotspot" unter der Kruste oder starke Schwankungen in der Umlaufbahn des Mondes erscheinen den Wissenschaftlern dagegen als eher unwahrscheinlich.

Offene Fragen

Neben der Frage der Wärmefreisetzung bei Dione müssen allerdings noch weitere offene Fragen beantwortet werden. Die Planetenforscher suchen immer noch nach einer Erklärung dafür, warum der Mond Enceladus eine deutlich höhere Aktivität entwickeln konnte als Dione. Vielleicht, so die Wissenschaftler, fallen die auf Enceladus einwirkenden Gezeitenkräfte stärker aus. Eine weitere Erklärung wäre, dass sich im Gesteinskern von Enceladus ein höherer Anteil an radioaktiven Elementen konzentriert. Der Zerfall dieser Radionuklide würde dann auch zu einer erhöhten Abstrahlung von Wärmeenergie führen.

Auf jeden Fall, so die Wissenschaftler, wäre die Entdeckung eines unterirdischen Wasserreservoirs auf Dione ein Indiz dafür, dass Ozeane unter der Oberfläche von Eismonden und Zwergplaneten im Bereich des äußeren Sonnensystems deutlich häufiger anzutreffen sind als bisher angenommen.

Dies nährt auch die Hoffung, dass schon bald bei weiteren Welten in unseren Sonnensystem vergleichbare Entdeckungen gelingen könnten, denn bereits im Jahr 2015 werden zwei von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonden zwei dieser Objekte erreichen. Im Februar 2015 wird die Raumsonde DAWN in eine Umlaufbahn um den Zwergplaneten Ceres einschwenken und diesen über einen Zeitraum von mindestens fünf Monaten hinweg untersuchen. Im Juli 2015 wird zudem die Raumsonde New Horizons den Zwergplaneten Pluto im Rahmen eines Vorbeifluges im Detail studieren.

Die hier kurz vorgestellten Ergebnisse der Untersuchung der Bergkette Janiculum Dorsa und der Kruste des Mondes Dione wurden in der März-Ausgabe der Fachzeitschrift "Icarus" von Noah P. Hammond et al. unter dem Titel "Flexure on Dione: Investigating subsurface structure and thermal history" publiziert.

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 Noah P. Hammond et al.:


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


» Cassini: Der Saturn-Umlauf Nummer 193 beginnt
07.06.2013 - In den Morgenstunden des 7. Juni begann die Raumsonde Cassini ihren mittlerweile 193. Umlauf um den Planeten Saturn. In den folgenden 12 Tagen stehen erneut die Atmosphäre des Saturn und dessen Ringsystem im Fokus des wissenschaftlichen Interesses.
Am heutigen Tag erreichte die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 8.29 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 1,34 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und begann damit zugleich ihren mittlerweile 193. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell verfügt Cassini auf ihrer Umlaufbahn um den Saturn immer noch über eine Inklination von 59,4 Grad.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des 12 Tage andauernden Umlaufs - dieser trägt die Bezeichnung "Rev 192" - insgesamt 20 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Die meisten dieser Beobachtungen werden sich auf die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn konzentrieren.

Die erste ISS-Beobachtung wird dabei am 9. Juni den Saturn zum Ziel haben. In Zusammenarbeit mit einem der Spektrometer der Raumsonde, dem Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), soll die ISS-Kamera hierbei die Südpolregion des Saturn abbilden. Neben der Suche nach Polarlichtern dienen diese Beobachtungen dazu, die Rotationsperiode des Saturn-Magnetfeldes näher zu bestimmen. Am darauf folgenden Tag steht der größte der Saturnmonde, der 5.150 Kilometer durchmessende Mond Titan , auf dem Beobachtungsprogramm. Aus einer Distanz von etwa 1,4 Millionen Kilometern soll die Kamera eingesetzt werden, um die Dunstschichten im Bereich von dessen äußeren Atmosphärenschichten zu studieren.

Am 12. und am 14. Juni soll die ISS-Kamera im Rahmen von drei Beobachtungskampagnen den kleinen, äußeren Saturnmond Albiorix abbilden. Außer den Daten von dessen Umlaufbahn um den Saturn, seinem Durchmesser von rund 32 Kilometern und einer ungefähren Rotationsperiode von etwas über 13 Stunden ist über diesen erst im Jahr 2000 entdeckten Mond bisher nur sehr wenig bekannt. Die ISS-Kamera soll Albiorix über Zeiträume von jeweils mehreren Stunden aus einer Distanz von rund 22,9 Millionen Kilometern mehrfach abbilden. Anhand der Variationen in der sich aus diesen Beobachtungen ergebenden Lichtkurven und einem Abgleich mit vorherigen Messungen sollen trotz dieser großen Entfernung zwischen der Raumsonde und dem Mond dessen Helligkeitsvariationen und die sich daraus ergebende Rotationsperiode noch näher bestimmt werden. Des weiteren sollen die Daten genutzt werden, um die Orientierung der Rotationsachse von Albiorix zu ermitteln.

Zwischen den beiden Beobachtungskampagnen am 12. Juni steht außerdem erneut der Mond Enceladus auf dem Beobachtungsprogramm. Hierbei soll die ISS-Kamera dessen Südpolregion abbilden und die von dort ausgehenden Fontänen aus Wasserdampf und Eispartikeln dokumentieren. Anhand der Aufnahmen wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler untersuchen, ob während der letzten Monate eine Veränderung in der Aktivität der hierfür verantwortlichen Kryovulkane auftrat. Enceladus wird sich während dieser Beobachtungssequenz in einer Entfernung von rund 714.000 Kilometern zu der Raumsonde befinden.

Am 13. Juni wird Cassini schließlich um 7.58 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 193 erreichen und den Planeten in einer Entfernung von 557.700 Kilometern passieren. Wenige Stunden später wird sich die ISS-Kamera auf die Nordpolregion des Planeten richten. In Zusammenarbeit mit einem weiteren Instrument der Raumsonde, dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), soll die WAC-Kamera neben markanten Wolkenformationen speziell das direkt über dem Nordpol gelegene Nordpol-Hexagon abbilden. Die entsprechenden Beobachtungen werden bis zum 14. Juni andauern.

Für die folgenden Tage sind dann verschiedene Beobachtungssequenzen vorgesehen, in deren Rahmen die ISS-Kamera sowohl in der Saturn- als auch in der Titanatmosphäre nach markanten Wolkenformationen und kleineren Sturmgebieten Ausschau halten wird. Durch diese Beobachtungen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen. Weitere Aufnahmen werden sich auf das Ringsystem des Saturn konzentrieren. Unter anderem sollen hierbei zum wiederholten Mal sogenannte "Propellerstrukturen" im äußeren Bereich des A-Ringes dokumentiert werden.

Bei diesen entfernt an Flugzeugpropeller erinnernden, lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine "Hohlräume" innerhalb des A-Ringes, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Mini-Monden - so genannten Moonlets - verursacht werden (Raumfahrer.net berichtete über den bei der Entstehung solcher "Propellerstrukturen" zugrunde liegenden Prozess). Durch die anzufertigenden Aufnahmen sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.

Am 19. Juni 2013 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 7.34 MESZ in einer Entfernung von rund 1,34 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis erreichen und damit auch diesen 193. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den dann beginnenden Orbit Nummer 194 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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» ... und angekoppelt
29.05.2013 - Das gestern abend 22.31 Uhr MESZ gestartete Raumschiff Sojus-TMA 09M hat heute früh planmäßig an der Internationalen Raumstation festgemacht.
Nach zwei vorprogrammierten Bahnanhebungen im ersten Umlauf wurden genauere Positionsdaten von einer Bodenstation empfangen und die Daten für die folgenden Manöver präzisiert. Die automatische Ankopplung am Mini-Forschungsmodul Rasswjet gelang gegen 4.10 Uhr MESZ, also nach einer Flugzeit von 5 Stunden und 39 Minuten.

Anschließend konnten sich Karen Nyberg, Luca Parmitano und Fjodor Jurtschichin aus ihren Schutzanzügen befreien. Gegen 5.55 Uhr MESZ wurden die Luken zwischen Raumschiff und Station geöffnet und die Neuankömmlinge von ihren bereits seit Ende März auf der Station arbeitenden Kollegen Chris Cassidy, Alexander Misurkin und Kommandant Pawel Winogradow begrüßt. Anschließend gab es eine kurze Videokonferenz mit der Bodenstation in Moskau und die obligatorische Sicherheitseinweisung.

Vor der ISS-Expedition 36, die bis Mitte September läuft, stehen umfangreiche Forschungsaufgaben sowie Wartungs-, Reparatur- und Erweiterungsarbeiten. Insbesondere werden fünf Ausstiege unternommen, bei denen jeweils Vorbereitungen für die Ankunft des letzten Moduls der ursprünglich geplanten Ausbaustufe der Internationalen Raumstation getroffen werden. Naúka (deutsch: Wissenschaft) ähnelt äußerlich Sarja und entstammt noch der zweiten Generation russischer Stationsmodule. Es soll im Dezember zur ISS starten und andocken. Zuvor muss das derzeitige Ausstiegsmodul des russischen Segments, Pirs, abgekoppelt werden.

Die neue Besatzung wird bis Mitte November an Bord der Raumstation arbeiten, ab September als Teil der ISS-Expedition 37. Geplantes Rückkehrdatum ist der 11.11. Dabei soll die olympische Flamme nach einer kurzen Stippvisite im All mit Sojus-TMA 09M wieder zurück auf die Erde gebracht werden.

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



 

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"InSpace" Magazin #493
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
13. Juni 2013
Auflage: 4914 Exemplare


Chefredaktion
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