InSpace Magazin #502 vom 14. Oktober 2013

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #502
ISSN 1684-7407


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Planet Mars: Das Chaos im Aram-Krater

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Raumsonde Cassini entdeckt Propen in Titan-Atmosphäre

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Intro von Johannes Amann

Sehr geehrte Leserinnen und Leser,

in der letzten Woche hat die private Firma SpaceX mit ihrem Testmodell Grasshopper einen weiteren spektakulären Testflug durchgeführt und damit wieder einen Schritt zur Wiederverwendbarkeit der Rakete Falcon 9 gemacht.

Darüber und über weitere interessante und spannende Neuigkeiten in der Raumfahrt und Astronomie können sie in dieser Ausgabe unseres Magazins lesen. Viel Vergnügen dabei!

Johannes Amann

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Updates / Umfrage

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Unser Podcast erscheint mehrmals die Woche und behandelt tagesaktuelle Themen unserer Newsredaktion. Hören Sie doch mal rein.

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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

• Der Garnelennebel - Ein Sternentstehungsgebiet «mehr» «online»
• NASA ohne Budget und im Notbetrieb (Update) «mehr» «online»
• Wolkenkarte eines Exoplaneten «mehr» «online»
• Radioteleskop APEX wurde um Weitfeldkamera erweitert «mehr» «online»
• Marsorbiter MRO fotografiert den Kometen ISON «mehr» «online»
• Das Radioteleskop ALMA ist komplett «mehr» «online»
• Vor dem ersten Licht «mehr» «online»
• Resurs-P 1 nimmt Regelbetrieb auf «mehr» «online»
• NASA-Sonde LADEE im Mondorbit «mehr» «online»
• Der Komet ISON nähert sich der Sonne «mehr» «online»
• Der Reflexionsnebel IC 2220 «mehr» «online»
• Tag der Luft- und Raumfahrt in Köln «mehr» «online»
• ExoMars-Testrover fährt in der Atacama-Wüste «mehr» «online»
• Mit Fusionsantrieb zum Mars? «mehr» «online»
• Achter Grasshopper-Test «mehr» «online»
• LADEE jetzt im Inbetriebnahmeorbit «mehr» «online»


» Der Garnelennebel - Ein Sternentstehungsgebiet
01.10.2013 - Eine Mitte September von der Europäischern Südsternwarte veröffentlichte Aufnahme zeigt den im Sternbild Skorpion gelegenen Garnelennebel. Das leuchtende Durcheinander der in diesem neuen Bild sichtbaren Gaswolken bilden ein gigantisches Sternentstehungsgebiet.
In einer Entfernung von etwa 6.000 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem befindet sich der im Sternbild Skorpion (lateinischer Name Scorpius) gelegene Emissionsnebel IC 4628. Bei diesem auch als "Garnelennebel" bekannten Objekt handelt es sich um eine etwa 250 Lichtjahre durchmessende Region des Weltalls, die mit interstellarem Gas und Staub angereichert ist.

Obwohl sich dieser Nebel über eine Fläche des Himmels erstreckt, welche in etwa der vierfachen Fläche des Vollmondes einnimmt, wird er von ungeübten Beobachtern kaum wahrgenommen, was zum einen an der geringen scheinbaren Helligkeit von 7,31 mag liegt. Zum anderen wird ein Großteil des von diesem Nebel ausgehenden Lichtes in einem Spektralbereich abgegeben, der für das menschliche Auge nicht erkennbar ist.

Bei dem Garnelennebel handelt es sich um ein typisches H-II-Gebiet - eine großflächige Ansammlung von interstellarem Gas, wo eine rege Sternentstehung stattfindet. Noch relativ junge und heiße Sterne, welche sich aufgrund lokaler Verdichtungen in dieser Gaswolke gebildet haben, senden dabei große Mengen an ultravioletter Strahlung in die Umgebung aus.

Durch die UV-Strahlung werden die Elektronen von den Atomen des in der Gaswolke enthaltenen Wasserstoffs getrennt. Im Laufe der Zeit rekombinieren diese Elektronen wieder mit den Atomen des Wasserstoffs und regen das Gas dabei zum Leuchten an, wobei die roten Emissionslinien des Wasserstoffs dominieren. Der Garnelennebel ist neben der Bezeichnung IC 4628 auch unter dem Namen "Gum 56" bekannt - benannt nach dem australischen Astronomen Colin Gum, der im Jahr 1955 einen Katalog von H-II-Regionen veröffentlichte.

Auf der von der Europäischen Südsternwarte (ESO) präsentierten Aufnahme des Garnelennebels sind Ansammlungen von heißen, noch relativ jungen Sternen erkennbar, welche in Wolken aus Gas und Staub, sogenannten Sternentstehungsregionen, eingebettet sind.

Während der letzten Jahrmillionen sind in dieser Himmelsregion viele solcher Sterne entstanden, welche sowohl als Einzelsterne als auch in Form von Sternhaufen auftreten. So gibt es einen großen, verstreuten Sternhaufen mit dem Namen "Collinder 316", der sich über einen Großteil des Bildes erstreckt. Dieser Sternhaufen ist Teil einer sehr viel größeren Ansammlung von sehr heißen und leuchtkräftigen Sternen. In der Aufnahme sind außerdem diverse dunkle Strukturen und Aushöhlungen zu erkennen. In diesen Bereichen des Garnelennebels wurde die früher dort vorhandene interstellare Materie von starken Sternwinden, welche von den nahegelegenen heißen Sternen ausgehen, regelrecht weggeweht.

Die hier gezeigte Aufnahme wurde mit dem VLT Survey Telescope (kurz VST) am Paranal-Observatorium der ESO in den chilenischen Anden angefertigt. Das VST ist das größte Teleskop der Welt, welches für die Durchmusterung des Himmels im Spektralbereich des sichtbaren Lichts konstruiert wurde. Es handelt sich dabei um ein modernes, mit einer speziellen Kamera - der OmegaCAM - ausgestattetes 2,6-Meter-Teleskop. Die Aufnahme ist Teil einer detaillierten, öffentlich zugänglichen Durchmusterung eines Großteils der Milchstraße, genannt VPHAS+, welche die Möglichkeiten des VST nutzt, um nach bisher unbekannten Objekten wie zum Beispiel jungen Sternen oder Planetarischen Nebeln zu suchen. Die Durchmusterung wird außerdem - so wie bei dem hier gezeigten Garnelennebel - die bislang besten Aufnahmen von Sternentstehungsgebieten liefern.

Mit ziemlicher Sicherheit stellt dieses Bild die bisher schärfste Aufnahme dieses Objektes dar. Um die Farben zu verstärken, wurden die VST-Aufnahmen mit zusätzlichen Bildern weiter verbessert, welche der Astrofotograf Martin Pugh mit anderen Filtern aufgenommen hat. Er beobachtete das Objekt mit einem 32-Zentimeter- und einem 13-Zentimeter-Teleskop von Australien aus. Mehr Details zu diesen zusätzlichen Beobachtungen finden Sie auf der entsprechenden Informationsseite von Martin Pugh.

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


» NASA ohne Budget und im Notbetrieb (Update)
02.10.2013 - Mangels Budget hat die NASA wie andere US-Bundesbehörden mit Beginn des neuen Fiskaljahres 2014 am 01. Oktober 2013 ihre Aktivitäten auf das Notwendigste reduziert. Lediglich rund 550 von 18.250 NASA-Angestellten sollen nicht von Zwangsurlaub bedroht sein. Wir wissen zwar nicht, ob NASA-Chef Charles Bolden zu den Zwangsbeurlaubten gehört. Ganz sicher zählen aber die NASA-Astronauten Karen Nyberg und Michael Hopkins an Bord der ISS nicht dazu.
Am 01. Oktober 2013 war es soweit. Die auf das schärfste ausgetragene Dauerfehde zwischen Republikaner und Demokraten hat die rechtzeitige Verabschiedung des US-Bundeshaushaltes 2014 im Kongress verhindert. Alle US-Bundesinstitutionen beschränken sich seitdem daher auf absolut notwendige Dienstleistungen, so auch die NASA. „Absolut notwendig“ ist dahingehend definiert, dass durch die Sparmaßnahmen keine Menschen gefährdet werden dürfen und das Eigentum der Vereinigten Staaten keinen Schaden nehmen darf. Diese Generalklausel sichert allen laufenden NASA-Missionen im All die Gelder für die notwendigen technischen Ressourcen und für das die Betriebsabläufe steuernde Personal. Die Öffentlichkeitsarbeit zählt allerdings nicht dazu. Die sofortige Schließung der NASA-Webseite auf unbestimmte Zeit war daher eine für alle an Weltraum-Enthusiasten sofort spürbare Maßnahme. Gleiches gilt für NASA-Auftritte in sozialen Netzwerken und die NASA-TV-Kanäle.

Bei der NASA wurden viele der 18.250 Mitarbeiter bereits Mitte September von Gewerkschaftsseite auf das drohende Budgetproblem und eventuelle Zwangsbeurlaubungen ohne Bezahlung hingewiesen. Die NASA-Führungskräfte wurden durch die Behördenleitung gewarnt und sollten vorbereitende Maßnahmen treffen. Unter anderem sollte ermittelt werden, wer in welchem Ausmaß verzichtbar ist. Der Shutdown Plan der NASA erwähnt 2.115 Mitarbeitern, die von Zwangsbeurlaubungen ausgenommen werden können, darunter 549, die absolut unverzichtbar sind.

Es sind im Wesentlichen drei Tätigkeitsbereiche, die von temporären Schließungen ausgenommen sind. Da ist zuallererst der ISS-Betrieb zu nennen. Die kontinuierliche Überwachung der internationalen Raumstation ist ohne US-amerikanische Infrastruktur nicht darstellbar. Jegliche Gefährdung für die ISS und ihre Besatzung auszuschließen bedeutet auch, das kommerzielle Versorgungsflüge von SpaceX und Orbital Sciences Corporation wie geplant stattfinden und die laufenden Vorbereitungen NASA-seitig nicht verzögert werden. Ebenso werden die Sojus-Flüge wie gehabt unterstützt. Wie bei der ISS geht man bei allen laufenden Satellitenmissionen keinerlei Risiken ein. Der Satellitenbetrieb soll wie gewohnt weitergehen. Ferner werden alle laufenden Startvorbereitungen fortgeführt, sofern diese in einem Stadium sind, in dem Unterbrechungen im Produktionsprozess zu Schäden führen. Schließlich werden laufende Forschungsaktivitäten entweder zu Ende geführt oder geordnet zurückgefahren, so dass sie später ohne Probleme wiederaufgenommen werden können.

Ungewiss ist dagegen, was mit den permanent einlaufenden wissenschaftlichen Daten passiert. Die werden zwar zum größten Teil via Internet automatisch an die beteiligten wissenschaftlichen Institute durchgeleitet. Fraglich ist, ob die Datenverbindungen ohne NASA-Support aufrecht erhalten werden können.

Zu den zeitunkritischen und daher vom Shutdown unmittelbar betroffenen Aktivitäten gehören laut Spaceflight Now die Arbeiten am Space Launch System, der Orion-Kapsel und dem James-Webb-Space-Teleskop. Die jeweiligen Projektaktivitäten werden jedoch nicht abrupt, sondern langsam zurückgefahren.

Auch die Arbeiten an der bald an den Start gehenden Mars-Mission MAVEN sind gestoppt. Da man hier leicht vor dem Plan liegt, ist das für kurze Zeit gerade noch vertretbar. Allerdings besteht ein nur enges Startfenster von 18. November bis 07. Dezember 2013, das eingehalten werden muss. Das lässt wenig Spielraum, falls jetzt noch unvorhergesehene technische Probleme auftauchen. Wird das Startfenster verpasst, besteht eine nächste Startgelegenheit erst Anfang 2016.

Im Gegensatz zur ISS-Versorgung durch SpaceX und Orbital droht den anderen, von der NASA beauftragten kommerziellen Raumfahrtprojekten ein Stillstand. Das hängt jedoch von den vertraglichen Zahlungsverpflichtungen der NASA ab, weshalb keine pauschalen Aussagen gemacht werden können. Zu diesen kommerziellen Projekten zählt unter anderem das Commercial Crew Program in Zusammenarbeit mit Boeing (CST-100-Kapsel) und Sierra Nevada Corporation (Dream Chaser).

Ebenso sind bei der Modernisierung und Anpassung des Ares Mobile Launcher im Kennedy Space Center an das Space Launch System Verzögerungen zu erwarten. Die beauftragte Firma kam am Dienstag laut NASASpaceflight einfach nicht mehr auf das Gelände.

Update MAVEN (04.10.2013; 13:40 Uhr)
Die Startvorbereitungsarbeiten an MAVEN wurden am Donnerstag, den 03. Oktober 2013 wieder aufgenommen, nachdem eine Ausnahmegenehmigung von der allgemeinen Einstellung der Aktivitäten bei der NASA geprüft und positiv entschieden wurde. Gefährdet ist nicht MAVEN selbst, sondern bei einer Startverschiebung über das jetzige Fenster hinaus die künftige Kommunikation zu den anderen Mars-Missionen der USA, für die MAVEN auch als Relais-Satellit dient. Damit droht Schaden an US-Eigentum. Mit der Wiederaufnahme der Arbeiten sind knapp drei Tage Stillstand beendet. Das MAVEN-Projekt lag zuvor neun Tage vor der Planung, so Spaceflight Now unter Berufung auf den Hersteller Lockheed Martin.



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(Autor: Roland Rischer - Quelle: Spaceflight Now, NASASpaceflight, Raumcon)


» Wolkenkarte eines Exoplaneten
03.10.2013 - Astronomen ist es gelungen, eine Wolkenkarte eines Exoplaneten zu erstellen: Die Wissenschaftler nutzten dabei Daten der beiden Sonden Kepler und Spitzer, die in den vergangenen drei Jahren gesammelt wurden.
Bei dem nun abgebildeten Planeten handelt es sich um den Gasriesen Kepler-7b. Der Planet selber ist schon seit längerem bekannt und gehört zu den ersten Planeten, die die Raumsonde Kepler entdeckt hat. Kepler-7b umläuft seinen Heimatstern auf einer engen Bahn, nur 0,06 astronomische Einheiten entfernt. Er ist einer der Vertreter der so genannten Hot Jupiter, eine Klasse von Exoplaneten mit einer Masse, die man mit der des Jupiter vergleichen kann, die aber näher an ihrem Gestirn und damit wesentlich heißer sind als der größte Planet unseres Sonnensystems. Der Stern Kepler 7 steht im Sternbild Leier und ist etwa 1000 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Die Karte, die auf der Basis der Beobachtungen der Raumsonde Kepler erstellt werden konnte, zeigte nur einen hellen Lichtschein in der westlichen Hemisphäre des Planeten. Doch dies allein reichte nicht aus, um festzustellen, ob es sich um eine Wolkenformation oder um eine Auswirkung des Muttersterns handelte. Daher mussten die Wissenschaftler rund um Brice-Olivier Demory vom Massachusetts Institute of Technology auch auf Daten der Sonde Spitzer zurückgreifen, die auch Daten im infraroten Bereich sammeln kann. Dadurch wurde es möglich, die Temperatur von Kepler-7b auf einen Bereich zwischen 800 und 1000°C zu schätzen. Das ist aber nun zu wenig, um den Lichtschein hervorzurufen, den Kepler beobachtet hat. Demzufolge ist es wahrscheinlich, dass die Beobachtung auf eine Wolkenschicht auf der westlichen Seite des Planeten zurückzuführen ist. Auf der östlichen Seite hingegen, sie die Atmosphäre klar. Außerdem, so bemerken die Wissenschaftler, sei das Klima auf dem Planeten bemerkenswert stabil.

Die Ergebnisse zu Kepler-7b sind ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Beobachtung und Analyse der Atmosphären erdähnlicher Planeten.

Der Originalaufastz bei arxiv.org:

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(Autor: Hans Lammersen - Quelle: NASA, Sciencedaily.com)


» Radioteleskop APEX wurde um Weitfeldkamera erweitert
03.10.2013 - Das Radioteleskop APEX wurde kürzlich mit einer Weitfeldkamera ausgestattet, welche Beobachtungen im Submillimeterbereich ermöglicht. Die neue Kamera bildet eine wichtige Ergänzung zum bestehenden Instrumentarium von APEX und wird die Tiefe und den Detailreichtum der Beobachtungen zusätzlich erhöhen.
Bei dem Atacama Pathfinder Experiment (kurz "APEX") handelt es sich um ein in der nordchilenischen Atacamawüste befindliches Radioteleskop mit einem Reflektordurchmesser von 12 Metern. Aufgrund seines Standortes in einer Höhe von 5.100 Metern auf dem Chajnantor-Hochplateau eignet sich dieses Radioteleskop besonders gut für Beobachtungen bei Wellenlängen im Millimeter- und Submillimeterbereich und stellt somit für die Astronomen ein überaus wichtiges Instrument dar, um das Universum zwischen dem infraroten Licht und Radiowellen im elektromagnetischen Spektrum zu erforschen.

Jetzt wurde das APEX-Teleskop mit einem zusätzlichen Instrument ausgestattet. ArTeMiS - so der Name des neuen Instruments - steht für "Architectures de bolomètres pour des Télescopes à grand champ de vue dans le domaine sub-Millimétrique au Sol" (auf deutsch: Bolometeranordnung für erdgebundene Weitfeldteleskope im Submillimeterbereich).

Bei ArTeMiS handelt es sich um eine leistungsstarke Weitfeldkamera für den Submillimeterbereich, welche eine wichtige Ergänzung zu dem bestehenden Instrumentarium des APEX-Teleskops darstellt und bei den Beobachtungen die Tiefe und den Deteilreichtum der abzubildenden Objekte zusätzlich erhöht. Die bei ArTeMiS verwendete Detektoranordnung der neuen Generation ähnelt in ihrer Arbeitsweise mehr einer CCD-Kamera als bei der vorhergehende Detektorgeneration. Dies ermöglicht den mit APEX arbeitenden Astronomen eine schnellere Aufnahme von Weitfeldkarten des Himmels, welche dabei zudem über eine größere Anzahl von Pixeln verfügen.

Das für die Inbetriebnahme der ArTeMiS-Kamera zuständige Team musste bei seiner Arbeit gegen extreme Wetterbedingungen ankämpfen, denn starker Schneefall auf dem Chajnantor-Plateau hatte das APEX-Kontrollgebäude fast vollständig begraben. Erst mit Hilfe von Mitarbeitern des ebenfalls auf dem Chajnantor-Plateau befindlichen Radioteleskops ALMA konnte das Team schließlich die Transportkisten, in denen sich ArTeMiS befand, auf einem provisorischen Pfad unter Umgehung von Schneewehen zum Teleskop transportieren, das Instrument anschließen, den Kryostat positionieren und alles in seine endgültige Lage bringen.

Um die Weitfeldkamera zu testen, musste das Team allerdings zunächst auf besonders trockenes Wetter warten, da die Submillimeterwellenlängen des Lichts, bei denen ArTeMiS beobachtet, stark vom Wasserdampf in der Erdatmosphäre absorbiert werden. Als die Zeit jedoch gekommen war, konnten erste erfolgreiche Beobachtungen durchgeführt werden. Seit den ersten Tests konnte die ArTeMiS-Kamera mittlerweile auch bereits für mehrere wissenschaftliche Projekte genutzt werden. Eines dieser Beobachtungsziele war die Sternentstehungsregion NGC 6334 - auch bekannt als der Katzenpfotennebel im Sternbild Skorpion.

Diese mit ArTeMiS angefertigte Aufnahme ist deutlich besser als frühere Aufnahmen derselben Region, welche mit dem APEX-Teleskop gewonnen wurden. Das gesamte Team ist jetzt schon von den Ergebnissen der ersten Beobachtungen begeistert. Mittlerweile ist die Testphase von ArTeMiS abgeschlossen und die Kamera wird nun zurück nach Saclay in Frankreich gebracht, wo zusätzliche Detektoren in das Instrument eingebaut werden sollen.

APEX ist ein Gemeinschaftsprojekt des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR), des Weltraumobservatoriums Onsala (Onsala Space Observatory, OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO), welche auch für den Betrieb des APEX-Teleskopes verantwortlich zeichnet.

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


» Marsorbiter MRO fotografiert den Kometen ISON
03.10.2013 - Der Komet ISON passierte am 1. Oktober 2013 den Mars in einer Entfernung von etwa 10,8 Millionen Kilometern und wurde dabei von der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter abgebildet.
Der am 21. September 2012 von den beiden Amateurastronomen Witali Njewski und Artjom Nowitschonok entdeckte Komet C/2012 S1 (ISON) passierte auf seinem Weg in das innere Sonnensystem in der Nacht vom 1. auf den 2. Oktober 2013 den Mars in einer Entfernung von rund 10,8 Millionen Kilometern. Bereits einige Tage zuvor starteten mehrere der gegenwärtig auf der Oberfläche und im Orbit unseres Nachbarplaneten aktiven Rover und Raumsonden den Versuch, den Kometen bei dieser relativ nahen Passage mit ihren Kamerasystemen abzubilden (Raumfahrer.net berichtete).

Die entsprechenden Bemühungen der beiden Marsrover Opportunity und Curiosity verliefen anscheinend erfolglos. Auf den jeweiligen Missionsseiten wurden zwar diverse Aufnahmen des nächtlichen Marshimmels im Rohdatenformat veröffentlich - der Komet ist darauf jedoch nicht erkennbar. Sollten die Kameras der Rover in der Lage gewesen sein, den Kometen C/2012 S1 (ISON) aufzulösen, so ging dieser in den Kompressionsartefakten "verloren" und kann erst im Rahmen einer aufwendigen Nachbearbeitung der Bilder sichtbar gemacht werden. Aufgrund der gegenwärtigen Situation in den USA steht der NASA hierfür allerdings zur Zeit kein Personal zur Verfügung (Raumfahrer.net berichtete).

Mehr Glück bei der Kometenbeobachtung hatte hingegen die Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Deren HiRISE-Kamera, eines der sechs wissenschaftlichen Instrumente an Bord dieses Marsorbiters, konnte C/2012 S1 (ISON) bereits am 29. September 2013 erfolgreich abbilden. Die hier gezeigten Aufnahmen der HiRISE-Kamera geben einen 256 x 256 Pixel abmessenden Ausschnitt des Himmels wieder. Pro Pixel wurde dabei eine Auflösung von etwa 13,3 Kilometern erreicht. Vorläufige Analysen der Aufnahmen zeigen, dass sich die Helligkeit des Kometen am unteren Ende der vorhergesagten Entwicklung bewegt, weshalb die Aufnahmen auch nicht sonderlich spektakulär erscheinen.

Allerdings hat die derzeitige geringe Aktivität des Kometen zur Folge, dass dessen Koma nur einen geringen Durchmesser aufweist, was den Wissenschaftlern wiederrum ermöglicht, genauere Aussagen über die Größe des Kometenkerns zu tätigen. Durch Vergleiche, welche auf der Grundlage der Helligkeit anderer Kometenkernen basieren, können die ungefähren Abmessungen des Kerns von C/2012 S1 (ISON) ermittelt werden.

Drei weitere Beobachtungskampagnen des Kometen durch die HiRISE-Kamera erfolgten am 1. und 2. Oktober. Von diesen Beobachtungen wurden bisher allerdings noch keine Aufnahmen veröffentlicht.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: University of Arizona)


» Das Radioteleskop ALMA ist komplett
04.10.2013 - Kürzlich wurde die letzte der 66 Antennen geliefert aus denen sich das Radioteleskop ALMA zusammensetzt. Im Betriebsmodus erreicht das ALMA ein Auflösungsvermögen, welches die Auflösung früherer Himmelsbeobachtungen um den Faktor 10 übertreffen wird.
Das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (kurz "ALMA") ist das größte derzeit auf der Erde verfügbare Radioteleskop. Es handelt sich hierbei um einen aus 66 einzelnen Antennen bestehenden Teleskopverbund, welcher sich in einer Höhe von 5.100 Metern über dem Meeresspiegel auf dem Chajnantor-Hochplateau in der nordchilenischen Atacama-Wüste befindet. Im Zentrum der Anlage befindet sich eine Anordnung von 50 Antennen mit einem Durchmesser von jeweils 12 Metern, welche im Verbund wie ein einziges Teleskop agieren. Ergänzt wird die Anlage durch weitere vier Antennen mit jeweils 12 Metern Durchmesser und zwölf Antennen mit sieben Metern Durchmesser. Die ALMA-Antennen sind beweglich und können mittels zwei spezieller Transporter so auf dem Hochplateau angeordnet werden, dass sich zwischen den Antennen Maximalabstände zwischen 150 Metern bis 16 Kilometern ergeben. Durch die Möglichkeit solcher Abstandsänderungen wird ALMA zu einer Art gigantischem "Zoomteleskop".

Das ALMA ist in der Lage, das Universum bei Wellenlängen zwischen 0,3 und 9,6 Millimetern im Millimeter- und Submillimeterbereich des elektromagnetischen Spektrums mit noch nie da gewesener Empfindlichkeit und Auflösung zu erforschen. Der Teleskopverbund verfügt dabei über eine bis zu zehnmal bessere Auflösung als das Weltraumteleskop Hubble. Mit Hilfe der Millimeterstrahlung hoffen die Astronomen, einige der wichtigsten Fragen zur Entstehung und Entwicklung des Universums beantworten zu können.

So lassen sich zum Beispiel in diesem Wellenlängenbereich die chemischen und physikalischen Bedingungen im Inneren von Molekülwolken untersuchen - den dichten Gas- und Staubregionen, in denen sich neue Sterne bilden. Diese Gebiete des Universums sind oftmals dunkel und für das sichtbare Licht undurchdringlich. Im Millimeter- und Submillimeterbereich leuchten diese Wolken dagegen hell und ermöglichen einen Blick auf ihr Inneres. Weitere Strahlungsquellen sind einige der ältesten und am weitesten von unserem Sonnensystem entfernten Galaxien des Universums.

Diese zwischen Infrarot und Radiowellen im elektromagnetischen Spektrum angesiedelte Millimeter- und Submillimeterstrahlung, welche den professionellen Astronomen den Blick auf das immer noch rätselhafte "kalte Universum" ermöglicht, wird beim Durchgang durch die Erdatmosphäre durch den in der Atmosphäre enthaltenen Wasserdampf stark abgeschwächt. Dies ist auch der Grund dafür, dass sich der ALMA-Komplex auf dem Chajnantor-Plateau befindet - einem der weltweit höchstgelegenen Beobachtungsstandorte.

Erste wissenschaftlich verwertbare Aufnahmen lieferte das ALMA bereits im Sommer 2011, obwohl sich die Anlage zu diesem Zeitpunkt noch im Aufbau befand. Aber bereits vor seiner Fertigstellung wurde ALMA intensiv für verschiedene wissenschaftliche Projekte genutzt und hat dabei sein großes Potenzial durch die Veröffentlichung diverser wissenschaftlicher Ergebnisse bewiesen. Die offizielle Einweihung der Teleskopanlage erfolgte schließlich am 13. März 2013. Dieser Festakt markierte die Fertigstellung aller Hauptsysteme der gigantischen Anlage und den formalen Übergang von einem Bauprojekt zu einem vollwertigen Observatorium.

Aber erst jetzt wurde auch die letzte der 66 Antennen an das ALMA-Observatorium übergeben. Die 12 Meter durchmessende Antenne wurde von dem europäischen AEM-Konsortium, welches sich aus den Firmen Thales Alenia Space, European Industrial Engineering und MT-Mechatronics zusammensetzt, hergestellt und schließt die Lieferung von insgesamt 25 europäischen Antennen erfolgreich ab. Nordamerika hat weitere 25 Antennenschüsseln mit 12 Metern Durchmesser zur Verfügung gestellt, während Ostasien 16 Antennen (vier mit 12 Metern und zwölf mit sieben Metern Durchmesser) bereitgestellt hat.

Die Übergabe der letzten Antennenschüssel beendet nun endgültig die Bauphase von ALMA und läutet die wissenschaftliche Nutzung aller 66 Antennenschüsseln ein, welche noch vor dem Ende dieses Jahres erfolgen soll. Mit diesem Schritt, so die Erwartungen der Astronomen, beginnt eine neue Ära von Entdeckungen in der Geschichte der Astronomie.

"Dies ist ein wichtiger Meilenstein für das ALMA-Observatorium, da es Astronomen in Europa und anderenorts die Möglichkeit eröffnet, das vollständige ALMA-Observatorium mit seiner ganzen Empfindlichkeit und Sammelfläche zu nutzen", so Wolfgang Wild, der europäische ALMA-Projektmanager.

Der ALMA-Teleskopverbund ist eine internationale astronomische Forschungseinrichtung, welche gemeinsam von verschiedenen europäischen, nordamerikanischen und ostasiatischen Instituten in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Von europäischer Seite aus wird ALMA über die Europäische Südsternwarte (ESO) finanziert. Den nordamerikanischen Beitrag stellt die National Science Foundation (NSF) der USA in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC) und dem taiwanesischen National Science Council (NSC). Für Ostasien ist das japanische National Institute of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan zuständig. Im Betriebsmodus erreicht das ALMA ein Auflösungsvermögen, welches die Auflösung früherer Himmelsbeobachtungen um einen Faktor von mehr als 10 übersteigt.

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


» Vor dem ersten Licht
04.10.2013 - Das erst kürzlich außer Betrieb gegangene europäische Weltraumteleskop Herschel hat, in Kombination mit Beobachtungen des US-amerikanisch geführten South Pole Telescope (SPT) in der Antarktis, eine potentielle neue Möglichkeit zur Vermessung extrem früher Zustände des Universums erfolgreich erprobt.
Das ESA-Teleskop Herschel war erst im Juni diesen Jahres, nach vierjähriger Missionsdauer, von seiner Position im Lagrange-Punkt 2 in eine Friedhofsbahn um die Sonne eingeschossen worden, nachdem im April die mitgeführten Vorräte an Kühlmittel für die hochempfindlichen Instrumente endgültig zur Neige gegangen waren.

Die Auswertung der bis dahin gesammelten und zur Erde übertragenen Daten hat, wie Anfang dieser Woche bekannt wurde, erneut ein ungewöhnlich faszinierendes Resultat erbracht: Die Möglichkeit zur Betrachtung des Universums in einem Zustand noch vor dem ersten Sichtbarwerden elektromagnetischer Strahlung.

Die bisherige Grenze empirischer astronomischer Erkenntnis über die Frühzeit des Universums stellte ein Zeitpunkt etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall dar. Ab diesem Moment, in kosmischen Maßstäben nur einen Wimpernschlag nach ihrer eigentlichen Entstehung, war die kosmische „Ursuppe“ bereits so weit abgekühlt, dass sie für die dann schon vorhandene Strahlung durchlässig wurde. Dieses erste Aufleuchten des entstehenden Universums kennen wir heute als schwache kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) mit einer Temperatur von etwas mehr als 2,7 Kelvin. Die ebenfalls europäische Teleskopmission Planck hatte im März 2013 die bis dato genauste Gesamtkartierung der Hintergrundstrahlung und ihrer örtlich minimal ungleich verteilten Intensität abgeschlossen. Das für die jüngste Forschung zusätzlich eingesetzte, erdgestützte South Pole Telescope (SPT), betrieben von einem Verbund amerikanischer Universitäten und der National Science Foundation, ist ebenfalls explizit auf die umfassende Kartierung des CMB im (Sub-)Millimeterspektrum spezialisiert.

Um Informationen über die Zustände in der Phase der sogenannten „Inflation“, also jener sehr aktiven Zeitspanne vor der ausreichenden Abkühlung und damit direkten Sichtbarkeit des Kosmos, zu erlangen, hatte man sich nun unter Astronomen für dieses Forschungsprojekt einen besonderen Kniff einfallen lassen: Es wurden erstmalig großflächige Aufnahmen des CMB durch das SPT mit Herschel-Daten im Infrarotspektrum über die Gravitationsverteilung des bekannten Universums zusammengeführt. Das antarktische 10-Meter Teleskop zeichnete dabei insbesondere bestimmte polarisierte Anteile der Hintergrundstrahlung (B-modes) mit seinem Instrument SPTpol auf. Von diesen B-modes ist bekannt, dass sie etwa durch den Einfluss von Gravitationslinsen auf den CMB im post-inflationären Zustand des Universums entstehen konnten. Polarisierte Anteile diesen Ursprungs wurden nun vom SPT erfasst und für die gerade vorgelegten Ergebnisse mit Hilfe von Herschels Daten über mögliche Quellen des Gravitationslinsen-Effekts ausgewertet. Mit diesem Verfahren gelingt offenbar nicht nur das effiziente Aufspüren von B-modes, sondern in umgekehrter Weise auch die Lokalisation sonst nicht auszumachender Gravitationsquellen wie Dunkler Materie.

Für den Blick noch weiter zurück in die Vergangenheit des Kosmos werden allerdings B-modes mit anderer Herkunft, sogenannte „primordiale B-modes“ relevant. Sie sind von noch während der Inflation entstandenen Gravitationseffekten, die Astrophysiker sprechen von „Gravitationswellen“, beeinflusst und damit Träger von Informationen aus einer bisher unerreichbar geglaubten Vergangenheit. Obwohl diese „Subspezies“ von B-modes der Hintergrundstrahlung nochmals schwerer fassbar ist als jene mit post-inflationärem Ursprung, haben Herschel und das SPT mit ihrer Beobachtung des letzteren Typs nachgewiesen, dass eine sensorische Erfassung der polarisierten Anteile des CMB grundsätzlich möglich ist.

Bereits im kommenden Jahr soll Planck gewissermaßen posthum, das Teleskop ist inzwischen auch inaktiv, mit der Veröffentlichung neuen Materials in dieser Frage nachlegen können, so hoffen die Forscher.

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(Autor: Michael Clormann - Quelle: ESA, pole.uchicago.edu)


» Resurs-P 1 nimmt Regelbetrieb auf
06.10.2013 - Die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos teilte am 1. Oktober 2013 mit, dass der Erdbeobachtungssatellit Resurs-P 1 nach Abschluss der erforderlichen Tests im Orbit seit dem 1. Oktober 2013 offiziell im Regelbetrieb eingesetzt wird.
Resurs-P 1 (russisch Ресурс-П 1), beim Start rund 6.570 kg schwer, gelangte am 25. Juni 2013 auf einer Sojus-2.1b-Rakete in den Weltraum. Der von ZSKB Progress gebaute Satellit umkreist nach der Bahnzirkularisierung mit seinem Bordantrieb die Erde auf einer annähernd sonnensynchronen, um 97,28 Grad gegen den Äquator geneigten Bahn in Höhen zwischen 470 und 480 km. Er dient insbesondere der Erfassung hochauflösender Detail- und Übersichtsaufnahmen, stereoskopischer, dreidimensionaler Bilddaten und der Gewinnung von Multispektralaufnahmen.

Der Satellit kann pro Tag maximal rund eine Millionen Quadratkilometer der Erdoberfläche abtasten. Für eine einmalige Abtastung der gesamten Oberfläche braucht Resurs-P 1 rund 60 Tage. Der Orbit des Satelliten lässt es zu, alle drei Tage die selbe Stelle am Erdboden zu photographieren. Die Auslegung des Satelliten erfolgte für einen fünfjährigen Einsatz, nach dessen Abschluss das Gerät nach Angaben seines Herstellers im bzw. über dem Meer entsorgt werden soll. Gegenüber den Vorgängersatelliten des selben Erzeugers wurde die optische Leistung und die erreichbare Auslegungsbetriebsdauer angehoben.

Die Beobachtungsnutzlast von Resurs-P 1 besteht aus dem optoelektronischen Teleskop-Komplex GEOTON-2 mit dem Bildbearbeitungs- und Speichersystem SANGUR, einem zweiteiligen multispektralen Komplex für Übersichtsbilder namens ShMSA alias WCME für wide-capturing multispectral equipment und dem hyperspektralen System GSA alias HSE für Hyperspectral equipment.

Die höchste Auflösung von GEOTON-2 mit einem Teleskop von einen Durchmesser von 500 mm und einer Brennweite von 4000 mm liegt im panchromatischen Modus (Wellenlängen von 0,58 bis 0,80 µm) bei rund 70 cm. Im multispektralen fünfkanaligen Einsatz liegt die Auflösung im Bereich von 3 bis 4 m. Die dabei benutzten Kanäle umfassen die Wellenlängenbereiche 0,45-0,52 µm, 0,52-0,6 µm, 0,61-0,68 µm, 0,72-0,8 µm und 0,8-0,9 µm. Die Schwadbreite des Instruments beträgt bei einer Flughöhe von 475 km rund 38 km.

ShMSA wurde durch NPP OPTEKS, einem Unternehmensteil von ZSKB Progress, entwickelt. Es besitzt ein optisches System mit einer Brennweite von 200 mm für hoch-aufgelöste Bilder und eines mit einer Brennweite von 40 mm für Bilder mittlerer Auflösung. Die beiden HR-WCME und AR-WCME bzw. ShMSA-BP und ShMSA-CP genannten Teile lassen sich parallel und unabhängig von einander einsetzen. Jedes der Teilsysteme kann panchromatisch (0,43-0,70 µm, Schwadbreite 96 km) oder mit 5 Kanälen multispektral (0,43-0,51 µm, 0,51-0,58 µm, 0,60-0,70 µm, 0,70-0,90 µm und 0,80-0,90 µm, Schwadbreite ~ 480 km) betrieben werden. Die Auflösung des ShMSA-BP beträgt 11,9 m panchromatisch und 23,8 m multispektral, ShMSA-CP erreicht panchromatisch 59,4 m und multispektral 118,8 m.

Das von der Mechanischen Fabrik Krasnogorsk (KMZ) in Zusammenarbeit mit NPP OPTEKS entwickelte hyperspektrale System mit einer Masse von rund 150 kg erreicht eine Auflösung von etwa 30 m. Seine Schwadbreite in nominaler Flughöhe liegt nach differierenden Angaben zwischen 25 und 30 km. Es ermöglicht Abtastungen in mindestens 96 unterschiedlichen Spektralkanälen bei Wellenlängen zwischen 0,4 und 1,1 µm.

Die Daten, die Resurs-P 1 liefert, dienen der Erstellung von geographischen, thematisch orientierten und topographischen Karten, geben Hinweise auf Umweltverschmutzungen und Raubbau an der Natur, helfen bei der Erkundung von natürlichen Ressourcen und Bodenschätzen, unterstützen Planung und Kontrolle von ökonomischen Entwicklungs- und Wachstumsprozessen und sind bei der Vorbeugung und Bewältigung von Naturkatastrophen und menschgemachten Desastern hilfreich. Empfangen werden die Daten vom Forschungszentrum für operative Erdbeobachtung in Moskau (NTs OMZ), das auch für deren Verarbeitung und Distribution verantwortlich zeichnet.

Resurs-P 1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.186 bzw. als COSPAR-Objekt 2013-030A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Roskosmos, WMO, ZSKB Progress)


» NASA-Sonde LADEE im Mondorbit
06.10.2013 - Die NASA-Sonde LADEE ist heute Mittag nach einem Korrekturmanöver in einen Orbit um den Erdtrabanten eingeschwenkt. In den nächsten Tagen soll die Bahn den Anforderungen der wissenschaftlichen Mission angepasst werden.
LADEE, der Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (Mondatmosphären und -staubumgebungsforscher), soll Zusammensetzung, Dichte sowie räumliche und zeitliche Verteilung von Gas- und Staubteilchen in der Exosphäre des Mondes bestimmen und die Ergebnisse der Messungen zur Erde übermitteln. Beim Mond kann man praktisch nicht von einer Atmosphäre sprechen, da die Teilchen nicht miteinander interagieren. So kann sich kein wirklicher Druck aufbauen.

LADEE war am 7. September, gegen 5.27 Uhr MESZ an der Spitze einer Minotaur V von der Wallops Flight Facility aus gestartet worden und hatte zunächst drei immer größer werdende elliptische Orbits um die Erde absolviert. Zunächst gelangte er in eine Umlaufbahn zwischen etwa 200 und etwa 270.000 Kilometern, führte am 11. September eine Testzündung seines Hauptantriebes durch und beschleunigte am 13. bzw. 21. September jeweils um 17 bzw. 10 Meter pro Sekunde, um damit das Apogäum, den erdfernsten Punkt der Bahn, stufenweise bis auf Mondabstand anzuheben. Am 1. Oktober fand noch eine kleine Korrektur um 0,9 m/s statt, um den Einschusspunkt in die Mondumlaufbahn möglichst genau zu treffen.

Heute Mittag fand nun das erste Manöver zum Erreichen eines Mondorbits statt. Dabei wurde die Geschwindigkeit der Mondsonde um 330 Meter pro Sekunde geändert und etwa ein Drittel der 297 kg Treibstoff verbraucht. Der mondnächste Punkt liegt nun bei etwa 590 Kilometern Abstand zu seiner Oberfläche. Zwei weitere große Bahnänderungen sind für die nächsten Tage geplant. Dann soll eine kreisähnliche Bahn in 250 Kilometern Höhe erreicht sein. Der Arbeitsorbit wird später noch stufenweise abgesenkt. Die Messkampagne soll dann etwa 100 Tage dauern.

Die Trägerrakete Minotaur V ist eine Ableitung der Minotaur IV und besteht aus 5 Stufen, die mit festen Treibstoffen arbeiten. Die ersten drei Stufen stammen von interkontinentalen Atomraketen, die durch Abrüstungsverträge überflüssig wurden und nun für zivile Zwecke eingesetzt werden können. Es handelte sich um den ersten Start dieser Rakete, die von der Orbital Sciences Corporation modifiziert wurde. Sie kann relativ kleine Lasten in Erdumlaufbahnen oder auf eine Flugbahn zum Mond transportieren.

LADEE ist etwa 2,40 m hoch und hat einen Durchmesser des Körpers von etwa 1,85 m. Er hatte beim Start eine Masse von 383 kg, wovon der Hauptteil auf den Flüssigtreibstoff für das Orbital Control System (OCS) bestand. Der gesamte Mantel des achteckigen Prismas ist mit Solarzellenpaneelen versehen. Weitgehend am Kopfteil befinden sich Sternsensorkameras, Kommunikationseinheiten und Messgeräte, ein optisches Kommunikationssystem und ein Massenspektrometer befinden sich an zwei der Seitenflächen. Die Lageregelung kann sowohl über Reaktionsräder als auch über ein kleines Triebwerk vorgenommen werden. Die wissenschaftlich-technische Ausrüstung besteht auf 4 Gerätekomplexen.

Das Neutral Mass Spectrometer (NMS) ist ein Massenspaktrometer für neutrale Atome, mit dem die Zusammensetzung der Gase in der Exosphäre in zeitlicher und räumlicher Verteilung ermittelt werden soll. Erfasst und identifiziert werden können Atome mit Massen von 1 bis 150 atomaren Masseeinheiten im Kern. Mit dem Ultraviolet/Visible Spectrometer (UVS) wird die von der Exosphäre reflektierte Sonnenstrahlung erfasst und analysiert. Zum einen möchte man die in der Exosphäre häufig vorkommenden Elemente Natrium und Kalium erfassen, zum anderen nach weiteren Elementen wie Silizium, Aluminium, Magnesium, Kalzium, Titan, Eisen und nach Wassermolekülen suchen. Das Spektrometer arbeitet im Bereich von 230 bis 810 nm mit einer spektralen Auflösung von 1 nm (Nanometer). Der Messbereich ragt dabei sogar noch ein wenig in das infrarote Licht hinein.

Das Lunar Dust Experiment (LDEX) hat die Erfassung der Staubverteilung über der Mondoberfläche zum Inhalt. Dabei werden direkt Staubkorngrößen von 0,3 bis 5 µm (Mikrometer) erfasst und durch zeitliche Integration auch Größen bis hinunter zu etwa 0,1 µm. In das System gelangende Staubkörnchen erzeugen beim Aufschlag auf die Rückwand Plasmawölkchen, deren geladene Partikel durch elektrische Felder auf getrennten Wegen zu einem 1 cm² großen Sensor gelangen. Hier werden die Energien erfasst, wodurch man auf Korngröße und Geschwindigkeit zurückrechnen kann. Teilchen der kosmischen oder solaren Strahlung hingegen erzeugen durch Geometrie des Systems sowie weitere geeignete Maßnahmen nur jeweils ein Signal und lassen sich somit von den gewünschten Staubkornereignissen abgrenzen.

Als experimentelles Technologiesystem befindet sich als viertes Instrument der Lunar Laser Communication Demonstrator an Bord der Mondsonde. Mit diesem sollen sich 620 Megabit pro Sekunde zur Erde übermitteln lassen. Die angestrebte Datenrate zum Raumfahrzeug liegt bei 20 Megabit pro Sekunde. Das System lässt sich auch zur sehr genauen Entfernungsbestimmung verwenden. Mit einer zeitlichen Genauigkeit von 200 Picosekunden (0,000 000 000 2 s) erreicht man eine räumliche Präzision im Zentimeterbereich.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NASA, Spaceflight101)


» Der Komet ISON nähert sich der Sonne
07.10.2013 - Der Komet ISON befindet sich derzeit auf dem Weg in das innere Sonnensystem und wird dabei von verschiedenen Observatorien und Raumsonden beobachtet. Gegenwärtig beginnen auch die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung mit einer ausführlichen Beobachtungskampagne.
Am 21. September 2012 entdeckten die beiden Amateurastronomen Witali Njewski und Artjom Nowitschonok mit einem der zehn Teleskope des International Scientific Optical Network (ISON) einen Kometen, welcher sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von etwa 950 Millionen Kilometern zu der Sonne befand und der sich auf dem Weg in das innere Sonnensystem befand.

Dieser mit dem Namen C/2012 S1 (ISON) versehene Komet gehört zu den langperiodischen Kometen, welche sich auf extrem langgestreckten Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Er stammt somit sehr wahrscheinlich aus der Oortschen Wolke - einem Bereich des äußersten Sonnensystems, welcher vermutlich die Heimat von mehreren 100 Milliarden Kometen darstellt. Durch gravitative Störungen werden die Umlaufbahnen der dort befindlichen Kometen gelegentlich verändert, wodurch einige von ihnen in das innere Sonnensystem abgelenkt werden können. Die dabei erreichten Umlaufperioden dieser Kometen können dann von einigen zehntausend Jahren bis hin zu mehreren Millionen Jahren betragen.

Die bisherigen Berechnungen der Umlaufbahn von C/2012 S1 (ISON) haben ergeben, dass der Komet sich jetzt - mehr als 4,5 Milliarden Jahre nach seiner Entstehung - möglicherweise zum ersten Mal dem inneren Bereich unseres Sonnensystems nähert. Aus diesem Grund gehen die Kometenforscher davon aus, dass der Kern von C/2012 S1 (ISON) noch über seine ursprüngliche Oberflächenzusammensetzung verfügt, welche große Mengen an leichtflüchtigen Stoffen wie gefrorenes Kohlendioxid oder Wassereis enthalten dürfte. Die Untersuchung dieser Zusammensetzung, so die Erwartung der Wissenschaftler, dürfte tiefere Einblicke in die Frühzeit unseres Sonnensystems ermöglichen und verschiedene bisher ungeklärte Fragen - vom Ursprung des Lebens auf der Erde bis zur frühen Entwicklung unseres Sonnensystems - beantworten. Aus diesem Grund stellt dieser Komet nicht nur für Amateurastronomen, sondern auch für professionelle Wissenschaftler ein interessantes Beobachtungsziel dar und befindet sich dementsprechend derzeit unter einer dauerhaften Beobachtung.

Während seiner Anflugphase auf das innere Planetensystem zeigte der Komet ISON bereits eine starke Helligkeits- und Gasentwicklung. Dies lässt darauf schließen, dass derzeit vorrangig gefrorenes Kohlendioxid verdampft. Zudem wird wahrscheinlich Kohlenmonoxid freigesetzt. Seit dem Sommer 2013 verdampft zunehmend auch gefrorenes Wasser.

Am Abend des 1. Oktober 2013 passierte der Komet C/2012 S1 (ISON) unseren äußeren Nachbarplaneten, den Mars, in einer Entfernung von rund 10,8 Millionen Kilometern. Diese nahe Passage wurde genutzt, um mit verschiedenen derzeit aktiven Marsorbitern und Marsrovern Beobachtungen durchzuführen. Zumindestens die Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) war dabei erfolgreich (Raumfahrer.net berichtete).

Der Komet hat die Umlaufbahn des Mars mittlerweile passiert und nähert sich der Sonne weiter an. Aufgrund der dabei stetig steigenden Temperaturen wird in den kommenden Wochen auch die Aktivität des Kometen zunehmen, was sich in der Ausbildung einer immer größeren Koma und eines immer länger werdenden Kometenschweifes zeigen wird. Am 28. November 2013 wird der Komet auf seiner Umlaufbahn schließlich die dichteste Annäherung an das Zentralgestirn unseres Sonnensystems erreichen und die Sonne in einer Entfernung von lediglich rund 1,8 Millionen Kilometern passieren.

"In dieser Entfernung wird die Temperatur an der Oberfläche des Kometen bis zu 2.000 Grad Celsius erreichen", so der Kometenforscher Dr. Hermann Böhnhardt vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im niedersächsischen Katlenburg-Lindau. Winzige Staubteilchen an der Kometenoberfläche könnten verglühen und sogar Material, welches normalerweise tief im Inneren des Kometenkerns gebunden sind, könnte verdampfen. Dadurch bedingt könnte der Druck innerhalb des Kerns des Kometen so stark ansteigen, dass der Komet zerbricht.

Für Kometenforscher wäre dieses Szenario bei weitem nicht die schlechteste Variante. Zwar hoffen viele Hobbyastronomen, dass der Komet C/2012 S1 (ISON) die Sonne unbeschadet passiert und in den darauf folgenden Tagen und Wochen einen spektakulären Schweif ausbildet. Doch falls der Kometenkern zerbricht, würden einzelne Bruchstücke den Blick auf das Innere des Körpers freigeben, welches ansonsten verborgen bleiben würde. In jedem Fall dürfte die entstehende Hitze dem Kometen "tiefgehende" Informationen entlocken. So hoffen die Wissenschaftler zum Beispiel, dass auch im Kometeninneren enthaltene Metalle verdampfen werden.

"Metalle und weitere Stoffe wie etwa Silizium sind normalerweise in Form von Mineralien im Kometengestein gebunden und deshalb für Teleskope auf der Erde nicht zugänglich", so Hermann Böhnhardt.

Da der Komet C/2012 S1 (ISON) bereits bei seiner Entdeckung trotz der dabei gegebenen großen Entfernung zur Sonne relativ hell strahlte, könnte er seine Geheimnisse bereitwillig preisgeben, denn lichtstarke Objekte lassen sich deutlich leichter untersuchen als lichtschwache Körper. Die in die Beobachtungskampagne involvierten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung werden versuchen, diesen Vorzug mit Hilfe von fünf Teleskopen zu nutzen. Bei ihren Beobachtungen arbeiten sie mit Kollegen am Wendelstein-Observatorium der Ludwig-Maximilians-Universität in München, an der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg, am Turkish National Telescope und zwei hawaiianischen Anlagen, dem Canada France Hawaii Telescope und dem W.M. Keck Observatory, zusammen.

"Bei den Beobachtungen, die wir von Hawaii aus durchführen, stehen vor allem die organischen Bestandteile des Kometen im Vordergrund", so Hermann Böhnhardt. Diese machen möglicherweise bis zu ein Drittel der mineralischen Kometenmasse aus und beinhalten Informationen über die frühe Entwicklung unseres Sonnensystems. So wird zum Beispiel spekuliert, dass Kometeneinschläge in der Frühzeit unseres Sonnensystems mit diesen Molekülen die "Grundbausteine des Lebens" auf die Erde lieferten. Zudem interessieren sich die Wissenschaftler dafür, wie das Mischungsverhältnis organischer Stoffe vom Entstehungsort eines Kometen abhängt. "Auf diese Weise könnten wir nachzeichnen, wie diese Stoffe in der Geburtsstunde des Sonnensystems verteilt waren", so Hermann Böhnhardt.

Aber nicht nur die auf die Kometenforschung spezialisierten Mitarbeiter des MPS werden in den kommenden Wochen den Kometen ISON beobachten, sondern auch die dortigen "Sonnenforscher": Auch die beiden weltraumgestützten Sonnenobservatorien Solar and Heliospheric Observatory (SoHO) und STEREO, zu denen das MPS mehrere wissenschaftliche Instrumente beigetragen hat, werden Ende November während der sonnennächsten Passage den Kometen ISON ins Visier nehmen.

"Raumsonden, die sonst die Sonnenatmosphäre und ihre Umgebung beobachten, sind für diese Aufgabe hervorragend geeignet", erläutert Dr. Werner Curdt vom MPS. Der Komet wird während der Sonnenpassage tief in die Sonnenkorona eintauchen, mit ihr wechselwirken und dabei seine chemischen Signaturen hinterlassen. Es ist vorgesehen, diese "Fingerabdrücke" spektroskopisch zu untersuchen. Der SoHO-Spektrograph SUMER hat dafür Softwareprogramme an Bord, die erst jetzt - fast 18 Jahre nach dem Start dieses Sonnenobservatoriums - erstmals zur Anwendung kommen werden. Das Raumsonden-Duo STEREO und das Instrument LASCO an Bord von SoHO werden mit ihren Kameras die weitere Entwicklung des Kometen über viele Tage hinweg verfolgen.

Die meisten erdgebundenen Beobachtungen der Wissenschaftler des MPS laufen in diesen Tagen an. In dieser frühen Beobachtungsphase richtet sich das Augenmerk der Forscher in erster Linie auf den Schweif des Kometen, welcher sich bereits deutlich erkennbar ausgebildet hat. Seine derzeitige Entwicklung erlaubt Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Kometenkerns sowie auf eventuell erfolgende Gas- und Teilchenausbrüche an dessen Oberfläche. Zudem wollen die Wissenschaftler anhand der früh gewonnen Daten die Form, die Ausdehnung und die zu erwartende Helligkeit, welche der Kometenschweif zu späteren Zeitpunkten annehmen wird, berechnen - und so einen Vorgeschmack bieten auf den Anblick, welcher sich uns Ende November und Anfang Dezember 2013 am Nachthimmel bieten wird.

Sollte der Komet seine Sonnenpassage überstehen, ohne dabei in mehrere Einzelteile zu zerbrechen, so dürfte er zum Jahresende einen spektakulären Anblick am Himmel liefern. Optimistische Prognosen gehen davon aus, dass er dabei zeitweise sogar die Helligkeit des Vollmondes erreichen könnte. Unter besonders günstigen Umständen könnte er dabei sogar als heller Fleck neben der Sonne als sogenannter Tageskomet zu sehen sein. Diese Prognosen sind allerdings mit Vorsicht zu genießen, denn die zukünftige Helligkeitsentwicklung von Kometen ist auch nach vielen Jahren der intensiven Forschung immer noch extrem ungewiss.

Trotzdem sind sich die Experten im Fall von C/2012 S1 (ISON) relativ sicher, dass bereits während der weiteren Annäherung an die Sonne der Schweif von C/2012 S1 (ISON) im November relativ einfach mit dem bloßem Auge am Morgenhimmel tief am östlichen Horizont sichtbar sein sollte. Derzeit erreicht der Komet eine Helligkeit von rund 11 mag und ist mit Amateurteleskopen am Morgenhimmel im Sternbild Löwe (lat. Leo) in der unmittelbaren Nachbarschaft des Planeten Mars zu beobachten.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung)


» Der Reflexionsnebel IC 2220
09.10.2013 - Eine heute von der Europäischen Südsternwarte veröffentlichte Aufnahme zeigt den Reflexionsnebel IC 2220.
Eine heute von der Europäischen Südsternwarte (ESO) veröffentlichte Aufnahme zeigt den in einer Entfernung von etwa 1.200 Lichtjahren zur Erde befindlichen und im südlichen Sternbild Schiffskiel (lat. "Carina") gelegenen Reflexionsnebel IC 2220. Bei einem Reflexionsnebel handelt es sich um eine Wolke aus Gas und Staub, welche "von innen heraus" durch einen Stern beleuchtet wird. Im Falle von IC 2220 ist dies der Stern HD 65750. Dieser Stern gehört zur Klasse der Roten Riesen.

Rote Riesen bilden sich aus alternden Sternen, welche sich der letzten Stufe ihrer Entwicklung nähern. Sie haben ihren Vorrat an Wasserstoff, der die im Inneren von Sternen ablaufenden Kernreaktionen befeuert, fast komplett verbraucht. Dies führt zu einer enormen Ausdehnung der Sternatmosphäre. Rote Riesen wie HD 65750 besitzen über einem Kohlenstoff-Sauerstoff-Kern eine Schale, in der sie Helium fusionieren. Gelegentlich besitzen sie zusätzlich auch eine Schale näher an der Sternoberfläche, in der noch ein Wasserstoffbrennen stattfindet.

Obwohl der Stern HD 65750 mit einem Alter von rund 50 Millionen Jahren noch vergleichsweise jung ist, befindet er sich somit doch bereits in einem deutlich fortgeschrittenem Stadium seiner Existenz. Der Grund hierfür ist die relativ hohe Masse dieses Sterns, welche in etwa fünf mal höher ausfällt als die Masse unserer Sonne. Sterne mit einer höheren Masse durchlaufen ihr Leben viel schneller als massearme Sterne wie unsere Sonne, deren Lebensdauer in Milliarden anstatt, wie im Fall von HD 65750, in Millionen Jahren gemessen wird.

Aber auch masseärmeren Sternen bleibt das Schicksal, zu einem Roten Riesen zu werden, letztendlich nicht erspart. In etwa sieben Milliarden Jahren, so die Erwartungen der Astronomen, wird sich auch das Zentralgestirn unseres Sonnensystems zu einem solchen Roten Riesen aufblähen. Es wird erwartet, dass die Sonnenatmosphäre sich in diesem Stadium der Entwicklung bis zu der heutige Umlaufbahn der Erde aufbläht und dabei die inneren Planeten des Sonnensystems verschlingt. Zu diesem Zeitpunkt wird sich die Erde allerdings bereits seit mehreren Milliarden Jahren in einem Zustand befinden, der die Existenz von Leben unmöglich macht. Die im Vorfeld dieser Entwicklung erfolgende ungeheure Zunahme an Strahlung und die starken Sonnenwinde, welche das Aufblähen der Sonne begleiten werden, wird dazu führen, dass das Wasser in den Ozeanen auf der Erde verdampft und alles Leben auf unserem Heimatplaneten vernichtet wird.

Der in der heute veröffentlichten Aufnahme gezeigte Reflexionsnebel IC 2220 ist ein direktes Produkt des Sterns HD 65750, welcher kontinuierlich einen Teil seiner Masse verliert und an die Umgebung abgibt. Dabei bildet sich eine Wolke aus Gas und Staub. Der Staub besteht aus Elementen wie Kohlenstoff und einfachen, hitzeresistenten Komponenten wie Titandioxid und Kalziumoxid (Kalk).

Der Nebel IC 2220 ist nur deshalb sichtbar, weil das von dem Stern ausgehende Licht von diesen Staubkörnern reflektiert wird. In Fall von IC 2220 haben detaillierte Analysen im infraroten Licht gezeigt, dass vermutlich Siliziumdioxid (Quarz) der Bestandteil des Staubes ist, welcher am wahrscheinlichsten für die Reflexion des Sternlichts verantwortlich ist. Der Nebel ist nahezu symmetrisch und verfügt über einen Durchmesser von etwa einem Lichtjahr.

Die von der ESO veröffentlichte Aufnahme wurde mit dem in den chilenischen Anden befindlichen Very Large Telescope (kurz "VLT") im Rahmen des "Cosmic Gems"-Programms angefertigt. Hierbei handelt es sich um eine ESO-Initiative zur Erstellung von astronomischen Aufnahmen für die Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit. Das Programm nutzt hierfür hauptsächlich Zeiten, während derer die Beobachtungsbedingungen nicht den strengen Ansprüchen wissenschaftlicher Beobachtungsarbeit genügen, um Aufnahmen von interessanten, faszinierenden Himmelsobjekten anzufertigen, die einfach schön anzusehen sind. Die Bilddaten sind anschließend im wissenschaftlichen Archiv der ESO für jedermann zugänglich. Auch professionelle Astronomen können diese für ihre wissenschaftlichen Projekte verwenden.

Die Aufnahme von IC 2220 zeigt die charakteristische Bogenstruktur des Nebels, welche einem Krug ähnelt. Die britischen Astronomen Paul Murdin, David Allen und David Malin gaben dem Reflexionsnebel IC 2220 aufgrund dieser Ähnlichkeit zu einem alten englischen Trinkgefäß, welches typischerweise als Toby-Krug (engl. "Toby Jug") bezeichnet wird, den Spitznamen "Toby-Jug-Nebel". Die Toby-Krüge dienten früher dem Ausschank von Bier und sind heute beliebte Sammelobjekte.

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


» Tag der Luft- und Raumfahrt in Köln
09.10.2013 - Am Sonntag, dem 22. September 2013 hatte der DLR- und ESA-Standort Köln für alle geöffnet. Rund 30.000 Besucher konnten die zahlreichen Forschungslabore, das Europäische Astronautenzentrum und das neue :envihab erkunden, Vorträge anhören und eine Flugzeugausstellung bewundern.
Gegen 10:00 Uhr begann das umfangreiche Programm. Erste Station war das Institut für Werkstoff-Forschung. Hier wurden die aktuellen Forschungen an einer Beschichtung für Triebwerksschaufeln vorgestellt. Weiter ging es in den Werkstätten des Systemhaus Technik, in dem es um den Prozess "vom virtuellen Produkt zum fertigen Windkanalmodell" ging. Hier erklären Ingenieure CAD, die Fräs- und Drehmaschinen liefen und produzierten kleine Astronauten sowie ein großes Modell eines Spaceshuttles.

Ein Highlight dort war der "3D-Drucker" für Metall. Bei dieser Technik wird - anders als beim Kunststoffdrucker - zunächst das Metallpulver (z.B. Aluminium, Titan) aufgetragen und anschließend mit einem Laser verschmolzen. Dies wird Schicht für Schicht gemacht, bis das Produkt fertig ist. Dabei können gleichzeitig viele verschiedene einzelne Bauteile produziert werden.

Weiter ging es im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik mit Plasmawindkanälen sowie den Hyper- und Überschallwindkanälen. Hier wurden Messmethoden für den Staudruck, für Schlieren und Strömungen vorgestellt. Auch hier war die Testeinrichtung beeindruckend.

Zwischendurch fanden immer wieder interessante Vorträge im Casino statt, so z.B. einer über die Rosetta-Mission, welche nächstes Jahr ihr Ziel erreicht. Hier gab es auch Infostände zu Arbeitsplätzen beim DLR sowie zum Archiv und einen Tisch mit vielen interessanten Broschüren über das Raumfahrtmanagement.

Es folgte ein weiteres Highlight des Tages, die Flugzeugausstellung. Hier gab es von der Luftwaffe u.a. je einen Tornado und einen Eurofighter, und außerdem Flugzeuge der Flugbereitschaft zu bestaunen. Neben der Luftwaffe stellte das DLR seine Forschungsflotte vor. Dann gab es noch eine Boeing von UPS und von FedEx. Das tolle daran war, dass letztere mit geöffneter Triebwerksverkleidung betrachtet werden konnte, was einen nicht alltäglichen Einblick ermöglichte.

Auf dem Gelände gab es zudem Infostände von ESA und DLR, von Zeitschriftenverlagen, Astronomie-, Modell- und Raketenbauvereinen, usw.. Zudem waren viele Essens- und Verkaufsstände vorhanden und als weiteres Highlight Zelte, in den man Autogramme von Astronauten bekommen konnte. Eine tolle Möglichkeit die Astronauten auch mal persönlich zu treffen, welche sonst am Tag sehr stark vertreten waren. So gab es viele Vorträge von ihnen und sie waren auch für Fragen offen.

Neben diesen ganzen Möglichkeiten bildete die Radiobühne von WDR 2 mit Interviews und Musik auf dem ganzen Gelände einen tollen Hintergrund. So bekam man auch den erfolgreichen Weltrekordversuch mit, selbst man nicht unmittelbar vor Ort war. Ein Kran hob und hielt einen 15t-Lastwagen, der nur mit einer Scheckkarten-großen Klebstofffläche mit der Hebeeinrichtung verbunden war. Auch für Familien und Kinder gab es übrigens tolle Möglichkeiten und Programmpunkte.

Krönender Abschluss des Tages war die Präsentation des Tauchbeckens, wo mit André Kuipers das Astronautentraining und die Sicherheitsvorkehrungen bei einer EVA, also einem Ausstieg ins All, erklärt wurden. Danach ging es noch kurz ins Astronautenzentrum. Auch wenn das Betreten der Module nicht mehr möglich war, war es doch ein lohnenswerter Blick in die Halle.

Nach acht Stunden mit vielen neuen Eindrücken und tollen Informationen gingen alle etwas müde vom Gelände, und mit dem Schuttlebus konnte man zum Bahnhof fahren. Auf dem Gelände fand übrigens das SocialSpace-Treffen von ESA und DLR statt, bei dem andere Mitglieder von Raumfahrer.net dabei waren.

Insgesamt muss ich sagen, dass der Tag der Luft- und Raumfahrt sich gelohnt hat. Einen solchen faszinierenden und interessanten Einblick in die Forschung, die Astronautenausbildung, Durchführung von Missionen und auch den ganzen Bereich der Luft- und Raumfahrt gibt es selten. Um es kurz zu sagen: Es war großartig! Vielen Dank DLR und ESA! Man sieht sich in zwei Jahren wieder!


(Autor: Jan-Steffen Fischer - Quelle: Eigene Bilder)


» ExoMars-Testrover fährt in der Atacama-Wüste
10.10.2013 - Mit der ambitionierten ExoMars-Mission ab 2016 verfolgt die ESA unter anderem das Ziel, 2019 einen Rover zur Erforschung des Marsbodens abzusetzen. In bis zu zwei Metern Tiefe wird nach Hinweisen auf Leben geforscht. Im Rahmen von SAFER (Sample Acquisition Field Experiment) wird derzeit in der Nähe der Europäischen Südsternwarte in der chilenischen Atacama-Wüste mit einem Testrover die Suche nach dafür geeigneten Stellen geübt.
ExoMars ist ein Projekt der Europäschen Weltraumagentur ESA, mit dem man den Anschluss an die Bodenaktivitäten der NASA auf dem Mars nicht verlieren möchte. Das Vorhaben besteht aus zwei Missionen. Voraussichtlich im Januar 2016 startet der ExoMars Trace Gas Orbiter (ExoMars-TGO) auf Proton M in Baikonur. Er wird im Oktober 2016 am Mars ankommen und mit der Untersuchung von Spurengase in der Marsatmosphäre beginnen. An Bord von ExoMars-TGO befindet sich auch der Landedemonstrator EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Modul). Die Daten des Landedemonstrators dienen der Vorbereitung des zweiten und für die ESA anspruchsvolleren Teils von ExoMars – dem Absetzen eines Rovers; geplanter Start Mai 2018 und Mars-Ankunft im Januar 2019. Der 310 Kilogramm schwere Mars-Rover führt als augenfälligstes Novum gegenüber den bisherigen Mars-Rovern ein Bohrgestänge mit sich. Er ist damit in der Lage, auf der Suche nach Lebensspuren senkrecht bis zu zwei Meter tief zu bohren. Man rechnet sich eine höhere Erfolgswahrscheinlichkeit der Suche aus, weil derartige Spuren dort vor kosmischer Strahlung und aggressiven Umweltprozessen geschützt sind. Ist der Mars-Rover angekommen, wird Mars-TGO zusätzlich zur Atmosphärenforschung eine Rolle als Relaisstation für die Roverkommunikation übernehmen.

In der chilenischen Atacama-Wüste begannen kürzlich erste Versuche mit einem Testrover namens „Bridget“. Feldversuche dieser Art werden als notwendig erachtet, weil modellhafte Simulationen nicht alle natürlichen Unwägbarkeiten erfassen, und wenn, dann vielleicht nicht richtig abbilden. Die Rover-Tester sind Gast bei der Europäischen Südsternwarte am Mount Paranal. Die Atacama-Wüste wurde als Testgelände ausgewählt, weil sie nach Einschätzung der ESA-Wissenschaftler der auf dem Mars zu erwartenden Umwelt- und Bodenverhältnisse am nächsten kommt. Die Wüste ist eines der trockensten Gebiete der Erde.

Das Test-Team hat nach Ankunft vor Ort zunächst den Testrover fahrbereit gemacht. Erste Fahrversuche konnten beginnen. Parallel dazu erkundeten andere Team-Mitglieder die Umgebung, um eine passendes Testareal zu finden. Dort sollen Erfahrungen mit drei wissenschaftlichen Instrumenten bei der Suche nach aussichtsreichen Bohrstellen gesammelt und Instrumente und Programme optimiert werden. Das Gebiet mit der größten Mars-Ähnlichkeit wurde nach dem Projektnamen SAFER-Valley benannt. Mit Hilfe einer Drohne wurden Luftbildaufnahmen gemacht und eine Bodenerhebungskarte des SAFER-Valley erstellt. Die Drohne simuliert Aufnahmen aus dem Orbit, wie sie später auch von der Arbeitsumgebung des Mars-Rovers gemacht werden.

Insgesamt sind zunächst fünf Testtage angesetzt. Jeder Testtag wird als zwei Mars-Tage (Sols) angesehen. Das Testschema sieht am Ende jeden Mars-Tages die Datenübermittlung in das Kontrollzentrum vor. Dort wird die Anschlussroute ausgearbeitet und zum Rover hochgeladen. Diese muss er dann am nächsten Sol autonom bewältigen. Bei der Kommunikation simuliert man die engen Zeitfenster für eine Datenkommunikation und den deshalb begrenzten Datenfluss vom und zum Rover.

Am 08. Oktober 2013 wurde Bridget mit drei von später einmal elf Instrumenten bestückt: einer 3D-Panoramakamera für den Rundumblick, einer Kamera (CLUPI Close-up Imager) für hochauflösende Bilder (bis zu einem Tausendstel Millimeter Auflösung) im Nahbereich (50 cm) und einem Bodenradar (WISDOM) für den Blick in die obere Bodenschicht. Bridget soll so sowohl felsigen als auch losen Untergrund lokalisieren können. Beim Start der Versuchsreihe musste man mangels Vortagesdaten zwangsläufig leicht improvisieren. Am Vorabend wurden Panoramaaufnahmen der Rover-Umgebung an das Kontrollzentrum in Harwell geschickt. Zusammen mit der Bodenerhebungskarte musste das dortige Team eine erste Entscheidung treffen, welchen Route Bridget am folgenden Tag zuerst einschlagen sollte. Die Route wurde am Dienstagmorgen in den Bordcomputer des Rovers geladen und die erste Testfahrt konnte beginnen. Die Premiere lief nicht nicht ohne die Korrektur von Softwarefehlern und manuellen Eingriffen vor Ort ab, bildete aber die etwas umfassendere die Basis zur Festlegung der nächsten Route durch das britische Kontrollzentrum. Auch Bohrproben werden im Rahmen der Versuche zur Untersuchung durch den CLUPI entnommen, allerdings in der Atacama-Wüste noch von Hand, dies aber für die Mitarbeiter im fernen Kontrollzentrum quasi unmerklich. Daran sieht man, bis zu einem Mars-fähigen Rover-Modell ist es noch ein weiter Weg.

Der SAFER-Feldversuch wird vom ESA-Direktorat für Technik und Qualitätsmanagement begleitet. Das involvierte Konsortium bestehend aus elf Firmen und Instituten wird von der britischen RAL Space geführt, ein Ableger des UK Science & Technology Facilities Council im Rutherford Appleton Laboratory in Harwell. Finanziert werden die Versuche im Rahmen des ESA-Programmes zur Erforschung von Grundlagentechniken und durch UK Space Agency. Der Testrover wurde von Astrium in Stevenage (UK) hergestellt. Der Test dient nicht der eigentlichen Entwicklung des Mars-Rovers, sondern der Entwicklung von Prozeduren für den späteren Roverbetrieb auf dem Mars. Auch die eingebundenen Unternehmen sind nicht alle am Bau des endgültigen Mars-Rovers beteiligt.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: ESA, SAFER-Blog)


» Mit Fusionsantrieb zum Mars?
12.10.2013 - Während ein Flug zum Mars mit herkömmlichen chemischen Antrieben etwa 500 Tage dauern würde, könnte man ihn mit andern Antriebstechniken wie zum Beispiel Fusionsantrieben erheblich verkürzen. In so einem Fall wären auch die gesundheitlichen Risiken für die Raumfahrer geringer.
Die Entwicklung eines Nuklearantriebes ist auch ein Schwerpunkt des NIAC-Programmes der NASA NIAC steht für NASA Innovative Advanced Concept. Dieses Programm ist hervorgegangen aus dem 1997 von der NASA gegründeten Institute for Advanced Concepts, welches zukünftige Konzepte für die Luft- und Raumfahrt entwickeln sollte (das in Öffentlichkeit bekannteste neue Konzept war der Weltraumlift). Dieses Institut wurde 2007 geschlossen, das Programm aber 2011 wieder aufgenommen, diesmal in Form von Fördergeldern, die an Firmen vergeben werden, die in diese Richtungen forschen.

Eine dieser Firmen ist MSNW, 1994 gegründet, deren Vorsitzender der Universitätsprofessor John Slough ist, einer der führenden Experten auf dem Gebiet der Fusionsantriebe. Mit Anthony Pancotti hat nun ein weiterer Vertreter dieser Firma Ende September einen Fusionsantrieb vorgestellt. Mit Hilfe dieses Antriebes könnte man die Flugzeiten nach den Worten Pancottis auf folgende Werte reduzieren: 83 Tage für den Hinflug, 30 Tage an der Oberfläche und 97 Tage für den Rückflug, so dass man auf insgesamt 210 Tage für die komplette Mission käme.

Dabei käme ein Fusionsantrieb zum Einsatz, bei dem ein Plasma aus Deuterium und Tritium in eine Kammer gespritzt wird. Dort legen sich durch Magnetfelder indiziiert Metallringe um das Plasma, komprimieren es und bringen es so zur Fusion.

Die Wissenschaftler um Slough und Pancotti wiesen in ihrer Präsentation darauf hin, dass die Technik im Labor bereits beherrscht würde. Sie halten dieses Antriebssystem für das „simpelste, umkomplizierteste, preiswerteste Fusionsantriebskonzept, welches man sich vorstellen kann.“ (Pancotti).

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(Autor: Hans Lammersen - Quelle: University of Washington, Space.com, MSNW)


» Achter Grasshopper-Test
13.10.2013 - Am 7. Oktober 2013 wurde ein achter Test des Landesimulators Grasshopper der Firma Space Exploration Technologies (SpaceX) auf dem Firmengelände bei McGregor (USA) durchgeführt. Newsimage: SpaceX
Dabei wurde offiziell eine Flughöhe von 744 Metern erreicht. Erneut führte die Rakete einen Seitwärtsflug aus und wurde dabei von Bord einer Helikopterdrohne gefilmt. Das entsprechende Video wurde gestern veröffentlicht.



Seit September 2012 wurden damit acht Tests mit meist steigender Flughöhe sowie zuletzt weiteren Flugmanövern unternommen. Dabei wurde die Fähigkeit des Systems nachgewiesen, Start und Landung erfolgreich auszuführen, dabei die Steuerung der Schubstärke sowie -richtung zu übernehmen und eine präzise Navigation aufgrund von Sensordaten zu absolvieren.

Die zurückliegenden Tests waren eine Probezündung im September 2012 sowie Flüge bis in etwa 3 m (3.11.2012), 40 m (17.12.2012), 80 m (7.3.2013), 250 m (19.4.2013) und 325 m (14.06.2013) Höhe mit jeweils anschließender weicher Landung. Zuletzt wurde am 13. August ein Flug mit einer Gipfelhöhe von etwa 250 m mit einer Seitwärtsbewegung von etwa 100 Metern hin und zurück absolviert.

Gegenwärtig baut man bei SpaceX am Nachfolgemodell, welches weitgehend einer Startstufe der Falcon 9 v1.1 entspricht aber vier mit ausklappbaren Beinen ausgestattet wird. Die Beine verfügen über eine aerodynamische Verkleidung, die beim Start für nur eine geringe Vergrößerung des Luftwiderstandes sorgen soll. Diese Verkleidung ist im ausgeklappten Zustand Teil der Stützstruktur. Mehrere ineinander liegende Zylinder übernehmen das Ausklappen, wenn diese unter Druck gesetzt werden. Außerdem dienen sie als Stoßdämpfer.

Der neue Landesimulator Grasshopper 2 soll sowohl auf dem Firmengelände von SpaceX bei McGregor (Texas, USA) als auch auf dem Gelände des Spaceport America in New Mexico (USA) zum Einsatz kommen.

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


» LADEE jetzt im Inbetriebnahmeorbit
14.10.2013 - Nach zwei weiteren Bahnkorrekturmanövern im Mondorbit ist die Sonde mittlerweile so nah an den Erdtrabanten gerückt, dass man die Messgeräte testen und eichen kann.
Nach dem Orbiteintrittsmanöver am 6. Oktober hatte man eine Bahn in einer Höhe zwischen 590 km, mondnächster Punkt oder Periselen, und 15.700 km (Aposelen) erreicht, wobei die Ellipse nicht direkt auf die Erde wies sondern ganz im Gegenteil eher "schief im Raum" lag. Nach einem weiteren Manöver am 9. Oktober wurden beide Werte auf 250 bzw. 2.220 km abgesenkt.

Offenbar war das Aposelen um einen kleinen Wert zu hoch, so dass im Verlaufe der weiteren Runden um den Mond die Beeinflussung der Bahn durch die Erde stärker ausfiel als geplant. Kurz vor dem 3. Manöver lagen die Werte bei 235 und 2.213 km. Die erneute Bahnkorrektur am gestrigen Sonntag (13.10.2013) brachte LADEE dann auf einen kreisähnlichen Orbit zwischen 235 und 250 Kilometern.

Auf dieser Bahn sollen nun alle Messgeräte getestet und geeicht werden. Im Verlaufe von knapp einem Monat wird vor allem durch Unregelmäßigkeiten der Masseverteilung auf dem Mond und die Beeinflussung durch die nicht allzu ferne Erde die Bahn destabilisieren und den mondnächsten Punkt bis auf 50 km absinken lassen. Dies lässt man absichtlich geschehen. Damit kommt man mit einem geringeren Treibstoffeinsatz in eine niedrigere Bahn. Insgesamt testet man dreimal an 3 aufeinander folgenden Tagen die Instrumente und viermal an 4 aufeinander folgenden Tagen lang wird das Laserkommunikationssystem LLCD (Lunar Laser Communications Demonstrations) getestet. Bei jedem Umlauf sind dabei 13 bis 15 Minuten lang Kommunikationsmöglichkeiten gegeben.

Nach 30 Tagen wird die Bahn durch das unregelmäßige Gravitationsfeld des Mondes deutlich elliptischer sein, weil das Periselen immer weiter absinkt, wogegen das Aposelen ansteigt. Danach wird der Orbit im Rahmen von 2 Manövern so weit abgesenkt, dass man in etwa 50 Kilometern Höhe den Mond umkreist. Hier sollen dann etwa 100 Tage lang Messungen vorgenommen werden. Auf optischem Wege gewinnt man bei tiefem Sonnenstand im von den Staubpartikeln reflektierten Licht Daten über deren Größe, Zusammensetzung und Verteilung.

LADEE war am 7. September, gegen 5.27 Uhr MESZ an der Spitze einer Minotaur V von der Wallops Flight Facility aus gestartet worden und hatte zunächst drei immer größer werdende elliptische Orbits um die Erde absolviert. Am 1. Oktober fand noch eine kleine Korrektur statt, um den Einschusspunkt in die Mondumlaufbahn möglichst genau zu treffen. Am 6. Oktober fand das erste Manöver zum Erreichen eines Mondorbits statt. Dabei wurde die Geschwindigkeit der Mondsonde um 330 Meter pro Sekunde geändert und etwa ein Drittel der 297 kg Treibstoff verbraucht.

LADEE ist etwa 2,40 m hoch und hat einen Durchmesser des Körpers von etwa 1,85 m. Er hatte beim Start eine Masse von 383 kg, wovon der Hauptteil auf den Flüssigtreibstoff für das Orbital Control System (OCS) bestand. Der gesamte Mantel des achteckigen Prismas ist mit Solarzellenpaneelen versehen. Weitgehend am Kopfteil befinden sich Sternsensorkameras, Kommunikationseinheiten und Messgeräte, ein optisches Kommunikationssystem und ein Massenspektrometer befinden sich an zwei der Seitenflächen. Die Lageregelung kann sowohl über Reaktionsräder als auch über ein kleines Triebwerk vorgenommen werden. Die wissenschaftlich-technische Ausrüstung besteht auf 4 Gerätekomplexen.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NASA, Spaceflight101)



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Mars Aktuell: Planet Mars: Das Chaos im Aram-Krater von Redaktion



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» Planet Mars: Das Chaos im Aram-Krater
01.10.2013 - Ein plötzlich erfolgender Kollaps eines mit Wassereis gefüllten Kraters formte vor etwa 2,5 Milliarden Jahren auf unserem Nachbarplaneten die Region Aram Chaos. Möglicherweise befindet sich dort heute noch Wassereis im Untergrund.
Speziell unmittelbar östlich der Valles Marineris ist die Oberfläche des Mars von einem Gewirr von kleinen, in alle Richtungen verlaufenden und sich gegenseitig schneidenden Tälern und Schluchten durchzogen. Diese Regionen zeichnen sich zudem durch eine Häufung von unterschiedlich großen Gesteinsblöcken und stark erodierte, tafelbergähnlichen Erhebungen aus, welche über eine Ausdehnung von bis zu zehn Kilometern und über eine relative Höhe von mehreren hundert Metern, stellenweise sogar bis zu einen Kilometer verfügen.

Die Bildung dieser "chaotischen Gebiete" wird allgemein darauf zurückgeführt, dass sich in der Vergangenheit im Untergrund vorhandenes Eis, Wasser oder Magma verlagerte, wodurch die darüber liegenden Gesteinsschichten zum Einsturz gebracht wurden. Auch die Erosion durch Wind scheint in der Folgezeit eine nicht zu vernachlässigende Rolle bei der Bildung der heute erkennbaren Geländeformen gespielt zu haben. Der genaue Mechanismus, welcher zu der Entstehung dieser manchmal mehrere hundert Kilometer durchmessenden, chaotischen Regionen führte, ist allerdings bis heute nur ungenügend verstanden. Die chaotischen Gebiete sind deshalb von besonderem Interesse, weil das Verständnis ihrer Entstehung Hinweise auf die Beziehung zwischen den chaotischen Terrains, den Valles Marineris, den Ausflusstälern und der Tiefebene Chryse Planitia geben kann.

Bei einem dieser chaotischen Gebiete handelt es sich um das im Inneren des Aram-Kraters gelegene "Aram Chaos". Der Aram-Krater ist ein 284 Kilometer durchmessender und rund vier Kilometer tiefer Impaktkrater, welcher sich bei 2,5 Grad nördlicher Breite und 338,5 Grad östlicher Länge im östlichen Bereich des Margaritifer Terra befindet. Eine kürzlich vorgestellte Studie zeigt jetzt, dass das Aram Chaos das Produkt eines Prozesses ist, bei dem große Teile des im Inneren des Kraters abgelagerten Wassereises schmolzen und sich anschließend einen Weg in das benachbarte Ausflusstal "Ares Vallis" bahnten.

"Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren war der ursprüngliche Aram-Krater teilweise mit Wassereis gefüllt, welches von einer zwei Kilometer dicken Schicht aus Sedimenten bedeckt wurde", so Manuel Roda von der Universität Utrecht, der Hauptautor der betreffenden Studie. Diese Schicht aus Lockermaterial schützte das Wassereis vor der direkten Sonneneinstrahlung und verhinderte so, dass das Eis verdampfte. Allerdings bot die Sedimentschicht keinen Schutz vor der Wärme aus dem Planeteninneren. Über einen Zeitraum von mehreren hundert Millionen Jahren wurde das Eis langsam von unten her aufgeschmolzen, bis schließlich die über dem Wasser liegende Sedimentschicht instabil wurde und kollabierte.

Dadurch bedingt kam es zu einer schlagartigen Verdrängung von fast 100.000 Kubikkilometern Wasser, was in etwa dem vierfachen Volumen des Baikalsees, des größten Süßwassersees auf der Erde entspricht. Innerhalb weniger Wochen bahnte sich das plötzlich freigesetzte Wasser einen Zugang zu dem weiter östlich gelegenen Ausflusstal Ares Valles. Das dabei geschaffene Verbindungstal verfügte über eine Tiefe von bis zu 2,5 Kilometern und eine Breite von etwa 10 Kilometern. Durch den Abfluss des Wasser wurden am Grund des Kraters die jetzt erkennbaren Talsysteme und die chaotisch angeordneten Blockformationen geschaffen.

"Eine interessante Folge dieses Ereignisses besteht darin, dass sich möglicherweise immer noch eine Mischung aus Gestein und Wassereis im Untergrund befindet. Diese Schicht war eventuell nie Bedingungen ausgesetzt, die zu einem Schmelzen des Eises führten beziehungsweise es wurde nur eine dünne Schicht aufgeschmolzen, so dass nicht das gesamte darüber befindliche Material kollabierte. Unter der Oberfläche befindliches Wassereis zeugt davon, dass sich der Mars plötzlich in eine kalte, gefrorene Welt verwandelt hat", so Manuel Roda.

Sollten sich unter der Oberfläche jedoch noch Vorkommen von flüssigem Wasser befinden, so Manuel Roda weiter, so könnten diese einen potentiellen Lebensraum für eventuell auf dem Mars lebende Mikroorganismen bilden. In einer ausreichenden Tiefe wären sie dort auch vor den harten auf der Marsoberfläche herrschenden Umweltbedingungen, zum Beispiel der dort fast ungehindert einfallenden kosmischen Strahlung geschützt, so Roda weiter.

Die hier kurz vorgestellte Studie wurde kürzlich auf dem diesjährigen European Planetary Science Congress, einer Fachtagung der Planetenforscher, vorgestellt. Bei ihrer Arbeit griffen die beteiligten Wissenschaftler unter anderem auf Aufnahmen der High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC"), einem der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord der von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Mars Express, zurück. Einige von der HRSC-Kamera erstellte Ansichten des Aram-Kraters finden Sie auf einer entsprechenden Internetseite der FU Berlin.

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EPSC 2013:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: EPSC 2013, FU Berlin)


» Mars Express: Ein Mosaik des Hebes Chasma
14.10.2013 - Am vergangenen Donnerstag veröffentlichte Aufnahmen der Raumsonde Mars Express zeigen das Hebes Chasma auf dem Mars. Im Inneren dieses Talkessels befindet sich ein gewaltiger Tafelberg, an dessen Rändern geschichtete Sedimentablagerungen erkennbar sind. Die darin enthaltenen Minerale liefern deutliche Hinweise darauf, dass dieser Bereich der Marsoberfläche in der Vergangenheit mit Wasser in Kontakt stand.
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 regelmäßig eine Vielzahl an Daten über die Atmosphäre und die Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten. Durch deren Auswertung ergeben sich für die Planetenforscher wertvolle Einblicke in dessen Entwicklungsgeschichte.

Während der letzten Jahre überflog der Marsorbiter dabei auch mehrfach die Region Valles Marineris und bildete dieses mit Abstand größte bekannte Grabenbruchsystem innerhalb unseres Sonnensystems sowie dessen Umgebung mit der High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC"), einem der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Raumsonde, ab.

Aus acht dieser Aufnahmen wurde jetzt ein Bildmosaik erstellt, das die unmittelbar nördlich der Valles Marineris gelegene Region Hebes Chasma wiedergibt und welches die gewaltigen Ausmaße dieser beeindruckenden Landschaftsformation zeigt.

Der abflusslose Talkessel des Hebes Chasma verfügt über eine Ausdehnung von 315 Kilometern in West-Ost-Richtung und 125 Kilometern in Nord-Süd-Richtung. Würde ein Astronaut im Inneren des Hebes Chasma stehen, so würde sich ihm ein beeindruckender Anblick bieten. Die Steilwände des Talkessels ragen fast 8.000 Meter in die Höhe und in seiner Mitte befindet sich ein zentrales Bergmassiv, welches über ähnliche Ausmaße wie der Mount Everest verfügt. Dieser Tafelberg weist eine Länge von etwa 100 Kilometern und eine Breite von 10 bis 20 Kilometern auf.

Das Gipfelplateau dieses Tafelbergs überragt die tiefsten Stellen des Hebes Chasma um ebenfalls etwa 8.000 Meter. Die steilen Talhänge an den Flanken des Berges sind durch eine Vielzahl von Rinnen gekennzeichnet, welche im Laufe der Zeit durch verschiedene Prozesse aus dem Gestein geschürft wurden. Am Fuß der Abhänge sind vielerorts die Überreste von Hangrutschungen erkennbar, die sich an den Flanken gelöst haben. Selbst diese zum Teil schon deutlich von der Erosion gezeichneten Überbleibsel der Bergstürze bilden immer noch 1.000 bis 2.000 Meter hohe "Mittelgebirge" im Inneren des Talkessels.

Das Hebes Chasma befindet sich nördlich des Grabenbruchs der Valles Marineris und wie für die Valles Marineris wird auch für das Hebes Chasma ein Ursprung vermutet, welcher mit der Entstehung der unmittelbar benachbarten, rund vier Millionen Quadratkilometer umfassenden Tharsis-Vulkanprovinz in Verbindung stehen dürfte. Bei deren Entstehung wurde die Marskruste in dieser Region um etwa vier Kilometer aufgewölbt. Durch diesen Prozess baute sich im Untergrund des Mars enorme Dehnungsspannungen auf, welche schließlich zum Aufbrechen der Kruste in der Tharsis-Region führten und tiefe Einschnitte in der Hochfläche entstehen ließen.

Der rund 8.000 Meter hohe Tafelberg im Zentrum des Hebes Chasma besteht, wie an dessen gebänderten und geschichteten Flanken gut zu erkennen ist, aus zahlreichen Lagen verschiedener Gesteinsschichten. Hierbei handelt es sich um Sedimentschichten, welche in der Vergangenheit vermutlich von fließenden oder stehenden Gewässern abgelagert wurden. Stellenweise bestehen diese Schichten aus Mineralen wie zum Beispiel dem Kalziumsulfat Gips oder dem Magnesiumsulfat Kieserit, welche Wassermoleküle in ihrer Kristallstruktur eingebaut haben.

Vergleichbare Minerale - die Salze der Schwefelsäure - bilden sich auf der Erde ebenfalls in einer wässrigen Umgebung. Gips und Kieserit wurden im Hebes Chasma sowie in morphologisch ganz ähnlich gestalteten Mars-Regionen mit dem Spektrometer OMEGA an Bord von Mars Express und dem CRISM-Spektrometer der von der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA betriebenen Marssonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) nachgewiesen.

In Fachkreisen werden diese Sedimentschichten als "Interior Layered Deposits" bezeichnet, was in etwa mit "geschichtete Ablagerungen im Innern von Depressionen" übersetzt werden kann. Wie der gewaltige Tafelberg im Inneren des Hebes Chasma allerdings entstanden ist - ob es der Überrest eines älteren Plateaus ist oder ob es sich um Sedimente handelt, welche erst entstanden sind, als im abflusslosen Hebes Chasma ein See oder Binnenmeer existierte, oder ob es sich gar um Ablagerungen handelt, die der Wind im Laufe von Jahrmilliarden hierhin geweht hat - ist derzeit noch nicht geklärt.

Flüssiges Wasser, da sind sich die Planetologen allerdings aufgrund der dort nachgewiesenen Mineralien sicher, muss jedenfalls in Hebes Chasma zumindest zeitweise vorhanden gewesen sein - und dies über Zeiträume hinweg, die ausgereicht haben, um die ursprüngliche Oberfläche chemisch zu verändern. Zu späteren Zeitpunkten wurden die Gesteinsschichten durch Erosionsvorgänge freigelegt, so dass sie heute mit den Instrumenten an Bord der diversen Marsorbiter untersucht werden können. Diese Sedimentschichten liefern den Planetologen wichtige Hinweise auf die geologische Entwicklung unseres Nachbarplaneten und auf das Klima, welches dort in der Frühzeit geherrscht hat.

Für die hier gezeigten Bilder wurden Aufnahmen der HRSC-Kamera verwendet, welche während der Mars Express-Überflüge in den Orbits 360 (2. Mai 2004), 2149 (16. September 2005), 3217 (12. Juli 2006), 5142 (3. Januar 2008), 5160 (8. Januar 2008), 5178 (13. Januar 2008), 6241 (11. November 2008) und 7237 (24. August 2009) angefertigt wurden. Die Abbildungen zeigen einen Ausschnitt der Marsoberfläche, welcher sich bei etwa einem Grad südlicher Breite und 284 Grad östlicher Länge befindet.

Die weiter oben gezeigte Nadir-Farbansicht des Hebes Chasma wurde aus dem senkrecht auf die Planetenoberfläche blickenden Nadirkanal und den vor- beziehungsweise rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera erstellt. Die perspektivischen Schrägansichten wurden aus den Aufnahmen der Stereokanäle der HRSC-Kamera berechnet. Das weiter unten zu sehende Anaglyphenbild, welches bei der Verwendung einer Rot-Cyan- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal der Kamera abgeleitet. Des Weiteren 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.

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 unter der Leitung von Prof. Dr. Gerhard Neukum 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 des Hebes Chasma 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.

Sollte diese Meldung Ihr Interesse an der Erforschung des Mars geweckt haben, so ist eventuell die Wanderausstellung "Mars:Vision und Mission" für Sie von Interesse, welche noch bis zum 10. Oktober 2015 in verschiedenen Städten in Deutschland zu besichtigen sein wird.

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



 

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Saturn Aktuell: Raumsonde Cassini entdeckt Propen in Titan-Atmosphäre von Redaktion



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» Raumsonde Cassini entdeckt Propen in Titan-Atmosphäre
04.10.2013 - Eines der Instrumente der Raumsonde Cassini hat in der Atmosphäre des Saturnmondes Titan Propen-Moleküle entdeckt. Es handelt sich hierbei um den ersten gesicherten Nachweis von Propen auf einem Mond oder einem Planeten unseres Sonnensystems außerhalb der Erde.
Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometern handelt es sich bei dem im Jahr 1655 durch den niederländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckten Mond Titan um den größten der 62 bisher bekannten Monde des Planeten Saturn und - nach dem Jupitermond Ganymed - zugleich um den zweitgrößten Mond innerhalb unseres Sonnensystems. Der Titan ist als einziger Mond im Sonnensystem von einer dichten Atmosphäre umgeben. Diese Gashülle besteht hauptsächlich aus Stickstoff, welcher dort mit einem Anteil von rund 98 Prozent vertreten ist. Neben dem Edelgas Argon sind zudem Spuren von Methan, Ethan und weitere komplexe Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten.

Nahe der Oberfläche fällt diese Atmosphäre etwa fünfmal dichter aus als auf unserem Heimatplaneten und erreicht dort einen Atmosphärendruck von 1,5 bar, was einen etwa 50 Prozent höheren Wert als auf der Erde darstellt. Die Lufthülle, deren gesamte Masse etwa 1,19 mal größer ausfällt als die Gesamtmasse der Erdatmosphäre, erreicht eine Höhe von mehreren hundert Kilometern und ist mit Wolken und Dunstschleiern durchsetzt.

Der Großteil der Daten, welche den Planetologen gegenwärtig über den Titan zur Verfügung stehen, wurden während der letzten 9,5 Jahre durch die Raumsonde Cassini gewonnen, welche sich bereits seit dem 1. Juli 2004 in einer Umlaufbahn um den Saturn befindet und dabei auch den Titan mittlerweile 95 mal im Rahmen von dichten Vorbeiflügen passiert hat. Neben der Untersuchung des Saturn und dessen Ringsystems stellt der Titan einen der Forschungsschwerpunkte dieser erfolgreichen Weltraummission dar. Ein besonderes Augenmerk richten die beteiligten Wissenschaftler dabei auf die Atmosphäre dieses Mondes, dessen Zusammensetzung vermutlich eine gewisse Ähnlichkeit mit der frühen Atmosphäre unseres Heimatplaneten aufweist.

Propen in der Titan-Atmosphäre

Jetzt ist es den an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftlern gelungen, in den unteren Schichten der Titanatmosphäre Propen nachzuweisen. Dieses farblose Gas, welches auf der Erde unter anderem als Kältemittel und als Grundstoff der chemischen Industrie zur Herstellung von verschiedenen Kunststoffen eingesetzt wird, konnte dabei zum ersten Mal außerhalb der Erde nachgewiesen werden.

"Diese Chemikalie findet sich überall in unserem täglichen Leben und zwar in Form von Polypropylen", so Conor A. Nixon vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt/USA, einer der an der Cassini-Mission beteiligten Planetenforscher und Erstautor einer kürzlich veröffentlichten Studie bezüglich des Propen-Nachweises in der Stratosphäre des Titan.

Die Entdeckung gelang im Rahmen einer Spektralanalyse der Infrarotstrahlung der unteren Titanatmosphäre durch das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini. Mit diesem Spektrometer können die Wissenschaftler verschiedene Gase in der unteren Atmosphäre des Titan anhand ihrer spezifischen thermischen Fingerabdrücke identifizieren. Die spezielle Herausforderung hierbei besteht darin, die Signaturen eines bestimmten Gases von den Signaturen der anderen Bestandteile der Atmosphäre zu trennen.

Eine Lücke wird geschlossen

Der jetzt erfolgte Nachweis von Propen schließt eine bisher bestehende Lücke in der chemischen Zusammensetzung der Titanatmosphäre, welche sich in den letzten mehr als 30 Jahren bei deren Untersuchung ergeben hatte. Bei ihrem Vorbeiflug am Saturn im Jahr 1980 gelang es der Raumsonde Voyager 1 neben vielen weiteren Entdeckungen eine Vielzahl unterschiedlicher Bestandteile der Titanatmosphäre zu identifizieren. Darunter befanden sich auch diverse Kohlenwasserstoffverbindungen. Diese Verbindungen bilden sich offenbar dadurch, dass die in der Titanatmosphäre enthaltenen Methanmoleküle durch einfallendes Sonnenlicht aufgespalten werden. Die dabei freigesetzten Bestandteile - Methan besteht aus einem Kohlenstoff- und vier Wasserstoffatomen - schließen sich danach zu neuen Kohlenwasserstoffverbindungen zusammen, welche zwei, drei oder noch mehr Kohlenstoffatome enthalten können.

Von den Verbindungen, welche drei Kohlenstoffatome enthalten, wurden durch Voyager 1 mit Propan die schwerste dieser Verbindungen nachgewiesen und mit Propin zudem eine der leichtesten. Die mittleren Verbindungen, zu denen auch das Propen gehört, konnten dagegen nicht detektiert werden. Im Laufe der Jahre gelang zwar im Rahmen diverser erd- und weltraumgestützter Untersuchungen immer wieder der Nachweis von weiteren chemischen Verbindungen innerhalb der Titanatmosphäre - das Propen blieb dabei aber zunächst unentdeckt.

In den Messdaten eines weiteren Instrumentes von Cassini, dem Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS), fanden sich bereits früher Hinweise auf die Existenz von Propen in der oberen Atmosphäre von Titan. Diese Daten waren allerdings nicht sicher genug, um dessen Vorhandensein zu postulieren. Erst eine sorgfältige Analyse der Daten des CIRS-Spektrometers enthüllte jetzt dessen Existenz in der unteren Atmosphäre mit ausreichender Sicherheit.

"Diese Messungen waren sehr schwierig, da das schwache Propen-Signal von den deutlich stärkeren Signaturen verwandter Chemikalien überlagert wird", so Michael Flasar vom Goddard Space Flight Center, der für das CIRS-Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler. "Dieser Erfolg bestärkt uns in unserer Zuversicht, dass wir noch weitere Chemikalien finden werden, die sich bereits seit langer Zeit in der Titanatmosphäre verbergen."

"Ich bin immer wieder begeistert, wenn Wissenschaftler ein Molekül entdecken, das zuvor noch nie in einer Atmosphäre nachgewiesen wurde", so Scott Edgington, der stellvertretende Projektwissenschaftler der Cassini-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL). "Dieses neue Teil des Puzzles stellt für uns einen weiteren Test dafür dar, ob wir diesen chemischen Zoo, aus dem die Titanatmosphäre besteht, auch wirklich verstanden haben." Die nächste Möglichkeit einer direkten Untersuchung der Titanatmosphäre bietet sich bereits am 14. Oktober 2013. An diesem Tag wird die Raumsonde Cassini den Titan erneut im Rahmen eines gesteuerten Vorbeifluges passieren und mit verschiedenen Instrumenten untersuchen (Raumfahrer.net berichtete).

Die hier kurz vorgestellten Resultate der Untersuchung der Titanatmosphäre wurden am 30. September 2013 unter dem Titel "Detcetion of Propene in Titan’s Stratosphere" in der Fachzeitschrift "The Astrophysical Journal" 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 und seine Monde 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: JPL)



 

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"InSpace" Magazin #502
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