InSpace Magazin #507 vom 27. Dezember 2013

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #507
ISSN 1684-7407


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Updates / Umfrage

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Nachrichten der Woche

> Mars Aktuell:
Curiositys ChemCam: Über 100.000 Laserpulse

> Saturn Aktuell:
Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 201

> ISS Aktuell:
ISS: Erster außerplanmäßiger Ausstieg absolviert

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Intro von Karl Urban

Liebe Leserinnen und Leser,

wenn Sie gleich unsere folgenden Meldungen der letzten beiden Wochen lesen, könnten Sie zu dem Eindruck gelangen, dass wir (wir!) unter die Mondlandungsverschwörer gegangen seien. In einer Meldung heißt es nämlich, dass es auf dem Mond "keine Anzeichen für die Chang`e-3-Landung" gegeben habe. Und das stimmt auch: Aus einem bestimmten Blickwinkel sah es so aus, als sei Chang`e-3, die neue chinesische Mondlandemission, nie auf dem Mond gelandet. Da es aber derzeit unübersehbar einen großen Hype bezüglich dieser Mission gibt, müssen die ganzen Videos, Bilder und Berichte folglich lauter geschickte Fälschungen von irgendwelchen Special-Effects-Spezialisten sein?!?

Mitnichten! Bei dem bewussten "bestimmten Blickwinkel" handelte es sich nämlich um die Instrumente der US-Sonde LADEE, die derzeit den Mond umkreist. Diese Sonde war während und kurz nach der Landung von Chang`e-3 "am nächsten dran" an der Landestelle - was konkret aber immer noch mehr als 1000 Kilometer Entfernung bedeutete. Das LADEE-Team hatte gehofft, dass sie mit ihren hochempfindlichen Instrumenten trotzdem irgendwelche Spuren würden messen können, seien es Funkwellen, sei es aufgewirbelter Staub - irgendwas. Leider klappte es nicht. Auf den messerscharfen Schluss, dass es vielleicht gar keine Chang`e-3 auf dem Mond gibt, kamen sie aber ebensowenig wie wir, sondern sie sahen einfach nur ein, dass ihre Sonde halt zu weit weg gewesen war.

Damit wünsche ich Ihnen nun viel Spaß mit dem letzten Inspace für dieses Jahr, und natürlich noch schöne Feiertage. Axel Orth

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Updates / Umfrage

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

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

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News

• Erdbeobachtungssatellit erreichte keinen Erdorbit «mehr» «online»
• Der unmögliche Planet «mehr» «online»
• Chang`e 3: Orbitabsenkung erfolgreich «mehr» «online»
• Chang`e 3 ist gelandet «mehr» «online»
• Europas Geheimnisse «mehr» «online»
• Yutu ist unterwegs «mehr» «online»
• Vestas verborgene Sehenswürdigkeiten «mehr» «online»
• Landeplatz von Chang`e 3 identifiziert «mehr» «online»
• Gaia: ESA startet Kartografieprojekt der Milchstraße «mehr» «online»
• Gaia wohlbehalten im All angekommen «mehr» «online»
• NEOWISE arbeitet wieder «mehr» «online»
• China startet Kommunikationssatellit für Bolivien «mehr» «online»
• LADEE: Keine Anzeichen für Chang`e 3-Landung «mehr» «online»
• Chang`e und Yutu im Ruhemodus «mehr» «online»
• Drei Strela-3M mit einem Rokot-Träger gestartet «mehr» «online»
• Express-AM 5 von Proton-M ins All transportiert «mehr» «online»


» Erdbeobachtungssatellit erreichte keinen Erdorbit
09.12.2013 - Der Brasilianisch-chinesische Erdbeobachtungssatellit CBERS 3 bzw. Ziyuan I-03 sollte heute früh in eine sonnensynchrone Erdumlaufbahn transportiert werden. Wegen einer Fehlfunktion in der Trägerrakete gelang dies jedoch nicht.
Der Start erfolgte mit einer Rakete des Typs Langer Marsch 4B gegen 4.23 Uhr vom Raumfahrtzentrum Taiyuan aus. Einer kurzen Meldung bei Xinhua kann man entnehmen, dass die Trägerrakete eine Fehlfunktion hatte und der Satellit keinen Orbit erreichte. Zunächst klappte das Entfalten der Solarzellen und es wurden Signale empfangen.

Der Satellit sollte in eine sonnensynchrone Umlaufbahn gelangen und von dort aus mit einer Telekamera, einer Multispektralkamera, einem Scanner mittlerer Auflösung sowie einer Weitwinkelkamera Aufnahmen von der Erdoberfläche anfertigen.

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


» Der unmögliche Planet
10.12.2013 - Ein neu entdeckter Planet stellt Astronomen vor ein Rätsel: Der Stern HD 106906 wird von einer Gaskugel umkreist, die ihr Muttergestirn in einem viel zu großen Abstand umkreist. Seine Umlaufbahn lässt sich mit den bisherigen Theorien zur Entstehung von Planetensystemen nicht erklären.
Der etwa 300 Lichtjahre entfernte Planet HD 106906b wurde von einem Team internationaler Wissenschaftler mithilfe des Magellan-Teleskops in Chile und unter Verwendung älterer Daten des Hubble-Teleskops entdeckt bzw. verifiziert. Die Umlaufbahn des Riesen mit der elffachen Masse des Jupiter liegt sehr weit vom Muttergestirn entfernt. Er umkreist seinen Stern in einer Entfernung von 650 Astronomischen Einheiten, das sind etwa 100 Milliarden Kilometer. Die Astronomen haben nun das Problem, dass keine der ihnen zur Verfügung stehenden Theorien der Entstehung von Planetensystemen eine so extreme Umlaufbahn erklären kann. Nach Berechnungen läuft in einem derartig großen Abstand von einem Stern die Verdichtung der ursprünglichen Gas- und Staubscheibe so langsam ab (wenn überhaupt), dass eigentlich kein Planet entstehen könnte. Außerdem scheint HD 106906b eine Art Entwicklungsvorsprung vor dem Rest des Planetensystems zu haben. Sein Stern ist erst etwa 13 Millionen Jahre alt und die Astronomen konnten nachweisen, dass er noch eine Gas- und Staubscheibe hat. Also scheint sich dort gerade ein Planetensystem zu entwickeln. Hätte sich der Planet im Inneren des Systems gebildet und wäre im Laufe der Zeit nach außen gewandert, dann hätte sich auch die Staubscheibe auflösen müssen.

Eine mögliche Lösung des Problems lautet, dass es sich bei dem aufgefundenen Planeten um einen verhinderten Stern handelt, einen so genannten Braunen Zwerg, der nie eine genügend große Masse hatte, um die Kernfusion zu zünden. Dann würde es sich bei dem Stern HD 106906 um ein Doppelsternsystem handeln. Der Erfahrung nach haben die Komponenten eines Doppelsternsystems allerdings ein Masseverhältnis von etwa 10 : 1. Die beiden Komponenten von HD 106906 haben ein Masseverhältnis von etwa 100 : 1 und widersprechen damit auch den Theorien zur Bildung von Doppelsternsystemen.

Die Astronomen kenne bereits einige Systeme, die nur schwer in ihre Theoriegebäude passen, allerdings ist HD 106906 b die bisher härteste Nuss. Derzeit wird von den Wissenschaftlern trotz aller Widersprüche die Doppelsternhypothese favorisiert.

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(Autor: Hans Lammersen - Quelle: WeltderPhysik.de)


» Chang`e 3: Orbitabsenkung erfolgreich
10.12.2013 - Ein auf der erdabgewandten Seite des Mondes stattgefundenes Bremsmanöver hat den mondnächsten Punkt der Sonde Chang`e 3 auf etwa 15 km absinken lassen. Damit sind die Voraussetzungen für einen Landeversuch am 14. Dezember erfüllt.
Im Kontrollzentrum in Peking warteten die Techniker und Planer gespannt auf Telemetrie vom Lander, der das Manöver gegen 14.20 Uhr vorprogrammiert ausführte. Gegen 14.24 Uhr bekam man die Bestätigung, dass alles geklappt hatte, als die Sonde aus dem Funkschatten des Erdtrabanten austrat.

Chang`e 3 befindet sich nun in einem Orbit zwischen etwa 15 und 100 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche. Der mondnächste Punkt, das Periselen, wurde so gelegt, dass am Sonntag Nachmittag unserer Zeit das Zielgebiet darunter liegen wird. Mit einem etwa 12-minütigen Bremsmanöver soll dann die Landung im Mare Imbrium gelingen.

Dabei ist geplant, dass das Haupttriebwerk gegen 16.22 Uhr MEZ in Betrieb genommen wird. Etwa 100 Meter über dem Mondboden soll die Sonde zum Stillstand kommen, die Umgebung erfassen und eventuellen Hindernissen ausweichen. Die Landung im Sinus Iridum soll gegen 16.35 Uhr abgeschlossen sein. Am Landeort scheint dann bereits seit einigen Stunden die Sonne. Hindernisse werfen lange Schatten und sind so für das System leichter erkennbar.

Etwa 5 Stunden nach der Landung soll die Prozedur beginnen, mit der das Mondfahrzeug Yutu auf den Boden gelangt. Dazu muss die Rampe, auf der der Rover bereits steht, seitwärts geschoben und heruntergelassen werden. Der heikle Vorgang soll knapp 2 Stunden in Anspruch nehmen.

Etwa 9 Stunden nach der Abtrennung des Fahrzeugs soll mit einer seiner Kameras ein Bild angefertigt werden, auf dem beide Teile des chinesischen Mondlandesystems zu sehen sein sollen. Danach beginnt sowohl die auf 90 Tage ausgelegte Erkundungsmission des Rovers als auch die einjährigen Forschungsarbeiten mit dem Lander, die nach jeweils knapp 2 Wochen während der Mondnacht unterbrochen wird.

An Bord des Landers befinden sich optische Kameras, Funkübertragungseinrichtungen, eine UV-Kamera zur Erforschung der Plasmaspäre der Erde und ein 150-mm-Teleskop mit UV-CCD-Detektor zur Erforschung kosmischer Strahlungsquellen. Yutu verfügt ebenfalls über mehrere Kameras an einem Mast, am Korpus und am Instrumentenarm. Außerdem werden laufend Messungen mit einem Bodenradar vorgenommen, dessen Mikrowellen bis etwa 100 Meter tief in den Mondboden eindringen und aus dessen Reflexionen sich Aussagen über die Bodenbeschaffenheit herleiten lassen. An ausgewählten Bodenstellen kann mit einer Fräse Mondmaterial freigelegt und anschließend mit einer Mikroskopkamera betrachtet oder seine Zusammensetzung mit einem im optischen Bereich sowie im Infrarot arbeitenden abbildenden Spektrometer und mit einem Alpha-Röntgen-Spektrometer erfasst werden.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: Xinhua, RN)


» Chang`e 3 ist gelandet
14.12.2013 - Heute am frühen Nachmittag, gegen 14.12 Uhr MEZ, ist die chinesische Mondsonde Chang`e 3 im Meer des Regens gelandet.
Damit steht erstmals seit 1976 wieder ein neues, von Menschen gefertigtes Forschungslabor auf dem Erdtrabanten. Dieses besteht aus einem Lander und einem Fahrzeug, mit deren Instrumenten in den nächsten Monaten Erfahrungen bei der Erforschung anderer Himmelskörper sowie neue wissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen werden sollen.

Der Lander ist mit einem astronomischen Ritchey-Chretien-Teleskop mit 150 mm Öffnung, einer Kamera für extremes Ultraviolett sowie weiteren hochauflösenden Weitwinkel- und Teleobjektivkameras ausgerüstet, um seine Umgebung sowie die Plasmasphäre der Erde und ferne Objekte in unserer Galaxie zu erforschen.

Das Fahrzeug Yutu (Jadehase, ein Begleiter der Mondgöttin Chang`e) verfügt ebenfalls über eine Vielzahl von Kameras, die teilweise auf einem aufstellbaren Mast angebracht sind und einen stereoskopischen Blick wie beim Menschen erlauben. Zudem wird die Bodenbeschaffenheit mit einem Radar erkundet, das Reflexionen aus mehreren Dutzend Metern Tiefe auswertet. Ein Infrarot-Spektrometer kann die Zusammensetzung des Bodens vor dem Fahrzeug ermitteln. Gleiches Ziel hat auch ein Röntgenspektrometer, welches die Strahlung erfasst, die von einer bestimmten Probe ausgesandt wird, welche mit Alphateilchen angeregt wird. Das ausgesandte Spektrum ist wie ein Fingerabdruck für die darin enthaltenen chemischen Elemente. Eine Mikroskopkamera und ein Laserreflektor komplettieren die wissenschaftliche Ausrüstung.

Der Landepunkt liegt nach Bildberichten des chinesischen Fernsehens nicht wie ursprünglich angenommen in der Regenbogenbucht des Mare Imbrium sondern etwa 100 km östlich davon. In der Nähe befindet sich eine Vielzahl kleinerer Krater mit Durchmessern von einigen Metern bis etwa 2 Kilometern. Der nächste größere Krater könnte Laplace F sein, im Norden werden außerdem möglicherweise die Montes Recti im Blickfeld erscheinen. Allerdings sind offenbar alle größeren Strukturen mehrere Dutzend Kilometer weit vom Landeplatz entfernt, Laplace F liegt 30 bis 40 Kilometer nördlich.

In den nächsten Stunden werden die Systeme der beiden Geräte überprüft bzw. in Betrieb genommen. Etwa 9 Stunden nach der Landung soll der Rover mitsamt seiner Rampe von der Oberseite des Landers herunter gehoben werden, so dass Yutu dann selbstständig agieren kann.

Während der Landung kam in der letzten Phase ein System zum Einsatz, welches Bilder der Landeumgebung anfertigt, auswertet und erkannten größeren Hindernissen ausweichen kann. Einige der Bilder wurden über eine kleine Antenne zur Erde übertragen und waren im Kontrollzentrum sowie im Fernsehen zu betrachten. Das letzte veröffentlichte Bild zeigt eines der Landebeine auf der Mondoberfläche. Man kann auf einer Bildersequenz auch erkennen, wie der bei der Landung aufgewirbelte Staub zu Boden gesunken ist.

Ursprünglich war die Landung um 16.30 Uhr MEZ herum angekündigt. Sie wurde nun möglicherweise einen Umlauf der Sonde vorgezogen (ca. 135 min). Der Landeplatz liegt damit östlicher und außerhalb des Sinus Iridum.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: CCTV, Raumcon, RN)


» Europas Geheimnisse
14.12.2013 - In den vergangenen Wochen häuften sich astronomische Fachveröffentlichungen über den bekannten Mond des größten um unsere Sonne kreisenden Planeten. Durch Teleskopbeobachtung und Messungen von Planetensonden in den letzten Jahren, scheint sich neuerdings ein modifiziertes Bild seiner Oberflächenstruktur- und Zusammensetzung und auch der unter und über dem vorhandenen Eispanzer ablaufenden Vorgänge geologischen Materialtransports zeichnen zu lassen. Beobachtungen auf beiden Feldern erweitern das bisherige Wissen über die möglicherweise vorhandenen äußeren Bedingungen zur Entstehung von Leben auf Europa.
Der Jupitermond Europa gehört, nimmt man die bewegte Geschichte seiner Erforschung als Anhaltspunkt, zu den vielleicht interessantesten Himmelskörpern in unserem Sonnensystem. Von Galileo Galilei im Jahr 1610 in einer Zeit fundamentaler astronomischer Kontroversen entdeckt, faszinierte seine Existenz und Beschaffenheit in der Folgezeit Generationen neuzeitlicher Naturforscher und Astronomen. Auch heute noch ist er Objekt großen Interesses von wissenschaftlicher Seite, da er als potentieller Hort außerirdischen Lebens in unserem Sonnensystem gilt.

Mit einem Durchmesser von gut 3.100 Kilometern, etwas weniger als der Erdmond mit fast 3.500 Kilometern, ist Europa der viertgrößte Trabant des Jupiter. Er umläuft den Gasgiganten mit einem Bahnradius von nur etwa 670.000 Kilometern, also einer verhältnismäßig zu dessen Größe und Masse viel geringeren Entfernung als unser eigener kosmischer Begleiter die Erde. Entsprechend höher ist die Orbitalgeschwindigkeit des Galileischen Monds und geringer seine Umlaufzeit um seinen Planeten. Insgesamt ist Europa unter dieses Bedingungen relativ starken Gezeitenkräften ausgesetzt.

Letztere sollen die Erklärung für ein Phänomen bereitstellen, das mit Hilfe von Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops vor ziemlich genau einem Jahr erstmals visualisiert werden konnte: Wasserdampf, oder vielmehr dessen ionisierte und im ultravioletten Spektralbereich strahlende Bestandteile, etliche Kilometer über der südlichen Polregion des Monds. Eine vorwiegend US-amerikanische Forschergruppe vermutet in einem diese Woche veröffentlichen Artikel den Ursprung des Materials in flüchtigen Fontänen aus Wasserdampf, welche durch Risse im Oberflächeneis Europas aus dem darunterliegenden Ozean aufsteigen, dabei aber kaum direkt sichtbar werden. Durch die geringe Schwerkraft des Himmelskörpers ist es dem ausgetretenen Wasser demnach jedoch möglich bis in etwa 200 Kilometer Höhe aufzusteigen, um dort unter dem Einfluss des starken Jupiter-Magnetfelds, für das erdnahe Teleskop Hubble gerade noch detektierbar, ionisiert zu werden. Ähnliche Säulen aufsteigenden Dampfs und anderen Materials waren bisher nur auf dem Saturnmond Enceladus bekannt, seit die NASA-Sonde Cassini sie im Jahr 2005 aus einer Umlaufbahn um den Planeten erspäht hatte. Dort, wie auch auf Europa, sind die Ausgasungen insofern für die Wissenschaft besonders interessant, als sie einen unmittelbaren Einblick in die Zusammensetzung der unter den beiden Mondoberflächen befindlichen Ozeane ermöglichen, in denen mögliches Leben vermutet wird.

Fast zeitgleich mit der Präsentation dieser Forschungsergebnisse, konnten vor wenigen Tagen auch auf anderem Gebiet Neuigkeiten über die Beschaffenheit des Jupitermonds vermeldet werden. Sie scheinen für die Frage relevant zu sein, wie organische Stoffe als Bausteine einfachen Lebens in der Vergangenheit auf Europa gelangt sein könnten.

Neue Analysen von Messungen der 1989 gestarteten Galileo-Mission deuten darauf hin, dass auf der Oberfläche des Himmelskörpers auszumachende, charakteristisch ringförmige Formationen aus tonartigen Mineralen das Produkt eines vergangenen Meteoriteneinschlags sind. Ein Gesteins- oder Eisball mit einem Durchmesser zwischen 1.100 und 1.700 Metern, auftreffend unter einem relativ flachen Winkel, könnte eine solche Formung der Oberfläche Europas bewirkt haben. Dabei ist gerade von jenen Meteoriten, die Material ähnlich der 1998 von Galileo erfassten Zusammensetzung mit sich führen, auch bekannt, dass sie oftmals auch Spuren organischer Verbindungen enthalten. Sie könnten so auf den Jupitertrabanten gelangt sein,

Zuletzt war unter anderem im Jahr 2011, ebenfalls mit Datenmaterial des Galileo-Orbiters, die, wie sich herausstellte immense, Größe des Wasservorrats unter der dicken Eisschicht Europas Gegenstand von Untersuchungen. Im Zuge dessen zeigte sich damals auch, dass der eigentlich vollständig zugefrorene Ozean über verschiedene geologische Mechanismen dennoch in einem regen Stoffaustausch mit der Oberfläche steht. Er wird durch die Kernwärme des Monds und die Reibung der Gezeitenbewegung stetig auf Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts gehalten und schmilzt durch Konvektion der unterschiedlich warmen Wasserschichten ständig die untere Fläche der ihn bedeckenden Eisschicht an.

Sollte zukünftig tatsächlich Leben auf dem viertgrößten Mond des Jupiter nachgewiesen werden könne, stellen diese jüngsten Entdeckungen eine mögliche Erklärung für die Herkunft und den Transport des Ausgangsmaterials für dessen Entstehung dar. Eine baldige Gelegenheit zur weiteren Forschung in dieser Richtung wird sich zum Beispiel im Rahmen der JUICE-Mission der Europäischen Weltraumorganisation bieten. Sie soll noch Anfang der 2020er Jahre Richtung Jupiter starten, um den Wissenstand über die Galileischen Monde durch Erweiterung der verfügbaren Datenbasis voranzubringen.

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(Autor: Michael Clormann - Quelle: NASA, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung)


» Yutu ist unterwegs
14.12.2013 - Das mit Chang`e 3 auf dem Mond eingetroffene Roboterfahrzeug hat am Abend die Rampe verlassen und ist ein paar Meter auf der Mondoberfläche gefahren.
Zuvor wurden die wichtigsten Systeme aktiviert. Dazu gehörten die Energieversorgung, die Kommunikationseinrichtungen und die Kameras. Noch auf der Oberseite des Landers wurde ein Panorama der gesamten Umgebung des Landers aufgezeichnet. Die Daten werden zur Erde übermittelt.

Danach wurde die Rampe, auf der Yutu stand, über eine spezielle Hebelvorrichtung seitlich ausgeklappt. Die Befestigungen der Räder wurden gelöst und der Rover rollte, angetrieben über die Elektromotoren in den Rädern, auf die körnig wirkende Mondoberfläche.

Lander und Fahrzeug wurden in den letzten Jahren in China entwickelt, gebaut und erprobt. Dabei haben die Ingenieure große Fortschritte gemacht, um neue Raumfahrzeuge mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Diese Fortschritte wird man bei künftigen Missionen nutzen.

Der Lander soll ein Jahr lang Daten über die Umgebung, die Plasmashäre der Erde und via Teleskop verschiedene Objekte in unserer Galaxie sammeln und zur Erde übertragen. Yutu hingegen konzentriert sich auf den Mond und untersucht dessen Eigenschaften mit Radar, Spektrometern und Kameras.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: CCTV)


» Vestas verborgene Sehenswürdigkeiten
15.12.2013 - In den neu ausgewerteten Aufnahmen der Raumsonde DAWN zeigen sich abwechslungsreiche geologische Formationen und einzigartige Landschaften, welche die Oberfläche des Asteroiden (4) Vesta bedecken.
Die am 27. September 2007 gestartete Raumsonde DAWN schwenkte am 16. Juli 2011 in eine Umlaufbahn um den Asteroiden (4) Vesta ein und untersuchte diesen drittgrößten Himmelskörper im Bereich des Haupt-Asteroidengürtels unseres Sonnensystems anschließend bis zum September 2012 ausführlich mit den drei mitgeführten wissenschaftlichen Instrumenten. Neben dem im visuellen und infraroten Spektralbereich arbeitenden VIR-Spektrometer und dem Gamma- und Neutronenspektrometer GRAND kam dabei auch ein unter der Leitung von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Katlenburg-Lindau entwickeltes und gebautes Kamerasystem, die aus zwei identischen Optiken bestehende Framing Camera, zum Einsatz.

Zwecks der eingehenden wissenschaftlichen Untersuchung von Vesta umrundete die Raumsonde ihr Ziel dabei in drei verschiedenen Höhen: Dem "Survey Orbit" (rund 2.700 Kilometer Höhe), dem "High Altitude Mapping Orbit" (kurz "HAMO", 700 Kilometer Höhe) und schließlich dem "Low Altitude Mapping Orbit" (kurz "LAMO", 210 Kilometer Höhe). Jede dieser Orbithöhen war dabei für bestimmte wissenschaftliche Aktivitäten optimiert. Eines der Missionsziele bestand darin, die Oberfläche des Asteroiden umfassend und in hoher Auflösung abzubilden, wofür sich speziell der niedrigste dieser drei Orbits eignete.

In den folgenden Monaten waren die an der DAWN-Mission beteiligten Wissenschaftler damit beschäftigt, die gewonnenen Daten und Aufnahmen auszuwerten. Unter anderem konnte im Rahmen dieser Arbeiten auch eine Oberflächenkarte von Vesta erstellt werden (Raumfahrer.net berichtete). Mittlerweile wurden die Daten der Framing Camera von den Mitarbeitern des MPS einer erneuten Auswertung unterzogen. In den Aufnahmen der Asteroidenoberfläche zeigen sich dabei nicht nur geologische Strukturen, welche für das bloße Auge unsichtbar sind, in bisher unerreichter Detailschärfe, sondern auch Landschaften von beeindruckender Schönheit.

Vesta in einem neuen Licht

Mit dem menschlichen Auge betrachtet erscheint der Asteroid (4) Vesta auf den ersten Blick als ein eher unspektakuläres Objekt. Es handelt sich hierbei um einen unregelmäßig geformter Körper mit einem Durchmesser von etwa 573 × 557 × 446 Kilometern, dessen gräuliche Oberfläche von einer Vielzahl größerer und kleinerer Impaktkrater überzogen ist. Die neu ausgewerteten Aufnahmen zeigen den Asteroiden Vesta, der in einer frühen Phase der Planetenentwicklung verblieb und der deshalb von den Wissenschaftlern auch als Protoplanet bezeichnet wird, allerdings in einem etwas anderen Licht.

Die Mitarbeiter des MPS konnten Impaktschmelzen, durch Oberflächenerschütterungen teilweise verschüttete Krater und von Asteroiden eingetragenes, fremdes Material mit einer Auflösung von nur 60 Metern auf der Oberfläche sichtbar machen. Dies wurde möglich, weil Abbildungsfehler, welche typischerweise bei der numerischen Auswertung der Bilddaten auftreten, weitestgehend unterdrückt und bei der Datenbearbeitung am Computer "herausgerechnet" werden konnten.

"Der Schlüssel zu diesen Bildern sind die sieben Farbfilter des Kamerasystems an Bord der Raumsonde", so Dr. Andreas Nathues vom MPS, der wissenschaftliche Leiter des Kamerateams. Da verschiedene Mineralien das Licht bei verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich stark reflektieren lassen sich mit Hilfe dieser Filter Strukturen entdecken, die ohne sie für das menschliche Auge verborgen bleiben würden. Zudem ist es den Mitarbeitern gelungen, die Eichung der Framing Camera so weit zu verfeinern, dass selbst feinste Helligkeitsveränderungen erfolgreich wiedergegeben werden können.

In den neuen, farbkodierten Aufnahmen der Oberfläche treten beeindruckende Formationen zu Tage, welche die geologische Vielfalt des Protoplaneten offenbaren. Aus geologischer Sicht, so Dr. Andreas Nathues, sei Vesta abwechslungsreicher als jeder andere bisher untersuchte Kleinplanet. Vor allem verblüffen die farbkodierten Bilder, in denen die verschiedenen Farben für unterschiedliche Materialien auf der Oberfläche des Protoplaneten stehen, jedoch durch ihre Ästhetik.

"Kein Künstler könnte so etwas malen. Das schafft nur die Natur", so Dr. Martin Hoffmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Kamerateams. Die hier gezeigten Aufnahmen zeigen einige der eindrucksvollsten "Sehenswürdigkeiten" von Vesta.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen bei Vesta im Jahr 2012 setzte die Raumsonde ihre Reise durch unser Sonnensystem fort. Ende März 2015 wird DAWN ihr zweites Reiseziel, den Zwergplaneten Ceres, erreichen und auch dieses größte und zugleich massereichste Objekt im Asteroiden-Hauptgürtel aus einem Orbit heraus über mehrere Monate hinweg erkunden. Gegenwärtig befindet sich DAWN in einer Entfernung von etwa 29 Millionen Kilometern zu Vesta und von rund 35 Millionen Kilometern zu Ceres. Die Entfernung zur Erde beträgt dagegen derzeit etwa 415 Millionen Kilometer.

Die DAWN-Mission wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA geleitet. Die University of California in Los Angeles ist für den wissenschaftlichen Betrieb der Mission verantwortlich. Das Kamerasystem an Bord der Raumsonde wurde unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze in Braunschweig entwickelt und gebaut. Das Kameraprojekt wird finanziell von der Max-Planck-Gesellschaft, dem DLR und der NASA (JPL) unterstützt.

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Technische Beschreibung der Framing Camera:


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


» Landeplatz von Chang`e 3 identifiziert
17.12.2013 - Mit Hilfe der Aufnahmen, die vom Lander während des Abstiegs zur Erde übermittelt wurden und hochauflösender Mondkarten, deren Daten vor allem vom Lunar Reconnaissance Orbiter stammen, haben Mitarbeiter der NASA und andere Raumfahrt-Interessierte den Landeplatz der Sonde recht genau identifiziert.
Er befindet sich im Mare Imbrium bei etwa 19,5 Grad westlicher Länge und 44,1 Grad nördlicher Breite, ziemlich genau 50 km südlich des Kraters Laplace F und etwa 15 km nordnordöstlich des Kraterpaares Helicon/Le Verrier. Der Krater Laplace A, über den zuvor als Zielort spekuliert wurde, liegt etwa 300 Kilometer weiter westlich. Der Lander steht in unmittelbarer Nähe eines etwa 300 Meter breiten Kraters. Möglicherweise hat das Hinderniserkennungssystem ein Ausweichmanöver initiiert.

Nachdem das Fahrzeug Yutu die Rampe herunter gefahren war, hatte es ich umgedreht und den Lander abgelichtet. Ebenso wurde ein Bild von Yutu gezeigt. Mittlerweile hat Yutu den Lander umfahren und Bilder von mehreren Seiten gemacht.

Im Verlaufe der Mission will man den Bodenradar einsetzen, um neue Erkenntnisse über die Bodenschichtung gewinnen. Mare sind große Tiefebenen, in denen Lavaströme wesentlich die Oberflächenbeschaffenheit mitgestaltet haben. Mondlava gilt als viskoser, man weiß aber noch nicht, wann der Vulkanismus auf dem Mond beendet war, man schätzt vor etwa 1 bis 2,5 Milliarden Jahren. Interessant sollte auch sein, wo es in der Tiefe Kontakte zwischen Lavaströmen und Grundgestein gibt.

Das Mare Imbrium enthält einige der mächtigsten Lavaströme auf dem Mond. Die Fließfronten sind bereits auf Teleskop-Bildern von der Erde aus sichtbar, die bisher besten Aufnahmen wurden allerdings durch Sonden aus Mondumlaufbahnen erstellt. Überlappende Lavaströme wurden durch Eruptionen 700 Kilometer südlich des Landeplatzes erzeugt. Die Lava floss nordwärts in das zentrale Imbrium-Becken. Messungen der Dicke und Länge dieser Ströme lassen auf den Erguss großer Mengen Lava von sehr niedriger Viskosität schließen. Man schätzt, dass die Fließfähigkeit etwa der von warmem Motoröl entspricht.

Da die Erosionsrate auf dem Mond extrem niedrig ist, bewahrten sich die vergleichsweise jungen Lavaströme viel von ihrer ursprünglichen Morphologie. Die Lava im Mare Imbrium ist nicht nur wegen ihrer physikalischen Eigenschaften bemerkenswert, sondern auch aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung. Durch Spektren, die u.a. mit der NASA-Sonde Clementine aufgenommen wurden, ist bekannt, dass sich dort titanreiche Basalte angesammelt haben. Außerdem hat dieser Teil des Mondes eine hohe Konzentration des radioaktiven Elemente Thorium. Die Anwesenheit von Thorium ist überraschend, da eine derartige Anreicherung normalerweise nicht in eisenreichen Basaltlaven erwartet wird.

Diese ungewöhnliche Chemie ist wahrscheinlich das Ergebnis besondere Umstände. Die Laven in diesem Gebiet sind stark mit den Komponenten Kalium, seltene Erden und Phosphor angereichert. Auf dem Mond wird diese Zusammensetzung mit der letzten Phase der Krustenbildung verbunden und ist ein Schlüssel für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung der Mondkruste.

Die Lava nördlich der Landestelle weist hingegen nur einen geringeren Gehalt an Titan auf. In der Nähe des Landeplatzes befindet sich ein komplexer Faltenrücken. Derartige tektonische Merkmale bilden sich, wenn sich basaltischen Lava zunächst abgekühlt und dann zusammengezogen hat. Die Bodenradarprofile von Yutu könnten bei einer Überquerung dieses Faltenrückens dessen Komplexität erfassen. Die Daten des abbildenden Spektrometers an der Vorderseite des Fahrzeugs könnte zusammen mit Untersuchungen einzelner Proben mittels Alphateilchen-Röntgenspektrometer am Instrumentenarm von Yutu könnten die Elementzusammensetzung der Oberfläche erfassen. Mit den Daten des Rovers Yutu wären die Wissenschaftler in der Lage, die vulkanische Stratigraphie dieser Region des Mondes zu rekonstruieren.

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(Autor: Gertrud Felber - Quelle: Air&Space Smithsonian, Lunar and Planetary Institute, Journal of Geophysical Research, CCTV)


» Gaia: ESA startet Kartografieprojekt der Milchstraße
18.12.2013 - Morgen soll das Weltraumteleskop Gaia von Kourou aus ins All geschickt werden. Ziel ist der Lagrangepunkt 2 des Sonne-Erde-Systems. Hier soll Gaia Milliarden Sterne unserer Galaxie vermessen und erstmals die Grundlagen für ein dreidimensionales Modell unseres Sternensystems schaffen.
Der Start soll morgen gegen 10.12 Uhr MEZ an der Spitze einer Sojus-Trägerrakete erfolgen. Im Verlaufe mehrerer Wochen soll das Weltraumteleskop dann seine Arbeitsposition etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt auf der sonnenabgewandten Seite beziehen. Hier sorgen die Schwerkraft der Sonne und der Erde gemeinsam dafür, dass ein Raumfahrzeug mit derselben Winkelgeschwindigkeit die Sonne umrundet, wie die Erde, also von uns aus gesehen, stets im selben Bereich neben unserem Heimatplaneten verbleibt.

Gaia versteht sich als Nachfolgeprojekt von Hipparcos (1989 bis 1993), dessen Ergebnis die genaue Vermessung von etwa 118.000 Sternen unserer Galaxie war. Folgearbeiten haben außerdem zufriedenstellende Positionsdaten für mehrere Millionen weitere Sterne erbracht. Gaia soll diese Daten nun präzisieren und bedeutend erweitern. Damit verfügt man am Ende des Projekts, die endgültige Publikation ist für 2022 geplant, über ausreichend viele und genaue Daten, um ein dreidimensionales Modell der Milchstraße zu erstellen, mit dem man durch Simulationen viel über Entstehung und Entwicklung von Spiralgalaxien im Allgemeinen und der Galaxis im Speziellen lernen und verstehen möchte.

Nebenbei möchte man auch eine Vielzahl (mindestens im Tausenderbereich) bisher unbekannter Brauner und Weißer Zwerge, Exoplaneten sowie Asteroiden und Kometen in unserem Planetensystem und Supernovae in den Weiten des Universums aufspüren. Außerdem kann man mit hoher Genauigkeit Raumkrümmungen ermitteln, die von der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein beschrieben werden.

Mit Hilfe dreier sehr genauer Messeinrichtungen kann man nicht nur die Positionen und Entfernungen der Sterne erfassen, sondern auch Sternspektren und damit Temperatur und Größe der Sterne, die Metallizität der Sterne sowie Richtung und Geschwindigkeit ihrer Bewegungen uns gegenüber. Dabei lassen sich auch kleine Varianzen ermitteln, die Rückschlüsse auf das Vorhandensein von Planeten in deren Umfeld zulassen.

Das Feld Exoplaneten kann man obendrein mit drei, möglicherweise sogar fünf verschiedenen Methoden beackern. Zum Einen kann man an der Art eines periodisch auftretenden, zeitweiligen Helligkeitsabfalls erkennen, wenn ein Planet zwischen unserer Position und dem Stern hindurchzieht (Transitmethode). Die Erde beispielsweise könnte für einen Außenstehenden einen Helligkeitsabfall von etwa 0,465% verursachen. Bisher arbeiteten die Weltraumteleskope CoRoT (ESA) und Kepler (NASA) nach diesem Verfahren, mittlerweile gibt es aber auch viele irdische Teleskope im Profi- und Amateurbereich, die sich an der Jagd auf Exoplaneten beteiligen.

Die zweite Methode funktioniert über die Messung der Radialgeschwindigkeit von Sternen. Haben diese einen oder mehrere Planeten, so bewegen sie sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt auf einer kreisähnlichen Bahn. Dabei kommen sie unserer Position manchmal näher, manchmal entfernen sie sich von uns. Dabei ergibt sich eine Rot- bzw. Blauverschiebung des ausgesandten Lichtes, da die Lichtwellen mal gestreckt, mal gestaucht werden. Diese Methode ist sehr empfindlich. Außerdem hat Gaia dafür einen speziellen Detektorbereich. Die Erde verursacht, dass unsere Sonne für einen außenstehenden Beobachter mit maximal 9 Zentimeter pro Sekunde vor und zurück wackelt, wenn dieser sich in der Ebene der Ekliptik befindet.

Aufgrund des sehr fein auflösenden Detektorfeldes aus ladungsgekoppelten Bauteilen (CCD = charge coupled device) sollten sich größere Exoplaneten bei nicht weit entfernten Sternen auch direkt abbilden lassen. Außerdem kann man ebenso aus den Schwankungen der Abstände von Sternen gegeneinander auf die Existenz von Exoplaneten schließen (Astrometriemethode). Schließlich könnten auch sogenannte Mikrogravitationslinsen die Anwesenheit von Exoplaneten verraten, wenn sie dahinter liegende Sterne kurzzeitig vergrößern.

Insgesamt verfügt Gaia über ein Feld von 106 CCD-Chips mit annähernd 1 Milliarde Einzeldetektoren. Das sind fast 1.000 Megapixel oder 1 Gigapixel. Daraus ergibt sich ein hohes Auflösungsvermögen, besonders im Astrometriebereich bis zu Sternen 20. Helligkeitsklasse (Magnitude), von "einigen Millionstel" einer Bogensekunde. Auch die spektrale Auflösung des Photometerbereiches von 3 bis 27 Nanometern pro Pixel ist für ein Weltraumteleskop herausragend. Komplettiert wird das System durch die Spektroskopie mit einer Genauigkeit von einem Elftausendfünfhundertstel der Wellenlänge im Infraroten Licht.

Alle Detektoren, also das Radialgeschwindigkeitsspektrometer, Wellenfrontdetektoren, das Astrometriefeld, der Baisiswinkelmonitor, ein Weitfeldspektrometer, ein "Blau"-Licht-Photometer (330 bis 680 nm, also ultraviolett über blau bis hellrot), ein "Rot"-Licht-Photometer (640 bis 1050 nm, also rot bis infrarot) sowie ein Infrarot-Spektrometer (845 bis 872 nm) teilen sich die 106 CCDs innerhalb der Brennebene. Zuvor wird das Licht von 2 Hauptspiegeln mit den Abmessungen 1,45 m mal 0,50 m eingefangen und fokussiert und in das System geleitet. Hier wird es über mehrere Umlenkspiegel den entsprechenden Messkomplexen zugeführt und teilweise durch Prismen oder Gitter spektral zerlegt und zum Teil durch einen Lichtwegkorrektor geschickt. Die Brennweite der rechteckigen aber spärischen Hauptspiegel liegt bei 35 Metern.

Nach dem Start soll es einige Monate dauern, alle Systeme in Betrieb zu nehmen, zu testen und zu eichen. Danach ist ein mehrjähriger Messbetrieb geplant. Die Nutzungsdauer kann verlängert werden, da man kein Kühlmittel verwendet, was ausgehen könnte. Begrenzt wird sie aber durch den Vorrat an Kaltgas, welches zur genauen Ausrichtung des Teleskops verwendet wird.

Ein etwa 10 Meter großer im All entfaltbarer Schirm soll das Licht der Sonne von den empfindlichen Instrumenten fern halten. Die Veröffentlichung der Endergebnisse in einem neuen Sternkatalog mit genaueren Positions- und Spektraldaten, Angaben über Bewegungsrichtungen und -geschwindigkeiten sowie die Zusammensetzung und das Alter von einer Milliarde Sterne der Milchstraße soll 2022 erfolgen. Hoffen wir, dass wir zwischendurch ebenfalls recht oft von neuen und spektakulären Entdeckungen hören und sehen können.

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Gaia auf der ESA-Seite:

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: ESA, Raumcon, Astrostammtisch Leipzig)


» Gaia wohlbehalten im All angekommen
20.12.2013 - Am gestrigen 19. Dezember 2013 transportierte eine Sojus-Rakete im Rahmen der Mission mit der Arianespace-Flugnummer VS06 ein neues Weltraumteleskop der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) in den Weltraum. Jetzt befindet sich das Gaia genannte Teleskop auf einer Flugbahn zum Lagrangepunkt 2 des Sonne-Erde-Systems.
Der Start erfolgte vom Europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana aus. Die in Russland von TsSKB-Progress gebaute Sojus-Rakete mit einer Fregat-Oberstufe vom russischen Hersteller NPO Lawotschkin hob wie geplant um 10.12 Uhr und 19 Sekunden MEZ von der in Kourou existierenden Sojus-Startrampe ab, nachdem ihre fünf Haupttriebwerke 3 Sekunden vorher vollen Schub erreicht hatten. Beim Abheben liefen alle Triebwerke der vier Außenblocks, sowie das des Zentralblocks zusammen.

Nach einer Flugzeit von einer Minute und 58 Sekunden wurden die Außenblocks, wegen ihres Aussehens scherzhaft auch als Mohrrüben bezeichnet, abgeworfen und der Zentralblock sorgte alleine für den weiteren Aufstieg des Projektils. Als eine ausreichend große Höhe erreicht war, wurde die die Oberstufe und Gaia als Nutzlast umschließende Nutzlastverkleidung nach 3 Minuten, 40 Sekunden Flugzeit abgeworfen, nachdem sie ihre Schutzfunktion in den dichteren Schichten der Atmosphäre erfüllt hatte. Der Zentralblock, der in seinen Triebwerken genau wie in denen der Außenblocks Kerosin mit flüssigem Sauerstoff (LOX) verbrannte, stellte rund eine Minute später seine Arbeit ein und wurde nach 4 Minuten und 48 Sekunden Gesamtflugzeit abgeworfen.

Die zweite oder, je nach Betrachtung der Konstruktion mit Zentral- und Außenblocks, dritte Stufe der Rakete hatte anschließend die Aufgabe, Geschwindigkeit und Flughöhe des Fluggeräts weiter zu steigern. Die Stufe verbrannte in ihren Triebwerken ebenfalls Kerosin mit flüssigem Sauerstoff und hatte ihre Arbeit mit ihrer Abtrennung nach einer Gesamtflugzeit von 9 Minuten und 23 Sekunden erledigt.

Rund eine Minute später zündete die unsymmetrisches Dimethylhydrazin (UDMH) mit Distickstofftetroxid (NTO) verbrennende Fregat-Oberstufe ihre Triebwerke für eine erste Brennphase. Diese war nach einer Gesamtflugzeit von 12 Minuten und 39 Sekunden beendet. Die Oberstufe und auf ihr eine Nutzlast mit einer Gesamtmasse von 2.105 kg (lt. Arianespace) befanden sich nun auf einer Parkbahn rund 175 km über der Erde.

Die zweite Brennphase der Fregat-Oberstufe begann 21 Minuten und 25 Sekunden nach dem Abheben und endete nach 36 Minuten und 59 Sekunden Gesamtflugzeit auf einer Fluchtbahn von der Erde. Die Oberstufe manövrierte sich anschließend in eine Fluglage, die für eine Aussetzen von Gaia geeignet war. Dann wurde das Weltraumteleskop mit einer Startmasse von 2.034 Kilogramm (lt. Arianespace) 41 Minuten und 59 Sekunden nach dem Start ausgesetzt.

Das Europäische Bahnverfolgssystem (ESTRAC) hatte Gaia zwischenzeitlich erfasst und überwacht, nach der Abtrennung von der Oberstufe konnte Gaia vom europäischen Raumflugkontrollzentrum der ESA (ESOC) in Darmstadt kontrolliert und gesteuert werden, während die Systeme des vom europäischen Raumfahrtkonzern EADS Astrium gebauten Satelliten hochfuhren und automatische Sequenzen anliefen. Dabei wurden unter anderem Kommunikationstransceiver des Satelliten aktiviert und Gaia musste eine konkrete Ausrichtung zur Sonne einnehmen.

Eine Stunde und 17 Minuten nach dem Abheben begann eine wichtige Sequenz, nämlich das Entfalten von Gaias Sonnenschild, ohne den das Teleskop seinen Beobachtungsauftrag nicht durchführen kann. 10 Minuten später hatte der Schild seine maximale Ausdehnung - Durchmesser rund 10,5 Meter - erreicht und beim Flugleitzentrum gingen Telemetriedaten ein, die den erfolgreichen Abschluss der Aktion bestätigten. Der Schild wird also eine definierte Arbeitstemperatur der Beobachtungsinstrumente an Bord von Gaia sicherstellen können.

Während des Entfaltungsvorgangs befand sich Gaia bereits auf dem Weg zum rund 1,5 Millionen Kilometer entfernten Lagrangepunkt 2 (L 2) des Sonne-Erde-Systems, den das Raumfahrzeug in rund drei Wochen erreichen wird. Unterwegs sind drei Kurskorrekturren für Gaia eingeplant. Eine erste Zündung der Bordtriebwerke von Gaia ist für den (heutigen) 20. Dezember 2013 vorgesehen. 20 Tage nach dem Start soll eine weitere Brennphase der Bordtriebwerke für das Erreichen des Einsatzorbits um L 2 sorgen.

Damit Gaia nach Erreichen der vorgesehenen Bahn ab März 2014 erste Daten liefern kann, beginnt man eine rund vier Monate dauernde Einsatzerprobungsphase bereits beim Überflug Richtung L 2. In ihrem Rahmen werden sämtliche Systeme und Instrumente an Bord des Weltraumteleskops aktiviert und soweit erforderlich kalibriert.

Ist das dreiachsstabilisierte Weltraumteleskop bereit, kann es Daten für die bisher genaueste Karte unserer Milchstraße sammeln, und hoffentlich Hinweise auf Ursprung und Entstehungsgeschichte unserer Heimatgalaxie liefern. Endgültige Ergebnisse von Gaias Arbeit werden ab 2021 erwartet, wenn Positionen und Bewegungen von etwa 1 % der insgesamt geschätzt rund 100 Milliarden Sterne erfasst und die entsprechenden Daten auf geeignete Art und Weise verarbeitet wurden.

Mit seinen beiden hoch genauen Teleskopen und der Kamera mit 106 einzelnen lichtempfindlichen CCD-Sensoren und nicht ganz einer Milliarde Pixel kann Gaia durchschnittlich 250 Sterne pro Sekunde beobachten, hofft man. Lässt sich das über einen Großteil der geplanten Einsatzdauer von 5,5 Jahren durchhalten, entsteht eine Datenmenge von rund einem Petabyte, entsprechend der Speicherkapazität von circa 200.000 DVDs.

Dem ESOC fällt beim Empfang der erwarteten Datenmengen die Federführung zu, ein DPAC genanntes Konsortium zur Verarbeitung und Analyse der Gaia-Daten mit über 400 Mitarbeitern aus wissenschaftlichen Instituten aus ganz Europa soll sich der Nutzbarmachung und Auswertung widmen.

Die Bereitstellung von Software und Infrastruktur zur Weiterverarbeitung der Daten erfolgt maßgeblich durch das Astronomische Rechen-Institut (ARI) am Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg, das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und das Lohrmann-Observatorium der TU Dresden.

Gaia war der 25. wissenschaftliche Satellit, der unter der Ägide von Arianespace in den Weltraum transportiert wurde.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Arianespace, DLR, ESA)


» NEOWISE arbeitet wieder
21.12.2013 - Nach der Reaktivierung der Systeme des Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) im Herbst dieses Jahres wurden nun die ersten Bilder übermittelt. Sie haben die gleiche Qualität wie vor der Abschaltung im Februar 2011.
WISE war im Dezember 2009 gestartet und hatte im Januar 2010 den Messbetrieb der primären Mission aufgenommen. WISE hat danach zweimal den kompletten Himmel im Infrarotbereich durchgescannt, um nach leuchtstarken Galaxien, Infrarotgalaxien, Supermassiven Schwarzen Löchern, jungen Sternen in der Milchstraße, Braunen Zwergen und Asteroiden zu suchen und ihre Positionen zu erfassen. An Bord befindet sich ein vergleichsweise kleines Teleskop mit einem 40-cm-Spiegel. Als das Kühlmittel verbraucht war (Verdampfungskühlung), hat man mit den noch verwendbaren beiden Spektralbereichen weiter nach Asteroiden "in der Nähe" gesucht, wobei die Mission NEOWISE (Near Earth Orbit WISE) genannt wurde.

Insgesamt hatte man mehr als 34.000 neue Asteroiden entdeckt und von etwa 158.000 Position, Größe und Rückstrahlungsvermögen erfasst. Nun soll WISE erneut dabei helfen, für die Erde potentiell gefährliche Asteroiden zu finden. Über mehr als 2,7 Millionen Bilder wurden 747 Millionen Himmelsobjekte katalogisiert. Darunter befinden sich Asteroiden und Kometen in unserem Planetensystem, Sterne unserer Galaxie sowie weit entfernte Galaxien und Galaxiencluster.

Nach einer mehrmonatigen Abkühlungsphase haben die Sensoren nun eine Temperatur von etwa -200°C unterschritten und mittlerweile erste Daten erfasst. Die Bilder wurden zur Erde übermittelt und einige davon veröffentlicht. Dabei wurde festgestellt, dass die Sensoren auch nach der 31-monatigen Ruhephase gut funktionieren. Nun soll die zweite NEOWISE-Mission bis zu 3 Jahre lang Daten liefern. Danach könnte die Bahn des kleinen Weltraumteleskops zu niedrig liegen, um noch aussagekräftige Bilder zu liefern.

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


» China startet Kommunikationssatellit für Bolivien
21.12.2013 - Am Freitag, dem 20. Dezember 2013 wurde der Kommunikationssatellit Túpac Katari alias TKsat 1 von einer chinesischen Langer-Marsch-3B/E-Rakete für Bolivien ins All gebracht. Der Start erfolgte gegen 17:42 Uhr MEZ am Freitag bzw. um 00:42 Pekinger Zeit samstags.
Die Entwicklerin der dreistufigen, rund 56,33 m hohen Trägerrakete, die chinesischen Akademie für Trägerraketentechnik (China Academy of Launch Vehicle Technology, CALT), nennt 00:42 Uhr und 04 Sekunden als exakten Startzeitpunkt, an dem die Rakete mit der Seriennummer Y27 und ihrer in China gebauten Nutzlast an der Spitze von der Startanlage LC2 vom Startgelände Xichang (Xichang Satellite Launch Center, XSLC) in der südwestchinesischen Provinz Sichuan abhob.

Beim Start arbeiteten alle unsymmetrisches Dimethylhydrazin (UDMH) mit Distickstofftetroxid (NTO, N2O4) verbrennenden Triebwerke der ersten Stufe und der vier seitlich an ihr montierten Flüssigkeitsbooster zusammen. 120 Sekunden nach dem Abheben wurden die vier Booster abgeworfen. Nur wenig später, nach 146 Sekunden Flugzeit, wurde auch die ausgebrannte erste Stufe abgetrennt.

Anschließend sorgte die zweite Stufe, die ebenfalls UDMH mit N2O4 verbrannte, für den weiteren Aufbau von Flughöhe und Geschwindigkeit. Als sie ihre Arbeit getan hatte, wurde sie nach rund 5 Minuten und 30 Sekunden Gesamtflugzeit abgeworfen.

Die dritte Stufe der Rakete, mit die flüssigem Wasserstoff (LH2) als Treibstoff und flüssigem Sauerstoff (LOX) als Oxidator arbeitete, hatte zwei Brennphasen zu absolvieren. Die erste begann kurz nach Abtrennung der zweiten Stufe. Die zweite, kürzere Brennphase fand nach einer einige Minuten dauernden Freiflugphase statt.

Nach Beendigung der zweiten Brennphase nahm die dritte Stufe einige Orientierungsmanöver vor, um sich auf das Aussetzen des Kommunikationssatelliten für die Raumfahrtagentur Boliviens (Agencia Boliviana Espacial, ABE) vorzubereiten. Rund 25 Minuten und 37 Sekunden nach dem Start wurde der Satellit von der dritten Stufe freigegeben (Zeitangaben nach einer Grafik der ABE).

Vom erreichten Transferorbit aus soll Túpac Katari mit eigener Kraft die vorgesehene Position im Geostationären Orbit erreichen. Bei 87,2 Grad West im Geostationären Orbit will die ABE den am 13. Dezember 2010 bei der 1980 gegründeten internationalen Vermarkterin von Trägerraketen und Satelliten aus China, der China Great Wall Industry Corporation (CGWIC) bestellten Satelliten künftig einsetzen, um Bolivien mit Fernsehprogrammen versorgen zu können, und Behörden, Institutionen und Unternehmen Nutzung und Vertrieb von Telefon-, Internet- und andere Daten-Verbindungen zu ermöglichen.

Aktuell geht man von einer Betriebsaufnahme des ersten eigenen Kommunikationssatelliten im März 2014 aus. In Bolivien erwartet man, mit seiner Hilfe maßgebliche Verbesserungen in Bereichen wie Bildung, Kommunikation und Medizin zu erzielen.

Künftige Nutzer von via Túpac Katari bereitzustellenden Diensten sind staatliche Stellen Boliviens wie die staatliche Regulierungsbehörde, die über die Ausbeutung von Kohlenwasserstoff-Vorräten wacht (Agencia Nacional de Hidrocarburos, ANH), die nationale Zollbehörde (Aduana Nacional de Bolivia, ADUANA) und die bewaffneten Kräfte Boliviens (Fuerzas Armadas de Bolivia, FF. AA.).

Auch Unternehmen in staatlichem Besitz, wie die nationale Telefongesellschaft (Entel) und der Betreiber von Gas- und Öl-Pipelines in Bolivien (YPFB Transportes bzw. Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos Transportes) wollen den Satelliten nutzen. Private Anbieter von Telefon- und Internetdiensten, von denen bekannt wurde, dass sie Túpac Katari in ihr Netz integrieren möchten, sind die Unternehmen Cotas, Tigo und Viva.

Zur Ausstrahlung der vorgesehenen Dienste wurde Túpac Katari mit 2 C-, 2 Ka- und 26 Ku-Band-Transpondern ausgestattet. Die Gesamtleistung der Kommunikationsnutzlast beträgt nach Angaben der ABE mit 30 Transpondern rund 8 kW.

Mit elektrischer Leistung versorgt werden Kommunikationsnutzlast und raumflugtechnische Systeme des Satelliten von zwei Solarzellenauslegern, die dem Raumfahrzeug eine Gesamtspannweite von 28 Metern geben. Am Ende der Auslegungsbetriebsdauer des Satelliten von 15 Jahren sollen die Solarzellenausleger noch eine elektrische Leistung von 10,5 kW bereitstellen können. Der Speicherung elektrischer Energie an Bord dient ein Akkumulatorensatz mit 110 Speicherzellen.

Aufgebaut hat der Hersteller des neuen Erdtrabanten, die China Aerospace Science and Technology Corporation (CASTC), ihn auf dem Satellitenbus DongFangHong-4 (DFH-4). Die Abmessungen des Grundkörpers von Túpac Katari liegen bei 2,36 × 2,10 × 3,60 m. Die Startmasse des Satelliten war rund 5.200 kg. Seine Start erfolgte laut CALT bei der 188. Mission einer Rakete aus der Serie Langer Marsch.

Túpac Katari alias TKsat 1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.481 und als COSPAR-Objekt 2013-075A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: ABE, CALT, CGWIC, eju!, la veridica, Ministerio de Comunicación del Estado Plurinacional de Bolivia, Xinhua)


» LADEE: Keine Anzeichen für Chang`e 3-Landung
22.12.2013 - Die US-amerikanische Mondsonde LADEE wurde am 14. Dezember 2013 eingesetzt, um festzustellen, ob durch das Aufsetzen des chinesischen Mondlanders Chang`e 3 Veränderungen in der Atmosphäre des Mondes und seiner Umgebung verursacht werden. Die von LADEE übermittelten Messwerte lieferten keine entsprechenden Hinweise.
Als am 14. Dezember 2013 anlässlich der bevorstehenden Landung von Chang`e 3 viele Augen auf den Mond gerichtet waren, zielten auch eine Anzahl von Messinstrumenten auf den Mond. Unter ihnen befanden sich die Instrumente des Mondorbiters LADEE der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA).

LADEE war rechtzeitig von der Erde aus mit einer Reihe von Kommandos versorgt worden, die die Instrumentennutzlast der Sonde in einen für die geplanten Beobachtungen geeigneten Modus versetzten. Außerdem wurde die Instrumentennutzlast so programmiert, dass sie vor und nach der Landung von Chang`e 3 Vergleichsmessungen der Atmosphärenzusammensetzung und von Staubvorkommen vornehmen konnte.

Das Neutral Mass Spectrometer (NMS), ein Massenspektrometer für ungeladene Partikel, wurde speziell so eingestellt, dass es Spuren von Substanzen in der Mondatmosphäre nachweisen kann, die vom Antriebssystem des chinesischen Landers hinterlassen werden. Zu Verbrennungsprodukten, mit denen man rechnete, gehören Moleküle von Stickstoff (N2), Wasser (H2O) und Wasserstoff (H2).

Die anderen beiden Hauptinstrumente von LADEE, das Lunar Dust Experiment (LDEX) zur Erfassung der Staubverteilung über der Mondoberfläche, und das Ultraviolet/Visible Spectrometer (UVS) zur Analyse der von der Exosphäre reflektierten Sonnenstrahlung verblieben in ihrem jeweiligen Standartbetriebsregime. Material, das bei der von Triebwerksschub gebremsten Landung von Chang`e 3 fort geschleudert werden kann, sollte so detektierbar sein, sofern es die Sonde bzw. ihr Messfeld erreicht.

Der Landeplatz von Chang`e 3 mit den Koordinaten 44,12° Nord, 19,51° West lag weit nördlich von LADEEs Flugbahn über die Mondoberfläche. Zum Zeitpunkt der Landung von Chang`e 3 gegen 14:12 Uhr MEZ überflog LADEE eine Position mit den Koordinaten 21,77° Süd, 82,17° Ost - über 3.400 km vom Landeplatz entfernt.

Gegen 14:41 Uhr MEZ, rund eine halbe Stunde nach der Landung, bewegte sich LADEE mit eingeschalteten Instrumenten über den Bereich bei 19,51° westlicher Länge, allerdings noch mehr als 1.300 km südlich vom Landeort. Das NMS beobachtete schon seit 14:22 Uhr MEZ die Exosphäre, das UVS hatte gegen 13:15 Uhr MEZ die Atmosphäre gescannt. LDEX lief, um Einschläge von Staubpartikeln aufzuzeichnen.

Eine erste Analyse der bei der Messkampagne gewonnenen Daten zeigte nach Angaben der NASA zur Überraschung der beteiligten Wissenschaftler keinerlei Auffälligkeiten, die man mit dem Aufsetzen des chinesischen Mondlanders in Verbindung bringen könnte. LDEX maß keinen Anstieg von Staubpartikeln, das UVS ermittelte keine Veränderungen in der Atmosphäre, und das NMS fand keine Verbrennungsrückstände der Triebwerke von Chang`e 3.

Das NASA-Forschungszentrum Ames teilte mit, es sein ein nützlicher und wichtiger Befund, dass LADEE den Abstieg und die Landung von Chang`e 3 nicht festzustellen in der Lage war. Es gebe Anzeichen, dass die Triebwerksabgase großer automatischer Mondlander keine maßgeblichen Auswirkungen auf die Exosphäre des Mondes haben. Die Verbrennungsrückstände seien auch nicht in der Lage gewesen, größere Distanzen in für eine Messung ausreichender Dichte zu überwinden.

Videos von Abstieg und Aufsetzen des chinesischen Landers zeigen über einen nur kurzen Zeitraum von vielleicht 15 Sekunden Staub, der vom Triebwerk des Landers weggeblasen wurde. Möglicherweise war LADEE nicht zum richtigen Zeitpunkt an einer geeigneten Position über der Mondoberfläche, um solchen Staub zu detektieren.

Die Beobachtungsdaten zur Landung von Chang`e 3 will die NASA nun mit theoretischen Voraussagen zur Verteilung von Treibwerksabgasen und Verbrennungsrückständen vergleichen, und Modelle zur Wechselwirkung von Lander-Treibwerkssystemen mit der Mondoberfläche aktualisieren.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: NASA)


» Chang`e und Yutu im Ruhemodus
25.12.2013 - Lander und Fahrzeug befinden sich mittlerweile in einem Ruhemodus, in dem sie nur ein Minimum an elektrischer Energie benötigen. Dieser Zustand wird für die gesamte, etwa 14-tägige Mondnacht beibehalten und wahrscheinlich am 10., 11. oder 12. Januar aufgehoben. (Newsimage: CNSA, CCTV)
In der langen Nacht wird es auf der Mondoberfläche sehr kalt, die Temperaturen fallen bis auf etwa -180°C. Damit die Technik an Bord der Mondsonden am nächsten Mondtag weiter funktionieren kann, wird sie nun mit speziellen Maßnahmen geschützt. Dazu gehört das Zuklappen der Corpora mit den jeweiligen Solarzellenpaneelen. Außerdem gibt es im Inneren Wärmequellen, deren Funktion auf dem spontanen Zerfall radioaktiover Isotope beruht. Die Wärme wird über spezielle Leitungen zu den Geräten transportiert, die diese benötigen. Weitere Wärme entsteht durch die Funktion einiger Geräte, die ihre Energie von den Batterien beziehen.

An den vergangenen Tagen hat man die Systeme und wissenschaftlichen Geräte an Bord beider Sonden aktiviert, überprüft und gegebenenfalls kalibriert. Dazu gehörten auch das Bodenradar, die Mikroskopkamera und das Spektrometer an Bord des Fahrzeugs Yutu. Außerdem wurden Bewegungen des Instrumentenarmes programmiert, gefilmt und die Videos anschließend zur Erde übertragen. Da Kameras und Sendeantenne am selben Mast befestigt sind, konnte man die Videos nicht direkt zur Erde übertragen.

Auch die jetzige Zwangspause unterscheidet eine Mondmission von einer ähnlichen zum Nachbarplaneten Mars. Auf dem Mond dauert ein "Tag" gut 27 Erdtage. Der Mars hingegen hat eine ähnliche Rotationsdauer wie die Erde, ein Marstag ist nur knapp 40 Minuten länger als ein Tag auf der Erde. Zudem sorgt die dünne Atmosphäre auf dem Roten Planeten dafür, dass die niedrigste Temperatur trotz des größeren Sonnenabstandes höher liegt als auf dem Mond.

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(Autor: Günther Glatzel - Quelle: CNSA, CCTV, Raumcon)


» Drei Strela-3M mit einem Rokot-Träger gestartet
25.12.2013 - In der Nacht wurden drei militärische Kommunikationssatelliten vom Typ Strela-3M gestartet.
Der Start erfolgte gegen 1.31 Uhr MEZ vom Kosmodrom Plesezk aus. Die Strela-Satellitenserie gibt es seit 1964, wobei die Bezeichnung 3M für eine Weiterentwicklung der dritten Generation steht, die seit 2005 für die militärisch-taktische Sprach- und Datenkommunikation in unwegsamem Gelände im Einsatz ist.

Die offiziellen Bezeichnungen der jeweils etwa 225 kg trägen und von NPO Prikladnoi Mechaniki gefertigten Satelliten lauten Kosmos 2488, 2489 und 2490. Die Satelliten umlaufen die Erde auf Bahnen in Höhen um 1.400 km bei einer Neigung von ca. 82,6 Grad.

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


» Express-AM 5 von Proton-M ins All transportiert
27.12.2013 - Am 26. Dezember 2013 startete von der Rampe 81/24 des russischen Raumfahrtzentrums Baikonur eine Proton-M-Rakete mit Breeze-M-Oberstufe, um den russischen Kommunikationssatelliten Express-AM 5 in den Weltraum zu bringen. Nach einer Flugzeit von rund 9 Stunden und 22 Minuten wurde der Satellit erfolgreich auf der vorgesehenen Erdumlaufbahn ausgesetzt.
Als exakter Startzeitpunkt für den 10. Proton-Flug im Jahr 2013 und den 393. insgesamt wird 14:49 Uhr und 56 Sekunden Moskauer Zeit genannt (11:49 Uhr und 56 Sekunden MEZ). Die Abtrennung der Orbitaleinheit bestehend aus Breeze-M-Oberstufe und Express-AM 5 von der dritten Stufe der Proton-M erfolgte rund 9 Minuten später um 14:59 Uhr Moskauer Zeit. Anschließend war es Aufgabe der wie die Proton-Rakete von Chrunitschew gebauten Oberstufe, erst für die Einnahme einer stabile Parkbahn zu sorgen, und dann das Erreichen des vorgesehen Zielorbits sicherzustellen.

Der Trennprozess des Satelliten von der Oberstufe fand um 00:12 Uhr Moskauer Zeit am 27. Dezember 2013 statt (21:12 Uhr MEZ am 26. Dezember) und verlief nach Angaben der Russischen Raumfahrtbehörde (Roskosmos) sauber und auf der vorgesehenen Bahn. Der Hauptauftragnehmer für den Bau des Satelliten, der russische Raumfahrtkonzern Reschetnjow Informational Satellite Systems mit Sitz in Schelesnogorsk nordöstlich von Krasnojarsk, bestätigte das Entfalten der beiden maximal 14,2 kW elektrische Leistung liefernden Solarzellenausleger des Satelliten, die erforderliche korrekte Ausrichtung des dreiachsstabilisierten Raumfahrzeugs zur Sonne und die planmäßige Arbeit aller Bordsysteme.

Express-AM 5 ist ein auf einem neuen Satellitenbus basierendes Raumfahrzeug, dessen Bau im Rahmen des Zehn-Jahres-Plans von 2006-2015 am 22. Oktober 2005 mit dem russischen Regierungsdekret Nr. 635 beschlossen worden war. Als künftige Betreiberin des bei 140 Grad Ost im Geostationären Orbit einzusetzenden Erdtrabanten mit einer Startmasse von rund 3.400 kg wurde die Russische föderale Satellitenkommunikationsgesellschaft (Russian Satellite Communications Company, RSCC) beauftragt.

RSCCs Aufgabe ist es, via Express-AM 5 Mobilkommunikationsverbindungen für die Regierung Russlands und den Präsidenten des Landes zu ermöglichen, und mit Hilfe des Satelliten digitale Video-, Telefon- und Datendienste für russische Gebiete bereitzustellen. Außerdem soll RSCC über Express-AM 5 digitale Radio- und Fernsehprogramme ausstrahlen und VSAT-Netzwerk-Verbindungen realisieren. Um den Anforderungen gerecht zu werden, wurde der auf dem Satellitenbus Express 2000 basierende Express-AM 5 mit einer 12,7 kW leistenden Kommunikationsnutzlast mit 30 C-Band-, 12 Ka-Band, 40 Ku-Band- und 2 x L-Band-Transpondern ausgerüstet, und auf eine Betriebsdauer von 15 Jahren ausgelegt.

Bestellt hatte RSCC den Satelliten bei Reschetnjow am 12. August 2009. Am 27. Oktober 2009 begannen konkrete Entwurfsarbeiten für das Raumfahrzeug, ein vorläufiger Konstruktionsentwurf lag zum 1. Juni 2010 vor. Nach dessen Bestätigung erfolgte der eigentlich Bau des Raumfahrzeugs.

Am 22. Mai 2011 gab Reschetnjow bekannt, dass der Grundaufbau des Nutzlastmoduls abgeschlossen wurde, und der Einbau von Kommunikationstechnik bei MDA in Kanada erfolge. Reschetnjow kümmerte sich in der folgenden Zeit um den Bau des raumflugtechnischen Moduls von Express-AM 5. Die Fertigstellung und der Abschluss von Qualifikationstest der Kontrollsysteme des raumflugtechnischen Moduls wurden am 10. Februar 2012 gemeldet. Zwei Monate später berichtete Reschetnjow von Tests der elektrischen Systeme des Satellitenbus.

Am 24. August 2012 war das Nutzlastmodul aus Kanada zurückgeliefert worden, seine Integration mit dem raumflugtechnischen Modul begann am 24. September 2012. Nachdem im Frühjahr 2012 bereits zwei Antennen von MDA an Reschetnjow geliefert worden waren, erhielt der russische Satellitenbauer am 12. Oktober 2012 acht weitere von MDA, die anschließend montiert werden konnten. Tests der Zusammenarbeit der Bordsysteme des Satelliten mit Komponenten für das Bodensegment wurden im Dezember 2012 beendet.

Im Februar 2013 konnten Test des Satelliten in einer Thermal-Vakuum-Kammer erfolgreich abgeschlossen werden. Im Juli 2013 begannen Vibrationstests, um nachzuweisen, dass Express-AM 5 die beim Start ins All auftretenden Belastungen überstehen kann. Am 17. Oktober 2013 wurden letzte Tests elektrischer und elektronischer Systeme des Satelliten vorgenommen, in deren Rahmen sämtliche Subsysteme des Satelliten durchgepürft und die Funktionsfähigkeit einer entfalt- und richtbaren Ku-Band-Antenne demonstriert wurden. Am 18. November 2013 erreichte der Satellit schließlich das in Kasachstan gelegene Kosmodrom Baikonur.

Seine endgültige Postion im Geostationären Orbit soll Express-AM 5 nach intensivem Einsatz von elektrischen Triebwerken an Bord beziehen. Derzeit rechnet man damit, dass es nach rund 90 Tagen soweit sein wird. Für einen in Russland gebauten Satelliten ist es das erste Mal, dass aus einem Geotransferorbit der Geostationäre Orbit mit elektrischem Antrieb erreicht wird. Danach werden Überwachung und Kontrolle des Satelliten an RSCC übergeben, und Mitte Mai 2014 könnte schließlich die Ausstrahlung von Radio- und Fernsehprogrammen und die Bereitstellung der vorgesehenen Kommunikationsdienste beginnen.

Express-AM 5 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.487 und als COSPAR-Objekt 2013-077A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Chrunitschew, Interfax, Reschetnjow, RIA Novosti, Roskosmos, RSCC, Sibirischer Sputnik)



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Mars Aktuell: Curiositys ChemCam: Über 100.000 Laserpulse von Redaktion



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» Curiositys ChemCam: Über 100.000 Laserpulse
09.12.2013 - Seit der Landung des Marsrovers Curiosity auf unserem Nachbarplaneten hat dessen ChemCam-Instrument mittlerweile mehr als 100.000 Laserpulse auf dessen Oberfläche abgegeben. Durch die Analyse der dabei gewonnenen Daten ergibt sich ein Einblick in die chemische Zusammensetzung der Oberfläche und es werden Rückschlüsse über deren Entstehungsgeschichte ermöglicht.
Bereits seit dem August 2012 untersucht der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebene Rover Curiosity die Umgebung seines Landegebietes auf dem Mars. Bei einem der dabei eingesetzten zehn wissenschaftlichen Instrumenten handelt es sich um die ChemCam, so die Abkürzung für das "Chemistry and Camera Instrument".

Durch den "Beschuss" der Marsoberfläche mit einem Laser wird ein Teil der dort befindlichen Gesteine oder Böden verdampft. Die von dem so erzeugten Plasma ausgehenden Lichtemissionen werden von einer Teleskopoptik aufgefangen und über einen Lichtwellenleiter, es handelt sich hierbei um ein fast sechs Meter langes Glasfaserkabel, zuerst zu einem Demultiplexer und von dort aus zu drei Spektrometern weitergeleitet.

Diese Spektrometer analysieren die Lichtintensität der so empfangenen verschiedenen Emissionslinien, woraus die beteiligten Wissenschaftler direkt auf die in der untersuchten Bodenprobe enthaltenen chemischen Elemente schließen können. Dabei können die einfallenden Lichtwellen mit insgesamt 6.144 verschiedenen Spektralkanälen, welche über eine Auflösung von jeweils 0,09 bis 0,30 Nanometern verfügen, unterschieden werden.

Typischerweise werden die zu analysierenden Oberflächenbereichen bei diesen Untersuchungen gleich an mehreren Punkten "beschossen", wobei jeder einzelne Punkt der Marsoberfläche in der Regel mit 30 Laserpulsen bearbeitet wird.

Mittlerweile hat die ChemCam über 102.000 solcher Laserpulse abgesetzt. Insgesamt wurden im Rahmen dieser Arbeiten bisher mehr als 420 verschiedene Bodenziele untersucht. Mit einem in das Instrument integrierten Schmidt-Cassegrain-Teleskop wurden zudem bis zum heutigen Tag über 1.600 Aufnahmen der Marsoberfläche angefertigt.

Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler können auf diese Weise die Vielfältigkeit der Gesteine und Böden dokumentieren, welche die Oberfläche des Mars im Operationsgebiet des Rovers bedecken und dadurch auch auf die geologischen Prozesse schließen, welche zu deren Bildung geführt haben.

"Diese Materialien bestehen aus Staub, durch den Wind verfrachtete Sandpartikel, durch Wassereinflüsse veränderte Sedimente, sulfathaltige Venen und magmatische Gesteine, bei denen es sich eventuell um Auswurfmaterial handelt, welches aus anderen Regionen des Mars stammen könnte", so Horton Newsom von der University of New Mexico in Albuquerque/USA.

Untersuchung von Ithaca

Der Laserpuls Nummer 100.000 wurde bereits am 30. Oktober 2013 abgegeben und war Bestandteil einer Serie von insgesamt 300 Pulsen, mit denen zehn verschiedenen Bereiche einer mit dem Namen "Ithaca" belegten Gesteinsformation untersucht wurden. Hierbei stellte sich letztendlich heraus, dass dieses Grundgestein offenbar vulkanischen Ursprungs ist.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 478 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte vor etwa 13 Stunden und führte diesmal lediglich über eine Distanz von etwa sechs Metern. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 105.101 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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


» Marsrover Curiosity: Neue Erkenntnisse der Mission
10.12.2013 - Der Rover Curiosity landete am 6. August 2012 auf dem Mars und untersucht seitdem die Umgebung seines Landegebietes. Auf der gegenwärtig in San Francisco stattfindenden Herbsttagung der American Geophysical Union wurden am gestrigen Tag weitere Ergebnisse dieser Mission vorgestellt. Unter anderem wurde dabei bestätigt, dass auf dem Mars einstmals Bedingungen herrschten, welche die Entstehung von Leben prinzipiell begünstigten.
Bereits seit dem August 2012 untersucht der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebene Rover Curiosity mit insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumenten die Umgebung seines Landegebietes auf dem Mars. Neben der Untersuchung der im Gale-Krater, dem Landegebiet des Rovers, vorherrschenden geologischen und geochemischen Bedingungen besteht ein weiteres der wissenschaftlichen Ziele der Mission in der Klärung der Frage, ob in dieser Region des Mars einstmals Bedingungen geherrscht haben, welche die Entstehung von einfachen Lebensformen begünstigt haben könnten. Am gestrigen Tag wurden auf der gegenwärtig in San Francisco/Kalifornien stattfindenden Herbsttagung der American Geophysical Union (AGU) mehrere neue Erkenntnisse präsentiert.

Das Alter von Cumberland

Bei einem dieser Ergebnisse handelt es sich um eine relativ genaue Altersbestimmung einer mit dem Namen "Cumberland" belegten Oberflächenformation. Bei Cumberland handelt es sich um die zweite Gesteinsformation, welche mit dem Bohrer des Rovers angebohrt wurde. Das dabei gewonnene Probenmaterial wurde anschließend mit mehreren Instrumenten ausführlich analysiert (Raumfahrer.net berichtete). Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler kamen letztendlich zu dem Ergebnis, dass diese Formation über ein Alter von 3,86 bis 4,56 Milliarden Jahren verfügt, was in einem sehr guten Einklang zu dem zuvor geschätzten Alter des Gale-Kraters steht. Die Oberfläche der gesamten Region dürfte über ein Alter von 4,2 Milliarden Jahren +/- 400 Millionen Jahren verfügen und somit zu den ältesten derzeit noch erhaltenen Bereichen der ursprünglichen Marsoberfläche gehören. Frühere Analysen führten zu einem Alter vor etwa 3,6 bis 4,1 Milliarden Jahren.

"Das Alter an sich ist nicht überraschend", so Kenneth Farley vom California Institute of Technology, einer der an diesen Untersuchungen beteiligten Wissenschaftler. "Überraschend ist jedoch, dass die Methode, mit der wir dieses Alter ermittelt haben, auf dem Mars erfolgreich war."

Für die Altersbestimmung der Formation Cumberland wandten die Wissenschaftler ein radiometrisches Verfahren an, mit dem bereits seit 60 Jahren das Alter von irdischen Gesteinen auf Grundlage des Zerfalls eines bestimmten Kalium-Isotops zu Argon ermittelt wird. Dieses Edelgas bildet sich, wenn Gestein extrem hohen Temperaturen ausgesetzt und dabei verflüssigt wird. Nach dem erneuten "Erstarren" des Gesteins sammelt sich das Argon in dessen Inneren an. Durch die Bestimmung der Menge des in einem Gestein enthaltenen Argons kann dann dessen Alter bestimmt werden.

Es war das erste Mal, dass diese bisher nur auf der Erde zum Einsatz gekommene "direkte" Untersuchungsmethode auf dem Mars angewendet wurde. In der Vergangenheit wurde für die Altersbestimmung von Oberflächenstrukturen auf dem Mars, aber auch auf anderen terrestrischen Himmelskörpern innerhalb unseres Sonnensystems, die indirekte und zudem nur relativ ungenaue Methode des Crater counting genutzt.

Hierzu wird zuerst die Anzahl und Größe von Impaktkratern in einer bestimmten Region ermittelt. Diese "Kraterdichte" wird anschließend mit entsprechenden Werten verglichen, welche den Wissenschaftlern vom Mond der Erde bekannt sind. Das Alter der dortigen Oberfläche ist relativ gut bekannt, da durch bemannte und unbemannte Missionen diverse Gesteinsproben von der Mondoberfläche zur Erde gelangt sind, wo deren Alter anschließend durch entsprechende Laboranalysen ermittelt werden konnte.

Der hinter dem Crater counting stehende Grundgedanke ist relativ einfach: Je mehr Krater sich in einer bestimmten Region konzentrieren, desto älter sollte dieser Oberflächenbereich sein. Tatsächlich weist die "Crater counting"-Methode allerdings eine Vielzahl von potentiellen Fehlerquellen auf. So muss bei der Zählung exakt zwischen Primärkratern und sogenannten Sekundärkratern unterschieden werden, welche erst durch das bei einem Impakt in die Höhe geschleuderte und anschließend wieder nieder gegangene Auswurfmaterial entstanden. Außerdem dürfen hierbei die Impaktkrater nicht mit vulkanischen Calderen verwechselt werden.

Speziell auf dem Mars muss zudem berücksichtigt werden, dass verschiedene erosive Prozesse besonders die kleineren Krater in geologischen Zeiträumen betrachtet relativ schnell "verwischen". Bei der Altersbestimmung von geologischen Strukturen auf dem Mars, welche auf diese Weise zudem nur in großflächigen Bereichen Erfolg verspricht, ergibt sich auf diese Weise ein Unsicherheitsfaktor von mehreren hundert Millionen Jahren. Bei Oberflächenformationen, welche jünger als etwa drei Milliarden Jahren sind, kann dieser Unsicherheitsfaktor bis zu 30 Prozent betragen.

Durch zukünftige Messungen des Argon-Anteils in Gesteinen ergibt sich eventuell die Möglichkeit, auch das Alter von kleinflächigen Oberflächenstrukturen deutlich genauer als bisher möglich zu bestimmen. Dies wäre ganz besonders dann der Fall, wenn Bodenproben vom Mars im Rahmen einer Sample Return-Mission zur Erde gebracht und in irdischen Labors näher untersucht werden würden. Auf diese Weise würden sich Referenzwerte für den Argonanteil in einer speziellen Probe mit einem genau bekannten Alter ergeben, durch die Rückschlüsse auf andere, diesmal ausschließlich auf dem Mars zu untersuchende Proben gezogen werden können.

Cumberland an der Oberfläche

Durch weitere Analysen konnten die beteiligten Wissenschaftler zudem ermitteln, wie lange sich die Gesteinsformation Cumberland bereits auf beziehungsweise unmittelbar unter der Marsoberfläche befindet. Neben anderen Einflüssen, welche ihre Quelle direkt auf dem Mars haben, führt auch die aus dem Weltall einfallende kosmische Strahlung dazu, dass direkt auf der Marsoberfläche abgelagerte Gesteine im Laufe der Jahrmillionen erodieren. Bei diesem Prozess werden einzelne Moleküle aus der Formation herausgelöst, welche sich anschließend teilweise auf deren Oberfläche ablagern. Durch die Untersuchung des "Erosionsgrades" von Cumberland gelangten die Marsforscher zu dem Ergebnis, dass Cumberland erst seit etwa 60 bis 100 Millionen Jahren solchen auf die Oberfläche einwirkenden erosiven Einflüssen direkt ausgesetzt sein kann. Ursprünglich relativ dicke Materialschichten, welche Cumberland nach dessen Entstehung zunächst bedeckten, so die Schlussfolgerung der Wissenschaftler, wurden demzufolge speziell während der letzten 100 Millionen Jahre durch weitere erosive Prozesse - am wahrscheinlichsten ist hierbei Winderosion - abgetragen.

Organisches Material

Der Nachweis von Gesteinsformationen, welche erst seit relativ kurzer Zeit den harschen Umweltbedingungen auf der Marsoberfläche ausgesetzt sind, ist eine wichtige Entdeckung, die auch eine direkte Auswirkung auf die Suche nach den sogenannten "Grundbausteinen des Lebens" auf dem Mars hat. Die Suche nach solchen komplexen, kohlenstoffhaltigen Verbindungen gilt als das erklärte Hauptziel der Curiosity-Mission. Sollten im Rahmen der Mission solche organische Verbindungen nachgewiesen werden, so könnten diese eventuell biologischen Ursprungs sein. Als eine andere Quelle kommen jedoch zum Beispiel auch eine bestimmte Meteoritenart, die sogenannten Kohligen Chondrite, oder Kometenkerne in Frage, welche solche organischen Verbindungen eigentlich regelmäßig auf die Oberfläche des Mars transportieren sollten.

Mit den bisher auf der Marsoberfläche aktiven Rovern und Landern konnten in der Vergangenheit noch keine derartigen Verbindungen nachgewiesen werden. Allerdings werden entsprechende chemische Verbindungen durch die auf der Marsoberfläche herrschenden Umweltbedingungen sehr wahrscheinlich auch relativ schnell zerstört. Erst ab einer Tiefe von etwa zwei Metern unter der Oberfläche wird die kosmische Strahlung so weit abgeschirmt, dass entsprechende Verbindungen nicht zersetzt werden. Trotzdem können die an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler mittlerweile auch in dieser Richtung gewisse Erfolge vermelden.

"Wir haben organische Verbindungen entdeckt", so Doug Ming vom Johnson Space Center der NASA in Houston/USA. "Allerdings können wir nicht ausschließen, dass diese von der Erde ’eingeschleppt’ wurden."

Jedoch, so die beteiligten Wissenschaftler, würde es deutliche Hinweise dafür geben, dass diese ebenfalls in den Cumberland-Proben gefundenen organischen Verbindungen tatsächlich vom Mars stammen. In den entsprechenden Proben wurden demzufolge deutlich größere Mengen an entsprechendem Material entdeckt als bei Analysen mit anderen Bodenproben oder mit einer Leerprobe. Speziell letztere Untersuchung hätte von der Erde stammendes organisches Material deutlich nachweisen müssen. Zur Klärung dieser Frage sind letztendlich allerdings weitere Analysen notwendig.

Der Gale-Krater - Früher geeignet für Leben

Ein weiteres Ziel der Mission besteht in der Klärung der Frage, ob in der Region des Gale-Kraters einstmals Bedingungen herrschten, welche die Entstehung von einfachen Lebensformen begünstigt haben könnten. Diese Frage wurde bereits im März 2013 positiv beantwortet (Raumfahrer.net berichtete). Die Auswertung der Daten des Rovers ergab jetzt, dass diese Periode länger anhielt und zudem kürzer zurückliegt, nämlich weniger als vier Milliarden Jahre, als ursprünglich vermutet.

"Diese lebensfreundlichen Umweltbedingungen existierten später als viele für möglich gehalten hätten", so John Grotzinger, der für die Mission verantwortliche Projektwissenschaftler vom California Institute of Technology. "Und diese Entdeckung hat Auswirkungen für die Untersuchung des gesamten Planeten."

Laut diesen neuen Ergebnissen hat es auf dem Mars noch in einer Zeit lebensfreundliche Bedingungen gegeben, in der auch viele Spuren von Oberflächenwasser entstanden sein müssen und die an den unterschiedlichsten Stellen entdeckt wurden. Diese Bereiche der Marsoberfläche wurden aber bislang als zu jung oder zu kurzlebig eingestuft, um sie bei der Suche nach lebensfreundlichen Regionen auf dem Mars zu berücksichtigen.

In der von Curiosity untersuchten Region Yellowknife Bay könnten über mehrere Millionen Jahre hinweg, vielleicht sogar für einige zehn Millionen Jahre, lebensfreundliche Bedingungen vorgeherrscht haben. Die Wissenschaftler leiten aus den bisher gesammelten Daten ab, dass sich in dem bisher untersuchten Bereich des Gale-Kraters immer wieder Flüsse und Seen gebildet haben, welche dann für einen gewissen Zeitraum wieder ausgetrocknet sind. Der Untergrund des Kraters war dabei allerdings auch während der Trockenperioden durchgehend "feucht". Hierfür, so die Marsforscher spricht zumindest die Zusammensetzung von bestimmten Gesteinsschichten, welche im Bereich Yellowknife Bay analysiert wurden.

Ein früherer See im Gale-Krater?

Aus den Messdaten des Rovers leiten die Wissenschaftler zudem ab, dass im Inneren des Gale-Kraters vor mehr als 3,6 Milliarden Jahren einen urzeitlicher See existierte, welcher sich zu dieser Zeit eventuell bildenden mikroorganischen Lebensformen lebensfreundliche Bedingungen geboten haben könnte. Das in diesem See enthaltene Wasser war anscheinend lange genug präsent, um die auf der Marsoberfläche abgelagerten Gesteine chemisch zu verändern.

Gegenwärtig befindet sich der Rover Curiosity auf dem Weg zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons. Nach der für den August 2014 vorgesehenen Ankunft an dem angepeilten Ankunftsort soll der Rover mit der schrittweise erfolgenden "Besteigung" dieses Berges beginnen und dabei speziell die dort befindlichen geschichteten Gesteinsablagerungen erkunden. Durch deren Untersuchung wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Details der Entwicklungsgeschichte unseres Nachbarplaneten enthüllen.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 479 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 105.220 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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


» Curiosity: Messung der Strahlenbelastung auf dem Mars
11.12.2013 - Der Rover Curiosity landete am 6. August 2012 auf dem Mars und untersucht seitdem die Umgebung seines Landegebietes. Unter anderem konnte eines der Instrumente des Rovers dabei die Strahlenbelastung ermitteln, der zukünftige Astronauten bei bemannten Missionen zur Marsoberfläche ausgesetzt sein werden.
Das Hauptziel der Mission des von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity besteht in der Klärung der Frage, ob auf dem Mars einstmals "lebensfreundliche" Bedingungen herrschten, welche theoretisch die Entstehung von mikrobiologischen Lebensformen ermöglicht haben könnten und ob es eventuell sogar denkbar ist, dass die derzeit auf dem Mars vorherrschenden Umweltbedingungen auch noch in der Gegenwart die Existenz solcher Lebensformen ermöglichen könnten. Bei einem der 10 dabei zum Einsatz kommenden wissenschaftlichen Instrumente des Rovers handelt es sich um den Strahlungsdetektor RAD.

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

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

Die während der ersten 300 Tagen der Mission gesammelten Daten dieses Instrumentes wurden mittlerweile ausgewertet und am vergangenen Montag auf der gegenwärtig in San Francisco/Kalifornien stattfindenden Herbsttagung der American Geophysical Union (AGU) vorgestellt. An der entsprechenden Studie waren neben Mitarbeitern des Instituts für Experimentelle und Angewandte Physik der CAU auch Wissenschaftler der NASA, des Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder/Colorado und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt.

Strahlenbelastung für zukünftige Marsbesucher

Im Zeitraum vom August 2012 bis zum Juni 2013, so die Wissenschaftler, betrug die Strahlenbelastung im Operationsgebiet des Rovers pro Tag im Durchschnitt 0,67 Millisievert. Während des Zeitraumes der Messungen wurde der Mars von keinen größeren Sonnenstürmen getroffen, so dass etwa 95 Prozent der registrierten Strahlung von der kosmischen Strahlung verursacht wurde. Anhand dieser Daten konnte auch die Strahlenbelastung berechnet werden, der Astronauten bei einer zukünftigen bemannten Marsmission unter der Zugrundelegung eines 500 Tage andauernden Aufenthaltes auf der Marsoberfläche ausgesetzt sein werden. Eine vergleichbare Sonnenaktivität vorausgesetzt würde diese bei etwa 0,32 Sievert liegen.

Im Rahmen einer früheren Studie wurde bereits die Strahlenbelastung für eine 360 Tage dauernden Hin- und Rückreise zum Mars ermittelt. In einem Raumschiff, welches über eine vergleichbare Abschirmung wie Curiosity verfügt, würden Astronauten während der Transferphase zwischen Erde und Mars einer Strahlenbelastung von 0,66 Sievert ausgesetzt sein (Raumfahrer.net berichtete).

Zukünftige Besucher von der Erde würden somit im Rahmen einer Marsmission einer Strahlungsdosis von insgesamt etwa einem Sievert ausgesetzt sein. Aktuell gilt ein Wert von 0,8 Sievert als der Grenzwert, dem Astronauten während ihrer gesamten Laufbahn ausgesetzt sein dürfen. Durch diesen Strahlungswert von 0,8 Sievert erhöht sich das Risiko einer Erkrankung an Krebs um etwa drei Prozent. Durch eine Dosis von einem Sievert würde sich das Krebsrisiko auf eine Wert von etwa fünf Prozent erhöhen. Dieses Risiko wäre aber immer noch unvergleichlich kleiner, als die Gefahr, welche ein Raucher eingeht. Durch das Rauchen erhöht sich zum Beispiel das Risiko einer Lungenkrebserkrankung um etwa 1.500 Prozent.

"Die gewonnen Daten sind ein wichtiger Schritt für die Realisierung einer bemannten Marsmission und können helfen, Astronautinnen und Astronauten auf zukünftigen Missionen beispielsweise durch eine bessere Abschirmung des Raumschiffs oder durch eine sichere Behausung auf dem Mars zu schützen", so Prof. Dr. Robert Wimmer-Schweingruber von der Christian-Albrechts-Universität. Die Strahlungsmessungen sollen auch in Zukunft fortgesetzt werden, so der für das RAD-Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler Donald M. Hassler vom SwRI. Speziell durch die Beobachtung der Auswirkungen von Sonnenstürmen, welche den nahezu ungeschützten Mars in Zukunft treffen werden, können weitere wertvolle Informationen und Daten gesammelt werden.

Auswirkungen auf "einheimische" Lebensformen

Nach wie vor gilt das Interesse vieler Wissenschaftler, aber auch der interessierten Öffentlichkeit der Suche nach eventuell auf dem Mars existierenden Lebensformen. Die Daten des RAD-Instrumentes erlauben den Wissenschaftlern eine Abschätzung, wie lange und wie tief im Boden eventuell auf dem Mars existierende Mikroorganismen dort überleben könnten. Zusätzlich können auch Aussagen darüber getätigt werden, wie lange die Signaturen von ehemals existierenden Lebensformen noch in den verschiedenen Oberflächenschichten nachgewiesen werden könnten.

Organisches Material, welches sich lediglich fünf Zentimeter tief in Felsgesteinen verbirgt, würde bei der jetzt bestimmten Strahlungsrate innerhalb von 650 Millionen Jahren fast vollständig zerstört werden. Ebenfalls am vergangenen Montag veröffentlichte Forschungsresultate zeigen jedoch, dass sich zum Beispiel die ebenfalls von dem Marsrover Curiosity untersuchte Gesteinsformation "Cumberland" erst seit etwa 60 bis 100 Millionen Jahren dicht genug an der Marsoberfläche befindet, um von den dort einwirkenden erosiven Kräften zersetzt zu werden (Raumfahrer.net berichtete).

Sollten sich im Bereich des Operationsgebietes des Rovers in der Vergangenheit organische Verbindungen, welche auch als die "Grundbausteine des Lebens" bezeichnet werden, abgelagert haben, so die beteiligten Wissenschaftler, so sollten diese somit eigentlich auch durch die Instrumente des Rovers nachweisbar sein. Die Suche nach solchen komplexen, kohlenstoffhaltigen Verbindungen gilt als eines der Hauptziele der Curiosity-Mission. Sollten im Rahmen der Mission solche organische Verbindungen nachgewiesen werden, so könnten diese eventuell biologischen Ursprungs sein. Als eine andere Quelle kommen jedoch zum Beispiel auch eine bestimmte Meteoritenart, die sogenannten Kohligen Chondrite, oder Kometenkerne in Frage, welche solche organischen Verbindungen eigentlich regelmäßig auf die Oberfläche des Mars transportieren sollten.

Die hier kurz vorgestellten Ergebnisse wurden ebenfalls am vergangenen Montag in der Fachzeitschrift "Science" unter dem Titel "Mars’ Surface Radiation Environment Measured with the Mars Science Laboratory’s Curiosity Rover" publiziert.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 480 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 105.270 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Fachartikel von Donald M. Hassler et al.:


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


» Mars Express und die Sulfatberge des Juventae Chasma
13.12.2013 - Am gestrigen Tag veröffentlichte Aufnahmen der Raumsonde Mars Express zeigen die Region Juventae Chasma. Im Inneren dieses Canyons befinden sich zwei markante Bergformationen, an deren Flanken horizontal geschichtete Ablagerungen aus Sulfatmineralen erkennbar sind.
Mit einem Durchmesser von 6.792 Kilometern ist der Mars nur etwa halb so groß wie unser Heimatplanet. Trotzdem kann unserer äußerer Nachbarplanet mit einigen landschaftlichen Superlativen aufwarten, welche in unserem Sonnensystem ihresgleichen suchen. Das auf der südlichen Marshemisphäre gelegene Hellas-Impaktbecken verfügt über einen Durchmesser von etwa 1.600 x 2.200 Kilometern und ereicht eine Tiefe von bis zu neun Kilometern. Nach dem Südpol-Aitken-Becken auf dem irdischen Mond handelt es sich hierbei nach dem bisherigen Wissensstand um das zweitgrößte Impaktbecken in unserem Sonnensystem.

Mit einer Gipfelhöhe von über 22 Kilometern und einem Basisdurchmesser von rund 550 Kilometern ist der Olympus Mons der höchste Vulkan im derzeit bekannten Sonnensystem. Auch die benachbarten Schildvulkane Arsia Mons, Pavonis Mons und Ascraeus Mons sind mit Höhen von 13, 12 und 18 Kilometern deutlich höher als der höchste Berg der Erde - der 8.848 Meter hohe Mount Everest.

Als besonders spektakulär präsentiert sich dem irdischen Betrachter jedoch das imposante Talsystem der Valles Marineris. Dieses bis zu 11 Kilometer tiefe System aus diversen, teilweise parallel zueinander verlaufenden und zugleich miteinander verbundenen Tälern erstreckt sich über eine Länge von fast 4.000 Kilometern entlang des Marsäquators und erreicht dabei eine Breite von stellenweise deutlich mehr als 200 Kilometern. Mit diesen Abmessungen handelt es sich bei den Valles Marineris um das mit Abstand größte bekannte Grabenbruchsystem innerhalb unseres Sonnensystems.

Seit mittlerweile fast zehn Jahren, nämlich seit dem 25. 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 sich für die Planetenforscher wertvolle Einblicke in dessen Entwicklungsgeschichte ergeben. Dabei geriet auch mehrfach die Umgebung der Valles Marineris in das Blickfeld dieses Marsorbiters.

Das Juventae Chasma

Am gestrigen Tag veröffentlichte Aufnahmen von Mars Express zeigen die Umgebung des Juventae Chasma. Hierbei handelt es sich um eine wenige hundert Kilometer nordöstlich des zentralen Bereiches der Valles Marineris gelegene canyonartige Erosionsstruktur. Im Gegensatz zu den meisten Chasmata der Valles Marineris erstreckt sich das Juventae Chasma allerdings nicht in West-Ost-Richtung, sondern ist in etwa in die nördliche Richtung ausgerichtet. Mit einer Ost-West-Ausdehnung von 170 Kilometern und einer Nord-Süd-Ausdehnung von rund 280 Kilometern ist diese Struktur in etwa so groß wie das Bundesland Baden-Württemberg.

Die Aufnahmen entstanden am 4. November 2013 während des Orbits Nummer 12.508 von Mars Express. Aus einer Überflughöhe von mehreren hundert Kilometern erreichte die High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC"), eines der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters, eine Auflösung von etwa 16 Metern pro Pixel. Die Aufnahmen zeigen einen bei etwa vier Grad südlicher Breite und 298 Grad östlicher Länge gelegenen Ausschnitt der Marsoberfläche.

Im Osten, Süden und Westen ist das Juventae Chasma von steilen Berghängen begrenzt. Derartige gleich von drei Seiten begrenzte Strukturen werden in der Geologie auch als box canyons bezeichnet. Im Norden geht das Juventae Chasma in die Maja Valles über. Hierbei handelt es sich um ein System von mehreren parallel verlaufenden Ausflusstälern, welches sich über eine Länge von 1.600 Kilometern durch das Hochland des Lunae Planum erstreckt und dann in die Tiefebene Chryse Planitia mündet.

Ähnlich wie bei dem Grand Canyon in den USA, der sich in die Ebene des Colorado-Plateaus eingeschnitten hat, bricht das Hochland, welches das Juventae Chasma umgibt, jäh in den riesigen Talkessel ab. Stünde ein Astronaut an dieser Abbruchkante, so würde er in einen 5.800 Meter tiefen Abgrund blicken. An den Flanken sind zahlreiche Spuren von Hangrutschungen und Bergstürzen erhalten. Der Boden im Süden dieser Senke ist über weite Strecken flach und von Sandablagerungen bedeckt. Die Landschaft im Norden ist dagegen deutlich interessanter. Hier befinden sich große Felsmassive, welche durch Bergrutschungen von der Plateau-Oberkante an den Seiten stammen und nun als isolierte Fragmente der weiteren Verwitterung ausgesetzt sind.

Auffallend und zugleich ungewöhnlich sind zwei Berge im Talkessel des Juventae Chasma, welche über terrassenförmige Stufen verfügen und die ganz offensichtlich aus geschichteten Sedimentablagerungen bestehen. Aufnahmen und spektroskopische Daten von verschiedenen Raumsonden haben gezeigt, dass es sich bei diesen Ablagerungen um Sulfate handelt, also um Minerale wie Gips, Alabaster oder Kieserit, bei deren Entstehung in der Regel Wasser eine entscheidende Rolle spielt.

Diese beiden Einzelmassive im Inneren des Juventae Chasma sind auf den Aufnahmen der HRSC-Kamera gut zu erkennen. Die beiden Berge erhielten von US-amerikanischen Wissenschaftlern zunächst die minimalistisch anmutende Bezeichnungen "Hügel B" und für den größeren der beiden Berge "Hügel C" (engl. "Mound B" und "Mound C"). In der englischsprachigen Geologie wird der Begriff "Mound" für eher kleine Erdhügel verwendet. Der "Hügel C" ist allerdings fast 53 Kilometer lang, 20 Kilometer breit und erhebt sich um bis zu 3.300 Meter über seine Umgebung und verfügt somit über die Dimensionen einer Bergkette wie etwa der Zillertaler Alpen in Tirol.

Beide "Hügel" zeigen entlang ihres Gipfelkamms markante Spuren einer Winderosion. Die dort sichtbaren, stromlinienförmig verlaufenden Yardangs erstrecken sich über Längen von vielen Kilometern. Sie entstanden durch eine anhaltende Winderosion, bei der von dem Wind transportierte Sand- und Staubkörner die Oberfläche über lange Zeiträume hinweg regelrecht abschmirgelten. Das dortige Gestein scheint demnach relativ weich und nicht sonderlich erosionsbeständig zu sein.

Das auffallendste und geologisch interessanteste Phänomen an den beiden Hügeln sind jedoch die horizontal verlaufenden Schichtungen, welche sich wie Terrassen entlang der Bergflanken erstrecken. Mit den Spektrometer-Experimenten OMEGA an Bord von Mars Express und CRISM an Bord der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter, mit denen die von der Marsoberfläche reflektierte Strahlung im sichtbaren Licht und im nahen Infrarotbereich gemessen wird, konnten die Wissenschaftler hier geschichtete Sulfatminerale identifiziert. Mineralogen sprechen von "polyhydrierten Sulfaten", was zum Ausdruck bringt, dass im Kristallgerüst dieser leicht in Wasser löslichen Salze der Schwefelsäure zwei oder mehr Wassermoleküle "eingebaut" sind. Ein Beispiel hierfür ist das auch auf der Erde häufig anzutreffende, auch als Gips bezeichnete Calciumsulfat.

Vulkane, Seen, Flussdeltas, Quellen - wie entstanden die Sulfate?

Die Prozesse, welche einstmals zu der Entstehung der Sulfatschichten auf dem Mars führten, sind noch nicht vollständig verstanden und werden von den Planetologen intensiv diskutiert.

Eine Theorie besagt, dass die Bildung der Sulfate mit dem Ausbruch von Vulkanen in Zusammenhang stehen könnte. Durch die bei Vulkanausbrüchen freigesetzte Wärme taute auf der Oberfläche oder im Untergrund abgelagertes Eis und das freigesetzte Wasser führte zur Bildung von Sulfatmineralen. Eine andere Theorie geht von Sedimentablagerungen in stehenden, an Calciumsulfaten übersättigten Gewässern aus. Des weiteren wird eine Ausfällung von Sulfaten am Ende von Flussläufen für möglich gehalten. Die von fließenden Gewässern mitgeführten Schwebstoffe haben sich demzufolge in Flussdeltas abgelagert. Bedingt durch die Verdunstung des Wassers bildeten sich daraus Sulfatsalze. Eine weitere Möglichkeit geht von der Bildung der Sulfate direkt an den Quellen von Gewässern aus.

Etwas exotischer mutet dagegen eine weitere diskutierte Möglichkeit an: Die Sulfatschichten könnten demzufolge gewissermaßen "vom Himmel gefallen" sein. Dafür müssten feinste Staub- und Aschepartikel aus der Marsatmosphäre auf die Oberfläche herabgerieselt und dort mit Eis in Berührung gekommen sein. Alternativ hätten kleine, mit Staub vermischte Eiskristalle einen Niederschlag bilden müssen. Ein vergleichbares Phänomen kann an den beiden Marspolen beobachtet werden, wo im Wechsel der Jahreszeiten Schichten abgelagert werden, die denen in Juventae Chasma ähneln. Allerdings sind die geschichteten Berge des Juventae Chasma sehr viel älter als die erst in jüngerer geologischer Vergangenheit entstandenen Schichten an Nord- und Südpol, nämlich etwa drei Milliarden Jahre.

Bildverarbeitung und HRSC-Kamera

Die weiter oben gezeigte Nadir-Farbansicht der Region Juventae Chasma wurde aus dem senkrecht auf die Planetenoberfläche blickenden Nadirkanal und den vor- beziehungsweise rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera erstellt. Die perspektivische Schrägansicht wurde 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 Marslandschaft 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. Ralf Jaumann von der Freien Universität Berlin geleitet. Das für die HRSC-Kamera verantwortliche Wissenschaftlerteam besteht aus 40 Co-Investigatoren von 33 Instituten aus zehn Ländern.

Die hochauflösenden Stereokamera 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 in Berlin-Adlershof erstellt.

Die hier gezeigten Aufnahmen der Region Juventae Chasma finden Sie auch auf den entsprechenden Internetseiten des DLR und der FU Berlin. Speziell in den dort verfügbaren hochaufgelösten Aufnahmen kommen die verschiedenen Strukturen der Marsoberfläche besonders gut zur Geltung.

"Der Mars - Ein Planet voller Rätsel"

Sind Sie eventuell noch auf der Suche nach einem Weihnachtsgeschenk? Im Oktober 2013 erschien das Buch "Der Mars - Ein Planet voller Rätsel". Auf 288 Seiten haben Prof. Dr. Ralf Jaumann und Ulrich Köhler vom Institut für Planetenforschung des DLR die Geschichte der Marserkundung und deren Ergebnisse zusammengefasst. Wissenschaftliche Fakten und zahlreiche Geschichten werden hier mit vielen spektakulären Aufnahmen des Mars unterlegt. Das Buch enthält auch eine DVD mit zahlreichen Interviews und faszinierenden Marsüberflügen in 3D.

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


» Curiosity: Software-Upgrade und Überprüfung der Räder
22.12.2013 - Nach der Übermittlung einer neuen Software-Version werden gegenwärtig die sechs Räder des Marsrovers Curiosity einer ausführlichen Analyse unterzogen. Die dort mittlerweile entstandenen Dellen und einzelne Risse werden allerdings nicht als bedrohlich eingestuft.
Bereits Anfang November 2013 wurde dem von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrover Curiosity eine neue Version seiner Betriebssoftware, die "Version 11", übermittelt. Allerdings hatte sich dabei ein Fehler eingeschlichen, welcher am 7. November zu einem "Warm Reset" des Computersystems des Rovers führte (Raumfahrer.net berichtete). Als Reaktion auf dieses Problem wurde in den folgenden Wochen wieder die zuvor eingesetzte und ohne Probleme arbeitende "Version 10" genutzt.

Am 9. Dezember 2013 starteten die für den Betrieb des Rovers verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien einen neuen Anlauf für das Überspielen des neuen Software-Upgrades. Die damit verbundenen Arbeiten dauerten bis zum 14. Dezember an und verliefen erfolgreich. Durch dieses mittlerweile dritte Upgrade der Curiosity-Software seit der Landung des Rovers auf dem Mars sollen unter anderem die Fähigkeiten der autonomen Navigation erweitert werden.

Beabsichtigt ist dabei, die Abstände zwischen den einzelnen autonom durchzuführenden Etappen einer Fahrt noch weiter zu reduzieren und Fahrten im autonomen Navigationsmodus auch an aufeinanderfolgenden Tagen ohne das zwischenzeitliche Eingreifen des Kontrollzentrums am JPL fortzusetzen. Außerdem, so Jim Erickson, der Projektmanager der Curiosity-Mission vom JPL, wird die neue Version der Software dem Roboterarm neue Bewegungsabläufe ermöglichen, welche bei der zukünftigen Erforschung der Marsoberfläche speziell an Hanglagen von Bedeutung sein werden.

Während der Überspielung des Upgrades und der damit verbundenen Test wurden die wissenschaftlichen Arbeiten des Rovers stark reduziert beziehungsweise zeitweilig komplett eingestellt. Die stark limitierte verbleibende "freie Zeit" wurde lediglich dazu nutzen, um weitere Teilproben einer bereits im Mai 2013 in der Region "Cumberland" entnommenen Bodenprobe zu analysieren. Teile dieser Probe wurden seit deren Entnahme in dem CHIMRA-Probenentnahmesystem mitgeführt. Die nicht für Analysen genutzten Überreste wurden schließlich am 18. Dezember auf der Marsoberfläche "entsorgt". Curiosity ist somit bereit für die Fortsetzung seiner Mission.

Überprüfung der Räder

Vor der Wiederaufnahme seiner Fahrt zu dem im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons soll der Rover jedoch zunächst zu einer Stelle gesteuert werden, welche über eine realtiv ebene Oberfläche verfügt. Hier sollen die verschiedenen Kamerasysteme des Rovers in den kommenden Tagen mehrere umfassende Serien von Fotoaufnahmen erstellen, welche speziell die sechs Räder des Rovers zum Ziel haben werden und mit denen der Abnutzungsgrad der Räder untersucht werden soll.

Bereits nach wenigen Fahrten über die Marsoberfläche zeigten sich auf den Laufflächen der Räder einzelne Dellen. Während der letzten Wochen und Monate bildeten sich zudem verschiedene, teilweise mehrere Zentimeter lange Risse. Diese Abnutzungserscheinungen wurden aufgrund der Erfahrungen, welche bereits bei ausführlichen Tests im Vorfeld der Mission auf der Erde gesammelt werden konnten, erwartet und stellen laut dem JPL keine Beeinträchtigung für den weiteren Missionsverlauf dar.

"Wir wollen eine vollständige Bestandsaufnahme über den Zustand der Räder durchführen", so Jim Erickson. "In den Rädern auftretende Dellen und Löcher wurden erwartet, aber der Verschleiß scheint sich in den letzten Monaten beschleunigt zu haben und steht vermutlich in einer Korrelation zu dem Passieren eines raueren Geländetyps."

Seit dem Oktober 2013 bewegte sich der Rover durch eine Region, in der die Marsoberfläche von einer Vielzahl kleinerer und sehr spitzer Steine bedeckt war. Auf den zuvor passierten Oberflächenbereichen befanden sich dagegen deutlich weniger Steine.

Die aus einer Aluminiumlegierung bestehenden und mit Querleisten aus Titan verstärkten Räder des Rovers wurden so konstruiert, dass sie selbst bei erheblichen Beschädigungen der Laufflächen noch voll einsatzfähig sind und die Funktionstüchtigkeit von Curiosity durch derartige Verformungen nicht beeinträchtigt sein wird. Allerdings wollen die an der Mission beteiligten Techniker und Ingeniere die Ursachen für diese Abnutzung und deren Auswirkungen noch besser als bisher verstehen. Sollte dafür wirklich das passierte Gelände verantwortlich sein, so könnten solche Beschädigungen eventuell begrenzt werden, indem Curiosity bei zukünftigen Fahrten durch ein weniger raues Gelände manövriert oder derartigen Steinen nach Möglichkeit gezielt ausweicht.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 490 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.600 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte am 20. Dezember 2013 und führte über eine Strecke von etwa 50 Zentimetern. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 106.818 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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


» Mars Express passiert Phobos in nur 45 Kilometern
26.12.2013 - Am kommenden Sonntag wird die Raumsonde Mars Express den Marsmond Phobos in einer Entfernung von lediglich 45 Kilometern passieren. Diese Gelegenheit soll in erster Linie für die Gewinnung von Daten genutzt werden, welche einen Aufschluss über den inneren Aufbau dieses Mondes ermöglichen.
Mittlerweile sind mehr als 136 Jahre vergangen, seit der US-amerikanische Astronom Asaph Hall im August 1877 die beiden Marsmonde Phobos und Deimos entdeckte. Seitdem wurden diese beiden unregelmäßig geformten, jeweils nur wenige Kilometer durchmessenden und entsprechend lichtschwachen Monde unzählige Male von erdgestützten Teleskopen, von Weltraumteleskopen und von den Mars umkreisenden Raumsonden abgebildet. Auch die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebenen, auf der Marsoberfläche operierenden Rover Spirit, Opportunity und Curiosity konnten die beiden Monde während der letzten Jahre erfolgreich von der Marsoberfläche aus mit ihren hochauflösenden Kameras abbilden und dabei sogar mehrfach Sonnenfinsternisse beobachten (Raumfahrer.net berichtete).

Die von der europäischen Weltraumorganisation ESA betriebene Raumsonde Mars Express umrundet den Mars auf einer elliptischen, fast genau über die Pole führenden Umlaufbahn. Der entfernteste Punkt dieser Umlaufbahn ist rund 11.000 Kilometer von der Marsoberfläche entfernt. Im Gegensatz zu den beiden anderen gegenwärtig aktiven Marsorbitern, den von der NASA betriebenen Raumssonden Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter, kreuzt Mars Express somit auch in regelmäßigen zeitlichen Abständen die Umlaufbahn des inneren Marsmondes Phobos. Hierbei kommt es etwa alle fünf Monate zu mehreren aufeinanderfolgenden und relativ dichten Begegnungen zwischen Mars Express und Phobos. Am 4. März 2010 näherte sich die Raumsonde der Oberfläche von Phobos dabei zum Beispiel bis auf eine Entfernung von lediglich 67 Kilometern (Raumfahrer.net berichtete).

Dieser bisherige Rekord wird jedoch bereits in wenigen Tagen "fallen", denn am kommenden Sonntag, dem 29. Dezember 2013 wird Mars Express um 08:09 MEZ die Oberfläche von Phobos in einer Entfernung von diesmal sogar nur 45 Kilometern überfliegen. Aufgrund dieser geringen Entfernung und der hohen Geschwindigkeit, mit der sich Mars Express dabei relativ zu dem Marsmond bewegt, wird es allerdings leider nicht möglich sein, die Oberfläche des Mondes mit der High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC"), einem der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters, abzubilden. Stattdessen soll der Vorbeiflug in erster Linie genutzt werden, um weitere Informationen zu gewinnen, mit denen Aussagen über den inneren Aufbau dieses Mondes getätigt werden können.

Das Innere von Phobos wird "vermessen"

Der unregelmäßig geformte, etwa 26,8 x 22,4 x 18,4 Kilometer abmessende Mond verfügt zwar lediglich über eine relativ geringe Masse von rund 1,072 x 10^16 Kilogramm. Dieser Wert ist jedoch ausreichend, um die Raumsonde bei ihrer Passage zwar minimal, aber doch deutlich spürbar von der vorgesehenen Flugbahn abzulenken. Diese Abweichung macht sich durch eine geringfügig veränderte Laufzeit der Radiosignale, welche Mars Express während des Vorbeifluges konstant zur Erde aussenden wird, bemerkbar. Durch die Auswertung dieser auf dem Doppler-Effekt basierenden Daten lässt sich nicht nur die Masse von Phobos und die sich daraus ergebende mittlere Dichte näher bestimmen. Vielmehr können hierdurch auch Aussagen über den inneren Aufbau von Phobos getätigt werden.

Durch eine sorgfältige Auswertung der früheren Messergebnisse kamen die mit der Untersuchung von Phobos beschäftigten Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es sich bei diesem Mond, welcher über eine mittlere Dichte von lediglich 1,86 plus/minus 0,02 Gramm pro Kubikzentimeter verfügt, nicht um einen homogenen Himmelskörper, sondern vielmehr um einen sogenannten Rubble Pile handeln muss - eine Ansammlung
 

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Saturn Aktuell: Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 201 von Redaktion



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» Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 201
17.12.2013 - In wenigen Stunden beginnt für die Raumsonde Cassini der mittlerweile 201. Umlauf um den Planeten Saturn. In den kommenden Wochen werden sich erneut das Ringsystem und die Atmosphäre des Saturn im Fokus des wissenschaftlichen Interesses befinden. Den Höhepunkt dieses Orbits bildet allerdings ein für den 1. Januar 2014 geplanter dichter Vorbeiflug der Raumsonde an dem Saturnmond Titan.
Am 17. Dezember 2013 wird die Raumsonde Cassini um 22:24 MEZ auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreichen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 2,64 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt damit zugleich ihren mittlerweile 201. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini eine Inklination von 51,3 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des diesmal 33 Tage andauernden Umlaufs - dieser trägt die Bezeichnung "Rev 200" - insgesamt 43 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Ein Großteil dieser Kampagnen wird erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Den Höhepunkt der Beobachtungen stellt jedoch ein am 1. Januar 2014 erfolgender gesteuerter Vorbeiflug am größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.

Der B-Ring des Saturn

Die erste Beobachtungskampagne der ISS-Kamera wird am 18. Dezember den B-Ring des Saturn zum Ziel haben. Aus den Aufnahmen der Kamera sollen anschließend kurze Videosequenzen erstellt werden, auf denen die im B-Ring angeordneten Speichenformationen erkennbar sind. Diese Strukturen wurden erstmals auf den Aufnahmen der Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 ausgemacht, welche den Saturn bereits Anfang der 1980er Jahre passierten. Diese auf Fotoaufnahme in hellen Farben erkennbaren Speichen sind im Durchschnitt lediglich etwa 100 Kilometer breit und erstrecken sich radial über eine Strecke von bis zu 20.000 Kilometer in das Ringsystem hinein.

Es handelt sich hierbei um lediglich vorübergehend auftretende Erscheinungen, welche sich innerhalb von wenigen Stunden ausbilden und dann wieder verschwinden. Die Planetenforscher sind sich mittlerweile weitgehend sicher, dass diese Speichenstrukturen durch elektrisch aufgeladenen Staub verursacht werden, welcher durch elektrischen Abstoßungskräfte vorübergehend aus dem B-Ring herausgedrückt wird. Es wird vermutet, dass die Speichen ein saisonales Phänome darstellen und sich nur zu bestimmten Zeiten während eines knapp 30 Jahre andauernden Saturnjahres bilden. Mit dem Fortschreiten der Jahreszeiten und dem Einsetzen des Sommers auf der nördlichen Planetenhemisphäre sollten sie dann nicht mehr auftreten. Bis zum 14. Januar 2014 sind vier weitere solcher Beobachtungssequenzen vorgesehen.

Mondbeobachtungen

Eine für den 19. Dezember eingeplante Beobachtung wird den Saturnmond Titan zum Ziel haben. Aus einer Entfernung von etwa 3,75 Millionen Kilometern soll dabei dessen ausgedehnte Atmosphäre studiert werden. Das Interesse der beteiligten Wissenschaftler wird sich bei dieser Gelegenheit auf die in den obersten Atmosphärenschichten enthaltenen Aerosole und Dunstschichten konzentrieren.

Am 20. und 21. Dezember erfolgen diverse Abbildungen der beiden kleineren, äußeren Saturnmonde Tarvos und Skathi. Außer den Daten von deren Umlaufbahnen um den Saturn und ihren Durchmessern von lediglich rund 15 beziehungsweise acht Kilometern ist über diese erst im Jahr 2000 entdeckten Monde bisher nur sehr wenig bekannt. Anhand der Variationen in den sich bei diesen aus Entfernungen von 21,2 beziehungsweise 17,1 Millionen Kilometern erfolgenden Beobachtungssequenzen ergebenden Lichtkurven und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen sollen die Helligkeitsvariationen auf deren Oberfläche und die sich daraus ergebenden Rotationsperioden und die Ausrichtung der Rotationsachsen dieser beiden Monde bestimmt werden.

Am 22. Dezember steht erneut der Titan auf dem Beobachtungsprogramm der Raumsonde. Die aus einer Entfernung von diesmal 2,82 Millionen Kilometern anzufertigenden Aufnahmen sollen erneut dessen Atmosphäre wiedergeben. Das Interesse wird sich dabei auf die Verteilung von Wolkenstrukturen und die verschiedenen in der Titanatmosphäre befindlichen Dunstschichten richten. Durch die Beobachtung von markanten Wolkenformationen in den Titan-Atmosphäre lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

Am darauffolgenden Tag sollen schließlich mehrere der kleineren, inneren Saturnmonde im Rahmen sogenannter astrometrischer Beobachtungen abgebildet werden. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Vergleichbare Kampagnen sollen zusätzlich am 27. Dezember und am 3. Januar durchgeführt werden.

Ebenfalls am 23. Dezember wird die WAC-Kamera den Saturn abbilden. Im Rahmen dieser Beobachtung, welche Bestandteil einer langfristig ausgelegten "Sturmbeobachtungskampagne" ist, sollen erneut aktuelle Daten über das dortige Wettergeschehen gesammelt werden, welche sich durch die Dokumentation von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen ergeben. Bis zum 14. Januar sind zehn weitere solcher Beobachtungen vorgesehen.

Am 29. Dezember erfolgen - verteilt über einen Zeitraum von rund 15 Stunden - mehrere Abbildungen des Saturnmondes Aegaeon, der als eine der Materialquellen für den G-Ring des Saturn angesehen wird (Raumfahrer.net berichtete). Am nächsten Tag soll ein weiterer äußerer Mond, diesmal handelt es sich um Siarnaq, abgebildet werden, um dessen Rotationsperiode zu bestimmen.

Der Titan-Vorbeiflug T-97

Am 1. Januar 2014 steht dann der Höhepunkt des 201. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 23:00 MEZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines gerichteten Vorbeifluges in einer Entfernung von 1.400 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 5,8 Kilometern pro Sekunde passieren. Aufgrund eines vergleichbaren Flugverlaufes der Raumsonde während dieses Vorbeifluges weist das zu absolvierende wissenschaftliche Programm sehr große Ähnlichkeiten mit dem vorherigen Titan-Flyby, dem erst am 1. Dezember 2013 erfolgten Vorbeiflug "T-96", auf. Die mit diesem 98. Vorbeiflug am Titan - das Manöver trägt die Bezeichnung "T-97" - assoziierten Beobachtungen beginnen bereits am 31. Dezember. Hierbei wird die ISS-Kamera vier Wolkenbeobachtungskampagnen durchführen.

Ab den Morgenstunden des 1. Januar und somit ebenfalls noch während der Annäherungsphase an den Titan soll neben der ISS-Kamera ein weiteres Instrument, das Composite Infrared Spectrometer (CIRS), dazu genutzt werden, um diverse Scans auf der Nachtseite des Titan durchzuführen. Das Ziel dieser Messungen, welche sich auf die Nordhemisphäre konzentrieren werden, besteht darin, die zu diesem Zeitpunkt in der Stratosphäre der Titanatmosphäre vorherrschenden Temperaturen zu ermitteln. Zusätzlich sollen hierbei durch Abtastungen, welche im mittleren und fernen Infrarotbereich erfolgen, die Verteilung von Aerosolen und verschiedener chemischer Verbindungen in den oberen Schichten der Titanatmosphäre bestimmt werden.

Im Anschluss an diese Messungen soll die ISS-Kamera diverse Aufnahmen der zu diesem Zeitpunkt sichtbaren Titanhemisphäre anfertigen und diese mit einer Auflösung von 1,5 Kilometern pro Pixel abbilden. Während das CIRS-Instrument zu diesem Zeitpunkt weitere Daten über die Atmosphäre sammelt, wird zudem ein weiteres Instrument, das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), eingesetzt. Auch das UVIS wird diverse Scans durchführen, welche der Analyse der Titanatmosphäre dienen sollen.

Während der Phase der dichtesten Annäherung an den Titan wird das VIMS-Spektrometer die wissenschaftlichen Arbeiten dominieren. Dieses Instrument wird dabei diverse Aufnahmen der Seen in der Nordpolregion anfertigen und bei dieser Gelegenheit auch speziell jene Bereiche der Titanoberfläche abbilden, welche derzeit nicht mit zu früheren Zeitpunkten dort befindlichen Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllt sind. Ein besonderes Interesse gilt dabei der Verteilung von Evaporit-Gesteinen, welche von der "Verdunstung" der flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen zeugen.

Des weiteren wird das Instrument diverse in der Äquatorregion des Titan befindliche ausgedehnte Dünenfelder abbilden. Die unterschiedliche Helligkeit, in der sich die Regionen Shangri-La und Mindanao Facula auf den bisherigen Aufnahmen präsentierten, deuten auf eine unterschiedliche chemische und mineralogische Zusammensetzung dieser Oberflächenbereiche hin.

Nach dem Passieren des Titan wird das CIRS-Spektrometer erneut diverse Scans durchführen, welche sich diesmal allerdings auf die südliche Titan-Hemisphäre konzentrieren werden. Auch hierbei sollen die Struktur, die Temperatur und die chemische Zusammensetzung der obersten Schichten der Atmosphäre analysiert werden. Zur gleichen Zeit wird das VIMS-Spektrometer einen umfassende Abtastung der Südhemisphäre durchführen.

Bei diesem Titan-Vorbeiflug handelt es sich um den ersten von insgesamt 11 im Jahr 2014 erfolgenden gesteuerten Vorbeiflügen der Raumsonde Cassini an dem Titan.

Periapsis

Am 3. Januar wird die Raumsonde um 12:34 MEZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 201 erreichen und den Planeten in einer Entfernung von 1,04 Millionen Kilometern passieren. Nur wenige Stunden später wird die ISS-Kamera zusammen mit dem VIMS-Spektrometer eine Sternbedeckung beobachten. Bei dieser Okkultation wird der rote Riesenstern R Lyrae von Teilen des Ringsystems des Saturn bedeckt. Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in der Lichtkurve von R Lyrae erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche den Stern bei dieser Okkultation bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können so eventuelle Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch erst kürzlich erfolgte "Einschläge" von Meteoroiden veruracht wurden.

Am 5. Januar wird das ISS-Kamerateam schließlich versuchen, den am weitesten vom Saturn entfernt gelegenen, extrem lichtschwachen und erst im Jahr 2009 auf Aufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer entdeckten Phoebe-Ring abzubilden. Speziell wollen die Wissenschaftler hierbei versuchen, den Schatten zu fotografieren, welchen der Saturn an diesem Tag auf den 12 Millionen Kilometer entfernt gelegen Ring werfen wird. Weitere Beobachtungen in den folgenden Tagen werden erneut das Ringsystem des Saturn und einen weiteren äußeren Mond, den etwa sieben Kilometer durchmessenden Tarqeq, zum Ziel haben.

Am 19. Januar 2014 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 11:10 MEZ in einer Entfernung von rund 2,8 Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 201. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 202 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie verschiedener Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 2. Februar 2014 in einer Entfernung von rund 1.235 Kilometern passiert werden wird.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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



 

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ISS Aktuell: ISS: Erster außerplanmäßiger Ausstieg absolviert von Redaktion



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» ISS: Erster außerplanmäßiger Ausstieg absolviert
22.12.2013 - Gestern haben Rick Mastracchio und Michael Hopkins einen ersten Ausstieg absolviert, bei dem ein Pumpenmodul mit defektem Flussregelventil vom Kühlkreislauf getrennt und demontiert wurde.
Die Arbeiten begannen am 21. Dezember gegen 13 Uhr und dauerten reichlich 5 Stunden. Zunächst wurden die Leitungen vom Pumpenmodul gelöst und an eine Überbrückungsbox angeschlossen. Danach wurden die Befestigungsbolzen gelöst und das Modul mit Hilfe des kanadischen Manipulatorarms der Station zu einem Zwischenlager am Mobilen Transporter gebracht und dort befestigt. Damit hatte man mehr erreicht als für den ersten Ausstieg geplant war.

Für diesen Außenbordeinsatz wurden die Raumanzüge etwas modifiziert. Zum einen war im Inneren ein Schnorchel befestigt, den man während der Arbeit in den Mund nehmen konnte, so dass man seine Atemluft aus dem Körperbereich bezogen hätte. Zum zweiten befand sich ein Absorptionskissen im Nackenbereich, mit dem auslaufende Flüssigkeit hätte aufgenommen werden können. Außerdem sollten die Raumfahrer von Zeit zu Zeit gegenseitig kontrollieren, ob in einem der Anzüge ausgelaufene Flüssigkeit erkennbar wurde.

Diese Maßnahmen wurden als notwendig erachtet, nachdem beim letzten Außenbordeinsatz mit US-Raumanzügen im Nackenbereich bei Luca Parmitano Flüssigkeit ausgetreten war, die anschließend teilweise im Anzug herum schwebte, sich an Mund, Nase und Augen anlagerte und beim Sehen und Atmen behinderte.

Mit dem Abflug des Raumschiffes Sojus-TMA 09M am 11. November begann die ISS-Expedition 38. In deren Verlauf wird eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen auf den Gebieten Astronomie, Atmosphärenforschung, Biologie, Materialtechnologie, Medizin, Physik und Technik vorgenommen. Ein Teil davon ist an der Außenseite angebracht und läuft weitgehend automatisch ab. Auch ein Teil der Experimente im Inneren ist weitgehend automatisiert und bedarf nur hin und wieder der Betreuung durch einen Raumfahrer, beispielsweise zum Wechseln der Proben, zur Wartung oder zur Sicherung von Daten.

Am 19. November hatte Koichi Wakata drei Kleinsatelliten, die zuvor mit dem HTV Kounotori 4 eingetroffen waren, nach einer kurzen Überprüfung ihrer Funktion durch die Luftschleuse von Kibo außenbords gebracht und mit einer speziellen Einrichtung von der Station weg katapultiert.

Am 11. Dezember wurde die Bahn in Vorbereitung auf die geplante Ankunft eines Frachtschiffes vom Typ Cygnus durch eine Antriebsphase von knapp 13 Minuten mit den Trienwerken des am Heck angekoppelten Frachters Progress-M 21M um etwa 1,7 Kilometer angehoben. Am Folgetag wurden dann Probleme mit dem Kühlkreislauf A des US-basierten Segments der Internationalen Raumstation gemeldet. Man stellte fest, dass das Durchflussregelventil, mit welchem der Fluss des Kühlmittels Ammoniak des äußeren Kühlkreislaufes gesteuert wird, nicht korrekt funktionierte. Damit wurde der Austausch des Pumpmoduls erforderlich, wofür es drei Ersatzmodule gab, die auf Express-Logistikmodulen oder externen Stauraum-Plattformen montiert sind.

Der Start des zweiten Cygnus-Frachters wurde derweil auf Januar 2014 verschoben. Zur erfolgreichen Reparatur des Kühlkreislaufes sind zwei weitere Ausstiege an den kommenden Tagen geplant. Dabei soll ein neues Modul eingesetzt und angeschlossen sowie das defekte an dessen ehemaligem Lagerplatz befestigt werden.

Im Inneren der Raumstation entsteht durch technische Einrichtungen und die Menschen an Bord ständig Wärme, die über ein Kühlsystem nach außen abgeführt werden muss. Die gesamte Außenhaut der Station ist gegen die Hitze von etwa +130°C in der Sonne und die Kälte von etwa -160°C im Schatten mit einer speziellen Thermoisolationsschicht geschützt. Im Inneren wird die überschüssige Wärme von einem Wasserkreislauf aufgenommen. In einem Wärmetauscher wird diese dann an den äußeren Kühlkreislauf, der mit Ammoniak arbeitet - Wasser würde erstarren - abgegeben. Das Kühlmittel transportiert die Wärme dann zu Wärmeabstrahlern (Radiatoren), die das Bild der ISS durchaus mit prägen.

Die ISS-Expedition 38 läuft noch bis März 2014.

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


» ISS: Reparatur des Kühlkreislaufs beendet
25.12.2013 - Bei einem Ausstieg von Rick Mastracchio und Michael Hopkins wurde gestern Nachmittag eine Ersatzpumpe in einem Kühlkreislauf der Internationalen Raumstation installiert.
Im Verlaufe des mehr als 7 Stunden dauernden Außenbordaufenthalts wurde die neue Pumpe von ihrem Lagerort an der Externen Stauraumplattform 3 (ESP) mittels Manipulatorarm zum Einsatzort transportiert und in die vorgesehene Position gebracht. Nach dem Befestigen des Pumpenmoduls mit vier Bolzen wurden die Leitungen von einer Überbrückungsbox gelöst und an der neuen Pumpe angeschlossen. Dabei benötigte man an einem der 4 Schläuche mehrere Versuche, um den Verschluss zu lösen.

Zudem trat aus einem der Schläuche eine kleine Menge erstarrtes Ammoniak aus, so dass man sich vor dem Einsteigen in die Schleuse noch einige Zeit von allen Seiten von der Sonne bestrahlen ließ, wobei sich das Ammoniak verflüchtigen sollte.

Zwischenzeitlich wurden elektrische Verbindungen angeschlossen und das Gerät getestet. Da der Test erfolgreich verlief, konnte die Reparatur bereits beim zweiten Einsatz abgeschlossen werden. Das defekte Modul muss noch von seiner gegenwärtigen Position am Mobilen Transporter zur Externen Stauraumplattform 3 gebracht werden. Diese Aufgabe wird man wohl auf einen späteren Zeitpunkt verschieben und mit kleineren Kontroll- oder Wartungsarbeiten verbinden.

Für den kommenden Freitag ist ein Außenbordeinsatz von Oleg Kotow und Sergej Rjasanski mit Arbeiten am russischen Teil der Station geplant.

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



 

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"InSpace" Magazin #507
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
27. Dezember 2013
Auflage: 4975 Exemplare


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