InSpace Magazin #510 vom 8. Februar 2014

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Ausgabe #510
ISSN 1684-7407


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Progress-M 21M hob ISS-Bahn am 18. Januar 2014 an

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Intro von Simon Plasger

Sehr verehrte Leserinnen und Leser,

in der aktuellen Ausgabe des InSpace-Magazins finden Sie unter anderem mehrere Artikel zum Marsrover Curiosity, welcher auf dem Mars verschiedene interessante Tätigkeiten ausgeführt hat sowie viele Meldungen zu den Starts, die in den letzten Tagen erfolgreich durchgeführt wurden.

Bei der Lektüre dieser und aller weiteren Meldungen wünsche ich Ihnen viel Freude.

Simon Plasger

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Updates / Umfrage

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

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News

• Astra 2E nimmt Regelbetrieb auf «mehr» «online»
• Luftqualitätswächter Sentinel 5p fliegt Rockot «mehr» «online»
• Eine Wetterkarte von einem Braunen Zwerg «mehr» «online»
• Der innere Aufbau des Asteroiden Itokawa «mehr» «online»
• Beendet ESA Engagement in bemannter Raumfahrt ? «mehr» «online»
• Erster Ariane-5-Start 2014: Zwei Comsats im All «mehr» «online»
• SES 8 für kommerziellen Einsatz bereit «mehr» «online»
• Zwölfter US-TDR-Satellit auf den Weg gebracht «mehr» «online»
• Wasserdampf beim Zwergplaneten Ceres «mehr» «online»
• Rosettas Check-out-Phase beginnt «mehr» «online»


» Astra 2E nimmt Regelbetrieb auf
01.02.2014 - Der europäische Kommunikationssatellitenbetreiber SES gab bekannt, dass sein Satellit Astra 2E zum 1. Februar 2014 den kommerziellen Einsatz an der vorgesehenen Position aufnimmt.
Astra 2E war am 29. September 2013 von Baikonur in Kasachstan aus unter der Ägide des Startanbieters International Launch Services (ILS) auf einer Proton-M-Rakete von Chrunitschew in den Weltraum transportiert und nach neun Stunden und 12 Minuten Flugzeit am 30. September 2013 von einer Breeze-M-Oberstufe in einem Transferorbit ausgesetzt worden.

Die erreichte Bahn wies laut Chrunitschew nach Kalkulationen ein Perigäum, also einen der Erde nächsten Bahnpunkt, von 4.152,70 Kilometern und ein Apogäum, den der Erde fernsten Bahnpunkt, von 35.760,75 Kilometern auf. Die Neigung der Bahn gegen den Erdäquator betrug etwa 23 Grad.

Mit seinen eigenen Triebwerken bewältigte Astra 2E anschließend den Abbau der Restinklination und die Zirkularisierung seiner Bahn um die Erde. Für die dann anstehende Inbetriebnahmephase nahm der dreiachsstabilisierte Satellit eine Position bei 43,5 Grad Ost im Geostationären Orbit ein.

Im Geostationären Orbit wurde der beim Start laut ILS rund 6.020 Kilogramm schwere, von EADS Astrium im französischen Toulouse gebaute und auf dem Eurostar-3000-Bus basierende Satellit in der Folge umfangreichen Inbetrieb- und Abnahmetests unterzogen. Nach deren erfolgreichen Abschluss versetzte man den Satelliten in Drift nach Westen.

Am 12. Januar 2014 befand sich Astra 2E noch im Bereich bei 43,5 Grad Ost im Geostationären Orbit, am 19. Januar wurde er bei 38,5 Grad Ost beobachtet, am 25. Januar bei 33,4 Grad Ost. Am 31. Januar befand sich der Satellit im Bereich bei 29 Grad Ost, sein Ziel ist eine Position im Bereich von 28,2 und 28,5 Grad Ost, wo SES ihn in Kolokation mit Astra 2A, Astra 2F und Astra 1N einsetzen wird.

Mit den 60 Ku-Band-Transpondern von Astra 2E adressiert SES Gebiete in Europa und dem Mittleren Osten. Mit ihrer Hilfe will man unter anderem speziell das Geschäft mit direkt ausgestrahlten Fernsehprogrammen für Großbritannien und Irland ausbauen, und sicherstellen, dass zahlreiche bisher europaweit von Astra 1N ausgestrahlte Programme britischer Anbieter über einen auf die britischen Inseln fokussierten Spotbeam von Astra 2E nur noch da empfangen werden können, wo es keine konkurrierenden Bezahlangebote gleichen Inhalts gibt.

Produktionen der britischen Rundfunk- und Fernsehanstalt BBC beispielsweise, die SES vom Bereich von 28,2 und 28,5 Grad Ost sendet, werden künftig in Deutschland, Österreich und der Schweiz nur noch schwer oder gar nicht mehr zu empfangen sein. Interessierte müsste gegebenenfalls auf die Aufstellung sehr grosser Antennen mit einem Schüsseldurchmesser im Bereich von 1,8 Metern zurückgreifen.

Von BBC, BSkyB, Channel4 und ITV ist bekannt, dass sie mit ihren Programmen auf deutlich enger ausgelegte Ausleuchtzonen via Astra 2E wechseln möchten. Für Empfänger in Großbritannien und Irland hat die Veränderung vermutlich den Vorteil einer höheren Signalstärke.

Wenn alle bisher über Astra 1N abgewickelten Ausstrahlungen und Dienste auf anderen Satelliten wie Astra 2E etabliert sind, wird SES den seit 2011 um die Erde kreisenden Astra 1N möglicherweise nach 19,2 Grad Ost im Geostationären Orbit verlegen. Dort musste Astra 1H, seit 1999 im All, wegen Problemen mit der Stromversorgung aus dem Betrieb genommen werden, den 2001 gestarteten Astra 2C verwendet man als Ersatz für 1H. Ob Astra 1N aber tatsächlich bei 19,2 Grad Ost genutzt werden wird, ist offen, zumal Astra 1H, der angeblich schon auf dem Weg in einen Friedhofsorbit war, zur Zeit bei 19,6 Grad Ost steht.

Die Kommunikationsnutzlast von Astra 2E besitzt neben den 60 Ku-Band-Transpondern auch 4 Ka-Band-Transponder, welche die Versorgung Europas mit Breitbanddiensten erlauben. Mit ihnen will SES Astra 2E unter anderem nutzen, um Kunden via ASTRA2Connect Zugriff das Internet zu ermöglichen. Als Downlink-Datenrate für Endkunden in Deutschland nennt SES bis 20 Mbit/s.

Mindestens 15 Jahre lang soll sich der neue Satellit kommerziell nutzen lassen. Die projektierte maximale Leistungsabgabe der beiden Solarzellenausleger von Astra 2E beträgt am Ende der Auslegungsbetriebsdauer noch 13 Kilowatt. Die Ausleger geben dem Satelliten eine Spannweite von rund 40 Metern.

Astra 2E ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.285 und als COSPAR-Objekt 2013-056A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Astrium, Chrunitschew, ILS, Karl-Heinz Krebs, SES, David Sullivan)


» Luftqualitätswächter Sentinel 5p fliegt Rockot
02.02.2014 - Am 29. Januar 2014 gab der Startanbieter Eurockot Launch Services GmbH (Eurockot) mit Sitz in Bremen bekannt, dass er von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) mit dem Start des Erdbeobachtungssatelliten Sentinel 5p beauftragt wurde.
Der beim Start voraussichtlich rund 900 Kilogramm schwere Satellit auf Basis des AstroBus-L 250 M entsteht derzeit in einer Fabrik von Airbus Defence & Space in Stevenage in Großbritannien rund 50 Kilometer nördlich von London. Sentinel 5p ist Teil eines von der Europäischen Union finanzierten und von der ESA umzusetzenden Programmes namens Copernicus, dass die offizielle Bezeichnung GMES trägt. GMES steht für Global Monitoring for the Environment and Security, übersetzt weltweites Beobachten von Umwelt und Sicherheit.

Die Aufgabe von Sentinel 5p im Rahmen von GMES wird es sein, die Luftqualität in der Atmosphäre fortlaufend zu messen. Dafür wird der Satellit mit einem Spektrometer namens TROPOMI ausgestattet. TROPOMI steht für TROPOspheric Monitoring Instrument, übersetzt Instrument zur Beobachtung der Troposphäre.

Das Instrument soll die mit SCIAMACHY (SCanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric CHartographY) an Bord des am 1. März 2002 gestarteten ESA-Erdbeobachtungssatelliten Envisat und von OMI (Ozone Monitoring Instrument) an Bord des am 15. Juli 2004 gestarteten Erdbeobachtungssatelliten Aura der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur NASA begonnenen Untersuchungen fortsetzen.

Aktuelle Daten von SCIAMACHY stehen wegen des überraschenden Ausfalls von Envisat am 8. April 2012 nicht mehr zur Verfügung. Aura wird seinen Betrieb deutlich vor dem Start eines Satelliten namens Sentinel 5 (ohne p in der Bezeichnung) mit dem ursprünglich geplanten Nachfolgeinstrument für SCIAMACHY eingestellt haben. Sentinel 5p kommt deshalb die wichtige Funktion zu, einem Instrument eine Plattform zu bieten, das die Lücke füllen und eine Datenkontinuität sicherstellen kann. Das p in Sentinel 5p steht dementsprechend für precursor, übersetzt Vorläufer oder Wegbereiter. TROPOMI soll die Lücke füllen.

TROPOMI ist eine Konstruktion von Dutch Space, einem Unternehmen von Airbus Defence & Space, und wird in Zusammenarbeit mit dem Königlich-Niederländischen Meteorologischen Institut (KNMI), dem Niederländischen Institut für Weltraumforschung (SRON) und der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO) realisiert. Finanziert wird das Instrument gemeinsam von der ESA und der niederländischen Raumfahrtorganisation (NSO, Netherlands Space Office).

Es deckt einen Bereich vom Ultravioletten bis zur kurzwelligen Infrarotstrahlung im Spektrum ab (270 - 775 Nanometer), und besitzt zusätzlich die Fähigkeit, kurzwellige Infrarotstrahlung zwischen 2.305 und 2.385 Nanometern zu erfassen. Das eigentliche Instrument hat eine Masse von 206,6 Kilogramm, sein Steuerrechner von 17,4 Kilogramm.

7 Jahre lang soll TROPOMI arbeiten und dabei Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre und unter anderem deren Gehalt an Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2), Kohlenmonoxid (CO), Formaldehyd (CH2O) und Aerosolen bestimmen und Daten über den Gehalt von Ozon (O3) sammeln.

Der für Sentinel 5p vorgesehene Erdorbit wird eine Wiederholrate von 17 Tagen erlauben, das bedeutet, der Satellit überfliegt mit seiner Instrumentennutzlast alle 17 Tage bzw. alle 227 Umläufe die selbe Stelle der Erdoberfläche. Die Schwadbreite von TROPOMI beträgt ~ 2.600 Kilometer.

Damit das rund 220 Kilogramm schwere Instrument TROPOMI mit einem Stromverbrauch von maximal 200 Watt sinnvoll betrieben werden kann, soll Sentinel 5p auf eine annähernd polare, sonnensynchrone, 98,74 Grad gegen den Erdäquator geneigte Umlaufbahn in rund 830 Kilometern (824 laut NSO) über der Erde gebracht werden.

Eurockot, ein Gemeinschaftsunternehmen des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Airbus Defense und Space (51%) und des russischen Raumfahrtunternehmens Chrunitschew (49%), wird für den Start von Sentinel 5p eine sogenannte Konversionsrakete namens Rokot bzw. Rockot, eine ehemalige Interkontinentalrakete des Typs SS-19 (alias Stiletto, russische Bezeichnung RS-18), einsetzen, welche um eine neue Oberstufen des Typs Bris-KM von Chrunitschew ergänzt wurde.

Als Starttermin wird derzeit einer im Jahre 2016 anvisiert. Wie bei früheren Rockot-Missionen wird auch der Start mit Sentinel 5p aus einem Startbehälter auf der Startanlage 133/3 des Kosmodroms Plesezk im Norden Russlands erfolgen.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Chrunitschew, Dutch Space, ESA, Eurockot, KNMI, NSO)


» Eine Wetterkarte von einem Braunen Zwerg
03.02.2014 - Astronomen ist es kürzlich gelungen, einen Braunen Zwerg zu untersuchen und dabei erstmals eine Wetterkarte von einem solchen Objekt anzufertigen. Im Rahmen der Arbeiten zeigte sich, dass sich in unterschiedlichen Atmosphärenschichten unter verschiedenen Temperaturbedingungen Wolken bilden. Vergleichbare Studien werden auch zukünftige Analysen der Atmosphären von Exoplaneten ermöglichen.
Bei den "Braunen Zwergen" handelt es sich um kosmische Objekte, welche eine Lücke zwischen den großen Gasplaneten wie zum Beispiel Jupiter und Saturn und lichtschwachen und zugleich relativ kühlen Sternen, den sogenannten "Roten Zwergen", ausfüllen. Als Braune Zwerge werden alle Objekte eingestuft, deren Masse zwischen dem 13fachen und dem 75fachen der Masse des Planeten Jupiters liegt. Erst ab dieser Mindestmasse finden sich im Inneren eines kosmischen Objektes Druck- und Temperaturbedingungen, welche das Einsetzen einer Wasserstofffusion und somit die Entstehung eines Sterns ermöglichen.

Braune Zwerge verfügen somit nicht über genügend Masse, um in ihrem Zentralbereich die Kernfusion zu zünden und leuchten nur schwach im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums. Der erste Braune Zwerg, dessen Fund zweifelsfrei bestätigt werden konnte, wurde erst vor zwanzig Jahren entdeckt. Bislang sind den Astronomen lediglich einige Hundert dieser schwer fassbaren und entsprechend wenig untersuchten Objekte bekannt.

Die beiden Braunen Zwerge, welche unserem Sonnensystem am nächsten liegen, bilden ein Paar namens Luhman 16AB, das lediglich knapp 6,5 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Vela (zu deutsch "Segel") zu finden ist. Dieses Paar ist nach dem Mehrfachsternsystem Alpha Centauri und "Barnards Pfeilstern" das drittnächste "Stern"-System zur Erde, wurde aber trotzdem erst Anfang des Jahres 2013 entdeckt (Raumfahrer.net berichtete).

Entdeckt wurden die beiden Objekte von dem US-amerikanischen Astronomen Kevin Luhman auf Aufnahmen des Infrarot-Weltraumteleskops WISE, was auch den offiziellen Namen "WISE J104915.57-531906.1" erklärt. Zur Vereinfachung wird mittlerweile jedoch ein eingängigerer Name verwendet. Da Kevin Luhman zuvor bereits 15 andere Doppelsternsysteme entdeckt hatte, einigten sich die Astronomen auf den Namen "Luhman 16". Den Konventionen zur Benennung von Doppelsternsystemen folgend wird der hellere Braune Zwerg dieses Doppelsystems Luhman 16A und der lichtschwächere Luhman 16B genannt. In seiner Gesamtheit wird das Paar als "Luhman 16AB" bezeichnet.

Untersuchungen mit dem Very Large Telescope der ESO

Es war bereits bekannt, dass der lichtschwächere dieser beiden Braunen Zwerge während seiner Rotation alle paar Stunden seine Helligkeit verändert. Dies wurde als ein Hinweis darauf interpretiert, dass Luhman 16B eventuell deutliche Oberflächenstrukturen aufweist. Jetzt hat ein internationales Astronomenteam das in den chilenischen Anden befindliche Very Large Telescope (kurz "VLT") der Europäischen Südsternwarte (ESO) für weiterführende Studien genutzt. Dabei konnten sie nicht nur den Braunen Zwerg abbilden, sondern zudem auch die verschiedenen hellen und dunklen Bereiche genau kartieren.

Durch die Kombination dieser Daten konnten die Astronomen erstmals eine Oberflächenkarte eines Braunen Zwergs erstellen und Messungen durchführen, welche die Atmosphäreneigenschaften in unterschiedlichen Höhenlagen erfassen. Die Ergebnisse, so die beteiligten Wissenschaftler, läuten eine neue Ära in der Erforschung der Braunen Zwerge ein, in der Astronomen ihre theoretischen Modelle für die Wolkenbildung auf diesen Gebilden - und später auch auf extrasolaren Gasplaneten - anhand von direkten Beobachtungen überprüfen können. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden kürzlich in zwei Artikeln in den Fachzeitschriften "Nature" und "Astrophysical Journal Letters" publiziert.

Die erste der beiden Studien, welche unter der Leitung von Ian Crossfield vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) durchgeführt wurde, präsentiert eine Oberflächenkarte von Luhman 16B. Hierfür nutzten die Astronomen im Mai 2013 das Instrument CRIRES (kurz für "Cryogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph") - einem Spektrografen zur Aufnahme von hochaufgelösten Spektren im Wellenlängenbereich von einem bis fünf Mikrometern. Anhand der so gewonnenen Daten konnten die Wissenschaftler nicht nur die Helligkeitsänderungen während der Rotation von Luhman 16B erkennen, sondern auch die Bewegungsrichtung der hellen und dunklen Strukturen - zu dem Instrument hin oder von diesem weg - bestimmen.

Mit der gegenwärtig zur Verfügung stehenden Technik ist es unmöglich, Oberflächenkarten dieses Braunen Zwergs in der gleichen Weise zu erstellen, wie Astronomen zum Beispiel die Wolkenbänder des Jupiter kartieren würden - also mithilfe räumlich aufgelöster Bilder, auf denen sich die Details der Oberfläche unterscheiden lassen. Stattdessen kam eine indirekte Methode zum Einsatz. Das verwendete Verfahren wird - dem englischen Sprachgebrauch folgend - als "Doppler Imaging" bezeichnet. Die Methode nutzt aus, dass die Frequenzen des Lichts eines Sterns in ganz bestimmter Weise verschoben werden, während dieser rotiert. Aus diesen systematischen Verschiebungen lässt sich eine ungefähre Karte der Sternoberfläche rekonstruieren.

Um ein ungefähres Verständnis dafür zu bekommen, wie dieses Verfahren funktioniert, stellen Sie sich bitte vor, dass Sie sich hoch über dem Äquator der Erde befinden und beobachten, wie die Erdoberfläche langsam unter Ihnen hinweg rotiert. Sobald eine spezielle Struktur, welche sich über dem Äquator befindet, gerade in Sicht kommt - also gerade erst über dem Horizont auftaucht - bewegt diese sich zunächst relativ schnell auf Sie zu. Sobald die Formation direkt unter Ihnen vorbeiläuft, ändert sich deren Abstand zu Ihnen zunächst nur noch unwesentlich. Rotiert das Objekt jedoch über den gegenüberliegenden Horizont wieder außer Sicht, dann ändert sich dessen Abstand zu Ihnen wieder deutlich schneller. Ein Objekt, welches sich in höheren nördlichen oder südlichen Breiten befindet, folgt dem gleichen Bewegungsmuster - nur, dass die Bewegungen auf den Beobachter zu oder von ihm weg nicht so ausgeprägt ausfallen wie für ein Objekt am Äquator. Für ein Objekt an einem der Pole bewirkt die Erdrotation dagegen keinerlei Abstandsänderungen relativ zum Beobachter.

Stellen Sie sich die gleiche Situation jetzt für den untersuchten Braunen Zwerg vor. Wenn ein hellerer Fleck auf der Oberfläche des Braunen Zwergs in Sicht rotiert, wird die Art und Weise, inwieweit sich dieser Fleck direkt auf Sie zu oder von Ihnen weg bewegt, davon abhängen, wo diese Struktur in Bezug auf den Äquator platziert ist und wie die Rotationsachse des Braunen Zwergs relativ zu dem Beobachter orientiert ist.

Im Fall von Luhman 16B konnten die Astronomen die Bewegung der Flecken zwar nicht direkt verfolgen, da sie nicht über ausreichend hoch aufgelöste Bilder verfügen. Aber die Bewegung in Richtung Beobachter oder von ihm weg lässt sich indirekt über den Dopplereffekt nachweisen. Wie der Schall so verändert auch das Licht seine Wellenlänge in systematischer Art und Weise, wenn sich die Lichtquelle auf den Beobachter zu oder aber von ihm weg bewegt. Das Ausmaß dieser Veränderung hängt davon ab, wie schnell und in welche Richtung die Bewegung erfolgt.

Für hellere Flecken auf der Oberfläche eines rotierenden Sterns ergibt sich auf diese Weise ein Muster von miteinander überlagerten Wellenlängenverschiebungen für das empfangene Licht. Die Details dieses Musters hängen von der Position der Flecken auf der Oberfläche ab, und deswegen lassen sich umgekehrt aus den Details des Musters Rückschlüsse darauf ziehen, wo auf der Oberfläche sich hellere Flecken befinden und auch darauf, wie hell diese ausfallen. Die Rekonstruktion der Oberfläche ist dabei nicht ganz eindeutig und mit einiger Unsicherheit behaftet. Die hier gezeigten Karten zeigen die Oberflächenstruktur, welche den beteiligten Wissenschaftlern als die wahrscheinlichste erscheint.

Ian Crossfield erklärt hierzu: "Frühere Beobachtungen haben bereits Hinweise darauf ergeben, dass Braune Zwerge eine gefleckte Oberfläche besitzen sollten. Jetzt können wir solch eine Oberfläche direkt kartieren. Bei dem, was wir sehen, dürfte es sich um eine unregelmäßige Wolkendecke handeln, nicht unähnlich der Oberfläche des Planeten Jupiter." Die Karten, welche Crossfield und seine Kollegen erstellt haben, sind so etwas wie die groben Versionen von Wetterkarten, wie wir sie von Satellitenaufnahmen unseres Heimatplaneten kennen.

"In Zukunft sollten wir dabei zusehen können, wie auf Luhman 16B Wolken neu entstehen, wie sie sich entwickeln und wieder verschwinden. Vielleicht sind wir dann irgendwann an einem Punkt angelangt, wo Exo-Meteorologen vorhersagen können, wann ein Besucher auf Luhman 16B klaren oder bewölkten Himmel erwarten könnte", so Ian Crossfield weiter. Für menschliche Bedürfnisse dürfte die Wettervorhersage für Luhman 16B allerdings zu allen Zeiten "äußerst unangenehmes Wetter" lauten, denn bei Temperaturen von mehr als 1.000 Grad Celsius handelt es sich bei diesen Wolken um Strukturen, welche aus winzigen Tröpfchen flüssigen Eisens und verschiedenen Mineralen bestehen, die in einer Wasserstoff-Atmosphäre schweben.

Die zweite Studie, welche von Beth A. Biller geleitet wurde (jetzt an der Universität Edinburgh tätig, während dieser Forschungen ebenfalls noch am MPIA beschäftigt), geht im wörtlichen Sinne weiter in die Tiefe. Wenn hellere und dunklere Wolken ins Blickfeld rotieren und anschließend wieder außer Sicht geraten, dann ändert sich auch die Gesamthelligkeit des Braunen Zwergs. Durch gleichzeitige Beobachtung der Helligkeitsveränderungen bei unterschiedlichen Wellenlängen konnten Beth Biller und ihre Kollegen rekonstruieren, was in unterschiedlichen Atmosphärenschichten sowohl von Luhman 16A als auch von Luhman 16B vor sich geht. Die entsprechenden Helligkeitsmessungen wurden im April 2013 mit der astronomischen Kamera GROND am 2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium der ESO durchgeführt. GROND kann Aufnahmen einer Himmelsregion in sieben verschiedenen Wellenlängenbereichen simultan anfertigen.

Wieviel Licht ein Gas in diesen Wellenlängenbereichen jeweils aussendet, steht in einem direkten Zusammenhang mit der Temperatur dieses Gases, welche sich in unterschiedlichen Höhen in verschiedenen Atmosphärenschichten unterschiedlicher Temperatur in der Atmosphäre des Braunen Zwergs verändert. Beth Biller sagt zu der Bedeutung der gewonnenen Ergebnisse: "Unsere Daten zeigen, dass das Wettergeschehen auf diesen Braunen Zwergen durchaus komplex ist. Die Wolkenstruktur variiert, je nachdem wie tief man in die Atmosphäre blickt - wir haben es definitiv mit mehr als einer einzigen Wolkenschicht zu tun."

In den Daten lassen sich unterschiedliche Wolkenregionen auseinanderhalten. Die Analyse der Helligkeitsvariationen zeigt, dass der Braune Zwerg über mehr als nur eine Atmosphärenschicht verfügen muss, welche zudem Wolken beherbergen und lokale Temperaturunterschiede aufweisen. Dies ist das erste Mal, dass solche komplexen Wetterverhältnisse auf einem Braunen Zwerg in dieser Weise nachgewiesen werden konnten. Jetzt sind zunächst wieder die Theoretiker am Zug, welche bessere und detailreichere Modelle für die Atmosphärenstruktur von Braunen Zwergen liefern müssen. Dies wird dann im Zusammenspiel mit zukünftigen Beobachtungsdaten dazu führen, dass die Astronomen die Braunen Zwerge deutlich besser verstehen werden als bisher möglich.

Bedeutung für die Exoplaneten-Forschung

Die Atmosphären von Braunen Zwergen weisen starke Ähnlichkeiten mit den Atmosphären heißer Gasriesen, den sogenannten "Hot Jupiters", auf. Solche "Heiße Jupiter" befinden sich allerdings sehr nah an ihren Muttersternen, welche wiederrum sehr viel heller sind als die sie umkreisenden Exoplaneten. Aus diesem Grund ist es nahezu unmöglich, das schwache Licht der dort befindlichen Planeten zu beobachten, welches durch das von dem Zentralstern ausgehende Licht überstrahlt wird. Im Fall von Braunen Zwergen gibt es jedoch keine Lichtquellen, welche das schwache Glühen dieser Objekte überstrahlen könnten, so dass man hier viel genauere Messungen durchführen kann. Durch Untersuchungen von relativ einfach zu beobachtenden Braunen Zwergen können Astronomen also zugleich mehr über die Atmosphären von jungen Gasriesen lernen.

Die Messungen sind allerdings noch in einem allgemeineren Zusammenhang von Interesse. Der Wunsch eines jeden "Exoplanetenjägers" ist es vermutlich, bei seiner Suche eine "zweiten Erde" zu entdecken - also einen außerhalb unseres Sonnensystems gelegenen Planeten, welcher theoretisch über die Umweltbedingungen verfügen könnte, welche die Entstehung und Weiterentwicklung von außerirdischen Lebensformen ermöglichen. Hierbei, so die Minimalanforderungen, müsste es sich um einen terrestrischen Planeten handeln, welcher seinen Zentralstern im Bereich von dessen habitablen Zone umläuft und der somit theoretisch Bedingungen aufweist, welche das dauerhafte Vorhandensein von Wasser im flüssigen Aggregatzustand ermöglichen.

Aber auch andere Faktoren, wie zum Beispiel die Atmosphärenzusammensetzung, die Temperatur, die Wetterverhältnisse oder die Eigenschaften der Oberfläche müssen dabei "stimmen". Es gibt zwar einige Ansätze dafür, wie sich die entsprechenden Eigenschaften von kleinen, kühlen, erdähnlichen Planeten um andere Sterne modellieren lassen. Aber die Beobachtungen, anhand derer solche Modelle getestet und die so vermuteten Eigenschaften direkt überprüft werden können, dürften aller Voraussicht nach noch einige Jahrzehnte auf sich warten lassen. Die jetzt veröffentlichte Karte eines Braunen Zwergs, die weiteren Informationen über dessen Atmosphäre sowie im Rahmen einer anderen Studie erst jüngst veröffentlichte, allerdings deutlich niedriger aufgelöste Karten einer Exoplaneten-Oberfläche, sind erste wichtige Schritte, um in der Zukunft die Eigenschaften von erdähnlichen Planeten zu charakterisieren.

Beth Biller ergänzt: "Besonders aufregend ist für uns, dass unsere Beobachtungen nur der Anfang sind. Mit der nächsten Generation von Teleskopen, insbesondere mit dem European Extremely Large Telescope mit seinem Spiegeldurchmesser von 39 Metern, sollten wir Oberflächenkarten für noch entferntere Braune Zwerge erstellen können - und irgendwann dann auch einmal für junge Gasplaneten anderer Sterne."

Ian Crossfield schließt mit der folgenden Bemerkung ab: "Unsere Karte des Braunen Zwergs hilft dabei, uns einen Schritt näher zum Verständnis von Wettermustern in unserem Sonnensystem zu bringen. Von klein auf wurde mir beigebracht die Schönheit und den Nutzen von Karten wertzuschätzen. Da ist es wirklich aufregend zu sehen, dass wir nun angefangen haben sogar Objekte außerhalb unseres Sonnensystems zu kartieren!"

Verwandte Meldung bei Raumfahrer.net

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Fachartikel von Ian J. M. Crossfield et al.:

Fachartikel von Beth A. Biller et al.:


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


» Der innere Aufbau des Asteroiden Itokawa
05.02.2014 - Durch eine über Jahre andauernde hochpräzise Vermessungen der Rotationsdauer des Asteroiden Itokawa gelangten Astronomen zu dem Schluss, dass sich dieser Asteroid aus zwei Komponenten zusammensetzt, welche über eine unterschiedliche Dichte verfügen. Das Verständnis des Inneren Aufbaus von Asteroiden wird zukünftig für die weitere Erforschung dieser Himmelskörper von Bedeutung sein.
Zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter befindet sich der Asteroiden-Hauptgürtel unseres Sonnensystems. In einer Entfernung zwischen 2,0 und 3,4 Astronomischen Einheiten zur Sonne befinden sich dort vermutlich mehrere Millionen Asteroiden mit Durchmessern von mehreren hundert Kilometern bis hinunter zu lediglich wenigen Metern. Einige dieser Objekte bewegen sich jedoch auch in deutlich größerer Nähe zur Erde und können dabei die Umlaufbahn unseres Heimatplaneten sogar kreuzen.

Bei einem dieser erdnahen Objekte handelt es sich um den Asteroiden (25143) Itokawa, welcher mit Abmessungen von etwa 594 x 320 x 288 Metern über eine erdnussähnliche Gestalt verfügt. Itokawa war das Ziel der japanischen Asteroidenmission Hayabusa, welche den Asteroiden im September 2005 erreichte und anschließend bis zum April 2007 auf seinem Weg durch das Sonnensystem begleitete. Am 13. Juni 2010 erreichte schließlich eine Rückkehrkapsel mit einer Materialprobe von der Oberfläche des Asteroiden erfolgreich die Erde (Raumfahrer.net berichtete).

Weiterführende Studien mit mehreren erdgebundenen Teleskopen, darunter dem in den chilenischen Anden befindlichen New Technology Telescope (kurz "NTT") der Europäischen Südsternwarte ESO, haben gezeigt, dass dieser Asteroid in seinem Inneren über eine unterschiedliche Struktur verfügt. Die an der Messung beteiligten Astronomen haben den Asteroiden (25143) Itokawa zwischen den Jahren 2001 und 2013 eingehend beobachtet und dabei die Geschwindigkeit, mit welcher der Asteroid sich um seine Rotationsachse dreht, und die mit der Zeit erfolgende Änderung seiner Rotationsperiode gemessen. Diese hochpräzisen Messungen kombinierten die Astronomen anschließend mit theoretischen Modellen über die Wärmeabstrahlung von Asteroiden.

Der YORP-Effekt

Das Rotationsverhalten eines massearmen Himmelskörpers im Sonnensystem kann von der Sonneneinstrahlung beeinflusst werden. Dieses Phänomen, welches auch als YORP-Effekt bezeichnet wird, macht sich bemerkbar, wenn das einfallende Sonnenlicht zunächst von dem Asteroiden absorbiert und anschließend in Form von Wärmeenergie wieder von der Oberfläche des Objekts abgestrahlt wird. Wenn die Form des Asteroiden sehr irregulär ist und die Wärme somit nicht gleichmäßig abgestrahlt wird, setzt ein winziges, aber fortwährendes Drehmoment an dem Körper an und ändert so seine Rotationsgeschwindigkeit.

Ein von dem Astronomen Stephen Lowry von der University of Kent in Großbritannien geleitetes Team von Wissenschaftlern konnte nachweisen, dass der YORP-Effekt die Rotationsrate von Itokawa langsam, aber permanent beschleunigt. Diese Änderung der Rotationsperiode fällt allerdings extrem winzig aus und beträgt lediglich 0,045 Sekunden pro Jahr. Dieser Wert wiederum weicht jedoch stark von den aufgrund der theoretischen Modellen vorhergesagten Wert ab und kann nur unter der Annahme erklärt werden, dass die beiden Teile des erdnussförmigen Asteroiden in ihrem Inneren über eine unterschiedliche Struktur mit daraus resultierenden unterschiedlichen Dichten verfügen.

Die Dichte von Itokawa

In Kombination mit dem Wissen über seine äußere Form war es den Wissenschaftlern möglich, das Innere des Objekts zu analysieren und dessen Komplexität zu Tage zu fördern. Die Berechnungen ergaben, dass das Material, aus denen sich die beiden Hälften von Itokawa zusammensetzten, über unterschiedliche Massendichten verfügt. Die größere Hälfte der "kosmischen Erdnuss" verfügt demzufolge über eine Dichte von 1,75 Gramm pro Kubikzentimeter. Bei der kleineren Hälfte liegt der Wert dagegen bei 2,85 Gramm pro Kubikzentimeter.

"Zum ersten Mal ist es uns gelungen herauszufinden, was sich im Inneren eines Asteroiden befindet", so Stephen Lowry. "Wir können sehen, dass Itokawa sehr verschiedenartige Strukturen aufweist. Dieser Fund ist ein bedeutender Schritt nach Vorne für unser Verständnis von Gesteinskörpern im Sonnensystem."

Durch diese Arbeit ist den Astronomen erstmals der Nachweis gelungen, dass Asteroiden in ihrem Inneren über eine verschiedenartige Struktur verfügen können. Bisher konnte nur mittels einer groben Messung der Gesamtdichte, welche im Fall von Itokawa etwa 1,95 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt, auf die inneren Eigenschaften eines bestimmten Asteroiden geschlossen werden. Der seltene Einblick in das facettenreiche Innere von Itokawa hat zu diversen Spekulationen über seine Entstehung geführt. Eine Möglichkeit wäre, dass Itokawa aus zwei Komponenten eines Doppelasteroiden entstanden ist, welche miteinander kollidiert und verschmolzen sind.

"Der Befund, dass Asteroiden in ihrem Inneren nicht homogen sind, hat weitreichende Auswirkungen insbesondere auf Modelle von Binärsystemen von Asteroiden" so Stephen Lowry weiter. Die Möglichkeit einer Untersuchung des inneren Aufbaus von Asteroiden stellt für die Planetologen einen großer Schritt nach vorne dar und kann in Zukunft dabei helfen, viele bisher noch im Verborgenen liegende Geheimnisse dieser Objekte aufzudecken.

Das Verständnis des inneren Aufbaus der Asteroiden wird den Wissenschaftlern zudem dabei helfen, Abwehrmaßnahmen für den Fall eines bevorstehenden Einschlages eines solchen Himmelskörpers auf der Erde zu entwickeln (Raumfahrer.net berichtete). Auch für die Planung zukünftiger unbemannter oder gar bemannter Erkundungsmissionen zu den Asteroiden ist ein solches Verständnis notwendig.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse von Stephen Lowry et al. werden demnächst unter dem Titel "The Internal Structure of Asteroid (25143) Itokawa as Revealed by Detection of YORP Spin-up" in der Fachzeitschrift "Astronomy & Astrophysics" publiziert.

Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.net:

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Fachartikel von Stephen Lowry et al.:


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


» Beendet ESA Engagement in bemannter Raumfahrt ?
06.02.2014 - Bei der Vorstellung der ESA-Aktivitäten 2014 durch Thomas Reiter, zuständig für bemannte Raumfahrt und Operations, stand natürlich die Mission Rosetta und der Flug von Alexander Gerst und Samantha Cristoforetti im Vordergrund. Diese Missionen bilden zusammen mit dem geplanten letzten Flug des ATV-5 sozusagen einen vorläufigen Höhepunkt von 50 Jahren ESA.
In der bemannten Raumfahrt ist die ESA bisher mit 8 % an den Kosten der ISS beteiligt. Fünf ATV-Transporter standen für den Cargo-Transport zur ISS zur Verfügung und brachten als ISS-Antrieb die Station regelmäßig in einen höheren Orbit. Europäische Astronauten werden bis 2016 mit der ISS fliegen und am Forschungsprogramm beteiligt sein.

Obwohl sich die NASA bereits bis 2020 bzw. 2024 für den Weiterbetrieb der ISS entschieden hat, scheint die Finanzierung des europäischen Anteils nur bis 2016 gesichert zu sein. Auch die Mittel für das MPCV-Servicemodul sind nur zu 60% genehmigt. Die Ministerratskonferenz im Dezember in Luxemburg muss somit (erneut) entscheiden, wo die ESA weiter investieren wird.

Das ESA-Direktorat hat bei der neuen Ariane-Trägergeneration keine Anforderungen seitens der bemannten Raumfahrt gestellt, um diese in die Designbeurteilung mit einfließen zu lassen. Obschon die Entwicklung mit Steuergeldern erfolgen wird, ist sie ganz auf die kommerziellen Bedürfnisse ausgerichtet.

Dennoch ist bemerkenswert, dass die ESA mit dem Docking-Mechanismus für den Dream Chaser in eine Technologie investieren will, über dessen Zukunft erst noch die NASA entscheiden will. Hier soll, ähnlich wie beim MPCV-SM, Knowhow aus der ARV-Konzeptphase übernommen werden.

Auch die Aktivitäten des gecancelten ESA Lunar Landers will man in die russische Mission (Lunar Resource) einbringen, vermutlich die Technologie der Laserkommunikation und der Lande-Hinderniserkennung.

Nach der Minsterratskonferenz 2012 soll nach zweijähriger Beratungsphase im Dezember dann über die organisatorische Entwicklung der ESA und die Finanzierung der ISS- und des Arianeprogramms entschieden werden.

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(Autor: Thomas Brucksch - Quelle: ESA)


» Erster Ariane-5-Start 2014: Zwei Comsats im All
08.02.2014 - Am 6. Februar 2014 um 22.30 Uhr MEZ startete vom Raumfahrtgelände Kourou in Französisch-Guayana eine Ariane-5-Trägerrakete mit zwei Satelliten an Bord. Die Erdtrabanten für den Kommunikationssatellitenbetreiber Asia Broadcast Satellite (ABS) sowie die belgischen, französischen und italienischen Streit- und Zivilschutzkräfte wurden nach rund einer halben Stunde Flug erfolgreich ausgesetzt.
Verwendet wurde eine Ariane 5 ECA, die von der Startrampe ELA-3 zum ersten Flug einer Ariane 5 im Jahr 2014 abhob. Transportiert wurden bei der Mission VA-217 der Kommunikationssatellit ABS 2 (Masse beim Start 6.329,9 Kilogramm) sowie der Kommunikationssatellit Athena-Fidus (Startmasse 3.080 Kilogramm). Beide Satelliten waren zusammen unter einer 17 Meter hohen Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von 5,4 Metern untergebracht.

ABS 2 wurde als erster der Satelliten nach etwas über 27 Minuten nach dem Start ausgesetzt, er saß zuoberst auf der 6,1 Meter hohen Nutzlaststruktur SYLDA 5 B (SYLDA ist die Abkürzung von "Système de Lancement Double Ariane", Ariane-Doppelstartvorrichtung). Nach Abstoßen der SYLDA 5 A wurde Athena-Fidus etwa 32 Minuten und 28 Sekunden nach dem Start freigegeben.

Die beiden Satelliten werden aus dem Geotransferorbit mit einem geplanten Perigäum von 244,4 Kilometern über der Erde (erreicht 244,4 Kilometer) und einem geplanten Apogäum von 35.934 Kilometern (erreicht 35.937 Kilometer) über der Erde mit eigenen Antrieben den Geostationären Orbit ansteuern.

Die Antriebe müssen auch den Abbau der Rest-Inklination, der verbliebenen Neigung der Bahn gegen den Erdäquator, von knapp sechs Grad bewerkstelligen. ABS 2 beispielsweise soll laut Plan nach einer Anzahl Brennphasen seines mit Monomethylhydrazin (MMH) und Distickstofftetroxid (NTO) betriebenen, 455 Newton starken Apogäumsmotors, die am 7. Februar 2014 beginnen, einige Tage nach dem Start den Geostationären Orbit erreichen.

Bei ABS 2 handelt es sich um ein in den Vereinigten Staaten von Amerika auf Basis des Satellitenbus’ 1300 von Space Systems/Loral (SS/L) entworfenes und gebautes Raumfahrzeug, dessen Grundkörper Maße von rund 8,3 auf 3,5 auf 3,5 Metern aufweist. Der dreiachsstabilisierte Satellit ist dazu gedacht, Afrika, Asien, den Mittleren Osten und Russland von einer Position bei 75 Grad Ost im Geostationären Orbit mit einer Bandbreite von Kommunikationsdiensten zu versorgen. Dementsprechend ist die Kommunikationsnutzlast von ABS 2 mit 89 gleichzeitig betreibbaren Transpondern für das C-, Ka- und Ku-Band ausgestattet. An Bord sind 32 C-, 6 Ka- und 51 Ku-Transponder. Ihre kombinierte Nutzlastleistung liegt bei über 12 Kilowatt. Mit ihrer Hilfe können 10 unabhängige Ausleuchtzonen bedient werden.

Die Energieversorgung der Satellitensysteme von ABS 2 erfolgt durch zwei Solarzellenausleger mit jeweils fünf Segmenten, die dem Raumfahrzeug eine Spannweite von rund 26 Metern geben. Am Ende der projektierten Einsatzdauer von über 15 Jahren sollen die Solarzellenausleger von ABS 2 zusammen noch rund 16,7 Kilowatt elektrische Leistung bereitstellen können. Das erfolgreiche Entfalten der Ausleger bestätigte der Hersteller des Satelliten am 7. Februar 2014. Für die Stromspeicherung besitzt der Satellit drei Lithium-Ionen-Akkumulatorensätze.

Athena-Fidus geht auf eine Initiative des französischen nationalen Zentrums für Raumfahrt (Centre national d’études spatiales, CNES) und der italienische Raumfahrtagentur (Agenzia Spaziale Italiana, ASI) zurück. Am Projekt beteiligt sind die Verteidigungsministerien von Belgien, Frankreich und Italien sowie der französische und der italienische Zivilschutz.

Das Raumfahrzeug ist eine Konstruktion von Thales Alenia Space (TAS) und basiert auf der Satellitenplattform Spacebus 4000B2. Die Abmessungen seines Grundkörpers betragen rund 2,86 auf 1,8 auf 2,95 Meter.

Der in Frankreich in Cannes hergestellte 140 Millionen Euro teure Satellit ist laut Arianespace zur Positionierung bei 38 Grad Ost im Geostationären Orbit und dort als Ergänzung der bereits um die Erde kreisenden französischen Syracuse- und italienischen Sicral-Satelliten gedacht. Seine Steuerung und Kontrolle erfolgt durch das italienische Unternehmen Telespazio, einem Jointventure von Finmeccanica (67%) und TAS (33%), von Fucino und durch TAS von Cannes aus.

Die Kommunikationsnutzlast von Athena-Fidus besitzt jeweils einen von Zivilschutzkräften aus Frankreich und einen von Zivilschutzkräften aus Italien genutzten Teil. Außerdem befinden sich an Bord des Satelliten Systeme zur Unterstützung der Kommunikationsbedürfnisse der Streitkräfte aus Belgien, Frankreich und Italien. Die Transponderausstattung von Athena-Fidus erlaubt Verbindungen im Ka- und EHF-Bereich. Im Bereich der Kommunikation von Zivilschutzkräften werden die Standards DVB-RCS und DBV-S2 unterstützt, welche vermutlich Datenraten von über einem Gigabyte pro Sekunde erlauben. Bis drei Gigabyte pro Sekunde betrachtet man als möglich.

Entsprechend der Verwendung des Satelliten steht Athena-Fidus für "Access on THeatres and European Nations for Allied forces — French Italian Dual Use Satellite" - übersetzt etwa französisch-italienischer Dual-Use-Satellit für den Zugriff auf Schauplätze und Nutzung durch vereinte Kräfte europäischer Nationen.

Mit elektrischer Energie versorgt wird die Kommunikationsnutzlast von Athena-Fidus über zwei Solarzellenauslegern aus jeweils zwei Segmenten. Die vorgesehene Standzeit des dreiachsstabilisierten Satelliten im Orbit beträgt mehr als 15 Jahre. An deren Ende erwartet man von den beiden Solarzellenauslegern die Bereitstellung von insgesamt immer noch 5,85 Kilowatt elektrischer Leistung.

VA-217 mit ABS 2 und Athena-Fidus auf der Rakete L572 aus dem Produktionslos PB war beim 72. Start einer Ariane 5 die 58. erfolgreiche Ariane-5-Mission in Folge. Im Rahmen der Mission VA-217 wurde laut Arianespace bei einer Gesamtstartmasse von rund 780 Tonnen (laut Astrium rund 773,4 Tonnen beim Abheben) eine Gesamtnutzlast von 10.214 Kilogramm transportiert, von denen nach Angaben von Arianespace 9.410 Kilogramm auf die beiden Satelliten entfielen.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: ABS, Arianespace, CNES, ESA, SS/L, TAS)


» SES 8 für kommerziellen Einsatz bereit
08.02.2014 - Der europäische Kommunikationssatellitenbetreiber SES informierte am 3. Februar 2014 darüber, dass sein am 3. Dezember 2013 gestarteter Satellit SES 8 an der vorgesehenen Position zum Einsatz für die Märkte in der Region Asien-Pazifik bereitsteht.
Das beim Start rund 3.138 kg Kilogramm schwere, von der Orbital Sciences Corporation (OSC) basierend auf dem Satellitenbus GEOStar-2 konstruierte Raumfahrzeug war am 3. Dezember 2013 auf einer Falcon-9-Rakete vom Startkomplex 40 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) im US-amerikanischen Bundesstadt Florida aus in den Weltraum gebracht worden. Nach fünf auf das Aussetzen folgende Brennphasen seines bordeigenen Apogäumsmotors hatte es eine geostationäre Umlaufbahn erreicht.

An Bord von SES 8 befinden sich 24 gleichzeitig betreibbare Ku-Band-Transponder mit einer zwischen 36 und 54 Megahertz umschaltbaren Bandbreite. Zusätzlich vorhanden ist ein im Ka-Band-Bereich arbeitendes Kommunikationssystem.

An zwei Seiten des Satelliten-Hauptkörpers befindet sich je ein aufklappbarer 2,5 x 2,7 Meter Antennenreflektor. Auf der im Regelbetrieb der Erde zugewandten Seite des Satelliten-Hauptkörpers befindet sich ein zusätzlicher, fix montierter Reflektor mit einem Durchmesser von 1,45 Metern. Alle drei in San Diego im US-amerikanischen Bundesstadt Kalifornien basierend auf Kompositmaterial hergestellten Antennenreflektoren lieferte Vanguard Space Technologies (Vanguard), ein 1994 gegründeter Zulieferer für die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Mit SES´ von Lockheed-Martin gebautem NSS 6 ist SES 8 bei 95 Grad Ost im Geostationären Orbit in Kolokation positioniert. Dort dienen die Ku-Band-Transponder des neuen Satelliten der Versorgung des Südens von Asien und von Indochina. Mit ihnen sollen unter anderem direkt empfangbare Fernsehprogramme für Indien, Laos, Thailand und Vietnam ausgestrahlt werden. Die Ka-Band-Nutzlast adressiert Nutzer im asiatisch-pazifischem Raum. Die kombinierte Nutzlastleistung liegt laut OSC bei insgesamt rund 5 Kilowatt.

Die Energieversorgung der Satellitensysteme übernehmen zwei Solarzellenausleger von Alliant Techsystems Inc. (ATK) Goleta, Kalifornien, Typ Planar Unfolding Modular Array alias PUMA. Sie bestehen aus jeweils vier Segmenten und sind mit Galliumarsenidzellen ausgestattet. Der Speicherung von elektrischer Energie an Bord dienen zwei Lithiumionen-Akkumulatorensätze mit einer Kapazität von jeweils über 4.840 Wattstunden. Die Auslegungsbetriebsdauer von SES 8 im All beträgt mindestens 15 Jahre.

SES 8 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.460 und als COSPAR-Objekt 2013-071A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: ATK, OSC, SES, Vanguard)


» Zwölfter US-TDR-Satellit auf den Weg gebracht
24.01.2014 - Als Spötter könnte man behaupten, der Start sei so ziemlich das Spannendste im Leben eines Tracking and Data Relay-Satelliten (TDRS). Sobald das Ding ausgesetzt ist, ist es selbst in der interessierten Öffentlichkeit mehr oder weniger vergessen. Dabei sind die geostationär positionierten Satelliten das Rückgrat der US-amerikanischen Weltraumkommunikation. Heute Nacht wurde zwölfte TDR-Satellit gestartet.
Am 23. Januar 2014 am Abend um 09:33 p.m. Ortszeit Cape Canaveral, also 24. Januar um 03:33 Uhr morgens in Mitteleuropa, wurde eine Altas V-Rakete mit TDRS-L erfolgreich gestartet. Bei der Nutzlast handelt sich nach TDRS-K (oder jetzt TDRS-11) um das zweite Exemplar aus der dritten Generation US-amerikanischer Bahnverfolgungs- und Datenrelais-Satelliten (Tracking and Data Relay). Das „L“ ist der Ordnungsbuchstabe und deutet an, dass der Satellit noch nicht auf Arbeitsposition ist. Ab Inbetriebnahme im Orbit wird dann numerisch durchgezählt. Aus TDRS-L wird TDRS-12. Mit dem Neuzugang verfügt das TDRS-System über acht aktive und einen Reserve-Satelliten.

Der 43. Start einer Atlas V, diesmal in der Minimalkonfiguration 401 (die Ziffernfolge steht für 4 Meter Durchmesser der Nutzlastspitze, null zusätzliche Hilfstriebwerke und ein Oberstufentriebwerk), verlief problemlos. Allerdings kam es zu einer 28-minütigen Verzögerung innerhalb des Startfensters zwischen 03:05 und 03:45 Uhr MEZ zur Klärung von Unstimmigkeiten beim Empfang der Telemetriedaten. Gut eine Stunde und 46 Minuten nach dem Abheben wurde der Satellit ausgesetzt. TDRS-L wurde in einen Orbit von 4.839 mal 35.788 Kilometer mit einer Inklination von 25,5 Grad entlassen. Bereits kurz nach der Separation ist das Entfalten der beiden großen Antenneschirme vorgesehen. Der Arbeitsorbit wird mit Hilfe eines Bordtriebwerkes innerhalb von elf Tagen erreicht. Dort sind die nächsten Schritte das Entfalten der Solarzellenausleger und das Ausfahren aller Antennen. Danach beginnt einen dreimonatige Test- und Kalibrierungsphase, bevor der Satellit an die NASA übergeben wird.

Neben den demnächst zwei aktiven TDR-Satelliten der dritten Generation stützt sich das Bahnverfolgungs- und Datenrelais-System noch auf vier Satelliten aus der ersten und drei aus der zweiten Generation. Es gewährleistet eine unterbrechungsfreie 24-Stundenkommunikation mit allen wichtigen US-Weltraummissionen, allen voran mit der ISS. Die Unterstützung ist aber nicht nicht nur auf US-Missionen beschränkt.

Das Investitionsvolumen für TDRS-K (gestartet am 30. Januar 2013) und TDRS-L einschließlich der wegen dieser neuen Satelliten notwendig gewordenen Modernisierung der TDRS-Bodenstation in White Sands, New Mexico, beläuft sich auf rund 715 Mio. US-Dollar. Neben White Sands existiert noch eine TDRS-Bodenstation auf Guam im westlichen Pazifik. Die stetige Erneuerung des TDRS-Systems wird laut Planung 2015 mit dem Start von TDRS-M fortgesetzt. 2016 könnte noch TDRS-N folgen, über die bestehende Option beim Hersteller Boeing ist aber noch nicht entschieden.

Die dritte Satelliten-Generation sendet wie die erste im S-Band und hat wie diese die Fähigkeit zur simultanen Kommunikation mit mehreren Nutzern. Über den S-Band Multiple Access, bestehend aus 32 Empfänger- und 15 Sender-Antennen an der Vorderseite des Satellitenbusses Boeing 601, können gleichzeitig die Signale von bis zu fünf Satelliten von TDRS-L empfangen und weitergeleitet werden. Daneben gibt einen S-Band Single Access zum Empfang wenig fokussierter (low gain) Signale, einen Ku-Band Single Access für hochauflösende Zwei-Wege-Videoübertragungen und einen Ka-Band Single Access, der große Übertragungsraten (800 Mbps) für wissenschaftliche Daten bietet. Dazu dienen die beiden charakteristischen, beweglichen 5-Meter-Parabolantennen in Verbindung mit einer dritten, kleineren Parabolantenne. Die beiden Stabantennen (omni antenna) sind für Telemetrie, Tracking und Steuerbefehle reserviert. Die Leistungsfähigkeit der Solarzellen wurde erhöht. Sie liefern je nach Sonnenausrichtung zwischen 2,85 und 3,22 Kilowatt elektrische Leistung. Die Startmasse von TDRS-L beträgt 3,545 Tonnen. Die über die Solarpanels gemessene Spannweite kommt auf 22 Meter. Über beiden großen Antennen gemessen, ist der Satellit 13,1 Meter breit. Die Lebensdauer ist auf 15 Jahre ausgelegt, eine Einsatzdauer, die von den frühen Vorgängern regelmäßig erheblich überschritten wurde (siehe Auflistung unten).

Das TDRS-Projekt wurde 1973 gestartet. Es ist, wenn man so will, ein Langzeitprojekt der Nach-Apollo-Ära. 1983 erfolgte der erste Start eines TDR-Satelliten. Der letzte Satellit dieser ersten Generation war TDRS-G oder 7. Die zweite Generation waren TDRS H, I und J. Nach Integration im TDRS-System werden sie unter den Nummern 8, 9 und 10 geführt. Die Historie im Einzelnen:

  • TDRS-1: Start am 4. April 1983 mit STS-6 Challenger; im Juni 2010 außer Betrieb genommen.
  • TDRS-2: Der Satellit ist beim Start am 28. Januar 1986 im Rahmen von STS-51L Challenger mit der Challenger-Explosion verloren gegangen. Die numerische Zählung wurde trotz Nichterreichens des Orbits wegen der besonderen Tragik fortgesetzt.
  • TDRS-3: Start am 29. September 1989 mit STS-26 Discovery; als Reserve-Satellit über der Nordost-Küste Brasiliens positioniert.
  • TDRS-4: Start am 13. März 1989 mit STS-29 Discovery; im Dezember 2011 außer Betrieb genommen.
  • TDRS-5: Start am 2. August 1991 mit STS-43 Atlantis; aktiv und positioniert über den Phoenix Islands im Pazifik.
  • TDRS-6: Start am 13. Januar 1993 mit STS-54 Endeavour; aktiv und positioniert über der Nordost-Küste Brasiliens.
  • TDRS-7: Start am 13. July 1995 mit STS-70 Discovery; aktiv und positioniert über dem Indischen Ozean. TDRS-7 ist Ersatz für den verloren gegangenen TDRS-2.
  • TDRS-8: Start am 30. Juni 2000 auf Atlas IIA; aktiv und positioniert über dem Indischen Ozean.
  • TDRS-9: Start am 8. März 2002 auf Atlas IIA; aktiv und positioniert über der Nordost-Küste Brasiliens.
  • TDRS-10: Start am 4. Dezember 2002 auf Atlas IIA; aktiv und positioniert über den Phoenix Islands im Pazifik.
  • TDRS-11: Start am 30. Januar 2013 auf Atlas V; aktiv aber noch im Testbetrieb (Stand November 2013) und positioniert über dem Pazifik.
  • TDRS-L: Start am 24. Januar 2013 auf Atlas V; Abschluss Transferorbit nach 11 Tagen; Kalibrierung und Tests etwa drei Monate.
  • TDRS-M: Start voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2015.



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(Autor: Roland Rischer - Quelle: NASA/GSFC, Raumcon)


» Wasserdampf beim Zwergplaneten Ceres
24.01.2014 - Im Rahmen von Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Herschel konnten Planetenforscher in der Umgebung des Zwergplaneten Ceres Wasserdampf detektieren. Diese Beobachtung bestätigt die bisherige Vermutung, dass Ceres nennenswerte Mengen an Wassereis beherbergt. Über die Ursache der Freisetzung soll die Raumsonde DAWN ab dem Jahr 2015 weitere Erkenntnisse liefern.
Zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter befindet sich der Asteroiden-Hauptgürtel unseres Sonnensystems. In einer Entfernung zwischen 2,0 und 3,4 Astronomischen Einheiten zur Sonne befinden sich dort vermutlich mehrere Millionen Asteroiden mit Durchmessern von mehreren hundert Kilometern bis hinunter zu wenigen Metern. Bei dem größten und massereichsten der derzeit mehr als 600.000 dort entdeckten Objekte handelt es sich um den Zwergplanet (1) Ceres.

Ceres wurde bereits am 1. Januar 1801 von dem italienischen Astronomen Giuseppe Piazzi entdeckt und verfügt bei einer kugelähnlichen, leicht abgeplatteten Form über einen Durchmesser von etwa 975 x 909 Kilometern. Astronomen gehen davon aus, dass es sich bei (1) Ceres um einen differenzierten Protoplaneten handelt - eine Art "Vorplanet", welcher vor etwa 4,5 Milliarden Jahren in einer frühen Phase seiner Entwicklung hin zu einem "vollwertigen" Planeten stecken geblieben ist - und der - vergleichbar mit dem inneren Aufbau der terrestrischen Planeten - über einen geschichteten Aufbau verfügt.

Um einen Kern, in dem sich Silikate und Metalle angesammelt haben, befindet sich demnach ein mehrere Kilometer dicker und kompakter Mantel aus Wassereis. Über diesem Mantel ist eine dünne Kruste abgelagert, welcher die sichtbare Oberfläche des Zwergplaneten darstellt. Radarmessungen und Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen haben zu dem Schluss geführt, dass die Oberfläche von Ceres offenbar weitflächig mit einer Schicht aus feinem Regolithstaub bedeckt ist. Diese sehr dunkle und kohlenstoffreiche Oberfläche erklärt auch die geringe Albedo von Ceres, welche einen Wert von lediglich 0,09 aufweist.

Im Rahmen verschiedener spektroskopischer Untersuchungen gelang den Wissenschaftlern in den vergangenen Jahren auf der Oberfläche von Ceres zudem der Nachweis von hydratisierten Mineralen, in deren Kristallstruktur ebenfalls Wasser fest eingebunden ist. Insgesamt, so die Planetenforscher, dürfte der Wassereisanteil etwa 17 bis 27 Prozent der Gesamtmasse von Ceres ausmachen. Dieser Wert ergibt sich aus der relativ niedrigen mittleren Dichte von lediglich rund 2,077 Gramm pro Kubikzentimeter.

Freisetzung von Wasserdampf

Zwischen dem November 2011 und dem März 2013 - und somit nur wenige Wochen vor der planmäßigen Beendung der Mission - wurde (1) Ceres im Rahmen des MACH-11-Programms (kurz für "Measurements of 11 Asteroids and Comets with Herschel") mehrfach mit dem HIFI-Instrument an Bord des Weltraumteleskops Herschel beobachtet. Dabei gelang den beteiligten Wissenschaftlern der Nachweis von Wasserdampf in der unmittelbaren Umgebung des Zwergplaneten, wobei sogar die Quellregionen des Dampfes lokalisiert werden konnten.

Mit dem HIFI-Instrument (kurz für "Heterodyne Instrument for the Far-Infrared") - einem Spektrometer, welches im fernen Infrarotbereich arbeitet und besonders gut für den Nachweis von Wasseremissionen geeignet ist - konnte die Oberfläche von Ceres zwar nicht räumlich aufgelöst werden. Allerdings erfolgten die vier Beobachtungen über Zeiträume von jeweils mehreren Stunden hinweg. Ceres benötigt für eine komplette Drehung um seine Rotatiosachse lediglich neun Stunden, vier Minuten und 30 Sekunden. Aus diesem Grund variierten die bei den jeweiligen Messungen ermittelten Wasserdampfkonzentrationen während der Beobachtungszeiten deutlich erkennbar.

Hierdurch wurden letztendlich zwei spezielle Regionen auf der Oberfläche von Ceres als die Quellen für den freigesetzten Wasserdampf ausgemacht. Diese Gebiete verfügen über Ausdehnungen von jeweils rund 60 Kilometern, liegen in den mittleren Breiten auf gegenüberliegenden Seiten der Ceres-Oberfläche und sind beide etwa fünf Prozent dunkler als die umliegenden Gebiete.

Im Durchschnitt, so das Ergebnis der Beobachtungen, gibt der Zwergplanet Ceres pro Sekunde etwa sechs Kilogramm Wasserdampf ins Weltall ab. Nur ein Teil davon kann allerdings die Fluchtgeschwindigkeit von 520 Meter pro Sekunde überwinden und gelangt nach dem Verlassen des Gravitationsfeldes von Ceres tatsächlich ins freie Weltall.

Wie entsteht der Wasserdampf?

Diese Entdeckung erlaubt auch Aussagen darüber, welcher Vorgang die Freisetzung des Wasserdampfes sehr wahrscheinlich verursacht: Ceres umrundet die Sonne auf einer exzentrischen Umlaufbahn, welche zwischen 2,546 und 2,987 Astronomische Einheiten angesiedelt ist. Da der Zwergplanet lediglich neun Prozent des auf die Oberfläche einfallenden Sonnenlichts in den Weltraum zurückstrahlt, erhöht sich die Oberflächentemperatur im Bereich des sonnennächsten Punktes der Umlaufbahn dementsprechend.

"Frühere Beobachtungen legten bereits nahe, dass Ceres unter seiner sichtbaren Oberfläche eine Zone aus gefrorenem Wasser verbirgt. Dieser Eismantel könnte an manchen Stellen bis an die Oberfläche reichen. Wenn sich Ceres nun auf seiner elliptischen Umlaufbahn der Sonne nähert, erwärmt sich das Eis auf der Oberfläche. Teile davon sublimieren, das heißt, das Eis verdampft ohne vorher zu schmelzen. Der Prozess wäre demnach ganz ähnlich wie auf einem Kometen", so Michael Küppers, Planetologe bei der ESA und Erstautor einer entsprechenden Studie, welche kürzlich in der Fachzeitschrift "Nature" publiziert wurde.

Ceres setzt vor allem dann Wasserdampf frei, wenn sich der Zwergplanet im sonnennächsten Bereich seiner Umlaufbahn befindet. Die Tatsache, dass die identifizierten Quellregionen über eine noch einmal dunklere Oberfläche verfügen und somit auch mehr Sonnenenergie speichern als der Rest der Ceres-Oberfläche, könnte den Sublimationsprozess zusätzlich begünstigen.

Eine alternative Erklärung für die kometenähnliche "Aktivität" von Ceres wäre, dass sich tief im Inneren des Himmelskörpers größere Mengen an langlebigen radioaktiven Elementen befinden. Durch die natürlichen radioaktiven Zerfallsprozesse würde Wärme freigesetzt, welche das im Mantel befindliche Wassereis zum Schmelzen bringt. Dieses Wasser würde sich einen Weg an die Oberfläche bahnen und schließlich zu einer kryovulkanischen Aktivität führen.

Ausgeschlossen werden kann dagegen ein Impakt-Szenario. Der über längere Zeiträume erfolgte Nachweis von gleich zwei Quellen zeigt, dass es sich nicht um ein einmalig aufgetretenes Ereignis handelt, welches zum Beispiel durch den Einschlag eines anderen Himmelskörpers auf der Oberfläche von Ceres verursacht wurde, sondern vielmehr um einen dauerhaft ablaufenden Vorgang. Auch gravitative Gezeitenkräfte, welche unter anderem für den Kryovulkanismus auf dem Saturnmond Enceladus verantwortlich sind (Raumfahrer.net berichtete) können im Fall von Ceres ausgeschlossen werden.

Raumsonde DAWN wird Antworten liefern

Welches der beiden zuerst erwähnten Szenarien tatsächlich für die Freisetzung von Wasserdampf in der Umgebung von Ceres verantwortlich ist konnte bisher nicht abschließend geklärt werden. Die meisten Indizien sprechen jedoch für das Sublimations-Szenario. Allerdings haben die Planetenforscher eine Trumpfkarte in der Hinterhand - nämlich die Raumsonde DAWN.

Die am 27. September 2007 gestartete Raumsonde schwenkte am 16. Juli 2011 in eine Umlaufbahn um den Asteroiden (4) Vesta ein und untersuchte diesen drittgrößten Himmelskörper im Bereich des Asteroidengürtels anschließend ausführlich mit den drei mitgeführten Instrumenten. Nach dem Abschluss der Untersuchungen bei Vesta im Jahr 2012 setzte die Raumsonde ihre Reise durch unser Sonnensystem fort. Im März 2015 wird DAWN ihr zweites und finales Reiseziel, den Zwergplaneten Ceres, erreichen und auch diesen Himmelskörper aus einem Orbit heraus über mehrere Monate hinweg erkunden.

Mit dem im visuellen und infraroten Spektralbereich arbeitenden VIR-Spektrometer und dem Gamma- und Neutronenspektrometer GRAND wird es dann möglich sein, die Wasserdampfemissionen und die dafür verantwortlichen Quellregionen näher zu erfassen und eingehend zu untersuchen. Des weiteren wird 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 kommen und hochaufgelöste Aufnahmen von der Ceres-Oberfläche liefern.

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.

Die hier kurz vorgestellten Ergebnisse der Herschel-Untersuchungen des Zwergplaneten Ceres wurden am 23. Januar 2014 von Michael Küppers et al. unter dem Titel "Localized sources of water vapour on the dwarf planet (1) Ceres" in der Fachzeitschrift "Nature" publiziert.

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Fachartikel von Michael Küppers et al.:


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


» Rosettas Check-out-Phase beginnt
25.01.2014 - Nachdem die Kometensonde Rosetta vor wenigen Tage aus einem planmäßig verlaufenen Winterschlaf aufgewacht ist sind die an der Mission beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure derzeit damit beschäftigt, die Aufnahme des wissenschaftlichen Betriebes vorzubereiten.
Nachdem am 20. Januar 2014 um 19:18 MEZ nach einem 957 Tage andauernden "Winterschlaf" ein erstes Kommunikationssignal der von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Rosetta das Kontrollzentrum am ESOC in Darmstadt erreichte (Raumfahrer.net berichtete live) konnte das Kontrollteam in einem nächsten Schritt zunächst eine stabile Zwei-Wege-Kommunikation etablieren und die volle Kontrolle über die Raumsonde gewinnen. Nach der Übermittlung der ersten Telemetriewerte von der Raumsonde begann das Kontrollteam mit der schrittweisen Wiederinbetriebnahme von Rosetta (Raumfahrer.net berichtete). In den kommenden Wochen und Monaten sollen zunächst sämtliche Hardwarekomponenten und die Instrumente der Raumsonde und des mitgeführten Kometenlanders Philae ausführlich getestet, kalibriert und anschließend aktiviert werden.

Drei der insgesamt 21 Instrumente, mit denen Rosetta und Philae das Ziel der Mission, den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, in den kommenden Monaten eingehend untersuchen sollen, wurden von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA zu der Mission beigesteuert beziehungsweise unter maßgeblicher Beteiligung von US-amerikanischen Wissenschaftlern entwickelt.

  • Das UV-Spektrometer ALICE wird in der Koma und dem Schweif des Kometen nach verschiedenen Edelgasen suchen, deren relative Menge und Verteilung Aussagen über die Umgebungstemperatur während der Entstehung des Kometen vor etwa 4,6 Milliarden Jahren ermöglichen wird. Das Instrument soll im Rahmen seiner Messungen zudem die Freisetzungsraten von Wasser, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid ermitteln. Aus diesen Daten können Informationen über die chemische Zusammensetzung der Oberfläche des Kometenkerns abgeleitet werden.
  • Das Instrument MIRO (kurz für "Microwave Spectrometer for the Rosetta Orbiter"), eine Kombination aus einem Spektrometer und einem Radiometer, wird nach leicht flüchtigen chemischen Elementen auf der Oberfläche und in der unmittelbaren Umgebung des Kometenkerns suchen und dabei deren Ausgasungsraten bestimmen. Außerdem soll mit dem MIRO die Temperatur des Komtenkerns ermittelt werden. Hierdurch sollen zusätzliche Informationen bezüglich der Zusammensetzung von Kern und Koma, zu der jeweils aktuellen kometaren Aktivität und zu physikalischen Eigenschaften der Kernoberfläche sowie von Gas- und Staubpartikeln in der Kometenkoma gewonnen werden.
  • Der "Ion and Electron Sensor" (kurz "IES") ist Bestandteil eines aus fünf Einzelinstrumenten bestehenden Instrumentenpaketes namens RPC (kurz für "Rosetta Plasma Consortium"), welches verschiedene Ionen- und Elektronendetektoren sowie ein Magnetometer beinhaltet. Diese Geräte sollen die physikalischen Eigenschaften des Kerns und der Koma sowie die Wechselwirkungen zwischen der Kometenkoma und dem Sonnenwind untersuchen.

Die an diesen Instrumenten beteiligten Wissenschaftler bereiten sich derzeit darauf vor, mit der "Check-out-Phase" für ihre Experimente zu beginnen, in deren Verlauf die Instrumente zunächst getestet und anschließend kalibriert werden sollen. Die finale Aktivierung dieser Instrumente soll Anfang März 2014 erfolgen. So wird die OSIRIS-Kamerasystem, dass im sichtbaren Bereich Aufnahmen vom Kometenkern anfertigen soll, am 17. März wieder eingeschaltet. Das bereits genannte UV-Spektrometer ALICE soll einen Tag später mit der "Check-out-Phase" beginnen. Dabei wird das Spektrometer zunächst einige Male ein- und wieder ausgeschaltet, um die Funktionsfähigkeit des Speichers ausreichend zu testen. Der reguläre wissenschaftliche Betrieb soll dann im August aufgenommen werden.

"Die US-amerikanischen Wissenschaftler sind davon begeistert, dass die Rosetta-Mission ihnen die Gelegenheit bietet, einen Kometen auf diese bisher noch nie mögliche Art und Weise zu untersuchen", so Claudia Alexander, die Rosetta-Projektmanagerin der NASA am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. Rosetta wird im Sommer 2014 in einen Orbit um den Kometen eintreten und diesen anschließend auf seinem weiteren Weg durch das innere Sonnensystem bis zum Ende des Jahres 2015 zu begleiten. Hierbei ergibt sich die Gelegenheit, die zunehmende Aktivität des Kometen, welche durch die dabei erfolgende Annäherung an die Sonne bedingt ist, direkt vor Ort über mehrere Monate hinweg zu studieren.

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



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Mars Aktuell: Opportunity: Seit zehn Jahren Forschung auf dem Mars von Redaktion



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» Opportunity: Seit zehn Jahren Forschung auf dem Mars
24.01.2014 - In den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA den Plan, eine aus zwei Rovern bestehende Robotermission zu unserem äußeren Nachbarplaneten zu entsenden. Opportunity, der zweite der beiden an dieser Mission beteiligten Rover, landete vor zehn Jahren auf dem Mars. Dieser immer noch aktive Robotergeologe hat das Wissen der Menschheit um unseren Nachbarplaneten inzwischen ungemein erweitert.
Das primäre Ziel dieser aus zwei baugleichen Rovern bestehenden Robotermission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, sollte die Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten sein. Insbesondere sollten dazu die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen der beiden Rover untersucht werden. In Anlehnung an ihre instrumentarischen Ausstattung mit verschiedenen Spektrometern und diversen Kamerasystemen sowie einer Mikroskopkamera und einem Gesteinsbohrer zur direkten Untersuchung der Marsoberfläche wurden die beiden Rover Spirit und Opportunity auch als "Robotergeologen" bezeichnet.

Was von der NASA anfangs als eine Mission von lediglich 90 Tagen Dauer geplant war, in denen jeder der beiden Rover eine Strecke von optimistisch veranschlagten etwa 700 Metern zurücklegen sollte, entwickelte sich im Laufe der folgenden Jahre zu einer nahezu unvergleichlichen Erfolgsgeschichte. Sowohl aus technischer als auch aus wissenschaftlicher Sicht übertrafen die beiden Rover selbst die am höchsten angesetzten Erwartungen bei Weitem.

Vor zehn Jahren...


Vor zehn Jahren, am 25. Januar 2004, landete Opportunity, der zweite der beiden an dieser Mission beteiligten Rover, um 06:05 Uhr MEZ bei zwei Grad südlicher Breite und 353,8 Grad östlicher Länge auf der Hochebene Meridiani Planum. Bereits wenige Tage danach begann dieser Kundschafter der Menschheit mit seiner Untersuchung der Marsoberfläche. In den folgenden Jahren bewegte sich Opportunity über eine Distanz von mehr als 38,7 Kilometern und untersuchte dabei neben verschiedenen signifikanten Bodenstrukturen diverse auf dem Weg gelegenen Krater und mehrere Meteoriten (Raumfahrer.net berichtete mehrfach). Aufgrund der während dieser Untersuchungen gesammelten Daten gilt es mittlerweile als gesichert, dass in diesem Bereich der Oberfläche des Mars vor Jahrmilliarden Wasser geflossen ist, welches seine deutlich nachweisbaren Spuren auf der Marsoberfläche hinterlassen hat. Das Wasser trat dabei lange genug auf, um die auf der Marsoberfläche befindlichen Gesteine auch chemisch zu verändern.

Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte Opportunity schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2681 der Mission, den Endeavour-Krater (Raumfahrer.net berichtete). Der Rover befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen und nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Impaktkraters befindet.

Der Endeavour-Krater entstand vor etwa 3,7 bis vier Milliarden Jahren durch den Einschlag eines Asteroiden. Zu dieser Zeit, welche auch als die Noachische Periode des Mars bezeichnet wird, verfügte unser Nachbarplanet noch über eine dichte Atmosphäre, welche das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche ermöglichte. Durch den Impakt, bei dem der Krater erzeugt wurde, wurde Material an die Oberfläche befördert, welches sich üblicherweise tief im Untergrund befindet und das sich direkten Untersuchungen somit normalerweise entzieht. Speziell dieses freigelegte Material erweckte das Interesse der Marsforscher.

Einstmals vorhandenes Wasser


Messungen mit dem CRISM-Spektrometer des ebenfalls von der NASA betriebenen Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) lieferten im Jahr 2008 eindeutige Hinweise darauf, dass sich am Westrand des Kraters an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Die Existenz dieser Minerale weist auf eine in der Vergangenheit erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hin. Sowohl Opportunity als auch sein baugleicher "Zwillingsbruder", der mittlerweile leider nicht mehr aktive Rover Spirit, haben im Verlauf ihrer Forschungsarbeiten mehrfach Minerale auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten nachgewiesen, welche sich nur unter dem Einfluss von Wasser bilden können.

Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang besonders der Nachweis von Sulfaten. Diese Sulfate benötigten für ihre Bildung jedoch wahrscheinlich lediglich punktuell auftretende Konzentrationen von verhältnismäßig salzreichen Wasser, welches zudem nicht dauerhaft auf der Planetenoberfläche aufgetreten sein muss. Für die Bildung von Tonmineralen muss die Marsoberfläche dagegen über einen deutlich längeren Zeitraum mit Wasser interagiert haben.

Ein weiterer Unterschied zwischen der Bildung von Sulfaten und Tonmineralen ist der pH-Wert des dafür benötigten Wassers. Bei einem der Sulfate, welches Opportunity in den zuvor untersuchten Gesteinen nachweisen konnte, handelt es sich um das Mineral Jarosit, welches sich ausschließlich in einer sehr "sauren" Umgebung bildet. Eine solche Umgebung stellt für die meisten irdischen Lebensformen, abgesehen von hochspezialisierten extremophilen Organismen, jedoch eine eher schlechte Lebensgrundlage dar. Die meisten Astrobiologen halten es für unwahrscheinlich, dass sich unter solchen extremen Voraussetzungen Leben bilden kann.

Tonminerale entstehen dagegen bei höheren, nahezu neutralen pH-Werten. Ihr Vorhandensein im Bereich des Endeavour-Kraters wird als ein Hinweis darauf interpretiert, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss - und dies über einen auch in geologischen Zusammenhängen betrachtet längeren Zeitraum. Eine solche Umgebung könnte in der Vergangenheit unter bestimmten Umständen die Entstehung von primitiven Lebensformen auf dem Mars begünstigt haben.

Opportunity war letztendlich bis zum 13. Mai 2013 mit der Untersuchung der Region Cape York beschäftigt. Nicht nur durch den Nachweis von verschiedenen Gipsadern konnte dabei die frühere Einwirkung von pH-neutralem Wasser bestätigt werden. Messungen mit dem am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelten APX-Spektrometer zeigten zum Beispiel, dass die dort befindliche Gesteinsformation "Esperance" einen deutlich höheren Anteil an Aluminium- und Siliziumoxiden aufweist als andere Gesteine, welche der Rover während seiner vorherigen Erforschung der Marsoberfläche untersuchte. Dagegen fällt der dort gemessene Anteil von Kalzium und Eisen niedriger aus. Diese Daten wurden dahingehend interpretiert, dass sich Esperance aus Tonmineralen zusammensetzt, welche in der Vergangenheit durch eine intensive, durch Wasser verursachte Veränderung der dortigen Oberfläche erzeugt wurden.

Am 14. Mai verließ Opportunity das Cape York und begann seine Fahrt zu der etwas mehr als zwei Kilometer weiter südlich gelegenen Geländeformation Solander Point, einem weiteren Segment des den Endeavour-Krater umgebenden, allerdings stark erodierten Ringgebirges, dessen nordöstlicher Bereich schließlich am 4. August 2013 erreicht wurde. Anschließend begann der Rover mit einer langsamen Umrundung der Nordspitze dieses Höhenzuges. Dabei wurde speziell die Kontaktzone zwischen der zuvor durchfahrenden, mit einer dünnen Sandschicht bedeckten Ebene "Botany Bay" und der Basis von Solander Point erforscht. Am 8. Oktober 2013, dem Sol 3451 der Mission, verließ Opportunity die Basis von Solander Point und begann mit der "Besteigung" dieser Formation (Raumfahrer.net berichtete). In den folgenden Wochen wurden mehrfach interessant erscheinende Ziele angesteuert und anschließend über Zeiträume von jeweils mehreren Tagen hinweg untersucht.

Wie bereits das Cape York besteht auch Solander Point aus verschiedenen Lagen von geschichteten Gesteinsablagerungen und jede einzelne dieser Schichten enthält, vergleichbar mit den Jahresringen eines Baumes, Informationen über deren Alter sowie über differierende chemische und mineralogische Zusammensetzungen. Durch die Analyse dieser Informationen können die an der Mission beteiligten Wissenschaftler Einzelheiten über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte dieser Region ableiten. Im Rahmen der Erkundung näherte sich der Rover gezielt einem Gebiet, in dem das CRISM-Spektrometer des MRO ebenfalls eindeutige Hinweise auf Ablagerungen von Schichtsilikaten entdecken konnte. Diese mit dem formalen Namen "Moreton Island" belegte Region wurde im November 2013 erreicht und soll von Opportunity während der kommenden Monate eingehend analysiert werden.

Ein hier befindlicher Oberflächenbereich namens "Cook Haven" wurde im Dezember angesteuert. Im Bereich von Cook Haven, hiermit ist ein Areal von rund 30 x 30 Metern gemeint, wird Opportunity auch den nächsten Winter verbringen. Die Endpunkte einer jeden Fahrt waren während der letzten Monate so gewählt, dass der Rover dabei vor weiteren aus wissenschaftlicher Sicht interessant erscheinenden Gesteinsformationen zum Stillstand kam, welche anschließend analysiert wurden. Des weiteren wurde jedoch auch darauf geachtet, dass die Endpunkte dieser Fahrten auf einem Gelände lagen, welches eine Neigung von mindestens fünf Grad in die nördliche Richtung aufweist.

Der nächste Winter beginnt


Der Grund hierfür ist der Energiehaushalt des Rovers. Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf Sonnenenergie angewiesen. Aufgrund des Fortschreitens der Jahreszeiten - bereits am 31. Juli 2013 begann auf der südlichen Hemisphäre des Mars der Herbst und Opportunitys Operationsgebiet befindet sich knapp südlich des Äquators - erreicht die Sonne gegenwärtig eine immer niedrigere Höhe über dem Horizont, was letztendlich zu einer immer geringeren täglichen Energieausbeute der Solarzellen führt. Erst nach der Wintersonnenwende, welche auf dem Mars am 14. Februar 2014 erfolgt, wird sich diese Situation wieder verbessern.

Dieser Effekt kann allerdings teilweise ausgeglichen werden, indem der Rover während der "dunklen Jahreszeit" auf dem Mars nach Norden ausgerichtete Berghänge aufsucht und dort einen Teil des Winters verbringt. Dabei werden die starr am Rover montierten Solarpaneele aufgrund der dadurch gegebenen Ausrichtung des Roverchassis automatisch auf die in nördlicher Richtung stehende Sonne ausgerichtet, was wiederrum eine höhere Energieausbeute zur Folge hat. Eine auf diese Weise herbeigeführte Veränderung des Einfallswinkels des Sonnenlichtes von lediglich zwei bis drei Grad kann bereits zu einer um zehn Prozent veränderten Energieausbeute führen.

Trotz des hohen Alters immer noch einsatzfähig


Die einzelnen Hardware-Komponenten und Instrumente von Opportunity haben die Garantiezeiten der jeweiligen Herstellerfirmen mittlerweile bereits deutlich überschritten. Trotzdem befindet sich der Rover immer noch in einem als gut zu bezeichnenden technischen Allgemeinzustand.

Zwei der Spektrometer, das Mini-TES-Instrument und das Moessbauer-Spektrometer, sind mittlerweile nicht mehr einsatzfähig, was die Analyse von Mineralen ungemein erschwert. Und auch die Bohrkrone des Rock Abrasion Tool (RAT), mit dem bis zu fünf Millimeter tiefe Löcher in die Oberfläche gebohrt werden können, weist mittlerweile Abnutzungserscheinungen auf. Die verschiedenen Kamerasysteme liefern jedoch immer noch exzellente Aufnahmen. Staubablagerungen auf deren Optiken, welche die Qualität der Fotos beeinträchtigen, können durch entsprechende Softwareprogramme "herausgerechnet" werden. Und auch das APX-Spektrometer liefert immer noch exzellente und wissenschaftlich wertvolle Daten.

Das rechte Vorderrad des Rovers kann aufgrund eines ausgefallenen Motors bereits seit mehren Jahren nicht mehr eingeschlagen werden und benötigt außerdem für den Fahrbetrieb mehr Energie als die anderen Räder. Dieses Problem kann allerdings umgangen werden, indem der Rover während des Fahrbetriebes im "Rückwärtsgang" über die Marsoberfläche dirigiert wird. Auch der Ausfall von einem der Gelenke, mit denen die Bewegungen des Instrumentenarmes gesteuert werden, hat sich während der letzten Jahre als ein nur unwesentliches Problem herauskristallisiert. Und auch wiederholt auftretende Probleme mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers von Opportunity konnten immer wieder behoben werden und haben keine größeren Auswirkungen auf die Fortsetzung der Mission.

Auch verschiedene, zuletzt im Dezember 2013 aufgetretene Probleme mit dem Marsorbiter Mars Odyssey, welcher sich zeitweise in einem Sicherheitsmodus befand, und dem Deep Space Network der NASA, welche beide für die Kommunikation mit Opportunity benötigt werden, konnten den Betrieb des Rovers nicht nachhaltig beeinträchtigen.

Wetter und Energiesituation

Neben dem technischen Zustand des Rovers muss jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Während der letzten Monate waren auf dem Mars mehrfach verschiedene, allerdings immer nur lokal begrenzte Staubstürme aktiv, welche sich dabei zudem nicht direkt über das Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, hinweg bewegt haben. Im Rahmen dieser Stürme wurden allerdings auch immer wieder größere Mengen an Staub in die Marsatmosphäre befördert, welcher sich dort zunächst verteilte und anschließend wieder auf der Planetenoberfläche ablagerte. Dabei blieb es auch nicht aus, dass ein Teil dieses Staubes auch die Solarpaneele des Rovers bedeckte.

Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

  • 21.01.2014: 0,361 kWh/Tag , Tau-Wert 0,595 , Lichtdurchlässigkeit 59,40 Prozent
  • 15.01.2014: 0,353 kWh/Tag , Tau-Wert 0,617 , Lichtdurchlässigkeit 58,50 Prozent
  • 07.01.2014: 0,360 kWh/Tag , Tau-Wert 0,563 , Lichtdurchlässigkeit 55,50 Prozent
  • 01.01.2014: 0,371 kWh/Tag , Tau-Wert 0,569 , Lichtdurchlässigkeit 56,60 Prozent
  • 17.12.2013: 0,314 kWh/Tag , Tau-Wert 0,590 , Lichtdurchlässigkeit 49,40 Prozent
  • 07.12.2013: 0,268 kWh/Tag , Tau-Wert 0,587 , Lichtdurchlässigkeit 46,80 Prozent
  • 05.12.2013: 0,270 kWh/Tag , Tau-Wert 0,549 , Lichtdurchlässigkeit 46,70 Prozent
  • 25.11.2013: 0,310 kWh/Tag , Tau-Wert 0,603 , Lichtdurchlässigkeit 49,60 Prozent
  • 21.11.2013: 0,302 kWh/Tag , Tau-Wert 0,668 , Lichtdurchlässigkeit 49,80 Prozent
  • 05.11.2013: 0,311 kWh/Tag , Tau-Wert 0,536 , Lichtdurchlässigkeit 49,10 Prozent

Bis Mitte Dezember 2013 fiel der Energiewert von Opportunity - wie für die gegenwärtige Jahreszeit zu erwarten - kontinuierlich ab, stieg dann jedoch zunächst wieder an. Für den deutlich erkennbaren Sprung während der Jahreswende waren mehrere sogenannte "Dust Cleaning Events" verantwortlich. Stärkere Windböen, welche den Rover am 31. Dezember und am 1. Januar trafen, "reinigten" die Solarpaneele des Rovers teilweise von dem zuvor dort abgelagertem Staub. Vergleichbare Ereignisse traten auch in den folgenden Wochen immer wieder auf. Sollten in näherer Zukunft auf dem Mars keine signifikanten Staubstürme auftreten, so wird der derzeitige Staubbedeckungsgrad und der damit verbundene Energiewert eine Fortsetzung der Aktivitäten des Rovers während der kommenden Monate deutlich begünstigen.

Hierfür spricht auch die gegenwärtige Wettersituation auf dem Mars. Die meisten der in den vergangenen Wochen durch die verschiedenen Marsorbiter beobachteten Staubsturmgebiete befanden sich über der nördlichen Hemisphäre und gingen hauptsächlich von den Randbereichen der nördlichen Polarkappe aus, von wo aus sie sich in die nördlichen Tiefebenen ausdehnten. Hiervon waren in der vergangenen Woche speziell das Acidalia Planitia und der nördliche Bereich des Chryse Planitia betroffen. Bei der Mehrzahl dieser Stürme handelte es sich um lokal begrenzte und nur wenige Tage andauernde Ereignisse.

Die nähere Zukunft

Opportunity wird wahrscheinlich noch bis zum Mai 2014 in der Region Cook Haven operieren. Anschließend, so die derzeitigen Planungen der an der Mission beteiligten Wissenschaftler, soll der Rover die Erkundung der Randgebiete des Solander Point fortsetzen und sich dabei Schritt für Schritt noch weiter in die südliche Richtung bewegen. Bei der dabei angepeilten Region handelt es sich um eine weitere Formation von offen zutage tretenden Grundgestein, welche sich etwa 600 Meter von dem derzeitigern Standort entfernt befindet. Auch dort, so Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis/USA, konnte das CRISM-Spektrometer des Mars Reconnaissance Orbiter eindeutige Signaturen von Tonmineralen nachweisen.

"Im Rahmen unserer Untersuchungen betrachten wir derzeit eine Geologie, welche durch unterschiedliche Einwirkungen von Wasser geschaffen wurde. Entlang der Westseite des Solander Point bis hinunter zum Cape Tribulation [der nächsten Geländeerhöhung am Westrand des Endeavour-Kraters] befinden sich laut dem CRISM-Spektrometer noch viele weitere interessante Formationen - und wir wissen, wo die interessantesten dieser Formationen zu finden sind", so Ray Arvidson.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3556 der Mission, hat Opportunity insgesamt 38.736,91 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei mehr als 188.200 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Durch die im bisherigen Missionsverlauf gesammelten Daten hat sich das Wissen der Menschheit über den Mars ungemein erweitert. Am gestrigen Tag veränderte der Rover seine Position minimal. In den kommenden Tagen soll zunächst die Untersuchung des Steins "Pinnacle Island" fortgesetzt werden.

Aufgrund des fortgeschrittenen Alters von Opportunity muss allerdings eigentlich jederzeit damit gerechnet werden, dass überlebensnotwendige Komponenten des Rovers dauerhaft ausfallen und die Mission dadurch bedingt eingestellt werden muss. Selbst wenn dieser Fall in Kürze eintreten sollte werden die an der Mission beteiligten Wissenschaftler jedoch noch viele weitere Jahre damit beschäftigt sein, die bisher gewonnenen Daten auszuwerten und in einen wissenschaftlichen Kontext zu versetzen.

Momentan deutet jedoch alles darauf hin, dass der Robotergeologe seine Arbeit auch weiterhin zuverlässig ausführen und dabei als Kundschafter der Menschheit auf einem bis vor Kurzem noch fremden Planeten agieren wird. Raumfahrer.net wird Sie auch weiterhin über die zukünftigen Fortschritte bei dieser überaus spannenden und erfolgreichen Mission informieren.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL, The Planetary Society, Unmanned Spaceflight, Malin Space Science Systems)


» Marsrover Curiosity ändert den Kurs
25.01.2014 - Auf dem Weg zum Aeolis Mons wird der Marsrover Curiosity in den nächsten Tagen etwas von der ursprünglich vorgesehenen Route abweichen. Auf der neuen Route wird der Rover ein Gelände überqueren, welches leichter und sicherer zu passieren ist.
Während der letzten Tage hat sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrover Curiosity in kleinen Schritten stetig in die grob südwestliche Richtung bewegt. Vor, während und nach diesen Fahrten wurden diverse Untersuchungen durchgeführt. Nach der bisher letzten Fahrt über eine Distanz von knapp 11 Metern, welche am 23. Januar 2014 erfolgte, wurden so zum Beispiel am gestrigen Tag die MastCam, die ChemCam und die MAHLI-Kamera eingesetzt.

Anschließend, so die ursprüngliche Planung, sollte sich der Rover eigentlich um rund 22 weitere Meter in die südliche Richtung bewegen. Diese Fahrt wurde allerdings kurzfristig gestrichen, da sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler und die für die Steuerung von Curiosity verantwortlichen Roverdriver für eine neue Route entschieden haben.

Am heutigen Tag sollen stattdessen zunächst "Fernerkundungen" mit den Kamerasystemen und verschiedene direkte Untersuchungen von in der unmittelbaren Umgebung gelegenen Zielen auf der Planetenoberfläche durchgeführt werden. Hierbei sollen neben der Mikroskopkamera und dem ChemCam-Spektrometer auch das APX-Spektrometer zum Einsatz kommen.

Eine neue Route

Für den morgigen Tag ist dann eine weitere Fahrt vorgesehen, welche diesmal über eine Distanz von rund 24 Metern in die westliche Richtung führen soll. In dieser Richtung befindet sich das "neue" Ziel von Curiosity - eine kleine "Lücke" zwischen zwei flachen Erhebungen auf der Marsoberfläche. Diese mit dem Namen "Dingo Gap" belegte Formation befindet sich rund 75 Meter vom aktuellen Standort entfernt.

Als Grund für diese kurzfristige Neuplanung der Route, welche als Fernziel allerdings auch weiterhin die Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons zum Ziel hat, wird das zukünftig zu passierende Gelände genannt. Hinter "Dingo Gap", so die für die Planung verantwortlichen Missionsmitarbeiter, befindet sich ein Gelände, welches für den Rover leichter und sicherer zu passieren sein wird als das Gelände auf der ursprünglich vorgesehenen Route, welche vom aktuellen Standort aus in die grob südwestliche Richtung zeigte.

Am 27. Januar soll schließlich mit dem Tunable Laser Spectrometer, einem der drei Messinstrumente des SAM-Instrumentenkomplexes, eine erneute Analyse der Marsatmosphäre durchgeführt werden (Raumfahrer.net berichtete über frühere Messungen).

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 523 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.800 Metern auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity zudem mehr als 114.200 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: USGS, The Planetary Society, JPL)


» Mars: Vorbereitung auf den Komet Siding Spring
29.01.2014 - Am 19. Oktober 2014 wird der Komet C/2013 A1 (Siding Spring) den Mars in einem Abstand von lediglich rund 138.000 Kilometern passieren. Den derzeit aktiven Marsorbitern und -rovern wird sich bei dieser Gelegenheit eine äußerst gute Beobachtungsmöglichkeit bieten. Speziell die Orbiter sind dabei allerdings auch einer gewissen Gefahr ausgesetzt. Aus diesem Grund beginnt die NASA bereits jetzt damit, sich auf den Kometen vorzubereiten.
Bereits am 3. Januar 2013 entdeckte der australische Astronom Robert H. McNaught auf den Aufnahmen eines Teleskops des Siding-Spring-Observatoriums einen neuen Kometen. Erste Berechnungen der Umlaufbahn ergaben, dass sich dieser mit dem Namen "C/2013 A1 (Siding Spring)" versehene Komet am 19. Oktober 2014 unserem äußerem Nachbarplaneten - dem Mars - bis auf eine Entfernung von lediglich rund 110.000 Kilometern nähern wird. Zeitweise wurde es sogar für möglich gehalten, dass der Komet mit dem Mars kollidiert (Raumfahrer.net berichtete).

Diese Möglichkeit einer Kollision kann aufgrund aktueller Beobachtungsdaten mittlerweile ausgeschlossen werden. C/2013 A1 (Siding Spring) wird den Mars an diesem Tag vielmehr in einer Entfernung von etwa 138.000 Kilometern passieren. Die dichteste Annäherung wird dabei mit einem derzeit aktuellen Unsicherheitsfaktor von etwa zwei Minuten um 19:28 Uhr MEZ erfolgen.

Trotzdem handelt es sich hierbei um ein in der menschlichen Geschichte sozusagen bisher einmaliges Ereignis, denn der Vorbeiflug wird in einer Entfernung erfolgen, welche in etwa lediglich einem Drittel des Abstandes zwischen Erde und Mond entspricht. Dieser Komet wird sich dem Mars somit etwa zehn Mal dichter annähern, als dies bei allen bekannten Kometen in der Vergangenheit im Fall einer Passage an der Erde der Fall war. Es ist sogar gut möglich, dass der Mars dabei von der ausgedehnten Koma des Kometen erreicht wird.

Selbstverständlich wird C/2013 A1 (Siding Spring) auf seinem Weg durch das innere Sonnensystem unter der ständigen Beobachtung von irdischen Astronomen stehen. Das Weltraumteleskop WISE konnten den Kometen in den letzten Wochen bereits erfolgreich abbilden. Die entsprechenden Aufnahmen zeigen, dass C/2013 A1 (Siding Spring) eine zunehmende Aktivität aufweist und damit begonnen hat, eine schwache Koma auszubilden. Über einen "Logenplatz" werden im Oktober 2014 jedoch speziell die derzeit in der Marsumlaufbahn beziehungsweise auf dessen Oberfläche aktiven Orbiter und Rover verfügen.

Kometenbeobachtung vom Mars

Die besten Aufnahmen sind dabei von der HiRISE-Kamera, einem der sechs wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) zu erwarten. Dieser von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsorbiter konnte zuletzt im Herbst 2013 dem Kometen C/2012 S1 (ISON) abbilden, welcher sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von etwa 11 Millionen Kilometern zum Mars befand (Raumfahrer.net berichtete). Zwei weitere Orbiter, der ebenfalls von der NASA betriebene Mars Odyssey und der ESA-Marsorbiter Mars Express, sollen ebenfalls für die Beobachtung von "Siding Spring" eingesetzt werden.

Nicht für diese Beobachtungen genutzt werden können dagegen die beiden zukünftigen Marsorbiter MAVEN - eine weitere NASA-Mission - und Mars Orbiter Mission (kurz "MOM", auch als "Mangalyaan" bekannt) - eine Mission der indischen Raumfahrtbehörde ISRO - welche sich derzeit beide noch auf dem Weg zum Mars befinden und diesen erst unmittelbar vor dessen Zusammentreffen mit "Siding Spring" erreichen werden.

Aber auch die beiden derzeit auf der Planetenoberfläche aktiven Marsrover Opportunity und Curiosity werden ihre Kamerasysteme im Oktober auf den Kometen ausrichten und dabei versuchen, diesen abzulichten. Zudem sollen beide Rover bei passenden Gelegenheiten den Nachthimmel abbilden und nach Meteoren Ausschau halten, deren Häufigkeit ein Indikator für die Anzahl von Staubpartikeln sein wird, welche sich im Schweif des Kometen befinden und bei der Annäherung an den Mars in die Planetenatmosphäre eintreten werden.

Diese Beobachtungen aus unterschiedlichen Blickwinkeln sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, mehr über den Kern des Kometen - speziell über dessen Form und Größe, über dessen Rotationsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung und über die Entwicklung seiner Aktivität - in Erfahrung zu bringen. Des weiteren kann so eventuell erforscht werden, welche Einflüsse die Kometenpartikel auf die obere Atmosphärenschicht des Mars ausüben.

"Diese Partikel könnten die Atmosphäre erwärmen und zu einer [minimalen] Ausdehnung führen", so Rich Zurek, der leitende Wissenschaftler des Mars-Programms der NASA. Verschiedene Infrarot-Spektrometer, mit denen die Orbiter MRO und Mars Odyssey ausgestattet sind, sollen entsprechende Daten liefern.

Gefahr für die Orbiter

Allerdings birgt diese dichte Begegnung zwischen dem Mars und dem Kometen C/2013 A1 (Siding Spring) auch ein gewisses Gefahrenpotential für die Marsorbiter. Hierfür verantwortlich sind die Staubpartikel, welche von der Oberfläche des Kometenkerns in das umgebende Weltall entweichen und dabei mit hohen Geschwindigkeiten auf die Orbiter treffen könnten. Selbst diese normalerweise nur mikroskopisch kleinen Partikel könnten dabei aufgrund der hohen Aufprallgeschwindigkeiten zu ernsthaften Beschädigungen führen. Aus diesem Grund hat die NASA jetzt damit begonnen, sich auf das Eintreffen des Kometen vorzubereiten und gegebenenfalls Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten.

Entscheidend für eine genaue Gefahrenabschätzung und die Planung der weiteren Vorgehensweise ist letztendlich die Entwicklung der Aktivität des Kometen bei dessen weiteren Annäherung an die Sonne. "Unsere Pläne, die Raumsonden für die Beobachtung des Kometen Siding Spring einzusetzen, gehen Hand in Hand mit den Vorbereitungen, um die Sonden eventuell auch schützen zu können", so Rich Zurek.

"Es ist gegenwärtig noch zu früh, um abschätzen zu können, wie gefährlich Siding Spring für die Raumsonden sein wird", so Soren Madsen vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien, der technische Leiter des NASA-Marsprogramms. "Er könnte sich zu einer großen Gefahr entwickeln oder gar kein Risiko darstellen - oder irgendetwas dazwischen." Im April, spätestens im Mai 2014 wird sich der Komet der Sonne soweit genähert haben, dass das bisher auf der Oberfläche des Kometenkerns abgelagerte Wassereis verdampft und bei der Freisetzung in den umgebenden Weltraum Staubpartikel mit sich reißt. Spätestens ab dann werden belastbare Aussagen über die zu erwartende Freisetzungsrate von Staub möglich sein.

"Würden wir erst im Mai eine potentielle Gefahr erkennen, dann wäre es allerdings zu spät, um unsere entsprechende Reaktion zu planen", so Soren Madsen.

Mögliche Vorsichtsmaßnahmen wären eine Veränderung der Umlaufbahnen der Orbiter um den Mars. Diese würden sich dann zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung des Kometen auf der anderen Seite des Planeten befinden und durch diesen vor den Staubpartikeln abgeschirmt sein. Je früher eine solche Orbitänderung erfolgt, desto treibstoffsparender würde diese Bahnkorrektur ausfallen. Eine weitere denkbare Schutzmaßnahme besteht darin, dass die Sonden so ausgerichtet werden, dass deren empfindlichsten Bauteile in der kritischen Phase von dem Kometen wegweisen und deshalb nicht von Staubpartikeln getroffen werden können. Hierbei sind allerdings weitere Kriterien wie zum Beispiel die Energieversorgung - die Solarzellen müssen auf die Sonne gerichtet sein - oder die Kommunikation mit der Erde - die Antennen müssen hierzu in Richtung Erde zeigen - berücksichtigt werden.

Je früher entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, desto effizienter werden diese dann auch ausfallen. Aufgrund der vielen Unwägbarkeiten beginnen die Wissenschaftler bereits jetzt damit, die Größe der Staubpartikel und deren Freisetzungsrate eingehend zu analysieren.

Keine Gefahr für die Rover

Die beiden Marsrover Opportunity und Curiosity sind dagegen vor dem Kometen Siding Spring und dessen Staubschweif gut geschützt. Trotz ihrer geringen Dichte bietet die dünne Marsatmosphäre einen ausreichenden Schutz und wird verhindern, dass die von C/2013 A1 (Siding Spring) ausgehenden Staubpartikel die Marsoberfläche erreichen.

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


» Marsrover Curiosity hat Dingo Gap erreicht
01.02.2014 - Der Marsrover Curiosity hat am 30. Januar 2014 die Dingo Gap erreicht. Vor dem Durchfahren dieser Formation wird jedoch zunächst noch eine Sanddüne untersucht, welche ein potentielles Risiko für den Rover darstellen könnte. Erst in den nächsten Tagen soll über die weitere Vorgehensweise entschieden werden.
Bereits vor mehr als einer Woche haben sich die Mitarbeiter der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA, welche für die Durchführung der Mission des Marsrovers Curiosity verantwortlich sind, dazu entschieden, den Rover von seinem ursprünglich vorgesehenen Kurs abweichen zu lassen und stattdessen eine mit dem Namen "Dingo Gap" belegte Formation anzusteuern (Raumfahrer.net berichtete). Als Grund für diese kurzfristige Neuplanung der Route, welche als Fernziel allerdings auch weiterhin die Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons zum Ziel hat, wird das zukünftig zu passierende Gelände genannt. Hinter "Dingo Gap", so die für die Planung verantwortlichen Missionsmitarbeiter, befindet sich ein Gelände, welches für den Rover leichter und sicherer zu passieren sein wird als das Terrain auf der ursprünglich vorgesehenen Route.

Abnutzung der Radlaufflächen

Zur Fortbewegung über die Marsoberfläche ist Curiosity mit sechs Rädern ausgestattet. Jedes dieser Räder verfügt über einen Durchmesser von 51 Zentimetern und eine Breite von 40 Zentimetern. Die lediglich 0,75 Millimeter starken Laufflächen dieser Räder, auf denen das gesamte Gewicht des 899 Kilogramm schweren Rovers lastet, bestehen aus einer Aluminiumlegierung und sind mit verschiedenen Querrippen an den Oberseiten und Ringen an den Innenwänden verstärkt.

Bereits im Rahmen der ausführlichen Tests, welche im Vorfeld der Mission auf der Erde durchgeführt wurden, zeigte sich dass diese Räder bei ihrem Einsatz auf dem Mars nach einer gewissen Zeit verschiedene Beschädigungen wie zum Beispiel Dellen, aber auch Löcher und Risse aufweisen würden. Diese zu erwartenden Beschädigungen wurden von den für die Planung der Mission verantwortlichen Ingenieuren der NASA als für die Mission nicht bedrohlich eingeschätzt. Auch mit erheblich beschädigten Laufflächen, so zum Beispiel Matt Heverly, der Leiter des Roverdriver-Teams, welches für die Steuerung des Rovers verantwortlich ist, wird Curiosity auch weiterhin in der Lage sein, seine Fahrt fortzusetzen.

Und tatsächlich - schon nach wenigen Fahrten über die Marsoberfläche zeigten sich bereits im Jahr 2012 auf den Laufflächen der Räder einzelne Kratzer und Dellen. Während der letzten Wochen und Monate bildeten sich zudem verschiedene Löcher und teilweise mehrere Zentimeter lange Risse. Diese zuletzt vermehrt auftretenden Abnutzungserscheinungen resultieren laut den Einschätzungen der in die Mission eingebundenen Techniker und Ingenieure daraus, dass Curiosity speziell im vierten Quartal des Jahres 2013 ein Gelände überquerte, auf dessen felsigen Untergrund sich eine Vielzahl zwar nur wenige Zentimeter großer, dafür aber scharfkantiger Steine befand. Beim Überfahren dieser Steine traten dann die Mehrzahl der jetzt zu beobachtenden Beschädigungen auf.

Seit dem Dezember 2013 wurden mit den verschiedenen Kamerasystemen mehrfach ganze Serien von Aufnahmen angefertigt, mit denen der Zustand der Räder und deren Abnutzungserscheinungen dokumentiert und anschließend analysiert wurden. Dabei zeigte sich, dass speziell die vier mittleren und vorderen Räder beschädigt sind, während die beiden hinteren Räder nur geringe Abnutzungen aufweisen. Aus den so gewonnenen Daten soll jetzt eine Fahrweise entwickelt werden, durch welche die Räder möglichst geschont werden. Zur Diskussion stehen dabei zum Beispiel Fahrten im "Rückwärtsgang" oder eine Fahrweise, bei der lediglich vier der sechs Räder aktiv angetrieben und zur Fortbewegung genutzt werden.

Auf jeden Fall werden die Roverdriver in Zukunft bemüht sein, für die durchzuführenden Fahrten ein Gelände auszuwählen, welches möglicht wenige dieser scharfkantigen Steine aufweist. Würde Curiosity jedoch auch weiterhin seinem eigentlich vorgesehenen Kurs folgen, dann müsste auch weiterhin eine Region passiert werden, wo solche Steine vermehrt auftreten. Dies war dann letztendlich auch der Grund für die Entscheidung der Fahrt zur Dingo Gap.

Hierbei handelt es sich um eine nur wenige Meter breite Lücke zwischen zwei ebenfalls nur wenige Meter hohen Steilböschungen. Hinter dieser Lücke, so die Analysen von verschiedenen hochaufgelösten Aufnahmen, welche der Marsorbiter Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) mit seiner HiRISE-Kamera anfertigte, befindet sich dann ein Gelände, welches für Curiosity sehr wahrscheinlich deutlich weniger Steine parat halten dürfte.

Eine Sanddüne als potentielle Gefahr

Um dieses Gebiet zu erreichen und anschließend zu durchfahren muss der Rover allerdings zunächst eine in ihrem Zentrum etwa einen Meter hohe Sanddüne passieren, welche die potentielle Durchfahrt bei der Dingo Gap versperrt. Diverse Aufnahmen, welche während der letzten Woche von dieser Sanddüne angefertigt wurden, werden derzeit ausgewertet und genutzt, um die Gefährlichkeit dieser Düne für den Rover einzuschätzen. Curiositys zwei Vorgänger, die ebenfalls von der NASA betriebenen Marsrover Spirit und Opportunity, haben in den vergangenen Jahren mehrfach negative Erfahrungen mit solche Dünen, welche sich als regelrechte "Sandfallen" - aber auch als höchst interessante Forschungsziele - herausstellen können, gemacht.

Der Rover Opportunity fuhr sich zum Beispiel am 26. April 2005 in einer eigentlich harmlos aussehenden, nachträglich mit dem Namen "Purgatory-Dune" (zu deutsch "Fegefeuer-Düne") belegten Sanddüne fest und konnte erst nach fünf Wochen aus dieser misslichen Lage befreit werden (Raumfahrer.net berichtete). Opportunity ist immer noch aktiv und konnte erst vor wenigen Tagen seinen "Zehnten Geburtstag auf dem Mars" feiern (Raumfahrer.net berichtete).

Spirit hatte dagegen weniger Glück. Der Rover geriet im April 2009 in eine Region, wo sich unter einer nur wenige Zentimeter dicken versteinerten Kruste eine Schicht aus extrem feinem Sand und Staub befand. Am 23. April 2009 brach Spirit durch die dünne Kruste der Oberfläche und versank mit seinen zu diesem Zeitpunkt nur noch fünf funktionsfähigen Rädern tief im darunter befindlichen Sand und konnte trotz aller Bemühungen nicht mehr "befreit" werden. Am 25. Mai 2011 gab die NASA schließlich bekannt, dass die Mission beendet wird (Raumfahrer.net berichtete).

Seit dem 26. Januar 2014 hat sich Curiosity weiter auf die Dingo Gap zugbewegt und dabei im Rahmen von vier Fahrten insgesamt etwa 90 Meter zurückgelegt. Der Rover befindet sich seit dem 30. Januar direkt am Rand der dort gelegenen Sanddüne und hat diese noch am selben Tag mit den drei auf der rechten Seite befindlichen Rädern teilweise "umgegraben". In den kommenden Tagen sollen zunächst mehrere der insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumente des Rovers dazu eingesetzt werden, um das auf diese Weise frisch freigelegte Material auf seine chemische und mineralogische Zusammensetzung hin zu analysieren. Erst nach der Auswertung dieser Daten wird frühestens im Laufe der nächsten Woche entschieden, ob und an welcher Stelle Curiosity diese Düne wirklich überqueren soll.

"Die Entscheidung ist noch nicht gefallen", so Jim Erickson vom JPL der NASA in Pasadena/Kalifornien, der Projektmanager der Curiosity-Mission. "Außerdem wollen wir einen Blick über die Düne in das Tal direkt westlich davon werfen, um zu sehen, ob der dortige Untergrund hier wirklich so gut ist, wie es die Aufnahmen aus dem Orbit heraus erwarten lassen."

Die hochaufgelösten Aufnahmen der MastCam, der wissenschaftlichen Hauptkamera des Rovers, werden dabei deutlich bessere Aufnahmen liefern können als die HiRISE-Kamera des MRO, welche unter optimalen Bedingungen Oberflächenformationen auf dem Mars mit einer Auflösung von "lediglich" etwa 25 Zentimetern pro Pixel abbilden kann.

Kurs Richtung Aeolis Mons

Wie auch immer die Entscheidung ausfallen wird - eine Fortsetzung der Fahrt über die Düne und danach die neu vorgesehene Route abfahren, zurück auf den alten Kurs oder die Suche nach einer weiteren alternativen Route - das angepeilte "Fernziel" Aeolis Mons, die Basis des Inneren des Gale-Kraters gelegenen und etwa 5.500 Meter hohen Zentralberges, bleibt auch weiterhin bestehen. Sehr fraglich ist dabei allerdings, ob der eigentlich für die Ankunft vorgesehene Termin "August 2014" eingehalten werden kann. Auf dem Weg zu dem angepeilten Ankunftspunkt am Fuße des Berges wird Curiosity auch weiterhin kurze Zwischenstopps einlegen.

Der nächste der dafür vorgesehenen "Waypoints" - Bereiche im Inneren des Gale-Kraters, wo Curiosity jeweils mehrtägige Stopps für ausführlichere wissenschaftliche Untersuchungen einlegen soll - befindet sich in einer Entfernung von noch etwa 800 Metern in südwestlicher Richtung. Das wissenschaftliche Ziel der Analysen an den "Waypoints" besteht darin, Informationen über die Geologie des Geländes zu sammeln, welches sich zwischen der Region Shaler und dem Aeolis Mons befindet.

Diese Daten sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, die bisher gewonnenen Informationen in einen Kontext zu den Erkenntnissen zu setzen, welche zukünftig bei den geschichteten Gesteinsablagerungen des Zentralberges erlangt werden. Ein spezielles Augenmerk soll dabei auf geologische Strukturen gerichtet werden, welche offensichtlich durch fließendes Wasser erzeugt beziehungsweise verändert wurden. Um den nächsten Punkt, welcher mit dem Namen "KMS-9" belegt wurde, zu erreichen wird Curiosity allerdings deutlich mehr als diese 800 Meter Luftlinie überbrücken müssen.

"Im Bereich von KMS-9 zeigen die Orbitaufnahmen drei verschiedene Geländetypen und eine relativ staubfreie Oberfläche", so Katie Stock vom California Institute of Technology (CIT), eine der an der Mission beteiligten Wissenschaftlerinnen. "Wir erkennen dort Geländeformen, denen wir mit Curiosity zuvor noch nicht begegnet sind. An einer Stelle sind Riefelungen auf der Oberfläche zu sehen, die alle in die gleiche Richtung zeigen. Andere Bereiche erscheinen glatt und es existieren keine Riefelungen. Wir wissen nicht, was das ist. Aber das ist gerade so spannend an dieser Erkundungsmission - wir sehen immer wieder neue Dinge."

Eventuell, so die derzeitigen Überlegungen, wird in der Umgebung von KMS-9 auch erneut das Bohrsystem des Rovers dazu eingesetzt, um eine weitere Bodenprobe zu entnehmen und anschließend mit den Analyseinstrumenten eingehender zu untersuchen.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 530 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.900 Metern auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity zudem mehr als 116.570 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, USGS)


» Ein neuer Impaktkrater auf dem Mars
06.02.2014 - Gestern veröffentlichte Aufnahmen der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter zeigen einen erst kürzlich entstandenen Krater auf dem Mars. Der Krater verfügt über einen Durchmesser von 30 Metern und ist von einem aus Auswurfmaterial bestehenden Strahlenkranz umgeben.
Durch die Auswertung von Aufnahmen, welche mit zwei an Bord des von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) befindlichen Kamerasystemen angefertigt wurden, konnten die Planetenforscher bereits im Jahr 2013 berechnen, dass durch die Einschläge von Meteoriten pro Jahr rund 200 neue Impaktkrater auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten entstehen, welche über Durchmesser von mehr als 3,9 Metern verfügen (Raumfahrer.net berichtete).

Allerdings handelt es sich bei den meisten dieser Krater um eher unscheinbar ausfallende Strukturen, welche nur schwach sichtbare Spuren auf der Marsoberfläche hinterlassen. Anders im Falle eines Kraters, vom dem am gestrigen Tag eine Aufnahme veröffentlicht wurde.

Die Kamerasysteme des MRO

Der Mars Reconnaissance Orbiter ist unter anderem mit mehreren Kamerasystemen ausgestattet. Die wissenschaftliche Hauptkamera an Bord des MRO, die von der University of Arizona betriebene HiRISE-Kamera, erreicht mit ihren Aufnahmen unter optimalen Bedingungen eine Auflösung der Planetenoberfläche von bis zu 25 Zentimetern pro Pixel. Eine zweite Kamera an Bord des Orbiters, die CTX-Kamera, erreicht dagegen eine Auflösung von etwa sechs Metern pro Pixel.

Allerdings verfügt die CTX-Kamera über den Vorteil, dass ihre Aufnahmen ein größeres Areal abbilden. Durch das bei den CTX-Aufnahmen erreichte größere Gesichtsfeld kann das durch die HiRISE abgebildete Gebiet zudem in einen räumlich weiter ausgedehnten Kontext versetzt werden.

Beide Kameras bilden regelmäßig die Marsoberfläche ab und fotografieren bei passenden Gelegenheiten auch Oberflächenbereiche, welche bereits zuvor abgebildet wurden. Durch den Abgleich dieser "doppelten" Aufnahmen ist es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern möglich, erst kürzlich erfolgte Veränderungen auf der Marsoberfläche zu registrieren und anschließend gegebenenfalls eingehender zu untersuchen.

Ein neuer Impaktkrater

Bei dem Vergleich von zwei CTX-Aufnahmen, welche im Juli 2010 und im Mai 2012 angefertigt wurden, entdeckten die Wissenschaftler so einen erst kürzlich entstandenen Impaktkrater, der sich bei 3,677 Grad nördlicher Breite und 53,428 Grad östlicher Länge am südwestlichen Rand des Syrtis Major Planum befindet.

Am 19. November 2013 wurde daraufhin die HiRISE-Kamera eingesetzt, um diese Region im Detail abzubilden. Auf dem Foto präsentiert sich ein etwa 30 Meter durchmessender Impaktkrater. Dieser relativ große Krater ist zudem von einem deutlich sichtbaren Strahlenkranz umgeben, welcher aus dem bei dem zugrunde liegenden Impakt freigesetzten Ejektamaterial besteht. Die Ausläufer dieser Strahlen erstrecken sich in eine Entfernung von bis zu 15 Kilometern zum Zentrum des Kraters.

Weitere mit diesem neuen Krater in Zusammenhang stehende Bildprodukte finden Sie hier. Neben dieser Aufnahme der HiRISE-Kamera sind derzeit auf den Internetseiten der University of Arizona mehr als 31.600 weitere HiRISE-Aufnahmen einsehbar.

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


» Curiosity hat die Sanddüne überquert
07.02.2014 - Der Marsrover Curiosity hat eine Sanddüne, welche die Durchfahrt durch die Dingo Gap versperrte, vor wenigen Stunden erfolgreich passiert.
Bereits am 24. Januar 2014 hatten sich die Leiter der Mission des von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity dazu entschieden, den Rover von seinem ursprünglich vorgesehenen Kurs abweichen zu lassen und stattdessen eine mit dem Namen "Dingo Gap" belegten Formation anzusteuern.

Als Grund für diese kurzfristige Neuplanung der Route, welche als Fernziel jedoch auch weiterhin die Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons zum Ziel hat, wird das zukünftig zu passierende Gelände genannt. Hinter "Dingo Gap", so die für die Planung verantwortlichen Missionsmitarbeiter, befindet sich ein Gelände, welches für den Rover leichter und sicherer zu passieren sein wird als das Terrain auf der ursprünglich vorgesehenen Route.

Um dieses Gebiet zu erreichen und anschließend auch zu durchfahren musste der Rover allerdings zunächst eine in ihrem Zentrum etwa einen Meter hohe Sanddüne überqueren, welche die Durchfahrt bei der Dingo Gap auf voller Breite versperrt und die eine potentielle Gefahr für den Rover dargestellt hat. Am 30. Januar erreichte der Rover schließlich nach mehreren Fahrten über jeweils nur wenige Meter den Rand dieser Düne (Raumfahrer.net berichtete) und begann unmittelbar darauf mit ausgedehnten Untersuchungen.

Dabei stellte sich unter anderem heraus, dass es sich bei dieser Düne offenbar um eine Sicheldüne handelt. Dieser Dünentyp ist den Wissenschaftlern auch von der Erde her bekannt. Auf unserem Heimatplaneten
 

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ISS Aktuell: Progress-M 21M hob ISS-Bahn am 18. Januar 2014 an von Redaktion



• Progress-M 21M hob ISS-Bahn am 18. Januar 2014 an «mehr» «online»
• Progress-Ablösung im All «mehr» «online»


» Progress-M 21M hob ISS-Bahn am 18. Januar 2014 an
02.02.2014 - Die Bahn der Internationalen Raumstation (ISS) ist am 18. Januar 2014 um rund 2 Kilometer angehoben worden, berichtete die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos der staatlichen russischen Nachrichtenagentur RIA Novosti am gleichen Tag.
Mit den Bordtriebwerken am Heck des russischen, seit dem 29. November 2013 angedockten Versorgungsschiffs Progress-M 21M wurde das als Reboost bezeichnete Manöver zur Bahnanhebung der ISS durchgeführt. Reboosts sind regelmäßig erforderlich, da die ISS auf Grund der Bremswirkung der dünnen Restatmosphäre pro Tag zwischen 80 und 150 Meter Flughöhe verliert.

Am 18. Januar 2014 um 4:34 Uhr Moskauer Zeit, das ist 1:34 Uhr MEZ, wurden die Triebwerke des von der US-amerikanischen Luft und Raumfahrtagentur (NASA) Progress 53 oder 53P genannten Versorgers gezündet, und brannten dann rund 520 Sekunden lang.

Die Operation steigerte die Geschwindigkeit der ISS um rund 1,18 Meter pro Sekunde und hob die Bahn der Station um rund ca. 2 Kilometer an. Die durchschnittliche Flughöhe nach dem Manöver lag bei ~ 417,2 Kilometern über der Erde.

Die Bahnanhebung erfolgte auch in Vorbereitung des nächsten Versorgungsflugs zur ISS. Am 5. Februar 2014 soll Progress-M 22M an der Spitze einer Sojus-U-Rakete von Baikonur aus mit über 2,5 Tonnen Versorgungsgütern Richtung ISS aufbrechen.

Ursprünglich war die Bahnanhebung für den 16. Januar 2014 geplant, musste jedoch wegen der Gefahr einer potentiellen Kollision mit Weltraumschrott verschoben werden. Die Verschiebung bewirkte, dass die Station nicht in einen gefährlich geringen Abstand zu einem alten Teil einer US-amerikanischen Rakete vom Typ Delta 2914 geriet, welche den japanischen Wettersatelliten GMS 1 alias Himawari 1 in den Weltraum transportiert hatte.

Das Fragment der Delta-Rakete ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 10.257 und trägt die COSPAR-Bezeichnung 1977-065CJ, dementsprechend kreist es seit 1977 um die Erde. Aktuell bewegt es sich auf einer 29,1 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn in Höhen zwischen 390 und 475 Kilometern über der Erde.

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


» Progress-Ablösung im All
05.02.2014 - Heute Nachmittag ist ein Frachtraumschiff vom Typ Progress-M an der Spitze einer Sojus-Trägerrakete vom Kosmodrom Baikonur aus zur Internationalen Raumstation gestartet.
Der Start von Progress-M 22M erfolgte gegen 17.23 Uhr MEZ. Die Internationale Raumstation soll gegen 23.25 Uhr erreicht werden. An Bord des unbemannten Raumschiffes befinden sich mehr als 2,5 Tonnen Fracht, darunter Treibstoffe, Versorgungsgüter, Wasser, Atemluft, Verbrauchsmaterialien, Ersatzteile und wissenschaftliche Ausrüstungen. Zu diesen zählen Goldfische, Mückenlarven und Plattwürmer für das japanisch-russische Experiment Aquarium.

Im Rahmen dieses Experiments werden Erkenntnisse über die Stabilität eines geschlossenen ökologischen Systems erwartet sowie die Entwicklung verschiedener Lebewesen in der Schwerelosigkeit untersucht. Ein Teil der Arbeiten dienen der Grundlagenforschung für die Schaffung von Lebenserhaltungssystemen, die sich auf biologische Kreisläufe stützen.

Ein Vorgänger des neuen Raumschiffes, Progress-M 20M, legte am 3. Februar, gegen 17.21 Uhr MEZ von der Raumstation ab und machte damit Platz für den Nachfolger. In den folgenden Tagen wird der Frachter dazu verwendet, allein durch Gravitation stabilisierte Fluglagen im Orbit zu untersuchen.

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



 

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"InSpace" Magazin #510
ISSN 1684-7407


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