InSpace Magazin #519 vom 12. Juni 2014

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #519
ISSN 1684-7407


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Intro von Axel Orth

Liebe Leserinnen und Leser,

gute Nachrichten gibt es von dem Team, das derzeit versucht, Kontakt mit der 36 Jahre alten Deep-Space-Raumsonde ISEE-3/ICE aufzunehmen, die derzeit wieder in die Nähe der Erde zurückkehrt: Der Versuch, längst ausrangierte Hardware durch Software zu ersetzen, ist gelungen, die alte Sonde hat Telemetriedaten zurückgesendet, aus denen unter anderem hervorgeht, dass alle 13 Instrumente an Bord zumindest noch Strom zur Verfügung haben (was über deren Funktionsfähigkeit allerdings noch gar nichts aussagt).

Der Weg zu dem erklärten Ziel, die Bahn der Sonde zu ändern, so dass sie auf Dauer wieder in der näheren Umgebung der Erde bleibt, ist noch lang. Unbedingt erforderlich ist dafür ein Mond-Vorbeiflug, der die Sonde bis auf 50 Kilometer nahe an die Mondoberfläche bringt. Dafür ist eine Kurskorrektur erforderlich, für die die aktuelle Position und Flugbahn der Sonde hochpräzise aus den Dopplereigenschaften des Funksignals bestimmt werden muss, und zwar schon bis Mitte Juni, sonst ist es für die Berechnungen und die Formulierung des Manöverkommandos wahrscheinlich zu spät.

Gesetzt den Fall, mit der Positionsberechnung und der Kommandoübertragung zur Sonde funktioniert alles, dann könnte das Manöver daran scheitern, dass die Heizungen im Tank der Sonde zu schwach sind, den derzeit wohl eingefrorenen Treibstoff, Hydrazin, einsatzbereit zu machen. Und der Vorbeiflug am Mond selbst könnte wiederum daran scheitern, dass ISEE-3 den Mondschatten durchfliegen muss und dabei zwangsläufig einen kompletten Stromausfall erleiden wird, zum erstenmal seit Jahrzehnten. Zwar verfügt die Sonde über Akkumulatoren zum Überbrücken eines solchen Ausfalls, aber diese Akkus sind nach fast 40 Jahren wahrscheinlich zu nichts mehr zu gebrauchen. Der unvermeidbare Stromausfall ist nun keine Katastrophe für ISEE-3, da eine solche Sonde über eine fest vorprogrammierte Neustart-Prozedur verfügt, sobald wieder Licht auf die Solarpanels fällt - aber ob das nach all der Zeit noch funktioniert, ist zumindest nicht sicher...

Mehr Details können Sie im Blog von Jason Davis bei der Planetary Society nachlesen.

Axel Orth


PS: Und jetzt noch etwas von der bemannten Raumfahrt. Während ich dies schreibe, hat sich gerade aus der ISS Alexander Gerst gemeldet und der deutschen Fußball-Nationalmannschaft alles Gute für die WM gewünscht. :-)

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Updates / Umfrage

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News

• Ariane 5 VA218 verschoben, Optus 10 zum Hersteller «mehr» «online»
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• Kommunikationssatellit Express-AT 2 im Regelbetrieb «mehr» «online»
• MHS von Wettersatellit MetOp-A wieder im Einsatz «mehr» «online»


» Ariane 5 VA218 verschoben, Optus 10 zum Hersteller
01.06.2014 - Der Start der Ariane-5ECA-Rakete mit den Kommunikationssatelliten MEASAT 3B und Optus 10 und der Flugnummer VA218 war zuletzt für den 6. Juni 2014 angesetzt. Wegen Problemen mit einer der Nutzlasten, dem von Space Systems/Loral (SS/L) gebauten Optus 10, kann der Start zum Leidwesen von Arianespace und MEASAT Satellite Systems zunächst nicht erfolgen.
Optus 10 ist ein Kommunikationssatellit für SingTel Optus, den Arianespace nach einer Vereinbarung zwischen dem Startanbieter und dem künftigen Betreiber vom Oktober 2011 ins All bringen soll. Vorgesehen war, den Satelliten beim Flug VA218 unter der Sylda für SYstème de Lancement Double Ariane genannten Doppelstartstruktur mitzuführen.

Am 29. Mai 2014 wurde bekannt, dass man Optus 10 nach Angaben des Präsidenten von SS/L, John Celli, vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana zurück ins Werk des Herstellers in Palo Alto im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien transportieren werde.

Während eigentlich abschließender Startvorbereitungen sei bei Tests eine Anomalie im Antriebssystem von Optus 10 aufgetreten, soll John Celli nach Angaben des Branchendienstes Spacenews mitgeteilt haben.

Die Behebung des Problems mit dem Antriebssystem sei nicht zur vollen Zufriedenheit von SS/L gelungen, man habe aber das Ziel, sich immer 100 Prozent sicher sein zu können, dass eine Mission gelingt, so John Celli weiter.

In einem französischsprachigen Fachforum wurde berichtet, dass eine der in Kourou zuvor entstandenen Verzögerungen ihre Ursache in der (in der Quelle nicht erklärten) Notwendigkeit, die Düse des Haupttriebwerks des Satelliten zu tauschen, hatte. Der Tausch der Düse sei im BAF für Bâtiment d’Assemblage Final genannten Endmontage-Gebäude erfolgt.

Die gleiche Quelle verbreitete, dass das zuletzt aufgetretene Problem mit dem Düsentausch in Verbindung stehe, aber nicht der Hauptgrund für die aktuelle Startabsage und den Rücktransport des Satelliten sei.

Auch wenn die Wahrscheinlichkeit eines Versagen in einer Erdumlaufbahn sehr klein sei, verlangten die eigenen Ansprüche an Qualität und Zuverlässigkeit laut SS/L-Chef Celli zusätzliche Tests, die man ausschließlich in der eigenen Fabrik durchführen könne. Deshalb wurde mit der Vorbereitung von Optus 10 für einen Rücktransport nach Palo Alto begonnen.

Unter den in Kourou an Optus 10 zu erledigenden Arbeiten ist auch ein Enttanken und eine entsprechende Dekontamination. Nach Informationen aus Industriekreisen war der Satellit bereits etwa zur Hälfte betankt, was nun zusätzliche, zuvor nicht eingeplante Arbeiten am Weltraumbahnhof Kourou nötig macht und die Fortschritte von Arianespace bei der Vorbereitung anderer Missionen möglicherweise beeinträchtigt.

Das Antriebssystem von Optus 10, der auf Basis des Satellitenbus LS-1300 entstand, setzt sich aus chemischen und elektrischen Triebwerken zusammen. Auf diese Weise wird auch die für neuere Kommunikationssatelliten von SS/L eher geringe Startmasse von rund 3.200 Kilogramm für Optus 10 realisiert.

Als SingTel Optus den Satelliten bei SS/L bestellt hatte, sorgte die am 21. März 2011 von Optus kommunizierte Auftragsvergabe, bei der die mit bietende Orbital Sciences Corporation (OSC) - Hersteller eher leichterer Kommunikationssatelliten - unterlag, in Industriekreisen für ein gewisses Aufsehen.

Der Dienstleister GMV, der im Bereich der Flottenkontrolle für SingTel Optus unter anderem Softwarewerkzeuge zur Verfügung stellt, bezeichnete das Antriebssystem des dreiachsstabilisierten Optus 10 im Jahr 2012 als "idiosyncratic" - auf Deutsch etwa eigentümlich.

Laut GMV setzt SS/L bei Optus 10 auf eine Regelung von Inklination und Exzentrizität der Umlaufbahn unter Verwendung von elektrischen Triebwerken, die mit ionisiertem Gas arbeiten, und Steuerung der Drift über die Längengrade mit chemischen Triebwerken.

Ob man bei Optus 10 die heutzutage verstärkt auch bei Kommunikationssatelliten verbauten elektrischen Triebwerke auch für die erforderlichen Manöver zur Bahnanhebung nach dem Aussetzen von der Raketenoberstufe einsetzen will, oder geplant hat, allein mit chemischen Triebwerken die vorgesehene Position im Geostationären Orbit bei 164 Grad Ost anzufliegen, wurde bisher nicht bekannt.

Der Bau von Optus 10 war wegen Überlegungen von SingTel Optus zu einer strategischen Neuausrichtung des Unternehmens und einem angedachten Verkauf der Satellitensparte auf halben Weg unterbrochen worden. Mitte 2013 hatten Branchendienste gemeldet, dass SingTel Optus auf ein Gebot in der Höhe von rund 2 Milliarden US-Dollar für die eigene Flotte aus fünf aktiven Raumfahrzeugen hoffte.

Der unvollendete Satellit wurde bei SS/L eingelagert, bis organisatorische und finanzielle Fragen geklärt waren - SingTel Optus verkaufte seine Satelliten nicht. Nachverhandlungen zwischen SingTel Optus und SS/L könnten sich laut Informationen von Spacenews anschließend ebenfalls nachteilig auf das Projekt ausgewirkt haben.

Ist Optus 10 erst einmal im All, will SingTel Optus ihn zur Versorgung von Empfängern in Australien, Neuseeland und Antarktis-Regionen mit direkt ausgestrahlten Radio- und Fernsehprogrammen sowie mit Zweiwege-Kommunikationsdiensten für Sprach-, Multimedia- und Datenübertragungen verwenden. In einer grafischen Darstellung der eigenen Satellitenflotte über der Erde zeigt SingTel Optus Optus 10 als Reservesatelliten.

Die Kommunikationsnutzlast von Optus 10 besteht aus 24 gleichzeitig nutzbaren Ku-Band-Transpondern. Die Auslegungsbetriebsdauer des von zwei Solarzellenauslegern mit elektrischer Energie zu versorgenden Raumfahrzeugs beträgt 15 Jahre.

Wann nun Optus 10 in den Weltraum gelangt und dort seine Arbeit aufnehmen kann, ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht bekannt.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Advanced Television, Arianespace, GMV, Le forum de la conquête spatiale, rapidtvnews.com, SingTel Optus, Spacenews, Space Systems/Loral)


» Astra 5B im Regelbetrieb
03.06.2014 - Der europäische Kommunikationssatellitenbetreiber Société Européenne des Satellites (SES) gab am 2. Juni 2014 bekannt, dass sein Fernsehsatellit Astra 5B am selben Tag den kommerziellen Einsatz an der vorgesehenen Position im Geostationären Orbit aufgenommen hat.
Astra 5B war am 22. März 2014 von Kourou in Französisch-Guayana aus unter der Ägide des Startanbieters Arianespace auf der Ariane-5-ECA-Trägerrakete mit der Flugnummer VA216 ins All transportiert und nach 27 Minuten Flugzeit von der ESC-A für Etage Supérieur Cryotechnique Type A genannten Oberstufe in einem Transferorbit ausgesetzt worden.

Die erreichte Bahn wies laut Arianespace nach Kalkulationen ein Perigäum, also einen der Erde nächsten Bahnpunkt, von 249,7 Kilometern und ein Apogäum, den der Erde fernsten Bahnpunkt, von 35.895 Kilometern auf. Die Neigung der Bahn gegen den Erdäquator betrug nach Angaben von Arianespace 2,99 Grad.

Mit seinen mit Monomethylhydrazin (MMH) und einer Mischung aus Stickstoffoxiden (MON-3) als Oxidator arbeitenden eigenen Triebwerken bewältigte der neue Fernsehsatellit 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 SES rund 5.724 bzw. laut Arianespace 5.755 Kilogramm schwere, von EADS Astrium (jetzt Airbus Defense and Space) nach einer Bestellung vom November 2009 im französischen Toulouse gebaute und auf dem Eurostar-3000L-Bus basierende Satellit in der Folge umfangreichen Inbetrieb- und Abnahmetests unterzogen.

Die Aktivitäten der Launch and Early Orbit Phase (LEOP) wurden vom Satellitenkontrollzentrum von Airbus Defence and Space in Toulouse kontrolliert und koordiniert. Nach deren erfolgreichen Abschluss versetzte man den Satelliten in Drift nach Westen. Anfang Mai 2014 stand Astra 5B noch im Bereich bei 43,5 Grad Ost im Geostationären Orbit, am 31. Mai befand er sich bei 31,5 Grad Ost.

Mit den 40 Ku-Band-Transpondern von Astra 5B adressiert SES Gebiete in Zentral- und Ost-Europa. Sie sind bisher von Astra 1G versorgt worden, der seit dem 2. Dezember 1997 um die Erde kreist. Letzterer Satellit war mit einer Auslegungsbetriebsdauer von 15 Jahren konstruiert worden und seit Juli 2010 bei 31,5 Grad Ost aktiv.

Die Kommunikationsnutzlast von Astra 5B besitzt neben den 40 Ku-Band-Transpondern auch sechs Ka-Band-Transponder.

An Bord von Astra 5B befindet sich außerdem eine L-Band-Nutzlast für den European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS). EGNOS ist ein europäisches Programm zur Erhöhung der Genauigkeit vorhandener oder im Aufbau befindlicher Satellitennavigationssysteme wie des europäischen Galileo, des US-amerikanischen GPS oder des russischen GLONASS durch den Betrieb von Navigationsnutzlasten an Bord von Satelliten auf geostationären Umlaufbahnen.

Das Gemeinschaftsprojekt von Europäischer Union, der europäischen Raumfahrtagentur ESA und der europäischen Flugsicherung Eurocontrol ist auch dazu gedacht, Informationen über die Qualität und Zuverlässigkeit empfangener Navigationssystemdaten zu liefern.

Mindestens 15 Jahre lang soll sich Astra 5B kommerziell nutzen lassen. Die projektierte maximale Leistungsabgabe der beiden Solarzellenausleger des Erdtrabanten beträgt am Ende der Auslegungsbetriebsdauer noch 13,5 Kilowatt. Die Ausleger geben dem Satelliten mit einem rund fünf Meter hohen Grundkörper eine Spannweite von rund 40 Metern (laut Arianespace 39,4 Meter).

Astra 5B ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.617 und als COSPAR-Objekt 2014-011B.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Airbus Defense and Space, Arianespace, SES)


» Die Sonne im Blick
03.06.2014 - Durch kombinierte Beobachtungen von mehreren Raumsonden ist es möglich, die von der Sonne ausgehenden Teilchenströme und deren Quellen langfristig zu beobachten und zu analysieren. Entsprechende Beobachtungen sind unter anderem wichtig, um die aktuelle Entwicklung des Weltraumwetters beurteilen zu können, welches auch Auswirkungen auf das Leben auf der Erde hat. Im Rahmen einer solchen Beobachtung gelang es kürzlich auch, das seltenen Isotop Helium-3 nachzuweisen und dessen Ursprungsort auf der Sonne zu identifizieren.
Die Sonne ist keinesfalls der ’ruhige Ort’ als der sie einem lediglich mit dem bloßem Auge beobachtenden Betrachter am Taghimmel erscheint, sondern vielmehr - wie jeder andere Stern auch - ein recht aktives Himmelsobjekt. Das Zentralgestirn unseres Sonnensystems schleudert im Rahmen dieser Sonnenaktivität in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen immer wieder große Mengen an energetisch geladenen Teilchen ins Weltall. Gleichzeitig entweicht permanent ein kontinuierlicher Partikelstrom - der Sonnenwind - von deren Oberfläche. Sowohl der eher ’moderate’ Sonnenwind als auch die heftigen Erutionen - die kornonalen Masseauswürfe - können dabei direkte und gegebenenfalls eindeutig negative Auswirkungen auf das Leben auf der Erde haben.

Das bekannteste Beispiel für derartige Effekte sind die Polarlichter, welche entstehen, wenn größere Mengen an von der Sonne ausgehenden Partikeln auf die Magnetosphäre der Erde treffen und dabei speziell über den Polarregionen wunderschön anzuschauende Leuchterscheinungen hervorrufen. Deutlich gravierender - und nachteiliger für die Menschheit - können allerdings die Auswirkungen von größeren kornonalen Masseauswürfen sein, welche die Erde ’direkt" treffen. Derartige Teilchenströme können sowohl in der Erdumlaufbahn kreisende Satelliten beschädigen als auch zu einer Beeinträchtigung des irdischen Kommunikationsnetzes führen.

Eine weitere Gefahr besteht zudem für das Stromversorgungsnetz, welches ebenfalls sehr anfällig für Störungen durch das Weltraumwetter ist. Durch eine erhöhte Sonnenaktivität hervorgerufene geomagnetische Stürme können gegebenenfalls dazu führen, dass das Stromnetz zusammenbricht. Dies war in der jüngsten Vergangenheit unter anderem im März 1989 der Fall, als in der kanadischen Provinz Quebec das Stromnetz infolge eines geomagnetischen Sturmes ausfiel und sechs Millionen Einwohner der Region einen Zeitraum von neun Stunden ’im Dunklen’ verbringen mussten.

Die regelmäßige Überwachung der Sonnenaktivität ist daher mittlerweile unabdingbar, um mögliche Auswirkungen auf die Erde möglichst früh zu registrieren und im gegebenen Fall entsprechende vorsorgliche Maßnahmen einleiten zu können. Zu diesem Zweck stehen den verschiedenen Weltraumorganisationen inzwischen eine Vielzahl von Raumsonden zur Verfügung, welche auf die Beobachtung der Sonne spezialisiert sind. Deren Daten waren bisher allerdings lediglich bruchstückhaft.

Da sich die Sonne innerhalb von etwas mehr als 28 Tagen einmal um ihre Rotationsachse dreht war es bisher nicht möglich, den Teilchenstrom der Sonne und dessen Quellregionen auf der gesamten Sonnenoberfläche über einen längeren Zeitraum hinweg gleichzeitig im Blick zu behalten. Wissenschaftler unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen haben nun erstmals die Daten von drei Raumsonden zu einem ’Rundumblick’ kombiniert, bei dem die gesamte Oberfläche der Sonne über mehrere Tage hinweg erfasst werden konnte. Dabei konnten die Forscher auch verfolgen, wie die Sonne ein seltenes Heliumisotop freisetzt.

Sonnenbeobachtungssatelliten

Die meisten der Raumsonden, welche derzeit die Sonne beobachten und erforschen, befinden sich keineswegs in der Nähe der Sonne. Vielmehr bewegen sie sich üblicherweise in der unmittelbaren Nähe zu unserem Heimatplaneten, dessen Umlaufbahn immerhin rund 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt verläuft. Der von der ESA und der NASA betriebene Sonnenbeobachtungssatellit SoHO befindet sich so zum Beispiel in einer Entfernung von lediglich rund 1,5 Millionen Kilometern zur Erde. Der neueste ’Sonnenspion’, das am 11. Februar 2010 gestartete Solar Dynamics Observatory (kurz "SDO") der NASA, befindet sich sogar in einem Erdorbit.

Derartig ’erdnahe’ Standorte im Weltall sind zwar für die Kommunikation zwischen einer Raumsonde und den Bodenstationen auf der Erde und speziell für die Übertragungsrate der dabei gewonnenen Daten vorteilhaft - sie bieten jedoch zugleich auch einen entscheidenden Nachteil. Nur die Seite der Sonne, welche sich gerade in ’Richtung Erde’ befindet, liegt dabei im Blickfeld der Raumsonden und kann mit den jeweiligen Instrumenten beobachtet werden. Die ’Rückseite’ der Sonne bleibt bei den entsprechenden Beobachtungen dagegen jedoch stets für einen Zeitraum von mehreren Tagen ’verborgen’.

STEREO-A und STEREO-B

An dieser Stelle kommen seit dem Jahr 2011 die beiden Raumsonden STEREO-A und STEREO-B ins Spiel.

Die bereits am 26. Oktober 2006 gestarteten STEREO-Sonden umkreisen die Sonne seit mittlerweile fast acht Jahren auf der gleichen Umlaufbahn wie die Erde. Eine der beiden Sonden - STEREO-A ("A" für "Ahead" - voraus) - befindet sich dabei ’vor’ der Erde. Die andere Sonde - STEREO-B ("B" für "Behind" - hinterher) - folgt unserem Heimatplaneten auf dessen Umlaufbahn um die Sonne. Dabei driften die STEREO-Sonden von Jahr zu Jahr immer weiter auseinander. Anfang des Jahres 2011 nahmen die beiden Raumsonden dabei eine Formation im Weltraum ein, bei der sich die Sonne genau zwischen diesen beiden Sonden befand. Somit ergab sich für STEREO-A und STEREO-B erstmals die Gelegenheit, zum selben Zeitpunkt nahezu die gesamte Oberfläche der Sonne zu dokumentieren.

"Zusammen mit Sonden in Erdnähe ist es nun möglich, alle Seiten der Sonne gleichzeitig im Blick zu halten", so Radoslav Bučík vom MPS. "Auf diese Weise können wir erstmals langfristige Prozesse ohne Unterbrechung verfolgen", so der Wissenschaftler weiter. Hierdurch kann nicht nur die aktuelle Aktivität der Sonne überwacht werden. Vielmehr ergibt sich auch die Möglichkeit, die physikalischen Prozesse im Rahmen eines ’Rundumblickes’ zu untersuchen, die aktuell auf der Sonne ablaufen.

In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern von der Johns Hopkins University in Baltimore/USA und der Universität von Alcalá (Spanien) untersuchten die Mitarbeiter des MPS dabei unter anderem die Verteilung des Helium-Isotops "Helium-3", welches von der Sonne gelegentlich in das Weltall abgegeben wird. Helium-3 ist nicht nur in der Sonnenmaterie, sondern im gesamten Sonnensystem ein sehr selten auftretendes Isotop. Das schwerere Isotop "Helium-4", dessen Kern aus zwei Protonen und ebenfalls zwei Neutronen besteht, tritt zum Beispiel etwa 10.000mal so häufig auf. Auch der Sonnenwind spiegelt dieses Verhältnis dieser beiden Spielarten des Heliums wieder. Gelegentlich wird unsere Sonne jedoch zu einer wahren ’Helium-3-Schleuder’. Über einen begrenzten Zeitraum entweicht dabei ein Teilchenstrom mit einer stark erhöhten Konzentration dieses seltenen Isotops.

"Offenbar gibt es einen Mechanismus auf der Sonne, der bei diesen Ereignissen Helium-3 deutlich wirksamer ins All beschleunigt als andere Teilchen", so Radoslav Bučík weiter. Wie dieser Mechanismus funktioniert, ist bisher jedoch noch völlig unklar.

Eines der Probleme bei der Untersuchung dieses Effektes bestand bisher darin, dass sich diese Teilchen in der Vergangenheit lediglich über einen Zeitraum von maximal einen Tag verfolgen ließen. Da die Sonne rotiert beschreiben die Teilchen - vergleichbar mit dem Wasserstrahl eines rotierenden Rasensprengers - eine Art Spiralbahn. Nach nur wenigen Stunden verschwanden sie deshalb aus dem Blickfeld des jeweiligen Messinstruments. Erst die neue, zu Beginn des Jahres 2011 erreichte Beobachtungsgeometrie der STEREO-Sonden ermöglicht jetzt - in Kombination mit den Daten weiterer Sonnenbeobachtungssatelliten - einen tieferen Einblick. Lediglich wenige Monate später konnten so Daten über den Helium-3-Ausstoß gewonnen werden, welche von den beteiligten Wissenschaftlern in den folgenden Jahren ausgewertet wurden.

Am 1. Juli 2011 registrierte das Massespektrometer SIT an Bord von STEREO-B eine deutlich erhöhte, von der Sonne ausgehende Helium-3-Konzentration. Am 7. Juli wurden diese Teilchen mittels des Teilchenspektrometers ULEIS an Bord der NASA-Raumsonde ACE auch in der Nähe der Erde nachgewiesen. Als Quelle, so das Resultat der Auswertungen, konnten die Wissenschaftler eine spezielle aktive Region auf der Oberfläche der Sonne identifizieren. Derartige Regionen befinden sich oftmals in der Nähe eines Sonnenflecks und weisen hohe Magnetfeldstärken auf. Am 9. und am 16. Juli zeichneten die Raumsonden ACE und STEREO-A erneut erhöhte Helium-3-Werte auf. Auch hier konnten die Wissenschaftler in ihren Berechnungen die selten Isotope bis zu ihrem Ursprungsort zurückverfolgen.

"Dass helium-3-reiche Ereignisse mehrere Tage anhalten können, war eine große Überraschung", so Radoslav Bučík. Offenbar weist das Sonnenplasma auch über längere Zeiträume Bedingungen auf, welche die Freisetzung von Helium-3 begünstigen. Dies könnte wiederrum ein wichtiger Hinweis sein, der dabei hilfreich sein könnte, den hierfür zugrunde liegenden Beschleunigungsmechanismus zu identifizieren.

"Diesen Mechanismus zu verstehen, hat weitreichende Konsequenzen“, ergänzt Bučík. "Er könnte uns helfen zu verstehen, wie es der Sonne grundsätzlich gelingt, Teilchen in so genannten Flares ins All zu schleudern."

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


» SpaceX stellt bemannte Dragon vor
04.06.2014 - Im Verlauf einer am Freitag Morgen unserer Zeit stattfindenden Präsentation enthüllte der Chef von SpaceX, Elon Musk, eine weiterentwickelte Version des Raumschiffs Dragon. Mit diesem will man in den nächsten Jahren bemannte Flüge durchführen.
Wenn man sich die Geschichte von Space Exploration Technologies Corporation, kurz SpaceX, so durchliest, muss man zugeben, dass diese Firma aus Hawthorne, Kalifornien, seit ihrer Gründung 2002 einiges erreicht hat: die Entwicklung von zwei neuen Raketenmodellen (Falcon 1 und 9), die Verbesserung einer dieser beiden Modelle (Falcon 9v1.1) sowie, als erste kommerzielle Firma überhaupt, den Transport von Fracht zur Internationalen Raumstation ISS und der sicheren Rückkehr eines eigenen Raumschiffes (Dragon). Zudem mischt man gerade den globalen Satellitenmarkt mit den eigenen niedrigen Preisen gehörig auf und man sieht SpaceX schon seit einiger Zeit als größter Rivale des bisherigen Branchenprimus Arianespace. Nun kämpft man im Rahmen des CCDev-Programms (Commercial Crew Development) der NASA, welches das Ziel von zwei bemannten Raumschiffen für den Einsatz im erdnahen Orbit hat, gegen die Konkurrenten Sierra Nevada Corporation (SNC) und Boeing um den Zuschlag. Bekannt war bisher, dass SpaceX dafür auf einer verbesserten Version der Dragon setzt, welche für den bemannten Einsatz optimiert werden soll.

Landen wie ein Helikopter

Dieses Raumschiff stellte nun der Gründer und Chef von SpaceX, Elon Musk, am Freitagmorgen unserer Zeit im Firmensitz und Produktionshalle in kalifornischen Hawthorne im Rahmen einer Präsentation vor etlichen Mitarbeitern vor, welche auch im Internet übertragen wurde. Das DragonV2 titulierte Raumschiff lässt dabei einige große Unterschiede zu seinem Vorgänger erkennen. Am auffallendsten sind wohl die vier seitlichen Gondeln, welche je zwei Raketentriebwerke des Typs SuperDraco, die schon seit einiger Zeit bei SpaceX in Entwicklung sind und bereits getestet wurden, besitzen. Mit ihnen soll es laut Musk möglich sein, ohne Fallschirme mittels vier ausfahrbaren Beinen eine kontrollierte und genaue Landung durchzuführen. Im Notfall soll es auch als Startabbruchsystem dienen und die Kapsel samt Besatzung schnell von der Rakete wegzubringen, ähnlich den Systemen von Mercury, Apollo, Sojus oder der sich in Entwicklung befindlichen Orion. Der Unterschied besteht aber darin, dass das LAS genannte Startabbruchsystem als Raketenturm sich auf der Kapsel befindet und dann im Flug abgetrennt wird, während bei DragonV2 es auch als Landesystem dient. Bei einem Notfall bei der Landung steht aber trotzdem ein konventioneller Fallschirm als zusätzliches Sicherheitssystem zur Verfügung.

Bis zu 100 Mal wiederverwendbar

Ein weiteres Merkmal ist die auf- und zu klappbare Spitze des Raumschiffes, welches einen Kopplungsadapter des Typs NDS (NASA Docking System) verbirgt. Mit diesen Kopplungsadaptern soll das Raumschiff an den in den nächsten Jahren modifizierten Kopplungsmodulen PMA-2 und PMA-3 der ISS andocken können. Die klappbare Spitze dient dabei als Schutz für den Kopplungsmechanismus für den Start in den Erdorbit und bei der Rückkehr zum Boden. Im Orbit wird das Raumschiff darüber hinaus ähnlich seinem Vorgänger über einen so genannten Trunk verfügen, welcher im Grunde genommen ein offener Zylinder mit Solarzellen an der Außenhülle ist. In ihm können dann nicht unter Druck stehende Nutzlasten, etwa Außenexperimente oder Ersatzteile für eine Raumstation, aber theoretisch auch ein kleines, unter Druck stehendes Frachtmodul transportiert werden. Der Trunk versorgt mit seinen Solarzellen die Dragon vor allem mit wertvollem Strom für die zahlreichen Systeme des Raumschiffes.

Insgesamt ist die DragonV2 auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt. Laut Musk soll die Kapsel an sich bis zu 100 Mal wiederverwendet werden können, der verbesserte Hitzeschild bis zu zehn Mal. Dieser soll eine weiterentwickelte Version des bisherigen Hitzeschilds vom Typ PICA-X der Dragon sein und basiert auf dem Prinzip der ablativen Kühlung, also dem allmählichen Abschmelzen des Schilds während des Flugs durch die Erdatmosphäre.

Touchscreens und Knöpfe im Cockpit

Der Innenraum der DragonV2 ist darauf ausgelegt, bis zu sieben Personen ausnehmen zu können, wobei sie auf zwei Ebenen verteilt sind. Während auf der unteren Ebene drei Sitzschalen angelegt sind, können auf der oberen Ebene bis zu vier Astronauten Platz finden, darunter auch der Kommandant und der Pilot. Für sie gibt es eine klappkare Instrumententafel, welche über vier Touchscreens verfügt, zwei auf jeder Seite. In der Mittel finden sich zudem noch zur Sicherheit Knöpfe, mit denen bei einem Ausfall der Touchscreens die wichtigsten Funktionen der Kapsel gesteuert werden können, sowie ein Joystick zur Steuerung des Raumschiffes. So können Kommandant und Pilot während des Starts, bei Manövern im Weltraum sowie der Landung das Raumschiff steuern, während im Freiflug es weggeklappt werden kann, um so mehr Raum in der beengten Kapsel zu schaffen. Zur visuellen Orientierung dienen auch fünf Fenster.

Auffallend war bei der Dragon auch die Innenwand der Kapsel, nämlich eine Metallwand. In Zukunft soll aber eine Verkleidung dran kommen, in der auch Stauraum für Versorgungsgüter wie Nahrung, Wasser oder Kleidung vorhanden sein wird, um so die Besatzung während des Flugs zu ihrem Ziel zu versorgen.

Erste Tests noch dieses Jahr

Das bei der Vorstellung präsentierte Modell ist dabei laut Musk Flughardware und soll in den nächsten Monaten bei einer Reihe von Test eingesetzt werden. So soll noch dieses Jahr ein Demonstrator mit Namen DragonFly, welcher im Grunde genommen nichts anderes ist als eine DragonV2, erste Flüge durchführen und so eine Landung mithilfe der SuperDraco-Triebwerke erproben. Das Vorgehen mit DragonFly erinnert dabei an die Grasshopper genannte Rakete von SpaceX, mit der die Landefähigkeiten der ersten Stufe einer Falcon 9 erprobt wurden. Zudem soll es noch dieses Jahr einen so genannten Pad Abort Test geben, wobei eine DragonV2 am Boden ihr Startabbruchsystem zündet und so einen Notfall auf der Startrampe simuliert. Die Kapsel landet dabei an ihrem Fallschirm. Im nächsten Jahr soll es dann zu einem so genannten Flight Abort Test kommen, bei dem der das Abbruchsystem im Flug getestet wird.

Bemannte Flüge ab 2016

Im Zuge dieser Tests soll es im Jahr 2016 zum ersten bemannten Flug kommen. Als Startvehikel soll dabei die Falcon 9v1.1, welche auch von SpaceX entwickelt wurde und hergestellt wird, zum Einsatz kommen. Zudem soll es möglich sein, von mehreren Orten zu starten. Neben der Anlage im kalifornischen Vandenberg, von der man bereits einen Satelliten gestartet hat, sollen auch ein neuer Weltraumbahnhof Brownsville am Golf von Mexiko und unmittelbar an der texanisch-mexikanischen Grenze sowie der berühmte Startkomplex 39a am Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida zur Verfügung stehen. Zu diesem Zweck hat SpaceX vor einiger Zeit die Rampe von der NASA gepachtet. Zurzeit laufen Modernisierungsarbeiten an der Rampe.
Als mögliche Ziele einer bemannten Dragon-Kapsel stehen neben der ISS vor allem die zukünftige Raumstation von Bigelow Aerospace zur Verfügung. Dabei geht es auch um den Transport von Touristen in den Weltraum. Langfristig ist es Musks Plan, die Preise in der Raumfahrt so zu senken, sodass sich die Menschheit dauerhaft im Weltraum ausbreitet. Auch setzt er sich für eine bemannte Marsbasis ein, wobei seine Firma mit dem Red Dragon-Projekt bereits eine Studie diesbezüglich am Laufen hat.

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(Autor: Daniel Maurat - Quelle: SpaceX)


» Zwei Exoplaneten bei Kapteyns Stern entdeckt
05.06.2014 - Ein internationales Astronomen-Team hat zwei Exoplaneten entdeckt, welche einen lediglich 13 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt gelegenen Stern umkreisen. Einer der Planeten befindet sich sogar innerhalb der habitablen Zone dieses Sterns, in der es theoretisch flüssiges Wasser geben könnte. Ob es sich bei Kapteyn b, so der Name dieses Planeten, allerdings um einen Ort handelt, an dem sich in der Vergangenheit Leben bilden konnte, muss aufgrund der gewonnenen Daten allerdings bezweifelt werden.
Der im Sternbild Maler (lat. Name "Pictor") gelegene Stern "Kapteyns Stern" wurde im Rahmen einer fotografischen Himmelsdurchmusterung im Jahr 1897 von dem niederländischen Astronomen Jacobus C. Kapteyn von Südafrika aus entdeckt. In der Folgezeit fiel der Stern den Astronomen besonders durch seine hohe Eigengeschwindigkeit auf, mit der er sich über den Himmel bewegt - nach Barnards Pfeilstern weist er die zweithöchste Eigenbewegung eines Sterns am Firmament auf. Mit einer Helligkeit von 8,86 mag kann Kapteyns Stern bereits mit kleineren Teleskopen beobachtet werden. Aufgrund seiner Position am Südhimmel ist hierfür allerdings ein Beobachtungsstandort erforderlich, welcher sich südlich des 45. nördlichen Breitengrades befindet.

Kapteyns Stern

Mit einer Entfernung von lediglich rund 12,76 Lichtjahren zählt Kapteyns Stern zu den 25 Sternen, welche sich am nächsten zu unserem Sonnensystem befinden. Der Roten Zwergstern besitzt etwa 28 Prozent der Masse der Sonne und verfügt über rund ein Drittel des Sonnendurchmessers. Sein Alter wird von den Astronomen auf etwa 11,5 Milliarden Jahre geschätzt. Die spektrale Analyse seiner chemischen Zusammensetzung sowie die Untersuchung seiner Bewegungsrichtung relativ zur Ebene der Milchstraße deuten darauf hin, dass Kapteyns Stern nicht in unserer Heimatgalaxie entstanden ist. Vielmehr stammt dieser Stern sehr wahrscheinlich aus dem Halo unserer Galaxie.

Ursprünglich, so die Astronomen, war Kapteyns Stern das Mitglied einer Zwerggalaxie, welche bereits vor mehreren Milliarden Jahren von dem Milchstraßensystem ’eingefangen’ wurde. Die dabei auf die Sterne der eingefangenen Zwerggalaxie einwirkenden gravitativen Einflüsse führten dazu, dass diese zu einem mehrere 10.000 Lichtjahre langen Sternstrom auseinander gezogen wurden. Hierbei handelt es sich um eine Ansammluing von Sternen, welche über eine verwandte chemische Zusammensetzung und ein ähnliches Alter verfügen und die das Zentrum unserer Galaxie auf einer langgestreckten elliptischen Bahn umkreisen. Als ein möglicher Überrest der ursprünglichen ’Heimat’ von Kapteyns Stern wurde der Kugelsternhaufen Omega Centauri identifiziert.

Die Radialgeschwindigkeitsmethode zum Nachweis von Exoplaneten

Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von Dr. Guillem Anglada-Escudé von der School of Physics and Astronomy der University of London hat Kapteyns Stern jetzt etwas näher ’unter die Lupe genommen’ und dabei unter der Verwendung der Radialgeschwindigkeitsmethode nach eventuellen planetaren Begleitern Ausschau gehalten. Bei diesem Verfahren zum Nachweis von Exoplaneten wird ein Stern zunächst über einen längeren Zeitraum hinweg abgebildet.

Wird der beobachtete Stern von Planeten umkreist, so üben diese durch ihre Masse einen gravitativen Effekt auf ihren Zentralstern aus, was dazu führt, dass sich der Stern und dessen Planet(en) in periodischen Zeitabläufen um ihren gemeinsamen Masseschwerpunkt bewegen. Die dadurch verursachte ’Taumelbewegung’ des Sterns führt zu einem Doppler-Effekt, der sich in einer minimalen Verschiebung der Spektrallinien - der ’Rotverschiebung’ beziehungsweise der ’Blauverschiebung’ - bemerkbar macht. Bewegt sich ein Stern dabei ’auf die Erde zu’, so verschieben sich dessen Spektrallinien minimal zu kürzeren Wellenlängen und werden dabei ’blauer’. Bewegt sich der Stern dagegen von uns fort, so werden diese Wellenlängen länger und somit ’rötlicher’. Durch diese Methode ist es den Astronomen nicht nur möglich, einen Exoplaneten nachzuweisen, sondern auch die Untergrenze für die Masse dieses Planeten und dessen Umlaufzeit um seinen Stern zu bestimmen.

Für die Untersuchung von Kapteyns Stern nutzte das Team, dem auch Wissenschaftler von der Universität Göttingen angehörten, Daten, welche mit dem HARPS-Spektrometer der Europäischen Südsternwarte (ESO) in den chilenischen Anden, dem ebenfalls in Chile befindlichen Las Campanas-Observatorium und dem 10-Meter-Teleskop des Keck-Observatoriums auf Hawaii gewonnen wurden.

Zwei Exoplaneten

Bei der Analyse der Daten stellte sich heraus, dass Kapteyns Stern von zwei Exoplaneten umkreist wird. Bisher sind von diesen beiden Planeten allerdings lediglich deren ungefähren Massen, die Umlaufperioden und der jeweilige Abstand zu dem Zentralstern bekannt. Aus diesen Daten ergibt sich, dass sich einer der Planeten innerhalb der habitablen Zone von Kapteyns Stern bewegt. "Kapteyn b", so die Bezeichnung dieses Planeten, könnte somit theoretisch die Umweltbedingungen aufweisen, welche das dauerhafte Vorhandensein von Wasser im flüssigen Aggregatzustand ermöglichen. Das Vorhandensein von Wasser, so die allgemein anerkannte Meinung, ist wiederrum eine der Grundvoraussetzungen dafür, dass sich auf einem Planeten Leben bilden kann.

"Der erste Planet des Sterns, Kapteyn b, hat eine Umlaufperiode von 48 Tagen und könnte über flüssiges Wasser verfügen", so Prof. Dr. Ansgar Reiners vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen, einer der an der Analyse der Daten beteiligten Wissenschaftler. Allerdings verfügt Kapteyn b über mindestens die rund fünffache Masse der Erde. Somit dürfte es sich bei diesem Planeten sehr wahrscheinlich um einen Vertreter der Klasse der Super-Erden handeln. Aufgrund seiner hohen Masse kann wohl ausgeschlossen werden, dass es sich bei diesem Planeten um eine ’zweite Erde’ handelt.

Auch der zweite Planet von Kapteyns Stern, der Exoplanet Kapteyn c, verfügt nicht über Umweltbedingungen, welche sich mit denen auf unserem Heimatplaneten vergleichen lassen. Kapteyn c ist nochmals massereicher als sein innerer Nachbar - mindestens rund sieben Erdmassen - und er benötigt für einen kompletten Umlauf um seinen Zentralstern eine Zeitspanne von 121 Tagen. Aufgrund der dadurch gegebenen Distanz von etwa 47 Millionen Kilometern zu seinem Stern herrschen auf den Oberfläche des Planeten vermutlich Temperaturen, welche zu niedrig sind, um das Vorhandensein von flüssigem Wasser zu ermöglichen. Trotzdem, so Prof. Dr. Ansgar Reiners, soll im Rahmen zukünftiger Forschungen untersucht werden, ob es auf den Oberflächen dieser beiden Planeten Wasser gibt.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden kürzlich unter dem Titel "Two planets around Kapteyn’s star: a cold and a temperate super-Earth orbiting the nearest halo red-dwarf" in der Fachzeitschrift ’Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’ publiziert.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Universität Göttingen, Royal Astronomical Society)


» Rosetta: Drittes Kurskorrekturmanöver erfolgreich
07.06.2014 - Bereits am vergangenen Mittwoch hat die Kometensonde Rosetta das dritte von insgesamt zehn Kurskorrekturmanövern durchgeführt mit denen sichergestellt werden soll, dass die Raumsonde am 6. August 2014 in eine Umlaufbahn um den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko eintreten kann.
Am 6. August 2014 soll die von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta in einen Orbit um den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko einschwenken und diesen anschließend auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem ’begleiteten’ und dabei bis voraussichtlich zum Ende des Jahres 2015 mit insgesamt 21 verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten eingehend untersuchen. Unter anderem soll dabei im November 2014 auch ein von der Raumsonde mitgeführter Lander auf der Oberfläche des Kometen abgesetzt werden. Alleine Philae, so der Name dieses Landers, ist mit zehn Instrumenten ausgestattet.

Mit ihrem ursprünglichen Kurs und der dabei gegebenen Geschwindigkeit hätte die Kometensonde ihr Ziel allerdings bereits am 4. Juni 2014 in einer Entfernung von rund 50.000 Kilometern passiert. Deshalb muss Rosetta insgesamt zehn Kurskorrekturmanöver (engl. "Orbit Correction Manoeuvre", kurz "OCM") durchführen, mit denen die relative Geschwindigkeit der Raumsonde zu 67P/Tschurjumow-Gerasimenko schrittweise reduziert und der Verlauf der Flugbahn der Raumsonde relativ zu dem Kometen angeglichen wird.

Das erste dieser Manöver, das OCM-1, erfolgte bereits am 7. Mai 2014. Trotz seiner großen Bedeutung für den weiteren Flugverlauf der Raumsonde handelte es sich bei diesem Manöver lediglich um eine Art ’Testlauf’, mit dem bestätigt werden sollte, dass die Systeme der Raumsonde auch nach der Beendigung des vorherigen 957 Tage andauernden ’Winterschlafs’ voll einsatzfähig sind und wie vorgesehen auf Kommandos reagieren. Durch eine 45 Minuten andauernde Zündung der Triebwerke der Raumsonde wurde die Geschwindigkeit von Rosetta im Rahmen des OCM-1 um 20 Meter pro Sekunde reduziert (Raumfahrer.net berichtete).

Bei dem zweiten Kurskorrekturmanöver handelte es sich um den ersten der sogenannten "Big Burns". So werden die drei Flugmanöver bezeichnet, mit denen die größten Geschwindigkeitsanpassungen von Rosetta zu ihrem Ziel erreicht werden sollen. Das entsprechende Manöver begann am 21. Mai 2014 um 17:23 MESZ und dauerte sieben Stunden und 16 Minuten. Wie für dieses Manöver vorgesehen betrug die erreichte Geschwindigkeitsveränderung 291 Meter pro Sekunde. Dabei verbrauchten die vier für das OCM eingesetzten Korrekturtriebwerke eine Treibstoffmenge von 218 Kilogramm.

Das nächste OCM, der "Big Burn 2", erfolgte schließlich am vergangenen Mittwoch. Im Rahmen dieses OCM-3 wurden die Triebwerke der Raumsonde am 4. Mai um 16:51:58 MESZ gezündet und sollten anschließend über einen Zeitraum von sechs Stunden und 41 Minuten aktiviert bleiben. Der hierfür benötigte Bedarf an Treibstoff wurde mit rund 190 Kilogramm veranschlagt. Obwohl die Abschaltung bereits zwei Minuten früher erfolgte als vorgesehen wird auch dieses Manöver als Erfolg gewertet, da auch diese kürzere Brenndauer noch innerhalb der für dieses OCM gesetzten Vorgaben lag.

Die exakte im Rahmen des Manövers erreichte Geschwindigkeitsreduzierung - geplant war ein Wert von 269,5 Metern pro Sekunde - wurde derzeit noch nicht bekannt gegeben, das dieser Wert erst von dem für die Steuerung der Raumsonde verantwortlichen Flugkontrollteam am ESOC in Darmstadt durch eine Auswertung der aktuellen Telemetriedaten ermittelt werden muss. Allzu groß, so die Aussage in einem Internetblog der ESA, dürfte die Abweichung jedoch nicht ausgefallen sein.

Das nächste Kurskorrekturmanöver, bei dem es sich zugleich um den dritten und letzten der "Big Burns" handelt, wird am 18. Juni erfolgen. Im Rahmen dieses vierten OCM ist eine Geschwindigkeitsveränderung von 91 Metern pro Sekunde vorgesehen. Anschließend werden noch sechs weitere Korrekturmanöver erfolgen, durch welche allerdings jeweils deutlich geringere Veränderungen in der Geschwindigkeit der Raumsonde erreicht werden sollen. Im Rahmen dieser ’kleineren’ Korrekturen sollen dann auch die zuvor aufgetretene Abweichungen in den vorherigen "Big Burns" ausgeglichen werden.

Gegenwärtig befindet sich die Raumsonde Rosetta in einer Distanz von weniger als 375.000 Kilometern zu dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko. Die Entfernung zwischen der Raumsonde und der Erde beträgt dagegen aktuell 459,18 Millionen Kilometer. Funksignale, welche zwischen Rosetta und dem Raumsondenkontrollzentrum ausgetauscht werden, benötigen für die Überbrückung dieser Distanz eine Signallaufzeit von 25 Minuten und 35 Sekunden.

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


» KazSat 3 erreichte Planposition im GEO
08.06.2014 - Der vom russischen Satellitenhersteller Reschetnjow Informational Satellite Systems (Joint stock company "Information Satellite Systems", JSC ISS) gebaute Kommunikationssatellit KazSat 3 hat nach Angaben der kasachischen Raumfahrtbehörde Kazkosmos vom 28. Mai 2014 seine vorgesehene Position im Geostationären Orbit erreicht.
KazSat 3 war am 28. April 2014 auf der Proton-M-Rakete mit der Seriennummer 6304287975 in den Weltraum befördert und nach rund 9 Stunden und 35 Minuten Flug auf einer annähernd geosynchronen Umlaufbahn ausgesetzt worden. Die Startmasse des Satelliten zusammen mit seinem Nutzlastadapter betrug 1.743 Kilogramm.

Jetzt steht der Satellit nach einer Drift Richtung Westen etwa bei 58,5 Grad Ost im Geostationären Orbit. Von dort will die künftige Betreiberin des Satelliten, die kasachische Behörde für Weltraumkommunikation (Republican center of space communication, RTSKS/RCSC), Empfänger in Kasachstan mit einer Bandbreite von Kommunikationsdiensten versorgen, beispielsweise mit direkt ausgestrahlten Fernsehprogrammen und Breitbandinternetzugriff.

KazSat 3 möchte man im Verbund mit dem seit dem 16. Juli 2011 um die Erde kreisenden KazSat 2 einsetzen. Beide Satelliten sollen sich im Falle eines Fehlers an Bord eines der Raumfahrzeuge gegenseitig ersetzen können. Im Bodensegment ist ebenfalls Redundanz vorhanden: Dem Hauptkontrollzentrum Akkol (Ақкөл) steht ein Reservekontrollzentrum in Almaty (Алматы) zur Seite, das die Bezeichnung Резервный наземный комплекс управлени bzw. РНКУ trägt.

Geplant ist, im September 2014 eine umfangreiche Test- und Inbetriebnahmephase abzuschließen und KazSat 3 anschließend im Regelbetrieb einzusetzen.

Von der Nutzung eigener Kommunikationssatelliten verspricht sich die Regierung Kasachstans eine jährliche Kosteneinsparung von umgerechnet rund 22 Millionen US-Dollar, da weniger Dienstleistungen aus dem Ausland eingekauft werden müssen. Für das KazSat-3-Projekt wendete Kasachstan umgerechnet rund 148 Millionen US-Dollar auf.

Der neue Satellit mit einer Auslegungsbetriebsdauer von mindestens 15 Jahren basiert auf dem Satellitenbus Express 1000H(TA) bzw. Ekspress 1000N von Reschetnjow.

Die Kommunikationsnutzlast von KazSat 3 wurde vom französisch-italienischen Luft- und Raumfahrtkonzern Thales Alenia Space beigesteuert. Sie umfasst 28 Ku-Band-Transponder. Die Nutzlastleistung bewegt sich im Bereich von 5,5 Kilowatt. Strom für den Betrieb der Kommunikationsnutzlast und der raumflugtechnischen Systeme kommt von zwei Auslegern mit Solarzellen von OAO NPP KVANT (ОАО НПП Квант) aus Russland. Der Stromspeicherung dienen Akkumulatorensätze vom Typ VS 180 des französischen Batterie- und Akkumulatorenherstellers Saft S.A. (Société des Accumulateurs Fixes et de Traction, Société anonyme).

Für die Regelung von Inklination und Exzentrizität der Umlaufbahn und der Drift über die Längengrade besitzt KazSat 3 elektrische, Xenon ausstoßende Triebwerke vom Typ SPT-100 bzw. SPD-100 (SPT steht für stationary plasma thruster) vom russischen Konstruktionsbüro Fackel bzw. Fakel aus Kaliningrad.

KazSat 3 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.728 und als COSPAR-Objekt 2014-023B.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Kazkosmos, ortcom.kz, Reschetnjow, Thales Alenia Space, tengrinews.kz)


» Die Mega-Erde Kepler-10c
08.06.2014 - Wissenschaftler haben einen Exoplaneten entdeckt, der sich in keine der bisher bekannten Planetenkategorien einordnen lässt. Die Astronomen bezeichnen den Exoplaneten Kepler-10c, so der Name des Planeten, als eine Mega-Erde. Bei einem Durchmesser von 30.000 Kilometern verfügt der Planet über die 17-fache Masse unseres Heimatplaneten.
Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahr 1995 konnten Astronomen bis zum heutigen Tag außerhalb unseres Sonnensystems 1.795 Planeten nachweisen. Einen wesentlichen Beitrag bei dieser Suche lieferte das auf die Exoplanetensuche spezialisierte Weltraumteleskop Kepler. Nach seinem Start am 7. März 2009 hat Kepler über einen Zeitraum von vier Jahren hinweg im Bereich der Sternbilder Schwan, Drache und Leier systematisch mehr als 150.000 Sterne anvisiert und dabei mittels der "Transitmethode" nach Anzeichen für dort befindliche Planeten Ausschau gehalten.

Sobald ein Exoplanet von der Erde aus gesehen direkt vor seinem Mutterstern vorbeizieht, nimmt die Helligkeit des beobachteten Sterns um einen winzigen Bruchteil ab, da der Planet einen Teil des von seinem Zentralgestirn ausgehenden Lichts abschirmt. Durch wiederholte Beobachtungen dieser periodisch auftretenden Helligkeitsveränderungen kann der Durchmesser und die Dauer der Umlaufzeit des Planeten bestimmt werden. Anhand der Daten des Weltraumteleskops konnten so bisher 974 Exoplaneten nachgewiesen werden.

Das Sternsystem Kepler-10

Bei einem der dabei beobachteten Sterne handelte es sich um einen sonnenähnlichen Stern der Spektralklasse "G", welcher sich in einer Entfernung von etwa 560 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem im Randbereich des Sternbildes Drache befindet. Dieser Stern verfügt bei einem etwa gleich großen Durchmesser über rund 90 Prozent der Masse unserer Sonne, ist mit einem Alter von etwa 10,6 Milliarden Jahren jedoch mehr als doppelt so alt wie das Zentralgestirn unseres Sonnensystems.

Bereits im Januar 2011 gaben die an der Kepler-Mission beteiligten Wissenschaftler bekannt, dass sie bei ihren Untersuchungen einen terrestrischen Planeten entdeckt haben, welcher diesen Stern umkreist (Raumfahrer.net berichtete). Kepler-10b - so die Bezeichnung für diesen Planeten - war der erste mittels des Kepler-Weltraumteleskops entdeckte Gesteinsplanet. Aufgrund der gewonnenen Daten konnte jedoch ausgeschlossen werden, dass es sich dabei um einen für die Entstehung von Leben geeigneten Ort handelt.

Kepler-10b verfügt über den 1,47-fachen Durchmesser der Erde und benötigt für einen kompletten Umlauf um seinen Stern eine Zeitdauer von lediglich 20 Stunden. Aufgrund der extrem engen Umlaufbahn - diese verläuft in einer Entfernung von 0,0168 Astronomischen Einheiten, was in etwa 2,5 Millionen Kilometern entspricht - wird die auf dem Planeten vorherrschende Oberflächentemperatur auf eine Wert von etwa 1.900 Grad Celsius kalkuliert.

Des weiteren entdeckten die Astronomen in den Kepler-Daten einen zweiten Planeten in diesem Sternsystem. Kepler-10c benötigt für einen Umlauf etwas mehr als 45 Tage und verfügt über den 2,35-fachen Durchmesser der Erde. Somit wurde zunächst vermutet, dass es sich bei diesem Planeten um einen "Mini-Neptun", einen kleineren Gasriesen ähnlich dem Planeten Neptun in unserem Sonnensystem, handeln könnte. Weitere Daten wie etwa die Massen der beiden Planeten konnten mit der Transitmethode jedoch nicht ermittelt werden.

Die Radialgeschwindigkeitsmethode zur Untersuchung von Exoplaneten

Für zusätzliche Untersuchungen der beiden Exoplaneten nutzten die Astronomen deshalb das auf der Kanareninsel La Palma befindliche Telescopio Nazionale Galileo. Dieses 3,58-Meter-Teleskop ist mit einem hochauflösenden Spektrographen namens HARPS-N ausgestattet, welcher aufgrund seiner Möglichkeit, hochpräzise Messungen der Radialgeschwindigkeit von Sternen durchzuführen, für die Exoplaneten-Suche optimiert ist.

Wird ein Stern von einem Planeten umkreist, so übt dieser Planet durch seine Masse einen gravitativen Effekt auf den Zentralstern aus, was dazu führt, dass sich der Stern und der Planet in periodischen Zeitabläufen um ihren gemeinsamen Masseschwerpunkt bewegen. Die dadurch verursachte ’Taumelbewegung’ des Sterns führt zu einem Doppler-Effekt, der sich in einer minimalen Verschiebung der Spektrallinien - der ’Rotverschiebung’ beziehungsweise der ’Blauverschiebung’ - bemerkbar macht. Bewegt sich ein Stern dabei ’auf die Erde zu’, so verschieben sich dessen Spektrallinien minimal zu kürzeren Wellenlängen und werden dabei ’blauer’. Bewegt sich der Stern dagegen von uns fort, so werden diese Wellenlängen länger und somit ’rötlicher’. Durch diese Radialgeschwindigkeitsmethode ist es nicht nur möglich, einen Exoplaneten nachzuweisen, sondern auch die Untergrenze für die Masse dieses Planeten und dessen Umlaufzeit um seinen Stern mit hoher Genauigkeit zu ermitteln.

Kepler-10c - Eine neue Kategorie von Planeten

Auf diese Weise entdeckten die Wissenschaftler, dass die Masse von Kepler-10c offensichtlich deutlich größer ausfällt als ursprünglich vermutet. Sie liegt bei dem 17,2-fachen der Masse unseres Heimatplaneten, wobei der Unsicherheitsfaktor 1,9 Erdmassen beziehungsweise rund elf Prozent beträgt. Dies bedeutet angesichts seines Durchmessers und dem sich daraus ergebenden Volumen jedoch auch, dass es sich bei Kepler-10c definitiv um einen Gesteinsplaneten und nicht etwa - wie zuvor angenommen - um einen Gasriesen handeln muss.

Die mittlere Dichte des Exoplaneten liegt demzufolge bei einem Wert von 7,1 Gramm pro Kubikzentimeter bei einem Unsicherheitsfaktor von plus/minus 1 Gramm pro Kubikzentimeter. Die mittlere Dichte der Erde liegt dagegen bei einem Wert von 5,6 Gramm pro Kubikzentimeter, die des Neptun sogar bei lediglich 1,6 Gramm pro Kubikzentimeter.

Da Kepler-10c damit deutlich massereicher und auch größer ausfällt als die terrestrische Planeten aus der bereits zuvor bekannten Kategorie der Super-Erden wird dieser Planet von den Wissenschaftlern auch als "Mega-Erde" bezeichnet und als Prototyp für eine bisher unbekannte Kategorie von Planeten angesehen. Eine ergänzende, von dem Astronomen Lars A. Buchhave durchgeführte Studie legt nahe, dass auch bei anderen Sternen ähnliche Planeten entstanden sein könnten.

"Wir waren sehr überrascht, als uns klar wurde, was wir da entdeckt hatten", so der für die Auswertung der durch den HARPS-N-Spektrographen gewonnenen Daten verantwortliche Astronom Xavier Dumusque vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

"Dieser Planet ist der Godzilla unter den Erden", ergänzt Dimitar Sasselov, der Direktor der ’Harvard Origins of Life Initiative’ des CfA. "Aber im Gegensatz zu dem Monster aus den Spielfilmen hat Kepler-10c positive Implikationen für das Leben."

Die Suche nach einer zweiten Erde

Die an der Studie beteiligten Wissenschaftler betonen, dass ihre Entdeckung weitreichende Konsequenzen für die Wahrscheinlichkeit der Existenz von Leben im Universum haben könnte. Der Grund für diese Aussage ist das hohe Alter des Zentralsterns Kepler-10, welcher lediglich rund drei Milliarden Jahre nach dem Urknall entstanden ist.

Kurz nach dem Urknall waren in unserem Universum im Wesentlichen lediglich die Elementen Wasserstoff und Helium existent. Alle schwereren Elemente wurden erst in der Folgezeit durch Kernreaktionen im Inneren von Sternen erzeugt und anschließend durch Supernova-Explosionen im Universum verteilt. Erst nach mehreren Milliarden Jahren war das Weltall ausreichend mit diesen schweren Elementen ’angereichert’, dass sich bei der ’Geburt’ neuer Sterngenerationen auch aus Gestein und Eisen bestehende Planeten bilden konnten. Trotz des vermuteten Mangels an schwereren Elementen in der Frühphase des Universums konnte sich jedoch offensichtlich bereits nach lediglich drei Milliarden Jahren um Kepler-10 ein massereicher Gesteinsplanet bilden.

"Die Entdeckung von Kepler-10c bedeutet, dass sich Gesteinsplaneten bereits deutlich früher in der Geschichte des Universums bilden konnten, als wir es bisher für möglich gehalten haben", so Dimitar Sasselov weiter. "Wenn sich jedoch Gesteinsplaneten bilden können, dann kann auch Leben entstehen."

Aus diesem Grund weisen die Wissenschaftler darauf hin, dass bei der Suche nach erdähnlichen Planeten auch sehr alte Sterne berücksichtig werden müssen. Obwohl Mega-Erden wie Kepler-10c nicht geeignet sind, um Leben zu beherbergen ist die Existenz dieses Planeten doch ein Beispiel dafür, dass es auch bei diesen ’Stern-Methusalems’ möglicherweise bewohnbare Planeten geben könnte.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden der Öffentlichkeit am vergangenen Montag im Rahmen einer Pressekonferenz während einer Tagung der American Astronomical Society (AAS) präsentiert.

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Fachartikel von Xavier Dumusque et al.:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, The Extrasolar Planets Encyclopaedia)


» Xi1 Canis Majoris - Ein stellarer Röntgenpulsar
09.06.2014 - Astronomen haben mit dem ESA-Weltraumteleskop XMM-Newton einen Stern aufgespürt, der im Röntgenbereich pulsiert. Derartige Pulsationen wurden zuvor noch nie bei einem normalen Stern beobachtet. Die Wissenschaftler sind nun auf der Suche nach einer möglichen Erklärung für dieses Verhalten.
Obwohl sich der im Sternbild Großer Hund (lat. Name "Canis Major") gelegene Stern Xi1 in einer Entfernung von rund 1.500 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem befindet kann er dennoch bereits mit dem bloßen Auge am Nachthimmel beobachtet werden. Der Grund hierfür ist die hohe Temperatur von fast 28.000 Grad Celsius, welche auf der Sternoberfläche herrscht und die damit fast fünf mal höher ausfällt als die Temperatur auf der Sonnenoberfläche. Im Jahr 2009 entdeckte ein von Dr. Swetlana Hubrig vom Leibniz-Institut für Astrophysik (AIP) in Potsdam geleitetes Team, dass Xi1 über ein außergewöhnlich starkes Magnetfeld verfügt, welches 5.000-mal stärker ausfällt als das Magnetfeld der Sonne.

Bereits seit etwa einem Jahrhundert ist außerdem bekannt, dass ’Xi1 Canis Majoris’ - so der vollständige Name des Sterns - seine Helligkeit in regelmäßigen Abständen verändert. Über einen Zeitraum von etwas mehr als fünf Stunden steigt die Helligkeit des Sterns dabei von einem Wert von 4,33 mag auf einen Wert von 4,36 mag an und fällt dann wieder ab. Der Stern, welcher über die Spektralklasse "B1 III" verfügt und in etwa die fünfzehnfache Masse der Sonne besitzt, gehört somit der Klasse der Beta-Cephei-Sterne an.

Da der Stern nicht nur im Bereich des optischen Lichts hell aufleuchtet, sondern auch eine stellare Röntgenquelle darstellt, geriet er in der Vergangenheit mehrfach in den Fokus des von der europäischen Weltraumorganisation ESA betriebenen Weltraumobservatoriums XMM-Newton, welches für Beobachtungen im Röntgen-Bereich ausgelegt ist. Unter anderem erfolgte dabei im Oktober 2012 eine 29 Stunden andauernde Beobachtungskampagne.

Bei der Auswertung der dabei gewonnenen Daten entdeckten die beteiligten Wissenschaftler aus Deutschland, Belgien und den USA, dass Xi1 nicht einfach nur Röntgenstrahlung abgibt, sondern dass der Stern vielmehr auch im Bereich der Röntgenstrahlung in regelmäßigen Abständen pulsiert. Derartige Pulsationen wurden zuvor noch nie bei einem ’normalen’ Stern beobachtet.

"Bis jetzt können wir die physikalischen Vorgänge, welche diese Pulsation hervorrufen, nicht erklären" so Dr. Lidia M. Oskinova von der Universität Potsdam, die Leiterin der entsprechenden Beobachtungskampagne.

Bisher waren ausschließlich Neutronensterne und Weiße Zwerge dafür bekannt, dass sie Röntgenpulse aussenden. Die physikalischen Mechanismen, welche in solchen kosmischen Objekten aus superdichter Materie wirken, sind allerdings nicht auf Xi1 übertragbar, da dieser Stern nur aus Materie besteht, die eine für stellare Objekte normale Dichte aufweist.

Die Temperatur des Sterns ist dabei nicht hoch genug, um dessen Aktivität im Röntgenbereich auszulösen. Eine mögliche Erklärung, so die Wissenschaftler, sei jedoch, dass die Röntgenstrahlung durch Stoßwellen im Magnetfeld des Sterns verursacht wird. Die Astronomen erhofften sich weitere Hinweise auf das ungewöhnliche Verhalten von Xi1 aus der Tatsache, dass der Stern auch im Bereich des sichtbaren Lichts pulsiert. Das Team hat deshalb die optischen Daten mit den Röntgenbeobachtungen von XMM-Newton abgeglichen und tatsächlich eine Übereinstimmung gefunden.

Damit zeigte sich zugleich, dass die Prozesse, welche im Sternwind und im Inneren eines Sterns ablaufen, anscheinend viel enger miteinander verknüpft sind als bislang angenommen wurde. Von ihrer bestehenden und zukünftigen Zusammenarbeit bei Beobachtungskampagnen und bei den Arbeiten zur Entwicklung spezieller Modelle für Sternwinde und Magnetosphären erhoffen sich die Wissenschaftler des AIP und der Universität Potsdam auch die endgültige Lösung des Rätsels um den neu entdeckten stellaren Röntgenpulsar Xi1 Canis Majoris.

Über ihre Beobachtungen berichteten die Wissenschaftler kürzlich unter dem Titel "Discovery of X-ray pulsations from a massive star" in der Fachzeitschrift "Nature Communications".

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Fachartikel von Lidia M. Oskinova et al.:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Leibniz-Institut für Astrophysik, ESA)


» Exoplanetensuche - First Light für SPHERE
09.06.2014 - Eines der vier von der europäischen Südsternwarte in den chilenischen Anden betriebenen VLT-Teleskope wurde kürzlich mit einem neuen Instrument ausgestattet. SPHERE, so der Name des Instruments, soll zukünftig für die direkte Abbildung und die Untersuchung von Exoplaneten eingesetzt werden und dabei die Erforschung von außerhalb unseres Sonnensystems beheimateten Planeten revolutionieren. Bereits während der ersten Beobachtungstage hat SPHERE eindruckvolle Aufnahmen von Staubscheiben um nahe gelegene Sterne und anderer Zielobjekte geliefert.
Bei dem Instrument SPHERE (kurz für "Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch", übersetzt in etwa "spektropolarimetrische Erforschung von Exoplaneten im Hochkontrastbereich") handelt es sich um eine Hochleistungskamera, deren primäres Ziel darin bestehen wird, jupiterähnliche Exoplaneten in nahegelegenen Sternsystemen durch direkte Abbildungen zu entdecken beziehungsweise zu charakterisieren.

Dies ist allerdings eine äußerst schwierige Aufgabe, da sich Exoplaneten zum einen sehr nahe an ihrem Mutterstern befinden und zum anderen auch noch sehr viel lichtschwächer als der jeweilige Zentralstern sind. In einer normalen Aufnahme überstrahlt das Licht eines Zentralsterns deshalb das schwache Leuchten eines den Stern umkreisenden Planeten selbst unter den optimalsten Beobachtungsbedingungen. Nicht zuletzt aus diesem Grund konnten bisher auch lediglich 48 Exoplaneten in 44 verschiedenen Sternsystemen durch direkte Abbildungen nachgewiesen werden.

Der Konzeptentwurf von SPHERE ist aus diesem Grund dahingehend ausgelegt, den höchstmöglichen Abbildungskontrast von einem winzig kleinen Himmelsausschnitt zu erreichen, welcher sich in der unmittelbaren Umgebung eines hell leuchtenden Sterns befindet. Hierfür waren neue technologische Entwicklungen insbesondere auf dem Gebiet der adaptiven Optik, bei speziellen Detektoren und bei koronografischen Komponenten erforderlich, welche von SPHERE in mehreren Abbildungsmethoden vereint werden.

Bei der ersten dieser drei Methoden handelt es sich um eine extrem leistungsfähige adaptive Optik zur Korrektur von störenden Effekten der Erdatmosphäre. Dies ermöglicht, dass die Aufnahmen ’schärfer’ ausfallen und der Kontrast des Exoplaneten erhöht wird. Zusätzlich wird ein Koronograf verwendet, welcher das Licht des Zentralsterns ’blockiert’ und den Kontrast nochmals steigert.

Schließlich kommt eine Methode namens ’differentielle Bildgebung’ zum Einsatz, welche die Unterschiede zwischen dem Sternlicht und dem Licht eines nahe gelegenen Planeten in Bezug auf Farbe und Polarisation ausnutzt. Diese subtilen Unterschiede, welche sich bei den Aufnahmen eines bestimmten Himmelsbereiches ergeben, können sogar die Existenz eines zur Zeit noch unbekannten Exoplaneten enthüllen.

Hierdurch werden sich insgesamt Abbildungsqualitäten ergeben, welche weit über die Werte hinausgehen, die mit dem Vorgängerinstrument NACO erreicht wurden, welches im Jahr 2004 die erste direkte Abbildung eines Exoplaneten ermöglichte.

First Light für SPHERE

Bereits im Dezember 2013 hatte SPHERE seine Abnahmeprüfung in Europa bestanden. Anschließend wurde das Instrument nach Chile transportiert. Der komplexe Wiederzusammenbau von SPHERE wurde im Mai 2014 abgeschlossen. Mittlerweile ist das Instrument an der "Unit 3" des in den chilenischen Anden befindlichen Very Large Teleskops (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) montiert und hat erst kürzlich seine Premiere - das First Light - erlebt.

Während der damit verbundenen Beobachtungen wurden mehrere Testobjekte mit den verschiedenen Betriebsmodi von SPHERE beobachtet und abgebildet. Neben dem Saturnmond Titan wurde hierfür auch der etwa 220 Lichtjahre von unserem Sonnensystem befindliche Stern HR 4796A ausgewählt, welcher von einer Staubscheibe umgeben ist, in der offenbar gerade die Phase der Planetenbildung abläuft.

In dieser Staubscheibe wurden erst im Dezember 2007 komplexe organische Moleküle - sogenannte Tholine - entdeckt. Die entsprechende Aufnahme zeigt nicht nur den Staubring, welche den Stern HR 4796A umgibt, in außergewöhnlicher Klarheit. Sie verdeutlicht auch wie gut SPHERE das Leuchten des hellen Sterns im Zentrum der Aufnahme unterdrücken kann.

Markus Feldt vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MRIA) in Heidelberg, der stellvertretende Projektleiter von SPHERE, äußert sich dementsprechend begeistert: "Bei einem derart komplizierten Zusammenspiel verschiedener Techniken müssen instrumentelle Artefakte mit höchster Sorgfalt herauskalibriert werden. Es ist umwerfend zu sehen, dass unser doch recht komplexer Satz an Hard- und Softwarewerkzeugen gleich beim ersten Versuch nahezu fehlerfrei funktioniert hat!"

"SPHERE ist ein äußerst komplexes Instrument. Dank der harten Arbeit einer Vielzahl von Mitarbeitern, die bei seiner Entwicklung, dem Bau und der Montage beteiligt waren, hat es unsere Erwartungen bereits jetzt übertroffen. Einfach wundervoll!" ergänzt Jean-Luc Beuzit vom Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble/Frankreich, der Projektleiter von SPHERE.

Nach dem Abschluss von weiteren ausführlichen Tests, welche auch wissenschaftliche Beobachtungen beinhalten werden, soll das SPHERE-Instrument noch im Laufe des Jahres 2014 den vollen wissenschaftlichen Betrieb aufnehmen und damit den professionellen Astronomen zugänglich gemacht werden.

"Dies ist lediglich der Anfang. SPHERE ist ein einzigartig leistungsfähiges Werkzeug und wird in den folgenden Jahren zweifellos viele aufregende Überraschungen liefern", schließt Jean-Luc Beuzit. Es wird erwartet, dass das Instrument die Erforschung von Exoplaneten und von zirkumstellaren Scheiben, in denen gerade die Phase der Planetenbildung abläuft, revolutionieren wird.

An der Entwicklung und dem Bau von SPHERE war ein internationales Konsortium beteiligt, dem folgende Institute und Organisationen angehören: Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique de l’Observatoire de Paris, Laboratoire Lagrange in Nizza, ONERA, Observatoire de Genève, Istituto Nazionale di Astrofisica.

Koordiniert wurde diese Arbeit vom Osservatorio Astronomico di Padova, dem Institut für Astronomie an der ETH Zürich, dem Astronomischen Institut der Universität Amsterdam, der Netherlands Research School for Astronomy (NOVA-ASTRON) und der ESO.

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


» Venus Express – zum Abschluss eine Aerobrake-Serie
11.06.2014 - Nach acht Jahren im Venus-Orbit hat die ESA-Sonde Venus Express (VEX) ihren wissenschaftlichen Auftrag grundsätzlich erfüllt. Zum Missionsende soll Venus Express neben dem Pflichtprogramm noch etwas Bonusmaterial liefern. Dazu gehören autonom geflogene Aerobrake-Manöver und, wenn die Sonde das überlebt, noch einige Monate mit wissenschaftlichen Untersuchungen des Planeten. Spätestens Ende 2014 sollen die letzten Treibstoffvorräte aufgebraucht sein und die Sonde abstürzen.
Venus Express umkreist den zweiten Planeten in gegenwärtig 24 Stunden auf einer hochelliptischen Umlaufbahn. Der Venus-fernste Punkt des Orbits ist mit rund 66.000 Kilometer über dem Südpol erreicht. Der Venus am nächsten (Perizentrum) ist über dem Nordpol. Die noch unter „Routine“ fallenden Überflüge des Nordpols fanden in mindestens 190 Kilometer Höhe statt. Die nun anstehenden Atmosphärenbremsmanöver bringen beim European Space Operation Center in Darmstadt nochmal etwas Spannung ins Programm. Mit dem programmieren des Aerobrake-Flugmodus hat man bereits vor Monaten begonnen. Seit 20. Mai 2014 läuft die engere Vorbereitungsphase. Im Rahmen dieses „walk-in“ senkt man das Perizentrum schrittweise und testet die programmierten Aerobrake-Einstellungen zunächst in unproblematischen Höhen. Ab 18. Juni 2014 beginnen die eigentlichen Atmosphärenbremsversuche. Sie laufen, wenn alles gut geht, bis 11. Juli 2014. Begrenzt wird der Zeitraum durch die zu Ende gehenden Treibstoffvorräte. Sie sollen zwar dafür ausreichen, die Berechnungen sind aber durch erhebliche Unsicherheit geprägt.

Venus Express wird ab 18. Juni bei jedem Umlauf immer tiefer in die Venus-Atmosphäre eintauchen, von anfänglich 197 Kilometer bis hinab auf 130 Kilometer. Die Sonde wird dabei in begrenztem Maße Messungen durchführen. So soll die Atmosphärenzusammensetzung analysiert und Daten über das Magnetfeld, den Sonnenwind, die Temperaturen und den Atmosphärenwiderstand aufgezeichnet werden. Für Planetenforscher ist das eine fast einmalige Gelegenheit, weitere Erkenntnisse über die Zusammensetzung der oberen Atmosphärenschichten der Venus zu erlangen. Die Flugingenieure versprechen sich wichtige Erfahrungswerte zum Flugverhalten einer derartigen Sonde in einer im Vergleich zur Erde höchst andersartigen Atmosphäre. Diese könnten in das Design künftiger Missionen einfließen, denn eine Atmosphärenbremsung reduziert die für Bremsmanöver mitzuführenden Treibstoffvorräte. Venus Express bietet die seltene Möglichkeit, Programme für einen autonomen Flug in den hohen Atmosphärenschichten fremder Himmelskörper zu testen und die Unsicherheitsfaktoren einzugrenzen.

Während eines jeden Aerobraking-Manövers wird die Sonde so ausgerichtet, dass sie und ihre Solarpaneele einen möglichst hohen Luftwiderstand erzeugen (ESA-Video hier). Das bedeutet auf der anderen Seite, dass die Antenne nicht auf die Erde gerichtet und eine Kommunikation nicht möglich ist. Doch auch aufgrund der Entfernung zur Erde (momentan 164 Millionen Kilometer) und entsprechenden Signallaufzeiten muss sich die Sonde in jeder Situation selbstständig steuern können. Ganz unvorbereitet ging man beim ESOC nicht die jetzigen Aerobrake-Versuche. Im Rahmen einzelner Umläufe führte man Venus Express in den letzten Jahren auch schon mal unter die Sicherheitsgrenze von 175 Kilometer bis auf 165 Kilometer hinunter, um die auf die Sonde wirkenden Kräfte und ihr „Flugverhalten“ zu messen. Senkt man nun das Perizentrum noch weiter auf 130 Kilometer oder sogar noch darunter, erfordert dies laut Adam Williams, Venus Express Operations Manager am ESOC, eine spezielle und äußerst vorsichtige Flugkontrolle. Ob jedes der jeweiligen Aerobrake-Manöver gelingt, sei dabei keinesfalls gewiss und erst mit Zeitverzögerung feststellbar. Rund zwei Stunden nach jedem Aerobrake werden die gewonnenen Flugdaten über die Bodenstation Cerberos in Spanien abgerufen. Erst dann wird der Zustand von Venus Express klar sein.

Williams sieht eine nicht geringe Wahrscheinlichkeit, dass der verbliebene Treibstoff aufgrund unvorhergesehener, aber notwendiger Steuerbefehle vorzeitig zu Ende geht oder die Sonde aufgrund der auftretenden Reibungshitze und einer an die Grenzen angekommenen elektrischen Energieversorgung das Aerobraking nicht überlebt. Ein solches Manöver beanspruche die Batterien ganz erheblich. Letztendlich könnten Schäden an der Hochgewinn-(High-Gain-)Antenne die Kommunikation mit dem ESOC unmöglich machen.

Sollte Venus Express die Versuche bis zum 11. Juli 2014 ohne gravierende Schäden überstehen und noch Treibstoff vorhanden sein, wird sie wieder auf eine höhere Umlaufbahn gebracht und kann dort ihr wissenschaftliches Programm fortsetzen. Wenn im optimistischen Szenario gegen Ende 2014 der letzte Treibstoff verbraucht ist, wird Venus Express in der Venus-Atmosphäre verglühen.

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


» Kommunikationssatellit Express-AT 2 im Regelbetrieb
29.05.2014 - Die Russische föderale Satellitenkommunikationsgesellschaft (Russian Satellite Communications Company, RSCC) hat am 27. Mai 2014 die Direktausstrahlung von Sendungen für Gebiete im Fernen Osten via Express-AT 2 aufgenommen, gab sie am gleichen Tag bekannt.
Der Kommunikationssatellit Express-AT 2 war am 16. März 2014 in den Weltraum transportiert worden. Mittlerweile ist das Raumfahrzeug an der vorgesehenen Position von 140 Grad Ost im Geostationären Orbit über dem Äquator nördlich von Indonesien und Papua-Neuguinea positioniert.

Für Empfänger im Fernen Osten soll Express-AT 2 erhebliche Empfangserleichterungen bringen. Der Satellit wurde speziell auf die Direktausstrahlung von Radio- und Fernsehprogrammen hin ausgelegt und besitzt 16 gleichzeitig zu betreibende Ku-Band-Transponder.

15 Jahre lang will RSCC den Satelliten nutzbringend einsetzen, eine entsprechende Auslegungsbetriebsdauer ist nach Herstellerangaben beim Bau berücksichtigt worden. Entstanden ist der Satellit beim russischen Unternehmen Reschetnjow Informational Satellite Systems mit Sitz in Schelesnogorsk nordöstlich von Krasnojarsk. Die Konstruktion erfolgte auf Basis des Satellitenbusses Express-1000A bzw. Ekspress-1000K.

Thales Alenia Space (TAS) steuerte die Kommunikationsnutzlast des Satelliten bei, die Reschetnjow Ende 2010 bei dem französisch-italienischen Luft- und Raumfahrtkonzern bestellt hatte. Die Nutzlastleistung liegt laut TAS bei rund 3 Kilowatt.

Die Versorgung der Satellitensysteme mit elektrischem Strom übernehmen zwei Solarzellenausleger mit Galliumarsenid-Zellen von OAO NPP KVANT und gegebenenfalls Akkumulatorensätze vom Typ Saft VS 180.

Express-AT 2 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.613 und als COSPAR-Objekt 2014-010B.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: RSCC)


» MHS von Wettersatellit MetOp-A wieder im Einsatz
29.05.2014 - Das MHS für Microwave Humidity Sounder genannte Instrument zur Feuchtebestimmung via Mikrowellenreflektion an Bord des europäischen Wettersatelliten MetOp-A ist wieder im Einsatz. Nach einer Störung am 26. März 2014 musste es außer Betrieb genommen werden.
Seit dem 19. Oktober 2006 kreist MetOp-A mit einer umfangreichen Instrumentenausstattung auf einem sonnensynchronen Orbit um die Erde. Mitte Mai 2007 war die volle Einsatzbereitschaft des Satelliten erklärt worden. Obwohl der Satellit und seine Instrumentierung die Auslegungsbetriebszeit von fünf Jahren bereits deutlich überschritten haben, befindet er sich weiter im Regelbetrieb - mittlerweile parallel zum am 17. September 2012 gestarteten MetOp-B. Der gemeinsame Einsatz der beiden Satelliten des europäischen Wettersatellitenbetreibers EUMETSAT sorgt für zusätzliche Daten und erweiterten Wert für die Nutzer der MetOp-Daten.

Wasserdampf in verschieden Atmosphärenschichten, Bodenfeuchte, Niederschläge und Temperaturen kann MetOp-A mit dem MHS, Masse rund 63 Kilogramm, bestimmen. Dabei kommen zwei der fünf parallel nutzbaren Kanäle des Instruments für Messungen in den unteren Atmosphärenschichten und von Bodenfeuchte zum Einsatz. Der H1 genannte Kanal arbeitet mit einer Frequenz von 89 Gigahertz, der Kanal H2 mit 157 Gigahertz. Der Erfassung von Messwerten aus höheren Atmosphärenschichten dienen die Kanäle H3 (183,3 +/- 1,0 Gigahertz), H4 (183,3 +/- 3,0 Gigahertz) und H5 (190,3 Gigahertz).

Daten des MHS werden unter anderem bei numerischen Verfahren von Wettervorhersage-Modellen verwendet und sorgen für verbesserte Vorhersagen.

Am 26. März 2014 wechselte das MHS bei der Ausführung einer Reihe üblicher Steuerkommandos in einen Fehlermodus, was zur Unterbrechung des mit Daten des MHS versorgten Dienstes führte.

Zur Untersuchung der aufgetretenen Anomalie wurde eine Arbeitsgruppe, bezeichnet als ARB für Anomaly Review Board, gebildet, in der Ingenieure von EUMETSAT, der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) und der englischen Niederlassung Portsmouth des Satellitenbauers Airbus Defence and Space zusammenarbeiten.

Die Arbeitsgruppe kam zu dem Schluss, das der wahrscheinlichste Grund für den Instrumentenfehler ein Kurzschluss zweier Schalter für elektrische Heizelemente ist, der einen nominellen Betrieb des Instruments verhinderte und das Potential in sich barg, Überhitzung und Beschädigungen weiterer Geräteteile zu verursachen.

Um den Fehler vollständig verstehen zu können und seinen Zusammenhang mit an Bord des Satelliten eingesetzter Software abzuklären, wurde eine Reihe von Tests mit dem um die Erde kreisenden Raumfahrzeug durchgeführt. Dabei war extreme Sorgfalt und Vorsicht erforderlich, und man musste sicherstellen, dass MetOp-A sich in einem stabilen, sicher Betriebsmodus befand, wann immer er sich aus dem Bereich der Sichtbarkeit für die Bodenstation Svalbard in Norwegen herausbewegte. Nur jeweils 12 Minuten kann die auf rund 78 Grad Nord gelegene Station auf einer Insel Kontakt zu MetOp-A halten, anschließend dauert es jeweils rund 90 Minuten, bis eine neue Verbindung etabliert werden kann.

Nachdem man das Wissen aller beteiligten Experten zusammen gefasst hatte, mussten zahllose Betriebsprozeduren modifiziert werden, um die Auswirkungen des aufgetretenen Fehlers zu umschiffen und ein neues, zuverlässiges Betriebsprozedurenpaket erarbeitet werden. Die Umsetzung erfolgte schrittweise, jede neue Prozedur wurde mit dem aktiven Erdtrabanten getestet.

Neben der Fehlerumgehung erarbeitete man auch eine verbesserte Autonomie. Um nur mit minimalem Eingriff von Bodenpersonal einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, wurden Notfallprozeduren angepasst, die greifen sollen, wenn die Fehlererkennung der On-Board-Software auf unerwartete Veränderungen im Instrumentenbetrieb anspricht.

Die an Bord des Satelliten im Einsatz befindliche Software wurde bei all diesen Bemühungen nicht angetastet. Sie zu verändern hätte erheblichen Zeitaufwand bedeutet. Man schätzt, dass nötige Entwicklungen und Tests möglicherweise mehrere Monate zusätzlich in Anspruch genommen hätten.

Am 20. Mai 2014 konnte das MHS wieder in seinen regulären Abtastmodus versetzt werden. Untersuchungen der anschließend gewonnenen Nutzdaten ergaben, dass das MHS auf allen fünf Kanälen valide Informationen liefert. Seit dem 21. Mai 2014 werden die Bezieher von MHS-Daten von MetOp-A wieder mit solchen beliefert, gab EUMETSAT am 26. Mai 2014 öffentlich bekannt.

MetOp-A ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 29.499 und als COSPAR-Objekt 2006-044A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: EUMETSAT)



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Mars Aktuell: Marsrover Curiosity beobachtet Merkurtransit von Redaktion



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» Marsrover Curiosity beobachtet Merkurtransit
11.06.2014 - Der Marsrover Curiosity befindet sich immer noch auf dem Weg zum Zentralberg des Gale-Kraters. Am 3. Juni 2014 ist es dem Rover dabei gelungen, einen Transit des Planeten Merkur vor der Sonnenscheibe zu dokumentieren. Der Planet erscheint dabei allerdings lediglich als verschwommener, lichtschwacher Fleck vor der hellen Sonnenscheibe. Außerdem sind auf den Aufnahmen zwei größere Sonnenflecken erkennbar.
Nach dem Abschluss seiner Untersuchungen im Bereich der Region "The Kimberley" (Raumfahrer.net berichtete) setzte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine Fahrt am 15. Mai 2014 fort. Seitdem bewegte sich der Rover weiter in die grob westliche Richtung. Im Rahmen der dabei absolvierten 15 Fahrten konnte eine Gesamtstrecke von rund 800 Metern überbrückt werden.

Neben verschiedenen Routinemessungen, für die speziell die Instrumentenkomplexe ChemCam, DAN, RAD und REMS eingesetzt wurden, kamen in den letzten Wochen auch die Kamerasysteme des Rovers zum Einsatz, um das von dem Rover passierte Gebiet zu dokumentieren. Allerdings galt das Interesse der an der Mission beteiligten Wissenschaftler dabei nicht ausschließlich der vielfältigen Geologie der Marsoberfläche.

Ein Transit des Planeten Merkur

Am 3. Juni 2014 wurde die MastCam, die Hauptkamera des Marsrovers, in den Morgenstunden auch auf die Sonne gerichtet. Dabei konnte ein Durchgang des Merkur, des innersten Planeten unseres Sonnensystems, vor der Sonnenscheibe dokumentiert werden. Bei dieser Beobachtung handelte es sich um den ersten Transit eines Planeten vor dem Zentralgestirn unseres Sonnensystems, welcher von der Oberfläche eines anderen Planeten aus beobachtet wurde. Außerdem ist dies die erste Abbildung des Merkur, welche von der Marsoberfläche aus erfolgte.

Allerdings erscheint der lediglich 4.879 Kilometer durchmessende Merkur aufgrund seiner großen Entfernung zum Mars auf den entsprechenden Aufnahmen nur als ein verschwommener, lichtschwacher Fleck vor der hellen Scheibe unseres Zentralsterns. Merkur nimmt auf den Aufnahmen lediglich ein Sechstel eines Pixels einnimmt. Der Verlauf des Transits entsprach allerdings exakt den zuvor angestellten Berechnungen und erfolgte genau dort, wo er von Curiositys Standort auf der Marsoberfläche aus zu sehen sein sollte.

"Dies ist eine Verbeugung vor der Bedeutung, welche Planetentransits in der Geschichte der Astronomie auf der Erde eingenommen haben", so Dr. Mark Lemmon von der Texas A&M University in College Station/USA, einem der Mitarbeiter des MastCam-Teams. "Die Beobachtungen von Venustransits wurden genutzt, um die Größe des Sonnensystems zu ermitteln [gemeint ist damit die erstmalige Bestimmung der Entfernung zwischen Erde und Sonne, welche im astronomischen Sprachgebrauch als Astronomische Einheit definiert ist]. Beobachtungen von Merkurtransits dienten der Bestimmung des Durchmessers der Sonne."

Auf den Aufnahmen sind zudem zwei Sonnenflecken erkennbar, welche in etwa über den gleichen Durchmesser wie die Erde verfügen. Die Bewegung dieser in der Photosphäre der Sonne beheimateten Flecken ist durch die Rotationsbewegung der Sonne bedingt, was zur Folge hatte, dass sich die beiden Flecken während der Beobachtung kaum von der Stelle bewegt haben. Die Bewegung des Merkur ist dagegen deutlich erkennbar.

Planetentransits im Sonnensystem

Der Durchgang eines Planeten vor der Sonnenscheibe lässt sich von einem weiter außen liegenden Planeten aus nur dann beobachten, wenn diese beiden Himmelskörper zusammen mit der Sonne eine exakte Linie bilden. Tritt eine derartige Konstellation ein, so zieht der innere Planet - vom äußeren Planeten aus gesehen - direkt vor der Scheibe der Sonne vorbei. Von der Erde aus betrachtet stellen die Transits der beiden inneren Planeten Merkur und Venus relativ selten zu beobachtende Ereignisse dar.

Vom Mars aus betrachtet erfolgen derartige Transits allerdings häufiger, wobei dann bei einer entsprechenden Stellung der Planeten auch beobachtet werden kann, wie die Erde und der Mond vor der Sonne vorbei ziehen. Der nächste vom Mars aus zu beobachtende Merkurtransit wird so zum Beispiel bereits im April 2015 erfolgen und könnte dann theoretisch gleich von beiden derzeit aktiven Marsrovern verfolgt werden. Curiosity müsste die Sonne hierzu kurz vor dem Sonnenuntergang abbilden. Der mehrere tausend Kilometer auf der Marsoberfläche entfernt aktive Rover Opportunity könnte kurz nach dem Sonnenaufgang entsprechende Aufnahmen erstellen.

Der nächste Venustransit erfolgt dann im August 2030 und könnte eventuell durch den nächsten Marsrover der NASA, den derzeit noch in der Planungsphase befindlichen Rover Mars 2020 dokumentiert werden. Und sollten in den nächsten Dekaden wirklich Menschen die Oberfläche des Mars betreten und dort anschließend auch längerfristig anwesend sein, so könnten diese im November 2084 verfolgen, wie unser Heimatplanet zusammen mit dem Erdmond vor der Scheibe der Sonne vorbeizieht.

Zunächst soll Curiosity jedoch erst einmal die Fahrt fortsetzen und sich dabei weiter der Basis des "Aeolis Mons", des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges, nähern. Durch die Untersuchung der geschichteten Gesteinsablagerungen an den unteren Hängen dieses rund 5.500 Meter hohen Zentralberges erhoffen sich die Planetologen weitere Erkenntnisse über die Umweltbedingungen, welche einstmals auf unserem Nachbarplaneten vorherrschten.

Bis zum Erreichen des vorgesehen ’Einstiegspunktes’ muss Curiosity allerdings noch eine Strecke von weiteren rund fünf Kilometern zurücklegen. In den kommenden Wochen sollen dabei auch die Analysen der zuletzt bei der Oberflächenformation "Windjana" gewonnenen Bodenproben fortgesetzt werden.

Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 657 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity mehr als 7.300 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen über 155.000 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, UMSF)



 

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Saturn Aktuell: Saturnorbiter Cassini: Der Umlauf Nummer 206 beginnt von Redaktion



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» Saturnorbiter Cassini: Der Umlauf Nummer 206 beginnt
31.05.2014 - In wenigen Stunden beginnt für die Raumsonde Cassini der bereits 206. Umlauf um den Planeten Saturn. Den Höhepunkt dieses neuen Orbits bildet ein für den 18. Juni vorgesehener Vorbeiflug der Raumsonde an dem Saturnmond Titan. Außerdem soll in den kommenden 32 Tagen unter anderem der Phoebe-Ring des Saturn einer Fern-Erkundung unterzogen werden.
Am heutigen Tag, dem 31. Mai 2014, wird die Raumsonde Cassini um 10:37 MESZ auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn erneut die Apoapsis, den Punkt ihrer größten Entfernung zu dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems erreichen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Raumsonde in einer Entfernung von rund 3,01 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt damit zugleich ihren mittlerweile 206. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von 44,3 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Cassini, sind während des in Kürze beginnenden, diesmal 32 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung "Rev 205" lautet, insgesamt 37 Beobachtungskampagnen vorgesehen. Wie üblich wird ein Großteil dieser Kampagnen erneut die Atmosphäre und das Ringsystem des Saturn zum Ziel haben. Den Höhepunkt der Beobachtungen stellt allerdings ein für den 18. Juni 2014 vorgesehener Vorbeiflug an dem größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.

Titan und Erriapus aus der Ferne

Der Titan wird dann auch lediglich eine Stunde nach dem Beginn des neuen Orbits das erste Ziel für die ISS-Kamera darstellen. Aus einer Distanz von 3,92 Millionen Kilometern soll dabei die Atmosphäre über der nördlichen Titan-Hemisphäre abgebildet werden. Durch die Dokumentation von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die dort gegenwärtig vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen. In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen lässt sich durch derartige Aufnahmen die allgemeine ’Großwetterlage’ auf dem Titan dokumentieren, welche sich aufgrund der Bewegung des Saturn um die Sonne und der dabei auftretenden Jahreszeiten in einem etwa 30 Jahre dauernden Rhythmus kontinuierlich verändert (Raumfahrer.net berichtete). Bis zum 8. Juni sind weitere sechs Titan-Beobachtungen eingeplant, wobei sich die Raumsonde diesem Mond bis auf eine Entfernung von 1,58 Millionen Kilometern nähern wird.

Am 12. und am 14. Juni 2014 steht der Mond Erriapus - einer der kleinen, äußeren Saturnmonde - auf dem Beobachtungsprogramm der ISS-Kamera. Mit einer scheinbaren Helligkeit von lediglich 23,0 mag handelt es sich bei Erriapus um ein äußerst lichtschwaches Objekt, welches von der Erde aus nur extrem schwierig zu beobachten ist. Außer den Daten von dessen Umlaufbahn um den Saturn, seinem Durchmesser von rund acht Kilometern und seiner mittleren Dichte von etwa 2,3 Gramm pro Kubikzentimeter ist über diesen erst im Jahr 2000 entdeckten Mond deshalb bisher nur sehr wenig bekannt. Die mittlere Dichte deutet allerdings darauf hin, dass sich dieser Mond vermutlich in erster Linie aus einer Mischung aus Wassereis und Gestein zusammensetzt.

Erriapus verfügt zudem über eine relativ dunkle Oberfläche, welche bei einem Albedo-Wert von 0,06 lediglich etwa sechs Prozent des einfallenden Sonnenlichtes wieder ins Weltall reflektiert. Während der entsprechenden Beobachtungskampagne soll die ISS-Kamera den Mond Erriapus aus einer Distanz von rund 13,1 Millionen Kilometern mehrfach abbilden. Anhand der Variationen in der sich bei dieser Beobachtungssequenz ergebenden Lichtkurve und einem Abgleich mit früheren Beobachtungen sollen die Helligkeitsvariationen auf dessen Oberfläche und die sich daraus ergebende Rotationsperiode dieses Mondes näher bestimmt werden.

Periapsis

Am 16. Juni wird Cassini um 13:30 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 206, erreichen und den Ringplaneten in einer Entfernung von 752.340 Kilometern passieren. Bei dieser Gelegenheit sollen die ISS-Kamera und eines der Spektrometer der Raumsonde, das Ultraviolet Imaging Spectrometer (UVIS), dazu eingesetzt werden, um eventuell zu diesem Zeitpunkt über der Südpolregion des Saturn auftretende Polarlichter abzubilden und zu untersuchen.

Der Titan-Vorbeiflug T-102

Am 18. Juni 2014 steht dann der Höhepunkt dieses 206. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 15:28 MESZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines herbeigesteuerten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,6 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von diesmal 3.658,6 Kilometern passieren. Aufgrund des vergleichbaren Flugverlaufes der Raumsonde relativ zum Titan weisen viele der dabei durchzuführenden Messungen starke Ähnlichkeiten mit dem vorherigen Titan-Vorbeiflug von Cassini auf, welcher erst am 17. Mai 2014 erfolgte (Raumfahrer.net berichtete).

Wie schon im Mai 2014 beginnen auch die mit diesem 103. Vorbeiflug am Titan - das Manöver trägt die Bezeichnung "T-102" - assoziierten Beobachtungen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung an diesen Mond mit diversen Fotoaufnahmen durch die ISS-Kamera, welche dabei zunächst mit verschiedenen Spektralfiltern die südliche Titanhemisphäre abbilden wird. Unterstützt wird das Kamerasystem hierbei durch ein weiteres Instrument - das Composite Infrared Spectrometer (CIRS). Das Ziel der CIRS-Messungen besteht darin, die zu diesem Zeitpunkt in der Stratosphäre der Titanatmosphäre vorherrschenden Temperaturen zu ermitteln und - in Kombination mit zu früheren Zeitpunkten gewonnenen Daten - zu einem Temperaturprofil zusammenzufügen.

In den zwei Stunden vor und nach der dichtesten Annäherung wird dann auch erneut das "Radio Science Subsystem" (kurz "RSS") von Cassini die wissenschaftlichen Arbeiten der Raumsonde dominieren und dabei neben einer Radio-Okkultations-Messung diverse bistatische Messungen durchführen.

Das RSS von Cassini besteht aus drei Sende-Empfangsanlagen, welche unter anderem die Veränderungen von Radiowellen messen können, sobald diese Signale die Atmosphäre des Titan (beziehungsweise bei alternativen Messkampagnen das Ringsystem des Saturn oder die dichte Saturnatmosphäre) durchdringen. Abhängig von dem hierbei verwendeten Frequenzband werden die ausgestrahlten Radiosignale durch Cassini selbst oder durch die Empfangsanlagen des Deep Space Network (DSN) der NASA empfangen.

Durch die Auswertung der im Rahmen der Okkultationskampagne von Cassini ausgestrahlten Radiosignale, welche dabei die Atmosphäre des Titan durchdringen, wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler die Temperatur, die Dichte und die Zusammensetzung der oberen Schichten der Titanatmosphäre ermitteln. Des weiteren soll hierbei erneut ein vertikales Profil der Ionendichte in der Ionosphäre des Titan gewonnen werden. Außerdem werden Daten über die in der Troposphäre des Mondes vorherrschenden Winde erwartet.

Bei den bistatischen Messungen werden dagegen die von der Raumsonde auszustrahlenden Radiowellen zunächst von der Oberfläche des Titan reflektiert und anschließend von den Empfangsstationen des DSN auf der Erde empfangen. Dieses Experiment dient dazu, um Aussagen über verschiedene physikalische Charakteristiken der Titanoberfläche - besteht diese aus festem Material oder ist sie eventuell von einer Flüssigkeit überzogen und wie "eben" oder "rau" fällt der zu untersuchende Oberflächenbereich aus - zu tätigen.

Im Anschluss an die RSS-Kampagne werden das CIRS und das ISS-Kameraexperiment weitere Daten über die Temperatur, die Struktur und den Aufbau der Titanatmosphäre sammeln beziehungsweise weitere Aufnahmen von verschiedenen Oberflächenformationen auf dem Titan anfertigen. Nach dem Abschluss der Titan-Kampagne wird die ISS-Kamera am 20. Juni schließlich auf den Saturn gerichtet sein und diesen mit der WAC-Optik abbilden. Diese beiden Beobachtungen sind Bestandteil einer langfristig ausgelegten "Sturmbeobachtungskampagne" und dienen - wie auch die bereits Anfang des Monats beim Titan durchzuführenden Beobachtungen - der Dokumentation des dort gegenwärtig ablaufenden Wettergeschehens. Bis zum 30. Juni sind acht weitere Saturn-Sturmbeobachtungskampagnen vorgesehen.

Der Phoebe-Ring

Ebenfalls noch am 20. Juni wird das ISS-Kamerateam schließlich versuchen, den am weitesten vom Saturn entfernt gelegenen, extrem lichtschwachen und erst im Jahr 2009 auf Aufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer entdeckten Phoebe-Ring abzubilden. Speziell soll dabei der Schatten dokumentiert werden, den der Saturn zum Zeitpunkt der Aufnahmen auf diesen nur schwer nachzuweisenden Ring wirft. Durch den Vergleich von den im Schatten des Saturn liegenden Bereichen dieses Ringes mit anderen, direkt von der Sonne beschienenen Bereichen soll dann die optische Dichte dieses Ringes ermittelt werden, was weitere Informationen über die in diesem Ring vorherrschende Materialdichte liefern dürfte. Aufgrund der bisher zur Verfügung stehenden Beobachtungsdaten wird diese Partikeldichte derzeit auf lediglich etwa 10 bis 20 Partikel pro Kubikkilometer geschätzt. Die zu gewinnenden Informationen könnten außerdem weitere Einzelheiten zu der Größe der Partikel liefern, aus denen sich der Ring zusammensetzt.

Zwischen dem 21. und dem 24. Juni stehen dann zwei Sternbedeckungen auf dem Beobachtungsprogramm von Cassini, wobei neben der ISS-Kamera auch ein weiteres Spektrometer der Raumsonde, das Visual and Infrared Spectrometer (VIMS), zum Einsatz kommen wird. Bei diesen beiden Okkultationen werden die im Sternbild "Taube" (lateinischer Name Columba) und "Achterdeck des Schiffs" (lateinischer Name Puppis) gelegenen Sterne Gamma Columbae und L2 Puppis von Teilen des Ringsystems des Saturn bedeckt.

Durch die sich dabei ergebenden Helligkeitsschwankungen in den Lichtkurven der beiden Sterne erhoffen sich die an der Kampagne beteiligten Wissenschaftler Aufschlüsse über den Aufbau, die Materialdichte und die Struktur der Ringbereiche, welche diese Sterne bei den jeweiligen Okkultationen bedecken. Außerdem, so die Wissenschaftler, können im Rahmen dieser Beobachtungen eventuelle Veränderungen in der Ringstruktur registriert werden, welche durch das Gravitationsfeld des Saturn oder durch erst kürzlich erfolgte ’Einschläge’ von Meteoroiden verursacht wurden.

Weitere Ringe, Monde und erneut Titan

Weitere, am 22. Juni durchzuführende Beobachtungen werden Teile des F-Ringes des Saturn zum Ziel haben. Bei dieser Beobachtungssequenz gilt das wissenschaftliche Interesse speziell den diversen Verästelungen der gewundenen Einzelringe sowie deren Interaktion mit den in der Nähe befindlichen Monden. Frühere Beobachtungen führten zu dem Schluss, dass vor allem gravitative Wechselwirkungen mit dem weiter innen liegenden A-Ring und den beiden den F-Ring begrenzenden Saturnmonden Prometheus und Pandora die Struktur des F-Ringes gestalten. Speziell die gravitativen Einflüsse dieser beiden als Schäfermonde fungierenden Monde sind für die Ausbildung der beobachteten Wellenstrukturen des F-Ringes verantwortlich.

Am 24. Juni sind dann außerdem noch erneut diverse sogenannte "astrometrische Beobachtungen" von mehreren der kleineren, inneren Saturnmonde vorgesehen. Die Umlaufbahnen dieser kleinen und entsprechend massearmen Saturnmonde unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und dessen größeren Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Das wissenschaftliche Ziel der anzufertigenden Aufnahmen der Monde besteht darin, die derzeit verfügbaren Daten über deren Umlaufbahnen noch weiter zu präzisieren. Zwei weitere astrometrische Beobachtungskampagnen werden am 26. und am 30. Juni erfolgen.

Für ihre finale Beobachtungssequenz während des Orbits Nummer 206 wird sich die ISS-Kamera ebenfalls noch am 30. Juni erneut auf den Titan richten. Auch hierbei soll, diesmal aus einer Entfernung von 3,93 Millionen Kilometern, der Titan als Ziel dienen. Und wie bereits vier Wochen zuvor sollen auch diese Aufnahmen dazu dienen, um das aktuelle Wettergeschehen zu dokumentieren.

Am 2. Juli 2014 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 08:52 MESZ in einer Entfernung von rund drei Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 206. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 207 sind erneut diverse Beobachtungen des Ringsystems und der Atmosphäre des Saturn sowie der Saturnmonde vorgesehen. Den Höhepunkt dieses nächsten Orbits bildet dabei ein weiterer gesteuerter Vorbeiflug an dem Mond Titan, welcher von der Raumsonde am 20. Juli 2014 in einer Entfernung von dann 5.103 Kilometern erneut passiert werden soll.

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

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



 

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ISS Aktuell: Expedition 40/41 erfolgreich zur ISS gestartet von Redaktion



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» Expedition 40/41 erfolgreich zur ISS gestartet
29.05.2014 - Pünktlich um 21:57 MESZ starteten am 28. Mai 2014 die neuen Mitglieder der derzeitigen 40. und späteren 41. ISS-Expedition an Bord von Sojus TMA-13M. Es sind neben dem Sojus-Kommandanten Maxim Surajew (Roscosmos) die Flugingenieure Reid Wiseman (NASA) und Alexander Gerst (ESA). Wenn alles wie geplant läuft, bleiben die drei 166 Tage in der Internationalen Raumstation. Mit Gerst ist seit sechs Jahren erstmals wieder ein deutscher Astronaut dort oben.
Der Start der neuen ISS-Besatzungsmitglieder in einem TMA-13M-Raumschiff auf einer Sojus-Trägerrakete am Mittwoch, den 28. Mai 2014 um 21:57 Uhr MESZ in den Nachthimmel von Baikonur war problemlos. Dort vor Ort war es bereits Donnerstag 01:57 Uhr. Die ISS hatte zwei Minuten zuvor Baikonur direkt überflogen und die Sojus konnte nun die Verfolgung aufnehmen.

Acht Minuten und 46 Sekunden nach dem Start befand sich das Raumschiff im Orbit in rund 260 Kilometer Höhe und etwa 2.700 Kilometer hinter der ISS auf nordöstlichem Kurs. Es bedurfte lediglich vier Orbits oder sechs Stunden, bis Sojus TMA-13M zur ISS aufgeschlossen hatte und mit dem Andockmanöver begonnen werden konnte. Damit ist dieses Schnellanflugverfahren erneut erfolgreich demonstriert worden.

Um 03:43 Uhr MESZ, fünf Minuten vor dem Plan, dockte Sojus TMA-13M am erdzugewandten Rassvet-Modul an. Die Öffnung der Luken erfolgt nach circa zwei Stunden. Gerst, Surajew und Wiseman werden dann ab Freitag die gegenwärtigen drei ISS-Besatzungsmitglieder der Expedition 40, ISS-Kommandant Steve Swanson (NASA) und die Flugingenieure Oleg Artjomjew und Alexander Skworzow bei der Arbeit unterstützen. Der Donnerstag ist für alle als Ruhetag vorgesehen.

Artjomjew, Skworzow und Swanson werden am 10. September 2014 zur Erde zurückkehren. Damit endet auch die 40. ISS-Expedition und die 41. beginnt – und zwar unter dem Kommando von Surajew. Die nächsten drei ISS-Besatzungsmitglieder werden Ende September 2014 starten. Während der verbleibenden Zeit von Expedition 40 werden vier Raumtransporter anlegen: Cygnus von Orbital Sciences, ein russischer Progress-Frachter, das letzte Automatic Transfer Vehicle ATV-5 "Georges Lemaitre" der ESA und ein Dragon-Frachter von SpaceX.

Im Gegensatz zu Surajew sind Gerst und Wiseman, die beide 2009 zu den Astronauten-Korps der ESA beziehungsweise NASA stießen, erstmals im All. Gerst ist ausgebildeter Geophysiker und Vulkanologe. Wiseman kommt von der US-Navy. Surajew absolviert mit diesem Flug seinen zweiten Langzeitaufenthalt auf der ISS. Bereits von 30. September 2009 bis 18. März 2010 (169 Tage) hielt er sich dort auf. Am 14. Januar 2010 hatte er einen fast sechsstündigen Außenbordeinsatz, bei dem er das Poisk-Modul für das Andocken von Raumschiffen vorbereitete.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: NASA, ESA, Raumcon)



 

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12. Juni 2014
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