InSpace Magazin #527 vom 19. Oktober 2014

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #527
ISSN 1684-7407


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Intro von Simon Plasger

Sehr verehrte Leserinnen und Leser,

leider ist es seit der letzen InSpace-Ausgabe schon fast einen Monat her, was eigentlich nicht passieren sollte. Wir bitten um Ihr Verständnis. Deswegen wollen wir Sie auch nicht lange aufhalten und Ihnen direkt ein diesmal sehr großes Magazin präsentieren.

Viel Freude bei der Lektüre wünscht Ihnen

Simon Plasger

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News

• Der offene Sternhaufen Messier 11 im Sternbild Schild «mehr» «online»
• Bilder aus dem Weltall «mehr» «online»
• Größe und Masse von Tschurjumow-Gerasimenko - Teil 2 «mehr» «online»
• EFT-1: Zwei Rollouts «mehr» «online»
• „2nd Man on the Moon“ im Technik Museum Speyer «mehr» «online»
• XCOR kündigt Lynx-Premiere für 2015 an «mehr» «online»
• Extreme Leuchtquelle stellt Theorien infrage «mehr» «online»
• Rosetta: Detailaufnahme von der Kometenoberfläche «mehr» «online»
• Vorbereitungen für den IXV-Testflug «mehr» «online»
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• EFT-1: Fliegen Sie mit! «mehr» «online»
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• Auf Kometenjagd mit Dr. Manfred Warhaut «mehr» «online»
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• EFT-1: Finale Phase der Vorbereitungen hat begonnen «mehr» «online»
• Proton: Geheimnisvoller neuer return-to-flight «mehr» «online»
• Chinesischer Satellit Shijian 11-07 gestartet «mehr» «online»


» Der offene Sternhaufen Messier 11 im Sternbild Schild
01.10.2014 - Eine am heutigen Tag von der Europäischen Südsternwarte veröffentlichte Aufnahme zeigt den offenen Sternhaufen Messier 11. Die dort konzentrierten Sterne haben sich bereits vor etwa 250 Millionen Jahren gebildet. Derartige Sternhaufen stellen für Astronomen ein Feldlabor zur Überprüfung der Sternentstehungstheorien dar.
Einige der in unserer Heimatgalaxie befindlichen Sterne sind mit einem Alter von mehr als 13 Milliarden Jahren nur wenige hundert Millionen Jahre jünger als das Universum, dessen Alter von den Astronomen mit einem Wert von etwa 13,8 Milliarden Jahren angegeben wird. Mit einem Alter von ’lediglich’ rund 4,6 Milliarden Jahren handelt es sich bei dem Zentralgestirn unseres Sonnensystems somit um einen noch verhältnismäßig jungen Stern, welcher gerade einmal die mittlere Phase seines Lebens erreicht hat. Andere Sterne der Milchstraße verfügen jedoch über ein noch deutlich geringeres Alter.

Diese Sterne haben sich - in astronomischen Zeiträumen betrachtet - erst vor relativ kurzer Zeit in sogenannten Sternentstehungsgebieten entwickelt. Aus so einer H-II-Region geht in der Regel jedoch nicht nur ein einzelner, isolierter Stern hervor. Vielmehr reicht die Anzahl der sich zeitgleich in einem H-II-Gebiet bildenden Sterne von einigen Dutzend bis hin zu mehreren Tausend Sternen, welche nach dem Abschluss der Sternentstehungsphase in dieser Region des Weltalls zunächst einen offenen Sternhaufen bilden.

Derartige Sternformationen sind typischerweise in den ’Armen’ von Spiralgalxien oder in sternreichen Regionen von irregulären Galaxien zu beobachten.

Der offene Sternhaufen Messier 11

Bei einem der mehr als 1.000 offenen Sternhaufen, welche den Astronomen derzeit in unserer Heimatgalaxie bekannt sind, handelt es sich um den im Sternbild Scutum (zu deutsch "Schild") gelegenen Haufen Messier 11. Entdeckt wurde "M 11" - so die astronomische Kurzbezeichnung - bereits im Jahr 1681 von dem deutschen Astronomen Gottfried Kirch, der dabei allerdings lediglich eine diffuse Wolke beobachten konnte. Erst der englische Astronom William Derham konnte diese Struktur im Jahr 1733 in einzelne Sterne auflösen und so die Natur dieses ’verschwommenen Lichtflecks’ enträtseln. Der Sternhaufen wurde schließlich im Jahr 1764 von dem französischen Astronomen Charles Messier unter der Nummer "11" in dem von ihm veröffentlichten Messier-Katalog aufgenommen, welcher 110 markante Nebel, Sternhaufen und Galaxien beschreibt.

Aus dieser Zeit stammt auch der inoffizielle Beiname dieses Sternhaufens, welcher auch als "Wildentenhaufen" bezeichnet wird. Als der Sternhaufen im 18. Jahrhundert durch die damals gebräuchlichen Teleskope beobachtet wurde, bemerkten die Astronomen, dass die hellsten Sterne von M 11 das Muster eines offenen Dreiecks bilden, welches der Flugformation von Enten ähnelt. Eine weitere, allerdings auch offiziell angewandte Bezeichnung für diesen Sternhaufen lautet NGC 6705 - basierend auf dem New General Catalogue des dänischen Astronomen Johan Ludvig Emil Dreyer.

Messier 11 ist einer der sternreichsten und zugleich kompaktesten offenen Sternhaufen im Bereich unserer Heimatgalaxie. Er befindet sich in einer Entfernung von rund 6.000 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem, verfügt über einen Durchmesser von fast 20 Lichtjahren und stellt die Heimat von annähernd 2.900 Sternen dar. Bei der sich daraus ergebenden Ausdehnung von 14 Bogenminuten erreicht dieser Sternhaufen eine scheinbare Helligkeit von 5,8 mag und kann somit als einer der hellsten Sternhaufen am nächtlichen Himmel bereits mit einem lichtstarken Fernglas am nördlichen Rand des Bandes der Milchstraße auch von Amateurastronomen betrachtet werden.

Offene Sternhaufen - Ein ’Feldlabor’ für Astronomen

Offene Sternhaufen stellen für professionellen Astronomen interessante Forschungsobjekte dar, da sich die dort konzentrierten Sterne ursprünglich alle aus derselben Molekülwolke gebildet haben und somit in etwa über das gleiche Alter und zudem über eine sehr ähnliche chemische Zusammensetzung verfügen. Durch eine eingehende Untersuchung der dort beheimateten Sterne, welche sich alle in der gleichen Entfernung zur Erde befinden, ist dabei unter anderem ein Vergleich der Entwicklung von Sternen möglich, welche über unterschiedliche Ausgangsmassen verfügen.

Massereichere Sterne entwickeln sich sehr viel schneller als ihre leichteren Gegenstücke, da diese ihren Wasserstoff im Rahmen der stellaren Kernfusion sehr viel früher verbrauchen als masseärmere Sterne. Durch eingehende Untersuchungen können somit direkte Vergleiche zwischen den verschiedenen Stern-Entwicklungsstadien innerhalb des gleichen Sternhaufens angestellt werden. Zum Beispiel: Entwickelt sich ein Stern mit der Masse der Sonne auf eine vergleichbare oder auf eine abweichende Weise als ein anderer Stern des gleichen Alters, welcher aber lediglich über die halbe Sonnenmasse verfügt? Wenn ja: Wo liegen diese Unterschiede und was sind die Gründe dafür?

In diesem Sinne sind offene Sternhaufen das, was für Astronomen ’Laborbedingungen’ am Nächsten kommt. Diese Untersuchungen erleichtern es den Astronomen und Astrophysikern, die Auswirkungen abweichender physikalischer und chemischer Eigenschaften der Sterne auf ihre jeweilige Entwicklung zu ermitteln. Des weiteren kann die gemeinsame Bewegungsrichtung der in einem offenen Sternhaufen konzentrierten Sterne zur Bestimmung der Entfernung dieser Sterne zu unserem Sonnensystem genutzt werden.

Allerdings handelt es sich bei den offenen Sternhaufen um - in kosmischen Zeiträumen betrachtet - relativ kurzlebige Gebilde. Weil die in einem offenen Sternhaufen befindlichen Sterne gravitativ nur sehr schwach aneinander gebunden sind, sind einzelne Sterne sehr anfällig dafür, durch die gravitativen Effekte benachbarter Himmelsobjekte aus der Hauptgruppe herausgeschleudert zu werden. Normalerweise sind die Sterne eines solchen Haufens somit bereits nach wenigen Hundert Millionen Jahren soweit auseinandergedriftet, dass der ursprüngliche Haufen nicht mehr als solcher zu erkennen ist. Messier 11 verfügt bereits über ein Alter von mindestens 250 Millionen Jahren. Deshalb ist es sehr wahrscheinlich, dass sich in einigen weiteren Millionen Jahren diese ’Wildentenformation’ endgültig auflösen wird.

Die heute von der Europäischen Südsternwarte (ESO) veröffentlichte Aufnahme wurde mit dem Wide Field Imager (WFI) des MPG/ESO-2,2-Meter-Teleskops am La Silla-Observatorium der ESO in den nordchilenischen Anden angefertigt.

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


» Bilder aus dem Weltall
02.10.2014 - Die Überschrift mag einen weiteren Artikel über die faszinierenden Bilder des Hubble-Teleskops oder von ALMA der ESO nahelegen. Ganz im Gegenteil: Bilder spielen überhaupt keine Rolle. Es folgt ein Sprung 160 Jahre in die Vergangenheit.
Unzweifelhaft hat die Astronomie in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Die Entdeckungen und gänzlich neuen Ansätze, die das Hubble-Weltraumteleskop oder die bodengebundenen Teleskope des ESO (European Southern Observatory) und anderer Organisationen möglich gemacht haben, lassen sowohl Wissenschaftler als auch interessierten Laien einen anderen, tieferen Blick auf das Universum werfen.

Der Anblick der Sterne fasziniert den Menschen bereits seit Jahrtausenden und hat ihn angespornt, immer mehr über das Firmament und das Universum als Ganzes lernen zu wollen.

Aber wie weit sind wir dabei gekommen? Ein Vergleich anhand unserer Milchstraße macht den Fortschritt deutlich:

Nach heutigen Kenntnissen besteht die Milchstraße aus mindestens 100 Milliarden Sternen. Aber wie sah das vor 160 Jahren aus?

Hier ein Auszug aus dem Buch „Bilder aus dem Weltall“ aus dem Jahre 1854:

„Wenden wir unseren Blick auf einen engeren Raum, auf die Milchstraße, in welcher sich an einer sternenleereren Stelle unser Sonnensystem bewegt, so steht soviel fest, daß die Milchstraße aus mehreren Ringen von Millionen Sonnen besteht, von denen man zwei Ringe recht wohl unterscheiden kann. Diese Ringe haben Verbindungsbrücken, hellere und dunklere Stellen und enthalten gegen 18 Millionen durch Fernröhre sichtbare Sonnen mit ihren natürlich unsichtbaren Planeten und Kometen.“
(Autor: Fr. Körner, Text ursprünglich erschienen in: Der praktische Schulmann. Archiv für Materialien zum Unterricht in der Real-, Bürger- und Volksschule. Leipzig 1852).

Auch bei der Größe der Milchstraße waren die Erkenntnisse vor 160 Jahren weit von dem entfernt, was wir heute wissen:

„Versucht man den Durchmesser des Milchstraßenringes zu berechnen, so erhält man mit Wahrscheinlichkeit die ungeheure Entfernung von 8000 Lichtjahren“. (Quelle: s.o.).

Heute glauben wir zu wissen, dass die Milchstraße einen Durchmesser von ungefähr 100.000 Lichtjahren hat. Das, was in den 1850ern noch mit hoher Wahrscheinlichkeit richtig war, ist aus heutiger Sicht weit von der Realität entfernt.

„[...] da unsere Sonne dem Mittelpunkt der Milchstraße nahesteht [...]“(Quelle: s.o.): Ebenso eine überholte „Tatsache“, wie die Erkenntnisse davor.

Aber wir müssen nicht unbedingt soweit hinaus in die Tiefe des Weltalls schauen, um uns unsere Fortschritte im Bereich der Astronomie vor Augen zu führen. Wenden wir uns einmal unserem Nachbarn Mars zu.

Die Marsforschung hat in den letzten Jahren deutlich an Popularität dazu gewonnen, was letztlich auch an den Marsrover-Missionen wie Sojourner, Spirit und Opportunity sowie zuletzt Curiosity liegt. Die spektakulären Aufnahmen von der Marsoberfläche und die Ergebnisse der Bodenproben haben unseren Horizont deutlich erweitert. Dass früher Wasser in flüssiger Form auf dem Mars vorhanden und somit für typische Bodenerosionen verantwortlich war, kann zwischenzeitlich als gesichert angesehen werden. Auch in Zukunft werden wir vermutlich weitere neue Erkenntnisse über den Mars gewinnen.

Dabei waren die Marsforschungen gegen Ende des 19. Jahrhunderts als beinahe beendet angesehen worden:
„Nahezu zum Abschluß gebracht wurde die Marsforschung durch den schon erwähnten Schiaparelli, Direktor der Mailänder Sternware, der in den Jahren 1877 bis 1888 […] eine genaue Marskarte zeichnete […].“
(Quelle: Das Sternenzelt von Prof. Dr. Carl Titus, Verlag des Vereins der Bücherfreunde, Berlin 1893).

Nicht nur, dass der Mars sinnbildlich zu den Akten gelegt wurde; der Wissensstand, auf dem die Erforschung beendet sein sollte, ist aus unserer heutigen Sicht kaum nachvollziehbar. Wie oben erwähnt sind wir uns heute sicher, dass es auf dem Mars in der Vergangenheit flüssiges Wasser gegeben haben muss. Noch vor 120 Jahren war es eine Tatsache, dass es sich bei dunklen Flecken auf dem Mars um Meere handelt: „Und daß die Wassermassen, von der Erde aus gesehen, eine dunklere Färbung besitzen müssen, ist einleuchtend […]“

„Eigentümlich ist die Verteilung von Land und Wasser auf dem Mars gegenüber der Erde“. (Quelle: Das Sternenzelt, Seiten 222, 223). Dass es auf einem anderen Planten anders aussieht als auf der Erde, betrachten Forscher heute keineswegs mehr als eigentümlich.

Es ist nur ein kurzer Rückblick in eine Zeit, die gerade einmal 120 bzw. 160 Jahre her ist, aber er zeigt deutlich, wie sehr sich Tatsachen mit dem technischen Fortschritt verändern. Sicher dürfen wir gespannt sein, welche heutigen Tatsachen in der Zukunft widerlegt werden.


(Autor: Christian Klempsmann - Quelle: privat)


» Größe und Masse von Tschurjumow-Gerasimenko - Teil 2
03.10.2014 - Die Auswertung der zwischenzeitlich durch die Raumsonde Rosetta gesammelten Daten, durch welche unter anderem Aussagen bezüglich der Größe, des Volumens und der Masse des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko getätigt werden sollen, liefert mittlerweile genauere Ergebnisse als noch vor wenigen Wochen. Diese Daten sind extrem wichtig für die Planung der weiteren Aktivitäten der Raumsonde. Außerdem werden dieser Daten letztendlich einen entscheidenden Einfluss auf das Absetzen des von Rosetta mitgeführten Kometenlanders Philae haben.
Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem, bei dem eine Distanz von rund 6,4 Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise - den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als "67P" abgekürzt). Seitdem ’begleitet’ Rosetta diesen Kometen auf seinem Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Während der letzten Wochen und Monate wurden dabei von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern auch Daten gewonnen, welche erste Aussagen über die Form und Gestalt, das Volumen, die Masse, die Orientierung der Rotationsachse und die Rotationsdauer dieses Kometen ermöglichten (Raumfahrer.net berichtete).

Mittlerweile konnten diese Angaben dank genauerer Beobachtungsdaten präzisiert werden...

Der Kern des Kometen 67P setzt sich, wie bereits seit dem Juli 2014 bekannt ist, aus zwei Hauptkörpern zusammen. Die kleinere dieser beiden Komponenten, der ’Kopf’ des Kometen, verfügt laut den aktuellsten Analysen über eine Abmessung von 2,5 x 2,5 x 2,0 Kilometern. Der ’Körper’ von 67P misst dagegen 4,1 x 3,2 x 1,3 Kilometer. Daraus resultiert ein Volumen von insgesamt 25 Kubikkilometern. Die Masse des Kometenkerns wird nach wie vor mit einem Wert von etwa zehn Milliarden Tonnen angegeben, woraus sich - dementsprechend unverändert zu den vorherigen Aussagen - eine mittlere Dichte von etwa 0,4 Gramm pro Kubikzentimeter ableiten lässt.

Diese Form des Kometenkerns machte es den beteiligten Wissenschaftlern ’relativ einfach’, die Rotationsachse des Kometen zu bestimmen und so dessen Rotationsperiode zu ermitteln. Für eine vollständige Drehung um seine Rotationsachse benötigt 67P demzufolge ziemlich genau 12,4043 Stunden. Eine entsprechende Publikation wurde mittlerweile in der Fachzeitschrift "Astronomy & Astrophysics" veröffentlicht und kann auf dieser Internetseite aufgerufen werden. Die Rotationsachse des Kometen verfügt über eine Rektaszension von 69 Grad und eine Deklination von 64 Grad.

Weitere Daten stehen über die Freisetzungsrate von Wasserdampf zu Verfügung. Anfang Juni 2014 gab 67P pro Sekunde etwa 300 Milliliter Wasser frei (Raumfahrer.net berichtete). Im Juli stieg diese Rate auf etwa ein Liter pro Sekunde an - im August wurden laut den Messungen des MIRO-Instruments bereits fünf Liter pro Sekunde freigesetzt. Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler gehen davon aus, in Kürze auch das Massen-Verhältnis des ’normalen’ Wasserstoffs zu seiner ’schwereren’ Variante Deuterium bestimmen zu können. Bei weiteren von dem Kometen freigesetzten und von den Instrumenten der Raumsonde detektierten Gasen handelt es sich bisher um Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Ammoniak, Methan und Methanol.

Diese am heutigen Tag im Rosetta-Blog der ESA veröffentlichten Daten sind allerdings nur vorläufiger Natur und werden auch weiterhin durch aktuellere Messdaten und Auswertungen verfeinert. Trotzdem haben diese Angaben letztendlich entscheidenden Einfluss auf die endgültige Auswahl des Landeplatzes für den von Rosetta mitgeführten Komentenlander Philae, der am 12. November 2014 auf dem Kometen 67P niedergehen soll und dessen Oberfläche anschließend mit weiteren zehn Instrumenten eingehend untersuchen wird.

Das nebenstehende Bildmosaik setzt sich aus vier Einzelaufnahmen der Navigationskamera der Raumsonde Rosetta zusammen, welche am 26. September 2014 aus einer Entfernung von 26,3 Kilometern zum Zentrum des Kometen angefertigt wurden. In diesem Zeitraum hat sich die Raumsonde allerdings bereits auch mehrere Kilometer über die Oberfläche von 67P hinweg bewegt. Aus dieser ’Eigenbewegung’ resultieren auch die in diesem Mosaik erkennbaren ’unförmigen’ Übergänge zwischen den einzelnen Aufnahmen.

Es stellt selbst für die Bildbearbeitungs-Profis der ESA eine Herausforderung dar, diese vier Einzelaufnahmen ’fließend’ zusammenzusetzen. Sollten Sie bessere Ergebnisse erzielen, dann nur zu! Die Mitarbeiter der Rosetta-Mission würden sich freuen, wenn Sie Ihre Resultate auf der Internetseite des Rosetta-Blog mit der Öffentlichkeit teilen.

Besonders die von der Oberfläche des Kometen ausgehenden "Jets" stehen bei diesen Aufnahmen derzeit im Fokus der Wissenschaftler, welche die Landung von Philae vorbereiten. Bei dem mehrere Stunden andauernden Flug des Kometenlanders zu der Oberfläche von 67P spielt das inhomogene Schwerkraft-Feld des Kometen eine eher untergeordnete Rolle. Um Philae erfolgreich am vorgesehenen Landeplatz abzusetzen muss die Raumsonde vor dem Abkoppeln mehrere minimale Bahnkorrekturmanöver durchführen. Speziell die exakte Ausführung dieser Manöver ist entscheidend dafür, dass Philae am 12. November 2014 den ausgewählten Landeplatz erreicht.

Aber auch nach der Abtrennung kann die Gasaktivität des Kometen den geplanten ’Schweb-Flug’ des Kometenlanders in das gewünschte Landegebiet weit stärker ablenken als das unregelmäßige Gravitationsfeld des Kometen 67P, so der Flugdynamiker Vicente Companys in einem Interview von ESA.de.

Die finale Entscheidung über den Landeplatz von Philae wird am 14. Oktober 2014 getroffen (Raumfahrer.net berichtete).

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


» EFT-1: Zwei Rollouts
04.10.2014 - Die Vorbereitungen für den Erstflug von Orion, dem neuen Raumschiffs der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, gehen weiter voran. So wurde das Raumschiff aus einer Halle zu der Installation des Startabbruch-Systems transportiert. Orions Trägerrakete wurde ebenfalls herausgerollt, und zwar zum Startplatz. Bei der Entwicklung des zukünftigen Trägers von Orion, dem Space Launch System, gibt es dagegen Probleme: Es wurden in den Leitungen eines Triebwerksteststands Verunreinigungen gefunden.
Vor etwa drei Wochen geschah ein historischer Moment, als das neue Raumschiff der NASA, genannt Orion, aus der Konstruktionshalle, dem Operations and Checkout-Building im Kennedy Space Center, herausgerollt wurde. Es wurde dabei in die Payload Hazardous Servicing Facility (PHSF) transportiert, um betankt zu werden. Inzwischen ist diese Betankung mit Ammoniak, Hydrazin und Heliumgas abgeschlossen. Deshalb konnte am 29. September erneut ein Rollout Orions stattfinden, dieses Mal aus der PHSF hinaus, von wo aus das Raumschiff in ein weiteres Gebäude gefahren wurde, die Launch Abort System Facility (LASF). Dort wird Orion sein Startabbruch-System erhalten, genannt LAS für Launch Abort System. Dieses System wurde bereits Ende 2013 fertiggestellt, es wird jedoch bis auf den Jettinson-Motor bei der EFT-1 (Exploration Flight Test 1) Mission inaktiv bleiben. Die Montage des LAS wird gegen Mitte November abgeschlossen sein, danach wird das dann vollständige Orion-Raumschiff auf die Delta IV Heavy-Trägerrakete aufgesetzt. Der Start von EFT-1, Orions Erstflug, ist momentan für den 4. Dezember um 13:05 MEZ geplant.

Bei dem Launch Abort System (LAS) handelt es sich um einen der am ausführlichsten getesten Komponenten des Orion-Raumschiffs. Seine Entwicklung begann noch im Rahmen des Constellation-Programms, das inzwischen gestrichen wurde. Das LAS soll bei bemannten Missionen dazu dienen, die Orion-Kapsel mitsamt der Besatzung so schnell wie möglich wegzubefördern, falls es zu einer gefährlichen Situation durch Probleme mit der Rakete kommt. Für diesen Zweck verfügt das LAS über drei verschiedene Feststoffmotoren:

-Den großen Abort-Motor, der tatsächlich bei einem Startabbruch Orion „wegschießen“ würde

- den Jettinson-Motor, der das gesamte LAS nach dem Einsatz nach oben hin „wegzieht“

- den Lageregelungsmotor (Attitude Control Motor), der für die korrekte Fluglage des Systems zuständig ist.

Alle diese Motoren sind mitsamt ihrem festen Treibstoff in einem zylinderförmigen „tower“ (Turm) integriert. Unterhalb dieses towers befindet sich dann die Orion-Kapsel in einer aerodynamischen, gewölbten Verkleidung.

Zahlreiche Tests des LAS haben bereits im Rahmen des Constellation-Programms stattgefunden. Darunter befanden sich zahlreiche Testzündungen der einzelnen Motoren und strukturelle Belastungstests. Der größte Test des LAS fand im Mai 2010 auf der White Sands Missile Range mit Pad Abort 1 statt. Bei diesem Test konnte erstmals das gesamte LAS erprobt werden, indem ein Mockup einer Orion-Kapsel mithilfe des LAS von dem Boden in den Himmel geschossen wurde. Nach diesem erfolgreichen Test konzentrierten sich die meisten Arbeiten auf das LAS von EFT-1. Als Vorbereitung für den nächsten großen Test, Ascent Abort 2 Ende 2018, wird das Critical Design Review (CDR), eine rigorose Designprüfung, des Abort-Motors gegen Sommer 2015 stattfinden. Bei dem Ascent Abort-Test wird eine Orion-Kapsel auf einer kleinen Rakete gestartet und nach einer gewissen Zeit das LAS während des Fluges gezündet. Die Rakete soll eine Peacekeeper sein, es wird darüber nachgedacht, die Orion-Kapsel von EFT-1 erneut zu verwenden, sofern es ihr Zustand zulässt.

Auch die Vorbereitung der Trägerrakete von Orion bei EFT-1, einer Delta IV Heavy, macht Fortschritte. Nachdem alle Stufen der Rakete getestet, vorbereitet und miteinander verbunden wurden, konnte die Delta IV Heavy am Abend des 30. Septembers aus der Horizontal Integration Facility (HIF) zum Startplatz LC-37 auf der Cape Canaveral Air Force Station herausgerollt werden. Getragen wurde die über 50 m lange Rakete dabei von einem Elevating Platform Transporter. Am Morgen des nächsten Tages wurde daraufhin die mächtige Rakete mithilfe des Fixed Pad Erectors vorsichtig aufgerichtet. Die Delta IV Heavy befindet sich nun innerhalb des Mobile Service Towers (MST), in dem nun letzte Vorbereitungen abgeschlossen werden und auch die Nutzlast, also Orion mit dem LAS, mit der Oberstufe verbunden werden wird. Wenige Stunden vor dem Start am 4. Dezember wird der Mobile Service Tower weggefahren. Genauso wie das Stacking in der HIF wurde auch der Rollout und die Aufrichtung der Rakete nicht von der NASA, sondern von der Betreiberfirma ULA durchgeführt. Die NASA kontrollierte lediglich alle Vorgänge.

Orion wird das neue Raumschiff der NASA sein. Während die kommerziellen Partner der NASA für den Transport von Fracht und Astronauten zur ISS im Erdorbit zuständig sind, wird das auch MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) genannte Raumschiff Astronauten zu verschiedenen Zielen jenseits des Low Earth Orbits (LEO) transportieren. So kann eine intensivere Erkundung des Weltalls als je zuvor stattfinden. Mit der Entwicklung von Orion wurde bereits im Rahmen des 2010 gestrichenen Constellation-Programms entwickelt. So konnte die Entwicklung an einem Raumschiff, an dem bereits mit Hochdruck gearbeitet wurde, fortgeführt werden.

Aktuellen Planungen zufolge soll es im Dezember 2014 dann soweit sein: Orion startet auf einer Rakete des Typs Delta IV Heavy zu seinem Erstflug EFT-1. Dieser Flug beinhaltet zwei Erdumrundungen, dabei wird sich Orion bis zu 5.500 km von der Erde entfernen, und auf über 32.000 km/h beschleunigt. Eine solche Entfernung und Geschwindigkeit wurde von keinem praktisch oder theoretisch bemannbaren US-Raumschiff seit 1972 erreicht. Auf dem Flug sollen der Strahlungsschutz, der Hitzeschild, die Avionik, die Fallschirme und das Abwerfen von Verkleidungen und des Rettungssystems getestet werden. Der nächste Testflug nicht später als im November 2018, EM-1 für Exploration Mission 1 genannt, wird der Erstflug des neuen Space Launch Systems (SLS) sein, und ein unbemanntes MPCV, das mit dem neuen, auf dem ATV basierenden europäischen Servicemodul ausgrüstet sein soll, um den Mond führen.

Die Entwicklung dieses neuen Schwerlastträgers, dem Space Launch System (SLS), bereitet der NASA leider ein paar Probleme. Neben der Verzögerung der ersten Testzündung des neuen 5-Segmente Feststoffboosters, genannt QM-1, gibt es nun auch Probleme auf dem A-1 Teststand des Stennis Space Centers im Bundesstaat Mississippi. Dort soll das Haupttriebwerk des SLS, das RS-25, getestet werden. Bei diesem Triebwerkstyp handelt es sich um die Haupttriebwerke des Space Shuttle-Orbiters, sie wurden ausgebaut und modifiziert. Um diese Modifikationen, die vor allem den neuen Triebwerkscontroller und eine Steigerung des Maximalschubs auf 109 % betrafen, zu testen, wurde im Juli bereits ein RS-25 Triebwerk auf dem A-1 Teststand installiert. Bei dem Triebwerk handelte es sich um SSME Nummer 0525, ein Triebwerk, das nie in den Weltraum flog, sondern nur zu Entwicklungsarbeiten genutzt wurde.

Ursprünglich ist man davon ausgegangen, dass die erste Testzündung dieses Triebwerks im Herbst dieses Jahres stattfinden könnte. Doch nun wurde an dem A-1 Teststand ein Problem entdeckt, das die NASA an diesem Ziel hindert. Das Problem besteht darin, dass in einer Treibstoffleitung Verunreinigungen gefunden wurden. Bei der Treibstoffleitung handelt es sich um eine LOX (flüssiger Sauerstoff)-Zuleitung, die etwa 9 Meter lang ist. Bei den Verunreinigungen handelt es sich um Textilfasern, wahrscheinlich von einem Reinigungslappen aus Baumwolle.

Zuerst wurde versucht, die Fasern zu entfernen, was nicht gelang. Bei einem dieser Reinigungsversuche wurden dann auch zahlreiche Metallpartikel in dem Rohr entdeckt. Da diese eine nicht akzeptable Testbedingung darstellten, wurden verschiedene Optionen zur Lösung des Problems vorgeschlagen. Da es in dem Rohr einen Filter gibt, wurde zuerst vorgeschlagen, nur die Rohrleitung hinter dem Filter zu ersetzen. Jedoch konnte mit dieser Vorgehensweise nicht sichergestellt werden, dass Partikel trotzdem den Filter überwinden. Deshalb wird nun eine recht zeitaufwendige Prozedur durchgeführt: Die gesamte, 9 m lange Leitung wird entfernt und durch ein neues Exemplar ersetzt. Dafür muss auch das bereits installierte RS-25 Triebwerk wieder entfernt werden. Jedoch sind die Probleme verglichen mit den Rissen bei QM-1 vergleichsweise gering und dürften bald gelöst sein. Es gilt deshalb als nicht unwahrscheinlich, dass der erste Triebwerkstest noch 2014 stattfinden kann. Da der Erstflug von SLS bereits um fast ein Jahr verschoben wurde, werden die Probleme am A-1 Teststand auch keine weitere Verzögerung von EM-1 bedeuten. Auch sollen sie nicht davon ablenken, dass es in letzter Zeit große Entwicklungsfortschritte am SLS gab.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich die DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IA wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug von SLS Block IA ist nicht vor 2020, der von SLS Block II nicht vor 2030 zu erwarten, weil der Kongress –obwohl er als Befürworter des SLS gilt- sich weigert, das Etat der NASA zu erhöhen, um so auch ein höheres Budget für das SLS und Orion zu ermöglichen. Mit dem SLS sind nicht nur Raumsondenmissionen zu den äußeren Planeten des Sonnensystems und ihren Monden möglich, sondern auch bemannte Flüge zu Asteroiden oder sogar zum Mars.

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(Autor: Martin Knipfer - Quelle: NASA, NSF, ATK)


» „2nd Man on the Moon“ im Technik Museum Speyer
08.10.2014 - Buzz Aldrin, der zweite Mensch auf dem Mond, hielt am 4. Oktober 2014 im Technik Museum in Speyer einen Vortrag über den berühmten Teil seines Lebens und berichtete von seinen Vorstellungen, den Mars zu erreichen und ihn eines Tages zu besiedeln, die er in seinem Buch „Mission to Mars: My Vision for Space Exploration“ festgehalten hat.
Richard Branson hat den Buchtitel, der übersetzt etwa "Mission zum Mars: Meine Vorstellung von der Erfoschung des Weltraums" heisst, auf dem Cover kommentiert mit: „Essential reading for those who care about humanity’s future in space.“ Zu Deutsch:„Essentieller Lesestoff für die, die sich um die Zukunft der Menschheit im All Gedanken machen.“ Der Autor Buzz Aldrin, ehemaliger Astronaut der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA), gehört zweifellos noch immer zu denjenigen, die eine Zukunft der Menschheit im All als plausibel und erforderlich betrachten.

In der Eventhalle auf dem an das Technik Museum Speyer angrenzenden Gelände, dem Hangar 10, waren nachmittags rund 300 Menschen zusammen gekommen, die den ehemaligen Astronauten ehren und hören wollten. Die Veranstaltung verlief sehr geordnet und ganz so, wie man es sich vorstellt, wenn ein 84-jähriger Amerikaner über einen sehr einschneidenden Teil in seinem Leben spricht. Nur von wenigen Sicherheitskräften abgeschirmt fuhr er mit einer standesgemäßen Maybach-Limousine unter tosendem Applaus vor. Nach seinem rund anderthalbstündigen Vortrag entschwand er auf gleiche Art und gleichem Wege.

Sein Vortrag war charismatisch und angesichts seines Alters beeindruckend mitreißend. Auch wenn man ihm sein Alter längst ansieht, wurde er nicht müde, über seine Erlebnisse mit der Apollo 11 Besatzung zu berichten und natürlich vom „Walk on the Moon“ zu erzählen, als wäre es erst gestern gewesen. Daneben wies er auf ein Computerspiel hin, das unter seinem Namen veröffentlicht wurde und informierte über viele andere Aktivitäten, welchen er offenbar mit einigem Enthusiasmus nachgeht.

Die Spannung in der Halle war groß, alle Anwesenden hörten Buzz Aldrin ehrfurchtsvoll zu, bis er seinen Vortrag beendet hatte und endlich Fragen gestellt werden durften. Das funktionierte prima auch auf Englisch. Buzz Aldrin beantwortete eine Frage nach der anderen und verabschiedete sich dann mit einem „Auf Wiedersehen“ beim begeisterten Publikum. Auf ein Wiedersehen freuen wir uns ganz bestimmt!

Die Besichtigung der Raumfahrthalle, die der Veranstaltung im Hangar 10 voraus ging, ist vom SWR Fernsehen festgehalten worden und unter diesem Link dokumentiert: http://www.swr.de/landesschau-aktuell/rp/speyer-buzz-aldrin-im-technikmuseum/-/id=1682/nid=264020/did=14288332/1h36lqn/.

Text: Ilka Meuer

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(Autor: Raumfahrer.net Redaktion - Quelle: Veranstaltungsbesuch)


» XCOR kündigt Lynx-Premiere für 2015 an
08.10.2014 - Bei XCOR Aerospace am Standort Mojave Air and Space Port in Kalifornien schreitet die Integration des Lynx Mark I voran. 2015 soll das Raketenflugzeug erstmals abheben.
Im Rennen um die ersten kommerziellen Suborbital-Flüge ist XCOR Aerospace einer der ernsteren Anbieter. Mit dem Raketenflugzeug Lynx will man künftig in diesem Markt mitmischen. Wer seine rund 100.000 US-Dollar für ein Flugticket schon überwiesen hat, muss sich jedoch in Geduld üben. Der Erstflug des Lynx Mark I war mal für 2010 angekündigt. Nun soll es 2015 gelingen. Und bis Passagiere an Bord dürfen, wird, wenn alles gut geht, mindestens noch ein weiteres Jahr vergehen.

Ein wichtiger Schritt zur Fertigstellung des Prototypen Lynx Mark I ist die kürzlich erfolgte Integration von Druckkabine, Flugzeugrumpf und Tragflächenstrukturen, die wiederum Voraussetzung für den Einbau weiterer Komponenten wie beispielsweise das Fahrwerk ist. Der Lynx Mark I ist für Flüge bis in 61 Kilometer Höhe ausgelegt. Er dient in erster Linie der Erprobung des Flugverhaltens und der Zertifizierung der zur Anwendung kommenden Technik. Nach Erteilung der Erlaubnis zum Betrieb als Raketenflugzeug durch die US-amerikanische Luftfahrtbehörde (Federal Aviation Administration) wird der Lynx Mark I kommerziell genutzt. Gleichzeitig dient er der Ausbildung von Piloten für den Lynx Mark II.

Der Lynx Mark II ist eine fortentwickelte und industriell gefertigte Version auf Basis des Lynx Mark I und ermöglicht das, was man sich eigentlich unter einem Suborbital-Flug vorstellt. Triebwerk und Avionik bleiben gleich, aber das Leergewicht soll durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen signifikant gesenkt und damit das Schub-Gewichtsverhältnis verbessert werden. Die Leistung soll dann für den Aufstieg bis in 100 Kilometer Höhe und einen halbstündigen Suborbital-Flug reichen. Mit Lynx Mark II beginnt die eigentliche kommerzielle Nutzung für touristische Suborbital-Flüge und wissenschaftliche Experimente. Für diese wird statt des Fluggastes auf dessen Sitz ein Nutzlastbehälter mitgeführt. XCOR sieht entsprechende Nachfrage für Experimente unter Mikrogravitation. Der Lynx Mark II soll bis zu viermal am Tag starten können. Er ist so robust konstruiert, dass eine Wartung alle 40 Flüge ausreichend sein soll. Das Geschäftsmodell von XCOR sieht auch das Wet Leasing des Lynx Mark II an Unternehmen "in der freien Welt“ vor. Wet Leasing beinhaltet im Gegensatz zum Dry Leasing neben dem Flugzeug auch die Bereitstellung von Flug- und Technikpersonal und Versicherungsschutz.

Mit dem Lynx Mark III möchte man sich den Markt für wissenschaftliche Experimente noch weiter erschließen. Gegenüber dem Lynx Mark II wird er strukturell erheblich verstärkt, damit er auf dem Rücken eine externe Nutzlast von bis zu 650 Kilogramm tragen kann. Das kann ein Experimentierbehälter sein, aber auch eine Rakete, die beispielsweise einen Kleinsatelliten in eine niedrige Erdumlaufbahn bringt. Gegenüber dem Lynx Mark II werden neben der Flugzeugrumpf das Fahrwerk verstärkt, die Aerodynamik verbessert und die Triebwerksleistung erhöht.

Lynx-Raketenflugzeuge sind neun Meter lang und haben eine Spannweite von 7,5 Metern. Sie sind mit vier Motoren ausgestattet. Die Besonderheit dieser Raketenmotoren ist das von XCOR entwickelte Kolbenpumpensystem zum Druckaufbau. Die Triebwerke arbeiten mit Kerosin und flüssigen Sauerstoff als Oxidator und leisten beim Mark I je 12.900 Newton Schub im Vakuum.

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(Autor: Roland Rischer - Quelle: XCOR Aerospace)


» Extreme Leuchtquelle stellt Theorien infrage
09.10.2014 - Ein internationales Forscherteam hat mit dem Röntgensatelliten NuStar eine extrem leuchtkräftige Röntgenquelle in der Galaxie M 82, als deren Ursprung man bisher ein Schwarzes Loch vermutete, als Neutronenstern identifiziert. Damit werden bisher gültige Theorien infrage gestellt.
Das Forscherteam beobachtete die Galaxie und darin insbesondere die Röntgenquelle X-2. Sie gehört zu einer Klasse von Objekten, die von den Astronomen als ULX-Objekte bezeichnet werden. Dabei handelt es sich um sehr starke, punktförmige Röntgenquellen. Bisher hielt man diese Quellen für Schwarze Löcher mittlerer Größe, deren Röntgenstrahlung aus dem Einfall von Materie resultiert.

Doch die Forscher fanden nun bei X-2 heraus, dass dessen Strahlung pulsiert - was bei Schwarzen Löchern bisher nicht beobachtet worden ist, wohl aber bei einer anderen Klassen von stellaren Objekten, nämlich Neutronensternen. Neutronensterne sind die Überbleibsel von Sternen, die am Ende ihrer Entwicklung soweit kontrahieren, dass von ihnen nur noch Bälle mit einem Durchmesser von etwa 20 Kilometern übrig bleiben - aber mit der Masse eines Sterns. Dem entsprechend ist die Materie in solchen Himmelskörpern extrem dicht gepackt. Ein Teelöffel Materie eines Neutronensterns würde auf der Erde mehrere Milliarden Tonnen wiegen. Neutronensterne senden aufgrund ihrer Rotation gebündelte Strahlen ins Weltall, die dann auf der Erde empfangen werden können, wenn sie in Richtung der Strahlen liegt. Sie werden dann als regelmäßige Pulse wahrgenommen, deren Häufigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Neutronensterns abhängt. Solche Objekte nennt man Pulsare. Und um einen solchen Pulsar soll es sich gemäß der Untersuchungen von Matteo Bachetti (Universität von Toulouse) und seinen internationalen Kollegen handeln.

Bachetti und Kollegen schließen aus der Art der festgestellten Pulsation, dass es sich um ein Doppelsternsystem handelt, bei dem Materie vom zweiten Stern auf den Neutronenstern überfließt und so die Röntgenstrahlung hervorruft. Das Problem ist nun, dass die gemessene Strahlungsleistung viel zu hoch für die bisherigen Theorien ist. Man hatte es bisher nicht für möglich gehalten, dass so viel Materie auf einen Neutronenstern einfallen kann.

Die Galaxie M 82 strahlt in einer Entfernung von etwa 11,5 Millionen Lichtjahren und ist von der Erde aus im Sternbild Großer Bär zu finden. Lange galt sie als irreguläre Galaxie, neuere Untersuchungen legen allerdings Spiralarme nahe, so das sie heute eher dem Typ der Balkenspiralen zugeordnet wird. Anfang 2014 erstrahlte in der Galaxie eine Supernova, die weltweit auch von Hobbyastronomen beobachtet werden konnte.

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(Autor: Hans Lammersen - Quelle: weltderphysik.de, Spiegel online)


» Rosetta: Detailaufnahme von der Kometenoberfläche
09.10.2014 - Den an der Rosetta-Mission beteiligten Kometenforschern ist es gelungen, einen der größten Felsblöcke auf der Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko mit einer Auflösung von etwa 50 Zentimetern pro Pixel abzubilden. Diese Felsblöcke stellen für die Wissenschaftler derzeit immer noch ein ungelöstes Rätsel dar.
Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem, bei dem eine Distanz von rund 6,4 Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise - den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als "67P" abgekürzt). Seitdem ’begleitet’ Rosetta diesen Kometen auf seinem Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Mitte September bewegte sich Rosetta dabei in einer Umlaufbahn um den Kometen, welche in einer Entfernung von etwa 30 Kilometern zu dessen Zentrum verlief. Während dieser "Global Mapping Phase" (kurz "GMP") wurden die abbildenden Instrumente der Raumsonde dazu genutzt, um die Oberfläche von 67P zu verschiedenen ’Tageszeiten’ und somit unter unterschiedlichen Beleuchtungsverhältnissen abzubilden und zu charakterisieren. Auf den Aufnahmen zeigt sich, dass der Komet 67P über eine stark variierende Oberfläche verfügt, welche größtenteils von einem rauen Gelände dominiert wird, auf dem sich eine Vielzahl von teilweise sehr stark geneigten Berghängen, scharfkantige Klippen, Vertiefungen, kraterähnliche Strukturen, parallel verlaufenden Rillen und Gräben sowie Gesteinsbrocken und Felsblöcke befinden.

In einer bestimmten Region wurde dabei zum Beispiel auf einer Fläche von etwa einem Quadratkilometer mehr als 300 Felsblöcke gezählt, welche über einen Durchmesser von teilweise deutlich mehr als drei Metern verfügen. Diese blockartigen Strukturen gehören zu den auffälligsten und bisher geheimnisvollsten Oberflächenmerkmalen des Kometen 67P.

Der Felsblock ’Cheops’

Am 19. September 2014 gelang es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern mit der OSIRIS-Kamera - der vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelten und betriebenen Hauptkamera an Bord der Raumsonde - von einem dieser Felsblöcke eine beeindruckende Aufnahme anzufertigen. Mit einer maximalen Ausdehnung von etwa 45 Metern handelt es sich bei diesem Gesteinsblock um einen der größten Felsblöcke auf der Oberfläche des Kometen.

Er befindet sich auf der Unterseite des größeren Teilkörpers von 67P und ist dort am Rand einer Ansammlung ähnlicher Brocken abgelagert. Da diese ’Felsgruppe’ die Wissenschaftler an die Pyramiden von Gizeh erinnert, wurde der jetzt abfgebildete Felsbrocken, der zugleich der größte der dortigen Felsblöcke ist, nach der Cheops-Pyramide benannt.

Mit dieser Namenswahl folgen die Wissenschaftler den für die Rosetta-Mission vorgesehenen Kriterien bezüglich der Vergabe von Namen für Strukturen auf der Oberfläche des Kometen 67P. Die zu vergebenden Bezeichnungen für Oberflächenformationen auf dem Kometen sollen - ganz im Sinne der Namensherkunft für die Raumsonde Rosetta - einen allgemeinen Bezug zu der ägyptischen Geschichte und Mythologie aufweisen.

Diese Felsgruppe war erstmals auf Aufnahmen zu erkennen, welche bereits Anfang August bei der Ankunft von Rosetta an dem Kometen angefertigt wurden. In den vergangenen Wochen konnte die OSIRIS-Kamera - nachdem sich die Raumsonde der Kometenfläche immer weiter angenähert hatte - diese Formation erneut abbilden. Aus einer Entfernung von lediglich noch 28,5 Kilometern erreichte die Kamera dabei am 19. September 2014 allerdings eine deutlich höhere Auflösung von etwa 50 Zentimetern pro Pixel. Die hochaufgelöste Aufnahme enthüllt dabei sogar verschiedenen Details.

"Die Oberfläche von Cheops erscheint zerklüftet und unregelmäßig", so Dr. Holger Sierks vom MPS, der Leiter der OSIRIS-Teams. Besonders faszinierend sind dabei für die Wissenschaftler kleine Bereiche auf der Oberfläche des Brockens, welche dieselbe Helligkeit und Textur aufweisen wie der Untergrund. "Es sieht fast so aus, als ob der lose Staub, der die Oberfläche des Kometen bedeckt, sich in den Ritzen abgelagert hat. Dies ist jedoch derzeit nur eine Vermutung", so Dr. Sierks weiter.

Die Gesteinsblöcke bilden derzeit noch ein ungelöstes Rätsel

Wie die meisten der kleineren und größeren Felsblöcke, welche das OSIRIS-Team derzeit kartografiert, hebt sich auch der Felsblock ’Cheops’ deutlich vom typischerweise dunkleren Untergrund der Kometenoberfläche ab. Abgesehen von den Größen und der Verteilung auf der Oberfläche des Kometen stellen jedoch fast alle Merkmale der Felsblöcke von 67P für die Kometenforscher derzeit immer noch ein Rätsel dar.

Aus welchem Material bestehen diese Formationen? Was sind ihre physikalischen Eigenschaften wie etwa Dichte und Festigkeit? Und wie sind diese Blöcke einstmals entstanden? Das OSIRIS-Team hofft, dass eine regelmäßige Überwachung der Kometenoberfläche in den nächsten Monaten weitere Hinweise liefern wird, welche zur Beantwortung dieser Fragen beitragen werden.

"Falls die Brocken beispielsweise durch die Aktivität des Kometen freigelegt werden oder ihre Position dem Gravitationsfeld folgend verändern, so müssten wir dies in unseren Aufnahmen erkennen können", so Dr. Sierks.

Am morgigen Tag wird sich die Raumsonde Rosetta, welche das Zentrum des Kometen derzeit noch in einer Entfernung von 18,6 Kilometern umrundet, durch eine Serie von Manövern auf eine Orbitbahn begeben, welche ab dem 15. Oktober in einer Entfernung von dann nur noch 9,8 Kilometern zum Zentrum verläuft. Für einen Umlauf um 67P wird Rosetta dann nur noch 66 Stunden benötigen. Aus dieser nochmals deutlich verkürzten Distanz heraus soll die OSIRIS-Kamera noch besser aufgelöste Aufnahmen der Kometenoberfläche anfertigen.

Diese Daten sollen unter anderem genutzt werden, um die Details für die derzeit für den 12. November 2014 vorgesehene Landung des Kometenlanders Philae zu planen. Außerdem werden auch die anderen Instrumente der Raumsonde aus diesen neuen Orbit heraus noch bessere Messdaten liefern können, welche unter anderem der Untersuchung der von dem Kometen freigesetzten Staub- und Gaspartikel dienen werden.

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


» Vorbereitungen für den IXV-Testflug
11.10.2014 - Die europäische Raumfahrtagentur ESA beginnt am Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana mit dem Vorbereitungen zu dem Testflug des experimentellen Raumflugkörpers IXV (Intermediate eXperimental Vehicle). So hat das Stacking der Trägerrakete vom Typ Vega nun begonnen, nachdem alle Stufen angekommen sind. Auch das IXV selbst ist bereits angekommen. Es stellt sich jedoch schon vor dem Flug die Frage, ob die Daten, die das IXV ermitteln soll, jemals benötigt werden.
Der Testflug des europäischen, experimentellen Wiedereintritts- körpers IXV (Intermediate eXperimental Vehicle) steht inzwischen unmittelbar bevor. In etwa einem Monat wird seine Vega- Trägerrakete von dem ELS-Startplatz des CSG (Centre Spatial Guayana) zu dem suborbitalen Flug abheben. Für diesen Flug, genannt VV-04, gehen nun die Vorbereitungen in die spannende Endphase. Zum einen muss natürlich die Vega- Trägerrakete vorbereitet werden. Ihre einzelnen Stufen sind bereits im August in Französisch-Guayana angekommen, nun werden sie miteinander verbunden. Dieser Prozess wird Stacking genannt. Bei dem Stacking wurde zuerst die P80-Erststufe auf die Startrampe innerhalb des Integrationsgebäudes aufgesetzt. Es folgten die Zefiro-23 Zweitstufe, die auf die P80 aufgesetzt wurde, und die Zefiro-9 Drittstufe, die mit der Zefiro-23 verbunden wurde. Als nächstes wird nun die AVUM-Oberstufe und dann das IXV aufgesetzt, der Start soll dann am 18. November erfolgen.

Bei der Vega handelt es sich um einen Träger der niedrigen Nutzlastklasse. Die Entwicklung der Rakete, an der vor allem Italien beteiligt war, begann bereits 1998, jedoch konnte der Erstflug erst im Februar 2012 stattfinden. Die erste Stufe der Vega bildet ein P80-Feststoffmotor, der über eine Breite von etwa drei Metern, einer Länge von etwa zwölf Metern und einen Schub von etwa 2.250 kN verfügt. Die zweite Stufe ist ein Zefiro-23 Feststoffmotor mit einem Durchmesser von 1,9 Metern, einer Länge von 8,4 Metern und einem Schub von 871 kN. Die dritte Stufe namens Zefiro-9 hat denselben Durchmesser wie die Zefiro-23, ist aber deutlich kürzer. Für Starts in eine polare/sonnensynchrone Umlaufbahn kann noch eine kleine Oberstufe namens AVUM mit einem ukrainischen Triebwerk verwendet werden, die als einzige Stufe flüssigen Treibstoff statt festem verwendet. Die gesamte Vega hat so ein Startgewicht von 137 Tonnen und eine Nutzlast von 1500 kg, sie gehört also zu den kleineren Raketen wie beispielsweise der russischen Rokot.

Auch die Nutzlast der Vega, das IXV, ist inzwischen in Französisch-Guayana angekommen. Am 24. September wurde der Raumflugkörper mithilfe einer Antonov An-124 von dem Amsterdamer Flughafen Schiphol zu dem Felix Ebouè-Airport nahe Cayenne transportiert. Zuvor wurde das IXV noch von der Fabrik in Turin in das ESTEC-Zentrum in den Niederlanden überführt, in dem rigorose Akustik-, Vibrations-, Struktur- und System- tests durchgeführt wurden. Inzwischen befindet sich das IXV auf einer Art „Trolley“ innerhalb eines Reinraums der S1B Payload Checkout Facility des CSG. Dort werden die letzten Vorbereitungen für das Aufsetzen auf die Vega und schlussendlich für den Flug des IXV stattfinden.

Bei dem IXV handelt es sich um einen Wiedereintrittskörper, dessen Design dem Rumpf einer Raumfähre ähnelt. Die Besonderheit ist, dass das IXV jedoch über keine Flügel verfügt, es wird stattdessen mit zwei beweglichen Klappen am hinteren Ende gesteuert. Das IXV ist 5 Meter lang, 2,2 m breit und 1,5 Meter hoch, es wiegt etwa zwei Tonnen. Damit ist es ungefähr so groß wie ein gewöhnlicher PKW. Seine äußere Hülle besteht aus mehreren Hitzeschutzkacheln aus ablativen und keramischen Materialien. Darunter befindet sich die Struktur des Raumfahrzeugs aus Verbundwerkstoffen. Innerhalb des Flugkörpers befinden sich die Avioniksysteme (Energie aus Batterien, Datenverarbeitungssysteme, Telemetrie), Landungs- und Bergungsvorrichtungen und Steuerungs- vorkehrungen (kleine Steuertriebwerke, Klappen am hinteren Ende). Die geschätzten Kosten für die Entwicklung, den Bau, Bodeneinrichtungen und die Bergung belaufen sich auf etwa 150 Millionen Euro. Nicht enthalten ist in diesem Preis jedoch die Vega-Trägerrakete, ihr Preis pro Flug beträgt gegenwärtig etwa 30 Millionen Euro. Gebaut wurde das IXV größtenteils von der Firma Thales Alenia in Turin.

Das Flugprofil des IXV sieht gegenwärtig einen Start der Vega am 18. November vor. Die Rakete soll das IXV dann auf eine suborbitale Flugbahn Richtung Osten beschleunigen, also auf den Atlantik zu. In 320 km Höhe wird dann der Flugkörper von der Rakete abgetrennt. Er steigt im ballistischen Flug danach auf bis zu 450 km Höhe hinauf und wird 7,5 km pro Sekunde schnell sein. So kann der Flug fast vollständig repräsentativ für ein Wiedereintrittsprofil von einem niedrigen Erdorbit aus sein. Dann, in 120 km Höhe, durchkreuzt das IXV die oberen Schichten der Erdathmosphäre. Dabei wird das IXV genauso wie das Space Shuttle mit dem Bauch voran fliegen, die Steuertriebwerke und die Klappen korrigieren die Lage des Flugkörpers. Nachdem der Wiedereintritt beendet ist, werden mehrere Fallschirme geöffnet, um das IXV weiter abzubremsen. Danach wird der Flugkörper hoffentlich sanft nach etwa anderthalb Stunden im pazifischen Ozean landen, in dem bereits ein Bergungsteam an Bord des Schiffs AHS Nos Aries auf ihn wartet. Dieses Team wird das IXV bergen, damit es und die Daten, die während des Fluges gesammelt wurden, analysiert werden können.

Die Daten, die durch diese Analysen der zahlreichen Systeme des IXV gewonnen werden, sollen die Entwicklung von zukünftigen wiedereintrittsfähigen Raumfahrzeugen der ESA erleichtern. Das Problem ist bloß: Es gibt momentan keine ernstzunehmenden Pläne der ESA, ein solches Raumfahrzeug zu bauen. Zwar gibt es das PRIDE-Projekt (Program for Reusable In-Orbit Demonstrator in Europe), das 2012 beschlossen wurde und die Entwicklung eines kleinen Raumgleiters vorsieht, ähnlich der amerikanischen X-37B. Es gilt jedoch als unwahrscheinlich, dass ein solches Projekt, dessen Missionsziele neu definiert werden müssen, auf der ESA-Ministerratskonferenz im Dezember bewilligt wird. Der Grund dafür liegt darin, dass schließlich noch die äußerst kostspielige Entwicklung der Ariane 6 durchgedrückt werden muss, deshalb werden wohl keine Geldmittel für ein Programm wie PRIDE übrigbleiben, das immerhin 400 Millionen Euro kosten soll. So schwebt trotz aller Vorfreude auch ein dunkler Schatten über dem IXV-Testflug: Dass es sich bei dem IXV um ein Dead-End Projekt ohne großen Nutzen und Nachfolger handeln könnte.

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(Autor: Martin Knipfer - Quelle: ESA, Arianespace)


» Bisher beste Wetterkarte eines Exoplaneten
15.10.2014 - Amerikanische Astronomen von den Universitäten Chicago und Boulder haben mit Hilfe des Hubble Weltraumteleskops die bisher detailreichste Atmosphärenkarte eines Exoplaneten erstellt.
Bei dem Planeten handelt es sich um einen Begleiter des Sterns WASP-43 mit der einfachen Bezeichnung „b“. Das System ist etwa 260 Lichtjahre entfernt. Der Planet, der seinen Mutterstern in nur 19 Stunden umkreist, weist aufgrund der Nähe zu ihm und der Tatsache, dass er ihm immer die gleiche Seite zuwendet, extreme Bedingungen auf. Auf der dem Stern zugewandten Seite liegt die Temperatur bei über 1600° Celsius, auf der abgewandten Seite bei über 500° Celsius. Die erheblichen Temperaturunterschiede führen am Terminator (der Grenze zwischen Tag- und Nachtseite) zu heftigen Winden, die diese Unterschiede ausgleichen.

Die Wissenschaftler konnten eine zweidimensionale Karte des thermalen Aufbaus der Atmosphäre erstellen, die dabei helfen wird, Modelle der atmosphärischen Zirkulation und der Dynamik für solche Planeten zu erstellen, die unter der Typenbezeichnung „heiße Jupiter“ bekannt sind. Als heiße Jupiter bezeichnet man Planeten, die gleich groß oder größer sind als Jupiter, ihre Heimatsterne aber in so nahen Umlaufbahnen umkreisen, dass ihre Atmosphäre, wie die von WASP-43b, extrem aufgeheizt wird.

Für ihre Karte kombinierten die Wissenschaftler zwei Untersuchungsmethoden: Mit spektroskopischen Untersuchungen gewannen sie Erkenntnisse über den Wassergehalt und den thermalen Aufbau der Atmosphäre. Durch genaue Messungen der Rotation des Planeten konnten sie den Wassergehalt und die Temperaturen bei unterschiedlichen Längengraden feststellen.

Die neuen Erkenntnisse können auch zum Verständnis der Planetenentstehung bei jupiterähnlichen Planeten beitragen.

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(Autor: Hans Lammersen - Quelle: ESA, NASA)


» EFT-1: Fliegen Sie mit!
15.10.2014 - Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur NASA macht stetig Fortschritte bei der Entwicklung ihrer neuen Schwerlastrakete Space Launch System und den Vorbereitungen des Erstflugs ihres neuen Raumschiffs Orion, genannt EFT-1. Für diesen Flug bietet sie Weltraumenthusiasten einen besonderen Dienst an: Sie können sich auf einer Internetseite dafür registrieren, dass ihre Namen an Bord von Orion während EFT-1 sind.
Der historische Erstflug EFT-1 (Exploration Flight Test 1) des neuen Raumschiffs der NASA, genannt Orion, rückt immer näher. So wurde im letzten Monat das Raumschiff fertiggestellt und betankt. Danach wurde Orion in ein Gebäude namens Launch Abort System Facility (LASF) gebracht, in dem es sein Startabbruchsystem (LAS) empfangen wird. Diese turmförmige Komponente soll bei bemannten Flügen von Orion einmal die Kapsel in Sicherheit befördern, falls ein Gefahrfall eintritt. Bei EFT-1 wird das LAS bis auf den Jettinson-Motor, dessen einzige Aufgabe es ist, das LAS wegzuziehen, jedoch inaktiv bleiben. Inzwischen wurde in der LASF der LAS-Turm auf Orion aufgesetzt. Als nächstes wurde eine gewölbte aerodynamische Verkleidung, genannt Boost Protective Cover (BPC), unterhalb des LAS-Turms angebracht. Das BPC ist in drei Paneele aus Fiberglas aufgeteilt. Nach einigen weiteren Vorbereitungen wird Orion dann endgültig fertiggestellt sein und bereit für den Rollout aus der LASF hinaus sein. Orion wird dann auf die Delta IV Heavy-Trägerrakete aufgesetzt werden, die im Moment innerhalb des Mobile Service Towers auf dem Startplatz LC-37 des Weltraumbahnhofs in Cape Canaveral für ihren Flug vorbereitet wird. Dieses Aufsetzen soll Mitte November erfolgen, der Start der Rakete zu EFT-1 dann am 4. Dezember.

Bei diesem historischen Erstflug von Orion können Sie nun mitfliegen. Natürlich nicht persönlich, aber zumindest Ihr Name kann an Bord von Orion sein und so mit in das Weltall fliegen. Teilnehmer können sich online auf einer NASA-Seite registrieren lassen, selbstverständlich kostenlos. Die Namen sämtlicher Teilnehmer werden dann auf einem Mikrochip an Bord Orions gespeichert. Für mindestens 999.999.999 Teilnehmer ist Platz, bis jetzt wurden bereits über 900.000 Namen eingesendet. Die Besonderheit an dieser Idee der NASA ist, dass Ihr Name nach der Einsendung nicht nur bei EFT-1, sondern auch bei zukünftigen Missionen von Orion oder von Sonden/Landern zum Mars ebenfalls mitfliegt. Wenn Sie interessiert sind, können sie sich hier anmelden und mit Ihrem Namen mitfligen: Link zur Internetseite Einsendeschluss ist der 31. Oktober, danach fliegt Ihr Name zwar auf künftigen Missionen von Orion oder zum Mars mit, jedoch nicht mehr bei EFT-1.

Orion wird das neue Raumschiff der NASA sein. Während die kommerziellen Partner der NASA für den Transport von Fracht und Astronauten zur ISS im Erdorbit zuständig sind, wird das auch MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) genannte Raumschiff Astronauten zu verschiedenen Zielen jenseits des Low Earth Orbits (LEO) transportieren. So kann eine intensivere Erkundung des Weltalls als je zuvor stattfinden. Mit der Entwicklung von Orion wurde bereits im Rahmen des 2010 gestrichenen Constellation-Programms entwickelt. So konnte die Entwicklung an einem Raumschiff, an dem bereits mit Hochdruck gearbeitet wurde, fortgeführt werden.

Aktuellen Planungen zufolge soll es im Dezember 2014 dann soweit sein: Orion startet auf einer Rakete des Typs Delta IV Heavy zu seinem Erstflug EFT-1. Dieser Flug beinhaltet zwei Erdumrundungen, dabei wird sich Orion bis zu 5.500 km von der Erde entfernen, und auf über 32.000 km/h beschleunigt. Eine solche Entfernung und Geschwindigkeit wurde von keinem praktisch oder theoretisch bemannbaren US-Raumschiff seit 1972 erreicht. Auf dem Flug sollen der Strahlungsschutz, der Hitzeschild, die Avionik, die Fallschirme und das Abwerfen von Verkleidungen und des Rettungssystems getestet werden. Der nächste Testflug nicht später als im November 2018, EM-1 für Exploration Mission 1 genannt, wird der Erstflug des neuen Space Launch Systems (SLS) sein, und ein unbemanntes MPCV, das mit dem neuen, auf dem ATV basierenden europäischen Servicemodul ausgrüstet sein soll, um den Mond führen.

Auch beginnen bereits erste Vorbereitungen für Orion-Flüge nach EFT-1, obwohl dieser Flug noch gar nicht stattgefunden hat. So wurde ein gewaltiger Vibrationstisch in die Space Power Facility in Sandusky im Bundesstaat Ohio geliefert. Dieser über sieben Meter breite Tisch ist in der Lage, über 20.000 Newton an Vibrationen zu simulieren. Dazu verfügt er insgesamt über vier Hydraulikkolben in waagerechter Lage und über 16, die senkrecht positioniert sind. Mit diesem Tisch sollen die Vibrationen simuliert werden, die auf Orion während des Starts, des Fluges und eines Startabbruchs mithilfe des LAS wirken werden. Dieser Tisch ist jedoch nur die neueste Ergänzung zu den beeindruckenden anderen Testeinrichtungen in der Space Power Facility, wie etwa der stärksten Akustiktestkammer der Welt oder der weltgrößten Vakuumkammer. Die ersten Tests werden mit dem europäischen Servicemodul von Orion erfolgen, das von dem Servicemodul des europäischen ATV-Raumtransporters abgeleitet ist und in Bremen gebaut werden soll. Bis jetzt sind fünf Orion-Vibrationstests geplant, der erste soll im Frühling nächsten Jahres stattfinden. Sie sind als Vorbereitung für Orions Mission nach EFT-1 geplant, EM-1 (Exploration Mission 1).

Bei diesem Flug soll Orion dann nicht mehr auf einer Delta IV-Heavy starten, sondern auf dem neuen Schwerlastträger der NASA, dem Space Launch System (SLS). Diese Rakete muss jedoch erst noch entwickelt werden. Zu diesen Entwicklungsarbeiten gehört unter anderem auch die Bereitstellung von den Geräten, mit denen das SLS gefertigt werden soll. Dafür existieren in der Michoud Assembly Facility (MAF) im Bundesstaat New Orleans bereits zahlreiche state-of-the-art-Gerätschaften. Zu diesen gehören etwa das Enhanced Robotic Weld Tool, mit dem die kuppelförmigen Tankdome für die Hauptstufe des SLS gefertigt werden sollen. Das Vertical Weld Center soll dagegen die eigentlichen Tankzylinder und das Segmented Ring Tool die Verbindungsringe zwischen den Zylindern und den Tankdomen produzieren. Alle diese Geräte arbeiten mit Rührreibschweißen, einer hochmodernen Fertigungstechnologie, die zwei Metallteile durch die Reibungswärme eines rotierenden Metallstifts miteinander verschweißt. Sie stehen dennoch alle im Schatten des Vertical Assembly Centers (VAC), einem gewaltigen, turmartigen Konstrukt, in dem Tankdome, Tankringe und Tankzylinder zu den Tanks der Hauptstufe des SLS miteinander verbunden werden. Das VAC wurde erst vor Kurzem eröffnet, es muss daher noch geprüft werden, ob es erwartungsgemäß operieren kann. Dazu wurden ein fertiger Tankzylinder und ein Tankring in das VAC befördert. Sie werden in Kürze miteinander verschweißt werden, das Ergebnis wird danach überprüft. So kann sichergestellt werden, dass das VAC wie gewünscht funktioniert, bevor die ersten Tanks für den Erstflug des SLS in ihm gefertigt werden.

Neben diesen Schweißarbeiten in der MAF soll dieses Jahr noch eine Testzündung des Haupttriebwerks des SLS stattfinden, dem RS-25. Außerdem soll das Critical Design Review(CDR), eine rigorose Designprüfung, der gesamten Rakete abgeschlossen werden. Anfang nächsten Jahres soll dann nach langer Verschiebung wegen Rissen im festen Treibstoff ein Feststoffbooster testgezündet werden, wie er beim SLS zum Einsatz kommen soll.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich die DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IA wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug von SLS Block IA ist nicht vor 2020, der von SLS Block II nicht vor 2030 zu erwarten, weil der Kongress –obwohl er als Befürworter des SLS gilt- sich weigert, das Etat der NASA zu erhöhen, um so auch ein höheres Budget für das SLS und Orion zu ermöglichen. Mit dem SLS sind nicht nur Raumsondenmissionen zu den äußeren Planeten des Sonnensystems und ihren Monden möglich, sondern auch bemannte Flüge zu Asteroiden oder sogar zum Mars.

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(Autor: Martin Knipfer - Quelle: NASA, NSF)


» Kometenlander Philae: Landeort und Zeitplan bestätigt
15.10.2014 - Der von der Raumsonde Rosetta mitgeführte Kometenlander Philae soll am 12. November 2014 die Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko erreichen.
Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise - den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als "67P" abgekürzt). Seitdem ’begleitet’ Rosetta diesen Kometen auf seinem Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten. Die bisherigen Untersuchungen dienten unter anderem auch dazu, um einen geeigneten Landeplatz für den von Rosetta mitgeführten Kometenlander Philae auszuwählen.

Kometenlander Philae: Landung am 12. November 2014 bei dem Landeplatz "J"

Bereits am 15. September 2014 gab die ESA bekannt, dass hierfür eine Stelle auf dem etwa 2,6 x 2,4 x 1,6 Kilometer abmessenden ’Kopf’ des Kometen vorgesehen ist (Raumfahrer.net berichtete). Seitdem wurde diese auch als Landeplatzkandidat "J" bezeichnete Stelle von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern und Ingenieuren weiter ausführlich bezüglich ihrer Tauglichkeit für die Landung von Philae analysiert. Diese Arbeiten sind mittlerweile abgeschlossen und am heutigen Tag teilte die ESA mit, dass der Landeplatz "J" endgültig als das Landegebiet für den Kometenlander Philae ausgewählt wurde.

An diesem Landeplatz befindet sich eine abwechslungsreiche, aber nicht zu stark zerklüfteten Landschaft, welche über nur wenige steile Hänge verfügt und wo zudem eine gute Beleuchtung durch die Sonne gegeben ist. "Der Landeplatz hat ausreichend Sonne und relativ flaches Gelände", so Dr. Stephan Ulamec vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Projektleiter für den Kometenlander Philae.

Der genaue Zeitplan

Ebenfalls bestätigt wurde der bereits Ende September bekannt gegebene vorläufige Zeitplan für den Ablauf des Landemanövers (Raumfahrer.net berichtete). Wie die ESA heute bestätigte soll Philae am Vormittag des 12. November 2014 um 09:35 MEZ von Rosetta abgetrennt werden. Die Raumsonde wird sich dabei in einer Entfernung von etwa 22,5 Kilometern zum Zentrum des Kometen befinden. Nach der Separation wird sich der Kometenlander dann im Rahmen einer vorprogrammierten Kommando-Sequenz autonom zur Kometenoberfläche bewegen, welche etwa sieben Stunden später erreicht werden soll.

Bereits während dieser ’Abstiegsphase’ werden die wissenschaftlichen Instrumente des Landers wissenschaftliche Daten aus der unmittelbaren Umgebung des Kometen gewinnen. Neben der Anfertigung verschiedener Fotoaufnahmen der Kometenoberfläche ist dabei die Sammlung von Daten über die von dem Kometen ausgehenden Staub- und Gaspartikel sowie über das dort befindliche Plasma und über das Magnetfeld von 67P geplant.

Während des Landemanövers werden sich der Komet 67P und die ihn umkreisende Raumsonde Rosetta, welche zugleich als Kommunikationsrelais für den Lander fungiert, in einer Entfernung von rund 509,5 Millionen Kilometern zur Erde befinden. Aufgrund der sich daraus ergebenden Signallaufzeit von 28 Minuten und 20 Sekunden werden die Telemetriedaten von Philae, welche die erfolgreiche Landung bestätigen sollen, gegen 17:00 MEZ auf der Erde eintreffen.

Etwa eine Stunde nach der Landung wird Philae mit der ersten wissenschaftlichen Kampagne beginnen, bei der dann auch alle Instrumente auf dem Lander in Betrieb genommen werden sollen. Unter anderem soll dabei ein ’Rundum’-Panorama des Landeplatzes angefertigt werden.

Diese erste Phase der ’InSitu’-Untersuchung des Kometen wird - abhängig vom Ladezustand der Batterien des Landers - etwa 64 Stunden andauern. Die weitere Untersuchung des Kometen 67P könnten dagegen unter optimalen Bedingungen bis zum März 2015 fortgesetzt werden. Spätestens ab diesem Zeitpunkt - so die Erwartungen der beteiligten Wissenschaftler - wird die Temperatur im Inneren des Landers so weit ansteigen, dass wichtige Systeme beschädigt werden und dauerhaft ausfallen.

Die endgültige Entscheidung erfolgt erst wenige Stunden vor der Abtrennung

Doch zunächst muss am 12. November 2014 erst einmal die überaus anspruchsvolle Landung gelingen. Noch am Tag zuvor sowie in der Nacht zum 12. November 2014 werden dabei mehrfach ’Go/No-Go’-Entscheidungen getroffen, bei denen entschieden wird, ob der Landevorgang tatsächlich ausgelöst werden soll. Sofern die Entscheidung dabei auf ein ’Go’ fällt werden dem Lander wenige Stunden vor der Abtrennung die entsprechenden Kommandos übermittelt.

Erst rund zwei Stunden vor der Separation des Landers wird die Rosetta-Raumsonde zudem durch ein kurzes Korrekturmanöver auf die entsprechende Flugbahn gesteuert. Erst nachdem bestätigt ist, dass dieses Manöver wie geplant ausgeführt wurde und dass sich die Raumsonde auf dem korrekten Kurs befindet erhält Philae das finale ’Go’ für die Einleitung der Landesequenz.

Sollten im Rahmen dieses finalen Entscheidungsprozesses allerdings unerwartete Probleme auftreten, so müsste die Landung von Philae verschoben werden. "Sollte jedoch eine dieser Entscheidungen zu einem ’No-Go’ führen, dann müssen wir abbrechen und den Zeitplan für einen zweiten Versuch überarbeiten", so Fred Jansen, der Rosetta-Missionsmanager der ESA.

Nicht nur die eigentliche Landung von Philae sondern bereits auch die Stunden unmittelbar vor diesem nächsten Höhepunkt der Rosetta-Mission dürften also überaus spannend werden...

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


» Auf Kometenjagd mit Dr. Manfred Warhaut
18.10.2014 - Im Rahmen der Vortragsreihe „Der Schöpfung auf der Spur“ in Ober-Ramstadt bei Darmstadt gab der ehemalige Missionsmanager von Rosetta Dr. Manfred Warhaut einen begeisternden Einblick in die Arbeit eines Kometenjägers. Arno Hecker war für Raumfahrer.net dabei und fasst den Vortrag zusammen.
Dr. Manfred Warhaut hat viel erlebt in seiner aktiven Zeit bei der ESA. Und er kann erzählen. So begeistert erzählen, dass er den Zuhörer mitnimmt auf die Reise des Kometenjägers. So geschehen am vergangenen Donnerstag in Ober-Ramstadt bei einem Vortrag über die europäische Mission Rosetta, die nun in eine entscheidende Phase tritt.

Manfred Warhaut fing 1987 am ESOC an und begleitete als Head of Mission Operations des ESOC die Rosetta-Mission von Beginn an. „Die Mission begann mit einem Schock“, so Manfred Warhaut. Während eines Vortrags im Januar 2003 vor interessierten Publikum erzählte er vom geplanten Start zum Kometen 46P/Wirtanen erfuhr er von einem Gast, dass die Flüge der Ariane V Trägerrakete bis auf weiteres ausgesetzt werden. Grund war das Versagen des Haupttriebwerks Vulcain 2 der Ariane V Hauptstufe beim Flug V-157. „Damit war der Start zu Wirtanen unmöglich!“, so Warhaut weiter.

Ein neuer Zielkomet musste her und wurde mit 67P/Tschurjumov-Gerasimenko auch gefunden. „Allerdings blieb uns nur weniger als ein Jahr, um eine mehr als 10 Jahre dauernde Mission neu zu planen!“ erläuterte Warhaut weiter. Um Tschurjumov-Gerasimenko möglichst kostengünstig, das heisst mit einer möglichst geringem Treibstoffmenge zu erreichen, musste ein Startfenster im Frühjahr 2004 genutzt werden. „Das die Umplanung der Mission innerhalb eines Jahres so effektiv und erfolgreich umgesetzt werden konnte, war eine unglaubliche Teamleistung. Dies fing an mit der Berechnung der neuen Flugbahn, quasi einem kosmischen Billiardspiel mit drei swing-by Manövern an der Erde und einem am Mars“, gibt Warhaut einen Einblick in die sehr kurzfristige Änderungen.

Beim ersten swing-by an der Erde gewann die Sonde noch einmal so viel Energie, wie sie bereits beim Start von der Ariane-Trägerrakete mit auf den Weg bekam. „Mit der neuen Trajektorie gab es auch Vorbeiflüge an den Asteroiden Šteins und Lutetia, von denen wir wunderbare Fotos erhalten haben. Allein dafür hat sich die Rosetta-Mission schon gelohnt!“. Die lang dauernde Trajektorie bringt auch den Umstand mit, dass Rosetta den Entfernungsrekord eines rein solarbetriebenen Raumfahrzeugs hält. Die größte Entfernung zur Energiequelle Sonne betrug 790 Millionen Kilometer. „In dieser Entfernung konnten die Solarzellen nicht genügend Energie liefern, um alle Bordsysteme in Betrieb zu halten. Daher haben wir Rosetta für zweieinhalb Jahre in den Tiefschlaf versetzt!“ Zweieinhalb Jahre kein Kontakt, kein Lebenszeichen der Sonde und damit auch eine große Ungewissheit. Eine lange Zeit, in der das Projektteam dennoch alle Hände voll zu tun hatte. „Personal verlässt das Team und damit auch Wissen über Systeme und Erfahrung, neue Mitarbeiter kommen hinzu.“ Während der bisherigen Mission von zehn Jahren gab es eine neue Computergeneration im Bodensegement - Hard- und Software wurde ausgetauscht und angepasst.

Im Januar 2014 war es dann soweit. Rosetta sollte durch eine kleines internes „Beep!“ wieder aufwachen - Raumfahrer Net berichtete live. „Es herrschte atemlose Spannung im Kontrollraum. Im Vorfeld hatten wir im Team gewettet, zu welcher Uhrzeit Rosetta aufwacht und die Zeiten alle auf Zettel geschrieben. Doch der Zeitpunkt, zu dem wir das Signal erwartet hatten, verstrich. Erst zwanzig Minuten verspätet sahen wir das erlösende Signal! Natürlich lagen wir alle mit unserer Wette daneben. Eine Kollegin meinte darauf hin trocken: ’Na, ist doch klar, Mädchen kommen doch immer später!’.“ Auslöser für die Verzögerung war ein Neustart des Bordcomputers, was sich jedoch nicht als problematisch herausstellte.

Kurz vor der finalen Annäherung an Tschurjumov-Gerasimenko musste ein Bremsmanöver durchgeführt werden, um die Relativgeschwindigkeit zum Kometen zu reduzieren, immerhin um etwa 800 m/s. „Zwischenzeitlich hatte sich herausgestellt, dass es ein Leck im Treibstoffsystem gibt. Wir hatten weniger Treibstoff als erwartet und die Gefahr war groß, dass wir beim vorgesehenen Druck von 17 bar auf den Triebwerken noch mehr davon verlieren.“ Als sicher wurde ein Druckbereich von 8 bis 11 bar eingestuft. „Und unsere erstklassigen Spacecraft Operations Engineers haben es tatsächlich geschafft und nun kreisen wir, pardon, kreist Rosetta um den Kometen und liefert fantastischen Aufnahmen und hoffentlich auch Erkenntnisse über die Frühphase unseres Sonnensystems.“

Ein wichtiger Schritt dazu ist die direkte, chemische Untersuchung des Kometenmaterials. Dies soll mit dem Lander Philae geschehen. Dazu wurden in den letzten Wochen mit der größten Annäherung von Rosetta an 67P bis auf 10 km Detailaufnahmen der möglichen Landegebiete erstellt. „Die Reaktion des Landeteams auf die Fotos war eindeutig: ’Alle schlecht!’“ Entweder sind die Lichtverhältnisse nicht ausreichend, weil zu viele Schattenflächen vorhanden sind oder es ist zu uneben im Bereich des Landeskreises von 500 m Durchmesser. Essentiell wichtig ist der gravitative Einfluss auf die nur 120 kg schwere Landesonde, um eine möglichst störungsfreie Annäherung gewährleisten zu können. „Eine Kugelform von 67P wäre toll, leider ist er eine Erdnuss!“, schmunzelte Manfred Warhaut. „Wir hoffen, das Beste für die Landung, aber ob sie erfolgreich sein wird, steht noch buchstäblich in den Sternen.“

Momentan sind alle Systeme von Philae in einwandfreiem Zustand. In den Tagen vor der Ablösung vom Orbiter werden noch zahlreiche Systemtests durchgeführt und „der Lander auf Herz und Nieren geprüft“. Wenn dann das finale ’Go!’ am 12.11. gegeben wird, wird Philae vom Rosetta-Orbiter aus einer Höhe von etwa 20 km über der Kometenoberfläche abgestoßen und sich senkrecht auf 67P mit etwa 1 m/s zubewegen, um sich beim Aufsetzen mit den Harpunen zu verankern. Sollte eines der Systeme nicht bereit sein, dann wird Philae nicht ausgeklinkt. Im weiteren Verlauf gibt es alle 14 Tage wieder die Möglichkeit für einen Landeversuch. „Das allerdings auch nicht beliebig lange“, beschreibt Warhaut eine mögliche Gefahr für den Orbiter, „da mit der weiteren Annäherung von 67P an die Sonne die Aktivität des Kometennukleus zunimmt.“ Bei einer weiteren Annäherung des Orbiters erhöht sich die Gefahr einer Beschädigung von Instrumenten und Bordsystemen durch das vom Kometenkern freigesetzte Material. „Die einen wollen möglichst nah ran, um den Lander gut absetzen zu können, die anderen am liebsten weit weg, um die Systeme zu schützen. Da 67P bereits jetzt aktiver ist als erwartet, soll die Entfernung für die Landung auf 22,5 km vergrößert werden.“ Die erste Panoramaaufnahme nach der hoffentlich geglückten Landung soll bereits am gleichen Abend veröffentlich werden. Weitere Aufnahmen werden dann in den darauf folgenden Tagen ebenfalls freigegeben.

Zum Abschluss des Vortrags zieht Manfred Warhaut das Fazit, dass „eine Landung auf einem Komenten eine der vielen Premieren ist, die bei dieser Mission gewagt werden. Sie ist riskant und kann schiefgehen. Doch auch eine nicht geglückte Landung wird den wissenschaftliche Wert der gesamten Mission nicht in Frage stellen. Rosetta ist bereits jetzt ein großartiger Erfolg.“

Raumfahrer.net wird die Landung von Philae auf 67P/Tschurjumov-Gerasimenko natürlich begleiten und live berichten.

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(Autor: Oliver Karger - Quelle: Arno Hecker / Raumfahrer.net)


» New Horizons: Suche nach Folgeziel war erfolgreich!
19.10.2014 - Auf ihrer Suche nach einem Folgeziel für die Plutosonde New Horizons konnten die beteiligten Wissenschaftler jetzt einen Erfolg verbuchen. Im Rahmen einer Suchkampagne mit dem Weltraumteleskop Hubble wurde mindestens ein Objekt entdeckt, welches die Raumsonde nach dem Pluto-Vorbeiflug erreichen könnte. Zwei weitere mögliche Ziele müssen noch weiter überprüft werden.
Seit ihrem Start am 19. Januar 2006 hat die Raumsonde New Horizons auf ihrem Weg zu dem Zwergplaneten Pluto mittlerweile eine Distanz von mehr als 4,9 Milliarden Kilometern zurückgelegt. Nach weiteren 2,14 Astronomischen Einheiten - dies entspricht in etwa einer Entfernung von 320 Millionen Kilometern - wird die Raumsonde am 14. Juli 2015 den Pluto erreichen und dessen Oberfläche in einer Entfernung von etwa 12.500 Kilometern passieren. Neben dem Zwergplaneten sollen in den Wochen und Monaten vor und nach dem Vorbeiflug auch dessen fünf derzeit bekannte Monde ausführlich mit den sieben Instrumenten der Raumsonde untersucht werden.

Allerdings ist es aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der sich New Horizons durch das Weltall bewegt nicht möglich, die Raumsonde in eine Umlaufbahn um den Pluto zu dirigieren. Hierfür müsste die Geschwindigkeit der Raumsonde um etwa 90 Prozent reduziert werden. Für ein derartiges Bremsmanöver wäre allerdings deutlich mehr Treibstoff notwendig als New Horizons mitführt. Aus diesem Grund wird die Raumsonde nach dem Vorbeiflug am Pluto weiter in die äußeren Bereiche unseres Sonnensystems vordringen.

Um New Horizons trotzdem auch weiterhin für wissenschaftliche Forschungen einsetzen zu können wurde bereits bei der Erstellung des Missionsprofils vorgeschlagen, die Raumsonde nach der Plutopassage mit dem dann noch zur Verfügung stehenden Treibstoff zu eine weiteren, eventuell auch zu zwei Objekten im Bereich des inneren Kuiper-Gürtels zu dirigieren. Sehr wahrscheinlich, so die damalige Prognose, würden diese neuen Ziele über Durchmesser von weniger als 100 Kilometern verfügen und aufgrund der größeren Distanz zur Sonne fotografisch weniger gut zu beobachten sein als der Pluto. Um trotzdem aussagekräftige Daten gewinnen zu können müsste New Horizons diese Objekte in einem möglichst dichten Abstand - als wünschenswert wird hierbei eine Entfernung von wenigen Tausend Kilometern genannt - passieren.

Eine schwierige Suche

Bereits seit dem Jahr 2011 befanden sich die Astronomen auf der Suche nach einem für New Horizons geeigneten "Kuiper Belt Object" (kurz "KBO"), waren dabei aber zunächst nicht erfolgreich. Der Grund hierfür ist, dass diese Himmelskörper aufgrund ihrer großen Entfernung zur Sonne und ihrer geringen Größe nur sehr wenig Sonnenlicht reflektieren. Zudem fällt ihre Eigenbewegung am Himmel nur minimal aus. Zusätzlich erschwert wurde die Suche dadurch, dass sich Pluto - und damit auch das Gebiet, welches New Horizons nach dem Passieren des Zwergplaneten erreichen kann - in den vergangenen Jahren vor einem sehr sternreichen Hintergrund im Sternbild Schütze bewegt hat. Mit diesen unzähligen Lichtpunkten im Sichtfeld der Teleskope ist es überaus schwierig, ein lichtschwaches Objekt auszumachen, welches sich in mehreren Milliarden Kilometern Entfernung zur Erde gegenüber dem Sternenhintergrund nur äußerst langsam bewegt. Einen Eindruck über das damit verbundene ’optische Chaos’ vermitteln eventuell die Aufnahmen in diesem Bericht auf unserer Portalseite, der allerdings nicht auf die Mission New Horizons bezogen ist.

Potentielle Zielobjekte fallen deshalb in dem dicht mit Hintergrundsternen vollgepackten Himmelsabschnitt kaum auf und können bestenfalls durch den Einsatz von Großteleskopen entdeckt werden. Außerdem wurden einige der Beobachtungskampagnen von schlechten Witterungsbedingungen oder technischen Problemen mit den vorgesehenen Beobachtungsinstrumenten beeinträchtigt, so dass die an der Suchkampagne beteiligten Astronomen weniger Beobachtungsdaten erhielten als geplant. Mittlerweile hat sich diese Situation jedoch etwas verbessert. Der ’Hintergrund’ enthält inzwischen weniger Sterne als noch vor wenigen Monaten. Aus diesem Grund wurde die Suche nach einem geeigneten KBO in diesem Sommer noch einmal intensiviert. Hierbei kam zwischen Ende Juni und Ende August 2014 auch das Weltraumteleskop Hubble zum Einsatz (Raumfahrer.net berichtete).

Drei potentielle Ziele gefunden

Diese Suche, so die Mitarbeiter der New Horizons-Mission, war erfolgreich. Im Rahmen der Beobachtungskampagne mit dem Hubble Space Telescope (kurz HST) konnte ein KBO entdeckt werden, welcher mit den nach der Plutopassage noch zur Verfügung stehenden Treibstoffreserven definitiv erreicht werden kann. Zwei weitere Objekte kommen eventuell ebenfalls in Frage, müssen in den kommenden Wochen aber noch weiter beobachtet werden, um detaillierte Kenntnisse über deren Bahnparameter zu erlangen.

Der erste dieser drei KBOs erhielt die formelle Bezeichnungen PT1, was für "Potential Target 1" (potentielles Ziel Nummer 1) steht - die offizielle, von Astronomen genutzte Bezeichnung lautet dagegen 1110113Y. PT1 verfügt über eine Helligkeit von lediglich 26,8 mag und dürfte über einen Durchmesser zwischen 30 und 45 Kilometer verfügen.

Entdeckt wurde PT1 bereits am 27. Juni 2014 bei der Auswertung einer Aufnahmesequenz, welche das HST erst einen Tag zuvor angefertigt hatte. Im August wurden dann vier weitere Aufnahmesequenzen von diesem Objekt angefertigt. Anhand dieser Bilddaten konnte die Umlaufbahn des Asteroiden mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. New Horizons, so die Berechnungen, könnte das Objekt, welches sich etwa 1,6 Milliarden Kilometer jenseits der Pluto-Umlaufbahn befindet, ohne größere Probleme erreichen. Bei der dazu erforderlichen Kursänderung würde die Raumsonde lediglich rund 35 Prozent des noch an Bord befindlichen Treibstoffes verbrauchen.

Sollte PT1 ausgewählt werden, so würde New Horizons das Objekt im Januar 2019 erreichen, wenn dieses sich in einer Entfernung von etwa 43,4 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit - kurz AE - beschreibt den mittleren Abstand zwischen der Erde und der Sonne und beträgt rund 150 Millionen Kilometer) zur Sonne befindet. Das hierfür erforderliche Kurskorrekturmanöver würde dann zwischen dem Oktober und dem Dezember 2015 stattfinden.

Aber auch die beiden anderen im Rahmen der HST-Suche entdeckten potentiellen Ziele sind noch nicht aus dem Rennen. Der derzeit wahrscheinlichere der beiden verbleibenden Kandidaten ist dabei das Kuipergürtelobjekt G12000JZ - missionsintern auch als PT3 bezeichnet. Dieser Asteroid verfügt über eine Helligkeit von 26,4 mag, woraus ein Durchmesser zwischen 35 und 55 Kilometern abgeleitet wird. Dieser KBO könnte im Juni 2019 erreicht werden, wobei er sich etwa 44 AEs von der Sonne entfernt befinden würde. Zum Erreichen dieses Ziels würde New Horizons rund 75 Prozent des noch an Bord befindlichen Treibstoffes verbrauchen. Die Chancen für eine Erreichbarkeit dieses KBO durch die Raumsonde werden derzeit mit einer Wahrscheinlichkeit von 97 Prozent angegeben.

Der dritte Kandidat, E31007AI oder auch PT2, ist mit 26,3 mag geringfügig heller als PT3, dürfte aber über den gleichen Durchmesser verfügen. Für diesen KBO liegen bisher nur relativ unsichere Bahndaten vor, woraus auch die derzeitige eher geringe Wahrscheinlichkeit einer Erreichbarkeit von lediglich sieben Prozent resultiert. Ein Vorbeiflug von New Horizons könnte in den Jahren 2018/2019 in einer Entfernung zwischen 43 und 44 AEs zur Sonne erfolgen. Zum Erreichen dieses Ziels würde die Raumsonde allerdings definitiv mehr als 76 der Treibstoffvorräte verbrauchen.

Weitere Analysen

In den kommenden Wochen wird das HST diese beiden möglichen Ziele auch weiterhin abbilden, wodurch sich bessere Bahndaten über diese Objekte ergeben werden. Sollten danach auch PT2 und PT3 als "definitiv erreichbar" eingestuft werden, so müssten sich die Mitarbeiter der New Horizons-Mission allerdings für eines dieser Ziele entscheiden, denn aufgrund der großen Entfernungen unter diesen drei KBOs zueinander ist sicher, dass die Raumsonde nicht über genügend Treibstoff verfügt, um mehr als einen dieser drei Asteroiden anzusteuern.

Alle drei Objekte werden von den Wissenschaftlern als klassische KBOs betrachtet, welche sich seit der Entstehung unseres Sonnensystems vor etwa 4,55 Milliarden Jahren kaum verändert haben dürften. Durch die Untersuchung von einem dieser ’ursprünglichen’ Himmelskörper werden sich für die Astronomen weitere Informationen über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte unseres Sonnensystem ergeben. Bei der endgültigen Auswahl des zu untersuchenden Zielobjektes wird wohl letztendlich die Erreichbarkeit entscheidend sein.

Bis spätestens zum Ende des Jahres 2016 will das Team der New Horizons-Mission bei der NASA die für den ’Besuch’ eines weiteren Ziels notwendige Fortsetzung der Mission beantragen. Trotz der dadurch entstehenden zusätzlichen Kosten dürfte der Bewilligung dieses Antrages aufgrund der zu erwartenden wissenschaftlichen Erkenntnisse und der bis auf weiteres abzusehenden ’Einmaligkeit’ dieser Gelegenheit eigentlich nichts im Wege stehen.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JHU/APL, Hubble Space Telescope, The Planetary Society)


» Neue Resultate von RadioAstron
23.09.2014 - Seit mittlerweile drei Jahren befindet sich das Weltraum-Radioteleskop Spektr-R/RadioAstron im All. Inzwischen werden immer mehr Beobachtungen ausgewertet und zeigen das Radiouniversum mit nie zuvor erreichter Präzision.
Von unserem Gastautor Stefan Heykes

RadioAstron untersucht eine Vielzahl von Radioquellen. Die beobachteten Objekte haben alle gemeinsam, dass sie relativ leuchtstark sind, um von dem kleinen 10m-Radioteleskop erfasst werden zu können. Die Art der Objekte ist aber vielgestaltig - so sind aktive Galaxienkerne ebenso dabei wie Pulsare oder Maser (natürlich auftretende Mikrowellen-Laser). Jetzt wurden vom federführenden Astrokosmischen Zentrum des Moskauer Lebedew-Physik-Instituts (ASC FIAN) Beobachtungsergebnisse von zwei aktiven Galaxienkernen sowie drei Pulsaren vorgestellt.

Der Quasar 0642+449

Dieses Objekt wurde am 9. und 10. März 2013 von einer ganzen Reihe Radioteleskope beobachtet, um eine komplette interferometrische Abbildung dieses aktiven Galaxienkerns bei 18cm Wellenlänge erzeugen zu können. Daran beteiligt waren neben RadioAstron das European VLBI Network (EVN), das russische Quasar-Netzwerk sowie die Radioteleskope in Green Bank (USA) und Jewpatorija (Krim).

Um eine möglichst hohe Bildqualität zu erreichen, muss bei einer solchen Beobachtung die Position der Teleskope zueinander mit hoher Genauigkeit bekannt sein. Um dies zu erreichen, wurden einige der kleineren EVN-Teleskope nicht für die eigentliche Beobachtung von 0642+449 verwendet, sondern zur Bahnverfolgung des Weltraumteleskops eingesetzt. Dieses Verfahren zur Positionsbestimmung läuft unter der Bezeichnung EVN-PRIDE und wird auch zur Verfolgung von Raumsonden verwendet.

Mit diesem Verfahren war es möglich, bis zu einer Basislänge (Distanz zwischen zwei Antennen) von 5,9 Erddurchmessern Beobachtungsdaten zu verarbeiten und somit eine Auflösung von 0,8 Millibogensekunden zu erreichen. Da die Auflösung von der Basislänge abhängt, ist dies etwa sechsmal besser als rein irdische Beobachtungen ermöglichen.

Der Blazar BL Lacertae

Der Prototyp der Blazer wurde am 11.November 2013 beobachtet. Ähnlich wie bei 0642+449 waren neben RadioAstron eine ganze Reihe Bodenteleskope beteiligt, in diesem Fall das EVN sowie das amerikanische Gegenstück VLBA. Hier wurde allerdings eine Wellenlänge von 1,3cm zur Beobachtung verwendet und somit bei einer Basislänge von bis zu 6 Erddurchmessern eine Auflösung von 33 Mikrobogensekunden erreicht. Dies ist eine der höchsten überhaupt in der Astronomie erreichten Auflösungen. Zum Vergleich: Das Hubble-Weltraumteleskop erreicht (allerdings im sichtbaren Licht) nur eine tausendfach schlechtere Auflösung.

Mit dieser Auflösung ist es möglich, in diesem 900 Mio Lichtjahre entfernten Objekt Strukturen mit einer Ausdehnung von nur 1,6 Lichtmonaten abzubilden. Angesichts der Ausdehnung von Galaxien, die wie bei der Milchstraße 100.000 Lichtjahre beträgt sind dies sehr feine Strukturen. Mit derart hoch aufgelösten Bildern wird es möglich sein, zukünftig noch mehr Erkenntnisse über derartige aktive Galaxienkerne zu gewinnen.

An diesen beiden Experimenten war auch das Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie entscheidend beteiligt, dessen Großrechner DiFX die Datenverarbeitung durchgeführt hat.

Die Pulsare B0950+08, B1919+21 und B0329+54

Die Beobachtung von Pulsaren unterscheidet sich grundsätzlich von der Untersuchung aktiver Galaxienkerne. Während bei AGNs versucht wird, mit hoher Auflösung interne Strukturen zu erkennen, ist dies bei Pulsaren - rotierenden Neutronensternen - aufgrund ihrer geringen Größe völlig unmöglich. Hier wird daher mit längeren Wellenlängen (RadioAstron beobachtet Pulsare normalerweise im 92cm-Band) gearbeitet und nicht nur der eigentliche Pulsar, sondern vielmehr das Material zwischen Pulsar und Teleskop untersucht.

Plasma hat nämlich die Eigenschaft, dass es Radiowellen streut oder ablenkt. Man beobachtet hier also von zwei möglichst weit entfernten Punkten, wie unterschiedlich die Radiopulse verzerrt wurden. B0950+08 wurde bereits am 25. Januar 2012 mit einer Basislänge von rund 220.000km beobachtet.

Diese Beobachtung erlaubt den Nachweis und die Untersuchung der Grenze der "lokalen Blase" (einer Region geringer molekularer Dichte in der Nähe des Sonnensystems, in 85-550 Lichtjahren Entfernung) sowie in geringerer Entfernung (14,5 bis 53,5 Lichtjahre) die Grenze einer lokalen Molekülwolke.

Ganz ähnlich sahen die Resultate aus für die Pulsare B1919+21 und B0329+54, allerdings zeigen sich in dieser anderen Blickrichtung andere Entfernungen für solche streuenden Bereiche.

Weitere Informationen


(Autor: Raumfahrer.net Redaktion - Quelle: ASC FIAN)


» Kometenlander Philae: Zeitplan für die Landung steht
27.09.2014 - Der von der Raumsonde Rosetta mitgeführte Lander Philae soll am 12. November 2014 die Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko erreichen.
Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem, bei dem eine Distanz von rund 6,4 Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise - den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als "67P" abgekürzt). Seitdem ’begleitet’ Rosetta diesen Kometen auf seinem Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Während der letzten Wochen bewegte sich Rosetta dabei in einer Umlaufbahn um den Kometen, welche in einer Entfernung von etwa 30 Kilometern zu dessen Zentrum verläuft. Während dieser "Global Mapping Phase" (kurz "GMP") werden die abbildenden Instrumente der Raumsonde dazu genutzt, um die Oberfläche von 67P zu verschiedenen ’Tageszeiten’ und somit unter unterschiedlichen Beleuchtungsverhältnissen abzubilden und zu charakterisieren. Überflüge über der ’Nachtseite’ des Kometen dienten unter anderem dazu, die thermischen Eigenschaften von 67P zu untersuchen.

Bereits am 24. September führte eine kurze Zündung der Triebwerke dazu, dass sich Rosetta während des jetzigen Umlaufs der Oberfläche des Kometen noch weiter annähert. Am 29. September wird dabei eine Entfernung von lediglich noch 20 Kilometern zu dessen Zentrum erreicht. Eine weitere Triebwerkszündung soll an diesem Tag dazu dienen, um in dieser Entfernung eine etwa kreisförmig verlaufende Umlaufbahn einzunehmen, welche entlang der Terminator-Ebene - der Grenze zwischen ’Tagseite’ und ’Nachtseite’ - verläuft. Eine Woche später wollen die für die Flugplanung der Raumsonde Rosetta verantwortlichen Mitarbeiter der ESA eine Entscheidung darüber treffen, ob die Höhe der Flugbahn gefahrlos auf eine Entfernung von dann nur noch zehn Kilometern zum Kometenzentrum abgesenkt werden kann.

Kometenlander Philae: Landung am 12. November 2014

Die während der "Global Mapping Phase" gewonnenen Aufnahmen der Kometenoberfläche dienen den an der Mission beteiligten Wissenschaftler unter anderem dazu, um einen geeigneten Landeplatz für den von Rosetta mitgeführten und mit weiteren zehn Instrumenten ausgestatteten Kometenlander Philae auszuwählen. Nach einem mehrwöchigen Auswahlprozess ist hierfür gegenwärtig eine Stelle auf dem ’Kopf’ des Kometen vorgesehen (Raumfahrer.net berichtete). Eine endgültige Entscheidung wird allerdings erst am 14. Oktober fallen.

Trotzdem waren die Mitarbeiter des für die Steuerung der Raumsonde verantwortlichen "Flight Dynamics and Operations Teams" der ESA während der vergangenen zwei Wochen damit beschäftigt, einen exakten Zeitplan für die Landung festzulegen.

Davon ausgehend, dass die derzeitig vorgesehene Landestelle "J" beibehalten wird, soll Philae demzufolge am Vormittag des 12. November 2014 um 09:35 MEZ von Rosetta abgetrennt werden. Die Raumsonde würde sich dabei in einer Entfernung von etwa 22,5 Kilometern zum Zentrum des Kometen befinden. Bei diesem Szenario würde Philae etwa sieben Stunden später die Kometenoberfläche erreichen. Telemetriedaten von Philae, welche die erfolgreiche Landung bestätigen sollen, würden aufgrund der Signallaufzeit von 28 Minuten und 20 Sekunden gegen 17:00 MEZ auf der Erde eintreffen.

Sollte die Wahl auf den alternativen Landeplatz "C" fallen, dann würden Abtrennung und Landung von Philae ebenfalls am 12. November erfolgen. Die ’Abkopplung’ würde in diesem Fall um 14:04 MEZ in einer Entfernung von 12,5 Kilometern zum Zentrum des Kometen durchgeführt. Lediglich vier Stunden später würde die Landung von Philae erfolgen und die entsprechenden Signale sollten dann gegen 18:30 MEZ auf der Erde eintreffen.

"Jetzt haben wir einen Platz und einen detaillierten Ablauf für die erste Landung auf einem Kometen. Die Spannung steigt", so Dr. Stephan Ulamec vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Projektleiter für den Kometenlander Philae.

Verantwortlich für die Steuerung und Überwachung von Philae ist das "Lander Control Center" (kurz "LCC") des DLR. Alle Aktivitäten von Philae werden mit einem Bodenreferenzmodell des Landers im LCC getestet und vorbereitet. Zu den Aufgaben des LCC gehört auch die Programmierung der Landesequenz, welche von der Separation von Rosetta bis zur Landung auf dem Kometen automatisch ablaufen wird.

Die Kommandos für Philae und die an Bord befindlichen Instrumente werden vom Philae-Kontrollzentrum in Köln zum europäischen Raumflugkontrollzentrum ESOC in Darmstadt und von dort aus über die Bodenstationen des ESTRACK zunächst zu Rosetta geschickt. Die Raumsonde leitet diese Kommandos dann an den Lander Philae weiter, der nicht in der Lage ist, direkt mit der Erde zu kommunizieren. Telemetriewerte und wissenschaftliche Daten von Philae gelangen in umgekehrter Richtung über den Kometenorbiter, das ESTRACK und das ESOC zum LCC.

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


» Raumfahrtneuigkeiten aus den USA und Europa
27.09.2014 - Erfolgreiche Woche für SpaceX: Spatenstich für SpaceXs Weltraumbahnhof in Brownsville und SpaceXs Dragon erreicht die ISS. SNC protestiert US-Crewtransportvergabe, US-Crewprogramm damit erstmal auf Eis. Europa einigt sich auf technisches Ariane 6 Konzept, weitere Details noch unklar. Die neue Juncker-Kommission wertet die EU-Raumfahrt auf und schafft einen EU Kommissar für Transport und Weltraum.
Erfolgreiche Woche für SpaceX

Am Montag wurde nahe Brownsville, im Süden des US-Bundesstaates Texas, die Zeremonie des ersten Spatenstiches für den SpaceX-eigenen Weltraumbahnhof abgehalten. Dabei waren Elon Musk, der CEO von SpaceX, der Gouverneur von Texas, lokale Politiker sowie die Presse anwesend. Von diesem Ort sollen ab Ende 2016 kommerzielle GTO-Missionen von SpaceX fliegen. Sowohl die aktuelle Falcon 9 als auch die neue Falcon Heavy sollen von hier abheben. Anfangs ist der Startplatz auf 12 Missionen pro Jahr ausgelegt und das Investitionsvolumen bewegt sich auf einer Größenordnung von 100 Millionen US-Dollar. Der eigentliche Bau soll jedoch erst im dritten Quartal 2015 beginnen, wenn die Bauarbeiten am Startplatz 39A abgeschlossen sind.

SpaceX hat das Projekt eines eigenen Weltraumbahnhofes begonnen, um Nachteilen am Cape, in Vandenberg und am KSC aus dem Weg zu gehen. Diese Weltraumbahnhöfe werden vom US-Militär bzw. von der NASA kontrolliert und sind zu restriktiv im Umgang mit z.B. Nicht-US-Bürgern und haben weitere Kostennachteile. In Brownsville kann SpaceX alles kontrollieren und ist allein den Vorschriften der FAA unterworfen.

Darüber hinaus hat am Dienstag die Dragonkapsel die ISS erreicht. Der Anflug verlief problemlos und die Dragon wurde um 12:52 MESZ vom ISS-Canadaarm eingefangen. Mitte Oktober wird die Dragonkapsel die ISS wieder verlassen und Platz für Orbitals Cygnuskapsel machen. Der Start dieser Mission ist derzeit für den 21. Oktober um 03:29 MESZ geplant.

Sierra Nevada Corporation protestiert CCtCap-Vergabe

Am späten Freitagabend wurde bekannt, dass die Sierra Nevada Corporation, die mit ihrem Dreamchaser-Design beim US-Crewtransportprogramm CCtCap den Kürzeren gezogen hat, gegen die Vergabe Protest beim GAO (Government Accountability Office – US Rechnungshof) eingelegt hat. Nach der Bekanntgabe der Vergabe, wollte SNC erstmal die Rücksprache mit der NASA abwarten bevor man das weitere Vorgehen bekannt gibt. Diese Rücksprache ist inzwischen erfolgt und nach Aussage von SNC gibt es große Unstimmigkeiten in der Bewertung der Angebote.

Bei der Bewertung der Angebote gab es drei Hauptfaktoren. Die technische Leistung des Konzepts, Performance der Firma in der Vergangenheit und Preis. Preis war dabei gleich gewichtet wie die beiden anderen Faktoren zusammen. SNC sagt in ihrer Pressemitteilung, dass bei Leistung und vergangener Performance alle Firmen ungefähr gleichwertig waren, jedoch SNC das zweitgünstigste Angebot nach SpaceX abgelegt hat. Anstatt Boeing hätte also SNC gewinnen müssen. Weiter hat SNC bekannt gegeben, dass man ca. 100 Mitarbeiter entlassen musste aber die CCiCap-Arbeiten trotzdem noch abschließen möchte.

Der US-Rechnungshof hat jetzt bis zum 5. Januar Zeit über diesen Einspruch zu entscheiden. In dieser Zeit dürfte das Programm NASA-seitig erstmal auf Eis liegen, da man kein Geld an Firmen geben möchte, was sich später als unrechtmäßig herausstellen könnte. Allerdings können die Firmen in dieser Zeit die Entwicklung mit eigenen Mitteln voranbringen, was zumindestens bei SpaceX wahrscheinlich sein dürfte.

Positive Nachrichten von der EU

Nach dem das Galileoprogramm in der letzten Zeit vor allem wegen dem Sojusfehlstart negativ in der Presse war, wo übrigens immer noch keine Erklärung für die Unglücksursache vorliegt, gibt es jetzt eine positive Nachricht zu vermelden. In der neuen Juncker-Kommission, die am 1. November antritt, ist das EU-Raumfahrtprogramm nicht mehr im Ressort „Industrie und Unternehmertum“ untergebracht, sondern im Ressort „Transport und Weltraum“. Dadurch haben Galileo und Copernicus innerhalb der EU an Bedeutung gewonnen. Dass das Wort „Weltraum“ direkt in einer Jobbezeichnung eines EU-Kommissars auftaucht – was in einer normalen Regierung ein Minister wäre – kann als bedeutender Schritt gesehen werden. Der neue europäische Kommissar für Transport und Weltraum, der Slowake Maroš Šefčovič, wird sich also einen signifikanten Anteil seiner Zeit mit dem EU-Raumfahrtprogramm beschäftigen dürfen.

Vor ihm stehen wichtige Entscheidungen. Nach dem Sojusfehlstart in Kourou gibt es Überlegungen alle Sojusstarts für Galileo auszusetzen und die restlichen mit Ariane 5 zu starten. Diese Entscheidung für oder gegen die Sojus ist eine der bedeutendsten Entscheidungen im europäischen Raumtransport seit Jahren und könnte eine Kaskade von Konsequenzen nach sich ziehen. Die europäischen Staaten haben mehrere hundert Millionen Euro für die Sojus in Kourou ausgegeben und könnten jetzt durch einen Galileo-Wechsel zu Ariane 5 die Sojus als nicht mehr zuverlässig genug für europäische Satelliten „brandmarken“.

Europa einigt sich auf Ariane 6-Design

Von der ESA-Seite des europäischen Raumfahrtprogramms gibt es eine kleine positive Meldung zu verbuchen. Die nationalen Agenturen, ESA und Industrie haben sich auf ein technisches Konzept für Ariane 6 geeinigt. Die neue Ariane 6 besteht aus einer Hauptstufe mit dem aktuellen Vulcain 2 Triebwerk, einer neuen Oberstufe mit dem Vinci-Triebwerk und aus 2-4 Feststoffboostern. Die Variante mit 2 Feststoffboostern heißt Ariane 62 und die mit 4 Boostern Ariane 64. Das ist dann aber auch alles, worauf man sich verständigt hat. Weiter unklar ist, ob erst die Ariane 5 ME gebaut werden soll oder direkt die neue Ariane 6, welche Frankreich gerne 2020 einsatzbereit haben möchte. Ebenfalls die Entwicklungkosten von 4 Milliarden Euro bereiten noch Kopfschmerzen und die Frage der Glaubwürdigkeit der aktuellen Kostenschätzungen steht auch noch im Raum.

Berlin hadert außerdem noch mit dem Geo-Return von Ariane 6. Ursprünglich war angedacht den Geo-Return zu lockern, um die Industriestruktur zu straffen und wettbewerbsfähiger zu werden, jetzt ist davon jedoch keine Rede mehr. Berlin geht mit gutem Beispiel voran und blockt offenbar Ariane 6, weil es noch kein Arbeitspaket für OHB bzw. MT Aerospace in Augsburg gibt. Anstatt europäischer Interessen werden also weiterhin knallhart nationale Interessen vertreten. Die neue Ariane 6 soll nur noch 65 Millionen Euro (Ariane 62) bzw. 85 Millionen Euro (Ariane 64) pro Start kosten. Wie diese Kostenziele erreicht werden sollen, wo doch der technische Aufbau von der neuen Ariane 6 der alten Ariane 5 stark ähnelt und offenbar die alten Firmen auch alle bei der neuen Ariane ein Arbeitspaket abgekommen, muss, soll oder kann man als Außenstehender nicht verstehen.

Weiterhin berichtete „SpaceNews“ diese Woche, dass die neue Ariane 6 jetzt doch eine eigene Startanlage bekommen soll. Kostenpunkt: 700 Millionen Euro oder 900 Millionen Dollar, also 9x Mal so teuer wie der neue SpaceX-Weltraumbahnhof in Brownsville. Wie diese Kostendifferenz wohl dem europäischen Steuerzahler kommuniziert werden kann?


(Autor: Tobias Willerding - Quelle: SpaceNews, SpaceX, SNC, Les Echos, EU Kommission)


» EFT-1: Finale Phase der Vorbereitungen hat begonnen
28.09.2014 - Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde steht kurz vor dem Erstflug ihres neuen Raumschiffs Orion, genannt Exploration Flight Test 1 (EFT-1). So hat das Stacking der Trägerrakete Delta IV Heavy begonnen, die bei diesem Flug verwendet werden soll. Auch die Nutzlast, das Raumschiff Orion, ist bereit für den Flug. Auch das andere System, mit dem die NASA tiefer als je zuvor in den Weltraum vordringen will, macht Fortschritte: Der Schwerlastträger Space Launch System (SLS).
Am 11. September 2014 geschah etwas, was seit dem Rollout des Space Shuttles Endeavour aus der Fabrik in Palmdale 1991 nicht mehr passiert ist: Ein neues, einsatzbereites US- Raumschiff wurde aus der Konstruktionshalle herausgerollt. Es handelte sich um das neue Raumschiff der NASA, genannt Orion. Bei der Konstruktionshalle handelt es sich um das geschichtswürdige Neil Armstrong Operations and Checkout Building im Kennedy Space Center (KSC), in dem bereits die Apollo-Raumschiffe für ihre Missionen vorbereitet wurden. Das Raumschiff, bestehend aus dem kapselförmigen Crewmodul, das mit Plastikfolie verhüllt war, und dem zylindrischen Servicemodul, wurde zur Betankung in die PHSF (Payload Hazardous Serving Facility) transportiert, bevor es Ende September zum Startplatz für die Installation des Launch Abort-System (LAS) gebracht wird. Dieses System, das für gewöhnlich die Kapsel bei einer Gefahrensituation von der Trägerrakete wegbefördert, wird bei dem unbemannten Erstflug jedoch inaktiv bleiben.

Bereits vor drei Jahren, am 9. September 2011 begann die Konstruktion dieses Raumschiffes in der Michoud Assembly Facility. Dabei wurden erste Aluminiumteile der Druckkabine gewölbt und miteinander verschweißt. Fertiggestellt wurde diese Druckkabine, in der sich bei späteren Missionen mit anderen Orion-Kapseln einmal die Astronauten aufhalten sollen, am 22. Juni 2012. Danach wurde die Druckkabine von der MAF in das Operations and Checkout (O&C) Building des KSC gebracht, wo sie am 29. Juni mit einer Zeremonie von über 450 Leuten empfangen wurde. Im O&C Building fanden daraufhin die Installation der Avionik, des Reaction Control Systems (RCS), der Fallschirme und zusätzlicher Komponenten sowie verschiedene Tests und Simulationen statt. Darüber hinaus wurden 2012 die ersten Kacheln des oberen Hitzeschilds gefertigt. Im Oktober 2013 wurden das erste Mal die Computersysteme zum Leben erweckt, am 5. Dezember erreichte der runde, untere Hitzeschild das KSC. Der Turm des Launch Abort Systems (LAS), bei dem jedoch nur der Jettinson-Motor aktiv sein wird, wurde am 2. Dezember fertiggestellt. Es folgte am 22. Januar 2014 das Servicemodul, das Orion während EFT-1 mit Energie versorgen wird. Im Juni 2014 wurde der untere Hitzeschild an Orion angebracht, im Juli wurde das Crewmodul mit dem Servicemodul verheiratet. Nachdem im August der obere Hitzeschild angebracht wurde, wurde Orion am 5. September 2014 fertiggestellt.

In die Umlaufbahn befördert wird Orion bei seinem Erstflug von einer Trägerrakete des Typs Delta IV Heavy. Die Booster dieser Rakete, die etwa 40 m in der Länge und 4 m im Durchmesser messen und von je einem RS-68A Triebwerk mit etwa 3.000 kN Startschub angetrieben werden, kamen bereits im März dieses Jahres in der Integrationshalle an. Gefertigt wurden sie in Decatur, Alabama. Im Mai folgten die Hauptstufe, die dieselben Eckdaten wie die Booster hat, und die DCSS-Oberstufe, die etwa 14 m lang ist und über ein RL-10 B2 Triebwerk mit 110 kN Vakuumschub verfügt. Alle Stufen verwenden die Treibstoffkombination LH2 (flüssiger Wasserstoff) und LOX (flüssiger Sauerstoff). So handelt es sich bei der Delta IV Heavy, die für gewöhnlich Satelliten des Militärs oder des Verteidigungsministeriums befördert, um die leistungsfähigste Rakete, die momentan im Einsatz ist. Nun wurde das Stacking, das Verbinden der einzelnen Stufen miteinander, abgeschlossen.

Das Stacking fand in der Horizontal Integration Facility (HIF) des Betreibers ULA in Cape Canaveral statt. Die einzelnen Stufen wurden nach der Ankunft in Cape Canaveral inspiziert, bevor sie für das Stacking bereit waren. Der erste Booster wurde im Juni seitlich mit der Hauptstufe verbunden, der zweite im August. Die Oberstufe wurde noch in das Delta Operations Center gebracht, bevor sie am 29. August in der HIF ankam. Auf die Hauptstufe aufgesetzt und mit ihr verbunden wurde sie am 12. September. Das gesamte Stacking geschah in horizontaler Ausrichtung und wurde von ULA ausgeführt, überwacht wurde es von der NASA. Am Montag wird der Rollout der Delta IV Heavy aus der HIF zum Startplatz stattfinden. Dabei wird die Rakete noch ohne Orion mithilfe eines Elevating Platform Transporters zu dem Erector des Startplatzes LC-37 transportiert, wo sie danach aufgerichtet wird. Das soll am Dienstag geschehen. Danach befindet sich die Delta IV Heavy an dem Mobile Service Tower (MST), in dem die Nutzlast, also Orion mit dem LAS, Mitte November auf die Oberstufe aufgesetzt wird. Der Start von EFT-1 ist gegenwärtig für den 4. Dezember um 13:05 MESZ geplant.

Um die Bergung der Orion-Kapsel nach der Landung im Pazifischen Ozean am Ende dieses Fluges zu trainieren, haben die NASA, Lockheed Martin und die US Navy vom 12. bis zum 19. September einen dritten Bergungstest erfolgreich durchgeführt, genannt URT-3 für Underway Recovery Test 3. Genauso wie die zwei vorherigen Tests, URT-1 im Februar und URT-2 im August, fand dieser Test vor der Küste San Diegos in Kalifornien statt. Anders als bei den vorherigen Tests wurde nicht neue Ausrüstung erprobt, sondern bereits vorhandene eingesetzt. Die Auswahl dieser Ausrüstung basierte auf den Daten und den Erfahrungen, die bei den vorherigen Tests gesammelt wurden. URT-3 lief derart ab, dass ein Mock-Up der Orion-Kapsel am 11. September auf die USNS Salvor, ein Seenotrettungsschiff, verladen wurde. Am 12. September stach die Salvor in See, um die Back-Up Bergungsmethode zu testen: Mithilfe eines Kranes an Bord wurde Orion aus dem Wasser gezogen. Dieser Test wurde mehrmals wiederholt, auch in raueren Gewässern, um die Belastungsgrenzen des Krans zu testen. Bei diesem Test wurden ein Ring um die Kapsel, vier Leinen zur besseren Kontrolle beim Herausziehen und eine Art Korb, bestehend aus 10 Leinen um Orion herum, getestet. Am 15. September wurde das Mock-Up der USS Anchorage für weitere Tests übergeben. Bei diesen kam die bekannte Methode, Orion mithilfe mehrerer Leinen und mehrerer Schlauchboote auf ein mit Wasser gefülltes Deck der Anchorage zu ziehen, zum Einsatz. Da die Tests erfolgreich verliefen, sind Offizielle der NASA zuversichtlich, dass die Bergung von Orion während der realen EFT-1 Mission gelingen wird.

Der nächste Start des Orion-Raumschiffs wird nicht mehr auf einer Delta IV Heavy, sondern auf dem neuen Schwerlastträger der NASA erfolgen: Dem Space Launch System. Bis der Erstflug dieser neuen Rakete stattfindet, werden vermutlich noch etwa vier Jahre vergehen. An der Entwicklung von ihr wird dennoch schon fieberhaft gearbeitet. So hat die NASA am 12. September das Vertical Assembly Center (VAC) eröffnet. Dabei handelt es sich um die größte Gerätschaft zum Schweißen auf der gesamten Welt. Das VAC ist etwa 50 m hoch, etwa 23 m breit und steht in der Michoud Assembly Facility (MAF) in New Orleans. In ihm werden die Tankdome, die Tankzylinder und die Tankringe der gewaltigen Hauptstufe des SLS mithilfe von Rührreibschweißen miteinander verbunden. Auch wird in dem VAC die Inspektion der Schweißnähte sowie die Fertigung der Tankzylinder stattfinden. Dafür sollen große Aluminiumplatten gewölbt und an den Enden miteinander verschweißt werden. Im Moment wird das VAC noch zu Validierungszwecken getestet. Das VAC ist aber nur eine von zahlreichen High-Tech Maschinen in der MAF, die zur Fertigung des SLS genutzt werden sollen. So gibt es etwa schon das Segmented Ring Tool, mit dem die Tankringe gefertigt werden sollen. Diese verbinden die Tankdome mit den Tankzylindern; sämtliche Tankringe für den Erstflug des SLS wurden bereits gefertigt. Das Enhanced Robotic Weld Tool wird dagegen die kuppelförmigen Tankdome der Hauptstufe des SLS produzieren. Alle diese Geräte arbeiten mit Rührreibschweißen, einer State-of-the-art Fertigungstechnologie, die zwei Bauteile mithilfe der Reibungswärme von einem rotierenden Metallstift verschweißt.

Alle diese Gerätschaften sollen dazu dienen, die Hauptstufe des SLS zu fertigen. Sie wird etwa 60 m in der Höhe und 8,4 m im Durchmesser messen. Ihr Zweck ist es, in zwei Tanks die Treibstoffe LH2 und LOX aufzubewahren, die am unteren Ende der Hauptstufe von den vier RS-25 Triebwerken verbrannt werden. Um zusätzlichen Schub zu produzieren und so diese Hauptstufe zu unterstützen, verfügt das SLS über zwei Feststoffbooster, die seitlich an der Hauptstufe befestigt werden. Sie basieren auf den SRBs des Shuttles, sind jedoch um ein Segment verlängert. Diese fünfsegmentigen Feststoffbooster haben Anfang August das Critical Design Review, eine rigorose Designprüfung, bestanden, sodass nun die Arbeiten zur Zertifizierung dieser Booster beginnen können. Ein Bestandteil dieser Arbeiten besteht darin, einen solchen Feststoffbooster Anfang nächsten Jahres am Boden zu zünden. Für diesen Test, genannt QM-1 für Qualification Motor 1, hat die NASA am 26. August einen sogenannten Hotfire-Test der hinteren Verkleidung durchgeführt. In ihr befindet sich ein komplexes Hydrauliksystem, mit dem die Düse des Boosters ausgerichtet und so der Schubstrahl gesteuert werden kann. Bei dem Hotfire-Test wurde nun der Hydrazin-Motor dieses Systems gestartet und mit ihm die Hydraulik getestet, ohne dass tatsächlich der Feststoffmotor des Boosters gezündet wurde. Diese finale Phase der Tests soll sicherstellen, dass sämtliche Systeme bereit für QM-1 sind.

Dieser Test sollte ursprünglich bereits 2013 stattfinden, der Booster war bereits vollständig zusammengebaut. Jedoch wurden kleine Risse in dem festen Treibstoff des hinteren Boostersegments gefunden. Um einen reibungslosen Ablauf des Boostertests zu gewährleisten, hat die Herstellerfirma ATK ein Ersatzsegment gefertigt. Dieses zweite Segment hatte aber ebenfalls Risse in dem Treibstoff. Deshalb hat ATK eine umfangreiche Untersuchung angeordnet. Als Ursache wird das neue Material der Hülle des Boosters genannt, die auf das giftige Material Asbest verzichtet. Nachdem in einem weiteren Testsegment erneut Risse gefunden wurden, konnte im März 2014 Entwarnung gegeben werden, als bei einem Testsegment, das mithilfe eines neuen Herstellungsprozesses gefertigt wurde, keine Risse gefunden wurden. Daraufhin gab die NASA ein zweites Segment namens PSA-2 in Auftrag, dass mit diesem neuen Herstellungsprozess gefertigt werden soll. Wenn dieses ebenfalls keine Risse haben sollte, können Ersatzsegmente für QM-1 mit dem neuen Prozess gebaut werden. Im Moment werden die Risse in den vorhandenen Segmenten genauer untersucht und PSA-2 für die Befüllung mit Treibstoff gegen Mitte November vorbereitet.

Orion wird das neue Raumschiff der NASA sein. Während die kommerziellen Partner der NASA für den Transport von Fracht und Astronauten zur ISS im Erdorbit zuständig sind, wird das auch MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) genannte Raumschiff Astronauten zu verschiedenen Zielen jenseits des Low Earth Orbits (LEO) transportieren. So kann eine intensivere Erkundung des Weltalls als je zuvor stattfinden. Mit der Entwicklung von Orion wurde bereits im Rahmen des 2010 gestrichenen Constellation-Programms entwickelt. So konnte die Entwicklung an einem Raumschiff, an dem bereits mit Hochdruck gearbeitet wurde, fortgeführt werden.

Aktuellen Planungen zufolge soll es im Dezember 2014 dann soweit sein: Orion startet auf einer Rakete des Typs Delta IV Heavy zur Mission EFT-1. Dieser Flug beinhaltet zwei Erdumrundungen, dabei wird sich Orion bis zu 5.500 km von der Erde entfernen, und auf über 32.000 km/h beschleunigt. Eine solche Entfernung und Geschwindigkeit wurde von keinem praktisch oder theoretisch bemannbaren US-Raumschiff seit 1972 erreicht. Auf dem Flug sollen der Strahlungsschutz, der Hitzeschild, die Avionik, die Fallschirme und das Abwerfen von Verkleidungen und des Rettungssystems getestet werden. Der nächste Testflug nicht später als im November 2018, EM-1 für Exploration Mission 1 genannt, wird der Erstflug des neuen Space Launch Systems (SLS) sein, und ein unbemanntes MPCV, das mit dem neuen, auf dem ATV basierenden europäischen Servicemodul ausgrüstet sein soll, um den Mond führen.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich die DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IA wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug von SLS Block IA ist nicht vor 2020, der von SLS Block II nicht vor 2030 zu erwarten, weil der Kongress sich weigert, das Etat der NASA zu erhöhen, um so auch ein höheres Budget für das SLS und Orion zu ermöglichen. Mit dem SLS sind nicht nur spektakuläre Raumsondenmissionen zu den äußeren Planeten des Sonnensystems und ihren Monden möglich, sondern auch bemannte Flüge zu Asteroiden oder sogar zum Mars. So kann eine neue Ära der Erkundung des Weltraums erfolgen, umfassender als je zuvor.

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(Autor: Martin Knipfer - Quelle: NASA, NSF, ULA, KUKA)


» Proton: Geheimnisvoller neuer return-to-flight
28.09.2014 - Mit dem russischen staatlichen Kommunikationssatelliten Lutsch an Bord begann in Baikonur wieder einmal eine return-to-flight Mission für Russlands großen klassischen Satellitenträger Proton.
Die Rakete in der modernen Version Proton-M mit Breeze-M-Oberstufe hob am 27. September 2014 um 22:23 Uhr MESZ von der Startanlage 81/24 vom in Kasachstan gelegenen Raumfahrzentrum Baikonur ab. An der Spitze der vom russischen Raumfahrtkonzern Chrunitschew mit Sitz im Moskauer Stadtteil Fili gebauten Trägerrakete befand sich die sogenannte Orbitaleinheit aus der ebenfalls von Chrunitschew herstellten Oberstufe Breeze-M und dem vom russischen Raumfahrtkonzern Reschetnjow Informational Satellite Systems mit Sitz in Schelesnogorsk nordöstlich von Krasnojarsk konstruierten Kommunikationssatelliten Lutsch.

Ziel der ersten, etwas über neun Stunden langen Proton-M/Breeze-M-Mission seit einem wahrscheinlich durch einen Kugellagerschaden an der Turbopumpe des Steuertriebwerks verursachten Versagens der dritten Stufe beim Versuch am 15. Mai 2014, den Kommunikationssatelliten Express-AM 4R auf einen Erdorbit zu bringen, war es, Lutsch auf eine geosynchrone Bahn über dem Erdäquator zu senden.

Der gestellten Aufgabe wurden Rakete und Oberstufe beim fünften Proton-Start im Jahr 2014, und beim laut Proton-Vermarkter ILS 398. Proton-Start insgesamt, gerecht. Die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos gab am 28. September 2014 bekannt, dass Lutsch um 9:26 Uhr Moskauer Zeit (7:26 Uhr MESZ) auf der vorgesehenen Erdumlaufbahn ausgesetzt worden ist.

Der Satellit, der auch als Olymp oder Olimp bezeichnet wird, hat vermutlich Aufgaben im Bereich der Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen zwischen verschiedenen Nutzern am Boden und mit militärischen Satelliten, und der Fernmelde- und Elektronischen Aufklärung. Zur Weiterleitung von Daten russischer Spionagesatelliten auf niedrigeren Umlaufbahnen an dafür geeignete Bodenstationen besitzt Lutsch möglicherweise ein Laserkommunikationsterminal (Laser Communication Terminal, LCT).

Im Geostationären Orbit 35.786 Kilometer über der Erde wird Lutsch voraussichtlich bei 167 Grad Ost positioniert werden. Das auf dem Satellitenbus Express 2000 basierende Raumfahrzeug wurde für das russische Verteidigungsministerium gestartet, die Onlineausgabe der russischen Tageszeitung Kommersant spricht davon, der Inlandsgeheimdienst der Russischen Föderation (Federalnaja sluschba besopasnosti Rossijskoi Federazii, FSB) werde den Satelliten nutzen.

Die staatliche russische Nachrichtenagentur RIA Novosti meldet, Lutsch diene der Verbesserung der Genauigkeit des russischen globalen Navigationssatellitensystems (Globalnaya Navigationnaya Sputnikovaya Sistema, GloNaSS). Befindet sich Lutsch erst einmal im Regelbetrieb, soll sich die durchschnittliche Genauigkeit von GloNaSS in Russland mit Hilfe der Korrektursignale von Lutsch auf unter einen Meter verbessern, schreibt RIA Novosti mit Bezugnahme auf Roskosmos.

Katalogisiert wird der neue Erdtrabant als COSPAR-Objekt 2014-058A und mit der NORAD-Nr. 40.258.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Chrunitschew, ILS, Kommersant, RIA Novosti, Roskosmos)


» Chinesischer Satellit Shijian 11-07 gestartet
28.09.2014 - Am 28. September 2014 wurde der chinesische Satellit Shijian 11-07 gestartet. Die Mission begann vom Satellitenstartgelände Jiuquan (JSLC) in der Provinz Gansu aus.
Befördert wurde der von der China Spacesat Co. Ltd unter Ägide der China Aerospace Science and Technology Corporation (CASTC) entwickelte Satellit von einer zweistufigen Rakete des Typs Langer Marsch 2C. Es war nach Angaben der staatlichen chinesischen Nachrichtenagentur Xinhua die 194. Mission einer Rakete aus der Serie Langer Marsch. Der Start erfolgte laut Xinhua am 28. September 2014 um 13:13 Uhr Ortszeit (bzw. um 7:13 Uhr MESZ).

Der Satellit soll experimentellen wissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Zwecken dienen und dabei sowie Mess- und Kommunikationsaufgaben erledigen. Dementsprechend erfolgte die Namensgebung des Satelliten: Shijian bedeutet auf Deutsch etwa soviel wie Übung. Einige westliche Beobachter halten das neue Raumfahrzeug für einen Frühwarnsatelliten mit einer Nutzlast aus Infrarot-Sensoren.

Dieser Satellitenstart war der sechste Start eines chinesischen Raumfahrtträgers im Jahr 2014, der vierte Start vom Startgelände Jiuquan 2014, und 67. erfolgreiche Raumfahrtträgerstart von Jiuquan insgesamt.

Katalogisiert wird Shijian 11-07 als COSPAR-Objekt 2014-059A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: CRI, Xinhua)



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Mars Aktuell: Nützlicher Ballast - Mars Balance Mass Challenge von Redaktion



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» Nützlicher Ballast - Mars Balance Mass Challenge
27.09.2014 - Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) sucht nach Möglichkeiten die für den Abstieg auf Planeten mit nennenswerter Gravitation wie dem Mars nötigen Ballastgewichte als produktive Nutzlast zu gestalten. Die Aufgabe ist jedoch schwieriger, als es auf den ersten Blick scheint.
In der Raumfahrt ist Gewicht = Geld, jedes gestartete Kilo bedeutet ein Mehr an benötigtem Treibstoff, welcher wiederum das Gewicht nach oben treibt. Eine Spirale, die das Startgewicht zum Flaschenhals jeder Mission macht.

300 kg beispielsweise sind in diesem Licht betrachtet eine bedeutsame Masse. Ein Potenzial, dass bei bisherigen Landemissionen stets verschenkt wurde, da es als Ballastgewicht, zumeist aus Wolfram bestehend, abgesprengt wurde. - Ein Potenzial, das die NASA jetzt ausbeuten möchte.

Trotz chronischem Spardrang beim Gewicht wird der Ballast an Bord der Raumfahrzeuge benötigt. Er stabilisiert beispielsweise die Eigenrotation inhomogen beladener Satelliten oder Sonden. Eine gleichmäßige Eigenrotation ist nämlich Voraussetzung für das Halten eines stabilen Kurses.

Insgesamt 300 kg Ballast in Form von Wolfram führte die Landestufe mit dem NASA-Rover Curiosity mit sich und sprengte es kurz vor Eintritt in die Atmosphäre und während der diffizilen Landung ab.

Kurz vor dem Eintritt in die Marsatmosphäre sprengte die Landestufe zwei je 75 kg schwere Wolfram-Gewichte ab. Die so erzeugte leichte Schräglage und daraus resultierende Verlagerung des Schwerpunkts sollte die kinetische Wucht des Aufpralls auf dichtere Atmosphärenschichten dämpfen, brachte einen kleinen Auftrieb und entlastete den Hitzeschild während der auf den Abwurf folgenden sogenannten "7 Minutes of Terror".

75 Sekunden nach dem Abwurf der beiden ersten Gewichte wurden sechs weitere mit einem Gesamtgewicht von noch mal 150 kg abgesprengt und richteten die Rotationsachse wieder auf.

Nun überlegt die NASA, ob es Möglichkeiten gibt, solche nicht unerhebliche Massen an Ballast in Nutzlast zu verwandeln, doch einfach ist das nicht. Der Ballast muss nämlich seine Ballst-Funktion weiterhin exakt so wie bisher erfüllen, folgerichtig spricht die NASA also von Nutzballast. Wolfram kam hier nicht zufällig zum Einsatz. Es besitzt eine hohe Dichte. Daraus resultiert ein hohes Eigengewicht bei geringer Ausdehnung und eine hohe thermische Unempfindlichkeit.

Der zu konzipierende Nutzballast muss sich genau so am Raumschiff verteilen und montieren lassen, wie die bisherigen Ballastgewichte, und sein Nutzen muss sich während des Flugs bzw. während der Landung erfolgreich manifestieren. Die Frage, wie das zu erreichen sein könnte, überlässt die NASA nun der sogenannten Crowd. In einem Vortrag auf der Messe World Maker Faire in New York lobte NASAs neuer Chief Technologist David W. Miller unlängst 20.000 US-Dollar für das beste Konzept aus, das die NASA anschließend lizenzfrei verwenden will. Sein Vortrag war der offizielle Startschuss für den Wettbewerb namens Mars Balance Mass Challenge.

Die Frist für Einreichungen endet am 21. November 2014. Trotz der schwierigen Aufgabe wurden mit Stand vom 24. September bereits 717 Vorschläge eingereicht.

Einsendungen sind willkommen aus allen wissenschaftlichen Disziplinen und müssen lediglich in Form einer schriftlichen Ausarbeitung vorgelegt werden. Voraussetzung ist die Erfüllung einer wissenschaftlichen bzw. technischen Funktion, die einen Zugewinn für eine Mission darstellt und die ursprüngliche Funktion der Ballastgewichte unberührt lässt.

YouTube-Video zur Mars Balance Mass Challenge:


(Autor: Roman van Genabith - Quelle: NASA)


» Marsrover Curiosity bohrt bei den Pahrump Hills
27.09.2014 - Mittlerweile hat der Marsrover Curiosity die Region Pahrump Hills erreicht, welche von den an der Mission beteiligten Geologen als ein Bestandteil des in Inneren des Gale-Kraters gelegenen Berges Aeolis Mons angesehen wird. Während der letzten Woche wurde diese Oberflächenregion eingehender untersucht. Dabei kam auch das Bohrsystem des Rovers zum Einsatz.
Auf seinem Weg zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges "Aeolis Mons" sollte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity im August 2014 zwei kleine Täler durchqueren und anschließend die noch knappe 500 Meter vom damaligen Standort entfernt gelegene Region "Pahrump Hills" erkunden. Bei der Einfahrt in das "Hidden Valley", dem ersten der beiden Täler, zeigte sich jedoch, dass die Räder des Rovers aufgrund des sandigen und somit sehr lockeren Untergrundes und dem damit verbundenen hohen Schlupf einen deutlich geringeren Geländegewinn erzielten als beabsichtigt. Aus diesem Grund entschlossen sich die für die Steuerung von Curiosity verantwortlichen Roverdriver am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien dazu, das "Hidden Valley" wieder zu verlassen (Raumfahrer.net berichtete).

Stattdessen wurde das "Hidden Valley" nach dem vorzeitigen Abbruch einer Bohrung an dessen nördlichen Rand umfahren, bis Curiosity am 5. September ein weiteres Tal, das "Owens Valley" erreichte. Nach der Einfahrt in dieses Tal bewegte sich der Rover zunächst in die westliche und anschließend in die südliche Richtung. Nach einer zurückgelegten Entfernung von rund 300 Metern, welche im Rahmen von sieben einzelnen Fahrten zurückgelegt wurden, erreichte Curiosity schließlich am 18. September 2014, dem Sol 753 seiner Mission, doch noch die Region "Pahrump Hills".

Dieses Gebiet ist nach der Meinung der an der Curiosity-Mission beteiligten Geologen ein Bestandteil der untersten Gesteinsschicht aus der sich der Zentralberg Aeolis Mons aufbaut. Diverse Aufnahmen von verschiedenen Marsorbitern zeigten bereits im Vorfeld der Curiosity-Mission, dass dieser etwa 5.500 Meter hohe Berg über einen ausgeprägten Schichtaufbau verfügt. In den einzelnen Schichten ist - vergleichbar mit den Steilwänden des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona - die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche enthalten.

Anders als in den auf der Erde gewonnenen Bohrkernen liegen diese Informationen dabei allerdings offen zutage und sind für Curiosity mehr oder weniger leicht einsehbar. Durch eine langsame ’Besteigung’ des Berges, welche mit ausführlichen Analysen von aus geologischer Sicht interessant erscheinenden Ablagerungen verbunden ist, soll diese Entwicklungsgeschichte im weiteren Verlauf der Mission Schritt für Schritt erforscht und entschlüsselt werden. Auf diese Weise erhoffen sich die auf die Erforschung des Mars spezialisierten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse darüber, wann, wie, warum und in welchen Zeiträumen sich das Klima und die Umweltbedingungen auf dem Mars einstmals so dramatisch verändert haben.

Die Aktivitäten bei Pahrump Hills während der letzten Tage

Die Ankunft an den "Pahrump Hills" erfolgte dabei so punktgenau, dass der Rover seine weiteren Untersuchungen ohne ein sonst üblicherweise nötiges Positionskorrekturmanöver aufnehmen konnte. Zusätzlich zu seinen insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumenten setzt Curiosity dabei auch sein an dem Instrumentenarm befindliches Probenentnahmesystem ein. Am 20. September - dem Missionstag Sol 755 - wurde das mit Edelstahlborsten versehene ’Dust Removal Tool’ (kurz ’DRT’) genutzt, um einen mehrere Zentimeter durchmessenden Bereich der Marsoberfläche von Staubablagerungen zu ’reinigen’. Vor und nach dem DRT-Einsatz wurden die MAHLI-Kamera und das APX-Spektrometer genutzt, um diesen Bereich eingehend zu analysieren.

Am folgenden Tag erfolgte eine erste Testbohrung. Durch diese lediglich wenige Millimeter tief reichende Bohrung sollte bestätigt werden, dass der angepeilte Oberflächenbereich ’stabil’ und somit für eine vollständige Bohrung geeignet ist. Dabei stellte sich heraus, dass der angebohrte Bereich der Oberfläche zwar auffallend ’weich’, aber trotzdem für eine Bohrung genutzt werden kann.

Nach einer kurzen Ruhepause - der Sol 757 wurde genutzt, um die Batterien des Rovers neu aufzuladen - kam am Sol 758 jedoch zunächst die ChemCam zum Einsatz, um die Oberflächenziele "Mammoth" und "Morrison" zu untersuchen. Beide Ziele wurden anschließend auch von der MastCam - der Hauptkamera des Rovers - abgebildet. Nach dem Abschluss dieser Arbeiten richteten sich die Instrumente auf einen Bereich namens "Moenkopi". Nach der Anfertigung erster Detailaufnahmen durch die MAHLI-Kamera wurde auch hier das DRT zum Einsatz gebracht. Anschließend erfolgten weitere Aufnahmen durch die MAHLI-Kamera sowie Messungen durch das APX-Spektrometer.

Am 24. September, dem Sol 759 der Mission, wurde der Gesteinsbohrer des Rovers schließlich dazu genutzt, um bei dem Oberflächenziel "Confidence Hills" eine vollständige Bohrung durchzuführen. Das dabei erzeugte Bohrloch verfügt über einen Durchmesser von 1,6 Zentimetern und reicht 6,7 Zentimeter in die Tiefe.

"Dieser jetzt angebohrte Bereich der Oberfläche befindet sich an der tiefsten Stelle der Basis des Berges und von hier ausgehend beabsichtigen wir die höher gelegenen und somit jüngeren Schichten in den umliegenden Hügeln zu untersuchen", so Dr. Ashwin Vasavada, der stellvertretende Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission am JPL. "Dieser erste Blick auf die Gesteine, die unserer Meinung nach die Basis des Mount Sharp bilden, ist für uns deshalb so spannend, weil sich dadurch ein erster Eindruck darüber ergibt, unter welchen Unständen sich der Berg einstmals gebildet hat."

Nach dem Abschluss der Bohrung erfolgten weitere Abbildungen durch die verschiedenen Kamerasysteme sowie ergänzende Messungen durch das APX-Spektrometer. Zudem wurden Teile des bei der Bohrung zutage geförderten pulverförmige Material zunächst mit dem Bodenprobenaufbereitungssystem CHIMRA (kurz für "Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis") aufbereitet und gesiebt. Anschließend - so die Planung - sollten Teile der so präparierten Bodenprobe an die beiden im Inneren des Rovers befindlichen Instrumentenkomplexe SAM und CheMin weitergeleitet werden. Diese Analyseinstrumente sollen nach der Zuführung der Proben die chemische und mineralogische Zusammensetzung des zu untersuchenden Materials ermitteln.

Allerdings wurde die Weiterleitung des Materials am dafür vorgesehenen Sol 761 zunächst durch ein Problem mit einem der dafür notwendigen Gyroskope verhindert. Dieses Problem scheint mittlerweile allerdings behoben, so dass der Transfer des Materials jetzt am heutigen Sol 762 fortgesetzt werden soll. Bevor das aktuell gewonnene Material dem SAM-Instrument endgültig zugeführt wird soll das SAM allerdings noch eine Analyse des bereits im Mai 2014 in der Region "Windjana" gewonnenen Materials abschließen (Raumfahrer.net berichtete). Im Rahmen einer aus energietechnischen Gründen während der Nacht vom Sol 763 auf den Sol 764 erfolgenden Analyse soll dabei der Anteil an Edelgasen in der Windjana-Probe ermittelt werden.

Nach dem Abschluss seiner Untersuchungen im Bereich der "Pahrump Hills" wird Curiosity seine weitere Fahrt zum "Aeolis Mons" auf einer mittlerweile modifizierten und dabei kürzer ausfallenden Route fortsetzen. Der Verlauf dieser jetzt neu gewählten Traverse, welche eventuell auch eine Reaktion auf die kürzlich geäußerte Kritik am wissenschaftlichen Wert der Mission darstellt, ist auf der nebenstehenden Karte in gelber Farbe eingezeichnet.

Zukünftig, so die Aussagen der an der Mission beteiligten Wissenschaftler, wird Curiosity in deutlich kürzeren Abständen als bisher Zwischenstopps einlegen, um die Marsoberfläche eingehend und detailliert zu untersuchen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 762 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity rund 9.500 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 191.322 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: USGS, JPL, University of Leicester, UMSF-Forum)


» Der Komet Siding Spring besucht den Mars
13.10.2014 - Am Abend des 19. Oktober 2014 wird der Komet C/2013 A1 (Siding Spring) den Mars in einer Entfernung von lediglich 139.500 Kilometern passieren. Gleich fünf derzeit im Marsorbit befindliche Raumsonden und zwei auf der Planetenoberfläche aktive Marsrover werden diese einmalige Gelegenheit nutzen, um wissenschaftliche Daten über den Kometen zu sammeln. Dabei erhoffen sich die Wissenschaftler unter anderem auch Erkenntnisse über die Wechselwirkung des Kometen mit der Marsatmosphäre.
Eigentlich handelt es sich bei dem bereits am 3. Januar 2013 von dem australischen Astronomen Robert H. McNaught entdeckten Kometen "C/2013 A1 (Siding Spring)" um einen eher unspektakulären Kometen, welcher derzeit eine scheinbare Helligkeit von lediglich etwa 10,5 bis 11 mag erreicht. Für eine erfolgreiche Beobachtung ist also ein leistungsstarkes Teleskop nötig. Erschwert wird eine solche Beobachtung zudem durch die Position, welche der Komet von Mitteleuropa aus betrachtet derzeit am Himmel einnimmt. Er bewegt sich gegenwärtig zwischen den Sternbildern Schütze und Skorpion und befindet sich somit am abendlichen Himmel nur sehr tief über dem südlichen Horizont. Für Amateurastronomen stellt der Komet Siding Spring somit kein verlockendes Beobachtungsziel dar.

Vollkommen anders gestaltet sich die Situation dagegen für die professionellen Astronomen und Wissenschaftler, deren Augenmerk zur Zeit mit wachsender Spannung auf den Kometen Siding Spring gerichtet ist. Der Grund hierfür ist die Bahn, auf der sich dieser Komet gegenwärtig durch das innere Sonnensystem bewegt.

Kometen sind Überreste aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems, welche sich auf elliptischen Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Die langperiodischen Kometen, zu denen auch C/2013 A1 (Siding Spring) zählt, entstammen der sogenannten Oortschen Wolke - einem Bereich des äußersten Sonnensystems, welcher vermutlich die Heimat von mehreren 100 Milliarden Kometen darstellt. Weit entfernt von der Sonne haben sich die dort befindlichen Kometen seit der Geburtsstunde unseres Sonnensystems kaum verändert. Durch gravitative Störungen werden die Umlaufbahnen der dortigen Kometen allerdings gelegentlich verändert, wodurch einige von ihnen in das innere Sonnensystem abgelenkt werden können. Die dabei erreichten Umlaufperioden dieser Kometen können dann von einigen zehntausend Jahren bis hin zu mehreren Millionen Jahren betragen.

Den Großteil ihrer Existenz fristen diese auch als ’schmutzige Schneebälle’ bezeichneten Objekte jedoch fernab der Sonne als kalte, nahezu unveränderliche Brocken aus Eis, Staub und gefrorenen Gasen. Erst wenn sich ein Komet auf seiner langgezogenen Umlaufbahn der Sonne bis auf eine Entfernung von etwa fünf Astronomischen Einheiten - dies entspricht in etwa 750 Millionen Kilometern - nähert, setzt eine zunächst langsam ablaufende Verwandlung ein.

Aufgrund der steigenden Temperaturen sublimieren die leichtflüchtigen Bestandteile des Kometenkerns - in erster Linie handelt es sich dabei um gefrorenes Wasser, Kohlenstoffdioxid, Methan und Ammoniak - und entweichen mit Geschwindigkeiten von bis zu einigen hundert Metern in der Sekunde in das umgebende Weltall. Dabei reißen diese freigesetzten Gase regelrechte Fontänen aus Staub mit sich. Diese Teilchen formen zunächst eine Koma, welche den Kometenkern vollständig einhüllt. Aus dieser Kometenkoma entwickelt sich aufgrund des von der Sonne ausgehenden Strahlungsdrucks anschließend auch ein ’Schweif’, welcher den Kometen ihr charakteristisches Aussehen verleiht.

Allerdings sind die dabei ablaufenden Prozesse längst noch nicht bis ins letzte Detail verstanden. Welche Faktoren setzen diesen Ausstoß von Gas und Staub in Gang? Wie entwickelt sich die Aktivität? Und welche Prozesse auf der Oberfläche und im Inneren des Kometenkerns spielen dabei welche Rolle? Durch die Untersuchung des Kometen Siding Spring erhoffen sich die Wissenschaftler Antworten auf einige dieser Fragen. Hierbei kommt ihnen ein Zufall zu Hilfe.

Der Mars bekommt Besuch

Am Abend des 19. Oktober 2014 wird der Komet C/2013 A1 (Siding Spring) auf seinem Weg durch das innere Sonnensystem den äußeren Nachbarplaneten der Erde - den Mars - um 20:27 MESZ in einer Entfernung von lediglich 139.500 Kilometern passieren. Dies entspricht weniger als einem Drittel der Entfernung, welche zum Beispiel den Mond von der Erde trennt. Bei diesem Ereignis handelt es sich zugleich um die engste jemals beobachtete Passage eines Kometen an einem Planeten.

Zum Vergleich: Die dichtste jemals beobachtete Passage eines Kometen an der Erde erfolgte in einer Entfernung von etwa 2,2 Millionen Kilometern. Allerdings standen den Astronomen damals - diese Passage des Kometen Lexell erfolgte bereits am 1. Juli 1770 - nur sehr begrenzte Möglichkeiten zur Beobachtung dieses Himmelskörpers zur Verfügung.

Ganz anders gestaltet sich die Situation allerdings in der Gegenwart. Trotz der großen Entfernung von rund 240 Millionen Kilometern, in der sich der Komet derzeit von der Erde befindet, kann dieser sowohl mit erdgestützten Großteleskopen als auch mit verschiedenen Weltraumteleskopen eingehend untersucht werden. Ein nochmals deutlich besserer Blick auf Siding Spring bietet sich für die Wissenschaftler dagegen direkt vom Mars aus. Gegenwärtig befinden sich gleich fünf aktive Orbiter in Umlaufbahnen um unseren Nachbarplaneten. Außerdem sind zwei Rover auf der Marsoberfläche aktiv. Diesen Marsorbitern und -rovern bietet sich die einzigartige Gelegenheit, dieses seltene Schauspiel ganz aus der Nähe zu verfolgen. In den kommenden Tagen sollen deshalb die Messinstrumente, mit denen die ’Mars-Kundschafter’ ausgestattet sind, dazu genutzt werden, um den Kometen Siding Spring eingehender zu untersuchen.

Der Komet ist derzeit mit einer mehrere zehntausend Kilometer durchmessenden Koma umgeben. Es wird erwartet, dass während der Passage des Kometen Gaspartikel und Staubteilchen aus der Koma und dem Schweif des Kometen in die Marsatmosphäre eintreten und dabei mit dieser interagieren. Außerdem erhoffen sich die Wissenschaftler Erkenntnisse über den vermutlich nur wenige Kilometer durchmessenden Kern des Kometen.

Geplante Untersuchungen der NASA

Die beiden von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrover Opportunity und Curiosity werden so zum Beispiel versuchen, mit ihren Kameras Aufnahmen des Kometen anzufertigen. Obwohl die dichteste Annäherung des Kometen von diesen beiden Rovern aus betrachtet während des Tages erfolgt erscheint diese Absicht erfolgversprechend. Der Komet soll - vom Mars aus betrachtet - eine Helligkeit von bis zu minus sechs Magnitude erreichen. Damit wäre er heller als der Planet Venus, der - von der Erde aus betrachtet - eine Helligkeit von bis zu -4,6 mag erreichen kann. Außerdem soll von diesen beiden Rovers der Nachthimmel über den jeweiligen Operationsgebieten abgebildet werden. Auf diesen Aufnahmen, so die Erwartungen der beteiligten Wissenschaftler, sind dann eventuell Meteore zu erkennen, bei denen es sich um in die Marsatmosphäre eintretende Staubteilchen des Kometen handeln könnte.

Die besten Aufnahmen des Kometen Siding Spring sind allerdings von der HiRISE-Kamera, einem der sechs wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO) zu erwarten. Dieser ebenfalls von der NASA betriebene Marsorbiter konnte zuletzt im Herbst 2013 den Kometen C/2012 S1 (ISON) abbilden, welcher sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von etwa 11 Millionen Kilometern zum Mars befand (Raumfahrer.net berichtete). Auch die ebenfalls auf dem MRO befindlichen, allerdings deutlich niedriger auflösenden Kamerasysteme CTX, MARCIE und MCS sollen zur Abbildung der Koma des Kometen genutzt werden.

Weitere Daten soll zudem das CRISM-Spektrometer (kurz für "Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars") des MRO liefern. Das CRISM ist ein abbildendes Spektrometer, welches eigentlich für die Untersuchung von auf der Marsoberfläche abgelagerten Mineralien ausgelegt ist. Allerdings - so die Erwartung der Marsforscher - sollte dieses Instrument auch in der Lage sein, Informationen über die in der Koma und dem Schweif von Siding Spring enthaltenen Gas- und Staubpartikel zu liefern.

"Mit etwas Glück werden wir die Verteilung der verschiedenen Gase messen können und zudem auch etwas über die Natur des Staubes lernen", so David Humm vom Applied Physics Laboratory an der Johns Hopkins University (JHU/APL) in Laurel im US-Bundesstaat Maryland, einer der am CRISM-Spektrometer beteiligten Wissenschaftler.

Auch der NASA-Marsorbiter Mars Odyssey, welcher sich bereits seit dem 24. Oktober 2001 in einer Marsumlaufbahn befindet und somit der derzeit ’dienstälteste’ Marsorbiter ist, wird seine zwei noch einsatzfähigen Instrumente nutzen, um zusätzliche Daten über die Koma des Kometen zu gewinnen.

Bei dem dritten für die Untersuchung von Siding Spring einzusetzenden NASA-Orbiter handelt es sich um die auf die Untersuchung der Marsatmosphäre spezialisierte Raumsonde MAVEN, welche den Mars erst am 22. September 2014 erreicht hat. Derzeit befindet sich die Raumsonde noch in einer "Check-Out-Phase", in deren Verlauf der allgemeine Zustand überprüft und die Einsatzfähigkeit der Instrumente bestätigt werden soll. Sofern dabei keine unvorhergesehenen Probleme auftreten sollen auch drei der insgesamt acht Instrumente von MAVEN genutzt werden, um den Kometen und speziell dessen Interaktion mit der Marsatmosphäre zu untersuchen. Mit einem abbildenden UV-Spektrometer sollen dabei Spektraldaten des Kometen gewonnen werden. Außerdem soll MAVEN ermitteln, ob und - wenn ja - in welchem Umfang Methan und Wasserstoff von dem Kometen in die Marsatmosphäre transferiert wird und ob sich durch diese Prozesse deren Zusammensetzung verändert.

Europa hat ebenfalls einen Logenplatz

Ein weiterer ’Veteran’ in der derzeitigen Flotte der Marsorbiter ist die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express, welche sich bereits seit dem 25. Dezember 2003 in einer Umlaufbahn um den Mars befindet und unseren Nachbarplaneten seitdem mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten untersucht. Neben der High Resolution Stereo Camera soll in den kommenden Tagen unter anderem der Teilchendetektor ASPERA-3 eingesetzt werden. Dieses Instrument dient der Analyse der Wechselwirkung der Marsatmosphäre mit dem interplanetaren Medium und misst dabei geladene und ungeladene Teilchen in der Atmosphäre und der Umgebung unseres Nachbarplaneten.

"ASPERA-3 wird während des gesamten Vorbeifluges aktiv sein", so Dr. Markus Fränz vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen/Niedersachsen. "Wir erwarten, dass sich der Kometenschweif und die Marsatmosphäre zum Teil vermischen werden." Die Wissenschaftler gehen aufgrund von Computersimulationen davon aus, dass der Komet Siding Spring während der Phase des Vorbeifluges an dem Mars pro Sekunde rund 100 Kilogramm fremden Materials in die Marsatmosphäre einbringen wird. "Diese geringen Teilchendichten machen die Messungen zu einer großen Herausforderung", so Dr. Fränz weiter.

Dennoch erwarten die Wissenschaftler, dass sie verfolgen können, wie sich die Zusammensetzung der Marsatmosphäre durch das von dem Kometen freigegebene Material geringfügig verändern wird. Neben anderen Ionen und Molekülen müsste das ASPERA-Instrument zum Beispiel Wassermoleküle aufspüren können, welche in den obersten Schichten der Marsatmosphäre normalerweise nur in einem geringen Umfang vorkommen (Raumfahrer.net berichtete). Durch die ASPERA-3-Messungen sollen die Bestandteile des Kometenschweifs identifiziert werden. "Die Zusammensetzung des Schweifs von Siding Spring auf diese Weise zu entschlüsseln, liefert uns ein weiteres Puzzleteil zum Verständnis der Entstehung unseres Sonnensystems", so Dr. Fränz.

Der indische Marsorbiter Mangalyaan

Bei dem fünften für die Untersuchung des Kometen "C/2013 A1 (Siding Spring)" einzusetzenden Marsorbiters handelt es sich um die Raumsonde Mangalyaan, welche den Mars am 24. September 2014 und somit lediglich zwei Tage nach der Raumsonde MAVEN erreichte. Die Mars Orbiter Mission (kurz MOM) - so der offizielle Name dieser Mission - ist eine Raumsonde der indischen Raumfahrtbehörde ISRO.

Die Mars Orbiter Mission wird von der ISRO als ’Technologiedemonstrations-Mission’ bezeichnet, mit der nachgewiesen werden soll, dass Indien über das Wissen und die technischen Fähigkeiten verfügt, eine Raumsonde in den Orbit eines anderen Planeten zu entsenden. Vorlage für MOM war der indische Mondorbiter Chandrayaan-1, welcher den Mond unseres Heimatplaneten von November 2008 bis zum August 2009 umkreiste. MOM soll den Mars über einen Zeitraum von mindestens sechs Monaten umkreisen und dabei mit insgesamt fünf Instrumenten die Atmosphäre und das Wetter des Mars untersuchen. Als ’wissenschaftliche Zugabe’ erhoffen sich die indischen Wissenschaftler Erkenntnisse über den Verbleib des einstmals flüssigen Wassers auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten und über das eventuell in der Atmosphäre enthaltene Methan.

Die ISRO will den Kometen mit der an Bord des Orbiters befindlichen "Mars Color Camera" abbilden und zudem Messungen bezüglich der in der Koma enthaltenen Gase durchführen. Die diesbezüglichen wissenschaftlichen Messungen sollen mit den Messungen des NASA-Orbiters MAVEN koordiniert werden.

"Jeder Komet ist ein wenig anders", so Dr. Fränz. "Indem wir möglichst viele genau untersuchen, können wir uns ein immer besseres Bild von ihrem Entstehungsort machen." Die Untersuchung des Kometen C/2013 A1 (Siding Spring) bei seiner Marspassage könnte dabei helfen, die Natur dieser immer noch rätselhaften Himmelskörper weiter zu entschlüsseln. Besonders interessant ist dabei die Tatsache, dass der Komet Sinding Spring der erste durch Raumsonden untersuchte Komet sein wird, welcher direkt aus der Oortschen Wolke stammt.

Gefahr für die Raumsonden

Allerdings birgt diese dichte Begegnung zwischen dem Mars und dem Kometen C/2013 A1 (Siding Spring) für die Wissenschaftler nicht nur eine einmalige Gelegenheit für die Untersuchung des Kometen - sie beinhaltet zugleich auch ein gewisses Gefahrenpotential für die Marsorbiter. Hierfür verantwortlich sind die Staubpartikel, welche von der Oberfläche des Kometenkerns in das umgebende Weltall entweichen und dabei entlang der Kometenbahn einen sich langsam immer weiter ausdehnenden Staubschweif bilden.

Etwa 90 Minuten nach der dichtesten Annäherung des Kometenkerns an den Mars wird sich unser Nachbarplanet der Bahn des Kometen bis auf eine Entfernung von etwa 28.000 Kilometern nähern. Ungefähr zu diesem Zeitpunkt ist die Gefahr am größten, dass Staubpartikel des Kometen, welche sich dabei mit einer Geschwindigkeit von 56 Kilometern pro Sekunde relativ zum Mars und den ihn umkreisenden Raumfahrzeugen bewegen, mit den Orbitern kollidieren. Selbst diese normalerweise nur mikroskopisch kleinen und entsprechend massearmen Partikel könnten dabei aufgrund der hohen Aufprallgeschwindigkeiten zu ernsthaften Beschädigungen führen. Neben den empfindlichen Optiken der Messinstrumente sind dabei besonders die großflächigen, für die Energieversorgung benötigten Solarzellenausleger einem erhöhten ’Trefferrisiko’ ausgesetzt. Im schlimmsten Fall könnten solche Kollisionen zum Ausfall einer Raumsonde führen.

Modellrechnungen führten Ende des vergangenen Jahres zu dem Schluss, dass der Mars während der Kometenpassage pro Quadratmeter im Durchschnitt von einem Staubteilchen getroffen werden könnte. Für den ESA-Orbiter Mars Express, welcher selbst in einer optimalen Lageausrichtung immer noch eine ’Angriffsfläche’ von etwa drei Quadratmetern bietet, hätte dies zum Beispiel bedeutet, dass er von bis zu drei Staubteilchen getroffen werden könnte.

Um dieses Risiko so weit wie möglich zu minimieren haben die für die Steuerung der Raumsonden verantwortlichen Mitarbeiter der beteiligten Weltraumagenturen die Umlaufbahnen der Marsorbiter durch gezielte Schubmanöver so weit verändert, dass diese sich während der Phase der dichtesten Annäherung an den Staubschweif des Kometen auf der anderen Seite des Planeten befinden werden und den Mars dabei als eine Art ’natürlichen Schutzschild’ nutzen. Der NASA-Orbiter MRO hat entsprechende Orbitkorrekturmanöver bereits am 2. Juli und am 27. August durchgeführt, Mars Odyssey am 5. August. Bei dem erst kürzlich eingetroffene Orbiter MAVEN erfolgte ein entsprechendes Orbitkorrekturmanöver am 9. Oktober.

Bereits zwei Tage zuvor wurde der Orbit der Raumsonde Mangalyaan so verändert, dass sich diese zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung des Kometen an den Mars auf der von dem Kometen abgewandten Seite des Planeten in einer Höhe von rund 400 Kilometern über der Marsoberfläche bewegen wird. Und auch der ESA-Marsorbiter Mars Express absolvierte im Sommer ein Korrekturmanöver, durch welches er sich in dem betreffenden Zeitraum hinter dem Mars befinden wird.

Im Sommer dieses Jahres wurde dann auch der Wert bezüglich der zu erwartenden ’Trefferraten’ korrigiert. Basierend auf neuen Berechnungen, welche die aktuelle Aktivität des Kometen und die Verteilung des Staubschweifes mit einbeziehen, wird die Trefferwahrscheinlichkeit für Mars Express derzeit mit einem Wert von nur noch 1:300.000 angegeben. Die Phase der ’größten Gefahr’ für die Flotte der Marsorbiter wird außerdem nur wenige Minuten andauern. Bereits nach etwa 20 Minuten wird die Teilchendichte des Staubschweifes wieder deutlich abfallen, da sich der Mars aufgrund seiner Umlaufbewegung um die Sonne immer weiter von dem Zentrum des sich langsam ausbreitenden Schweifs entfernt.

Keine Gefahr für die Rover

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

Die nächsten Tage bleiben auf jeden Fall spannend. Werden die den Mars umkreisenden Raumsonden die Marspassage von Siding Spring - wie erhofft - unbeschadet überstehen? Die folgenden Monate werden die an den einzelnen Missionen beteiligten Wissenschaftler dann mit der Auswertung der Daten verbringen. Erste Erkenntnisse dieses einmaligen Ereignisses sollen bereits im Dezember 2014 während der diesjährigen Herbsttagung der American Geophysical Union in San Francisco/Kalifornien präsentiert werden.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: NASA, ESA, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, CIOC, The Planetary Society, Wikipedia)


» Mars Express: Chaos am Rand der Valles Marineris
17.10.2014 - Eine kürzlich veröffentlichte Aufnahme der Raumsonde Mars Express zeigt die am nordöstlichen Ende der Valles Marineris gelegene Region Hydraotes Chaos. Die Entstehungsgeschichte solcher chaotischen Regionen auf dem Mars ist bisher noch nicht vollständig entschlüsselt.
Bereits seit dem 25. Dezember 2003 befindet sich die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express in einer Umlaufbahn um den Mars und liefert den an dieser Mission beteiligten Wissenschaftlern seitdem regelmäßig eine Vielzahl an Bildaufnahmen und weitere Daten über die Atmosphäre und speziell über die Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten, durch deren Auswertung sich für die Planetenforscher wertvolle Einblicke in dessen Entwicklungsgeschichte ergeben.

Chaotische Gebiete auf dem Mars

Zu den interessantesten Landschaftsformen, welche die Wissenschaftler dabei auf dem Mars beobachten zählen die sogenannten "chaotischen Gebiete", die besonders in den westlichen und östlichen Randregionen der Valles Marineris - dem mit Abstand größten bekannten Grabenbruchsystem innerhalb unseres Sonnensystems - zu beobachten sind. Bei diesen "Chaotic Terrains" handelt es sich um ausgedehnte Regionen, welche mit einem Gewirr von kleinen, in alle Richtungen verlaufenden und sich gegenseitig schneidenden Tälern und Schluchten durchzogen sind.

Diese Gebiete zeichnen sich zudem durch eine Häufung von unterschiedlich großen Gesteinsblöcken und zumeist stark erodierten, tafelbergähnlichen Erhebungen - sogenannten Zeugenbergen - aus, welche über eine Ausdehnung von bis zu zehn Kilometern und über eine relative Höhe von mehreren hundert Metern, in Einzelfällen sogar bis zu zwei Kilometern verfügen. Auf Fotoaufnahmen, welche aus der Umlaufbahn heraus angefertigt werden, bilden diese Gebiete auf der Marsoberfläche ein bizarres und chaotisch anmutendes Muster.

Die Bildung dieser "chaotischen Gebiete" wird allgemein darauf zurückgeführt, dass sich in der Vergangenheit im Untergrund des Mars vorhandenes Eis, Wasser oder Magma verlagerte. Plötzlich schmelzendes Eis setzte im Rahmen dieser Prozesse Wasser frei, welches anschließend mit hohem Druck entlang von Spalten und Störungszonen an der Planetenoberfläche austrat. Dies hatte zur Folge, dass die ursprünglich über den Eisablagerungen liegenden Gesteinsschichten zum Einsturz gebracht wurden und in großen Schollen zusammenstürzten. Das abfließende Wasser erodierte die so entstandene Landschaft zusätzlich und vollendete die Bildung der noch in der Gegenwart erkennbaren markanten Strukturen.

Für diese Theorie spricht auch, dass sich viele der chaotischen Regionen in den ’Quellgebieten’ von großen Ausflusstälern befinden, durch welche einstmals ganz offensichtlich enorme Mengen an Wasser mit großer Energie aus dem Hochland in Richtung der nördlichen Tiefebenen strömten. Auch die Erosion durch Wind scheint in der Folgezeit eine nicht zu vernachlässigende Rolle bei der Bildung der heute erkennbaren Geländeformen gespielt zu haben.

Der genaue Mechanismus, welcher zu der Entstehung dieser manchmal mehrere hundert Kilometer durchmessenden chaotischen Regionen führte, ist allerdings bis heute nur ungenügend verstanden. Die chaotischen Gebiete sind deshalb von besonderem Interesse für die Planetenforscher, weil das Verständnis ihrer Entstehung Hinweise auf die Beziehung zwischen den chaotischen Terrains, den Valles Marineris, der Tiefebene Chryse Planitia und der in diese Ebene mündenden Ausflusstäler geben kann.

Das Hydraotes Chaos

Bei einem typischen Vertreter dieser Landschaftsform handelt es sich um die Region Hydraotes Chaos, welche sich nahe des Marsäquators am nordöstlichen Ende der Valles Marineris befindet. Mit einer Ausdehnung von etwa 420 x 100 Kilometern verfügt das Hydraotes Chaos in etwa über die Fläche des Bundeslandes Baden-Württemberg. Die Wassermengen, welche hier einstmals gespeichert waren und dann durch das angrenzende Simud Vallis nach Norden strömten, müssen gigantisch gewesen sein. In ihrer Gesamtheit flossen sie aus einem Einzugsgebiet von etwa 1.500 Kilometer Durchmesser ab - einem Gebiet, welches in etwa über die Größe Mitteleuropas verfügt. Die Planetologen gehen davon aus, dass sich das Hydraotes Chaos bereits vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren während der noachischen Periode gebildet hat.

Bereits am vergangenen Donnerstag wurde von der ESA eine Mosaikaufnahme dieser Region veröffentlicht. Die hierfür verwendeten Aufnahmen wurden mit der High Resolution Stereo Camera (kurz "HRSC"), einem der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters, angefertigt. Hierbei fand auch noch einmal ein Datensatz Verwendung, welcher bereits während des Marsorbits Nummer 18 von Mars Express am 14. Januar 2004 angefertigt wurde.

Um auch die westliche Hälfte des Beckens von Hydraotes Chaos in einem größeren regionalen Kontext darstellen zu können, wurden für das jetzt veröffentlichte Bildmosaik zusätzlich weitere HRSC-Aufnahmen aus späteren Orbits verwendet. Das dabei dargestellte Gebiet verfügt in etwa über eine Ausdehnung von 200 x 400 Kilometern.

Bildverarbeitung und HRSC-Kamera

Das HRSC-Kameraexperiment an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann geleitet. Das für die HRSC-Kamera verantwortliche wissenschaftliche Team besteht derzeit aus 52 Co-Investigatoren, welche von 34 Instituten aus elf Ländern stammen.

Die hochauflösende Stereokamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der Leitung von Prof. Dr. Gerhard Neukum entwickelt und in Kooperation mit mehreren industriellen Partnern (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH) gebaut. Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Bilddaten erfolgt am DLR. Die Darstellungen der hier gezeigten Mars Express-Bilder wurden von den Mitarbeitern der Fachgruppe "Planetologie und Fernerkundung" des Instituts für Geologische Wissenschaften der FU Berlin erstellt, die seit dem Beginn der Mars Express-Mission von Professor Dr. Gerhard Neukum geleitet wurde.

Prof. Dr. Gerhard Neukum

Professor Dr. Gerhard Neukum entwickelte die Idee einer hochauflösenden Stereokamera zur systematischen und hochgenauen Kartierung der Topographie des Mars bereits Ende der 1980er Jahre am damaligen Institut für Optoelektronik des DLR in Oberpfaffenhofen. Erstmals zum Einsatz kommen sollte die HRSC bei der russischen Marsmission Mars 96, welche jedoch am 16. November 1996 bereits kurz nach deren Start aufgrund eines Versagens der verwendeten Trägerrakete scheiterte. Pofessor Neukum, inzwischen als Direktor des DLR-Instituts für Planetenerkundung in Berlin-Adlershof tätig, setzte sich daraufhin mit weiteren Wissenschaftlern aus Europa intensiv für eine Marsmission unter der Leitung der ESA ein. Aus diesem Einsatz resultierte letztendlich die überaus erfolgreiche Mars Express-Mission.

Professor Neukum gilt als einer der profiliertesten und fachlich weltweit anerkannt deutschen Planetenforscher. Mit seinen Arbeiten zu Bestimmung des Alters der Oberflächen von Monden, Asteroiden und terrestrischen Planeten, welche auf der von ihm entscheidend entwickelten Kraterzählungs-Methode beruhen, hat er sein Fachgebiet geprägt und wissenschaftliche Meilensteine gesetzt. Professor Neukum verstarb am 21. September 2014 im Alter von 70 Jahren.

Überflug-Animationen

Die hier gezeigten Aufnahmen des Hydraotes Chaos finden Sie auch auf den entsprechenden Internetseiten des DLR und der FU Berlin. Speziell in den dort verfügbaren hochaufgelösten Aufnahmen kommen die verschiedenen Strukturen der Marsoberfläche besonders gut zur Geltung. Neben diesen Aufnahmen sind dort auch zwei animierte Überflugvideos über diese Region abrufbar.

Die Daten für die Nadir-Farbansicht des Überfluges über das Hydraotes Chaos stammen von dem senkrecht auf die Marsoberfläche blickenden Nadirkanal und den vor- beziehungsweise rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera. Eine ebenfalls kolorierte Anaglyphenversion, welche bei der Verwendung einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Marslandschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem der vier Stereokanäle der Kamera abgeleitet.

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



 

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Saturn Aktuell: Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 210 von Redaktion



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» Raumsonde Cassini beginnt den Saturnumlauf Nummer 210
05.10.2014 - Am 6. Oktober 2014 beginnt die Raumsonde Cassini ihren mittlerweile 210. Umlauf um den Planeten Saturn. Den Höhepunkt dieses neuen Orbits bildet ein für den 24. Oktober 2014 vorgesehener naher Vorbeiflug der Raumsonde an dem Saturnmond Titan.
Am 6. Oktober 2014 wird die Raumsonde Cassini auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um den Saturn um 00:43 MESZ 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 3,13 Millionen Kilometern zu der obersten Wolkenschicht des Saturn und beginnt damit zugleich ihren mittlerweile 210. Umlauf um den Ringplaneten. Aktuell weist die Flugbahn von Cassini dabei eine Inklination von 40,3 Grad auf.

Für das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehende ISS-Kameraexperiment, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, sind während dieses 39 Tage andauernden Umlaufs, dessen offizielle Bezeichnung "Rev 209" lautet, insgesamt 45 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 24. Oktober vorgesehener naher Vorbeiflug an dem größten der derzeit 62 bekannten Saturnmonde, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dar.

Wetterbeobachtungen auf Titan und Saturn

Der Titan wird dann auch lediglich wenige Stunden nach dem Beginn des neuen Orbits das erste Ziel für die ISS-Kamera darstellen. Aus einer Distanz von 3,62 Millionen Kilometern soll dabei die Atmosphäre über der nördlichen und zu diesem Zeitpunkt vom Saturn abgewandten Titan-Hemisphäre abgebildet werden. Durch die Dokumentation von kleineren Sturmgebieten und markanten Wolkenformationen lassen sich zum Beispiel Aussagen über die gegenwärtig in der dichten Titanatmosphäre vorherrschenden Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten tätigen.

In Kombination mit früheren und zukünftigen Beobachtungen dieser langfristig angelegten ’Sturmbeobachtungskampagne’ 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). Weitere Titan-’Wetter’-Beobachtungen sollen am 14., 16., 19. und 20. Oktober erfolgen. Mit der gleichen Zielsetzung ist ebenfalls noch für den 7. Oktober eine Beobachtung der Saturnatmosphäre angesetzt. Vergleichbare Saturn-Beobachtungen aus größeren Entfernungen sollen dann zwischen dem 14. und dem 19. Oktober 2014 insgesamt neun mal wiederholt werden.

Diverse Monde, Ringbögen und Ringe

Ebenfalls noch für den 7. Oktober sind zudem noch 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. Weitere astrometrische Beobachtungen werden am 14., 19. und 30. Oktober sowie am 4. November erfolgen.

Am 14. Oktober stehen dabei besonders die kleineren Saturnmonde Methone, Pallene, Anthe und Aegaeon sowie die verschiedenen Ringe und ’Ringbögen’, welche sich in deren unmittelbaren Umgebung befinden, auf dem Beobachtungsprogramm der an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler. Die als Ringbögen bezeichneten ringähnlichen Strukturen bildet keine geschlossenen Ringe, sondern erstreckten sich über mehrere tausend Kilometer vor und hinter den jeweiligen Monden. Sehr wahrscheinlich werden diese nur sehr lichtschwache Teil-Ringe - genau so wie auch der G-Ring im Bereich des Mondes Aegaeon - durch Staubpartikel und Eis gebildet, welches durch die kontinuierlich erfolgenden Einschläge von Mikrometeoriten auf die Oberfläche der Monde in das umgebende Weltall befördert werden.

Am 19. Oktober soll die ISS-Kamera auf den äußeren A-Ring des Saturn gerichtet werden. Bei dieser Beobachtungskampagne sollen unter anderem zum wiederholten Mal sogenannte ’Propellerstrukturen’ dokumentiert werden. Bei diesen lediglich etwa 15 bis 25 Kilometer großen Strukturen handelt es sich um kleine ’Hohlräume’ innerhalb des Ringsystems, welche durch die gravitativen Einflüsse von vermutlich lediglich wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Mini-Monden - so genannten Moonlets - verursacht werden. Durch die anzufertigenden Aufnahmen des A-Ringes sollen die bisher bekannten Bahnparameter dieser Moonlets noch weiter verfeinert werden.

Der Saturn aus der Nähe

Am 21. Oktober 2014 wird Cassini schließlich um 23:22 MESZ die Periapsis, den Punkt der größten Annäherung an den Saturn während dieses Orbits Nummer 210, erreichen und den Ringplaneten dabei in einer Entfernung von 626.660 Kilometern passieren. In den Stunden vor und nach dem Passieren der Periapsis wird sich das Interesse der an der Cassini-Mission beteiligten Forscher in erster Linie auf die Saturnatmosphäre fokussieren. Am 20. und 21. Oktober kommt dabei eines der Spektrometer der Raumsonde, das Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), zum Einsatz. In Zusammenarbeit mit der ISS-Kamera sollen diverse Scans der zu diesem Zeitpunkt sichtbaren Saturnatmosphäre durchgeführt werden. Unter anderem sollen dabei eventuell über dem Südpol des Ringplaneten aktive Polarlichter dokumentiert werden. Bei weiteren Beobachtungen am 22. Oktober wird zudem das Composite Infrared Spectrometer (CIRS) eingesetzt.

Der Titan-Vorbeiflug T-106

Zwei Tage später, am 24. Oktober 2014, steht dann der Höhepunkt dieses 210. Umlaufs der Raumsonde Cassini um den Saturn an. Um 04:41 MESZ wird die Raumsonde den größten der Saturnmonde im Rahmen eines zielgerichteten Vorbeifluges mit einer Geschwindigkeit von 5,8 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von 1.013 Kilometern passieren. Die mit diesem 107. Vorbeiflug am Titan - das Manöver trägt die Bezeichnung "T-106" - assoziierten Beobachtungen beginnen bereits mehrere Stunden vor der dichtesten Annäherung.

Das Ziel der dabei im mittleren Infrarotbereich durchzuführenden CIRS-Messungen besteht darin, die zu diesem Zeitpunkt in der Titanatmosphäre vorherrschenden Temperaturen zu ermitteln und - in Kombination mit den zu früheren Zeitpunkten gewonnenen Daten - zu einem Temperaturprofil zusammenzufügen. Durch dieses Profil sollen letztendlich die Temperaturveränderungen dokumentiert werden, welche sich durch den gegenwärtig erfolgenden Wechsel der Jahreszeiten - auf der nördlichen Titanhemisphäre geht der Frühling gerade in den Sommer über - ergeben. Unterstützt werden diese Messungen mit diversen Fotoaufnahmen durch die ISS-Kamera, welche dabei mit verschiedenen Spektralfiltern den Titan abbilden wird. Das VIMS-Spektrometer soll dagegen globale Scans der Titanoberfläche durchführen.

In den Stunden vor und nach der dichtesten Annäherung wird dann das "Radio Science Subsystem" (kurz "RSS") von Cassini die wissenschaftlichen Arbeiten der Raumsonde dominieren und dabei diverse bistatische Messungen durchführen. Das RSS von Cassini besteht aus drei Sende- und 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.

Eine alternative Anwendungsmöglichkeit stellt das bistatische Messverfahren dar. Hierbei werden 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 Messverfahren dient dazu, um Aussagen über verschiedene physikalische Charakteristiken der Titanoberfläche - besteht diese aus festem Material oder ist sie eventuell von einer Flüssigkeit überzogen, wie "eben" oder "rau" fällt der zu untersuchende Oberflächenbereich aus, welche Permittivität herrscht dort vor - zu tätigen.

Auch nach dem Passieren des Titan wird dieser Saturnmond noch für mehrere Tage im Fokus der abbildenden Instrumente stehen. Noch bis zum 27. Oktober sollen etwa diverse Fotoaufnahmen angefertigt werden, welche sich dabei auf dessen Nordpolregion konzentrieren und der Suche nach markanten Wolkenformationen dienen.

Weitere Ringe und Monde

Anschließend steht zunächst der F-Ring auf dem Beobachtungsprogramm der ISS-Kamera, wobei unter anderem zum wiederholten Mal die dort erkennbaren diversen Verästelungen der gewundenen Einzelringe abgebildet werden sollen. Frühere Aufnahmen des ISS-Kamerasystems von Cassini zeigten, dass in erster Linie gravitative Wechselwirkungen mit dem weiter innen liegenden A-Ring und den beiden den F-Ring begrenzenden Saturnmonden Prometheus und Pandora die Form 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 (Raumfahrer.net berichtete). Aus diesen am 27. Oktober anzufertigenden Aufnahmen soll eine kurze Videosequenz erstellt werden.

Den 2. und 3. November wird die ISS-Kamera damit verbringen, um über einen Zeitraum von rund 24 Stunden den kleinen, äußeren Saturnmond Kiviuq mehrfach aus einer Distanz von rund 14,1 Millionen Kilometern abzubilden. In Kombination mit den bereits zu früheren Zeitpunkten gewonnenen Beobachtungsdaten soll hierdurch die Ausrichtung von dessen Rotationsachse ermittelt werden. Außerdem sollen die neu anzufertigenden Aufnahmen, welche allerdings keine Oberflächendetails enthüllen werden, dazu dienen, die Form und Gestalt dieses lediglich rund 16 Kilometer durchmessenden Mondes zu bestimmen. Des weiteren soll mit den geplanten Aufnahmen auch die Farbe von dessen Oberfläche bestimmt werden, was wiederum Rückschlüsse über deren chemische und mineralogische Zusammensetzung ermöglicht.

Am 8. und 11. November wird die ISS-Kamera schließlich erneut auf den Titan gerichtet und dabei die dortigen Wetterbeobachtungen fortsetzen. Auch hierbei soll über der nördlichen Hemisphäre nach markanten Wolkenformationen Ausschau gehalten werden. Bei der Beobachtungskampagne am 11. November wird sich Cassini in einer Entfernung von etwa 3,53 Millionen Kilometern zum Titan befinden.

Am 15. November 2014 wird die Raumsonde Cassini schließlich um 00:04 MEZ in einer Entfernung von rund vier Millionen Kilometern zum Saturn erneut die Apoapsis ihrer Umlaufbahn erreichen und damit auch diesen 210. Umlauf um den Ringplaneten beenden. Für den damit beginnenden Orbit Nummer 211 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 10. Dezember 2014 in einer Entfernung von dann rund 980 Kilometern erneut passiert werden soll.

Zuvor wird Cassini jedoch vom 16. bis zum 20. November den wissenschaftlichen Betrieb kurzzeitig einstellen. Der Grund hierfür ist die demnächst anstehende ’Sonnenkonjunktion’. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Himmelskonstellation, bei der sich der Saturn von der Erde aus gesehen in einem Abstand von nur wenigen Grad zu der Sonne befindet. Aufgrund dieser Planetenkonstellation ist die Datenübertragung zwischen der Erde und der in einer Umlaufbahn um den Saturn operierenden Raumsonde stark beeinträchtigt, da die von der Sonne ausgehende Strahlung die Funksignale, welche zwischen der Erde und der Raumsonde hin und her gesandt werden, zu sehr stört. Augrund der dadurch bedingten Begrenzung der Datenübertragungsraten wird Cassini in diesem Zeitraum keine wissenschaftlichen Untersuchungen des Saturn oder von dessen Monden durchführen.

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)


» Saturnmond Titan: Seltsame Struktur im Ligeia Mare
06.10.2014 - Die Raumsonde Cassini hat unlängst eine ungewöhnliche Struktur beobachtet, welche sich in einem der Seen auf dem Saturnmond Titan befindet. Auf zwei Radaraufnahmen, welche im Abstand von 13 Monaten angefertigt wurden, zeigt diese Struktur deutlich erkennbare Veränderungen.
Bereits seit dem 1. Juli 2004 befindet sich die Raumsonde Cassini in einer Umlaufbahn um den Saturn - den zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems. Dank der 12 wissenschaftlichen Instrumente mit denen die Raumsonde ausgestattet ist hat sich das Wissen der Menschheit über den Saturn, dessen faszinierendes Ringsystem und seine 62 bisher bekannten Monde seitdem ungemein erweitert.

In den letzten Jahren durchgeführte Studien haben zum Beispiel zu dem Resultat geführt, dass auf dem 5.150 Kilometer durchmessenden Mond Titan, dem größten der Saturnmonde, ein regelrechter Flüssigkeitskreislauf stattfindet, welcher im Gegensatz zu dem vergleichbaren Kreislauf auf der Erde allerdings nicht auf Wasser basiert. Bei Oberflächentemperaturen von rund minus 180 Grad Celsius regnen Methan und Ethan aus der Titanatmosphäre ab, welche sich anschließend auf der Oberfläche in ausgedehnten Abflusssystemen sammeln, von wo aus diese flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen zu verschiedenen Seen transportiert werden.

Somit hat sich der Titan neben der Erde als der einzige bekannte Ort innerhalb unseres Sonnensystems herauskristallisiert, auf dem auch in der Gegenwart ein Flüssigkeitskreislauf stattfindet. Aus den daran beteiligten Kohlenwasserstoffen könnten sich unter bestimmten Bedingungen auch komplexere organische Verbindungen bilden, welche als die "Grundbausteine des Lebens" angesehen werden. Unter den Exobiologen gilt der Titan daher als einer der derzeit aussichtsreichsten Kandidaten für den Nachweis von extraterrestrischen Lebensformen.

Die Raumsonde Cassini hat den Titan mittlerweile 106 mal im Rahmen von dichten Vorbeiflügen passiert und bei diesen Gelegenheiten mit verschiedenen Instrumenten eingehend untersucht hat. Dank der dabei gesammelten Daten sind den Planetenforschern derzeit etwa 400 Seen auf der Titanoberfläche bekannt. Ein größerer See, der Ontario Lacus, und mehrere kleinere Seen befinden sich in der Nähe des Südpols des Titan. Der Großteil dieser Seen konzentriert sich jedoch in den hohen nördlichen Breiten des Titan, wo sich eine regelrechte Seenlandschaft befindet.

Das Ligeia Mare

Bei einem dieser Seen handelt es sich um das Ligeia Mare, welches sich bei 79 Grad nördlicher Breite und 248 Grad westlicher Länge befindet. Mit einer Ausdehnung von etwa 420 x 350 Kilometern und einer rund 3.000 Kilometer langen Küstenlinie handelt es sich hierbei nach dem Kraken Mare um den zweitgrößten Methansee auf dem Titan. Erst kürzlich gaben die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler bekannt, dass sie über dieser Region aus Methan bestehende Wolkenformationen beobachtet haben (Raumfahrer.net berichtete).

Das Ligeia Mare befindet sich bereits seit geraumer Zeit im Fokus der Wissenschaftler. Im Rahmen des Titan-Vorbeifluges "T-92", welcher bereits am 10. Juli 2013 erfolgte, wurde zum Beispiel das RADAR-Instrument von Cassini genutzt, um diese Region im SAR-Modus abzutasten (Raumfahrer.net berichtete).

Der Titan ist von einer dichten, überwiegend aus Stickstoff bestehenden Atmosphäre umgeben, welche im Bereich des sichtbaren Lichts keinen direkten Blick auf dessen Oberfläche zulässt. Deshalb kommt dem Synthetic Aperture Radar (SAR) bei der Abbildung und Erkundung der Oberfläche dieses Mondes eine besondere Bedeutung zu.

Dieses Bildgebungsverfahren arbeitet durch das Sammeln der Echos von Radarimpulse, welche von dem Radarinstrument der Raumsonde zu der Oberfläche des Titan ausgestrahlt werden. Die Gesamtintensität des Echos ist abhängig von der Rauhigkeit, der Struktur und der Zusammensetzung der Oberfläche. Unter anderem können mit dem SAR-Verfahren dreidimensionale Geländeprofile erzeugt werden, welche über eine hohe Auflösung und Genauigkeit verfügen. Die dabei gewonnenen Abbildungsdaten sind zudem aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit fotografischen Aufnahmen verhältnismäßig leicht zu interpretieren.

Die mit flüssigen Kohlenwasserstoffverbindungen gefüllten Seen des Titan verfügen über relativ glatte Oberflächen, welche die von der Raumsonde Cassini ausgesandten Radarstrahlen in einem nur geringen Umfang direkt zu dem Empfänger des Radarinstrumentes zurückstreuen. Aus diesem Grund erscheinen diese Seen auf den SAR-Aufnahmen als dunkle Regionen. Unebenere Oberflächenbereiche, welche die Radarsstrahlen mit deutlich mehr Energie zurückstreuen, erscheinen dagegen als mehr oder weniger helle Strukturen.

Eine ungewöhnliche Struktur

Auf den am 10. Juli 2013 gewonnenen Radarbildern entdeckten die Wissenschaftler eine ungewöhnliche ’helle Struktur’, welche sich über eine Fläche von etwa 75 Quadratkilometern erstreckte und die auf früheren, in den Jahren 2007 bis 2009 angefertigten Aufnahmen nicht zu erkennen war. Auch bei den folgenden Titan-Vorbeiflügen konnte diese Struktur weder auf weiteren, allerdings mit geringerer Auflösung angefertigten Radarbildern noch auf im infraroten Wellenlängenbereich angefertigten Aufnahmen erkannt werden. Dies führte zunächst zu der Annahme, dass man mehr oder weniger zufällig ein nur sehr kurzlebiges Phänomen beobachtet hatte.

Bei der Auswertung von Radaraufnahmen, welche am 21. August 2014 während des Titan-Vorbeifluges "T-104" angefertigt wurden (Raumfahrer.net berichtete), entdeckten die Mitarbeiter des Radar-Teams diese Struktur jedoch erneut. Allerdings zeigte sich dabei auch, dass sich deren Form und Gestalt seit der letzten Beobachtung offensichtlich deutlich verändert hat. So verfügte die auffällige Region jetzt über eine mehr als doppelt so große Fläche von etwa 160 Quadratkilometern. Trotz dieser Veränderungen sind sich die beteiligten Wissenschaftler sicher, dass es sich bei der Struktur nicht um ein Bildartefakt oder einen Abbildungsfehler des Instrumentes handelt.

Was könnte die Ursache für das Auftreten dieser Struktur sein?

Der Frühlingsanfang auf der nördlichen Titanhemisphäre erfolgte bereits im August 2009, der Sommer wird im Jahr 2017 beginnen. Die Kohlenwasserstoffverbindungen, welche die auf der nördlichen Hemisphäre gelegenen Seen füllen, sollten laut den Berechnungen der Wissenschaftler durch den mit dem Jahreszeitenwechsel auf dem Titan einhergehenden minimalen Temperaturanstieg von wenigen Grad im Laufe der Zeit ’verdunsten’. Somit wäre eine Erklärung, dass die Radarbilder den Grund des langsam trocken fallenden Sees zeigen. Dies wird jedoch ausgeschlossen, da sich die Küstenlinie des Ligeia Mare auf den zu unterschiedlichen Zeitpunkten angefertigten Aufnahmen nahezu unverändert präsentiert.

Als wahrscheinlichere Ursachen gelten vielmehr ein durch Luftströmungen ausgelöster Wellengang auf der Oberfläche des Ligeia Mare, zu der Oberfläche des Sees aufsteigende Blasen oder auf beziehungsweise knapp unterhalb der Oberfläche treibende Eisschollen aus gefrorenen Kohlenwasserstoffverbindungen. Auch diese Phänomene könnten durch die jahreszeitlich bedingten Temperaturänderungen auf der Titanoberfläche hervorgerufen werden. Speziell die ’Eisschollen-Theorie’ als Erklärungsansatz würde sehr gut zu den Vorhersagen von Jonathan I. Lunine und Jason D. Hofgartner passen, welche sich bereits im Jahr 2013 mit dem Thema "Eisschollen auf den Titanseen" beschäftigt haben (Raumfahrer.net berichtete).

"Die Wissenschaft liebt Mysterien und mit dieser rätselhaften Struktur haben wir ein faszinierendes Beispiel für die gerade auf dem Titan ablaufende Veränderungen vor uns", so Stephen Wall vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien, der stellvertretende Leiter des Cassini-Radarteams. "Wir hoffen, dass wir auch weiterhin in der Lage sein werden, die Veränderungen zu verfolgen und so herausfinden, was in diesem außerirdischen See vor sich geht."

Die nächste Möglichkeit für eine eingehende Untersuchung des Titan bietet sich bereits am 24. Oktober 2014. An diesem Tag wird die Raumsonde Cassini den Titan um 04:41 MESZ im Rahmen eines gesteuerten Vorbeifluges erneut passieren und aus einer Überflughöhe von 1.013 Kilometern mit verschiedenen Instrumenten untersuchen (Raumfahrer.net berichtete).

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

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


» Saturnmond Titan: Temperatursturz über dem Südpol
08.10.2014 - Bereits im Jahr 2012 konnte über dem Südpol des Saturnmondes Titan eine mehrere Hundert Kilometer durchmessende Wolkenformation ausgemacht werden. Anschließende Analysen ergaben, dass sich in dieser Wolke aus Cyanwasserstoff bestehende Eispartikel befinden. Deren Vorhandensein zeigt, dass die Temperatur in der Atmosphäre des Titan in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen ist.
Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometern handelt es sich bei dem im Jahr 1655 durch den niederländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckten Mond Titan um den größten und mit Abstand massereichsten der 62 bisher bekannten Monde des Planeten Saturn und - nach dem Jupitermond Ganymed - zugleich um den zweitgrößten Mond innerhalb unseres Sonnensystems.

Der Titan ist zudem als einziger Mond im Sonnensystem von einer dichten Atmosphäre umgeben. Diese Gashülle besteht hauptsächlich aus Stickstoff, welcher dort mit einem Anteil von rund 98,4 Prozent vertreten ist. Neben dem Edelgas Argon und der Kohlenwasserstoffverbindung Methan konnten dort in der Vergangenheit zudem mehr als ein Dutzend weitere organischer Verbindungen wie zum Beispiel Ethan, Propan und Cyanwasserstoff nachgewiesen werden.

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

Jahreszeiten und Wetterveränderungen

Da die Rotationsachse des Saturns um rund 27 Grad gegen dessen Umlaufebene um die Sonne geneigt ist, zeigt der Planet - ähnlich wie die Erde mit einer Achsenneigung von 23,44 Grad - ausgeprägte Jahreszeiten. Dies trifft zugleich auch auf den Titan zu, welcher den Saturn in dessen Äquatorebene umkreist. Allerdings dauern diese Jahreszeiten aufgrund des fast 30 Jahre dauernden ’Saturnjahres’ jeweils rund 7,5 Jahre und nicht nur - wie auf der Erde - lediglich wenige Monate. Aufgrund der hohen Exzentrizität der Saturnbahn, welche einen Wert von 0,05648 aufweist, treten dabei im Verlauf der Jahreszeiten sowohl auf dem Saturn als auch auf dem Mond Titan deutlich erkennbare Wetterveränderungen auf.

Die systematische Untersuchung dieser jahreszeitlich bedingten Veränderungen ist eine der Hauptaufgaben der Raumsonde Cassini, welche sich bereits seit dem 1. Juli 2004 in einer Umlaufbahn um den Saturn befindet und den Planeten sowie dessen Ringsystem und Monde seitdem mit 12 wissenschaftlichen Instrumenten eingehend erforscht. Besonders interessant ist dabei für die Wissenschaftler der gegenwärtig ablaufende Wechsel der Jahreszeiten auf dem Titan. Erst im Jahr 2009 ging auf der südlichen Hemisphäre des Titan der dortige Sommer in den Herbst über.

Ein Wolkenwirbel über dem Südpol des Titan

Bereits im Mai 2012 entdeckten die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler dabei anhand der von der Raumsonde übermittelten Daten, dass sich über dem Südpol des Titan innerhalb der dort befindlichen dichten Dunst- und Wolkenschichten ein ausgeprägter Wolkenwirbel gebildet hatte. Diese Formation besaß einen Durchmesser von mehreren 100 Kilometern und verfügte über verschiedene Strukturen, die auf starke Zirkulationsbewegungen in ihrem Inneren hindeuteten. Wahrscheinlich, so die damalige Erklärung der Wissenschaftler, handelt es sich bei diesem Wolkenwirbel um eine Konvektionszelle, in deren Zentrum kühlere Luft in die Tiefe absinkt, während wärmere Luft an den Rändern aufsteigt.

Ungewöhnlich war allerdings die Höhe von etwa 300 Kilometern über der Oberfläche, in der sich der Wolkenwirbel gebildet hatte. In den vorherigen Jahren durchgeführte Temperaturmessungen hatten nahe gelegt, dass es in diesem Bereich der Titanatmosphäre während der aktuellen Jahreszeit noch deutlich zu warm sein sollte, als dass sich dort derartig massive und dauerhaft vorhandene Wolken bilden könnten. In den folgenden zwei Jahren wurde die Struktur deshalb mehrfach mit verschiedenen Instrumenten der Raumsonde weiter untersucht. Durch Messungen mit dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) - einem im infraroten Wellenlängenbereich arbeitenden Spektrometer - konnte dabei auch die chemische Zusammensetzung der Wolke bestimmt werden.

Eine Wolke aus Blausäure-Eiskristallen

"Das von dem Südpolwirbel ausgehende Licht zeigt deutliche Unterschiede in Bezug auf andere Bereiche der Titan-Atmosphäre", so um Remco J. de Kok von der Sternwarte Leiden/Niederlande. "Wir konnten dort deutliche Signaturen von gefrorenen Blausäure-Molekülen erkennen."

In seinem gasförmigen Aggregatzustand konnte Cyanwasserstoff (HCN) bereits in den vorherigen Jahren in geringen Mengen in der Titanatmosphäre nachgewiesen werden. Das Auffinden dieser chemischen Verbindung in Form von lediglich mikrometergroßen gefrorenen Partikeln war für die Wissenschaftler allerdings eine Überraschung, denn um die Existenz solcher gefrorenen HCN-Partikel zu ermöglichen müssen in der Titanatmosphäre Temperaturen von weniger als minus 148 Grad Celsius herrschen.

"Dies ist gute 100 Grad Celsius kälter als unsere bisherigen Klimamodelle [für die gegenwärtige Jahreszeit] für die obere Titan-Atmosphäre vorhersagen", so Nick Teanby von der Universität Bristol. "Um zu überprüfen, ob wirklich solch niedrige Temperaturen vorherrschen, haben wir ein weiteres Spektrometer von Cassini, das Composite Infrared Spectrometer, eingesetzt." Dieses Instrument ermöglicht es den Wissenschaftlern, ein vertikales Temperaturprofil der Titanatmosphäre anzufertigen.

Unglücklicherweise wurden im Jahr 2012 keine entsprechenden Temperaturdaten direkt von dem Südpol-Wolkenwirbel angefertigt. Durch den Abgleich mit zu anderen Zeitpunkten angefertigten Temperaturprofilen konnten diese Werte jedoch rekonstruiert werden. Die so nachträglich gewonnenen Daten zeigten, dass sich die Atmosphäre des Titan über dessen Südpol in den letzten Jahren rapide abgekühlt hat. Die dabei erfolgte Temperaturentwicklung steht in Einklang mit den jetzt ermittelten Werten und zeigt eine Übereinstimmung mit den Temperaturen, welche zur Bildung der beobachteten Cyanwasserstoff-Eispartikel benötigt werden.

Die oberen Atmosphärenschichten im Bereich des Südpols des Titan kühlten sich demzufolge in weniger als einem Jahr um mehr als 50 Grad auf Temperaturen um die minus 150 Grad Celsius ab, so dass der Cyanwasserstoff zu Eiskristallen kondensieren konnte. Aufgrund des erst kurz zuvor erfolgten Überganges in den Herbst ergibt sich daraus die Vermutung, dass im Bereich der oberen Atmosphärenschichten des Titan ein äußerst wirkungsvollen Abkühlungseffekt erfolgt, bei dem Wärmestrahlung in das umgebende Weltall abgegeben wird. Dieser Prozess, so die an dieser Studie beteiligten Wissenschaftler, stellt eine Herausforderung für die derzeitigen Modelle der jahreszeitlichen Veränderungen in der Atmosphäre des Titan dar.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 1. Oktober 2014 unter dem Titel "HCN ice in Titan’s high-altitude southern polar cloud" in der Fachzeitschrift "Nature" publiziert.

Die nächste Möglichkeit für eine eingehendere Untersuchung des Titan bietet sich bereits am 24. Oktober 2014. An diesem Tag wird die Raumsonde Cassini den Titan um 04:41 MESZ im Rahmen eines gesteuerten Vorbeifluges erneut passieren und aus einer Überflughöhe von 1.013 Kilometern mit verschiedenen Instrumenten untersuchen (Raumfahrer.net berichtete).

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

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


» Saturnmond Hyperion ist elektrostatisch aufgeladen
18.10.2014 - Die Auswertungen der Daten der Raumsonde Cassini ergaben, dass diese am 26. September 2005 von einem Partikelstrahl aus hochenergetischen Elektronen getroffen wurde, welcher von dem Saturnmond Hyperion ausging. Verantwortlich für dieses Ereignis war eine elektrostatische Aufladung der Oberfläche dieses Saturnmondes.
Nach einer Flugdauer von fast sieben Jahren und einer bis dahin zurückgelegten Distanz von über drei Milliarden Kilometern trat die Raumsonde Cassini am 1. Juli 2004 in eine Umlaufbahn um den Saturn, dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems, ein. In den folgenden zehn Jahren hat die Raumsonde den Saturn bis zum heutigen Tag 210 mal umkreist. Neben der Atmosphäre des Planeten, dessen komplexen Magnetfeld und dem Ringsystem gilt das Interesse der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler auch der Untersuchung der 62 bisher bekannten Monde des Saturn.

Bei einem dieser Monde handelt es sich um den bereits am 16. September 1848 entdeckten Mond Hyperion. Mit Abmessungen von 360,2 x 266 x 205,4 Kilometern handelt es sich bei diesem Mond um einen für seine Größe auffällig unregelmäßig geformten Körper. Vermutlich handelt es sich bei diesem Mond um das Bruchstück eines größeren Ursprungskörpers, welcher in der Vergangenheit infolge einer ’kosmischen Katastrophe’ zerbrochen ist. Mit einem Wert von 0,544 Gramm pro Kubikzentimeter weist Hyperion eine geringe mittlere Dichte auf. Da dieser Mond überwiegend aus Wassereis mit einem geringen Anteil an Silikaten besteht deutet dieser Wert darauf hin, dass der innere Aufbau von Hyperion extrem porös ist und zu mindestens 40 Prozent aus Hohlräumen bestehen muss.

Untersuchungen der Raumsonde Cassini

Detaillierte Untersuchungen dieses Mondes erfolgten erstmals am 26. September 2005, als Cassini Hyperion im Rahmen eines Vorbeifluges in einer Entfernung von lediglich 520 Kilometern passierte und diesen Mond dabei mit mehreren der von der Raumsonde mitgeführten 12 wissenschaftlichen Instrumenten eingehender untersuchte. Die bei dieser Gelegenheit angefertigten Aufnahmen zeigten zum Beispiel, dass Hyperions Oberfläche vollständig mit einer Vielzahl an lediglich zwei bis zehn Kilometern durchmessenden und verhältnismäßig tiefen, allerdings noch sehr gut erhaltenen Kratern übersät ist, was diesem Mond das einzigartige Aussehen eines Schwammes verleiht. Der größte dieser Krater verfügt über einen Durchmesser von etwa 120 Kilometern und ist rund zehn Kilometer tief.

Dieses ungewöhnliche Aussehen - so die Ansicht der Wissenschaftler - könnte seinen Grund in der hohen Porosität des Mondes haben, denn bei der Erosion von Kratern auf atmosphärefreien Himmelskörpern spielt die Verschüttung unter dem bei späteren Einschlägen ausgeworfenem Material eine wichtige Rolle. Bei Einschlägen von Meteoriten und Asteroiden auf eine kompakte Oberfläche wird Material in die Höhe geschleudert, welches sich anschließend wieder in der Umgebung ablagert und umliegende, bereits zu früheren Zeitpunkten entstandene Impaktkrater überdeckt. Bei Einschlägen in poröses Material wird die Oberfläche jedoch lediglich ’zusammengedrückt’, aber nur in einem geringen Umfang als Ejektamaterial in die Umgebung ausgeworfen.

Durch Messungen mit verschiedenen Spektrometern konnte im September 2005 zudem die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Oberfläche von Hyperion ermittelt werden. Dabei stellte sich heraus, dass der größte Teil der Oberfläche dieses Mondes von einer Mischung aus Wassereis, Staub und gefrorenen Kohlendioxid überzogen ist. Viele Kraterböden sind zudem mit einer vermutlich bis zu mehrere Dutzend Meter dicken Schicht eines dunkelroten Materials bedeckt. Die Analysen führten zu dem Ergebnis, dass es sich hierbei um Kohlenwasserstoff-Verbindungen handelt.

Weitere Ergebnisse über den Mond Hyperion wurden erst kürzlich durch die erneute Auswertung dieser bereits älteren Datensätze gewonnen.

Elektrostatische Aufladung

Ebenfalls während des Vorbeifluges am 26. September 2005 konnte ein Elektronen-Massespektrometer (abgekürzt ELS) - eines der drei Einzelinstrumente, aus denen das Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) besteht - etwa sechs Minuten vor der dichtesten Annäherung an Hyperion in einer Entfernung von 2.233 Kilometern zu dessen Oberfläche kurzzeitig einen deutlich erhöhten Strom energiereicher Elektronen nachweisen, welcher die Raumsonde traf. Ein Magnetometer stellte dabei fest, dass sich dieser Elektronenstrom - ausgehend von der Oberfläche Hyperions - entlang der Feldlinien des Saturn-Magnetfeldes bewegte. Zur gleichen Zeit registrierte ein drittes Instrument - das Radio and Plasma Wave Instrument (RPWS) - intensive Plasmawellen-Schwankungen, welche durch den Elektronenstrahl ausgelöst wurden. Ein weiteres Instrument - das Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) - ermittelte dagegen die Absorption von weiteren geladenen Teilchen durch Hyperion.

Eine Erklärung für dieses Phänome lieferte jetzt ein von Tom Nordheim vom Mullard Space Science Laboratory (MSSL) des University College London geleitetes Wissenschaftler-Team. Der Schlüssel für das Verständnis der beobachteten Vorgänge liegt demzufolge in der Umlaufbahn des Mondes um den Saturn und dessen dabei erfolgende Interaktion mit dem Saturn-Magnetfeld.

Der Mond Hyperion umkreist den Saturn auf einer exzentrischen Bahn in Entfernungen zwischen 1,438 bis 1,489 Millionen Kilometern innerhalb von 21 Tagen, sechs Stunden und 43 Minuten. Diese elliptische Umlaufbahn hat zur Folge, dass dieser Mond zeitweise die Magnetosphäre des Saturn durchquert und zu diesen Zeitpunkten einem fortlaufenden Bombardement aus den dort ’gefangenen’ geladenen Partikeln ausgesetzt ist. Sobald die Bahn dieses Mondes jedoch außerhalb der Magnetosphäre verläuft - die genauen Zeitpunkte sind abhängig von der Orbitalposition Hyperions und der Expansion beziehungsweise Kontraktion des Saturn-Magnetfeldes - erreichen dagegen Partikel der kosmischen Strahlung und dem von dem Zentralgestirn unseres Sonnensystems ausgehenden Sonnenwind die Oberfläche von Hyperion.

Das permanente Auftreffen dieser aus drei Quellen stammenden hochenergetischen Partikel ist dafür verantwortlich, dass die Oberfläche dieses Mondes elektrostatisch aufgeladenen wird.

Die Analyse der CAPS-ELS-Daten führte das Team um Tom Nordheim zu dem Schluss, dass zum Zeitpunkt des beobachteten Ereignisses auf der Oberfläche von Hyperion - relativ zu Cassini - ein starkes negatives Oberflächenpotential von minus 200 Volt vorherrschte. Als die Raumsonde Cassini am 26. September 2005 zufälligerweise auf der exakt für diese Messungen notwendigen Flugbahn an Hyperion vorbeiflog, entstand kurzzeitig eine magnetische Verbindung zwischen beiden Körpern. Dabei wurden geladene Teilchen von Hyperion zu der Raumsonde geleitet, wo diese dann von den Messinstrumenten erfasst wurden.

"Die große Potentialdifferenz zwischen der Mondoberfläche und der Raumsonde führte dazu, dass sich ein Strom von Elektronen in Richtung Cassini in Bewegung setzte", so Tom Nordheim. "Es war geradezu so, als ob Cassini von Hyperion einen 200-Volt-Stromschlag erhielt - und das obwohl sich die Raumsonde zu diesem Zeitpunkt mehr als 2.000 Kilometer von diesem Mond entfernt befand." Die Wissenschaftler vergleichen diesen Effekt mit der auf der Oberfläche eines aufgeblasenen Luftballons aufgebauten elektrostatischen Ladung, wenn dieser an Haaren oder einem Pullover gerieben wird.

Auf ähnliche Weise können auch im Weltraum befindliche Himmelskörper elektrostatisch aufgeladen werden, sobald diese dem von der Sonne ausgehenden UV-Licht oder auf sie einströmenden geladenen Partikeln ausgesetzt sind. Ein prominentes Beispiel hierfür ist der Mond der Erde.

Im Gegensatz zu unserem Heimatplaneten verfügt der Mond nicht über ein globales Magnetfeld, welches ihn vor der Strahlung des Weltalls schützt. Dadurch bedingt interagieren freie Elektronen im Sonnenwind mit dem auf der Mondoberfläche abgelagerten Mondstaub und laden diese Staubkörner dadurch auf. Im Rahmen der Apollo-Missionen stellte sich der Mondstaub dann auch als ziemlich lästig dar. Aufgrund seiner elektrostatischen Aufladung setzte er sich an Raumanzügen, Ausrüstung und Instrumenten fest. Die scharfkantigen Staubkörnchen drangen auch durch kleinste Öffnungen, zerkratzten die Visiere der Raumanzüge, verstopften Leitungen, schwärzten Oberflächen und machten Instrumentenanzeigen unlesbar.

Verschiedene Berechnungen und theoretische Modelle, welche sich auf den Asteroiden (433) Eros und einigen der größeren Saturnmonde bezogen, haben in der Vergangenheit zwar darauf hingedeutet, aber wissenschaftlich belastbare Belege für vergleichbare statische Aufladung auf anderen Objekten im Sonnensystem konnten bislang nicht gefunden werden. Die Analyse der Daten der Raumsonde Cassini zeigt jetzt allerdings, dass sich derartige Vorgänge offenbar tatsächlich selbst auf kleinen Himmelskörpern wie dem Mond Hyperion ereignen können. Die war selbst für die beteiligten Wissenschaftler überraschend, da dieser Mond aufgrund seiner geringen Größe und Masse bisher als ein ’primitives’, inaktives Objekt galt, welches eigentlich nicht in der Lage sein sollte, mit der Magnetosphäre des Saturn auf eine derart stark ausgeprägte Weise zu interagieren.

Vorsicht bei zukünftigen Missionen!

Glücklicherweise hatte der am 26. September 2005 erfolgte Vorfall keine Schäden an der Raumsonde Cassini verursacht. Trotzdem, so die an der Studie beteiligten Wissenschaftler, sollten zukünftige Raummissionen gewappnet sein. Zu diesem Zweck müssten die dabei zu verwendenden Hardware-Komponenten mit einem entsprechenden Schutz ausgestattet werden.

"Derartige Aufladungen der Oberfläche eines Himmelskörpers sind gegenwärtig noch nicht gut verstanden. Sie wurden zwar bereits auf dem Mond der Erde beobachtet - im Saturnsystem bietet sich uns jedoch die Möglichkeit, diese Phänomene unter vielen unterschiedlichen Ausgangsbedingungen zu untersuchen", so Geraint Jones vom MSSL, einer der Mitarbeiter des Teams.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden von Tom Nordheim et al. unter dem Titel "Detection of a strongly negative surface potential at Saturn’s moon Hyperion" am 16. Oktober 2014 in der Fachzeitschrift "Geophysical Research Letters" publiziert.

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

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



 

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"InSpace" Magazin #527
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
19. Oktober 2014
Auflage: 5096 Exemplare


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