InSpace Magazin #542 vom 15. Juni 2015

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #542
ISSN 1684-7407


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Intro von Axel Orth

Liebe Leserinnen und Leser,

die beste Nachricht seit 7 Monaten: Rosettas Kometenlander Philae ist erwacht! Letztlich ist es doch so gekommen, wie die Ingenieure die ganze Zeit vermutet haben: Irgendwann "musste" die Sonneneinstrahlung auf den Kometen einfach reichen, um Philae genug Energie zu liefern, wieder mit Rosetta Kontakt aufzunehmen.

Erstmal müssen jetzt zahlreiche zwischengespeicherte Datensätze von Philae übertragen werden. Danach wird es sehr spannend: Wie und wo genau liegt Philae jetzt auf der Oberfläche? Es gibt nämlich Anzeichen, dass Philae sich seit der Landung im November bewegt hat (oder eher bewegt wurde). Wie kann man die Lage von Philae auf der Oberfläche verbessern, um längere Kontakte zu Rosetta zu ermöglichen? Welche Experimente kann man dann erneut betreiben, um weitere Erkenntnisse zu gewinnen? Wird man gar eines oder beide Oberflächen-Untersuchungsexperimente nochmal starten können?? Hat Philae eine Chance, das Perihel zu überstehen, also den Punkt der größten Annäherung an die Sonne? In diesem Inspace-Magazin gibt es erstmal nur eine News zum Thema des Jahres - aber seien Sie schonmal gespannt auf die nächste Ausgabe! (Natürlich können Sie auch gerne online auf Raumfahrer.net kommen und dort die aktuelle Entwicklung mitverfolgen, wenn Sie es gar nicht mehr aushalten können ;-) ).

Axel Orth

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Updates / Umfrage

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News

• Rosettas Komet ist jetzt auch bei Nacht aktiv «mehr» «online»
• Falcon 9 fliegt NASA-Nutzlasten «mehr» «online»
• Mission Rosetta - Die Suche nach Philae dauert an «mehr» «online»
• Botschaften der Menschheit «mehr» «online»
• Philae ist wieder wach! «mehr» «online»
• Ein entstehender planetarischer Nebel bei L2 Puppis «mehr» «online»


» Rosettas Komet ist jetzt auch bei Nacht aktiv
09.06.2015 - Während der vergangenen Monate konnten die an der Mission der Raumsonde Rosetta beteiligten Wissenschaftler eine kontinuierlich zunehmende Aktivität des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko beobachten. Mittlerweile werden dabei auch Fontänen aus Gas und Staub beobachtet, welche - bedingt durch die immer weiter steigenden Temperaturen auf der Kometenoberfläche - von der Nachtseite des Kometen in das umgebende Weltall entweichen.
Kometen bewegen sich auf stark elliptischen Umlaufbahnen um die Sonne. Den Großteil ihrer Existenz fristen diese Objekte dabei fernab des Zentralgestirns unseres Sonnensystems 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 einer Distanz von 750 Millionen Kilometern - nähert, setzt eine zunächst langsam ablaufende ’Verwandlung’ ein.

Aufgrund der jetzt immer weiter steigenden Temperaturen auf der Kometenoberfläche 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 pro Sekunde in das umgebende Weltall. Dabei reißen diese freigesetzten Gase regelrechte Fontänen aus Staubpartikeln 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.

Detaillierte Erkenntnisse über die dabei ablaufenden Prozesse erhoffen sich die auf die Untersuchung von Kometen spezialisierten Wissenschaftler durch die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta, welche am 6. August 2014 den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als "67P" abgekürzt) erreichte.

Seitdem ’begleitet’ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten aus Entfernungen zwischen acht bis hin zu einigen hundert Kilometern. Ein besonderes Augenmerk richten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler dabei auch auf die Entwicklung der ’kometaren Aktivität’ von 67P.

Während der vergangenen Monate konnten die an der Rosetta-Mission beteiligten Wissenschaftler eine kontinuierlich zunehmende Aktivität von 67P beobachten. Obwohl es noch etwa zwei Monate dauern wird, bis der Komet auf seiner Umlaufbahn am 13. August 2015 in einer Entfernung von etwa 186 Millionen Kilometern zur Sonne das Perihel - den Punkt der dichtesten Annäherung an das Zentralgestirn unseres Sonnensystems - durchlaufen wird, ist der Komet bereits jetzt von einer deutlich erkennbaren Koma aus Gas und Staubpartikeln umgeben.

Die Ausgangsregionen der für den Materialtransport verantwortlichen Jets konnten bisher fast ausschließlich mit verschiedenen zu den jeweiligen Zeitpunkten von der Sonne beleuchteten Bereichen auf der ’Tagseite’ der Kometenoberfläche in Verbindung gebracht werden. Sobald diese Bereiche infolge der Rotation des Kometen nicht mehr von dem Sonnenlicht erreicht wurden, kamen auch die von dort ausgehenden Gas- und Staubjets innerhalb weniger Minuten vollständig zum Erliegen und ’erwachten’ erst nach dem erneuten Sonnenaufgang wieder zu neuem Leben. Diese Situation hat sich mittlerweile jedoch grundlegend geändert.

Bereits am 25. April 2015 bildete die OSIRIS-Kamera - die unter der Leitung von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelte und betriebene Hauptkamera an Bord von Rosetta - die auf dem "Kopf" des Kometen gelegene Region "Ma’at" ab. Auf diesen Aufnahmen, welche etwa 30 Minuten nach dem dortigen Sonnenuntergang entstanden, sind deutlich mehrere klar unterscheidbare Staubfontänen erkennbar, welche in das umgebende Weltall entweichen.

"Staubfontänen, die auch nach Sonnenuntergang weiter bestehen, beobachten wir erst seit Kurzem", so Dr. Holger Sierks vom MPS, der wissenschaftliche Leiter des OSIRIS-Teams. Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler sind der Meinung, dass dieses neu beobachtete Phänomen einer jetzt auch ’nächtlichen Aktivität’ durch die zunehmende Erwärmung der Kometenoberfläche infolge der erhöhten Sonneneinstrahlung hervorgerufen wird.

"Derzeit nähert sich 67P rasch seinem sonnennächsten Punkt, den er bereits Mitte August erreicht", so Dr. Sierks weiter. Zum Zeitpunkt der Aufnahme war der Komet 67P lediglich noch etwa 270 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. "Die Sonneneinstrahlung wird [bedingt durch die zunehmende Annäherung an die Sonne] immer intensiver und die beleuchtete Oberfläche immer wärmer."

Erste Modellrechnungen deuten darauf hin, dass der Komet diese Wärme für einige Zeit unter seiner Oberfläche speichern kann, wodurch bedingt auch während der Nachtstunden weitere zuvor gefrorene Gase sublimieren und entweichen können.

"Während der oberflächliche Staub nach Sonnenuntergang rasch abkühlt, bleiben tiefer liegende Schichten länger warm", so Xian Shi vom MPS, eine der am OSIRIS-Experiment beteiligten Wissenschaftlerinnen, welche das Phänomen der ’nächtlichen Fontänen’ untersuchte. In diesen tiefer gelegenen Schichten vermuten die Wissenschaftler auch den Vorrat an gefrorenen Gasen, aus dem die gegenwärtige Aktivität von 67P gespeist wird.

Bereits ältere Kometenmissionen wie die NASA-Raumsonde Stardust zu dem Kometen 81P/Wild 2 oder Deep Impact zu dem Kometen 9P/Tempel 1 hatten Hinweise auf Jets geliefert, welche von den jeweiligen "Nachtseiten" dieser Kometen ausgehen.

"Doch erst die hochaufgelösten Bilder von OSIRIS erlauben es uns nun, dieses Phänomen detailliert zu studieren", so Dr. Sierks.

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


» Falcon 9 fliegt NASA-Nutzlasten
10.06.2015 - Die NASA erteilt der Falcon 9-Trägerrakete des privaten US-Raumfahrtunternehmens SpaceX die zweithöchste Sicherheitsgenehmigung im Launch Services Program. Damit kann SpaceX nun fast alle NASA-Nutzlasten starten.
Das Launch Services Program (LSP) der NASA hat in seiner mehrmals jährlich erfolgenden Evaluierung der Falcon 9 von SpaceX die Zertifizierung für seine Kategorie 2 erteilt, wie Stephen Clark vom US-Raumfahrtportal SpaceFlightNow.com berichtet. Damit können mit dieser Trägerrakete nun alle Nutzlasten gestartet werden, die von der NASA als Medium-Risc klassifiziert werden. Dies umfasst ausschließlich unbemannte Starts, darunter auch interplanetare Forschungsmissionen und die meisten der NASA-Erdbeobachtungssatelliten, wie NASA-Sprecher George Diller erklärte.

Die höchste Sicherheitsklassifikation ist den großen, meist multimilliarden Dollar schweren Flaggschiffmissionen vorbehalten. Diese erhielt unter anderem die Delta II, de Atlas V und die Pegasus XL-Rakete.

SpaceX und NASA begannen das Zertifizierungsprogramm für die Falcon 9 bereits im Jahre 2012, damals erhielt SpaceX den Zuschlag zum Start von Jason 3, einer Gemeinschaftsmission der französischen Raumfahrtagentur CNES und der USA zur Erd- und Ozeanbeobachtung, der für SpaceX mit einem Plus von rund 82 Millionen Dollar zu Buche schlägt. Jason 3 erhielt einen Starttermin für den 22. Juli 2015 von der kalifornischen Vandenberg Air Force Base (VAFB).

Die zweistufige Falcon 9 wird den 509,84 kg schweren Satelliten in einen 1.335 km hohen Orbit befördern, wo er Messungen zur weltweiten Wellen- und Meereshöhe durchführen und weitere Kenndaten der Ozeanographie und Klimaforschung beobachten wird.

Der Transport von Jason 3, der von Thales Alenia Space in Frankreich gebaut wurde, zur Startanlage in Vandenberg ist für Juni geplant, die Komponenten der Falcon 9 befinden sich bereits an der Central California launch facility.

Der Start von Jason 3 wird Falcons zweiter Start von Vandenberg, von wo zumeist Satelliten in polare Orbits geschossen werden. SpaceX´ erster Flug mit einer Falcon 9 erfolgte am 29. September 2013.

Bekanntermaßen führte SpaceX als NASA-Vertragspartner mit der Falcon 9 bereits wiederholt Versorgungsflüge zur ISS durch, ohne die erste jetzt erfolgte Kategorie 2-Einstufung des LSP zu besitzen. Dies ermöglichte die NASA unter Verweis auf das CRS-Programm (Commercial Resupply Services), in dessen Rahmen die Versorgung der ISS durch private Raumfahrtunternehmen geregelt ist und umging auf diese Weise die regulär notwendige Zertifizierung.

Für 2017 plant SpaceX den Start des Planetenjägers Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) von Cape Canaveral.


(Autor: Roman van Genabith - Quelle: NASA, Spaceflight Now, SpaceX)


» Mission Rosetta - Die Suche nach Philae dauert an
12.06.2015 - Seit dem November 2014 wird auf der Oberfläche von 67P/Tschurjumow-Gerassimenko nach dem exakten Standort des Kometenlanders Philae gesucht. Jetzt konnte die Position der Landeellipse eingegrenzt werden. In deren unmittelbaren Umgebung befinden sich gleich mehrere Strukturen, bei denen es sich um den gesuchten Lander handeln könnte. Mangels genauerer Daten dauert die Suche somit auch weiterhin an.
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-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als "67P" abgekürzt). Seitdem ’begleitet’ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten aus Entfernungen zwischen acht bis hin zu mehreren hundert Kilometern.

Bereits am 12. November 2014 wurde dabei einer der Höhepunkte dieser überaus ambitionierten und erfolgreichen Mission zur Erforschung unseres Sonnensystems erreicht: An diesem Tag wurde der von der Raumsonde mitgeführte Kometenlander Philae von Rosetta abgetrennt (Raumfahrer.net berichtete live aus den Raumsondenkontrollzentren in Darmstadt und Köln), welcher um 16:35 MEZ im Bereich der ursprünglich vorgesehenen Landestelle "Agilkia" (ehemals als "Landeplatz J" benannt) die Oberfläche des Kometen 67P erreichte. Allerdings prallte Philae bei dieser Landung von der Oberfläche ab. Es folgte ein etwa zweistündiger Schwebeflug, bevor die Landeeinheit nach zwei weiteren Kontakten mit der Kometenoberfläche an ihrem jetzigen Standort im Bereich der finalen Landestelle "Abydos" niederging.

An diesem finalen Standort bot sich für den bei seiner Energieversorgung auf die Sonnenenergie angewiesenen Lander aufgrund der dort gegebenen schlechten Beleuchtungsverhältnisse - die Sonne erreichte Philae an diesem Standort pro ’Kometentag’ für lediglich etwas mehr als eine Stunde - keine Möglichkeit, die Energiereserven in einem ausreichenden Umfang zu erneuern. Trotzdem konnte der Lander - mit der Energie aus einer auf eine Einsatzdauer von etwa 60 Stunden ausgelegten Batterie versorgt - in den folgenden 56 Stunden eine Vielzahl an Messungen durchführen. Die dabei gesammelten Daten der zehn Instrumente des Landers wurden regelmäßig bei jedem sich öffnenden Kommunikationsfenster an die Erde übertragen, bevor die Energiereserven am 15. November 2014 so weit erschöpft waren, dass sich Philae an diesem Tag um 01:36 MEZ in einen ’Schlafmodus’ versetzte.

Seitdem sind die an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler neben der Auswertung der zwischenzeitlich gesammelten Daten damit beschäftigt, den Ablauf der Landung zu rekonstruieren und auch den exakten Ort, an dem Philae letztendlich im Bereich der Region "Abydos" zum Stillstand kam, zu identifizieren. Dabei greifen die Kometenforscher auf eine Vielzahl von Informationen wie zum Beispiel Aufnahmen der verschiedenen Kamerasysteme, Messungen des Magnetfeldes und Untersuchungen mit Radiowellen zurück.

Landung in mehreren Etappen

Sowohl die Navigationskamera von Rosetta als auch die OSIRIS-Kamera - die unter der Leitung von Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelte und betriebene Hauptkamera an Bord des Kometenorbiters - konnten die erste Landestelle eindeutig identifizieren. Zusätzlich lieferte die ROLIS-Kamera von Philae, die während dieser ersten Landung wie für dieses Manöver vorgesehen senkrecht nach unten blickte, aus einer Entfernung von lediglich neun Metern hochaufgelöste Aufnahmen von dieser Stelle.

Nach dem Abprallen von "Agilkia" konnte der jetzt weiterfliegende Lander zudem in weiteren Aufnahmen, welche ebenfalls sowohl von der Navigationskamera als auch von der OSIRIS-Kamera angefertigt wurden, ausgemacht werden. Eine weitere Aufnahme von OSIRIS, welche einige Zeit später entstand, zeigt einen hellen Fleck über dem Horizont der großen "Hatmehit"-Vertiefung auf dem ’Kopf’ des Kometen. Hierbei, so die Wissenschaftler, handelt es sich aller Wahrscheinlichkeit nach ebenfalls um Philae.

Die Messdaten des ROMAP-Instruments an Bord von Philae, mit denen primär das Magnetfeld von 67P untersucht werden sollte, liefern weitere Einzelheiten, welche auch präzise Zeitangaben zu dem weiteren Verlauf des Schwebefluges beinhalten (Raumfahrer.net berichtete). So halten es die Wissenschaftler aufgrund dieser Daten für wahrscheinlich, dass der Lander um 17:20 MEZ zunächst eine Oberflächenstruktur streifte und dadurch bedingt ins Schlingern geriet. Zu einem dritten Bodenkontakt kam es um 18:25 MEZ. Hierauf folgte ein weiterer, allerdings deutlich kürzerer ’Hüpfer’, welcher nur sieben Minuten andauerte. Um 18:32 setzte Philae schließlich an seinem jetzigen Standort im Bereich der Landestelle "Abydos" auf. Insgesamt dürfte sich Philae im Rahmen dieses ungeplanten Weiterfluges mehr als einen Kilometer von dem Ort des ersten Bodenkontakts entfernt haben.

Aber wo genau befindet sich Philae jetzt?

Aufnahmen, welche die Lander-Kamerasysteme ROLIS und CIVA während der jetzt folgenden fast 60-stündigen wissenschaftlichen Messungen anfertigten, ermöglichten den beteiligten Wissenschaftlern einen ersten Einblick in diese finale Landestelle. Philae befindet sich demzufolge in einem sehr rauem Terrain. Der Lander ist möglicherweise gegen eine Klippe gekippt und befindet sich definitiv während der meisten Zeit der 12,4 Stunden andauernden Rotationsperiode des Kometen um seine Achse weitestgehend im Schatten.

In den Tagen und Wochen nach der Landung bemühte sich das von Dr. Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen geleitete OSIRIS-Team, Philae in den inzwischen neu angefertigten Aufnahmen der vermuteten Landeregion aufzuspüren. Dies erwies sich jedoch als eine äußerst komplizierte Aufgabe, welche sowohl durch das zerklüftete Terrain und die schlechten Beleuchtungsverhältnisse, aber auch durch die geringen Abmessungen der Landeeinheit und durch die relativ großen Entfernung zwischen Rosetta und der Kometenoberfläche erheblich erschwert wurde.

Die am höchsten aufgelösten Aufnahmen dieser Landeregion, welche nach dem 12. November 2014 angefertigt wurden, stammen von Mitte Dezember 2014. Zu dieser Zeit bewegte sich der Orbiter in einer Entfernung von etwa 18 Kilometern zu 67P. Bei dieser Distanz bietet die Telekamera des OSIRIS-Komplexes eine Auflösung von 34 Zentimetern pro Pixel. Der Lander Philae verfügt dagegen über eine Abmessung von lediglich 1 x 1 x 1 Metern. Und auch die drei Beine des Landergestells erstrecken sich - ausgehend vom Mittelpunkt der Unterseite des Landers - über jeweils nur 1,4 Meter. Unter der Berücksichtigung der Abmessungen des Landers, seiner Reflektivität und dessen berechnete Orientierung auf der Oberfläche sowie dem Auflösungsvermögen der Kameraoptik dürfte Philae in diesen OSIRIS-Aufnahmen eine Fläche von lediglich einigen wenigen Pixeln überdecken.

In den entsprechenden Aufnahmen von der ’Kopf’-Region des Kometen 67P konnte das OSIRIS-Team trotz dieser komplizierten Voraussetzungen dennoch einige potentielle Kandidaten entdecken. Hierbei handelt es sich um verschiedene helle Flecken, welche jeweils nur wenige Pixel einnahmen. Dabei war - und ist immer noch - allerdings unklar, ob einer dieser Flecken - und wenn ja welcher - wirklich den gesuchten Lander darstellt, denn derartige helle Flecken treten auf der Oberfläche des Kometenkerns relativ häufig auf und viele dieser Strukturen sind dabei nicht von Dauer. So können etwa kleinere Strukturen des Kometenkerns unter günstigen Belichtungsbedingungen kurzzeitig ’aufblitzen’. Zu späteren Zeitpunkten sind diese dann jedoch nicht mehr erkennbar.

Um dieses Problem zu lösen analysierten mehrere Wissenschaftler unter der Leitung des OSIRIS-Team-Mitarbeiters Phillipe Lamy vom Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM) und vom Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) in Frankreich verschiedene Aufnahmen der gleichen Regionen, welche vor und nach der Landung unter vergleichbaren Beleuchtungsverhältnissen aufgenommen wurden. Dadurch verringerte sich die Gefahr, bei der Suche nach Philae durch das flüchtige Aufblitzen von Oberflächenstrukturen in die Irre geführt zu werden. Die Wissenschaftler suchten auf diese Weise eine weite Region ab, welche auch die erwartete Landestelle einschloss, und identifizierten tatsächlich einen vielversprechenden Kandidaten. Die betreffende Struktur ist in zwei am 12. und 13. Dezember 2014 angefertigten Aufnahmen zu sehen, nicht aber auf einer vorherigen Aufnahme vom 22. Oktober 2014.

"Obwohl die ’Vorher’- und ’Nachher’-Bilder mit verschiedenen räumlichen Auflösungen aufgenommen wurden, stimmen verschiedene topographische Details gut überein - bis auf einen hellen Fleck. Diesen schlagen wir als einen vielversprechenden Kandidaten für Philae vor", so Phillipe Lamy. "Der Fleck zeigt sich in zwei verschiedenen Aufnahmen von Dezember 2014. Es kann sich folglich nicht um einen Detektorfehler oder um ein Staubkorn [aus der Koma des Kometen] handeln."

Allerdings lässt sich nicht mit Sicherheit sagen, ob diese Vermutung tatsächlich zutrifft. Wegen der vergleichsweise langen Zeitspanne, welche zwischen den ’Vorher’- und den ’Nachher’-Aufnahmen verstrichen ist, könnte dieses Objekt auch auf eine rein physikalisch bedingte Veränderung direkt auf der Kometenoberfläche - etwa die zwischenzeitlich erfolgte Freilegung von ’frischem’ Material - zurückzuführen sein. Die geringe Sonneneinstrahlung an dieser Stelle macht derartige Veränderungen zwar unwahrscheinlich, jedoch keineswegs unmöglich.

Die Landezone ist zumindestens eingegrenzt

Glücklicherweise stehen den Wissenschaftlern jedoch noch weitere Informationen zur Verfügung. Aus den Aufnahmen der OSIRIS-Kamera konnte die Flugbahn ermittelt werden, auf der Philae die erste Landestelle verließ. Radiosignale, welche das CONSERT-Experiment nach der Landung zwischen Rosetta und Philae austauschte, schränken die Möglichkeiten für Philaes endgültigen Standort weiter ein. Aus den Messungen der Signallaufzeiten zwischen Rosetta und Philae, der exakt bekannten Flugbahn von Rosetta und dem derzeit genauesten zur Verfügung stehenden Modell der äußeren Gestalt des Kometen konnte das CONSERT-Team durch zahlreiche Computersimulationen den endgültigen Standort auf eine Ellipse eingrenzen. Diese befindet sich direkt am Rand des "Hatmehit"-Beckens und verfügt über eine Ausdehnung von etwa 16 x 160 Metern.

"Wir haben mehrere mögliche Lander-Kandidaten in den OSIRIS-Aufnahmen identifiziert, sowohl grob in der Region, die CONSERT vorgibt, als auch in der Umgebung", so Dr. Holger Sierks. "Während unserer Suche im Dezember lag ein Winkel von 90 Grad zwischen Rosetta und der Verbindungslinie zwischen Sonne und Komet. Rosetta flog somit entlang der Tag-Nacht-Grenze. Es ist daher möglich, dass Philaes Solarpaneele zwar beleuchtet, wegen des rauen Terrains aus Rosettas Perspektive jedoch nicht zu sehen waren. Dadurch sind sie schwierig, wenn nicht gar unmöglich zu finden."

Die CONSERT-Ellipse schließt die Mehrheit der zuvor beobachteten Kandidaten mit einer großen Wahrscheinlichkeit aus. Allerdings gibt es mindestens einen verbliebenen Kandidaten in der unmittelbaren Nähe dieser Ellipse - hierbei handelt es sich tatsächlich um den bereits von Phillipe Lamy und dessen Team vorgeschlagenen Kandidaten - sowie weitere Objekte in der näheren Umgebung, welche ebenfalls immer noch in Frage kommen.

Für eine gewisse Unsicherheit sorgt dabei die Tatsache, dass sich alle verbliebenen Kandidaten etwas außerhalb der vorhergesagten Landeellipse befinden. Allerdings hängt die genaue Lage der Ellipse letztendlich entscheidend von der genauen Form des Kometen ab. Das entsprechende Modell wird von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern fortwährend verfeinert. Kleinere Korrekturen bezüglich der exakten Lage und Ausrichtung der Ellipse sind deshalb durchaus noch möglich.

Letztendlich werden höher aufgelöste Aufnahmen - und somit auch weitere nahe Vorbeiflüge an der Oberfläche des Kometen - nötig sein, um den Kometenlander Philae zweifelsfrei aufzuspüren. Wegen der in den letzten Monaten immer weiter zunehmenden Aktivität von 67P dürfte dies jedoch zumindestens in der näheren Zukunft erst einmal nicht möglich sein (Raumfahrer.net berichtete). Derzeit bewegt sich Rosetta auf einer Bahn, welche in einem Abstand von mehr als 200 Kilometern zu der Oberfläche des Kometen verläuft. Im weiteren Verlauf der Mission sollte die Raumsonde jedoch spätestens gegen Ende des Jahres 2015 wieder in der Lage sein, sich auch ohne größere Gefahren wieder näher an den Kometenkern heran zu bewegen und weitere Detailaufnahmen zu erstellen.

Eine weitere Horchkampagne

Zu der endgültigen Klärung der Frage über seinen Standort könnte jedoch bereits in den kommenden Tagen und Wochen der Lander selbst beitragen. Bedingt durch die zunehmende Annäherung des Kometen 67P an die Sonne verbessern sich im Bereich des jetzigen Standortes von Philae die dort gegebenen Beleuchtungs- und Temperaturbedingungen immer weiter. Hierdurch bedingt könnte in Zukunft wieder ausreichend Sonnenlicht zur Verfügung stehen, damit der Lander Philae aus seinem derzeitigen ’Winterschlaf’ erwacht und sich reaktiviert. Das CONSERT-Experiment könnte dann weitere Messungen durchführen und die bisherigen Unsicherheiten bezüglich des Aufenthaltsortes von Philae deutlich verringern.

Eine weitere entsprechende Horchkampagne nach einem ’Lebenszeichen’ von dem Lander begann bereits am 30. Mai 2015. Raumfahrer.net berichtete über die damit verbundenen Aktivitäten sowie über die Bedingungen, welche für eine erneute Aktivierung des Landers erfüllt sein müssen.

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


» Botschaften der Menschheit
13.06.2015 - Die Initiative "One Earth Message" möchte die Plutosonde New Horizons als Botschafter für Bild und Ton von der Erde nutzen, wenn die Sonde ihre Wissenschaftsmission beendet hat. Für die Projektväter ist ihre Idee mehr als lediglich eine weitere "Golden Record".
Mit den beiden 1977 gestarteten legendären Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 gelangten erstmals Botschaften, die von der Menschheit berichteten, ins All. Die „Golden Records“ , Datenscheiben mit einer optimistisch geschätzten Haltbarkeit von 500 Millionen Jahren, zusammengestellt von einem Wissenschaftlerteam unter der Leitung des US-Astrophysikers und Exobiologen Carl Edward Sagan, beinhalteten einige Basisinformationen über das Leben auf der Erde und ihre Position in der Galaxis und sollten Zeugnis von de Menschheit ablegen, auch lange nach dem Ende ihrer Existenz.

Abgesehen von verschiedenen kritischen Positionen, die unter anderem eine verzerrte Darstellung der Menschheit konstatierten, bleibt die Idee einer Botschaft an Außerirdische mehr eine kühne Fiktion. Das zeigt sich auch an der Tatsache, dass die Science-Fiction-Schriftststeller Isaac Asimov, Arthur C. Clarke sowie Robert A. Heinlein als externe Berater in das Projektteam geholt wurden.

In jedem Fall aber muss eine Botschaft an hypothetische Außerirdische von extrem langer Haltbarkeit sein, was nur zu deutlich wird, betrachtet man die Zeitspanne, die Voyager 1 benötigt hat, um überhaupt bis an die Grenzen unseres Sonnensystems vorzustoßen, Raumfahrer.net berichtete.

Generell scheint der Ansatz zur Nutzung analog kodierter Datenträger plausibel, wenn die Absicht verfolgt wird, lange haltbare Botschaften durch das Vakuum zu transportieren. So gesehen wirkt die Idee von Golden-Record-Chefdesigner Jon Lomberg auf den ersten Blick mehr als infantile Spielerei mit einer Raumsonde am Ende ihrer Dienstzeit, doch die Fragestellung hinter der Initiative "One Earth Message" geht tiefer.

Grüße von der Erde
Am 14. Juli 2015 passiert New Horizons Pluto. Der Vorbeiflug wird der Höhepunkt der langen Reise, bevor die Sonde auf ihrem weiteren Flug noch einen Blick auf ein Kuiper Belt Object (KBO) werfen soll, Raumfahrer.net berichtete.

Nachdem Ende der wissenschaftlichen Aktivitäten könnte die Sonde zum Botschafter werden. 150 MB beträgt die Größe des Datenpakets, das die Initiatoren von "One Earth Message" an New Horizons übertragen möchten, portioniert in 100 Fotos und etwa eine Stunde Ton. Videos sind nicht darunter, sie würden zu viel Speicherplatz schlucken. „Wir schreiben einen Haiku, keinen Roman,“ verdeutlicht Lomberg.

Die digitale Speicherung an Bord der Sonde kann mangels entsprechender Datenträger nur im Massenspeicher des Bordrechners erfolgen, was eine dramatisch verkürzte Haltbarkeit der Botschaften im Vergleich zu den recht langlebigen Platten der Voyagersonden impliziert.

Im nicht flüchtigen Speicher der Sonde abgelegt übersteht das Datenpaket zwar das endgültige Herunterfahren des Bordrechners, wenn die solarstrombetriebene Sonde keine Energie mehr bekommt, doch dürfte der Massenspeicher an Bord im Gewitter solarer und später kosmischer Strahlung die Ewigkeit zu etwaigen fernen Sternen fraglos nicht überstehen. Das aber betrübt Lomberg und seine Mitstreiter nicht, für sie ist das Vorhaben nicht nur auf hypothetische Außerirdische weit draußen im Raum gerichtet, sondern ebenso sehr eine soziologische Fragestellung an den "Inner Space".

„Dies ist nicht bloß ein Fotowettbewerb,“ so Lomberg im Gespräch mit dem US-Raumfahrtportal Space.com. „Es ist eine Methode, um herauszufinden, was Menschen mitteilen wollen. Wir werden nie erfahren, ob ein mögliches außerirdisches Volk unsere Botschaften empfängt, aber wir wissen, was es für die Menschen, die sich daran beteiligt haben, bedeutet sie auszusenden.“ Mit der Behauptung, das erste durch die Allgemeinheit komponierte Datenkonvolut zu versenden, liegt Lomberg indes nur halb richtig.

Bereits im Jahre 2008 erfolgte eine Transmission in Richtung des Exoplaneten Gliese 581 C, einer Supererde mit etwa fünffachem Erddurchmesser im Orbit des Roten Zwergs Gliese 581, im Sternbild Waage gelegen und etwa 20,4 Lichtjahre von der Erde entfernt. Erste Einschätzungen schienen auf einen Orbit innerhalb der Habitablen Zone hinzudeuten.

Die "A Message from Earth-Initiative" brachte über die ukrainische AT-70 RADAR- und Radioteleskopanordnung eine digitale Zeitkapsel mit 501 Botschaften auf den Weg, über die zuvor von Besuchern eines Social-Media-Profils der Initiatoren abgestimmt wurde.

In der digitalen Speicherung sieht Lomberg auch Vorteile. „So sind wir deutlich flexibler,“ führt er aus. „Wir können etwa die Inhalte modifizieren oder ergänzen, so lange New Horizons in Reichweite ist. So könnte zum Beispiel eine Weltkarte übertragen werden, auf der die Fotos und Töne geografisch getaggt wurden.“

Nicht nur die Inhalte stammen von Menschen aus der ganzen Welt, auch die Finanzierung. "One Earth Message" wird als Crowdfundingprojekt auf der Plattform "Fiat Physica" platziert, die speziell für das Funding wissenschaftlicher Projekte ins Leben gerufen wurde. Bis zum 9. Juni 2015 wurden allerdings erst rund 3%, 1.445 Dollar der benötigten 500.000 Dollar, zugesagt, die bis zum Plutovorbeiflug in gut einem Monat eingeworben werden sollen.

Die NASA erwägt das Projekt zuzulassen, ob es allerdings noch während der wissenschaftlichen Nutzung der Sonde zur Ausführung kommen wird, sofern das Spendenziel überhaupt erreicht wird, scheint indes fraglich.

Kontroverser Kontakt
Die Idee einer Botschaft an Außerirdische führte überdies zu einigen bemerkenswerten Reaktionen. Beim Jahrestreffen der "American Association for the Advancement of Science" in San Jose war die Frage über Sinn oder Unsinn einer METI-Initiative (Message to extraterrestrial intelligence) als aktives Gegenstück zum lange bekannten SETI-Ansatz Gegenstand lebhafter Debatten.

So hatte kurz zuvor der US-Physiker und SF-Autor David Brin mit einigen Mitstreitern eine Petition gegen METI-Aktivitäten verfasst. Brin verweist auf die möglicherweise fatalen Folgen einer erfolgreichen Kontaktaufnahme zu einer außerirdischen Zivilisation und vergleicht sie mit den Auswirkungen der Kolonisierung Lateinamerikas durch die Europäer.

Als Argument wird das in diesem Zusammenhang stets bemühte Bild einer Zivilisation herangezogen, die unserer Entwicklung um Millionen Jahre voraus ist und im Falle einer angenommen feindlichen Gesinnung zur tödlichen Gefahr für die Menschheit würde, nachdem sie durch irdische Funksignale auf diese aufmerksam wird.

Diese Position trifft sicher auf die Zustimmung des britischen Physikers Stephen Hawking, der schon vor Jahren warnte, eine außerirdische Zivilisation, die auf die Erde aufmerksam würde, hätte wahrscheinlich keine freundlichen Absichten. Nach Hawkings Vermutung handele es sich bei Besuchern aus dem All um Wesen, die die Rohstoffe ihrer eigenen Welt bereits total ausgebeutet haben und sich in der Folge an anderen Planeten bedienen, eine Sichtweise, deren simplifizierender Charakter durchaus an Plots von Filmen wie Independence Day erinnert.

Neben Wissenschaftsgrößen wie Hawking zählen John Rummel, ehemaliger Direktor der Abteilung für Planetare Verteidigung der NASA, und Elon Musk, Chef des privaten Raumfahrtkonzerns SpaceX zu den METI-Gegnern.

Der Umstand, dass auch eine millionenjahre-fortschrittlichere Kultur sich zunächst über einige grundlegende Gesetze der Physik hinwegsetzen müsste, um das Leben auf der Erde angreifen zu können, bleibt in dieser Argumentation unberücksichtigt.

Gibt man der Überlegung destruktiv orientierter Außerirdischer eine theoretische Chance, kämen höchstens Kontakte zu Planeten in relativer kosmischer Nähe als potenzielle Gefahrenquellen in Betracht. So wäre das Ziel der ukrainischen "A Message from Earth"-Initiative, der Exoplanet Gliese 581 C, ein theoretischer Kandidat für einen unfreundlichen Besuch. Im Jahre 2029 erreicht das Signal den Planeten, falls es sich nicht vorher zu sehr abschwächt.

Die rund 20 Lichtjahre Distanz zu Gliese 581 C verschaffen der Menschheit allerdings noch eine Gnadenfrist bis zu einem möglichen Konterschlag der Außerirdischen. Selbst wenn eine unmittelbare Reaktion erfolgte, verblieben noch deutlich mehr als die 20 Jahre einer angenommenen Reise mit Lichtgeschwindigkeit, nämlich mehrere Jahrhunderte oder wahrscheinlicher Jahrtausende.

Doch auch dieser wage Anlass einer Besorgnis besteht inzwischen nicht mehr. Neuere Prognosen über Kreisbahn und Klima von Gliese 581 C eines deutschen Wissenschaftlerteams deuten darauf hin, dass die durchschnittlichen Temperaturen aufgrund der geringen Entfernung des Planeten zum Zentralstern von einem Vierzehntel AE für erdähnliches Leben vermutlich deutlich zu hoch liegen.

Unter den 501 Botschaften im Signal von "A Message from Earth" finden sich neben persönlichen Motiven der Einsender vor allem Ansichten der Erde, herausragender Landmarken und von Menschen errichteter Bauwerke wie dem London Eye oder Edinburgh Castle, sowie Bilder von Personen der Zeitgeschichte wie Hillary Clinton oder Cheryl Cole.

„Ich weiß, dass viele dieser Botschaften eher naiven Charakters sind,“ erklärt Dr. Alexander Zaitsev, Initiator des Projekts. „Ich hoffe, wir erhalten durch dieses Vorhaben frische und kreative Perspektiven zu dieser Thematik. Mit diesem Vorsatz liegt er gar nicht weit von den Protagonisten hinter "One Earth Message" entfernt.

Letztendlich scheinen die meisten Initiativen, Botschaften zu den Sternen zu senden, weniger vom Wunsch nach dem Kontakt zu Außerirdischen, als viel mehr vom Streben nach einem besseren Verständnis von Wünschen und Sehnsüchten der Menschen getrieben.

METI auf YouTube:


(Autor: Roman van Genabith - Quelle: Fiat Physica, NASA, One Earth Message, Space.com)


» Philae ist wieder wach!
14.06.2015 - Am 13. Juni 2015 um 22.28 Uhr ist Philae nach mehreren Monaten wieder aufgewacht und hat bereits mehr als 300 Daten gesendet.
Am 12. November 2014 kam es gegen 17 Uhr mitteleuropäischer Zeit zu einem historischen Moment: Das erste Mal in der Geschichte der Menschheit landete ein von Menschen geschaffenes Objekt auf einem Kometen. Der Lander Philae war zuvor mehr als zehn Jahre lang an Bord der Raumsonde Rosetta durch das All zu dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko gefolgen. Doch bei der Landung konnte Philae sich nicht an dem Untergrund des Kometen festhalten: Der etwa kühlschrankgroße Lander sprang ab und hüpfte drei Mal über den Kometen hinweg. Der Platz, bei dem Philae letztendlich zur Ruhe kam, lag jedoch im Schatten, was zur Folge hatte, dass die Solarzellen keinen Strom erzeugen konnten. Deshalb musste der Lander mit dem gespeicherten Strom aus der Batterie auskommen. So konnten bereits ein paar wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt werden. Doch am 15. November 2014 um 1.15 Uhr war die Energie aufgebraucht: Der Lander schaltete sich ab.

Doch die beteiligten Wissenschaftler der europäischen Raumfahrtagentur ESA gaben die Hoffnung nicht auf: Sie hofften, dass der Lander wieder von der Sonne bestrahlt wird, während sich "sein" Komet immer näher unserem Zentralgstirn annähert. So kann wieder die nötige Energie erzeugt werden, um den Lander weiter zu betreiben. Seit dem 12. März wurde immer wieder die Kommunikationseinheit des Orbiters Rosetta aktiviert, um nach Signalen von Philae zu suchen. Doch es war alles andere als klar, ob der Lander überhaupt noch dazu in der Lage war: Immerhin musste er mehrere Monate in der eisigen Kälte ausharren. Auch hätte eine zu plötzliche Erwärmung schädlich für den Lander sein können. Die Hoffnungen der Wissenschaftler waren also sehr optimistisch.

Doch nun, am 14. Juni, konnte eine Sensation bekanntgegeben werden: Philae war am 13. Juni 2015 um 22.28 Uhr aufgewacht und hat bereits mehr als 300 Daten gesendet. Bei der Analyse der Daten zeigte sich, dass Philae schon länger wach war: „Wir haben auch historische Daten erhalten – bisher war dem Lander allerdings noch nicht gelungen, mit uns Kontakt aufzunehmen.“ Nun warten Wissenschaftler auf weitere Daten beim nächsten Kontakt. Angeblich sind noch weitere 8000 Datenpakete auf den Speichern vorhanden von denen sich Wissenschaftler weitere Daten erhoffen. 85 Sekunden hat der erste Kontakt gedauert. Der Lander ist momentan -35 °C kalt und verfügt über 35 Watt. Philae ist bereit für Untersuchungen.

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(Autor: Klaus Donath - Quelle: DLR, ESA)


» Ein entstehender planetarischer Nebel bei L2 Puppis
15.06.2015 - Aufnahmen des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte haben jetzt zum ersten Mal gezeigt, wie sich in der Umgebung eines sterbenden Stern ein schmetterlingsförmiger planetarischer Nebel bildet.
Bei einem planetarischen Nebel handelt es sich um eine Ansammlung von Gas, welches einen Stern, der sich in der letzten Phase seiner Entwicklung befindet, umgibt. Sobald ein Stern mit einer Masse von bis zu der achtfachen Sonnenmasse die Endphase seines Lebens erreicht stößt er seine äußeren Schichten ab und verliert dabei einen Großteil seiner ursprünglichen Masse. Das im Rahmen dieses Prozesses freigesetzte Gas verteilt sich anschließend in der Umgebung und bildet den besagte Nebel (Raumfahrer.net berichtete).

Jetzt ist es Astronomen erstmals gelungen zu beobachten, wie ein alternder Stern einen schmetterlingsförmigen planetarischen Nebel hervorbringt. Die letzten Lebensstadien von Sternen - und ganz besonders der Ursprung solcher bipolarer planetarischer Nebel mit ihrem komplexen, auch an eine Sanduhr erinnernden Erscheinungsbild - geben den Astronomen auch in der Gegenwart immer noch Rätsel auf.

Bei dem beobachteten Stern handelt es sich um den im südlichen Sternbild "Achterdeck des Schiffs" (lat. Name "Puppis") gelegenen halbregelmäßig veränderlichen Roten Riesenstern L2 Puppis. Mit einer Entfernung von lediglich etwa 200 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem ist dieser Stern einer der unserem Heimatplaneten am nächsten gelegenen Roten Riesen, von denen bekannt ist, dass sie sich am Beginn ihrer letzten Lebensphase befinden.

Eine verbesserte Abbildungstechnik

Für ihre Beobachtungen verwendete das von dem französischen Astronomen Pierre Kervella geleitete Team das erst im Mai 2014 in Betrieb genommene Instrument "Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch" (abgekürzt SPHERE) des Very Large Telescope (VLT) am Paranal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (kurz ESO) in den nordchilenischen Anden. Die SPHERE-Beobachtungen wurden mit der ZIMPOL-Kamera des Instruments im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts und unter der Verwendung einer extremen adaptiven Optik durchgeführt.

SPHERE/ZIMPOL verwendet die Technik der extremen adaptiven Optik für die Erzeugung von beugungsbegrenzten Abbildungen, mit denen die Auswirkungen der Luftunruhen in der Erdatmosphäre - das so genannte Seeing - begrenzt werden können. Die dabei erzielten Ergebnisse liegen wesentlich näher an dem theoretischen maximalen Auflösungsvermögen eines Teleskops als dies bei früheren Versionen der adaptiven Optik möglich war.

Die extreme adaptive Optik ermöglicht so auch den Nachweis und die genauere Untersuchung von lichtschwachen Objekten und Strukturen in der unmittelbaren Nachbarschaft heller Lichtquellen. Die Beobachtungen werden im Bereich des sichtbaren Lichts - also bei kürzeren Wellenlängen als dem bei früheren adaptiven Optiken meistens verwendeten nahinfraroten Licht - durchgeführt. Dies führt zu wesentlich schärferen Aufnahmen als bisher vom VLT geliefert werden konnten.

Die ZIMPOL-Kamera von SPHERE kann auf diese Weise Abbildungen erzeugen, welche drei Mal schärfer sind als die Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble. So zeigen die neuen Beobachtungen auch feinste Details in der Staubwolke um L2 Puppis. Sie bestätigen frühere Resultate, welche bereits mit dem NACO-Instrument des VLT gewonnen wurden und nahegelegt hatten, dass der den Stern L2 Puppis umgebende Staub in einer Scheibe angeordnet ist, welche wir von der Erde aus betrachtet beinahe genau von der Kante beobachten können.

Die aktuellen Beobachtungen erlauben jedoch eine viel genauere Untersuchung, und die im ZIMPOL-Modus gelieferten Informationen zur Polarisation des Lichts haben es den an dieser Untersuchung beteiligten Astronomen ermöglicht, ein dreidimensionales Modell der Staubstrukturen zu erstellen.

Für die Erstellung des dreidimensionalen Modells der Staubhülle wurden Daten von ZIMPOL und NACO sowie ein spezielles Modell der Scheibe aus dem Programm RADMC-3D verwendet, welches aus einem Parametersatz zur Beschreibung des Staubs eine Simulation des Strahlungstransports durch den Staub erstellt.

Die Astronomen haben durch dieses Modell herausgefunden, dass die Staubscheibe in einer Entfernung von etwa 900 Millionen Kilometern zu dem Stern L2 Puppis beginnt. Noch weiter nach außen hin dehnt sie sich dann aus und bildet eine symmetrische, trichterartige Struktur um den Stern.

Das Team entdeckte zudem eine zweite Lichtquelle, welche sich in einer Entfernung von lediglich etwa 300 Millionen Kilometern zu L2 Puppis befindet. Bei diesem Begleitstern handelt es sich vermutlich um einen zweiten Roten Riesen, welcher über eine mit L2 Puppis vergleichbare Masse verfügt, der sich aber noch in einem früheren Entwicklungsstadium befindet. Diese Kombination aus der großen Menge an Staub, welche den sterbenden Stern umgibt, und die Anwesenheit eines Begleitsterns bedeutet, dass die Astronomen hier genau die Art eines Sternsystems beobachten, bei der sie die Entstehung eines bipolaren planetarischen Nebels erwarten.

Zusätzlich zu der Staubhülle um L2 Puppis entdeckte das für diese Untersuchung zuständige Team zwei konische Strukturen, welche beide senkrecht aus der Scheibe hervortreten. Innerhalb dieser Strukturen wurden zudem zwei lange, leicht gekrümmte Materiewolken entdeckt. Anhand des Ursprungsortes von einer dieser Wolken konnte das Team schlussfolgern, dass es sich hierbei vermutlich um ein Resultat der Wechselwirkungen zwischen der Materie aus der Staubscheibe von L2 Puppis sowie dem Sternwind und Strahlungsdruck des Begleitsterns handelt. Die andere Wolke ist dagegen vermutlich das Ergebnis des Aufeinanderprallens der Winde der beiden Sterne oder aber das Produkt einer Akkretionsscheibe, welche den Begleitstern umgibt.

Wie entstehen bipolare planetarische Nebel?

Bezüglich der Entstehung bipolarer planetarischer Nebel werden derzeit zwei Theorien favorisiert, welche beide das Vorhandensein eines Doppelsternsystems voraussetzten, in dessen Umgebung sich größere Mengen an Gas und Staub befinden müssen. Die erste Theorie besagt dabei, dass dieser Staub, der von dem Sternwind des Hauptsterns erzeugt wird, durch den Strahlungsdruck und Sternwind des Begleitsterns auf einen ringförmigen Orbit gezwungen wird. Jeder weitere Massenverlust des Hauptsterns wird anschließend durch diese sich so bildende Scheibe quasi ’kanalisiert’ und tritt infolgedessen in zwei entgegengesetzten Säulen senkrecht zu der Scheibe aus.

Die zweite Theorie geht dagegen davon aus, dass der Großteil des von dem Hauptstern ausgeworfen Materials von dem Begleitstern ’angezogen’ wird und in dessen Umgebung den Grundstein für eine Akkretionsscheibe und daraus hervorgehende Materiejets bildet. Das im Rahmen dieses Prozesses nicht verbrauchte Material wird von den Winden des sterbenden Sterns weggedrückt und bildet eine Gas- und Staubwolke - genauso wie das auch bei einem Einzelsternsystem der Fall ist. Die sich bildenden Jets des Begleitsterns üben jedoch eine wesentlich größere Kraft aus als der Sternwind des Hauptsterns und formen so aus dem Staub das charakteristische Erscheinungsbild des bipolaren planetarischen Nebels.

Die Beobachtungen des Teams um Pierre Kervella legen nahe, dass im Fall von L2 Puppis wahrscheinlich beide der vorgeschlagenen Prozesse eine Rolle spielen. Von daher ist es sehr wahrscheinlich, dass dieses Sternsystem in der Zukunft einen ’kosmischen Schmetterling’ hervorbringen wird.

"Da der Begleitstern nur wenige Jahre für einen Umlauf benötigt, erwarten wir beobachten zu können, wie er die Scheibe des Roten Riesen in deren Form beeinflusst. Wir werden die Entwicklung der Staubstrukturen in diesem System dabei in Echtzeit verfolgen können. Dies ist eine extrem seltene und aufregende Gelegenheit", so der Kommentar von Pierre Kervella.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse der Untersuchung des Sterns L2 Puppis sind die ersten publizierten Resultate aus dem Beobachtungsmodus der extremen adaptiven Optik des VLT. Sie wurden kürzlich von Pierre Kervella et al. unter dem Titel "The dust disk and companion of the nearby AGB star L2 Puppis" in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics publiziert. Höher aufgelöste Versionen des sich in der Umgebung von L2 Puppis bildenden bipolaren planetarischen Nebels finden Sie auf dieser Internetseite der ESO.

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Fachartikel von Pierre Kervella et al.:


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



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Mars Aktuell: Sonnenkonjunktion - Zwangspause für die Marsforscher von Redaktion



• Sonnenkonjunktion - Zwangspause für die Marsforscher «mehr» «online»


» Sonnenkonjunktion - Zwangspause für die Marsforscher
13.06.2015 - Ungefähr alle 26 Monate erreicht der Mars am Himmel eine Position, welche ihn von der Erde aus betrachtet mehr oder weniger direkt hinter das Zentralgestirn unseres Sonnensystems führt. Diese spezielle Himmelskonstellation, welche auch als Sonnenkonjunktion bezeichnet wird, hat zur Folge, dass alle zu dieser Zeit auf oder um den Mars herum aktiven Sonden und Rover für einen Zeitraum von etwa drei bis hin zu fünf Wochen weitestgehend inaktiv sind. Genau dieser Fall ist jetzt wieder eingetreten.
Bei einer ’Sonnenkonjunktion’ befindet sich der Mars von unserem Heimatplaneten aus betrachtet in einer Entfernung von weniger als zwei Grad zu der Sonne. Aufgrund dieser speziellen, etwa alle 26 Monate eintretenden Planetenkonstellation ist die Datenübertragung zwischen der Erde und den in einer Umlaufbahn um den Mars operierenden Raumsonden oder einem direkt auf der Oberfläche aktiven Rover für einen Zeitraum von mehreren Wochen stark beeinträchtigt oder sogar unmöglich, da die von der Sonne ausgehende solare Strahlung die Funksignale, welche regelmäßig zwischen der Erde und den ’Marskundschaftern’ hin und her gesandt werden müssen, zu sehr stört.

Eingeschränkte Kommunikation und Aktivität

Um den Empfang von unvollständigen oder gar ’verstümmelten’ und damit fehlerhaften Kommandosequenzen zu vermeiden, werden den aktiven Marsorbitern und -rovern von ihren Bodenstationen auf der Erde bereits im Vorfeld einer Sonnenkonjunktion spezielle Kommandos übermittelt, welche von diesen in den folgenden Wochen autonom ausgeführt werden. In der Regel haben diese Befehle zur Folge, das die jeweiligen wissenschaftlichen Aktivitäten auf ein Minimum reduziert werden. Während der Wochen rund um die Hauptphase der Konjunktion - der diesjährige Höhepunkt wird am 14. Juni 2015 erreicht, wobei sich der Mars weniger als 0,5 Grad von der Sonne entfernt befinden wird - verzichten die für den Betrieb der Marskundschafter verantwortlichen Weltraumagenturen sogar gänzlich auf die Übermittlung von weiteren Instruktionen.

Derzeit befinden sich fünf aktive Orbiter in einer Marsumlaufbahn und zwei aktive Rover auf dessen Oberfläche, welche von drei Weltraumagenturen betrieben werden. NASA und ESA haben bei vorherigen Sonnenkonjunktionen bereits entsprechende Erfahrungen gesammelt. Neu in der Riege der ’in situ’-Marsforscher ist dagegen die indische Raumfahrtbehörde ISRO, deren erste Marsmission - der Marsorbiter Mangalyaan - erst am 24. September 2014 in eine Marsumlaufbahn eintrat.

ISRO

Bereits am 8. Juni 2015 gab die ISRO bekannt, dass aus den weiter oben erwähnten Sicherheitsgründen in dem Zeitraum zwischen dem 27. Mai und dem 1. Juli keine Kommunikation mit der Raumsonde Mangalyaan erfolgen wird. In diesem Zeitraum werden auch die fünf Instrumente der Raumsonde außer Betrieb sein und keine Daten sammeln. Zwischenzeitlich anfallende Telemetriedaten sollen im Bordcomputer des Orbiters gespeichert und erst nach dem 1. Juli zur Erde transferiert werden. Die zuletzt empfangenen Telemetriewerte zeigten, dass sich Mangalyaan in einem guten technischen Zustand befindet, so dass in den kommenden Wochen nicht mit dem Auftreten von Problemen zu rechnen ist.

ESA

Die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express befindet sich mittlerweile seit dem 25. Dezember 2003 in einer Marsumlaufbahn und hat somit bereits mehrere Sonnenkonjunktionen gut überstanden. Aber auch diese Raumsonde hat den primären wissenschaftlichen Betrieb bereits am 24. Mai eingestellt und soll ebenfalls erst am 1. Juli wieder den normalen Beobachtungsbetrieb aufnehmen.

Der Zeitraum zwischen dem 25. und dem 28. Mai wurde jedoch noch genutzt, um verschiedene Subsysteme der Raumsonde - speziell handelte es sich dabei um die für die Energieversorgung benötigten Solarzellen, die Batterie, das interne Heizsystem und das Kommunikationssystem - einer ausführlichen Überprüfung zu unterziehen. Die für die Sonnenkonjunktion notwendigen Befehle wurden am 27. und 28. Mai über das ESTRACK-Kommunikationsnetzwerk der ESA an Mars Express übermittelt. Diese Kommandos enthielten unter anderem Anweisungen für das für die Lage- und Bahnsteuerung der Raumsonde verantwortliche "attitude and orbit control system" und sollen sicherstellen, dass Mars Express auch in den Wochen der Konjunktion ohne ein Eingreifen des Kontrollteams ’auf Kurs’ bleibt.

NASA

Noch mehr Erfahrung mit Sonnenkonjunktionen als die ESA hat die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA, welche aktuell mit gleich zwei Rovern und drei Orbitern auf beziehungsweise um den Mars herum vertreten ist. Die NASA hat bereits am 3. Juni 2015 mitgeteilt, dass in dem Zeitraum zwischen dem 7. und dem 21. Juni keinerlei neue Kommandos an ihre Marsorbiter und -rover übermittelt werden sollen. Auch in den Tagen unmittelbar davor und danach erfolgt nur eine stark eingeschränkte Kommunikation. Unabhängig davon sollen die Orbiter und Rover jedoch während der Konjunktion zumindestens ein minimales Arbeitspensum absolvieren und dabei wenigstens einige Daten sammeln.

"Im Allgemeinen basieren unsere diesjährigen Planungen auf den Erfahrungen aus unserer Vorgehensweise bei der letzten Konjunktion vor zwei Jahren, welche gut funktioniert hat", so Nagin Cox vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, welche dort als Systemingenieurin für die Marsrover-Mission Curiosity für die Planungen der diesjährigen Konjunktionsphase verantwortlich war. "Es ist sehr hilfreich, dass wir das alles schon einmal miterlebt haben."

Erst am 22. September 2014 erreichte MAVEN, der jüngste der drei NASA-Marsorbiter, seine Umlaufbahn um unseren Nachbarplaneten und dessen Team hat somit weitestgehend keine direkten Erfahrungen bezüglich einer Sonnenkonjunktion. Trotzdem soll MAVEN auch in den kommenden Wochen weiterhin Messungen durchführen und so zum Beispiel kontinuierlich den Sonnenwind untersuchen, welcher die äußeren Atmosphärenschichten des Mars in den kommenden Wochen erreicht, und dessen Stärke aufzeichnen.

"Diese Daten werden zunächst gespeichert und erst dann zur Erde übermittelt, wenn die Konjunktionsphase vorüber ist", so James Morrissey, der stellvertretende Projektmanager der MAVEN-Mission am Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA in Greenbelt im US-Bundesstaat Maryland.

Deutlich mehr Routine im Umgang mit einer solaren Konjunktion haben die Mitarbeiter der NASA-Marsorbiter Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO), für die das diesjährige Ereignis bereits die sechste beziehungsweise fünfte Sonnenkonjunktion darstellt. Beide Orbiter werden auch in den kommenden Wochen ihre jeweiligen Beobachtungen in einem eingeschränkten Modus fortsetzen und sollen die dabei gewonnenen Daten zudem auch weiterhin im gewohnten Turnus über das Deep Space Network der NASA zur Erde übertragen.

Allerdings gehen die an diesen beiden Mission beteiligten Ingenieure und Wissenschaftler davon aus, dass zumindestens ein Teil dieser Datentransmissionen ihr Ziel nur ’verstümmelt’ erreichen und somit nicht wissenschaftlich verwertbar sein werden. Um diesen Datenverlust vorzubeugen sollen alle wissenschaftlichen Daten und Telemetriewerte zusätzlich in den jeweiligen Bordcomputern abgelegt und im Bedarfsfall nach dem Ende der Konjunktion erneut zur Erde gesendet werden. Dadurch beeinträchtigt wird zum Beispiel der wöchentliche ’Marswetterbericht’ sein, welcher aus den Daten der MARCI-Kamera an Bord des Orbiters MRO erstellt wird.

Auch der mittlerweile seit dem Januar 2004 auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten aktive Marsrover Opportunity durchlebt gerade seine fünfte Sonnenkonjunktion. Während der letzten Wochen war Opportunity mit der Untersuchung eines kleinen, lediglich etwa 30 Meter durchmessenden Impaktkraters namens "Spirit of St. Louis" beschäftigt. Opportunity hat diesen Krater dabei teilweise umrundet und zwischenzeitlich auch dessen Inneres ausführlich erkundet (Raumfahrer.net berichtete).

Während einer Konjunktion ist es jedoch aus Sicherheitsgründen nicht möglich, dass der Rover seine Fahrt fortsetzt. Deshalb wird immer bereits mehrere Tage vor dem Beginn einer Sonnenkonjunktion ein Oberflächenbereich angesteuert, welcher eine interessante wissenschaftliche Ausbeute verspricht und der dann während der anstehenden Konjunktion ausführlicher untersucht werden soll.

Bereits am 27. Mai 2015, dem Sol 4031 seiner Mission, bewegte sich der Rover zu diesem Zweck im Rahmen einer Fahrt über etwa 19 Meter zu dem nördlichen Rand des Kraters "Spirit of St. Louis" und positionierte sich dort direkt vor einer vielversprechenden Oberflächenformation. Diese wurde dann auch bis zum 11. Juni intensiv mit den verschiedenen Instrumenten analysiert. Am 12. Juni führte der Rover schließlich eine zuvor programmierte minimale Drehung aus, durch welche ein unmittelbar benachbarter Oberflächenbereich in die direkte Reichweite des am Instrumentenarm des Rovers platzierten APX-Spektrometers gelangte. Diese Stelle soll jetzt mit diesem Instrument bis zum Ende der Konjunktion im Rahmen einer Langzeitmessung untersucht werden.

Die dabei zu gewinnenden Daten soll Opportunity am Ende eines jeden Arbeitstages zunächst an die in der Marsumlaufbahn befindlichen NASA-Orbiter senden, wo sie zunächst gespeichert und von dort aus erst nach dem Ende der Konjunktion zur Erde weiter geleitet werden. Auf eine Nutzung des bordeigenen Flash-Speichers soll dagegen während der Konjunktionsphase verzichtet werden, da dieser spezielle Speicher in den vergangenen Monaten immer wieder zu kurzzeitigen Ausfällen neigte, welche in einigen Fällen zu einem Neustart des Bordcomputers führten (Raumfahrer.net berichtete). Und das Eintreten einer solchen Situation wollen die für den Betrieb von Opportunity verantwortlichen Ingenieure und Wissenschaftler speziell während einer Konjunktion verständlicherweise möglichst vermeiden.

Die zuletzt direkt von Opportunity empfangenen Telemetriedaten zeigten, dass sich auch dieser Rover in einem guten Allgemeinzustand befand, welcher keine ungewöhnlichen Eigenschaften aufwies. Am 2. Juni 2015, dem Sol 4037, konnte Opportunity 500 Wattstunden Energie generieren. Der Tau-Wert, welcher die Lichtdurchlässigkeit der Marsatmosphäre trotz der darin enthaltenen Staubpartikel beschreibt, lag an diesem Tag bei einem Wert von 0,952. Der Bedeckungsgrad der Solarpaneele des Rovers mit Staub erreichte am gleichen Tag einen Wert von 0,688.

Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers. Opportunity steht somit auch während der jetzigen Sonnenkonjunktion genügend Energie für die geplanten Aktivitäten zur Verfügung.

Die Sonnenkonjunktion begann für das Opportunity-Team offiziell am 3. Juni 2015 und wird nach dem derzeitigen Planungsstand noch bis zum 24. Juni andauern. Sollten gegen Ende dieser Periode auf der Sonne jedoch signifikante koronale Masseauswürfe registriert werden, deren Auswirkungen den Funkverkehr zwischen Erde und Mars auch weiterhin beeinträchtigen würden, so könnte sich die Fortsetzung der geplanten Aktivitäten auch um mehrere Tage verzögern.

Auch der zweite NASA-Rover - der am 6. August 2012 auf dem Mars gelandete Rover Curiosity - ist in Bezug auf das Thema Sonnenkonjunktion kein ’Neuling’ mehr, denn er durchläuft gerade seine zweite solare Konjunktion. Aber auch dieser Rover hat seine Aktivitäten seit Ende Mai 2015 deutlich reduziert. Nach dem Ablauf des Missionstages Sol 1000 am 30. Mai 2015 wurde dessen Instrumentenarm im Rahmen der Vorbereitung auf die Konjunktion zunächst in einer ’Ruheposition’ verstaut.

In den folgenden Tagen erfolgten dann zunächst noch einige wenige Aktivitäten, welche sich auf die Anfertigung weiterer Aufnahmen der Umgebung durch die Kamerasysteme beschränkten. Die dabei bis zum 2. Juni angefertigten Aufnahmen sollen mit zukünftig anzufertigenden Fotos der gleichen Oberflächenbereiche verglichen werden, um so eventuelle zwischenzeitlich erfolgte und durch eine Winderosion bedingte Veränderungen zu registrieren und gegebenenfalls zu untersuchen.

Laut dem derzeitigen Planungsstand soll das nächste Meeting der für den wissenschaftlichen Betrieb von Curiosity zuständigen "MSL tactical operations group" erst am 25. Juni stattfinden. Erst danach kann der Rover seinen nominalen wissenschaftlichen Betrieb fortsetzen und dabei zum Beispiel auch den Instrumentenarm erneut ’entfalten’ und die dort platzierten Analyseinstrumente zum Einsatz bringen. Wie bereits bei der vorherigen Konjunktion im Frühjahr 2013 sollen jedoch auch in diesem Jahr regelmäßig durchzuführende Messungen mit den Instrumenten RAD, REMS und DAN erfolgen. Die dabei zu gewinnenden Daten werden in diesem Fall allerdings zunächst im Bordcomputer des Rovers Curiosity abgelegt, von wo aus sie dann nach dem Ende der Konjunktion weitergeleitet werden sollen.

So lauten jedenfalls die Pläne der verschiedenen derzeit mit der Erforschung des Mars beschäftigten Raumfahrtagenturen. Bereits in wenigen Wochen wird sich zeigen, ob auch diesmal wirklich alle Orbiter und Rover die Phase der Sonnenkonjunktion überstanden haben.

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



 

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"InSpace" Magazin #542
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
15. Juni 2015
Auflage: 5184 Exemplare


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