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Autor: Ralph-Mirko Richter / 23. Juli 2013, 21:07 Uhr

Ein Blick aus der Ferne auf Erde und Mond

Am vergangenen Freitag haben gleich zwei Raumsonden, der Saturnorbiter Cassini und der Merkurorbiter Messenger, Bilder angefertigt, welche die Erde und den Mond aus Entfernungen von mehreren Millionen Kilometern zeigen. Erste Bilder dieser Beobachtungskampagnen wurden im Laufe der letzten Nacht von der NASA veröffentlicht.

Quelle: JPL, CICLOPS, JHUAPL
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NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

Bild vergrößernAuf dieser Aufnahme der WAC-Kamera von Cassini erscheint die Erde als kleiner heller Punkt oberhalb des bläulichen E-Ringes und unterhalb der Hauptringe des Saturn. Die Aufnahme wurde aus einer Entfernung von rund 1,446 Milliarden Kilometern zur Erde angefertigt.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
Am 19. Juli 2013 wurde das aus einer Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC) bestehenden ISS-Kameraexperiment, eines der insgesamt 12 an Bord der Raumsonde Cassini befindlichen wissenschaftlichen Instrumente, dazu eingesetzt, um das Ringsystem des Saturn im Gegenlicht der Sonne abzubilden. Hierbei geriet auch unser Heimatplanet in das Aufnahmefeld der Kamera (Raumfahrer.net berichtete).

Insgesamt fertigten die beiden Kameras von Cassini 323 Aufnahmen an, welche derzeit von den Mitarbeitern der Mission bearbeitet und zu einem Gesamtporträt zusammengefügt werden. Aufgrund der Komplexität dieser Arbeit - das Mosaik teilt sich in 33 einzelne Aufnahmebereiche auf, welche jeweils mit verschiedenen Spektralfiltern abgebildet wurden - werden voraussichtlich noch mehrere Wochen vergehen, bis das gesamte Porträt des Saturn-Systems der Öffentlichkeit präsentiert werden kann. Der Teilausschnitt, auf dem die Erde erkennbar ist, wurde jedoch bereits am gestrigen Tag von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA veröffentlicht.

Erde und Mond vom Saturn

Zeitgleich mit der Weitwinkelkamera wurde auch die nochmals deutlich höher auflösende NAC-Kamera dazu eingesetzt, um speziell die Erde abzubilden. Hierbei gelang es den für den Betrieb der ISS-Kamera verantwortlichen Wissenschaftlern vom Cassini Imaging Central Laboratory for Operations (kurz "CICLOPS") erstmals, auch den Erdmond aus dem Saturnorbit heraus erfolgreich wiederzugeben.

NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

Bild vergrößernMit dieser Aufnahme gelang es der NAC-Kamera, die Erde und den Mond getrennt abzubilden. Das Foto wurde fünffach vergrößert.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute)
"Auf diesem Porträt der Erde können wir zwar keine einzelnen Kontinente oder gar Menschen erkennen. Dieser kleine blaue Punkt ist jedoch eine bündige Zusammenfassung und zeigt, wo wir alle uns am 19. Juli aufgehalten haben", so Linda Spilker, die Projektmanagerin der Cassini-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/USA. "Die Cassini-Aufnahme erinnert uns daran, wie klein unser Heimatplanet in der Unendlichkeit des Alls ist und ist gleichzeitig ein Zeugnis für den Erfindungsreichtum ihrer Bewohner, welche in der Lage sind, eine Raumsonde in die Weiten des Weltalls zu schicken, den Saturn zu untersuchen und von dort aus ein Bild von der Erde anzufertigen."

Die jetzt angefertigten Aufnahmen werden in ihrer finalen Fassung das dritte im Gegenlicht der Sonne erstellte Mosaik des Saturnsystems ergeben und dürften nicht nur für die interessierte Öffentlichkeit einen spektakulären Anblick bieten. Auf diesen Aufnahmen können die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler besonders gut die Dichte, die Struktur und die Zusammensetzung der einzelnen Ringe analysieren, welche in der Regel aus lediglich millimetergroßen Partikeln aus Eis und Staub bestehen. Auf früher angefertigten Gegenlichtaufnahmen konnten zum Beispiel zuvor nicht bekannte Ringe entdeckt werden.

Erde und Mond vom Merkur

Aber nicht nur aus dem Saturnorbit heraus wurden am vergangenen Wochenende Aufnahmen von der Erde erstellt. Auch von der anderen Seite des Sonnensystems konnte das Erde-Mond-System erfolgreich abgebildet werden.

Bereits am 18. März 2011 trat die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde Messenger nach einem fast sieben Jahre dauernden Flug durch das innere Sonnensystem in eine Umlaufbahn um den Planeten Merkur ein und untersuchte diesen innersten Planeten unseres Sonnensystems in den folgenden Jahren mit den sieben an Bord der Raumsonde befindlichen wissenschaftlichen Instrumenten eingehend. Seit dem Februar 2013 wird das Kamerasystem des Orbiters, das Mercury Dual Imaging System (kurz "MDIS") neben der Abbildung der Merkuroberfläche gelegentlich auch dazu eingesetzt, um in der Umgebung des sonnennächsten Planeten in unserem Sonnensystem nach bisher nicht entdeckten Merkur-Monden zu suchen.

NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie Institution of Washington

Bild vergrößernErde und Mond am 19. Juli 2013 aus der Sicht des Merkurorbiters Messenger bei einer Entfernung von rund 98 Millionen Kilometern. Aufgrund der wissenschaftlichen Zielsetzung für diese Aufnahme, diese bestand in der Suche nach lichtschwachen Objekten in der Nähe des Merkur, erscheinen Mond und Erde überbelichtet und verzerrt und nehmen zudem mehr Raum ein. Zusätzlich zeigt eine Computeranimation die Bereiche von Erde und Mond, welche bei diesem Foto abgebildet wurden. Auf der Mond-Grafik wurden dabei die Landestellen der Apollo-Missionen markiert.
(Bild: NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie Institution of Washington)
Im Februar 2013 befand sich der Merkur auf seiner stark elliptischen Umlaufbahn um die Sonne im Bereich seiner größten Sonnenentfernung. Dadurch bedingt waren die Sensoren der Kamera relativ niedrigen Umgebungstemperaturen ausgesetzt, was wiederum dazu führte, dass sich das "Rauschen" auf den Aufnahmen der MDIS-Kamera auf einen minimalen Wert beschränkte. Ein solches Rauschen vermindert die Qualität der angefertigten Aufnahmen und führt dazu, dass eventuell vorhandene Monde, welche über einen nur geringen Durchmesser verfügen dürften, auf den Aufnahmen nicht erkennbar wären. Die Kehrseite der Medaille besteht darin, dass eventuell vorhandene Merkur-Monde im Bereich des sonnenfernsten Punktes der Merkurbahn entsprechend weniger Licht von der Sonne reflektieren und somit auf Kameraaufnahmen dunkler erscheinen dürften.

Das von Clark Chapman vom SwRI geleitete Team für die Mondsuche musste deshalb entscheiden, ob man ein "Rauschen" auf den Bildern in Kauf nimmt oder bei einem minimalen Rauschen in einer größeren Entfernung zur Sonne nach lichtschwächeren Objekten Ausschau hält. Letztere Option hat dabei den Zuschlag bekommen, führte bisher aber noch zu keinem positiven Beobachtungsergebnis. Die im Februar 2013 gesammelten Daten werden gegenwärtig immer noch von den Mitarbeitern der Messenger-Mission ausgewertet.

Inzwischen wurde die Suchmethode allerdings noch weiter verfeinert. Die MDIS-Kamera nimmt bei entsprechenden Beobachtungskampagnen innerhalb eines bestimmten Zeitraumes mehrere Bilder in unterschiedlichen Zeitintervallen auf, wobei eine möglichst lange Belichtungszeit verwendet wird. Abhängig von der Entfernung zwischen Merkur und Messenger - die Suche erfolgt bei Entfernungen, welche zwischen dem 2,5-fachen und dem 25-fachen Merkurradius liegen - beträgt der Zeitintervall zwischen den einzelnen Bildern mehrere Sekunden bis hin zu fast einer Stunde. Theoretisch, so die beteiligten Wissenschaftler, kann die Kamera auf ihrer Suche nach Merkurmonden auf diese Weise Objekte auflösen, welche über einen Durchmesser von lediglich etwa 100 Metern verfügen.

Derzeit findet eine weitere Suchkampagne nach Merkur-Monden statt. Im Rahmen dieser Kampagne bildete die Kamera von Messenger am 19. und 20. Juli auch mehrfach einen Bereich des Weltalls ab, in dem sich zu diesem Zeitpunkt die Erde befand. Aus einer Distanz von rund 98 Millionen Kilometern konnte dabei auch die MDIS-Kamera die Erde und den Mond räumlich trennen und in Schwarz-Weiß wiedergeben. Beide Objekte nehmen dabei weniger als eine Pixel ein. Aufgrund der langen Belichtungszeit wurden Erde und Mond dabei allerdings überbelichtet, weshalb die beiden Himmelskörper deutlich größer und zudem "verzerrt" erscheinen.

Die nebenstehende Aufnahme zeigt einen Teilbereich des Himmels, welcher die Grenzregion zwischen den beiden Sternbildern Schütze und Schild bildet. Ebenfalls im Aufnahmebereich befindet sich dabei der Zwergplanet Pluto, welcher allerdings viel zu lichtschwach ist, um durch die MDIS-Kamera aufgelöst zu werden.

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