Die Forschungssonde der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA hat am gestrigen Montag Nachmittag exakt die berechnete Hälfte ihrer Reiseroute zum Gasriesen Jupiter zurückgelegt. Juno war am 5. August 2011 gestartet und durchflog seither 9,46 astronomische Einheiten (AE), rund 1,42 Milliarden Kilometer.
Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, JPL, SWRI, Raumcon.
(Bild: NASA/JPL-Caltech)
Obwohl diese Zahlen zunächst eine große Erdentfernung Junos vermuten lassen, ist die Sonde derzeit unserem Planeten so nah wie seit kurz nach dem Antritt ihrer Reise nicht mehr: Nur 0,37 AE trennen sie noch von ihrem „Heimatplaneten“. Grund dafür ist die komplexe Flugbahn des Raumfahrzeugs, die nach einer anfänglich maximalen Distanzierung auf 2,3 AE Sonnenabstand im September 2012 eine vorläufige Rückkehr in das innere Sonnensystem vorsieht. Zweck dieses scheinbaren Umwegs ist die Durchführung eines sogenannten „gravity assist“, bei dem Juno am 9. Oktober diesen Jahres in nur 559 Kilometern Höhe die Erde passieren wird. Durch dieses Manöver wird, unter Ausnutzung der Erdgravitation, sowohl ihre Flugbahn in Richtung Jupiterumlaufbahn umgelenkt, als auch ein zusätzliche Beschleunigung der Sonde um 7,3 km/s erreicht. In der Phase der Erdannäherung, also noch vor dem gravity assist, wird am 31. August das Perihel, der sonnennächste Punkt der Flugbahn, mit einem Sonnenabstand von etwa 0,85 AE durchflogen.
Bis Ende November befindet sich Juno in der Missionsphase „Inner Cruise 3“, während der die wissenschaftlichen Bordinstrumente größtenteils abgeschaltet bleiben und statt der Hauptantenne (HGA) kleinere Sekundärantennen für den Datenlink zuständig sind. Hintergrund ist die große Winkelgeschwindigkeit der Erde aus Perspektive der Sonde und die konstruktionsbedingt starre Ausrichtung der HGA auf die Sonnenregion: Sie ist senkrecht zu den Solarpaneelen angebracht, welche während des Flugs kontinuierlich von unserem Zentralgestirn angestrahlt bleiben müssen.
Sollten keine unvorhergesehenen Pannen auftreten, wird Juno am 4. Juli 2016 den Jupiter erreichen. Nachdem beide planmäßig notwendigen Haupttriebwerks-Zündungen bereits erfolgreich absolviert wurden, sind die höchsten Hürden auf diesem Weg schon genommen.
Anspruchsvolle Steuer- und Bremsmanöver werden erst wieder kurz vor der Ankunft am Missionsziel erforderlich. Nach dem Einschuss in einen vorläufigen „capture orbit“ soll dann die Exzentrizität und Höhe von Junos Umlaufbahn auf einen 11-tägig umlaufenden, elliptischen Wissenschaftsorbit reduziert werden. Bis zum Abschluss der Primärmission sind 33 Jupiter-Umkreisungen vorgesehen. Nach deren Ende wird das Raumfahrzeug auf Kollisionskurs mit dem Riesenplaneten gebracht.
Von wissenschaftlichem Interesse sind ein besseres Verständnis des Jupiter hinsichtlich seiner Entstehung, Struktur, Atmosphäre und Magnetosphäre, aber auch ein weiterer Erkenntnisgewinn über die Vorgänge bei der Bildung des Planetensystems. Hierzu ist der größte Planet von besonderer Bedeutung, da er das mit Abstand meiste frühe Material der protoplanetaren Scheibe enthält, aus deren Resten sich dann auch die übrigen Planeten bildeten. Junos Sensoren-Arsenal wird aus der Nähe in der Lage sein, die Wolkenschichten des Gasplaneten zu durchdringen und entsprechende Daten zu sammeln.
Eines der mitgeführten Instrumente ist beispielsweise der Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVS), der sich dem beeindruckenden Phänomen der Nordlichter in der Atmosphäre des Jupiter widmen wird.
Juno ist Teil des New Frontiers-Programms der NASA zur Erforschung des Sonnensystems mit Missionen mittlerer Größenordnung im Kostenbereich zwischen etwa 500 und 800 Millionen Dollar. Vergleichbar mit dem europäischen Konzept Cosmic Vision (vgl. etwa Solar Orbiter, JUICE), werden bis Mitte des kommenden Jahrzehnts weitere Sonden und Satelliten die mittelfristige Erforschung des Sonnensystems fortführen.
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