Verehrte Leserinnen und Leser,
 
war das nicht ein schönes Sommertheater? Da melden Astronomen des Near Earth Object-Programms (NEO) der NASA am Mittwoch letzter Woche eine "low-Probability of Earth Impact in 2019", was natürlich umgehend ein relativ breites Medienecho findet. Zwar wird im Text der Meldung ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Wahrscheinlichkeit eines solchen Asteroiden-Einschlags aus den verschiedensten Gründen extrem gering ist, aber so genau wollen es einige Medien - zumal mitten im Sommerloch - im Zweifel gar nicht wissen.
 
Was folgt? Vollkommen erstaunt über die vielfach extrem vereinfachende Wiedergabe ihrer Meldung, in der aus einem kaum wahrscheinlichen ein so gut wie sicherer Asteroideneinschlag wird, sieht sich die NASA fünf Tage später zur Veröffentlichung einer News-Meldung unter dem Titel "Don't Believe the Hype" genötigt, die nun sogar auf der Startseite des NASA-Internetportals erscheint und noch einmal die Fakten klarstellt, wonach ein Einschlag des Asteroiden 2002 NT7 auf der Erde im Jahr 2019 so gut wie ausgeschlossen werden kann.
 
Drängen sich Ihnen da nicht auch sofort zwei naheliegende Deutungen auf? Entweder sind die NEO-Wissenschaftler im Umgang mit der Presse einigermaßen naiv wenn sie sich darüber wundern, dass eine Meldung mit dem Titel "Asteroid 2002 NT7: Low-Probability of Earth Impact in 2019" mit genauer Tagesangabe des möglichen Einschlagdatums mitten im medialen Sommerloch außerhalb der Astronomie- und Raumfahrtszene in simplifizierender und aufbauschender Weise wiedergegeben wird. Oder aber dieser absehbare Effekt war auch den NEO-Astronomen von vornherein klar, die dadurch die öffentliche Aufmerksamkeit auf die durch Kollisionen mit Asteroiden tatsächlich drohende Gefahr für unseren Planeten lenken wollten.
 
Eine dritte, ziemlich banale Erklärung kann ich mir natürlich auch vorstellen: "Klappern gehört zum Handwerk" heißt es im Volksmund und bringt gerade im Metier von Wissenschaft und Forschung außer Aufmerksamkeit oft auch noch finanzielle Mittel für den, der am lautesten klappert, mit sich - und vielleicht war gerade das wenn nicht der primäre, so doch ein willkommener Nebenaspekt dieser Übung.
 
Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen
 

            Michael Stein
            Chefredakteur "Raumfahrer.net"
 
 
P.S.: In unserem letzten Newsletter ist versehentlich noch einmal der InDetail-Artikel aus der vorletzten Ausgabe erschienen. Wir bitten für dieses Versehen um Entschuldigung. Auf der Internetsite von Raumfahrer.net können Sie den Newsletter #035 mit dem korrekten InDetail-Artikel über "Konjunktion und Opposition" jederzeit herunterladen.
 
 

» mitarbeit.raumfahrer.net
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• Vorsicht, dies ist ein sauberer Planet   
• Intergalaktisches Netzwerk entdeckt   
• Bettruhestudie abgeschlossen   
• Bodenfeuchtigkeit verändert Wasserzyklus   
• Flugtest eines Scramjet-Triebwerks   
• JPL-Infarotkamera mit geschärfterem Blick   
• Sonnenaktivität sehr hoch: das Weltraumwetter   
• Shuttle: NASA wiegt Gefahren ab   
 
 
» Vorsicht, dies ist ein sauberer Planet
2. August 2002 - Für eine Reise zu einem Planeten gibt es einige Sachen, die man am besten auf der Erde lässt, Mikroorganismen.
 
Glücklicherweise gibt es strenge Richtlinien, die die Verseuchung des Sonnensystems mit biologischem Material von der Erde regeln.
 
Die Weltraumorganisation ESA säubert jede Sonde, bevor sie auf die Reise geht, fast vollständig von Keimen. Zu welchen Grad die jeweiligen Raumfahrzeuge entkeimt sein müssen, schreibt die Internationale Scientific Organisation COSPAR vor. Die COSPAR-Richtlinien legen den Grad der Sauberkeit eines Raumfahrzeugs nach Standards fest, die abhängig sind von dem Ziel der jeweiligen Raumfahrzeuge. So sind die Richtlinien für einen Lander, der auf einen Planeten landet weitaus strenger als für einen Orbiter. Aus diesem Grund sind die Richtlinien für den Mars Express-Lander, Beagle 2, besonders hoch angesetzt. Beagle 2 darf nur 300 Mikroorganismen pro Quadratmeter enthalten, so wird verhindert, dass biologische Messungen auf dem Mars beeinflusst oder verfälscht werden. Deshalb wird der Beagle 2 vor der Einführung auf weniger als 300 Mikroorganismen pro Quadratmeter entkeimt. Der Launcher, der die Sonde Mars Express in den Orbit befördert, darf in seinem Inneren nicht mehr als 300.000 Mikroorganismen aufweisen.
 
Der Sterilisationsprozess ist ziemlich schwierig und aufwendig. Viele Bestandteile des Beagle 2 wie die Instrumente sind sehr empfindlich und würden sehr hohe Temperaturen nicht überstehen, deshalb verwenden Wissenschaftler unterschiedliche Techniken. Sie erhitzen die meisten Bestandteile von Beagle 2 bis zu 120 Grad Celsius und säubern andere Teile chemisch. Für die Solarflügel wird z.B. Spiritus benutzt. Die Mikroelektronik von Beagle 2 wird in einem Vakuumraum gelegt und mit einem speziellen Gas (Wassererstoffperoxidplasma) entkeimt. Bestrahlung mit UV-Licht und andere Arten der Strahlung wird auch verwendet, um eine Sonde zu entkeimen. Die Sterilisation des Beagle 2 beeinflusst alle Teile, sogar die Heizschläuche und das Fallschirmsystem.
 
Den vollständigen Artikel können Sie hier lesen.
(la - Quelle: ESA)
 
» Intergalaktisches Netzwerk entdeckt
2. August 2002 - Das Röntgenteleskop Chandra der NASA hat Teile eines gigantischen intergalaktischen Netzwerkes aus heißen Gasen und Dunkler Materie entdeckt, das den Großteil der Materie unseres Universums enthält.
 
"Die Beobachtungen von Chandra in Verbindung mit weiteren Beobachtungen im ultravioletten Spektralbereich sind ein wesentlicher Fortschritt für unser Verständnis, wie sich das Universum in den letzten zehn Milliarden Jahren entwickelt hat", sagt Fabrizio Nicastro vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge (USA) und Leiter eines der an dieser Entdeckung beteiligten Teams.
 
Vier verschiedene Wissenschaftlerteams haben mit Hilfe des Röntgenteleskops Chandra intergalaktische Gase mit Temperaturen zwischen 300.000 und 5 Millionen Grad Celsius entdeckt. Diese Gase bilden einen Teil eines gigantischen Systems von heißen Gasen und Dunkler Materie, das die "kosmische Landschaft" prägt. Alleine die gasförmigen Bestandteile dieses Systems enthalten mehr Materie als alle Sterne im Universum zusammen.
 
"Wir hatten von der Urknalltheorie und Beobachtungen des frühen Universums her starke Indizien für die Existenz dieses Gases in der Gegenwart, aber es entzog sich [...] bisher unserer Entdeckung", so Claude Canizares vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), der zusammen mit Taotao Fang eines der vier Teams leitete.
 
Die von Chandra entdeckten heißen Gase können benutzt werden, um das Vorhandensein der dichteren Dunklen Materie zu verfolgen, da sich sich aufgrund gravitativer Verbindungen dort konzentrieren, wo auch die Dunkle Materie gehäuft vorkommt. Ihre Entdeckung kann die Astronomen unter Umständen in Zukunft in die Lage versetzen, die Verteilung der Dunklen Materie zu kartieren und ihren Ursprung zu verstehen.
 
Teleskope, die im ultravioletten Spektralbereich arbeiten, hatten kühlere Bestandteile des Systems aus heißen Gasen bereits entdeckt, aber der Großteil dieser Gase ist aufgrund der enorm hohen Temperaturen nur mit einem sehr empfindlichen Röntgenteleskop wie Chandra sichtbar.
 
Die verschiedenen Wissenschaftlerteams haben zwei Techniken für den Nachweis des intergalaktischen Gases benutzt. Eine Methode nutzte den Effekt aus, dass das Gas Röntgenstrahlen, die von weit entfernten Galaxien emittiert werden, auf ihrem Weg zur Erde teilweise absorbiert. Durch die Messung der Abschwächung dieser Strahlung - verursacht durch Sauerstoff und andere Elemente in den Gaswolken - konnten Astronomen Rückschlüsse auf die Temperatur, Dichte und Masse ziehen. Beobachtungen der beiden Quasare PKS 2155-304 und H1821+643 durch drei Teams enthüllten verschiedene Teile dieses Systems von heißen Gaswolken. In einem dieser Teile scheinen unter anderem unsere eigene Galaxie, die Milchstraße, wie auch die Andromeda-Galaxie eingebettet zu sein, während andere mit dieser Methode entdeckte Gaswolken sich Milliarden von Lichtjahren entfernt befinden.
 
Diese Ergebnisse bestätigten frühere Arbeiten der Wissenschaftler Joel Bregman und Jimmy Irwin von der University of Michigan (USA), die mit der genau entgegengesetzten Methode arbeiteten: Sie nutzten die Tatsache aus, dass das heiße Gas selbst eine Röntgenquelle ist, und beobachteten die Abschwächung dieser Röntgenstrahlen bei ihrem Durchgang durch eine im Vordergrund befindliche Galaxie, was Rückschlüsse auf das dahinter liegende heiße Gas zuließ. "Normalerweise studieren Ärzte die Schatten, die unsere Knochen bei einer Röntgenaufnahme werfen, um mehr über die Knochen zu erfahren", so Bregman. "Wir jedoch haben die Schatten genutzt, um etwas über den Röntgenapparat zu lernen."
 
Während der ersten Milliarden Jahre nach der Entstehung unseres Universums haben sich rund 20 Prozent der Materie durch die Schwerkraft zu Strukturen wie Galaxien zusammengefunden. Verschiedene Theorien behaupten, dass der Großteil der verbleibenden Materie ein gigantisches Netzwerk bildet, dass die verschiedenen Gruppen und Cluster von Galaxien miteinander verbindet und so heiß ist, dass es für optische, infrarote und Radioteleskope nicht sichtbar ist. Nun scheint es, als ob erste Schatten dieses Netzwerkes gefunden sind.
(ms - Quelle: NASA/CXC)
 
» Bettruhestudie abgeschlossen
2. August 2002 - Langzeitraumflüge haben beträchtliche Auswirkungen auf den Organismus der Astronauten, in erster Linie Veränderungen in Knochen und Muskeln.
 
Um den Anforderungen langer Einsätze auf der Internationalen Raumstation gerecht zu werden und künftige interplanetare Missionen vorzubereiten, arbeiten die Raumfahrtagenturen gemeinsam an der Entwicklung präventivmedizinischer Methoden, so genannter "Gegenmaßnahmen", mit denen die schädlichen Folgen von Raumflügen verringert werden sollen.
 
Zu diesem Zweck haben die Europäsche Weltraumorganisation (ESA) und die Raumfahrtagenturen Frankreichs (CNES) und Japans (NASDA) eine Bodensimulation der Auswirkungen langer Aufenthalte in der Schwerelosigkeit unter Verwendung des Bettruhemodells durchgeführt, bei dem die Versuchspersonen strenge Bettruhe mit dem Kopf in -6 Grad Tieflage einhalten müssen. Die Studie wurde am französischen Institut für Raumfahrtmedizin und Physiologie in Toulouse durchgeführt und gliederte sich in zwei Abschnitte von je vier Monaten: der erste von August bis Dezember 2001 und der zweite von März bis Juli 2002. Um zu schlüssigen wissenschaftlichen Ergebnissen zu gelangen, sollte eine homogene Gruppe männlicher Versuchspersonen im Alter von 25 bis 45 Jahren gebildet werden. Aus den insgesamt 725 Bewerbern wurden unter Durchführung von 123 ärztlichen Untersuchungen letztlich 25 Versuchspersonen - 24 Franzosen und ein Belgier - im Alter von 26 bis 41 Jahren ausgewählt. Unter ihnen befinden sich Geschichts- und Erdkundelehrer, ein Bauarbeiter, ein Briefträger, ein Gärtner, ein Buchhalter und ein Handy-Verkäufer.
 
Während der Studie mussten sich die Versuchspersonen zahlreichen Untersuchungen wie Belastungstests, Messungen der Knochendichte und Magnetresonanzaufnahmen unterziehen. Ferner wurden Muskelbiopsien und biochemische Analysen von Urin- und Blutproben durchgeführt. Im Anschluss an die Studie werden die Versuchspersonen nach 45 Tagen, drei Monaten, sechs Monaten und einem Jahr gezielten ärztlichen Kontrolluntersuchungen unterzogen und müssen nach zwei Jahren einen abschließenden Fragebogen beantworten. Alle 25 Versuchspersonen der beiden Abschnitte haben die Studie erfolgreich beendet.
 
Die ersten Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Studie werden im Januar 2003 in Toulouse (Frankreich) auf einem wissenschaftlichen Seminar erörtert. Weiterführende Informationen zu diesem Thema finden Sie hier.
(la - Quelle: ESA)
 
» Bodenfeuchtigkeit verändert Wasserzyklus
31. Juli 2002 - Ein Experiment der NASA weist die Wirksamkeit der Bodenfeuchtigkeit auf den Wasserhaushalt nach.
 
Ein kürzlich beendetes Experiment der NASA könnte zu einem besseren Verständnis der Bodenfeuchtigkeit führen - einer Schlüsselfunktion im globalen Wasserhaushalt, welche saisonale Wassermodelle und die Landwirtschaft beeinflusst.
 
"Nasse oder trockene Bodenfeuchtigkeit kann möglicherweise die nächste Flut oder Trockenheit auslösen," so Dr. Njoku, ein am Projekt beteiligter Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. "Heutzutage sind die Messungen noch zu ungenau um gute Ergebnisse zu erzielen. In Zukunft aber wird es Instrumente geben, die winzige Fluktuation aufspüren und so helfen Getreidepflanzen gezielt einzusetzen."
(fs - Quelle: NASA/JPL)
 
» Flugtest eines Scramjet-Triebwerks
30. Juli 2002 - Forscher der Universität von Queensland haben heute in Australien ein Scramjet-Triebwerk getestet, dessen Weiterentwicklung später einmal Flüge mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit in den oberen Atmosphärenschichten möglich machen soll.
 
Um 11:35 Uhr (Ortszeit) begann das so genannte HyShot-Experiment mit dem Start einer Forschungsrakete des Typs Terrier Orion Mk70 vom Raketenstartplatz Woomera. Mit Hilfe dieser Höhenforschungsrakete wurde ein experimentelles Sramjet-Triebwerk auf einer parabelförmigen Bahn bis in eine Höhe von ca. 330 km transportiert, um anschließend annähernd senkrecht zurück zur Erde zu fallen. Zwischen 35 und 23 km Höhe wurde dann nach Erreichen einer Geschwindigkeit von Mach 7,6 (= 7,6-fache Schallgeschwindigkeit) das Sramjet-Triebwerk für ca. 5 Sekunden gezündet. Während dieser Zeit wurden verschiedene Messwerte von drei Bodenstationen aufgezeichnet, bevor das Triebwerk seinen Betrieb wieder einstellte und die Rakete samt Sramjet-Triebwerk schließlich am Boden zerschellte.
 
"Bisher ist alles nach Plan verlaufen. Der Start war ein Erfolg, und wir haben während des Fluges Daten empfangen", so Dr. Allan Paull, Leiter des HyShot-Programms der University of Queensland in Australien. Obwohl alle Zeichen auf einen Erfolg hindeuteten, so Dr. Paull weiter, sei es noch zu früh um sagen zu können, dass das Scramjet-Experiment erfolgreich verlaufen sei.
 
Mit dem heutigen Versuch - so er denn erfolgreich verlaufen sein sollte - wäre erstmalig ein so genanntes Supersonic Ramjet- oder auch Scramjet-Triebwerk im Flug in Betrieb gewesen. Frühere Versuche unter anderem der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA wie auch im Rahmen des HyShot-Programms produzierten bisher nur Fehlschläge. Diese Staustrahltriebwerke sind für extreme Geschwindigkeiten oberhalb von etwa Mach 6 konzipiert. Im Gegensatz zu üblichen Flugzeugtriebwerken, bei denen Turbinenschaufeln die einströmende Luft erst komprimieren, bevor sie mit Treibstoff versetzt und anschließend das Luft-Treibstoff-Gemisch gezündet wird, haben Scramjet-Triebwerke keinerlei Turbinen, da die erforderliche Kompression der einströmenden Luft bei diesen hohen Geschwindigkeiten alleine durch eine entsprechend geformte Düse erreicht werden kann. Im Umkehrschluss bedeutet dies natürlich auch, dass solche Triebwerke bei geringen Geschwindigkeiten nicht arbeiten können.
 
Wenn in Zukunft Scramjet-Triebwerke einsatzbereit sein sollten, sind Geschwindigkeiten bis über Mach 20 möglich, was beispielsweise Interkontinentalflüge extrem verkürzen würde und auch für den Transport von kleineren Nutzlasten in niedrige Umlaufbahnen von Nutzen sein könnte. An dem HyShot-Programm ist eine Vielzahl von australischen, europäischen und asiatischen Partnern beteiligt, unter ihnen auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
(ms - Quelle: University of Queensland)
 
» JPL-Infarotkamera mit geschärfterem Blick
29. Juli 2002 - Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratories der NASA haben die erste Vierband-Infarotkamera gebaut, um Infarot-Beobachtungsobjekte noch besser zu erkennen.
 
Durch die neue Technologie verbreitert sich der Blickwinkel der Wissenschaftler - Verschmutzung der Erde, Wettervorhersagen und andere geologische Beobachtungsobjekte können jetzt besser gesehen werden. Insbesondere Industrieverschmutzung, Waldrodungen und der tropische Regenwald sollen nun besser im Auge behalten werden.
 
Infarotstrahlung gehört zu den Dingen, die das menschliche Auge nicht wahrnehmen kann - sie geht von jedem Objekt aus, das wärmer als 0° C ist. Die neue Technologie kann man mit dem Auge vergleichen. Je mehr Nervenzellen das Auge besitzt, umso genauer und detaillierter kann es sehen. Die Vierbandtechnologie schärft also wörtlich den Blick des Instruments.
(rk - Quelle: NASA/JPL)
 
» Sonnenaktivität sehr hoch: das Weltraumwetter
29. Juli 2002 - An diesem Wochenende erreicht die Zahl der größeren Sonnenflecken einen neuen Höchststand - aber nicht alle der Flecken werden sich auch auf die Erde auswirken.
 
Die mit Sonnenflecken stark übersäte Sonne hat erst am Freitag wieder eine riesige Eruption in Richtung Weltall verlassen. Die Partikel werden die Erde zwar nicht direkt treffen - Ausläufer könnten allerdings schon einen Teil der Atmosphäre treffen. Solche Eruptionen verursachen dann im Extremfall Störungen elektrischer Geräte und Probleme in der Stromversorgung. Für Sternengucker allerdings eine wahre Freude: nach Einbruch der Dunkelheit kann man im Idealfall Nordlichter beobachten, so man sich an geeigneter Stelle auf dem Globus befindet.
(rk - Quelle: ESA)
 
» Shuttle: NASA wiegt Gefahren ab
27. Juli 2002 - Die NASA entscheidet in der kommenden Woche darüber, was nach der Entdeckung von Haarrissen an den Treibstoffleitungen aller Orbiter geschehen wird.
 
NASA-Direktor Ron Dittmore sagte am vergangenen Freitag, dass die gefundenen Haarrisse an den Treibstoffleitungen aller Space Shuttle-Orbiter möglichst schnell aber bei größter Sicherheit entfernt werden. Ein Start könne daher frühestens am 26. September erfolgen.
 
So wie es jetzt aussieht, dürfte die erste Mission die der Atlantis (STS-112) zur Internationalen Raumstation sein. Sie soll das nächste Teil des über 100 Metern langen Trägers und Rückrats der Station transportieren. Die Mission der Atlantis wird dann von der Endeavour-Mission STS 113 gefolgt, die neben einem weiteren Stück des ISS-Rückrats die Expedition Six Crew auf die Station bringen wird. Der letzte Shuttle-Start in diesem Jahr wird der der Columbia sein, die im Dezember auf eine Forschungsmission aufbrechen soll.
 
Trotz der Analyse der Gründe für die Haarrisse durch intensive Tests und Untersuchungen über sechs Wochen, sagt Dittmore, dass die Shuttle-Flüge mit relativer Sicherheit fortgeführt werden können, sobald die Ursachen beseitigt wurden. Er hat nicht ausgeschlossen, das Reparaturen überhaupt unnötig sind und die Shuttles auch mit den Haarrissen fliegen können. Aber diese finale Entscheidung wird erst in der kommenden Woche getroffen.
(ku - Quelle: NASA)
 

Im letzten Artikel wurde über die Entdeckung des Röntgendoppelsterns Sco X-1 berichtet. Welcher Natur Sco X-1 ist, konnte erst 1971 mit dem ersten Röntgensatelliten Uhuru geklärt werden. Es handelt sich dabei um ein Röntgendoppelsternsystem. Im heutigen wissenschaftlichen Jargon wird im Allgemeinen von X-Ray Binaries (XRBs) oder genauer von akkretionsgetriebenen binären Systemen mit kompaktem Objekt gesprochen. Das kompakte Objekt ist bei XRBs entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Die Energie für die Röntgenstrahlung wird durch Akkretion erzeugt. In diesem Sinn wird Materie des Begleitsterns auf das kompakte Objekt übertragen. Entscheidend dabei ist, dass der Begleitstern z.B. beim Übergang ins "Rote-Riesen-Stadium" ein bestimmtes Volumen ausfüllt, so dass er in den gravitativen Anziehungsbereich des kompakten Begleiters kommt. Bei vielen XRBs wird die Masse über eine Akkretionsscheibe in Spiralbahnen auf das kompakte Objekt beschleunigt. Beim Aufprall der Materie auf die Oberfläche eines Neutronensterns entsteht Röntgenstrahlung. Ist das kompakte Objekt ein Schwarzes Loch, so können Röntgenflüsse in einer Größenordnung von 10³⁹ erg/s entstehen.
 
Während der drei Jahre langen Uhuru-Mission wurde zum ersten Mal der gesamte Himmel durchmustert. Wegen der wiederholten Aufnahme derselben Regionen wurden von den konventionellen Proportionalzählern auf Uhuru bis zu 10-mal schwächere Quellen detektiert als bei früheren Experimenten. Mit Uhuru konnten 339 Röntgenquellen katalogisiert werden.
 
Im Oktober 1971 entstand die erste Röntgenastronomische Arbeitsgruppe der Bundesrepublik Deutschland unter der Leitung von Joachim Trümper am Astronomischen Institut in Tübingen. Obwohl diese Arbeitsgruppe anfänglich sehr klein war, konnte sie im Sommer 1973 ein Ballonexperiment in Texas durchführen. Im Sommer 1990 wurde in der Röntgenastronomie mit dem Start von ROSAT (= "ROentgen SATellit") ein entscheidender Schritt vorwärts gemacht. J. Trümper - damals Direktor am Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) - war Leiter des wissenschaftlichen ROSAT-Projekts und die beiden einzigen westdeutschen Institute für Röntgenastronomie waren maßgeblich an der Deutsch-Amerikanisch-Britischen-Mission beteiligt.
 
ROSAT besaß ein Röntgenteleskop mit einer Apertur von 84 cm. In der Fokalebene befanden sich zwei redundante Gasproportionalzähler mit verhältnismäßig guter Energieauflösung sowie eine Multi Channel Plate (MCP)-Kamera mit hoher Ortsauflösung. Mit ROSAT wurde nach Uhuru und HEAO-1 die dritte Durchmusterung des Röntgenhimmels gemacht. Die Zahl der bekannten Röntgenquellen erweiterte sich durch ROSAT von etwa 5.000 auf 150.000 Quellen.
 
Wie der Artikel im letzten Newsletter deutlich gemacht hat, ist die europäische X-Ray-Multi-Mirror-Mission ein weiterer Meilenstein in der Geschichte der Röntgenastronomie. Die Mission XMM wird von der European Space Agency (ESA) getragen. Seit dem gelungenen Start mit einer Ariane 5 im Dezember 1999 trägt der Satellit den Namen XMM-Newton. Seit Sommer 1999 ist auch der X-Ray-Satellite der NASA Chandra im Orbit. Er ist nach dem berühmten Astrophysiker Chandrasekhar benannt, der die theoretische Mindestmasse von Neutronensternen aus der Quantenmechanik berechnete. Da dieser Satellit schon viel von sich Reden gemacht hat, soll von ihm hier nicht die Rede sein.
 
Charakteristisch für XMM-Newton ist die Fähigkeit, sehr schwache Quellen detektieren zu können. Dies liegt hauptsächlich in der großen effektiven Fläche der Teleskope und der Möglichkeit zu langen Beobachtungszeiten im hochexzentrischen Orbit begründet. Die minimale Strahlungsintensität einer detektierbaren Quelle liegt bei ca. 10^-16 erg/ s cm. Damit ist XMM-Newton zehnmal sensitiver als ROSAT. Außerdem ist XMM-Newton für ein breites Energieband empfindlich. Im Röntgenbereich deckt XMM-Newton 0.1 bis 15 keV ab während ROSAT nur von 0.1 bis 2.4 keV empfindlich war. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit zur simultanen Beobachtungen der Röntgenquellen im optischen und UV-Bereich mit einem zusätzlichen Teleskop an Bord. XMM-Newton verfügt mit seinen zwei Reflexionsgitterspektrometern (RGS) über eine hohe spektrale Auflösung und eine gute Winkelauflösung.
 
Da XMM-Newton mit einer speziellen Röntgen-CCD-Kamera über einen Detektor mit sehr guter Zeitauflösung verfügt, wird die Zeitanalyse von XRBs auch aufschlussreich sein. Ist das kompakte Objekt ein rotierender Neutronenstern, so ist es von Interesse, die zeitliche Änderung bei der Abstrahlung des Röntgenpulsars zu analysieren. Es gibt Pulsperioden, die im Millisekundenbereich liegen. Die Pulsprofile solcher Neutronensterne geben nicht nur Aufschluss über die Geometrie des XRBs, sondern enthalten auch Information über die Akkretionssäulen an den magnetischen Polen des Neutronensterns. Im Vergleich zu bisherigen Beobachtungen im Röntgenbereich wird mit XMM-Newton auch eine bessere Massenbestimmung für Neutronensterne möglich sein.
 

Hyperschall-Triebwerke sollen in Geschwindigkeitsbereichen arbeiten, die mit heute üblichen Düsentriebwerken nicht mehr zu erreichen sind: Die Konstrukteure dieser zurzeit noch am Anfang der praktischen Erprobung stehenden Technologie wollen mit ihnen Geschwindigkeiten zwischen Mach 3 und 20 erreichen (Mach 1 = einfache Schallgeschwindigkeit).
 
Die grundlegenden Ideen für die Konstruktion von Staustrahl-Triebwerken sind nicht neu. Bereits im Jahr 1928 wurde dem Ungarn Albert Forno ein (deutsches) Patent für ein Triebwerk erteilt, das alle wesentlichen Elemente und Konzepte des so genannten Ramjet-Triebwerks enthielt. Warum es dann nicht schon lange Flugzeuge gibt, die mit zehn- oder zwanzigfacher Schallgeschwindigkeit zwischen den Kontinenten hin und her fliegen? Einer der wichtigsten Gründe ist sicherlich das Problem des Tests eines solchen Antriebs. Prinzipbedingt funktionieren die nachfolgend näher vorgestellten Hyperschall-Triebwerke erst ab etwa Mach 3 aufwärts. Solange die Flugzeug- und Triebwerkstechnologie also nicht weit genug ist, um Testflugzeuge auf solche extreme Geschwindigkeiten zu bringen, damit ein Hyperschall-Triebwerk getestet werden kann, können die besten theoretischen Konzepte auch nicht umgesetzt werden.
 
Aufbau und Arten von Staustrahl-Triebwerken
Zwei wesentliche Elemente zeichnen ein Staustrahl-Triebwerk aus: Es ist ein luftatmendes Strahltriebwerk, und es verfügt (im Gegensatz zu konventionellen Düsentriebwerken) nicht über eine Turbine.
 
Wie jedes andere Düsentriebwerk auch wird in einem Staustrahl-Triebwerk komprimierter Luftsauerstoff mit Treibstoff vermengt. Dieses Gemisch wird anschließend verbrannt, expandiert dadurch und erzeugt beim Austritt aus dem Triebwerk einen in entgegengesetzter Richtung wirkenden Schub. Während bei konventionellen Strahltriebwerken, wie sie heutzutage in der zivilen und militärischen Luftfahrt verwendet werden, die einströmende Luft mit Hilfe von Turbinenschaufeln im Inneren des Triebwerks zunächst komprimiert wird, bevor der Treibstoff zugegeben und das Gemisch verbrannt wird, ist dies bei Staustrahl-Triebwerken nicht notwendig. Durch die extrem hohe Geschwindigkeit, mit der die Luft in das Triebwerk einströmt, reicht bereits eine speziell geformte Düse aus (der so genannte Überschalldiffusor), um die notwendige Verlangsamung und damit Kompression für den Verbrennungsvorgang zu erreichen.
 
Ramjet-Triebwerke (= Staustrahl-Triebwerke) sind für Geschwindigkeiten von etwa Mach 3 bis 6 geeignet. Bei geringeren Geschwindigkeiten ist die Kompression der einströmenden Luft für den Betrieb nicht groß genug, und bei höheren Geschwindigkeiten wird die Brennkammer zu heiß. Ab etwa Mach 5 kommen dann die so genannten Scramjet-Triebwerke (= Supersonic-Combustion Ramjets [Überschallverbrennungs-Staustrahltriebwerke]) ins Spiel, bei denen die einströmende Luft aufgrund eines anders geformten Überschalldiffusors weniger stark komprimiert wird und die Temperatur im Triebwerk auch weniger stark ansteigt; im Gegensatz zum Ramjet-Triebwerk wird die durch das Triebwerk strömende Luft nicht bis auf Unterschallgeschwindigkeiten abgebremst. Als theoretisches Limit für Hyperschall-Triebwerke dieser Bauart gelten Geschwindigkeiten von etwa Mach 25.
 
Gegenüber einem Raketenantrieb haben die eben beschriebenen Antriebsarten den entscheidenden Vorteil, dass sie keinen Oxidator wie Sauerstoff mit sich führen müssen. Dadurch kann die Größe und das Gewicht des Flugzeugs verringert werden, was natürlich eine erhebliche Kostenersparnis bedeutet. Allerdings kann ein Flugzeug allein mit Staustrahltriebwerken nicht betrieben werden, da es für niedrigere Geschwindigkeitsbereiche immer separate Triebwerke benötigt, die es auf die erforderliche "Betriebsgeschwindigkeit" für Staustrahltriebwerke bringen.
 
Praktische Versuche
Wie zu Beginn bereits erwähnt kann das Prinzip des Staustrahl-Triebwerks bereits auf eine lange Geschichte zurückblicken, und auch erste Flugtests fanden schon vor rund 40 Jahren statt. Im Februar 1959 flog das französische Flugzeug Griffon II mit einem so genannten "Turboramjet-Triebwerk" mit einer Geschwindigkeit von 1.640 km/h. Zu dieser Zeit begannen auch amerikanische, russische und britische Tests mit Staustrahltriebwerken, die aber aufgrund des unzureichenden Stands der Technik allesamt erfolglos blieben. Zuletzt stellte die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA im Jahr 1993 das National Aerospace Plane-Programm, dessen Ziel die Entwicklung eines mit Staustrahltriebwerken angetriebenen Flugzeugs war, aufgrund von Kostenüberschreitungen ein.
 
In den letzten Jahren ist jedoch wieder mehr Schwung in die Entwicklung von Ramjet- und Scramjet-Triebwerken gekommen. Die NASA baut im Rahmen ihres X-43a-Programms drei rund 3,5 m lange Flugmodelle, mit denen Scramjet-Antriebe getestet werden sollen, indem die Modelle durch eine Rakete beschleunigt und nach Erreichen einer Flughöhe von etwa 30 km mit Hilfe des eigenen Staustrahl-Triebwerks bis zu Mach 10 erreichen sollen. Der erste derartige Versuch schlug jedoch am 2. Juni 2001 fehl, da die "Starthilfe-Rakete" während des Flugs versagte.
 
Ein anderes Zentrum für die Entwicklung solcher Triebwerke ist die University of Queensland in Australien, wo erst vor einigen Tagen ein anscheinend erfolgreicher Test eines Scramjet-Triebwerks stattgefunden hat. Seit rund 20 Jahren wird dort theoretische Grundlagenforschung zu diesem Thema betrieben, und seit 1987 steht den Forschern dort ein Windkanal zur Verfügung, der speziell für die Arbeit an Scramjet-Triebwerken entworfen ist.
 
Ausblick
Man braucht kein Pessimist zu sein um zu prognostizieren, dass es wohl noch einige Jahre dauern wird, bis das erste nicht-experimentelle Flugzeug (oder Raumfahrzeug?) mit einem Scramjet-Triebwerk abhebt. Dann aber könnten diese Triebwerke neue, kostengünstige Transportmittel für den Weg in den Erdorbit wie auch Flugzeuge für ultraschnelle Interkontinentalflüge möglich machen.
 
Related Links:
HotSpot-Archiv
 

STS-112 nun offiziell Ende September zur Raumstation
Wie schon in den Wochen zuvor konzentrierte sich die wissenschaftliche Forschung im Labor Destiny auf die Experimente Advanced Astroculture (ADVASC) und Solidification Using Baffle in Sealed Ampoules (SUBSA). Bei ADVASC handelt es sich um das erste jemals im Weltraum durchgeführte Experiment zum Wachstum von Sojabohnen. Mittlerweile ist zu erkennen, dass die Pflanzen Blüten und Samenhülsen entwickeln. Am Dienstag wurden durch Bordingenieurin Peggy Whitson zum dritten Mal im Verlauf des Experimentes Nährstoffe ausgetauscht und Luftproben entnommen. Von ADVASC erhoffen sich die Wissenschaftler Sojabohnen mit einem gesteigerten Öl-, Protein- oder Kohlehydratgehalt. Das Experiment SUBSA, welches sich in der Microgravity Science Glovebox (MSG) befindet, soll herausfinden, was die Bewegungen in Schmelzen verursacht und zu neuen Halbleitern sowie einem Weg, der das Ausmaß dieser Bewegung reduziert, führen. Dies könnte möglicherweise zu einer Verringerung von Defekten in Halbleitern im Weltraum und auf der Erde führen.
 
Kommandant Waleri Korsun und Bordingenieur Sergej Trestschow arbeiteten diese Woche daran, die volle Funktionalität von Elektron, einem System zur Sauerstofferzeugung, zurückzugewinnen. Elektron trennt Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff, wobei der Sauerstoff in die Kabine als Atemluft für die Besatzung weitergeleitet wird und der Wasserstoff in den Weltraum gelangt. Bei der ursprünglichen Liquid Unit des Systems trat im April ein Problem auf und sie wurde durch eine Ersatzeinheit ersetzt. Diese lief aber nur im manuellen Modus, der es erforderte, dass die Besatzung die Ventile aktivieren musste. Diese Woche dann wurde die ursprüngliche Einheit wieder eingebaut, was aber keinen Erfolg brachte, so dass sie wieder gegen die Ersatzeinheit ausgetauscht werden musste.
 
Am Mittwoch brachte ein Treffen von Managern der National Aeronautics and Space Administration (NASA) bezüglich der Wahl der Reparaturoption für die Treibstoffleitungen des Main Propulsion System (MPS) der Space Shuttles auch eine neue Startreihenfolge für die drei, in diesem Jahr noch ausstehenden Space Shuttle-Missionen hervor. Damit wird die Forschungsmission STS-107 nun offiziell hinter die beiden Montageflüge zur International Space Station (ISS), STS-112 und STS-113 verschoben. Der vorläufige Flugplan sieht eine Wiederaufnahme des Flugbetriebs am 28. September mit dem Start des Space Shuttle Atlantis zur ISS vor. Danach soll am 02. November der Space Shuttle Endeavour folgen. Die letzte Mission des Jahres 2002 soll dann der Space Shuttle Columbia am 29. November fliegen. Allerdings könnte dieser Starttermin aufgrund einer Startverschiebung von Sojus TMA-1 bis ins nächste Jahr rutschen. Am Donnerstag dann hoben die Triebwerke des Versorgungsraumschiffes Progress M-46 die Bahnhöhe um 8 km auf eine durchschnittliche Bahnhöhe von 394 km an. Dies schaffte die Voraussetzung für die Ankunft von Progress M1-9 und Sojus TMA-1, deren Start vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan im Herbst erfolgen soll.
 
Ebenfalls donnerstags wurden die Tests mit dem Mobile Servicing System teilweise abgeschlossen. Korsun und Whitson manövrierten den Roboterarm der Raumstation, Canadarm2 in eine Position, die es den Kameras erlaubte, auf das Mobile Remote Servicer Base System zu blicken, an dem die Grapple Fixture der Payload Orbital Replacement Unit Accommodation (POA) angebracht ist. Der POA wurde das Kommando erteilt, die Bewegungen, die zum Ergreifen einer Nutzlast erforderlich sind, durchzuführen, während die Kameras alles beobachteten. Als dann während eines Tests die Software registrierte, dass die Motoren der POA zu schnell liefen, schaltete sie in den Sicherheitsmodus. Vom Boden aus wurde die POA dann an- und ausgeschaltet und die ursprüngliche Position von Canandarm2 wiederhergestellt. Der Test wurde darauf mit einer langsameren Bewegung wiederholt und konnte erfolgreich abgeschlossen werden, so dass der Roboterarm in seiner Position belassen wurde, bevor er nächste Woche zu einer Position bewegt wird, von der aus seine Kameras die erste Extravehicular Activity (EVA) der fünften Stammbesatzung filmen können. Am 16. August sollen sich Korsun und Whitson in den freien Weltraum begeben um Schutzabdeckungen gegen Mikrometeoriten und Weltraumtrümmer am Servicemodul Swjesda anbringen. Zudem werden an der Außenhülle der Raumstation russische Materialproben befestigt werden, um sie den Bedingungen des Weltraums auszusetzen. Ähnliche Proben für ein japanisches Experiment werden von Korsun und Trestschow während der zweiten EVA am 23. August installiert, genauso wie zwei zusätzliche Amateurfunkantennen.
 
Related Links:
Internationale Raumstation
 
 

Das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) bietet umfangreiche Informationen über eine Vielzahl von wissenschaftlichen Projekten, an denen es beteiligt ist. Ein Blick auf die Projektliste liest sich wie eine Aufstellung der interessantesten laufenden und teilweise auch schon abgeschlossenen Forschungsprojekte, von ROSAT über Chandra und INTEGRAL bis hin zu Forschungsprojekten für die Internationale Raumstation.
 
Die einzelnen Projektseiten liefern nicht nur interessante Details, sondern auch eine Fülle an weiterführenden Links. Wer sich darauf einlässt, gelangt schnell zu den spezialisierten Seiten der einzelnen Forschungsgebiete, die im MPE existieren. Die Menge und Qualität der Informationen ist beinahe schon überwältigend und kann jedem, der sich über einzelne der beim MPE angesiedelten Forschungsgebiete wie beispielsweise die Röntgenastronomie oder die Bildung von Sternen und Planeten eingehender informieren möchte, nur empfohlen werden.
 
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Die Sonne sendet ständig geladene Partikel, Elektronen und Protonen, sowie Gas aus. Dieser ständige Strom wird als Sonnenwind bezeichnet. Durch diesen Sonnenwind entsteht auch der Schweif von Kometen, da die Partikel Staub des Kometen mitnehmen - genauso, wie der Wind auf der Erde Sandkörner aus der Wüste mit sich trägt.