Verehrte Leserinnen und Leser,
 
bevor Sie sich am Sonntagabend endgültig von den Herren Schröder und Stoiber Schützenhilfe für Ihre Wahlentscheidung holen (gab es da eigentlich nicht noch mehr als zwei Parteien?) oder einfach nur die Zeitüberschreitungen nachstoppen, können Sie sich mit Hilfe unserer News wieder einen Überblick über eine insgesamt eher ruhige Raumfahrtwoche verschaffen.
 
Unser HotSpot führt Sie in dieser Woche in die Savanne Namibias, und der Space Focus wird Ihnen neue Fakten, aber auch unbeantwortete Fragen zu einem vermeintlich bekannten Begleiter der Erde, unserem Mond, präsentieren.
 
Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen
 

            Michael Stein
            Chefredakteur "Raumfahrer.net"
 
 

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• Wieder ein Erfolg für eine Ariane 4   <mehr>
• Weltraum-Werkstoffe für die Erde   <mehr>
• Das Kontrollzentrum der ESA feiert Geburtstag   <mehr>
• Einschlag eines Asteroiden löste globale Brände aus   <mehr>
• Nahaufnahme einer Nahbegegnung   <mehr>
• Mars Express rückt dem Leben auf den Leib   <mehr>

 
» Wieder ein Erfolg für eine Ariane 4
07. September 2002 - Am Freitag, dem 6. September ist erneut eine Ariane 4 vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana aus problemlos gestartet und hat den amerikanischen Kommunikationssatelliten Intelsat 906 in eine geostationäre Umlaufbahn transportiert. Damit kommt die Ariane 4 nun schon auf 72 erfolgreiche Flüge in Folge.
 
Kurz vor dem letzten Einsatz einer Ariane 4 hat das Arbeitspferd der europäischen Weltraumfahrt mit Flug 154 wieder einmal ihre außerordentliche Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt. Beim 72. erfolgreichen Start eines Exemplars dieser Raketenfamilie in Folge liftete eine mit vier Flüssigtreibstoff-Boostern ausgestattete Ariane 44L - die stärkste Ariane 4-Version - am 6. September um 08:44 Uhr (MESZ) den amerikanischen Kommunikationssatelliten Intelsat 906 in einen geostationären Transferorbit. Rund 22 Minuten nach dem Start erfolgte die planmäßige Aussetzung des Satelliten in einen hochelliptischen Transferorbit (Perigäum 199,7 km, Apogäum 35.929 km), was den erfolgreichen Abschluss des Startvorgangs markierte.
 
Der Kommunikationssatellit der neuen Intelsat XI-Serie wird auf einer geostationären Umlaufbahn über dem Indischen Ozean stationiert werden und Rundfunk-, Telefon- sowie Datenkommunikationsdienste anbieten. Er ist der 22. von Intelsat betriebene Satellit, der in den letzten zwanzig Jahren für diesen Satellitenbetreiber von Arianespace gestartet worden ist.
 
Gleichzeitig neigt sich die im Juni 1988 begonnene Ära der Ariane 4 ihrem Ende zu. In der ersten Hälfte des nächsten Jahres sind noch zwei weitere Starts dieser Raketenfamilie geplant, bevor dann ziemlich genau 25 Jahre nach dem ersten Einsatz endgültig die Ablösung durch die stärkere Ariane 5 vollzogen sein wird.
 
Nach zwei erfolgreichen Starts in nur acht Tagen ist der nächste Raketenstart von Kourou aus für Ende Oktober bzw. Anfang November geplant, wenn eine neue, leistungsstärkere Version der Ariane 5 zwei Satelliten in eine Erdumlaufbahn transportieren wird. Auch wenn bis dahin noch einige Wochen vergehen werden, die Vorbereitungen für diesen Start haben bereits begonnen.
(ms - Quelle: Arianespace)
 
» Weltraum-Werkstoffe für die Erde
06. September 2002 - Seit über 10 Jahren sorgt die ESA mit ihrem Technologietransfer-Programm (TTP) dafür, dass für die Raumfahrt entwickelte Lösungen den Weg in unser tägliches Leben finden.
 
Neben Entwicklungen im Bereich Software, Elektronik und technische Anwendungen sind es besonders Werkstoffe, die sich für einen Transfer Richtung Erde anbieten. Kohlenfaserkunststoffe in Industrierobotern, hochisolierende Polymerfolien in Computertomografen, hochmoderne Schutzanzüge für Taucher, Piloten und Feuerwehrmänner - all diese Produkte haben ihren Ursprung im All.
 
Metalle mit Langzeitgedächtnis
Unter Federführung der ESA fanden zwei große Veranstaltungen zum Technologietransfer-Programm in Großbritannien und Frankreich statt. Im Mittelpunkt standen dabei intelligente Werkstoffe, so genannte "Smart Materials", und der Transfer von Know-how im Textilbereich. Zu den intelligenten Materialen, auf die man im Rahmen des Europäischen Weltraumprogramms setzt, zählen die Formgedächtnis-Legierungen (FGL). FGL-Werkstoffe können gedehnt und verformt werden, behalten dabei aber ihre ursprüngliche Form gewissermaßen im Hinterkopf. Wird das Material später auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, so erinnert es sich an seine Ausgangsform und nimmt diese wieder an. Derart programmierte Bauteile können im All eingesetzt werden, um beispielsweise die Solarpaneele eines Raumflugkörpers zu entfalten.
 
Eine neue FGL-Applikation wird 2003 mit der ESA-Mission Rosetta auf die Reise zum Kometen Wirtanen gehen. Die FGL-Komponente ist ein Bauteil des Rosetta-Instruments Ptolemy zur Untersuchung der Kometengase. "Ein Heliumstrom soll die Gasproben vom Kometen Wirtanen durch die verschiedenen Teile des Ptolemy-Instruments blasen. Das Helium wird in zwei Tanks gelagert, die sofort nach Abfüllung hermetisch versiegelt werden, um den Heliumverlust auf dem langen Flug möglichst gering zu halten", erläutert Martin Whalley vom britischen Rutherford Appleton Laboratory, das dieses Bauteil entwickelt hat. "Wird das Helium gebraucht, dann wird am Ende des betreffenden Tanks ein zerbrechlicher Stift gekappt. Das öffnet den Tank und das Helium strömt ins Messinstrument."
 
Wenn Rosetta den Kometen Wirtanen im Jahr 2011 erreicht, hat die ESA-Sonde einen achtjährigen Trip durch das Sonnensystem hinter sich. Es war daher wichtig, ein simples, aber extrem zuverlässiges System zu entwickeln, das die Tanks exakt zum gewünschten Zeitpunkt öffnet. "Wir haben uns für ein Schaltelement auf FGL-Basis entschieden. Das FGL-Bauteil ist eine passive Komponente, die bei Erwärmung ihre Form ändert und dabei Kraft freisetzt. Außerdem ist sie klein und wiegt fast nichts. Für unser Problem also die ideale Lösung", so Whalley.
 
Gesundheit durch Gedächtnislegierungen
Aber auch auf der Erde werden Formgedächtnis-Legierungen inzwischen in den verschiedensten Bereichen angewandt. Ein Einsatzgebiet ist die Medizin. So können beispielsweise FGL-Drähte die Heilung von Knochenbrüchen beschleunigen. Und auch in der Kieferorthopädie rückt man krummen Zähnen mit Formgedächtnis-Legierungen zu Leibe. Das Material wird zu Zahnspangen verarbeitet, die dann kontrollierten Druck auf bestimmte Zähne oder Zahngruppen ausüben. Die FGL-Spange hat den entscheidenden Vorteil, dass durch die ganz gezielte Krafteinwirkung Fehlstellungen der Zähne bis zu zweieinhalb Mal schneller behoben werden als bei der herkömmlichen Behandlung.
 
Textiltechnik aus dem All
Textilien begegnen uns nicht nur als T-Shirt und Sonntagsanzug, sondern vor allem als hoch entwickelte technische Textilien, die unter anderem im Auto- und Flugzeugbau verwendet und zu Schutz-, Sport- und Freizeitbekleidung verarbeitet werden. Diese High-Tech-Gewebe, deren Marktanteil ständig wächst, haben viele Eigenschaften: Sie sind schwer entflammbar, hitzebeständig, schnittfest, wasserabweisend, antibakteriell, fungizid, elektrisch leitfähig usw.
 
Ein Ziel des ESA-Technologietransfer-Programms ist es, größere Synergien im Textilbereich zu organisieren. "Zahlreiche Technologien aus der Raumfahrt konnten bereits erfolgreich auf terrestrische Anwendungen übertragen werden, aber es stehen noch viele andere Technologien bereit. Wir möchten diesen Prozess weiter voranbringen und Designer, Textilhersteller, Bekleidungsanbieter und Experten für Raumfahrttechnologie zusammenbringen, um neue Anwendungen für den Einsatz in der Textilindustrie zu erarbeiten", so Pierre Brisson, der Leiter der ESA-Transferprogramms.
(la - Quelle: ESA)
 
» Das Kontrollzentrum der ESA feiert Geburtstag
05. September 2002 - Vor 35 Jahren wurde das Satellitenkontrollzentrum der ESA (ESOC) in Darmstadt offiziell eröffnet. Bis heute wurden mehr als 50 Satelliten erfolgreich von dem europäischen Kontrollzentrum aus betreut.
 
Die Anfänge des European Space Operation Center (ESOC) reichen zurück bis in das Jahr 1963, als die European Space Research Organisation (ESRO) - eine der beiden Vorläuferorganisationen der ESA - auf dem Gelände des heutigen Satellitenkontrollzentrums ein Zentrum zur Speicherung, Verarbeitung und Analyse der von Höhenforschungsraketen und Satelliten eingehenden Daten errichtete, das European Space Data Centre (ESDAC).
 
Ab Mitte der 1960er Jahre dann entwickelte und baute die ESRO zunehmend eigene Satelliten, deren Betrieb sichergestellt werden musste. Die Entscheidung für den Standort des neuen Kontrollzentrums fiel auf Darmstadt, und am 8. September 1967 eröffnete der damalige Forschungsminister der Bundesrepublik Deutschland, Gerhard Stoltenberg, das ESOC. Auf anfänglich 2.000 qm Fläche starteten 95 Mitarbeiter den Betrieb mit einer für damalige Verhältnisse zwar modernen, heute aber geradezu anachronistisch anmutenden technischen Ausrüstung. Ein Jahr nach Eröffnung des Kontrollzentrums, am 17. September 1968, wurde der Wissenschaftssatellit ESRO 2 gestartet, der erste von Darmstadt aus betreute Satellit.
 
Heute arbeiten mehr als 700 Mitarbeiter in einem hochmodern ausgestatteten Komplex mit insgesamt 40.000 qm Grundfläche und einem eigenen Energiezentrum. Von hier aus werden europäische Satelliten gesteuert und überwacht sowie wissenschaftliche Missionen vorbereitet. Die Arbeit an einer solchen Mission beginnt bereits Jahre vor dem Start. Dazu gehören am ESOC die Bahnanalyse, die Berechnung wichtiger Bahnparameter sowie die Ermittlung der Flugdynamik eines Raumflugkörpers. Schließlich werden alle Abläufe an einem Computer-Modell des Satelliten wochenlang simuliert, bis alles schlüssig und fehlerfrei ist.
 
Üblicherweise beginnt die Arbeit des ESOC kurz nach dem Start vom europäischen Weltraumhafen Kourou in Französisch-Guayana und dem Einschwenken in die Flugbahn eines Satelliten, wenn die Kontrolle vom Startkontrollzentrum in Kourou an das ESOC übergeben wird. Dem folgen kritische Stunden, in denen die Bordsysteme vom Kontrollzentrum aus aktiviert werden und der Satellit in die geostationäre Bahn befördert wird. Diese Prozedur beim Start eines Raumflugkörpers der ESA spielt sich seit 1968 jährlich mehrmals beim ESOC in Darmstadt ab.
 
Bald genügte die Erdumlaufbahn von wenigen hundert Kilometern Höhe oder die geostationäre Bahn nicht mehr. Neue Ziele, wie beispielsweise Kometen, wurden von den Wissenschaftlern anvisiert. Den sich daraus ergebenden Anforderungen musste sich auch das ESOC stellen. Während bei der Kometensonde Giotto Mitte der 1980er Jahre noch das leistungsfähige Deep Space Network der NASA in Anspruch genommen werden musste, kann für die nächsten interplanetaren Missionen der ESA auf eine eigene Antenne in Australien zurückgegriffen werden. Sie ist mit 35 Metern Durchmesser eine der größten Stationen der Welt für derartige Aufgaben. Die in nächster Zeit beginnenden ESA-Missionen Rosetta, Mars Express und Smart-1 werden die ersten "Kunden" für die neue Bodenstation sein.
 
Aber nicht nur Wissenschafts-Missionen werden vom ESOC gesteuert. Etliche Jahre kamen auch die Wettermeldungen der Meteosat-Satelliten von dieser ESA-Einrichtung. Seit 1995 hat nun die eigenständige Agentur EUMETSAT die Aufgabe der Betriebsführung des Meteosat-Systems übernommen. Das trifft auch auf den erst vor einigen Tagen gestarteten neuesten europäischen Wettersatelliten MSG-1 zu. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme durch das ESOC wird der Wettersatellit an EUMETSAT übergeben, ähnlich übrigens wie bei zahlreichen anderen kommerziellen Anwendungssatelliten.
 
Für die ständige Verbindung zu den künstlichen Himmelskörpern wurde ein weltweites Netz von Bodenstationen geschaffen, die sich wie ein Spinnennetz über den Erdball legen. ESTRACK ist der Name dieses Systems. Gewissermaßen im Handshake-Verfahren werden die Satelliten beim Überflug über die Station übernommen und wenige Minuten später an die nächste Station wieder abgegeben. Das trifft für alle Raumflugkörper nach dem Start und bei der Inbetriebnahme zu. Bei einigen Missionen ist ein derartiger Aufwand später nicht mehr nötig. Sie übergeben die gesammelten Daten nur an eine bestimmte Station in größeren Zeitabständen. Zur sicheren Datenübertragung zwischen dem Kontrollzentrum in Darmstadt und den Bodenstationen wurde ein eigenes Kommunikationsnetz geschaffen.
(ms - Quelle: ESA)
 
» Einschlag eines Asteroiden löste globale Brände aus
05. September 2002 - Der Einschlag eines größeren Asteroiden auf der Erde kann globale Brände auslösen. Der so genannte "Artenschnitt" vor rund 65 Millionen Jahren, den unter anderem auch die Dinosaurier nicht überlebt haben, ist amerikanischen Forschern zufolge auch auf diese Folgeerscheinung des Einschlags eines Asteroiden auf der mexikanischen Halbinsel Yucatan zurückzuführen.
 
Bereits seit einigen Jahren gibt es verschiedene starke Indizien für die Annahme, dass der Einschlag eines großen Asteroiden für das globale Artensterben beim Übergang von der Kreidezeit zum Tertiär verantwortlich ist. Mittlerweile sind sich die Geologen auch sicher, den Einschlagsort gefunden zu haben: Demnach wäre ein im Durchmesser mehr als 10 Kilometer messender Gesteinsbrocken mit der ungeheuren Geschwindigkeit von über 25 Kilometern pro Sekunde an der Spitze der mexikanischen Halbinsel Yucatan in ein damals dort vorhandenes flaches Meer eingeschlagen. Durch die enorme kinetische Energie des Asteroiden drang er mehrere Kilometer tief in die Erdkruste ein, was zur Verdampfung und dem Aufschmelzen riesiger Mengen an Karbonat- und Sulfat-Gestein führte.
 
Die Folgen für die Erde waren verheerend: Zunächst raste eine gigantische Flutwelle um den Planeten und richtete große Verwüstungen in den Küstenregionen rund um den Globus an. Viel schwerwiegender waren aber die mehrere hundert Millionen Tonnen an Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Staub, Gesteinsbrocken und -trümmer sowie Wasserdampf, die durch den Einschlag in die Atmosphäre geschleudert wurden. Alleine dadurch wurde die Sonneneinstrahlung für längere Zeit erheblich reduziert, was gravierende Folgen für das globale Klima und natürlich auch für die Pflanzenwelt des Planeten hatte. In dieser Zeit starben mehr als die Hälfte sämtlicher damals vorhandenen Tier- und Pflanzenarten an Land und im Wasser aus.
 
Amerikanische Wissenschaftler haben nun Nachweise in Form von theoretischen Modellen und empirischen Untersuchungsergebnissen für ihre Vermutung geliefert, dass bei einem derartig gigantischen Treffer das Ökosystem der Erde auch durch unmittelbar nach dem Einschlag entstehende globale Brände stark gestört wird. Im Falle des so genannten Chicxulub-Einschlags vor 65 Millionen Jahren haben diese Brände weite Teile des Planeten ergriffen und Unmengen an Rauch- und Rußwolken erzeugt, die den Planeten verdunkelten. Dadurch wurde die Vegetation großräumig zerstört, was außer der Vernichtung von Lebensräumen für Tiere wahrscheinlich auch den Zusammenbruch kompletter Nahrungsketten im kontinentalen Maßstab bedeutete.
 
Den empirischen Nachweis lieferten Wissenschaftler der University of Chicago, die an den verschiedensten Orten der Erde Russ-Spuren in den steinernen Überresten der Katastrophe fanden. Außerdem stellte ein anderes Wissenschaftlerteam für die Zeit nach dem Einschlag ein stark erhöhtes Aufkommen von Farnsporen in Sedimentschichten fest. Dies deckt sich mit heutigen Beobachtungen, wonach Farne zu den ersten Pionieren bei der Besiedlung niedergebrannter Waldflächen gehören.
 
Die globalen Brände wurden vor allem durch enorme Strahlungswärme verursacht. Das beim Einschlag bis über den Rand der Erdatmosphäre hinausgeschleuderte Material regnete teilweise tausende von Kilometer entfernt wieder auf die Erde zurück und erzeugte beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre aufgrund der schieren Menge enorme Wärmemengen, die teilweise in Richtung Boden gestrahlt wurden und dort die Temperatur auf mehrere hundert Grad (!) aufheizten, wodurch die Vegetation großflächig in Brand geriet. Neuen Modellen zufolge begannen die Brände rund um die Einschlagsstelle und an einem ihr gegenüberliegenden Punkt auf der Erdoberfläche, wo das herausgeschleuderte Material konzentriert herabregnete. Mit der Drehung der Erde unter den herabstürzenden Gesteins- und Erdmengen hinweg pflanzten sich die Brände dann westwärts fort, bis sie Stunden und Tage später große Teile Nord- und Südamerikas, Afrikas und Asiens erfasst hatten - Dantes "Inferno" hatte Gestalt angenommen.
(ms - Quelle: NASA/Univ. Arizona Space Imagery Center)
 
» Nahaufnahme einer Nahbegegnung
04. September 2002 - Einem europäischen Team von Astronomen ist mit einem Teleskop auf der spanischen Kanareninsel La Palma, dass mit einer so genannten adaptiven Optik ausgestattet ist, eine extrem gute Aufnahme des Asteroiden 2002 NY40 gelungen, als er in nur 750.000 Kilometer Entfernung an der Erde vorbeiflog.
 
Vom Asteroiden 2002 NY40 wurde in der Nacht vom 17. auf den 18. August kurz vor der größten Annäherung des kosmischen Felsbrockens an die Erde mit dem 4,2 m-Teleskop William Herschel des Roque de Los Muchachos Observatory (La Palma) eine Serie von Aufnahmen im nahen Infrarot gemacht. Dabei kam zum ersten Mal eine adaptive Optik bei der Aufnahme eines so genannten Near Earth-Asteroiden zum Einsatz, mit der Turbulenzen in der Erdatmosphäre weitgehend ausgeglichen werden können, die eine kontinuierliche Fokussierung des anvisierten Himmelskörpers während der Aufnahme verhindern. Dieses NAOMI genannte Korrektursystem wurde in Großbritannien entwickelt und gebaut und besteht aus einem System von schnell beweglichen Spiegelelementen, die in Echtzeit Darstellungsfehler aufgrund von Störungen durch die Erdatmosphäre korrigieren. Unter guten Bedingungen gelingen mit Hilfe adaptiver optische Systeme Aufnahmen von erdgebundenen Teleskopen aus, die es hinsichtlich der Schärfe mit den Bildern des Weltraumteleskops Hubble aufnehmen können.
 
Trotz der schnellen Bewegung des Asteroiden (in nur sechs Minuten legte er eine Strecke am nächtlichen Himmelszelt zurück, die dem Durchmessers der Vollmondscheibe entspricht), die eine genaue und zügige Nachführung des Teleskops während der Aufnahme erforderte, gelangen sehr gute Aufnahmen mit einer Auflösung von 0,11 Bogensekunden; die erzielte Auflösung liegt nahe beim theoretischen Limit dieses Teleskops. Bei anderen Beobachtungen wurden Helligkeitsschwankungen von 2002 NY40 festgestellt, die darauf schließen lassen, dass der Asteroid eine längliche Form hat und während seines Fluges torkelnde Bewegungen vollführt.
 
Erst Mitte Juli war 2002 NY40 entdeckt worden. Er gehört zur Gruppe der Near Earth-Asteroiden, die in regelmäßigen Abständen die Umlaufbahn unseres Planeten kreuzen und dadurch eine potentielle Gefahr darstellen. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit für den Aufprall eines Asteroiden auf die Erde relativ gering, der jetzt beobachtete Asteroid stellt aufgrund seiner Bahndaten mit Sicherheit keine Gefahr für die Erde dar. Doch auch wenn es unter Umständen erst in einigen Jahrtausenden passieren wird: Eines Tages wird mit Sicherheit (wieder einmal) ein größerer Asteroid die Erde treffen und schwere Verwüstungen anrichten, weshalb seit einigen Jahren Beobachtungsprogramme zur Erfassung potentiell gefährlicher Kandidaten laufen. Konkrete Mittel zur Abwehr eines für die Erde gefährlichen Asteroiden jedoch existieren bisher nur als Ideen.
(ms - Quelle: The ING NAOMI Team)
 
» Mars Express rückt dem Leben auf den Leib
04. September 2002 - Die ESA plant, mit der Mission Mars Express, die im kommenden Jahr startet, Leben auf dem Mars nachzuweisen - sollte es existieren.
 
Von allen Raumsonden, die jemals zu Mars geschickt wurden, war bisher nur eine damit beauftragt, nach Leben zu suchen. Das einzige überzeugende Resultat der mittlerweile 26 Jahre zurückliegenden Viking-Mission war, dass es sehr viel schwieriger ist Leben zu finden, als erwartet. Einen zweiten Versuch gab es nicht - bis heute.
 
Die Mission Mars Express der ESA, die nächste Mission zum roten Planeten und die erste europäische, hat ein ambitioniertes Ziel. Nach dem Start 2003 wird Mars Express das erste Raumfahrzeug nach Viking sein, dass nach direkten wie indirekten Spuren von momentanen und vergangenem Leben auf dem Mars suchen soll. Heute sind die Wissenschaftler jedoch mit mehr Wissen ausgestattet, wie Leben auf dem Mars zu finden ist, als vor 26 Jahren. Somit sind die Chancen eines Erfolgs sehr gut.
 
Die Erwartungen nach Leben auf dem Mars haben sich seit Viking stark verändert. Heute erwägen die Forscher verschiedene Alternativen:
 
• Es existiert Leben auf dem Mars, aber die Lebensformen sind so klein, dass man sie kaum entdecken kann oder sie leben im Untergrund.
• Die Lebensformen ist nicht nur sehr klein sondern auch schon tot. Man kann nur noch nach Fossilien und nicht nach lebendigen Organismen suchen.
• Es gibt kein Leben auf dem Mars und es gab niemals welches.
 
Jeder der beiden Viking-Lander, die 1976 gestartet wurden, enthielten drei biologische Experimente. Alle drei sollten nach Mikroben oder Mikroorganismen suchen oder deren "Signatur", zum Beispiel in der Erde. Bald stellten die Wissenschaftler jedoch fest, dass alle Ergebnisse auch mit nicht-biologischen Prozessen zu erklären waren. Überraschenderweise waren die nicht-biologischen Prozesse, die die Forscher hereinlegen sollten, von niemanden vor dem Start vorausgesehen worden.
 
Die Sonde Mars Express der ESA wird den Mars im Dezember 2003 erreichen und eine Strategie verfolgen, die sich der von Viking stark unterscheidet. Sie besteht aus einem Orbiter und dem Lander Beagle 2. Der wichtigste Unterschied zu den frühen NASA-Raumsonden besteht bei Mars Express, dass diese auch nach Spuren längst vergangenen Lebens in Fossilien suchen kann. Die Wissenschaftler, die an Mars Express zusammenarbeiten, werden verschiedene Tests kombinieren und so eine sehr viel breitere Palette an wissenschaftlichen Daten erhalten. Zudem soll die Sonde dabei helfen, ältere widersprüchliche Daten zu verwerfen.
 
Mehr Informationen zum Mars finden Sie in unserem Mars-Corner.
(ku - Quelle: ESA)
 

Der Mond, der nächtliche Beschützer, der Einsame, der Kraterübersäte, der Wohnort des Mannes in ihm - kurz: Der Begleiter der Erde regt seit jeher die Phantasie der Künstler, die Gedanken der Einsamen und auch die Überlegungen der Wissenschaftler an. Er gilt in der Astronomie als das dichteste Beobachtungsobjekt am Himmel. Schon in der Antike beobachtete man den Mond und machte sich Gedanken über seine Beschaffenheit. Besonderes Interesse weckte die Mondoberfläche, da diese schon damals gut zu beobachten war, was an seiner fehlenden Atmosphäre liegt. Er ist der einzige Himmelskörper des Sonnensystems (außer der Erde), der bereits von Menschen besucht wurde. Trotzdem - und dies mag auf den ersten Blick verblüffen - wissen wir Vieles von ihm noch nicht.
 
Doch kommen wir erst zu dem Bekannten: Der Mond umkreist die Erde in einer Entfernung von 356.000 bis 407.000 km. Die Anziehungskraft an seiner Oberfläche ist nur etwa ein Sechstel so stark wie auf der Erde. Aus diesem Grund mussten auch die Apollo-Astronauten seltsame Hüpfbewegungen vollführen, um sich vorwärts zu bewegen. Andersherum hätten sie sich mit den schweren Überlebensanzügen auf der Erde kaum auf den Beinen halten können, was auf dem Erdtrabanten sehr gut funktionierte.
 
Den meisten Menschen ist mittlerweile der Grund für die Entstehung der Mondphasen, vom Neumond bis zum Vollmond, klar: Das Licht der Sonne trifft auf dessen Oberfläche und beleuchtet diese. Der Mond wird ständig zu 50% beleuchtet, allerdings ändert sich ständig der Phasenwinkel, der abhängig von der Entfernung Sonne-Mond ist und ebenso ständig variiert:
 
1. Hat der Mond sein erstes Umlaufviertel absolviert, bildet er mit Sonne und Erde einen rechten Winkel (90°) und wir sehen einen zunehmenden Halbmond.
2. Hat er die Hälfte seiner Umlaufbahn absolviert, steht er uns und der Sonne direkt gegenüber (180°) und wir sehen einen hellen Vollmond.
3. Nach dem dritten Viertel sehen wir eine abnehmende Mondsichel (270°).
4. Nach dem letzten Viertel seiner Umlaufbahn herrscht Neumond, da er uns seine unbeleuchtete Seite zuwendet (360°).
 
Unser Begleiter umkreist die Erde in einem Zeitraum von etwa 28 Tagen. Da dies etwas kürzer ist als die normale Monatslänge, fällt die Neu- und Vollmondnacht hintereinander auf denselben Tag des Monats.
 
Die Gezeiten sind ein eindrucksvolles Beispiel für den Einfluss des kleinen Mondes auf die große Erde. Bekanntlich ist er für die Entstehung von Ebbe und Flut, den Gezeiten, verantwortlich. Rund um die Uhr umkreisen zwei Flutberge die Erde - der eine auf der mondzugewandten, der andere auf der mondabgewandten Seite.
 
Zur Frage wie sich die markanten Oberflächenstrukturen gebildet haben könnten, gab es zur Zeit der alten Griechen zwei Theorien. Die eine besagte, dass die Krater von vulkanischer Aktivität auf dem Mond stammen könnten. Die zweite Theorie ist jene, die heute allgemein anerkannt ist und diese besagt, dass Meteoriteneinschläge die Mondoberfläche geprägt haben. Galileo Galilei brachte erstaunlichen Fortschritt in die Mondbeobachtung, indem er die Strukturen auf der Oberfläche in Meere, Krater und Gebirge aufteilte.
 
1651 war es als der Astronom Giovanni Riccioli eine sehr detaillierte Mondkarte veröffentlichte. Dieser Karte schenkte man damals wie heute große Beachtung. Schon damals wurden große Persönlichkeiten auf den Mondkarten verewigt sowie Kopernikus und Galilei, der allerdings nur mit einem kleinen Krater von 15 km Durchmesser bedacht wurde.
 
Doch trotz amerikanischem Apollo-Programm, dutzenden Mondsonden und Jahrtausenden der faszinierten Beobachtung durch den Menschen konnten viele Fragen zu unserem Begleiter bis heute nicht einwandfrei geklärt werden. Eine davon ist die nach seiner Entstehung. Es gibt drei mehr oder weniger schlüssige Theorien über die Entstehung des Mondes:
 
- Er wurde in der frühen Geschichte des Sonnensystems durch die Massenanziehung der Erde eingefangen. Dies ist auch von anderen Planeten des Sonnensystems, wie dem massereichen Jupiter, bekannt, die von Zeit zu Zeit ihr Mondreservoir durch vorbeifliegende Meteoriten erweitern;
- In der frühen Erdgeschichte kollidierte ein sehr großer Gesteinsbrocken mit der Erde und riss eine sehr große Materiemenge aus dieser heraus. Sie war aber weiter an ihren früheren Himmelskörper gebunden und verblieb in dessen Umlaufbahn;
- Bei der Entstehung des Planetensystems bildeten sich von Anfang an zwei verschieden schwere Massebrocken, die einander umkreisten und schließlich zu Erde und Mond wurden.
 
Heute weiß man, dass ein Mond für einen Planeten, auf dem sich Leben entwickelt, von unschätzbarem Wert ist. Andersherum hätten mehrere Trabanten vielleicht ein gezeitliches Chaos auf unserem Planeten ausgelöst, das die Entstehung einer Biosphäre verhindert hätte. Es ist wohl kein Zufall, dass unser blauer Planet mit einem einzigen grauen Nachbarn versehen ist. Auch die vielen "mondsüchtigen" Menschen und Wölfe, die bei Vollmond die Köpfe 'gen Himmel reißen, um ihn mit lautem Jaulen zu preisen, sind zu verstehen, wenn man bedenkt, welchen Einfluss unser Trabant auf das Leben und auch speziell auf unser Leben hat.
 

Einleitung
Rund anderthalb Fahrtstunden von Windhoek, der Hauptstadt Namibias, entfernt können Afrika-Urlauber im rund 1.800 m hoch gelegenen Khomas-Hochland nahe dem Gamsberg seit Anfang 2002 ein futuristisches Ensemble von ungewöhnlich aussehenden Spiegelkonstruktionen entdecken. Die roten Stahlträger der vier je 60 Tonnen schweren Gebilde heben sich markant vor dem Hintergrund der afrikanischen Savanne ab und lassen den Beobachter zunächst darüber im Unklaren, ob er in dieser kaum besiedelten Landschaft auf ein neuartiges Projekt zur alternativen Energiegewinnung oder eine astronomische Einrichtung gestoßen ist.
 
Tatsächlich handelt es sich bei diesen Stahlkonstruktionen, die jeweils einen aus über 380 einzelnen Segmenten gebildeten Spiegel von 13 Metern Durchmesser tragen, um so genannte Tscherenkow-Teleskope, die die erste Phase des H.E.S.S.-Projekts (= High Energy Stereoscopic System) bilden. Dieses internationale Projekt von wissenschaftlichen Instituten aus acht Ländern unter maßgeblicher deutscher Beteiligung nutzt die idealen klimatischen und optischen Bedingungen im namibischen Khomas-Hochland, um nach dem Auftreten des Tscherenkow-Lichts Ausschau zu halten: extrem kurze und lichtschwache bläuliche Blitze, die vom Eintreten hochenergetischer Gammastrahlung in die Erdatmosphäre künden.
 
Das Tscherenkow-Licht
Die wissenschaftliche Bedeutung des nach dem russischen Physikers P.A. Tscherenkow benannten optischen Phänomens liegt darin, dass es eine indirekte Beobachtung von hochenergetischer kosmischer Gammastrahlung auf der Erde möglich macht. Die 1912 von dem österreichischen Physiker Victor Hess entdeckte kosmische Strahlung kann auf der Erde nicht direkt gemessen werden, da sie von der Erdatmosphäre blockiert wird - eine enorme Hürde für die Erforschung dieser Strahlung, aber gleichzeitig ein Glück für das Leben auf unserem Planeten.
 
Treffen Photonen der hochenergetischen kosmischen Gammastrahlung auf Moleküle der Erdatmosphäre, so wird dadurch ein kaskadenartiger Prozess ausgelöst: Zunächst entstehen aufgrund der enormen Energiemenge der Gammastrahlung (deren Photonen rund eine Milliarde mal mehr Energie als die Photonen des sichtbaren Lichts besitzen!) eine Vielzahl von Teilchen - überwiegend Elektronen und Positronen, ihre Antiteilchen. Diese Teilchen dringen in Form so genannter "Luftschauer" sehr schnell in die unteren Atmosphärenschichten ein und erzeugen dabei das sichtbare Tscherenkow-Licht, ultrakurze bläuliche Lichtblitze mit einer Dauer von nur wenigen Milliardstel Sekunden. Die Formulierung "sehr schnell" ist übrigens schon beinahe britisches Understatement: Die Teilchen des "Luftschauers" bewegen sich kurzfristig mit einer Geschwindigkeit, die die Lichtgeschwindigkeit in der Atmosphäre übersteigt!
 
Die aus den auch so genannten Sekundärteilchen bestehenden "Luftschauer" erreichen in einer Höhe von etwa 10 Kilometer ihr Maximum und klingen in tieferen Atmosphärenschichten aus. Das von ihnen aufgrund der extrem schnellen Bewegung der Sekundärteilchen erzeugte Tscherenkow-Licht kann am Boden für einige Nanosekunden in einem kreisförmigen Gebiet von ungefähr 250 Metern Durchmesser registriert werden. Im Verhältnis zur Energie der kosmischen Gammastrahlung, die Verursacher des ganzen Phänomens ist, kann jedoch nur ein kleiner Bruchteil davon als sichtbares Licht wahrgenommen werden: Ein Photon der Gammastrahlung mit einer Energie von einer Billionen Elektronenvolt erzeugt letzten Endes nur etwa 100 Photonen sichtbaren Lichts pro Quadratmeter Bodenfläche, und genau diese winzige Lichtmenge wollen die Wissenschaftler mit den zunächst vier Teleskopen messen.
 
Die Tscherenkow-Teleskope
Beim H.E.S.S.-Projekt handelt es sich um ein stereoskopisches Teleskopsystem, bei dem mehrere Teleskope denselben Luftschauer registrieren. Die zunächst vier Teleskope des Projekts sind in Form eines Quadrats mit 120 Metern Seitenlänge angeordnet, ein Kompromiss zwischen dem Wunsch nach großem Abstand zwischen den einzelnen Teleskopen zur möglichst genauen Ermittlung der Geometrie des Luftschauers (und damit der Herkunft der kosmischen Gammastrahlung) und der Notwendigkeit, alle Teleskope innerhalb der etwa 250 Meter durchmessenden Fläche anzuordnen, die von dem Tscherenkow-Licht eines Luftschauers maximal "ausgeleuchtet" wird.
 
Die Teleskope sind drehbar und in der Vertikalen beweglich angeordnet, um jeden Punkt des Himmels anvisieren zu können. Die Konstruktion besteht aus einem Stahlrahmen und einem 108 Quadratmeter großen Spiegel mit 13 Metern Durchmesser, der sich aus 382 einzelnen kreisrunden Segmenten mit 60 cm Durchmesser zusammensetzt. Durch diese Bauweise konnten die Kosten für die Spiegel reduziert werden, dessen einzelne Spiegelsegmente übrigens aus mit Aluminium beschichtetem Glas bestehen. Jedes der 382 Segmente reflektiert mindestens 80 Prozent des einfallenden Lichts und ist mit Hilfe zweier ferngesteuerter Motoren individuell ausrichtbar. Die Spiegelkonstruktion ist entsprechend der typischen Distanz der Lichtschauer-Maxima so entworfen, dass sie Objekte in einer Entfernung von rund 10 Kilometern optimal fokussiert.
 
Bei Inbetriebnahme der Teleskope wird jedes Spiegelsegment einmal separat justiert. Dieser Vorgang geschieht durch das Anvisieren eines einzelnen Sterns, wobei die Lage des jeweiligen Spiegelsegments solange verändert wird, bis das von diesem Segment produzierte Spiegelbild des Sterns exakt auf einen definierten Punkt im CCD-Element der Teleskopkamera trifft. Der gesamte Justierungsvorgang geschieht vollautomatisch und benötigt einige Nächte pro Teleskop.
 
Im Fokus jedes Teleskopspiegels ist eine hochempfindliche elektronische Kamera montiert, deren Kern 960 lichtempfindliche Detektoren bilden. Jeder einzelne Detektor ist so empfindlich, das schon das Auftreffen von nur fünf Photonen ("Lichtteilchen") ausreicht, um registriert zu werden. Um nicht durch Hintergrundlicht des nächtlichen Himmels gestört zu werden melden die Detektoren nur dann Photonen weiter, wenn eine Mindestanzahl von Detektoren zeitgleich (und das bedeutet hier: innerhalb von nur 1,5 Milliardstel Sekunden!) einen Lichteinfall registriert haben. Erst wenn mindestens zwei Teleskope zeitgleich einen Lichteinfall melden, werden die Daten zur späteren Auswertung aufgezeichnet.
 
Für den Betrieb der Teleskope kommen aufgrund der lichtempfindlichen Kameras nur mondlose Nächte in Frage. Das relativ hoch gelegene Gelände, die klare Luft und die Abwesenheit von Streulicht menschlicher Siedlungen sind sehr gute Bedingungen für die Jagd nach dem Tscherenkow-Licht.
 
Wissenschaftliche Ziele
Mit Hilfe der Tscherenkow-Teleskope soll die Herkunft und Intensität kosmischer Gammastrahlung ermittelt werden. Nur wenige Quellen kosmischer Gammastrahlung mit Energien im Tera-Elektronenvolt-Bereich konnten bisher identifiziert werden, meistens handelte es sich dabei um Galaxien mit hochaktiven Kernen, Supernova-Überreste und Pulsarnebel.
 
Das H.E.S.S.-Projekt soll mehr Licht in das Dunkel des so genannten Nicht-Thermalen Universums bringen. Unter diesen Begriff fallen alle Mechanismen der Erzeugung und Verteilung hochenergetischer Strahlungsarten, die nicht durch thermale Prozesse wie beispielsweise die im Inneren von Sternen ablaufenden Kernfusionen erklärt werden können. Die enormen Energien der von dem H.E.S.S.-Projekt indirekt registrierten kosmischen Gammastrahlung können nur durch Akkumulationsprozesse entstehen, bei denen große Energiemengen einer Quelle in relativ kleinen Partikelmengen konzentriert werden. Es gibt zwar wissenschaftliche Spekulationen und Theorien über hochenergetische Partikel, aber kaum experimentelle oder empirische Daten über Quellen und Beschleunigungsprozesse.
 
Die Tscherenkow-Teleskope sollen so auch bei der Identifizierung von kosmischen Superbeschleunigern helfen, in denen vorwiegend geladene Teilchen wie Elektronen und Ionen durch elektrische oder magnetische Felder beschleunigt werden. Dabei kann es sich entweder um eine kurzfristige, heftige Beschleunigung handeln, wie sie Elementarteilchen beispielsweise durch das gigantische elektrische Feld eines rotierenden Neutronensterns erfahren können, oder aber um schwächere, dafür aber lang anhaltende Prozesse der Energieakkumulation, wie sie Partikel durch jahrtausende lange Reisen in durch Supernova-Explosionen erzeugten magnetischen Feldern erfahren. Die hochenergetische Gammastrahlung ist dann meistens ein Sekundärprodukt des jeweiligen kosmischen Beschleunigers die entsteht, wenn die beschleunigten Teilchen mit Umgebungsmaterie kollidieren.
 
Für die wissenschaftliche Forschung sind die auf diese Weise erzeugten Gammastrahlen von höherem Wert als die geladenen Partikel, die unmittelbar durch die beschriebenen Beschleunigungsprozesse entstehen. Gammastrahlen erfahren auf ihrem Weg zur Erde keine Ablenkung durch elektrische oder magnetische Felder und weisen somit direkt in Richtung ihrer Quelle. Die meisten Quellen für die Strahlung des Nicht-Thermalen Universums sind extreme kosmische Objekte wie Supernovae, Pulsare, kannibalistische Doppelsternsysteme, Schwarze Löcher oder Galaxienhaufen. Auch extrem exotische Objekte wie kosmische Strings als Relikte des Urknalls sind Quellen der Gammastrahlung, die die Wissenschaftler des H.E.S.S.-Projekts nachzuweisen hoffen.
 
Ausblick
Nachdem das erste der vier Teleskope im Juni 2002 mit den Messungen begonnen hat, werden im Laufe der nächsten 18 Monate nach und nach auch die anderen drei Tscherenkow-Teleskope in Betrieb gehen. Wenn die Pilot-Anlage die in sie gesetzten Erwartungen erfüllen sollte, werden in den nächsten Jahren noch zwölf weitere baugleiche Teleskope im namibischen Khomas-Hochland gebaut werden. Angesichts der bisher wenigen Anlagen weltweit, die sich in vergleichbarer Weise mit der Messung und Auswertung der kosmischen Strahlung befassen, erwarten die am Projekt beteiligten Wissenschaftler durch die Anlage auf dem Gelände der Göllschau-Farm eine Vielzahl neuer und für zukünftige Forschungen wegweisender Erkenntnisse.

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Notfallübung und Überprüfung des Roboterarms
Die Arbeitswoche für die fünfte Stammbesatzung an Bord der International Space Station (ISS) begann am Dienstag. Kommandant Waleri Korsun sowie die Bordingenieure Sergej Trestschow und Peggy Whitson kümmerten sich um das Auf- und Entladen der Batterien der amerikanischen Extravehicular Mobility Units (EMUs). Dies geschah in Vorbereitung auf die drei Extravehicular Activities (EVAs), die, von der Luftschleuse Quest ausgehend, von den Missionsspezialisten David Wolf und Piers Sellers durchgeführt werden.

Die gesamte Besatzung beteiligte sich auch an Notfallübungen. Damit trainierten sie ihre Aufgaben und Verpflichtungen im Fall einer Notsituation, wie zum Beispiel ein Leck in der Außenhülle eines Stationsmoduls oder eine Krankheit eines Besatzungsmitgliedes. Diese Übungen finden in regelmäßigen Zeitabständen statt, um sicherzugehen, dass die Besatzung im Fall einer Notsituation jederzeit schnell und effektiv handeln kann.
 
Unterdessen nahm Whitson ihre Forschungen mit der Microgravity Science Glovebox (MSG) im Labor Destiny wieder auf. Sie führte zwei Versuchsreihen des Experimentes Solidification Using a Baffle in Sealed Ampoules (SUBSA) durch, das die Entwicklung von Halbleitern im Weltraum untersucht. SUBSA benutzt dafür einen speziellen Schmelzofen, um das Schmelzen am Anfang, die Bewegung der Flüssigkeit und die Blasen, die auftreten, während sich die Kristalle bilden, zu kontrollieren. Diese Bemühungen sollen dazu dienen, größere und reinere Halbleiterkristalle zu gewinnen. Bevor Whitson die MSG für das nächste Experiment rekonfiguriert, stehen noch zwei weitere Versuchsreihen im Rahmen von SUBSA an. Das Experiment Pore Formation and Mobility Investigation befasst sich mit den Blasen, die oft in Metall- oder Kristallproben eingeschlossen werden und die Festigkeit sowie die Nutzbarkeit des Materials verringern.
 
Am Donnerstag wurde dann mit dem Roboterarm gearbeitet. Korsun und Whitson führten Übungsreihen an den Kontrollen von Canadarm2 aus, um ihr Können zu verbessern sowie die Überprüfung des Mobile Base System (MBS) fortzuführen. Die beiden brachten den Roboterarm in eine Position, so dass der Latching End Effector (LEE) von Canadarm2 direkt in den LEE der Payload and Orbital Replacement Unit Accommodation (POA) blicken konnte und umgekehrt. Dies ermöglichte den Fernsehkameras Bilder der Mechanismen der Schlinge und des Schnappriegels für die Flugkontrolleure und Ingenieure zur Inspektion zur Erde zu übermitteln.

Danach brachten sie den Roboterarm in Position, um das MBS und seine vier Power and Data Grapple Fixtures (PDGFs) zu begutachten. Nachdem die Überprüfung abgeschlossen war, ergriffen sie das vierte und letzte PDGF und ließen es wieder los, um es zu überprüfen. Alle Hauptaufgaben der Arbeiten mit dem Roboterarm und der Überprüfung des PDGF wurden erfolgreich durchgeführt.
 
Wartungsarbeiten standen schließlich für Freitag auf dem Plan. Dazu fuhr die Besatzung ungefähr die Hälfte der Systeme in Destiny herunter um ein Remote Power Control Module (RPCM) auszutauschen, das die Energie zu den verschiedenen Stationssystemen schaltet. Das Herunterfahren und der Austausch verliefen reibungslos. Die Flugkontrolleure stellten am Freitagabend den Stromfluss zu den Systemen, die heruntergefahren wurden, wieder her.
 
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Die deutschsprachige Astronomie- und Raumfahrt-Community im Internet wird von Zeit zu Zeit als unterentwickelt und schlecht organisiert verunglimpft. Die Erneuerung des Linkarchivs astronet.de.cx zu Skyfind.de beweist das Gegenteil. Skyfind findet und sucht unter sehr vielen deutschen und englischen Webseiten.
 
Zudem ist die Webseite ansprechend gestaltet und macht auf den Besucher einen professionellen Eindruck. Die Seite lebt von der Eintragung von neuen Seiten. Falls sie also selbst eine themenverwandte Webseite betreiben, melden Sie sich doch an.
 
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Ein Elektronenvolt (eV) ist eine Energieeinheit, die vor allem im Bereich der Teilchenphysik verwendet wird. Sie entspricht der Energiemenge die ein Elektron erhält, wenn es durch eine Potentialdifferenz von einem Volt beschleunigt wird. Im Bereich der Astronomie werden oft Größenangaben wie Millionen Elektronenvolt (MeV), Milliarden Elektronenvolt (GeV) oder Billionen Elektronenvolt (TeV) verwendet, um den Energiegehalt verschiedener Strahlungsarten zu charakterisieren.
 
Ein Elektronenvolt entspricht 1,60207 × 10^-19 Joule. Während sichtbares Licht nur eine Energie von einigen wenigen eV aufweist, können hoch-energetische kosmische Gammastrahlen Energien im TeV-Bereich aufweisen.
 

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