| In Space - The Raumfahrer.net Newsletter #051 vom 16.November 2002
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| Inhalt
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Der Raumfahrtnewsletter des TrekZone Networks.
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"In Space Newsletter"
Ausgabe #051
ISSN 1684-7407
> Updates:
Updates / Umfrage
> News:
Astronomie- und Raumfahrtnews
> Space Focus:
Strahlungsmechanismen in der Hochenergieastrophysik (3)
> HotSpot:
Leoniden gefährden Technik und Mensch im All
> ISS:
Weekly Report
> Surftipp:
Garbo's Astronomy Images Directories
> InDetail:
Das Äquatorialsystem
> Impressum:
Disclaimer & Kontakt
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Verehrte Leserinnen und Leser,
momentan ist ein faszinierendes Himmelsspiel zu beobachten. Die Leoniden, ein Meteorstorm, hat in ein paar Tagen sein Maximum erreicht. In unserem HotSpot können sie heute nachlesen warum die Leoniden gefährlich sind für Menschen und Maschinen im Weltall. Außerdem präsentiert Tilman Kaiser den dritten Teil seiner Arbeit über Strahlungsmechanismen in der Hochenergieastrophysik.
Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen
Mark Weimar
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• NASA hofft auf Endeavour-Start am Montag <mehr>
• Leoniden-Feuerwerk bedroht Satelliten <mehr>
• STS-113: Shuttlemission und Meteor Leonid <mehr>
• ENVISAT: Plankton wird aus 800 Kilometern Höhe erforscht <mehr>
• Nächste Generation der Marsrover im Backofen <mehr>
• ESA: Intelligente Satelliten bestimmen ihren Weg <mehr>
• China: Shenzou 4-Testflug wird erwartet <mehr>
• Shuttle-Start verschoben <mehr>
• Belgischer ESA-Astronaut von ISS-Mission zurück <mehr>
» NASA hofft auf Endeavour-Start am Montag 15. November 2002 - Der für diesen Montag geplante Start des Shuttle "Endeavour" ist weiterhin gefährdet. Nachdem Techniker der NASA die Sauerstoffleitung am Donnerstag erfolgreich repariert haben, treten neue Schwierigkeiten auf. Bei der Reparatur der Sauerstoffleitung (Austausch der Leitung) hat eine Arbeitsplattform die Haut des Roboterarms gerammt. Experten der NASA haben daraufhin die beschädigte Außenhaut abgenommen, um die darunterliegende Struktur mit Hilfe von Ultraschall auf Beschädigungen zu überprüfen. Am heutigen Freitagabend (15.11.2002) wird man sich dann über die Ergebnisse der Analyse beraten. Außerdem hängt der Start auch davon ab, ob der für Samstag geplante Start einer Delta-Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral, Florida, klappt. Die NASA geht davon aus, dass der Start zu 90 Prozent aufgrund des schlechten Wetters ausfällt. (la - Quelle: NASA, space.com)
» Leoniden-Feuerwerk bedroht Satelliten 15. November 2002 - Am 19.November gegen 5.00 Uhr MEZ ist in Europa ein himmlisches Feuerwerk zu erwarten. Wie jedes Jahr durchfliegt unser Heimatplanet Mitte November die Bahn der Leoniden, einen Strom winziger Trümmerpartikeln aus dem Schweif eines Kometen. Die Mikrometeoriten dringen dann mit 250 000 km/h in die Erdatmosphäre ein, wo sie als Sternschnuppen verglühen. Das beeindruckende Spektakel birgt Gefahren: Die etwa 700 aktiven Satelliten im Orbit sind den dahinrasenden Kometentrümmern schutzlos ausgeliefert. Um Beschädigungen und Totalausfälle der unter der Obhut der ESA stehenden Raumflugkörper zu verhindern, trifft das Europäische Satellitenkontrollzentrum ESOC in Darmstadt besondere Schutz-Vorkehrungen. Ihren Namen verdanken die Leoniden ihrem scheinbaren Ursprung im Sternbild Löwe (Leo). Tatsächlich aber handelt es sich um sandkorn- bis kirschkerngroße Trümmer des Kometen Tempel-Tuttle, der 1866 zum ersten Mal beobachtet wurde. Als periodischer, d.h. regelmäßig wiederkehrender Komet bewegt sich Tempel-Tuttle auf einer stark elliptischen Umlaufbahn um die Sonne, der er alle 33 Jahre besonders nahe kommt. Sonnenwärme und Sonnenwind tauen den aus Eis, Staub und Gesteinsbrocken zusammengebackenen Weltraumvagabunden dabei teilweise auf, der dann einen Schleier aus freigesetzten Trümmerteilchen hinter sich herzieht. Über die Jahrhunderte breiten sich die Partikel entlang der Umlaufbahn des Kometen immer weiter aus. Diese Teilchenwolke, die die Erde jedes Jahr zur gleichen Zeit passiert, ist mehrere Millionen Kilometer breit. In diesem Jahr kreuzt unser Heimatplanet dabei zwei besonders dichte Staubfahnen im Leonidenstrom, die Tempel-Tuttle in den Jahren 1767 und 1866 abgegeben hat. Es sind also viele herrliche Sternschnuppen zu erwarten. Und ein verschärfter Beschuss der Satelliten mit superschnellem Kometenschrot. Trommelfeuer der Kometentrümmer Was passiert, wenn die millimetergroßen Trümmer mit mehr als 200facher Schallgeschwindigkeit in einen Satelliten einschlagen? Er könnte – mit der Wucht einer Gewehrkugel – wichtige Komponenten und Instrumente zerstören, die dann zum Ausfall des Satelliten führen würden. Größere Trümmerpartikel können außerdem einen Teil ihrer Bewegungsenergie auf den Satelliten übertragen und diesen zum Taumeln bringen. Und schließlich können die vorbeirasenden Staubpartikel empfindliche Teile des Raumfahrzeugs – Spiegel, Solarpaneelen, Linsen usw. – wie ein Sandstrahl-Gebläse zerschmirgeln. Noch gefährlicher als die mechanische Beschädigung ist für die Raumfahrzeuge aber die Plasma-Wirkung beim Einschlag der Kometenteilchen: Die winzigen Trümmer sind mit 71 Kilometern pro Sekunde so schnell, dass sie beim Aufprall auf den Satelliten komplett verdampfen. Dabei entsteht eine Wolke aus Plasma, d.h. aus elektrisch geladenem und leitfähigem Gas. Das Plasma kann in dem getroffenen Satelliten Kurzschlüsse auslösen und das hochsensible elektronische Innenleben des künstlichen Erdbegleiters schwer in Mitleidenschaft ziehen. Satelliten im künstlichen Koma Um das Risiko von Satellitenschäden durch den Leonidenstrom möglichst gering zu halten, sieht das Europäische Weltraumkontrollzentrum ESOC eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen vor. Zunächst werden alle im Satelliten gespeicherten Daten zur Erde heruntergeladen, bevor die Erde am 19. November die Trümmerwolken aus den Jahren 1767 (erster Höhepunkt) und 1866 (zweiter Höhepunkt) durchquert. Vier Stunden vor dem ersten etwa einstündigen Höhepunkt, mit dem gegen 5.00 Uhr MEZ zu rechnen ist, werden die Satelliten dann gedreht. Sie werden so ausgerichtet, dass sie den heranrasenden Staub- und Sandteilchen möglichst wenig Angriffsfläche bieten und die empfindlichsten Instrumente an Bord gegen direkten Teilchenbeschuss abgeschirmt sind. Um Kurzschlüsse und elektrostatische Entladungen durch Plasmaeinwirkung zu verhindern, werden außerdem die elektronischen Bordsysteme auf das Nötigste heruntergefahren. Die aus wissenschaftlichen Instrumenten bestehende Nutzlast wird völlig abgeschaltet. Zugleich werden die Satelliten so konfiguriert, dass auf eventuell auftretende Anomalien rasch reagiert werden kann. Das Team im Kontrollzentrum wird in der Nacht vom 18. auf den 19. November vergrößert, um die Raumfahrzeuge ständig überwachen und nötigenfalls eingreifen zu können. Nach Abklingen des zweiten Höhepunkts, der voraussichtlich gegen 11.00 Uhr MEZ einsetzt, werden die Satelliten aus ihrem künstlichen Koma geholt. Die Elektronik wird wieder hochgefahren und der Routinebetrieb vorbereitet. Wünsch' dir was Der Meteoritensturm am 19. November – in den frühen Morgenstunden in Europa besonders gut zu beobachten – ist für lange Zeit der letzte spektakuläre Himmelsauftritt der Leoniden. Nach Auffassung von Astronomen wird die Erde in den kommenden 100 Jahren nur relativ partikelarme Bereiche des Leonidenstroms durchqueren, die am Novemberhimmel wenig hermachen. Beim Anblick der diesjährigen Sternschnuppenschauer werden wahrscheinlich Millionen Beobachter ihre geheimsten Wünsche formulieren. Was sich Satellitenbetreiber und das Team vom ESOC wünschen, ist nicht schwer zu erraten: Mögen unsere schlafenden Satelliten dort draußen den Ansturm aus den Tiefen des Alls sicher überstehen. Informationen über Meteoriten von Calvin j. Hamilton (la - Quelle: ESA)
» STS-113: Shuttlemission und Meteor Leonid 15. November 2002 - Astronauten mit erstklassischer Sicht auf Meteoritenregen Am 18. November startet das Space Shuttle Endeavour auf Mission STS-113 zur ISS. Auf dieser Mission wird die Besatzung festgelegte Aufgaben auf der Station erfüllen, das alte Team ablösen und erforderliche Dinge mitbringen. Das klingt wie Routine, was macht diese Mission also noch spannender als andere? Die Antwort ist der Leonid Meteoritenschauer, der sich jedes Jahr Mitte November ereignet. gesamter Artikel (sr - Quelle: Nasa.gov)
» ENVISAT: Plankton wird aus 800 Kilometern Höhe erforscht 13. November 2002 - Der erst im März 2002 gestartete europäische Umweltsatellit Envisat beobachtet erstmals Mikroorganismen aus dem Erdorbit. Aus 800 Kilometern Höhe ist für den größten europäischen Umweltsatelliten Envisat das möglich zu sehen, was nicht einmal ein Mensch einzeln mit bloßem Auge erkennen kann: Phytoplankton. Jedoch sucht Envisat nicht nach einzelnen sondern nach großen Schärmen des Mikroorganismus', der die Weltmeere bevölkert. Das Instrument Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) des Satelliten ist ein Sensor, der im vergangenden Sommer im Nordatlantik vor der Kanadischen Küste nach dem Phytoplankton Ausschau hielt und atemberaubende Bilder machte. Der im Bild hellblaue Bereich ist ein über 300 mal 200 Kilometer großer Bereich, der von Phytoplankton bevölkert wird. Dies sind kleine Wasser-Organismen, die die Grundlage der Nahrungskette der Meere bilden. Sie bilden eine Schlüsselrolle im globalen Ökosystem. Diese Bereiche, in denen sich Phytoplankton in so großen Mengen aufhält, dass es den Ozean färbt und von Satelliten entdeckt werden kann, können erst seit wenigen Jahrzehnten ausgiebigst aus dem All analysiert werden. Das Instrument MERIS eröffnet dabei ganz neue Möglichkeiten, Phytoplankton-Kulturen und andere ozeanische Prozesse zu erforschen. • Weitere interessante Artikel und News finden Sie in unserem Envisat-Special. • Mehrere faszinierende Bilder zu der ESA-Pressemeldung finden Sie hier. (ku - Quelle: ESA)
» Nächste Generation der Marsrover im Backofen 13. November 2002 - Die Arbeiten am neusten Mars-Projekt laufen auf Hochtouren: Der Mars Exploration Rover werden derzeit auf ihre 460 Kilometer lange Reise zum Roten Planeten vorbereitet. An Bord befinden sich gleich zwei Lander, die auf der Oberfläche aufsetzen sollen. Um ihre Tauglichkeit zu überprüfen, werden derzeit die unterschiedlichsten Bedingungen auf der Erde simuliert und dabei beobachtet, wie die Vehikel darauf reagieren. Da die beiden Mars-Rover voneinander unabhängig agieren werden, werden sie auch voneinander getrennt getestet. So wird Rover 1 in einem Kocon bestehend aus dem Hilzeschild beim Start von der Erde und beim Eintritt in die Marsatmosphäre sehr stark durchgeschüttelt und erhitzt, was mit einem Test mit dem Kosenamen "shake and bake" simuliert wurde. Die gewaltigen Geräusche beim Abheben der Rakete können außerdem eine Bedrohung für das Raumfahrzeug bedeuten. So wurde Rover 1 auch akustischen Tests unterzogen. Mithilfe einer großen Simulations-Einrichtung des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) konnten für den Lander die extremen Bedingungen des Alls annähernd hergestellt werden: Er wurde Temperaturen von -196°C bis +93°C ausgesetzt. Das Telekommunikations-Equipment wird ebenso Versuchen unterzogen, so dass sie während der Mission nicht ausfallen - denn das wäre das käme einem Totalverlust gleich. Rover 2 wurde in seiner Konfiguration nach der Landung aufgebaut. Die JPL-Ingenieure haben bereits etliche Tests auf dem Fußboden der Spacecraft Assembly Facility durchgeführt. Es ging dabei in erster Linie darum, die Mobilität des Vehikels zu testen, um sicherzustellen, dass dieses keine Schwierigkeiten aufgrund von ungünstigen landschaftlichen Verhältnissen erfahren muss. Es wird wohl noch etliche Monate dauern, bis sich der Mars Exploration Rover auf den Weg macht. Seit dem legendären Pathfinder hatte kein Marslander den Roten Planeten besucht. Der Verlust des Mars Surveyer 1999 hatte die Pläne der NASA zurückgeworfen. Das neuste Projekt soll es nun bald wieder wagen - die Landung auf dem Mars. Doch auch die ESA startet im kommenden Jahr eine Offensive: Die erste europäische Marssonde soll gleich Orbiter und Lander zum Erdnachbarn transportieren. (ku - Quelle: NASA JPL)
» ESA: Intelligente Satelliten bestimmen ihren Weg 12. November 2002 - Neue Technologien aus Europa werden ab dem nächsten Frühjahr Raumfahrzeuge revolutionieren. Um zu navigieren, nutzen moderne Satelliten immernoch sehr ähnliche Werkzeuge wie die Segler in früheren Zeiten auf den Weltmeeren: Die Sterne. Bald sind die Raumfahrzeuge sogar dazu in der Lage, ihre Position und die Regulierung des richtigen Kurses völlig autonom und ohne die heute noch notwendige Hilfe von Experten auf der Erde berechnen. Eine neue Spezial-Software der ESA wird zu diesem Zweck mit der Raumsonde Smart-1 im Frühling 2003 installiert und getestet. Die ersten Segler benutzten die Sterne als Referenzpunkte, um herauszufinden, in welche Richtung der Zielhafen liegt. Auch Raumfahrzeuge benutzen ein Instrument, das das Beibehalten ihrer Orientierung im Raum garantiert, indem es verschiedene Sterne als Referenzpunkte benutzt. Der Ort der Sonde im All wird heute mithilfe von Radiosignalen bewerkstelligt, die zwischen ihm und der Erde ausgetauscht werden. Experten werten all diese Daten auf dem Boden aus. Erst danach können sie sagen, welche Kurs- oder Lagekorrekturen notwendig sind. All dies könnte sich aber mit der neuen Technologie auf der Mission von Smart-1 ändern. Es ist mehr als ein "intelligentes" System", das es dem Raumfahrzeug erlaubt, sich völlig autonom zu orientieren. Die Daten stammen zudem von einer neuen Generation von Instrumenten mit dem Namen star mappers, die Sternengruppen zur Orientierung anvisieren. Die Daten werden dabei noch an Bord mit einer Karte des Sternenhimmels verglichen. Die wirkliche Revolutlion an Bord heißt jedoch OBAN, ebenso eine neue Technologie, die mit Smart-1 getestet werden soll. Sie erlaubt die völlig von Bodenstationen autonome Orientierung. Sie ist zudem ein wichtiger Schritt vorwärts in Richtung von vollständig selbst-kontrollierten Raumfahrzeugen. (ku - Quelle: ESA)
» China: Shenzou 4-Testflug wird erwartet 12. November 2002 - China bereitet sich auf einen, womöglich letzten, unbemannten Flug der Shenzou-Rakete vor. Sollte dieser Flug erfolgreich verlaufen, könnte China, westlichen Experten zufolge, bereits im nächsten Jahr Personen ins All schießen. Den zuständigen Stellen zufolge soll Shenzou 4 noch in diesem Jahr fliegen. Das legt die Vermutung nahe, dass noch in diesem Monat ein Start geplant sei, so Phillip Clark, Leiter der Molniya Space Consultancy in Großbritannien. "Da alles für einen bemannten Flug getestet ist nehme ich an, dass Shenzou 4 in etwa ein Duplikat dessen ist, was für die erste bemannte Mission geplant ist. Es wird alles getestet ... außer den Menschen." Landung im Meer, Dauer des Fluges Laut Clark sind zwei Dinge am geplanten Shenzou 4-Testflug von Interesse: Es ist möglich, dass eine Wasserlandung des Shenzou Return Module dafür bestimmt ist Landesysteme für eine Notwasserung zu entwickeln. Er vermutet auch, dass der nächste Shenzou-Flug kürzer als die beiden letzten sein wird. "Shenzou 2 und Shenzou 3 waren beide sieben Tage, minus einige Stunden, im Einsatz. Obwohl die bemannte Shenzou 5-Mission die gleiche Zeit dauern könnte, wäre es möglich, dass die Chinesen ihre Leute nach ein bis drei Tagen wieder am Boden haben möchten," sagte er. Dieser Gedanke lässt vermuten, dass die demnächst zu startende Kapsel in einen 330 Kilometer hohen, kreisförmigen Orbit gebracht wird, fügt Clark hinzu, wobei eine Landungsmöglichkeit an allen ungeraden Tagen im Orbit besteht: 1, 3, 5, 7, usw. "Wenn also Shenzou 4 nach weniger als sieben Tagen zurückkommt könnte das auf die Dauer des ersten bemannten Fluges hindeuten." Shenzou Kabine Es ist außerhalb chinesischer Kreise immer noch unbekannt ob zwei Personen oder eine volle drei-Mann-Crew an Bord von Shenzou 5 starten wird. Letzten Mai berichtete die shanghaier Zeitung Wen Hui Bao, dass Chinas erste Astronauten-Generation - eine 14-köpgfige Einheit - im Durchschnitt 30 Jahre alt ist. Die Astronauten sind alle ziemlich klein und leicht. Diese Bedingungen sind notwendig um in die Kleine Shenzou Kabine - ein 2,8 Meter langer Lebensraum mit einem Durchmesser von 2,25 Metern - zu passen. Chinesische Raumfahrtexperten haben, Clark zufolge, gemeldet, dass Shenzou für einen dreiwöchigen Flug ausgerüstet sei. "Ich denke, dass damit 21 "Mannstage" gemeint sind - 21 Tage bei einer Person, 14, 5 Tage bei zwei und 7 Tage bei dreien." Astronauten Dummies Einige Experten waren erstaunt darüber, dass die Shenzou 3 Rückkapsel "Astronautendummies" anstelle von Tieren beförderte. Dem Bericht des People's Daily vom 5. April zufolge ist es nicht notwendig Tiere ins All zu schießen. Menschen seien bereits gesund aus dem Weltraum zurückgekehrt, bemerkte die Zeitung. Außerdem könnten Tiere in einer neuen Umgebung krank werden oder sogar sterben. "Es ist also schwer zu beweisen, ob es ein Problem an der Kapsel oder am Tier war." Deswegen flogen Dummies anstelle von Tieren mit Shenzou. "Diese Entscheidung ist wissenschaftlicher und rationaler," berichtete People's Daily. Doppelte Start Pads Bei einer anderen Entwicklung arbeiten die Chinesen, Clark zufolge, an einem zweiten Start Pad - eine Ergänzung des "bemannten Komplexes" am Jiuqan Space Center, von dem aus bislang alle Starts durchgeführt werden. "Das gibt ihnen eine Rückendeckung, falls es in Zukunft eine katastrophale Explosion an einem der beiden Pads geben sollte," meinte Clark. Es bedeutet auch, so fügte er hinzu, dass die Chinesen von jedem Pad aus ein Shenzou starten können, wenn beide funktionieren. China könnte dann Rendevouz- und Docking-Manöver im Erdorbit durchführen. Im März wurde der Präsident der China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), Zhang Qingwei, mit der Aussage zitiert, dass neue, stärkere Startrampen eine 20 Tonnen schwere, permanent bemannte Raumstation in den Orbit bringen würden. "Nach westlichen und ehemaligen sowjet-Standards, kommt das bemannte Chinesische Raumfahrtprogramm nur schmerzlich langsam voran," bemerkte Clark. "Aber historisch betrachtet haben sich die Chinesen mit Programmen immer Zeit genommen und wenig auf die Erwartungen der Beobachter außerhalb Chinas geachtet!". (dm - Quelle: Space.com)
» Shuttle-Start verschoben 11. November 2002 - Der Start der Endeavour ist um mindestens eine Woche verschoben worden, nachdem ein Leck in einer Sauerstoffleitung der Raumfähre wenige Stunden vor dem Start entdeckt worden ist. Gut drei Stunden vor dem für 06:58 Uhr (MEZ) geplanten Start ist der Countdown für die Shuttle-Mission STS-113 abgebrochen worden, nachdem ein Leck in einem der beiden redundanten Systeme zur Sauerstoffversorgung der Shuttle-Kabine entdeckt worden ist. Ein neuer Startversuch ist nach Angaben der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA frühestens in einer Woche (also am 18. November) möglich. Die Reparaturarbeiten werden am Mittwoch beginnen, wenn die Entladung des riesigen externen Haupttanks sowie weiterer interner Tanks der Raumfähre abgeschlossen ist. Zur Zeit gehen die Verantwortlichen bei der NASA noch davon aus, dass die Nutzlast der Endeavour während der Lecksuche und Reparatur in der Ladebucht des Shuttle bleiben kann, andernfalls würde sich die Zeitspanne bis zu einem erneuten Startversuch verlängern. Durch diese Verzögerung wird die fünfte Besatzung der Internationalen Raumstation (ISS) ihren Aufenthalt unfreiwillig verlängern, denn neben der Lieferung eines neuen Segments der zentralen ISS-Trägerstruktur sollte mit dem heutigen Shuttle-Flug auch die Ablösung in Form der Expedition Six Crew zur ISS transportiert werden. Mehr zur aktuellen Shuttle-Mission können Sie auf unserer Sonderseite sts.raumfahrer.net erfahren. (ms - Quelle: NASA)
» Belgischer ESA-Astronaut von ISS-Mission zurück 10. November 2002 - Der belgische ESA-Astronaut Frank De Winne und seine beiden russischen Kollegen landeten ohne Zwischenfälle wieder auf der Erde. Nach der erfolgreichen Mission "Odissea" zur Internationalen Raumstation (ISS), bei der die brandneue Sojus-Kapsel TMA-1 ausgeliefert und neun Tage lang bahnbrechende wissenschaftliche Forschung betrieben wurde, ist ESA-Astronaut Frank De Winne am Sonntag (10. November) zur Erde zurückgekehrt. Nach der ebenso erfolgreichen Mission "Marco Polo" mit De Winnes italienischem Kollegen Roberto Vittori im April dieses Jahres war "Odissea" die jüngste einer Reihe bemannter europäischer Missionen zur ISS. Die "Odissea"-Mannschaft - De Winne, Sojus-Missionskommandant Sergej Salentin und Flugingenieur Juri Lontschakow (beide Rußland) - war die erste, die mit dem neuen Sojus-Fahrzeug vom Typ TMA-1 ins All geflogen ist. Der Rückflug erfolgte in der älteren Kapsel TM-34, die während der letzten sechs Monate als Rettungsfahrzeug an der ISS angedockt war. Nach sicherem Abstieg ging die elftägige Mission mit einer perfekten Nachtlandung nahe der Stadt Arkalyk in der Ebene Kasachstans um 6.04 Uhr Ortszeit (1.04 Uhr MEZ) zu Ende. De Winne, früher Pilot der belgischen Luftwaffe, nahm als erster Nichtrusse am Jungfernflug eines neuen russischen Fahrzeugs teil. Er beschrieb seinen ersten Raumflug als "die aufregendsten, anspruchsvollsten und erfüllendsten 11 Tage meiner beruflichen Laufbahn". Während seines neuntägigen Aufenthalts auf der ISS hat De Winne ein umfangreiches wissenschaftliches Forschungsprogramm mit insgesamt 23 Experimenten absolviert, darunter vier Physikexperimente im neuen Handschuhkasten für Schwerelosigkeitsforschung (MSG), einer bedeutenden, in Europa entworfenen und entwickelten Versuchseinrichtung. An seinem zweiten Tag auf der ISS (Samstag, 2. November) konnte er außerdem den zweiten Jahrestag des Beginns der ständigen Bemannung der ISS mitfeiern. "In den letzten zwei Jahren wurde die Raumstation schrittweise zu einem fortschrittlichen wissenschaftlichen Labor für Spitzenforschung ausgebaut, die unserem Leben auf der Erde zugute kommt", so De Winne. "Europas Beitrag in Form von Forschungseinrichtungen wie dem MSG und insbesondere dem Columbus-Labor der ESA, das im Oktober 2004, also in weniger als zwei Jahren, an die Station montiert wird, sowie regelmäßige Taxiflüge mit europäischen Astronauten zeigen die wichtige Rolle, die Europa mit seiner Fachkompetenz bei diesem internationalen Vorhaben spielt". Zum Start des Space Shuttles am Montag zur ISS haben wir eine Sonderseite angerichtet, die Sie ständig mit aktuellen Informationen versorgt. Sie finden sie unter http://sts.raumfahrer.net. (ku - Quelle: ESA)
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Space Focus: Strahlungsmechanismen in der Hochenergieastrophysik (3)
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von Tilman Kaiser | |
Nicht-thermische Strahlungsmechanismen
Bei vielen Phänomenen der Hochenergie-Astrophysik werden sogenannte nicht-thermische Spektren beobachtet. Bei nicht-thermischen Spektren besteht eine Potenzgesetzbeziehung zwischen der Photonenenergie E und dem Strahlungsfluss F:
F / E^{- alpha} = konstant
Je größer der spektrale Index alpha ist, desto weicher ist das Spektrum.
Zu diesen Mechanismen gehören z.B.
- Synchrotronstrahlung,
- inverse Comptonstreuung,
- Elektron-Positron-Paarbildung und -vernichtung.
Synchrotronstrahlung:
Viele Potenzgesetzspektren entstehen durch Synchrotronstrahlung. Dabei handelt es sich um die gleiche Art von Strahlung, wie sie in vielen Elektronenbeschleunigungsanlagen auf der Erde auftritt. 1946 wurde an einem 70 MeV Synchrotron-Beschleuniger das Entweichen von hochpolarisierter Strahlung entdeckt, was der Synchrotronstrahlung ihren Namen gibt. Diese Strahlungsverluste, die in der Teilchenphysik einen lästigen Nebeneffekt bei der Beschleunigung geladener Teilchen darstellen, sind anderen Wissenschaftlern willkommen, die diese Strahlung für ihre Zwecke nutzen.
Synchrotronstrahlung macht sich besonders bei Beschleunigung leichter Teilchen wie Elektronen bemerkbar. Da die abgestrahlte Leistung bei Synchrotronstahlung umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Ruhemasse der beschleunigten Teilchen ist, spielt sie z.B. für die schwereren Protonen keine Rolle. Synchrotronstrahlung entsteht beim Ablenken relativistischer Elektronen durch Magnetfelder. Diese Elektronen haben eine so hohe Geschwindigkeit, dass der Korrekturfaktor der spezielle Relativitätstheorie berücksichtigt werden muss.
Gibt es nur eine Magnetfeldrichtung, so ist die Strahlung linear polarisiert. In einer Synchrotronanlage tritt die Röntgenstrahlung stark gebündelt und polarisiert tangential zur Elektronenbahn aus dem Synchrotron aus.
Inverse Comptonstreuung:
Bei der inversen Comptonstreuung übertragen hochenergetische Elektronen Energie auf Photonen. Hier äußert sich die Teilcheneigenschaft des Lichtes ähnlich wie beim Stoß einer langsameren Kugel durch eine schnellere Kugel im Billardspiel. Die Beschleunigung des Photons durch das stoßende Elektron äußert sich bei den Photonen im Unterschied zum Billardspiel in einer Wellenlängenverkürzung, z.B. von UV- zu Röntgenwellenlängen.
Elektron-Positron-Paarbildung und -vernichtung:
Bei hoher Strahlungsenergiedichte kann Paarbildung stattfinden. Das bedeutet, dass aus Photonen Elektronen und ihre Antiteilchen entstehen. Das Antiteilchen des Elektrons, das Positron, besitzt die gleiche Masse aber eine positiver Elektronenladung. Das Positron wurde übrigens schon 1932 von Carl D. Anderson experimentell durch sein Ablenkungsverhalten im Magnetfeld (das spiegelbildlich zum Ablenkungsverhalten des Elektrons ist) nachgewiesen.
Der Paarbildungsprozess, bei dem Elektron-Positron-Paare gebildet werden, kann erst bei Strahlungsenergien ab 1022 keV auftreten, da dann die jeweilige Ruheenergie 511 keV für Elektron und Positron zu Verfügung steht. Elektron-Positron-Paare können sich in einem umgekehrten Prozess gegenseitig vernichten, wobei ihre jeweilige Ruheenergie von 511 keV in Strahlung umgesetzt wird.
Literatur:
- Charles,Seward: "Exploring the X-Ray Universe", Cambridge Univ. Press, 1st ed. (1995)
- H. Voigt: "Abriss der Astronomie", Universitätssternwarte Göttingen, 1991
- Karttunnen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner: "Fundamental Astronomy", Helsinki, 1996
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HotSpot: Leoniden gefährden Technik und Mensch im All |
von Karl Urban | |
Der Komet Tempel-Tuttle dreht auf einer stark elliptischen Umlaufbahn alle 33 Jahre seine Runde um die Sonne und lässt dabei eine Fahne aus Eis- und Staubkörnchen hinter sich. In den Jahren 1767 und 1866 flog er durch eine Region des Sonnensystems, in der er besonders viel Material verlor und durch die nun die Erde fliegt. Wenn die kleinen Mikrometeoriten in die Atmosphäre eindringen, erzeugen sie die beliebten Sternschnuppen. Jedoch hat das Spektakel auch einen negativen Aspekt: Satelliten und die Raumstation sind gefährdet, da sie ernsthaft beschädigt werden könnten.
Bekannt ist der Sternschnuppen-Schwarm auch unter dem Namen Leoniden, da die Lichtstreifen am Himmel aus dem Sternbild Löwe (Leo) zu kommen scheinen. Sie kehren jedes Jahr Mitte November wieder, in der die Erde die Bahn des Kometen Tempel-Tuttle kreuzt. Allerdings dürfte die Qualität des diesjährigen Ereignisses auf lange Zeit einmalig bleiben: Erst in etwa 100 Jahren, das prophezeien Astronomen, werde es erneut einen Leonidenschauer geben, der so gewaltig sei wie in diesem Jahr. Tatsächlich werden in Spitzenzeiten bis zu 2000 Leuchterscheinungen pro Stunde am Himmel erwartet. Für den Himmelsbeobachter stellt lediglich der Mond einen Wehrmutstropfen dar: Am Tag des Höhepunkts des Leonidenschwarms ist er fast voll und dürfte wegen seiner Helligkeit viele Erscheinungen am Himmel überstrahlen. Jedoch dürfte sich ein nächtlicher beziehungsweise frühmorgendlicher Spaziergang trotzdem lohnen - wenn das Wetter mitspielt.
Doch die vielen winzigen Gesteinsbrocken stellen ebenso eine große Gefahr dar: Satelliten werden nicht durch die Atmosphäre geschützt, die jene zum verglühen bringt - sie sind dem Schwarm direkt ausgesetzt.
Die Kometentrümmerstücke bewegen sich mit 20facher Schallgeschwindigkeit, also mit mehr als 71 Kilometern pro Sekunde. Treffen diese auf empfindliche Instrumente von Raumfahrzeugen - wie Spiegel, Linsen und Solarpaneele - können sie größere Schäden anrichten. Doch neben der einfachen Zertrümmerung von Satelliten-Komponenten droht eine weitere Gefahr durch die Einschläge: Aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Mikrometeoriten verdampfen diese beim Einschlag und bilden Plasma, elektrisch geladenes und leitfähiges Gas, das bei der Elektronik an Bord des Satelliten zu Kurzschlüssen führen kann. Derzeit befinden sich etwa 700 aktive Satelliten im Erdorbit.
Bei den Satelliten der europäischen Raumfahrtagentur ESA richtet man aus diesem Grund vier Stunden vor dem erwarteten Höhepunkt des Bombardements die Raumfahrzeuge so aus, dass die Leoniden nur ihre ungefährdetste Seite treffen können. Zudem werden sie in eine Art künstliches Koma versetzt, um Kurzschlüsse durch Plasmawolken nach dem Einschlag zu unterbinden.
Auch für die Internationale Raumstation bilden die Leoniden eine potentielle Gefahr. Allerdings ist beim Bau aller Module eine mehrwandige Schutzhülle eingesetzt worden, die vor Meteoriten im Zentimeterbereich schützen. Trifft ein solcher auf die äußere Hülle, wird er in winzige Bruchstücke zerstäubt, die aufgefangen werden und keine Gefahr mehr bilden. Bei größeren Bruchstücken ist die Station zudem in der Lage, Ausweichmanöver zu fliegen.
Der Start von Raketen wurde aus Sicherheitsgründen weltweit auf einen Zeitpunkt nach dem Leonidensturm verschoben. Dies zeigt, dass die Kometenbruchstücke tatsächlich nicht zu unterschätzen sind. Gerade deshalb lohnt sich aber die Beobachtung des nächtlichen Himmels am kommenden Montag - sogar trotz dem hellen Mond.
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HotSpot-Archiv
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ISS Weekly Report |
von Michael Schumacher | |
Stammbesatzung wartet weiter auf Ablösung
Die fünfte Stammbesatzung verbrachte ihre nunmehr 23. Woche im Weltraum und fuhr diese Woche mit den Vorbereitungen für die Ankunft ihrer Ablösung, der sechsten Stammbesatzung fort. Am Samstag vergangener Woche verließ die russisch-belgische Besuchsbesatzung an Bord von Sojus TM-34 die internationale Raumstation, nachdem sie mit Sojus TMA-1 ein neues Rückkehrraumschiff zur Raumstation gebracht hat, sowie mehr als eine Woche lang gemeinsam mit der Stammbesatzung Experimente an Bord durchgeführt hat.
Die Besuchsbesatzung, bestehend aus dem russischen Kommandanten Sergej Saljotin, dem belgischen Bordingenieur der European Space Agency (ESA) Frank de Winne sowie dem russischen Bordingenieur Juri Lontschakow koppelte das Raumschiff Sojus TM-34 um 23.44 Uhr Moskauer Zeit beziehungsweise 15.44 Uhr Eastern Standard Time (EST) vom Kontrollmodul Sarja ab und begab sich durch eine Reihe von Triebwerkszündungen auf sichere Distanz zur Raumstation. Sie ließ das Raumschiff Sojus TMA-1, das weiterhin an das russische Pirs Docking Compartment angekoppelt ist, zurück, mit dem Saljotin, de Winne und Lontschakow am 30. Oktober vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan starteten und am 01. November die Raumstation erreichten.
Alle sechs Monate wird ein neues Sojus-Raumschiff zur Raumstation gebracht, um eine vom Hersteller garantierte Rückkehrfähigkeit für die Stammbesatzung zu gewährleisten, sollte ein Problem diese dazu zwingen, vorzeitig zur Erde zurückzukehren. Das neue Sojus-Raumschiff ist so entworfen, dass es sowohl kleineren als auch größeren Besatzungsmitgliedern entgegenkommt. Außerdem ist es mit aufgerüsteten Computern, einer neuen Kontrolltafel im Cockpit sowie verbesserter Avionik ausgestattet.
Die fünfte Stammbesatzung, die aus Kommandant Waleri Korsun, Bordingenieur Sergej Trestschow sowie National Aeronautics and Space Administration (NASA) International Space Station (ISS) Science Officer (SO) Peggy Whitson besteht, sagte der Besuchsbesatzung Lebewohl, bevor die Luken zwischen der Raumstation und dem alten Rückkehrraumschiff geschlossen wurden.
Am Sonntag um 02.10 Uhr Moskauer Zeit beziehungsweise am Samstag um 18.10 Uhr EST führte Saljotin eine Triebwerkszündung zum Verlassen der Erdumlaufbahn durch, um den Abstieg durch die Erdatmosphäre einzuleiten. Die Landung von Sojus TM-34 erfolgte am Sonntag um 03.04 Uhr Moskauer Zeit beziehungsweise am Samstag um 19.04 Uhr EST 80 Kilometer nordöstlich von Arkalyk in Kasachstan.
Die Abreise der Besuchsbesatzung setzt die Voraussetzungen für den Start des Space Shuttle Endeavour. Die Endeavour soll die fünfte Stammbesatzung gegen die sechste Stammbesatzung, die aus Kommandant Kenneth Bowersox sowie den Bordingenieuren Nikolai Budarin und Donald Pettit besteht, austauschen, die sich seit Juni an Bord der Raumstation befindet. Zur weiteren Besatzung der Endeavour gehören Kommandant James Wetherbee, Pilot Paul Lockhart sowie die Missionsspezialisten Michael Lopez-Alegria und John Herrington. Die Hauptnutzlast bildet die Port 1 (P1) Integral Truss Structure (ITS), die vierte von insgesamt elf solcher Trägerstrukturen, die das Rückgrat der ISS für das Hinzufügen neuer Module sowie stromerzeugender Solarzellenflächen bilden.
Die Woche über verpackte, überprüfte und etikettierte die fünfte Stammbesatzung die Experimentiergestelle und führte eine Trockenübung der Installation der P1 ITS mit Hilfe des Canadarm2 durch. Sie führte außerdem Wartungsarbeiten am Volatile Organics Analyzer (VOA) durch, der die Atmosphäre der Raumstation auf flüchtige organische Verbindungen untersucht, und tauschte ein Kabel an der Tretmühle der Raumstation aus.
Eine leckende Sauerstoffleitung verhinderte den ursprünglich für den 11. November vorgesehen Start des Space Shuttle Endeavour. Ursache ist vermutlich strukturelle Ermüdung, was die Möglichkeit, dass die ganze Space Shuttle-Flotte betroffen ist, erhöht. Daher untersuchten Techniker die Sauerstoff- und Stickstoffleitungen des Space Shuttle Discovery, um festzustellen, ob es irgendwelche offensichtliche Probleme an diesem Orbiter Vehicle (OV) gibt. Die betroffenen Leitungen sind mit Metall ummantelte flexible Schläuche, die Sauerstoff und Stickstoff von den Versorgungstanks unter der Nutzlastbucht in das Crew Compartment transportieren. Zwei unabhängige Sauerstoffleitungen versorgen den Großteil des hinteren Crew Compartment und bei einer trat während des Countdowns ein Leck auf, der darauf abgesagt wurde.
Die Sauerstoffleitung und die damit strukturell verbundene Stickstoffleitung sind frei beweglich und nicht, wie zu erwarten wäre, befestigt. Aus diesem Grund erfuhren diese Leitungen während den bisher 18 Starts der Endeavour die dabei auftretenden Vibrationen. Die Sauerstoffleitung riss daher offenbar aufgrund Ermüdung durch Vibrationen. Um sicherzugehen werden Arbeiter zusätzlich zur Sauerstoffleitung auch noch die Stickstoffleitung über das Wochenende austauschen.
Unterdessen entfernten Ingenieure vom Remote Manipulator System (RMS) der Endeavour von Donnerstag auf Freitag eine beschädigte Isolierung und untersuchten mit Hilfe von Ultraschall die Integrität der darunterliegenden zusammengesetzten Struktur des Roboterarms. Die Schultersektion des Roboterarms wurde am Dienstag von einer Zugangsplattform getroffen, die zur Reparatur der Sauerstoffleitung in die Nutzlastbuch herabgelassen wurde. Die Cargo Access Plattform (CAP) zerkratzte und verbeulte die schützende Außenhülle. Der Start der Endeavour wurde auf frühestens den 22. November verschoben, um den Ingenieuren mehr Zeit zu verschaffen, die Schwere des Problems mit dem Roboterarm abzuschätzen. Außerdem ist eine andere Gruppe von Ingenieuren dabei, mögliche Alternativpläne für den Fall zu erarbeiten, dass der Roboterarm letztlich nicht flugfähig ist.
Im schlimmsten Fall müsste die Endeavour zurück in ihren Hangar gezogen werden, damit ein anderer Roboterarm an Stelle des momentan an Bord befindlichen installiert werden könnte. Dies würde den Start fünf bis sechs Wochen in den Monat Januar verschieben. Dies liegt daran, dass zwischen dem 11. Dezember und dem 25. Dezember kein Space Shuttle aufgrund des Beta Angle Cutout zur Raumstation gestartet werden kann. Der Beta Angle ist der Winkel zwischen der Ebene der Umlaufbahn der Raumstation und der Sonne. Er bestimmt die Menge an Elektrizität, die die Solarzellenflächen erzeugen können. In diesen 14 Tagen kann die Raumstation nicht genug Strom erzeugen, um gemeinsame Arbeiten mit dem Space Shuttle zu unterstützen.
Eine andere Möglichkeit wäre den Roboterarm am Startplatz auszubauen und die Mission ohne ihn zu fliegen und so Canadarm2 dazu zu benutzen, die P1 ITS aus der Nutzlastbucht zur Montage an der Raumstation herauszuheben. Dies würde den Start, angenommen es ist möglich, um zwei bis drei Wochen verzögern. Der Flugplan der Mission STS-113 sieht momentan jedoch vor, die Trägerstruktur mit dem RMS aus der Nutzlastbucht herauszuheben, weil eine ihrer Unterstützungsstreben ein direktes Ergreifen durch Canadarm2 verhindert. Falls sowohl der Roboterarm als auch die Unterstützungsstrebe aus der Nutzlastbucht entfernt würden, könnte der Roboterarm der Raumstation diese Aufgabe übernehmen. Solche eine Entscheidung würde aber zusätzliches Training für Bowersox erforderlich machen, der während der Montage der P1 ITS den Canadarm2 bedient. Allerdings wäre es äußerst schwierig, den Roboterarm am Startplatz auszubauen, so dass die NASA entweder den Start nächste Woche mit dem im jetzigen Zustand befindlichen Roboterarm freigibt oder auf einen Start in diesem Jahr verzichtet. Allerdings gehen die Untersuchungen weiter und es ist momentan noch zu früh um die weitere Entwicklung abzuschätzen.
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Die finnische University of Vaasa präsentiert auf dieser
einfach und übersichtlich gestalteten Seite verschiedene Bilder aus dem
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Shuttles und Kometen. Doch auch weit entfernte Sterne und Nebel kann man
betrachten.
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InDetail: Das Äquatorialsystem |
von Mark Weimar | |
Um bestimmte Punkte am Himmel zu bestimmen verwendet man heutzutage ein Koordinatensystem. Dazu stellt man sich den Himmel als Kugel vor die die Erde umgibt und deren Mittelpunkt mit dem Erdmittelpunkt zusammen fällt. Bei diesem System gibt es einen Himmelsnordpol und einen Himmelssüdpol. Zwischen diesen Beiden Polen liegt der Himmelsäquator. Da man sich bei diesem System auch Breitenkreise und Meridiane vorstellen kann spricht man auch von einem Äquatorialsystem.
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"In Space Newsletter" #051 ISSN 1684-7407
Erscheinungsdatum:
16.November 2002
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Chefredaktion:
Karl Urban
Supervising:
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