Verehrte Leserinnen und Leser,
 
man möchte meinen, Berlin hätte ein sehr gutes Nahverkehrssystem. Das dachte ich jedenfalls bis heute. Ich wohne im Zentrum und musste - bis heute - noch nie die Erfahrung machen, vom einen ablegenen Ende der Stadt zu einem anderen fahren zu müssen. So besuchte ich heute zwei Geburtstagsparties. Die Tatsache, dass sie diesen Newsletter wenigstens noch relativ pünktlich erhalten, verdanken sie der berliner S-Bahn, die auch noch mitten in der Nacht durch die Metropole rauscht.
Auf dem Weg nach Hause durfte ich dann auch gleich die Bekanntschaft mit dem ersten Schnee dieser Weihnachtszeit machen: Scheematschregen. Sehr angenehm. Wirklich.

Aber - um sie nicht noch weiter mit meinen privaten Erlebnissen zu langweilen - möchte ich Ihnen noch schnell den Raumfahrer.net Adventskalender empfehlen: Hier finden Sie täglich bis Weihnachten ein neues faszinierendes Bild aus dem faszinierenden Fachgebiet Weltraum.
 

            Karl Urban
            Chefredakteur Raumfahrer.net

 

» advent.raumfahrer.net
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• Grünes Licht für Venus Express <mehr>
• Von Darwin zum lichtschnellen Internet <mehr>
• Jupitersonde Galileo wieder ansprechbar <mehr>
• ISS: Neues Trägersegment installiert <mehr>
• Fehlschlag einer Proton-Rakete <mehr>
• Envisat beobachtet Schwarze Sturmflut <mehr>
• "Zehn-Tonnen-Ariane" gibt Europa neue Schubkraft <mehr>
• Space Shuttle Endeavour auf dem Weg zur ISS <mehr>
• ESA bald auf dem Weg zum Mars <mehr>



» Grünes Licht für Venus Express
30. November 2002 - Nun ist es amtlich: Europa fliegt zum Morgen- und Abendstern.
Lange stand das Schicksal der europäischen Venus-Mission buchstäblich in den Sternen. Nun ist es amtlich: Europa fliegt zum Morgen- und Abendstern. Das wissenschaftliche Programmkomitee der ESA hat nun das endgültige OK für die europäische Venus-Sonde gegeben. Bereits im November 2005 soll sich Venus Express auf den Weg machen, um Atmosphäre und Ionosphäre unseres höllisch heißen Nachbarplaneten eingehend zu untersuchen.
Schon am 11. Juli 2002 war die Venus für Europa wieder in greifbare Nähe gerückt: Das ESA-Programmkomitee (SPC) beschloss einstimmig, die zunächst gestrichene Venus Express-Mission nun doch in Angriff zu nehmen. Der Wermutstropfen: Die Entscheidung war vorläufig, weil eine definitive Zusage des italienischen Beitrags zur Mission nicht vorlag. Im Oktober fand man jedoch eine Lösung, die das Programmkomitee billigte. Die ESA übernimmt einen Teil der Kosten für die italienischen Instrumente. Im Gegenzug arbeiten in dem entsprechenden Forschungsteam mehr europäische Wissenschaftler mit. Damit war die Mission gerettet. Und der Weg zur Venus endgültig frei.
Per Recycling zum Nachbarplaneten
Venus Express ist als kostengünstige Evaluierungsmission konzipiert. Die Raumsonde soll nach dem Muster der Mars Express-Sonde gebaut werden, die 2003 startet. Und als wissenschaftliche Nutzlast sind Instrumente vorgesehen, die ursprünglich für Mars Express und die ESA- Kometenmission Rosetta entwickelt wurden. Mit diesem kostensparenden "Recycling- Konzept", das mit Venus Express erprobt wird, will die ESA künftig auch in Zeiten eingeschränkter Budgets ehrgeizige Missionen auf den Weg bringen. Der Einsatz bereits verfügbarer Komponenten hat außerdem den Vorteil, dass sich die Entwicklungszeit erheblich verkürzt. Die Venus- Sonde kann also in vergleichsweise kurzer Zeit realisiert werden. Apropos Zeit. Sie ist bei dieser Mission eine knappe Ressource: Venus Express muss innerhalb von drei Jahren startklar sein. Den Starttermin im Jahr 2005 diktiert die für den Flug erforderliche Planetenkonstellation.
Atmosphäre im Visier
"Venus Express ist primär eine Atmosphärenmission", so Professor Wolfgang Baumjohann vom Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz. Das belegen auch die wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Sonde: Die Spektrometer PFS, SPICAM und VIRTIS nehmen vor allem die Gashülle der Venus in unterschiedlichen Spektralbereichen unter die Lupe. Die hochauflösende Kamera VMC soll Bilder des Planeten im sichtbaren Bereich sowie im UV- und Infrarotlicht liefern. Das Radarinstrument VeRa dient zur Radiosondierung von Atmosphäre und Ionosphäre. Und der Teilchendetektor ASPERA soll die Erosionsprozesse in der Venusatmosphäre unter dem Einfluss des Sonnenwindes erforschen.
Mit an Bord wird auch ein Magnetometer-Instrument sein, dass Wissenschaftler vom IWF in Österreich gemeinsam mit der TU Braunschweig und dem Imperial College in London entwickeln. "Wie der Mars hat ja auch die Venus kein eigenes Magnetfeld", erläutert Wolfgang Baumjohann vom IWF. "Mit dem Magnetometer wollen wir mehr Informationen darüber herausfinden, wie Sonnenwind und Atmosphäre ohne planetares Magnetfeld im Wechsel wirken." Österreich übernimmt bei dieser Mission die Federführung bei den Magnetfeldmessungen. Eine Rolle, für die das Land offenbar prädestiniert ist: Bei vier von sechs Raumsonden, die in den letzten 25 Jahren die Venus umkreisten bzw. vorbeiflogen, stammten die Magnetometer aus Graz.
Hitzehölle im Säuredampf
Unser innerer Nachbarplanet ist in Masse, Dichte, Größe und innerem Aufbau fast ein Zwilling der Erde. Damit endet aber auch schon die Ähnlichkeit. Auf der von einer tödlichen Atmosphäre umschlossenen Venus herrschen Temperaturen von 480 Grad Celsius und ein Druck, der 90-mal höher ist als auf der Erde. Ein dichter Mantel aus Schwefelsäurewolken verhüllt den Planeten und verstellt den Blick auf eine ausgedörrte Oberfläche, die von düsteren Vulkanlandschaften, Steinwüsten und Kratergebieten geprägt ist.
Die Höllentemperaturen auf der sonnennahen Venus sind das Ergebnis eines gewaltigen Treibhauseffekts. Die fast ausschließlich aus Kohlendioxid bestehende Atmosphäre fängt Strahlung und Hitze unseres Zentralgestirns ein, die dann nicht wieder ins All abgestrahlt wird. So heizt sich der Planet immer weiter auf. Die Daten, die Venus Express liefert, sollen unter anderem helfen, Klimamodelle zu entwickeln, mit denen sich der irdische Treibhauseffekt und dessen Folgen besser verstehen und berechnen lassen.
Dass der Flug zur Venus nun Wirklichkeit wird, ist dem engagierten Einsatz der ESA, der nationalen Raumfahrtagenturen und der Wissenschaftler aus ganz Europa zu verdanken.
"Ich bin wirklich stolz darauf, dass es dem Programmkomitee gelungen ist, alle offenen Fragen zu klären", erklärt Prof. David Southwood, der Wissenschaftsdirektor der ESA. "Endlich können wir Wissenschaftlern und Industriefirmen eine ganz klare Ansage machen: An die Arbeit, es geht zur Venus!"
(ku - Quelle: ESA)

» Von Darwin zum lichtschnellen Internet
29. November 2002 - Datenstaus im Internet könnten bald der Vergangenheit angehören, wenn es der ESA gelingt, eine neue Technologie für die Sichtung naher erdähnlicher Planeten zu entwickeln.
Warum? Bei ihrer Suche nach neuen Wegen zur Entdeckung von Planeten kam der ESA die Idee, dass man statt voluminöser Spiegel und Linsen im Weltraum miniaturisierte optische Systeme bauen kann, die auf einen Mikrochip passen. Eine solche „integrierte Optik“ könnte auch in Computernetzen auf der Erde zur Hochgeschwindigkeitsweiterleitung von Daten eingesetzt werden.

Datenströme im Internet verhalten sich wie Verkehrsströme: Ein Auto kann zwar auf gerader Strecke schnell gefahren werden, muss aber zur Richtungsänderung an einer Kreuzung stark abgebremst werden. Das Gleiche gilt für Datenautobahnen. Lichtstrahlen befördern die Daten mit hoher Geschwindigkeit entlang von Glasfaserkabeln. Wenn die Daten bei den Computern, den so genannten Servern, ankommen, werden sie von ihnen zu ihrem endgültigen Ziel umgeleitet. Zur Zeit müssen die Lichtimpulse hierzu in elektrische Signale umgewandelt werden, und das verlangsamt alles.
Elektronen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von einigen Kilometern pro Sekunde durch einen Stromkreis, während Licht sich mit fast 300 000 Kilometern pro Sekunde ausbreitet. Bei der integrierten Optik würden die Daten Licht bleiben und lediglich über den Chip in die richtige Richtung gelenkt. Die Wissenschaftler nennen diese Technik integrierte Optik, da die Chips auf einer Karte für integrierte Schaltkreise montiert sind. Anstelle von miniaturisierter Elektronik würde jedoch miniaturisierte Optik in einen Mikrochip eingebaut.
Die ESA will Planeten außerhalb des Sonnensystems künftig mit technisch anspruchsvolleren Mitteln aufspüren. Zwei geplante Entwicklungen beruhen auf der Bündelung des Lichts solcher Planeten in einer Reihe verschiedener Teleskope. Es handelt sich um die Mission Darwin und ihren Vorläufer, das Bodengestützte Europäische Nullungsinterferometer-Experiment (GENIE) der ESA und der ESO.

Zur Bündelung von Lichtstrahlen werden üblicherweise Spiegel und Linsen bewegt, um das Licht in die gewünschte Richtung zu lenken. Wenn sich das System jedoch bewegt, kann es zerbrechen. „Zur integrierten Optik überzugehen, die viel kleiner ist und keine beweglichen Teile hat, wäre äußerst wünschenswert“, so Malcolm Fridlund, Projektwissenschaftler für Darwin und GENIE.
So wünschenswert es wäre, so schwierig wäre es auch. Gegenwärtig ist die Wissenschaft der integrierten Optik weit hinter der Technologie der integrierten Schaltung zurück. Aus diesem Grund finanziert die ESA zwei Studien. Astrium wurde mit der Untersuchung eines herkömmlichen optischen Ansatzes beauftragt, während Alcatel eine auf der integrierten Optik beruhende Lösung finden soll. „Wir werden in etwa einem Jahr entscheiden, ob für GENIE die integrierte Optik eingesetzt wird“, sagt Fridlund.

Bei Darwin, der ehrgeizigen Mission der ESA zur Suche nach erdähnlichen Planeten, könnte ebenfalls die integrierte Optik Anwendung finden, jedoch unter Nutzung längerer Wellenlängen als bei GENIE. Dies ist Neuland für die Technik der integrierten Optik. Fridlund prüft gegenwärtig Vorschläge von Industrieunternehmen, die die Herausforderung annehmen möchten. „Was ich in diesen Vorschlägen sehe, stimmt mich sehr optimistisch“, sagt Fridlund. „Ich weiß zwar noch nicht, ob es für die integrierte Optik im mittleren Infrarot kommerzielle Anwendungen geben wird, aber wenn wir sie nicht entwickeln, werden wir es nie erfahren.“

Sollte dieses auf der integrierten Optik beruhende Konzept funktionieren, würde der Nutzen weit über bloße Verbesserungen bei der Suche nach Planeten hinausgehen. Hier auf der Erde könnte es beispielsweise für alle Nutzer von Heimcomputern die Geschwindigkeit der Internetverbindungen um das Hundert- bis Tausendfache erhöhen. Ein so schnelles Surfen im Internet hätte Auswirkungen, die noch nicht abzusehen sind.
(la - Quelle: ESA)

» Jupitersonde Galileo wieder ansprechbar
28. November 2002 - Während des Vorbeiflugs an dem Jupitermond Amalthea hatte sich die bereits früher arg strapazierte Raumsonde Galileo aufgrund der enormen Strahlenbelastung in der inneren Jupiterregion automatisch in einen sicheren Standby-Modus versetzt. Mitte November gelang es den Missionsspezialisten dann, wieder den normalen Betriebsmodus des Raumfahrzeugs zu aktivieren.
Am 5. November war die Raumsonde zum letzten Mal nahe an einem Jupitermond vorbeigeflogen. Dieses Mal war es der Mond Amalthea, einer der vier kleinen Satelliten, die innerhalb der großen Galileischen Monde um den Gasriesen kreisen.
 
Schon im Vorfeld war den Verantwortlichen beim Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA klar, dass diese Passage aufgrund der enormen Strahlungsbelastung in den inneren Regionen des Jupitersystems nicht ohne Risiko sein würde. Seit dem Eintritt in einen Jupiterorbit im Dezember 1995 hatte Galileo bereits mehr als das Dreifache der Strahlungsdosis verkraften müssen, für die die Raumsonde ursprünglich konzipiert war.
 
Mittlerweile funktioniert das Raumfahrzeug mit einer Ausnahme wieder planmäßig. Diese Ausnahme ist der Bandrekorder an Bord von Galileo, auf dem ein großer Teil der während des Vorbeifluges an Amalthea gesammelten Daten und Messwerte gespeichert ist. Zurzeit werden verschiedene Tests durchgeführt, um die Fehlerursache herauszufinden und mögliche Verfahren zu entwickeln, damit die auf dem Rekorder gespeicherten Daten doch noch zur Erde übertragen werden können. Die Strahlenbelastung während der Amalthea-Passage war so groß, dass der Computer von Galileo automatisch in einen sicheren Standby-Modus wechselte - mindestens fünf Strahlungsspitzen konnten registriert werden, die jeweils für sich genommen die Aktivierung dieses Modus bewirkt hätten. Seit dem 13. November jedoch ist die Raumsonde wieder im regulären Betriebsmodus, so sendet beispielsweise auch der Magnetometer seit dieser Zeit wieder Messwerte zur Erde.
 
Während die Probleme mit dem Bandrekorder von Galileo bei früheren Flügen durch die intensiven Strahlungsgürtel von Jupiter immer auf Schwierigkeiten mit dem Bandmaterial zurückzuführen waren scheint es dieses Mal eine andere Ursache zu sein. Möglicherweise wurde durch die hohe Strahlenbelastung eine LED oder ein optischer Transistor in den Schaltkreisen der Sonde beschädigt, die für die Steuerung des Rekorder-Motors zuständig sind. Die Versuche, den Rekorder doch noch zum Leben zu erwecken, werden noch einige Wochen lang weitergehen, da die auf dem Rekorder gespeicherten Daten für die Projektwissenschaftler von großem Interesse sind.
 
Der Vorbeiflug an Amalthea war die letzte derartige Aktion für Galileo. Die standhafte Raumsonde befindet sich nun auf ihrem finalen Orbit um den Planeten, um dann im September 2003 kontrolliert in die Jupiteratmosphäre zu stürzen. Diese Vorsichtsmaßnahme wurde beschlossen, um einen unkontrollierten Absturz auf den Jupitermond Europa zu vermeiden, wenn in naher Zukunft die Treibstoffreserven des Raumfahrzeugs aufgebraucht sein werden. Verschiedene Wissenschaftler vermuten unter der eisigen Oberfläche von Europa einen flüssigen, salzhaltigen Ozean, der unter anderem primitive Lebensformen beherbergen könnte - deswegen sollte eine Kontamination des Mondes bei einem eventuellen Absturz der Raumsonde ausgeschlossen werden.
(ms - Quelle: NASA/JPL)

» ISS: Neues Trägersegment installiert
27. November 2002 - Die Kühleinheit der ISS ist durch ein neue Segment nun fertiggestellt.
Das Rückgrat der Internationalen Raumstation ist um weitere 13,7 Meter länger und ihr Gewicht beträgt, dank des am Dienstag installierten, 390 Millionen Dollar teueren, P1 Truss Segments, 200 Tonnen.
Als nahezu baugleiche Version der im Oktober installierten Trägerkonstruktion enthält das P1 Truss drei Hitze abweisende Radiatoren, die nächstes Jahr entfaltet und aktiviert werden - nachdem Elekrizität produzierende Sonnensegel entfaltet wurden, welche in zusätzlichen Segmenten beinhalten sind. All diese Bauarbeiten machen es möglich neue Wissenschaftsmodule der Station hinzuzufügen, welche hauptsächlich von den internationalen Partnern, einschließlich der ESA und Japan, kommen.
"Es geht sehr gut voran." sagte Flug Direktor Robert Castle. "Jetzt haben wir das fertiggestellt was ich für den zentralen Teil des Truss halte. Jetzt haben wir das vollständige Kühlsystem; alle Radiatoren, alle Kühlleitungen sind da und der Ammoniak ist auch da. Die Klimaanlage ist, wenn sie so wollen, fertiggestellt und bereit zur Aktivierung."
Der beschäftigste und vielleicht wichtigste Tag der STS-113 Mission begann am Dienstag Morgen als Endeavour Kommandant Jim Wetherbee das P1 Truss Segment an dem Roboterarm festhakte und danach den 14,5 Tonnen Träger aus der Frachtraum hob. Währenddessen bereiteten sich Endeavour Missions Spezialist Michael Lopez-Alegria und John Herrington auf den ersten von drei Raumspaziergängen vor, die für diese Mission geplant waren. Diese Vorbereitungen wurden nur durch den Ausfall des Trainingsfahrrades der Station, welches von den Astronauten als Teil eines Übungsprotokolls benutzt wird, ein wenig verkompliziert. Es hilft ihnen vor Einsätzen schneller genügend reinen Sauerstoff zu inhalieren. Genauso wie Tiefseetaucher müssen Raumspaziergänger ihren Körper von Stickstoff säubern, bevor sie nach draußen gehen. Anderenfalls würden sie einen Anfall schwerer Krämpfe während des Spaziergangs im All riskieren. Um ihre Vorbereitung zu verfolständigen, ohne den Start des Spaziergangs im All hinauszuzögern, trugen Lopez-Alegria und Herrington tragbare Sauerstoffmasken während sie die Trainingsausstattung des Shuttles benützten.
Die beiden brauchten für ihren Einsatz 6 Stunden und 45 Minuten. Währenddessen erledigte das Duo alle Aufgaben auf ihrer To-Do-Liste:

Verbinden von 16 Strom, Daten und Flüssigkeitsleitungen zu zwei Kästen des P1 Truss, welche die nötige Energie zur Kühlung der Station liefern, wenn all ihre System, im Laufe des nächsten Jahres, aktiviert werden.

Entfernen von Schlössern, die während des Starts, einen mobilen Ausrüstungswagen an seinem Platz hielten und Streben, die das Truss während des Shuttletransports und dem Aufstieg in den Orbit sicher an seinem Platz hielt.

Anbringen eines Antennensets an die Außenseite der Station, welches helfen wird die Bilder einer Helmkamera zukünftiger Raumspaziergänge zu übertragen. Zur Zeit können solche außergewöhnlichen Ansichten nur betrachtet werden, wenn ein Shuttle zur Weiterleitung des Signals da ist. Das neue schnurlose System wird diese Einschränkung aufheben.

Zwei weitere Außenmissionen sind während des Aufenthalts der Endeavour geplant. Die nächsten sind für das Erntedankfest und den dritten Samstag vorgesehen. Die für Mittwoch geplante Aktion ist der Austausch von Fracht und Versorgung zwischen dem Shuttle und der Station. Ein Großteil der Ausstattung ist für den Gebrauch durch die neue Expedition Six Besatzung vorgesehen, die nun offiziell ihre Quartiere auf der Station bezogen hat. Eine große Menge Material, dass schon seit Juni im Raum ist, muss auch in die Endeavour gepackt werden um es auf die Erde zurück zu bringen. Das Shuttle wird nächsten Montag von der Station abdocken und am Mittwoch wieder in Florida landen.
(lz & dm - Quelle: Space.com)

» Fehlschlag einer Proton-Rakete
27. November 2002 - Der Start des europäischen Kommunikationssatelliten ASTRA 1K ist gestern fehlgeschlagen, da die Oberstufe der russischen Proton-Trägerrakete nicht wie geplant funktionierte.
Zunächst verlief der Start am Dienstag um 00:04 Uhr (MEZ) vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur aus planmäßig. Die drei Stufen der Proton-Trägerrakete zündeten nacheinander wie vorgesehen und setzten den Satelliten mitsamt der so genannten Block DM-Oberstufe in eine ballistische Bahn aus. Die kurze Zeit später folgende erste Zündung der Oberstufe brachte das Duo dann auch auf den anvisierten kreisrunden "Parkorbit" mit einer Höhe von rund 175 Kilometern.
 
Anschließend jedoch trat bei der zweiten der drei vorgesehenen Zündungen des Triebwerks der russischen Block DM-Oberstufe ein Fehler auf, der das Verlassen des vorher erreichten Parkorbits unmöglich machte. Als Folge hiervon wurde der Kommunikationssatellit schließlich in dieser viel zu niedrigen Umlaufbahn ausgesetzt: Statt der tatsächlich erreichten kreisrunden 175 km hohen Umlaufbahn hätte nach den geplanten drei Triebwerkszündungen der Proton-Oberstufe eine elliptische Umlaufbahn mit einem Perigäum (erdnächster Punkt) von 3.342 km und einem Apogäum von 35.785 km erreicht werden sollen. Das bordeigene Triebwerk des gut 5,2 Tonnen schweren Satelliten verfügt nicht über ausreichend dimensionierte Treibstoffvorräte, um aus eigener Kraft noch die vorgesehene geostationäre Umlaufbahn zu erreichen, so dass der Satellit nun auf einer nutzlosen Umlaufbahn um die Erde kreist.
 
ASTRA 1K, der größte bisher in Europa gebaute kommerzielle Satellit, sollte vor allem Zentral- und Osteuropa mit Fernsehprogrammen versorgen und gleichzeitig eine Reihe älterer Astra-Satelliten ersetzen.
 
Mit diesem Fehlstart ist zum zweiten Mal seit 1996 eine Mission einer russischen Proton-Trägerrakete in Diensten des amerikanisch-russischen Joint-Ventures International Launch Services (ILS) gescheitert. Sowohl die russische Regierung wie auch ILS haben unabhängig voneinander Kommissionen eingesetzt, um die Fehlerursache zu ergründen.
(ms - Quelle: ILS)

» Envisat beobachtet Schwarze Sturmflut
26. November 2002 - Der Satellit Envisat beobachtet die Ölkatastrophe vor der spanischen Küste.
Mehrere Ölteppiche des vor einer Woche gesunkenen Tankers Prestige treiben im Atlantik und bedrohen Europas Küsten. Inzwischen ist die Küste Galiziens über Hunderte von Kilometern ölverseucht. ESA-Spezialisten erarbeiteten für den neuen Umweltsatelliten Envisat ein Spezialprogramm zur Beobachtung der Ölkatastrophe. Das Radaraufzeichnungssystem ASAR ist nun speziell auf die Schwarze Sturmflut gerichtet.
Wegen der drohenden Ölpest hat Envisat am 17. November das Unglücksgebiet mit seinem hochauflösenden Radarinstrument ASAR unter die Lupe genommen. Die dabei gewonnenen Daten wurden in der nahe Rom gelegenen ESA-Niederlassung ESRIN in Bilder umgesetzt. Seit den 90er Jahren ist ESRIN das Datenkontroll- und verarbeitungszentrum der ESA für Aufgaben der Erdbeobachtung. Hier werden auch Bilder und Daten französischer, amerikanischer, russischer und japanischer Erderkundungssatelliten genutzt. Dabei koordiniert ESRIN den Datenempfang von mehr als 30 Bodenstationen in aller Welt.
Bei der Beobachtung der Ölkatastrophe kann das hochmoderne ASAR-Radarsystem von Envisat seinen größten Vorteil voll ausspielen: Es ist tageszeit- und wolkenunabhängig. Und so gelangten am 17. November trotz schwerer Unwetter und dichter Wolkendecke gestochen scharfe Bilder der Region, die das Ausmaß des Umweltschadens erahnen ließen.
Erste Satellitenbilder vom Umwelt-GAU
Die Aufnahme zeigt den 26 Jahre alten Öltanker Prestige als weißen Punkt etwa 100 km vor der Küste. Die kleineren weißen Punkte um die Prestige herum sind Hilfsschiffe und Schlepper. Der gewaltige Ölteppich erscheint deutlich als dunkle Schliere, die sich ausgehend von dem havarierten 240-Meter-Schiff bis zur Nordwestküste Spaniens erstreckt.
Öl auf der Meeresoberfläche dämpft kleinere Wellen, die vom Wind erzeugt werden. Ebendiese Wellen reflektieren das von dem ASAR-Instrument abgestrahlte Mikrowellen-Radarsignal. Durch Dämpfung der Wellen wird also ein schwächeres Signal zurückgestrahlt, das Envisat in 800 km Höhe empfängt. Bei der Umrechnung der Radardaten in Bilder erscheinen Ölteppiche deshalb dunkler als die ölfreie Meeresoberfläche. Wie die zerfaserte dunkle Schliere auf den Aufnahmen zeigt, haben starke Winde den Ölteppich im Unglücksgebiet am 17. November bereits weiträumig verteilt. Der Teppich schneidet zudem eine vielbefahrene Schifffahrtsroute: Die zahlreichen Schiffe sind auf dem Bild als weiße Punkte erkennbar. Wo sie ölverseuchtes Gebiet durchqueren, zeigt sich ihr Kielwasser als heller Strich in der dunkleren Ölschicht.
Chronologie einer Katastrophe
Am 13. November riss in spanischen Küstengewässern der Rumpf des einwandigen Großtankers Prestige auf, der von Lettland nach Gibraltar unterwegs war. Der mit 77 000 Tonnen stark schwefelhaltigen Schweröls beladene Oldtimer verlor Tausende Tonnen seiner giftigen Fracht. Schlepper versuchten, den Havaristen auf die offene See zu ziehen, um eine Umweltkatastrophe im Küstengebiet zu verhindern. Am 19. November mussten sie aufgeben: Die 1976 in Japan gebaute Prestige zerbrach etwa 250 Kilometer vor der spanischen Küste und sank. Zurück blieb ein Ölteppich von gewaltigen Ausmaßen.
Insgesamt sind seit der Havarie etwa 20 000 Tonnen Schweröl ausgetreten, die nach Unwettern mehr als 500 Kilometer Küste verseucht haben. Und in dem untergegangenen Tanker Prestige lagern in 3600 Meter Tiefe weitere 60 000 Tonnen. Im besten Fall verfestigt sich das Öl dort unten durch die Kälte des Tiefenwassers. Im schlimmsten Fall bersten die maroden Tanks am Meeresboden und das Öl gelangt an die Oberfläche. Dann droht eine weit verheerendere Ölpest als nach der Havarie der Exxon Valdez 1989 in Alaska.
Internationale Unterstützung aus dem All
Die Umweltspäher der ESA, Envisat und ERS 2, werden in den kommenden Wochen weitere Bilder von der Krisenregion liefern. Am 14. November hat die Abteilung für Zivilschutz und Umweltkatastrophen der EU-Kommission die "International Charter on Space and Major Disasters" aktiviert. Die Unterzeichner dieses 1999 abgeschlossenen internationalen Abkommens verpflichten sich, im Katastrophenfall unter humanitären Aspekten unbürokratisch Hilfe zu leisten. Mitglieder können Agenturen, Organisationen oder Firmen werden, die über Fernerkundungs-Ressourcen verfügen und diese gratis bereitstellen. Die Mitgliedschaft ist freiwillig. Mitglieder sind bislang die Europäische Raumfahrtagentur ESA (ERS, Envisat), die nationalen Agenturen Frankreichs (CNES - SPOT), Kanadas (CSA - RadarSat), Indiens (ISRO - IRS), Deutschlands (DLR - BIRD) sowie die amerikanische Wetterbehörde NOAA (POES, GEOS). Durch die Aktivierung des Abkommens können nun für das Krisenmanagement und die Aufräumarbeiten in der ölverseuchten Region Daten der wichtigsten Fernerkundungs-Satelliten herangezogen werden. Die Erdwächter der ESA, Envisat und ERS 2, sind dort draußen also nicht allein.

Related Links:
Die Aufnahmen in einer höheren Auflösung
(dm - Quelle: ESA)

» "Zehn-Tonnen-Ariane" gibt Europa neue Schubkraft
26. November 2002 - In Kürze startet Europa eine verbesserte Ausführung der Ariane 5, die in der Lage sein wird, bis zu 10 Tonnen Nutzlast in die Übergangsbahn zum geostationären Orbit zu befördern (geplanter Starttermin: 28. November).
Diese neue Entwicklung ist für die absehbare Zukunft der Schlüssel zur Wahrung der Wettbewerbsfähigkeit Europas auf dem kommerziellen Raumtransportmarkt und seines eigenständigen Zugangs zum Weltraum.
Wie schon die Ariane-1 aus dem Jahr 1979, der die Ausführungen 2, 3 und 4 folgten, so war auch die Ariane-5 von Anbeginn als erstes Mitglied einer neuen Trägerfamilie gedacht, die Europas sicheren und wettbewerbsfähigen Zugang zum Weltraum weiterhin gewährleisten sollte. Daher beschlossen die ESA-Mitgliedstaaten auf einer Ratstagung auf Ministerebene in Toulouse im Oktober 1995 - also noch vor dem Jungfernflug des neuen Trägers -, die Arbeiten an einer verbesserten Ausführung der Ariane-5 mit höherer Nutzlastkapazität einzuleiten.
Der kommerzielle Raumtransport, der das Gros der Ariane-Einsätze ausmacht, hängt in großem Umfang von der Entwicklung des Satellitenmarktes ab. Während der 90er Jahre war diese Entwicklung von einer erheblichen Zunahme der Kapazität (und damit der Masse) geostationärer Nachrichtensatelliten geprägt, auf die allein mehr als 95 % der kommerziellen Startdienste entfallen. Innerhalb von 10 Jahren hat sich die Masse großer Satelliten von 2,5 auf knapp 5 Tonnen quasi verdoppelt. Seit dem Jahr 2000 wurden gar Aufträge für Satelliten mit einer Masse von 6 Tonnen und mehr vergeben.
Gleichzeitig hat sich das Wettbewerbsumfeld verändert. Die Aufträge für neue Satelliten sind zurückgegangen, der Kommunikationssektor durchläuft eine Konsolidierungs- und Rationalisierungsphase, und mittlerweile macht eine Vielzahl anderer Träger dem Ariane-System Konkurrenz, was in Überkapazitäten resultiert.
Eine Antwort auf neue Marktbedürfnisse
Um wettbewerbsfähige Startkapazitäten anbieten zu können, wurde beim Ariane-System seit Beginn der 80er Jahre auf Doppelstarts geostationärer Satelliten gesetzt. Die neuen Marktbedingungen zeigen, wie richtig die damalige Entscheidung war. 1995 hat die ESA Studien und Vorentwicklungsarbeiten mit dem Ziel in Auftrag gegeben, die Nutzlastkapazität der Ariane-5 noch stärker zu erweitern, und im Mai 1999 hat der ESA-Rat auf Ministerebene einen neuen Plan zur Verbesserung des Trägers genehmigt, um seine Kapazität für Starts in die Übergangsbahn zum geostationären Orbit bis 2002 auf 10 Tonnen und bis 2006 auf 12 Tonnen zu steigern. Die technische Leitung dieser Ariane-5-Weiterentwicklungsprogramme hat die ESA wie schon früher der französischen Raumfahrtagentur CNES übertragen; für die Vermarktung wird auch künftig die Gesellschaft Arianespace zuständig sein.
Die neue Nutzlastkapazität und die gleichzeitig angestrebte Senkung der Produktionskosten werden die Ariane-5 in die Lage versetzen, praktisch alle auf dem Markt vorhandenen Satelliten paarweise zu starten. Dank ihrer Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von 5,4 m wird sie auch die sperrigsten Satelliten aufnehmen können.
Die Doppelstartkapazität geht einher mit einer größeren Flexibilität bei den Auslastungsanforderungen. Der Träger wurde mit dem Ziel konzipiert, eine erhebliche Senkung des Startpreises pro kg zu erreichen, was bedeutet, daß er auch dann noch konkurrenzfähig ist, wenn er zwei Satelliten ins All befördert, die zusammen weniger als 10 Tonnen wiegen.
Als Ergebnis dieser Verbesserungen wird die Ariane-5 in der Praxis künftig in einer leistungsstarken und standardisierten Ausführung angeboten. All diese Merkmale stellen Trümpfe dar, die die herausragende Marktposition von Arianespace auch in den kommenden Jahren sichern werden.
Bewährte Architektur
Die erste Ariane-5 mit einer Nutzlastkapazität von 10 Tonnen soll beim Flug Nr. 157 eingesetzt werden, der 11. kommerziellen Mission des Trägers seit seiner Indienststellung durch Arianespace im Jahr 1999 und seinem insgesamt 14. Start. Bei diesem am 28. November geplanten Start in Kourou (Französisch-Guayana) sollen zwei Satelliten, der Nachrichtensatellit Hot BirdTM-7 von EUTELSAT und der Technologiesatellit STENTOR der französischen Raumfahrtagentur CNES, ins All befördert werden.
Die "Zehn-Tonnen-Ariane" - offizielle Bezeichnung: Ariane-5 ECA - beruht auf derselben Grundarchitektur wie die Ariane-5: zwei Feststoff-Zusatzraketen (EAP) für den Start, eine kryotechnische Hauptstufe (EPC), die den größten Teil des für das Verlassen der Erdschwere notwendigen Schubs liefert, und eine Oberstufe, die die Satelliten in die Zielbahn befördert - in den meisten Fällen eine Übergangsbahn zum geostationären Orbit in bis zu 36 000 km Höhe, von wo aus sie dann mit Hilfe ihres Bordtriebwerks in ihre endgültige Umlaufbahn gelangen.
Um die Nutzlastkapazität für Doppelstarts von 5,9 auf 10 Tonnen zu erhöhen, wurden alle Stufen der Ariane-5 leistungsfähiger gemacht.
Stärkere Triebwerke
Die von der italienisch-französischen Firma Europropulsion hergestellten Feststofftriebwerke der beiden Zusatzraketen bestehen aus je drei Segmenten, von denen das kleinste, das Bugsegment, nun 10 %, d.h. rund 2,5 t mehr Treibsatz enthält. Wegen seines Innenprofils brennt dieses Segment am raschesten ab und verleiht dem Träger seinen Anfangsschub. Die zusätzliche Treibsatzmasse erhöht den Schub in den ersten 20 Sekunden nach dem Abheben um 50 t. Somit liefern die beiden Zusatzraketen zusammen einen Schub von 1.400 t, zehnmal mehr als das Triebwerk der Hauptstufe. Im Ergebnis bedeutet dies 400 kg mehr Nutzlast. Hinzu kommt, daß die Zusatzraketen mit einer neuen Schubdüse ausgestattet sind, die aus weniger Teilen besteht und daher leichter und billiger zu fertigen ist.
Auch am kryotechnischen Triebwerk "Vulcain" der Hauptstufe, das von Snecma (Frankreich) gebaut wird, wurden Änderungen vorgenommen, um seinen Schub um 20 % auf 137 t zu steigern. Die neue Ausführung Vulcain-2 verbrennt eine um 20 % Flüssigsauerstoff angereicherte Treibstoffmischung unter leicht höherem Druck als die Vorgängerversion. Wegen dieser Änderung in der Treibstoffmischung mußte Fiatavio (Italien) eine neue Sauerstoff-Turbopumpe entwickeln, die auf eine Drehzahl von 13 000 U/min kommt und einen Förderdruck von 161 bar erzeugt. Außerdem mußte das Fassungsvermögen des Flüssigsauerstofftanks in dieser Stufe um 15 t erhöht werden. Dies wurde ohne Änderung der Stufenstruktur erreicht, indem der gemeinsame Zwischenboden des Flüssigsauerstoff- und Flüssigwasserstoffbehälters einfach um 640 mm verlegt wurde. Eine weitere Verbesserung von Vulcain-2 ist eine neue Expansionsdüse von Volvo Aero (Schweden), die so ausgelegt ist, daß die Abgase der Turbopumpen in den Triebwerkshauptstrahl eingeleitet werden, was die Triebwerksleistung in großen Höhen verbessert.
Insgesamt stellt das Triebwerk Vulcain-2 allein eine zusätzliche Nutzlastkapazität von 1 300 kg für den Transport auf die Übergangsbahn zum geostationären Orbit bereit.
Das Vermächtnis der Ariane-4
Die wichtigste Neuheit bei der "Zehn-Tonnen-Ariane" ist die Oberstufe. Die Stufe EPS für lagerfähige Treibstoffe wurde durch eine kryotechnische Oberstufe (ESC-A) ersetzt, die 14,6 t Flüssigsauerstoff und -wasserstoff mitführt. Diese in Bremen unter der Federführung von Astrium (Deutschland) gebaute Stufe macht weitgehend von bewährten Technologien Gebrauch, darunter der Flüssigsauerstofftank, das Schubgerüst und das Antriebssystem aus der Drittstufe der Ariane-4 sowie das von Snecma gelieferte Triebwerk HM-7B. Der Flüssigwasserstofftank beruht auf denselben Technologien, wie sie für den Behälter in der Hauptstufe entwickelt wurden. Das einzige völlig neue Bauteil ist die domförmige Bodenwand des Flüssigwasserstoffbehälters, in die der Flüssigsauerstoffbehälter eingepaßt ist.
Die Stufe ruht auf einem 2,8 m hohen zylindrischen Ring in Verbundbauweise mit 5,4 m Durchmesser, der von EADS CASA Espacio (Spanien) hergestellt wird.
Die ESC-A krönt die an der Ariane-5 vorgenommenen Verbesserungen. Sie bringt 60 % der Leistungssteigerung gegenüber der vorangehenden Trägerversion auf, ohne die Produktionskosten wesentlich zu erhöhen. Sie hat auch sicherzustellen, daß die Satelliten mit höchster Präzision abgesetzt werden, damit sie eine optimale Lebensdauer erreichen.
Ein rigoroses Qualifikationsprogramm
Alle diese Änderungen des Ariane-5-Konzepts wurden im Rahmen der ESA-Entwicklungsprogramme und des Begleitenden Forschungs- und Technologieprogramms für den Träger Ariane (ARTA), das ebenfalls von der ESA geleitet und von den europäischen Regierungen finanziert wird, äußerst strengen Qualifikationsverfahren unterzogen.
Der vergrößerte Treibsatz in den Zusatzraketen und ihre neue Düse wurden in Kourou im Mai 2000 und November 2001 in zwei Heißläufen mit naturgroßen Prüflingen qualifiziert, während das Triebwerk Vulcain-2 auf den Prüfständen in Vernon in der Normandie und in Lampoldshausen in Baden-Württemberg über 130 repräsentative Tests mit einer Gesamtlaufzeit von 50 000 Sekunden absolviert hat, was rund 100 Flügen entspricht.
Die Stufe ESC-A durchlief das übliche Qualifikationsprogramm, das dynamische und Schwingungsversuche im Erprobungszentrum der IABG in Ottobrunn (Deutschland) umfaßte. Obwohl das Triebwerk HM-7B bereits über 130 Flüge hinter sich hat, wurde es einer eigenen Versuchskampagne unterzogen, um sich zu vergewissern, daß es unter den beim Einsatz auf Ariane-5 herrschenden Bedingungen - wozu vor allem eine 200 Sekunden längere Brennzeit gehört - einwandfrei funktioniert. Ferner wurden in Kourou mit einer kompletten Stufe Betriebsversuche durchgeführt, um die Verfahren und Nahtstellen für die Betankung und Aktivierung der Stufe auf dem Startkomplex einschließlich des Einsatzes der neuen kryotechnischen Arme des fahrbaren Nabelschnurmastes auf dem Starttisch zu erproben.
Nächstes Ziel: Wiederzündfähigkeit
Die "Zehn-Tonnen-Ariane" wird die Standardausführung der Ariane-5 für die nächsten Jahre sein. Schon jetzt wird aber ihre Nachfolgerin im Rahmen des Programms Ariane-5 Plus geplant, das der Ministerrat der ESA auf seinen Tagungen 1999 in Brüssel und 2001 in Edinburgh genehmigt hat. Denn das Wachstumspotential der Ariane-5 ist noch keineswegs ausgeschöpft: Die neue Ausführung könnte ihre Nutzlastkapazität weiter erhöhen und letztlich bis zu 12 t auf die Übergangsbahn zum geostationären Orbit hieven!
Im Hinblick darauf wird eine noch leistungsstärkere Oberstufe untersucht. Sie soll mit dem neuen Triebwerk "Vinci" ausgerüstet werden, das sich bereits in Entwicklung befindet und nicht nur dreimal mehr Schub liefern, sondern auch mehrfach zündbar und für ballistische Phasen geeignet sein soll. Die Möglichkeit wiederholter Zündungen wird der Ariane-5 die angesichts der Marktentwicklung erforderliche erhöhte Einsatzflexibilität verleihen, um Satelliten auf andere Bahnen zu befördern oder komplexe Aufgaben wie die Positionierung von Satellitenkonstellationen (z.B. Galileo) auf mittelhohen Erdumlaufbahnen zu erfüllen.
(dm - Quelle: ESA)

» Space Shuttle Endeavour auf dem Weg zur ISS
24. November 2002 - Die Endeavour ist um 01:50 Uhr (MEZ) mit einem neuen Bauteil und einer neuen Besatzung für die ISS vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral aus gestartet.
Nachdem der für den vergangenen Montag geplante Start von Endeavour bereits um mehrere Tage verschoben werden musste, da eine Sauerstoffleitung im Inneren der Raumfähre undicht war und bei der Reparatur dieser Leitung die Isolierung des Roboterarms von Endeavour beschädigt worden war, folgte vorgestern zunächst eine erneute 24-stündige Startverschiebung, da an den beiden Notlandeplätzen in Spanien schlechtes Wetter herrschte. Einer der beiden spanischen Landeplätze muss bei jedem Shuttle-Start verfügbar sein, damit die Raumfähren im Falle eines Triebwerkfehlers während des Aufstiegs eine Möglichkeit zur Landung haben - die Rückkehr nach Cape Canaveral ist in solchen Notfällen nur in den ersten vier Minuten nach dem Start möglich, danach sind die Raumfahrzeuge zu weit von den Landebahnen in Florida entfernt.
 
Um 19:50 Uhr Ortszeit (23. November) schließlich erfolgte dann der Start, der bis auf ein nicht missionskritisches Problem mit einem der beiden Steuertriebwerke von Endeavour problemlos verlief.
 
Außer der vierköpfigen Shuttlebesatzung befindet sich auch die so genannte Expedition Six Crew der ISS an Bord der Raumfähre: Der zukünftige ISS-Kommandant Ken Bowersox sowie die beiden Flugingenieure Nikolai Budarin und Don Pettit. Die jetzige ISS-Besatzung wird bei der für den 4. Dezember geplanten Rückkehr zur Erde 182 Tage im All verbracht haben, aufgrund verschiedener Verzögerungen der nun gestarteten Mission STS-113 einige Wochen mehr als ursprünglich geplant.
 
Als wichtigste Nutzlast wird die Endeavour ein neues Segment der zentralen ISS-Trägerstruktur zur Station transportieren. Das so genannte P1-Truss wird das dritte Bauteil sein und links am zentralen S0-Segment angebracht werden. Später einmal werden an der im Endausbau rund einhundert Meter langen ISS-Trägerstruktur die riesigen amerikanischen Solarpaneele sowie mehrere Radiatoren zur Abstrahlung überschüssiger Wärme montiert werden.
 
Das Andocken der Raumfähre Endeavour an die Internationale Raumstation ist für Montagabend gegen 22:30 Uhr (MEZ) vorgesehen. Raumfahrer.net wird Sie wie gewohnt über den Fortgang der Mission STS-113 auf dem Laufenden halten. Ständig informiert werden Sie unter sts.raumfahrer.net.
(ms - Quelle: NASA)

» ESA bald auf dem Weg zum Mars
23. November 2002 - Nach dem Start im Sommer 2003 soll Mars Express die erste europäische Sonde am Roten Planeten sein.
Wenn die erste Marssonde der ESA 2003 planmäßig am Roten Planeten eintrifft, wird sie einen Rekord aufstellen: Mars Express ist das schnellst-gebaute Raumfahrzeug seines Typs in der Geschichte der Raumfahrt.
Es ist ein eher untypischer Weg, auf dem die ESA das Mars Express-Projekt von den geplanten fünf Jahren Bauzeit auf ein einziges herunterkürzte. Vorausgegangen waren zwei anstatt sechs Jahre des Entwurfs und der Vorbereitung. Trotzdem sollten keine Kompromisse in der Qualität der Mission gemacht werden.
Durch diese Beschleunigung der Mission konnte die ESA zudem die Kosten auf weniger als die Hälfte reduzieren. Mars Express wird mit einem Gesamtbudget von 203 Millionen Euro gebaut und gestartet. Die Konstruktion des Raumfahrzeugs, der Start mit einer russischen Sojus-Fregat-Rakete, alle wissenschaftlichen Operationen, die Verwaltungskosten und alle vorausgegangenen Tests über die Funktionstüchtigkeit der Sonde mussten und müssen somit hocheffektiv funktionieren.
Die Kosten begünstigen nach ESA-Angaben sogar die Funktionstüchtigkeit des Mars Express: Wissenschaftler konstruierten das Raumfahrzeug mit für andere Weltraummissionen entwickelten Systemen. Mehr als 80 Prozent der Hardware der Sonde wurde eigentlich für Rosetta, die Raumsonde, die als erste der Geschichte auf einem Kometen landen soll, entwickelt.
Der Name 'Mars Express' verdeutlicht sehr gut den extrem effektiven Weg, auf dem die ESA die Mission durchführt. Trotzdem hat der Begriff 'Express' im Namen einen anderen Grund: Wissenschaftler wählten ihn, da die Sonde durch den Start im Sommer 2003 den kürzesten Weg zum Roten Planeten hat. Dies ist der Zeitraum, in dem der Mars seinen kleinsten Abstand zur Erde hat. Die gleiche Konstellation tritt erst in 17 Jahren wieder ein.
Es bleibt zu hoffen, dass die Mission trotz des bestehenden Risikos durch das geringe Budget und dem Technologietransfer zum Erfolg geführt werden kann. So erinnern die Praktiken von Mars Express zum einen an die direkte (vermeintlich kostengünstige) Übernahme der Software der älteren Ariane 4 zur neuen Ariane 5, die zum Fehlstart beim Jungfernflug führte. Zum anderen erinnert das Konzept Low Budget an die NASA-Kometensonde Contour, die nach ihrem Start im Sommer dieses Jahres verloren ging. Auch die NASA hatte versucht, mit einem sehr kleinen Budget Geld zu sparen.
• Eine komplette Beschreibung der Mission Mars Express können Sie in unserem HotSpot zu der Sonde lesen.
(ku - Quelle: ESA)

Einführung
In der Astrophysik werden die Sterne, bei denen die Materiedichte sehr viel höher ist als bei gewöhnlichen Sternen, als kompakte Objekte bezeichnet. Drei Typen von kompakten Objekten sind bekannt. In der Reihenfolge aufsteigender Dichte sind dies Weisse Zwerge (White Dwarfs), Neutronensterne (Neutron Stars), und Schwarze Löcher (Black Holes). Beobachtungen mit dem Röntgenteleskop Chandra geben Hinweise darauf, dass es zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern noch die Möglichkeit zur Ausbildung von Quarksternen (Quark Stars) gibt.

Kompakte Objekte besitzen zum einen eine sehr hohe Dichte und zum anderen sind sie durch die Tatsache charakterisiert, dass keine nuklearen Reaktionen mehr in ihrem Inneren stattfinden können. Aus diesem Grund können sie im Unterschied zu gewöhnlichen Sternen der Gravitation nicht mehr mit dem Druck des thermischen Gases widerstehen. In den Weissen Zwergen bzw. Neutronensternen wird der Gravitation der Druck eines entarteten Elektronen- bzw. Neutronengases entgegengesetzt. Ein solches "Gas" besteht aus Elektronen bzw. Neutronen, die auf ihr niedrigstes Energieniveau zusammengepresst wurden. Durch die daraus resultierende hohe Bewegungsenergie wird der sogenannte "Entartungsdruck" erzeugt. Da die Quantenmechanik im deutschsprachigen Raum in den zwanziger Jahren entwickelt wurde, hat sich der Begriff "Entartung" noch vor seiner negativen Besetzung durch den Nationalsozialismus in der Sprache der Physik eingebürgert. Im Englischen wird in der Physik von einem "degenerate state" gesprochen, was die Eselsbrücke, degenerierter Zustand - Zustand auf niedrigstem Niveau, erlaubt. Der Radius eines entarteten Sterns ist umgekehrt proportional zur Kubikwurzel seiner Masse. Das bedeutet, dass der Radius im Gegensatz zu normalen Sternen mit wachsender Masse abnimmt.

Das Entscheidungskriterium für die Entwicklung eines Sterns in seiner Endphase, in der der nukleare Brennstoff verbraucht ist, ist seine in diesem Endstadium nach eventuellen Supernova-Explosionen oder harmloseren Prozessen übrig gebliebene Masse. Liegt sie unterhalb der Chandrasekhar-Grenzmasse von ca. 1,4 Sonnenmassen, so wird der Stern zu einem weissen Zwerg. Diese Masse ging erstmals 1930 aus analytischen Berechnungen der Eigenschaften eines entarteten Elektronengases aus Quantenmechanik und spezieller Relativitätsstheorie durch den Inder Chandrasekhar 1930 hervor. Die 1934 von ihm für zehn repräsentative Weisse Zwerge durchgeführten numerische Berechnungen an einer "Braunschweiger"-Rechenmaschine im Cambridger Institut von Arthur Eddington bestätigten diese Massengrenze. Liegt die Masse zwischen der Chandrasekhar-Masse und der Oppenheimer-Volkov-Masse, so wird ein Neutronenstern entstehen. Eine solche Massenobergrenze für Neutronensterne ergab sich erstmals in Form eines Massenbereichs aus Berechnungen von weichen bzw. harten Kernkraft-Modellen bei Iteration der allgemein-relativistischen Gleichung des hydrostatischen Gleichgewichts zwischen Gravitationsdruck und Neutronengasdruck. Diese Berechnungen wurden erstmals 1939 in den USA analytisch und numerisch unter Zuhilfenahme einer Marchant-Rechenmaschine von Oppenheimer, Volkov und Tolman durchgeführt. Die Massenobergrenze für Neutronensterne liegt zwischen ca. 1,5 und 3 Sonnenmassen.

Sollten Quarksterne nicht existieren, so gibt es bei Überschreitung der Oppenheimer-Volkov-Masse keinen stabilen Zustand mehr, in dem die Gravitation durch einen Gegendruck kompensiert werden kann und es entsteht ein Schwarzes Loch.

Literatur:
- H. Voigt: "Abriss der Astronomie", Universitätssternwarte Göttingen, 1991
- Karttunnen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner: "Fundamental Astronomy", Helsinki, 1996
- Kip S. Thorne: "Black Holes & Time Warps. Einstein's Outrageous Legacy" In: "The Common Wealth Fund Book Programme" hrsg.:Lewis Thomas, Bd. 9, 1993
 
 

NASA Forscher lernen neues über das menschliche Gehirn durch Studieren wie Astronauten ihr Gleichgewicht zurückgewinnen.


Balance halten ist nicht so leicht wie es erscheint- probier nur eine Minute nur auf einem Fuß zu stehen und du wirst ein Gefühl bekommen, welchen konstanten Aufwand das erfordert. Es ist eine von diesen komplexen Fähigkeiten wie Lesen, die automatisch mit Übung kommt, sodass wir leicht vergessen wie kompliziert sie zu lernen waren. Und, wie lesen, könntest du vermuten, das es etwas außergewöhnliches erfordern müsste, damit du es vergisst. In der Tat tut es das. Wie Fliegen ins Weltraum. Forscher haben herausgefunden, das Astronauten die von einer Weltraumfahrt zurückkehren ihr Gleichgewicht noch halten können, aber das viel schwerer finden. Weil, erklärt NASA Neuroforscher Bill Paloski, ihr Gehirn sich nicht mehr sicher ist, wie es die Information, die von ihren Sinnen kommt, zu interpretieren hat.
Wenn du balancierst, sagt er, benutzt du Informationen von 3 Quellen: die Sensoren in deinen Muskeln, die dir sagen welche Körperteile sich zueinander in Beziehung befinden, das Vestibulärsystem in deinem Innenohr, welches die Position deines Kopfes im Raum verfolgt und natürlich deine Augen. Das Gehirn baut aus all diesen Informationen ein Modell. Computer Programmierer könnten es als mentale Subroutine bezeichnen, aber es ist mehr als ein Algorithmus. Modelle bieten den Zusammenhang für das Interpretieren und Reagieren auf Sensordaten. Das Gehirn erzeugt solche Modelle zu jeder Zeit- das ist der Weg wie wir lernen und uns anpassen.

Wir tun es auf der Erde wenn wir eine Sprache lernen oder wenn wir uns an eine neue Brille gewöhnen. Astronauten machen das auch. Auf der Erde hat ihr Gehirn sich schon ein Modell konstruiert, das sagt wie ihr Körper in 1-g (Normalgravitation) auskommt. Im Weltraum müssen sie sich ein 0-g (Schwerelosigkeit) Modell schaffen. Dann zurück auf der Erde müssen sie herausfinden, das es wieder Zeit ist, das 1-g Modell zu benutzen. Die Umstellung ist nicht immer einfach. Wenn du auf einen komplett neuen Zusammenhang wie im Weltraum triffst, hat dein Gehirn einiges an Arbeit zu leisten. Es muss entscheiden ob das ein beständiger Zusammenhang ist oder nicht --ob es wert ist ein Modell zu bauen. Und wenn es das ist, dann muss es das entwickeln. Das Gehirn braucht einige Zeit um die neue Information interpretieren zu lernen, ein neues Modell zu schaffen und rauszufinden wann es von einem Modell zum anderen umschalten soll. Und während dieser Umstellung, wenn das Gehirn verwirrt ist welches Modell es zu benutzen hat, interpretiert es Sensordaten auf seltsamen Wegen. Du bekommst Illusionen, zum Beispiel dass die Welt sich um dich dreht, wenn alles was sich wirklich bewegt in deinem Kopf ist. Kopfschmerzen and Bewegungskrankheit sind andere Symptome dieser desorientierten Umstellung. "Die wahrgenommenen Illusionen , welche die Astronauten haben, sind sehr interessant." Paloski, der mit Astronauten im Johnson Space Center arbeitet, versucht herauszufinden, was bei Astronauten das Wechseln der Modelle verursacht. Er macht das indem er an ihre Gehirne verwirrende Sensorinformationen sendet, welche, so glaubt er , den Wechsel von einem ins andere Modell verstärken. Vor zehn Jahren erinnert er sich, während eines Vorflug neurologischen Testes auf einem drehenden Stuhl verlor ein Astronaut, der die Fähigkeit das Gleichgewicht zu halten schon wieder zurückgewonnen hatte, diese wieder völlig. Wieder getestet fiel der Astronaut hin, "wie am Landetag".
Irgendwas passierte in dem Gehirn dieser Person das dieses Umschalten verursachte, denken wir , von der Erdanpassung zurück zur 0-g Anpassung. Wahrscheinlich wurde das Gehirn durch die lustigen Signale welches es auf dem Stuhl erfangen hatte verwirrt, und es entschloss sich die Signale so zu interpretieren, als sei es zurück im Weltraum.

Und es schaltete zurück zum Modell was dem beim Weltraumflug entsprach. Jetzt versucht Paloski diesen Effekt zu wiederholen. Wir wissen Astronauten sind am Rande der Rückanpassung an die Erde im Zeitrahmen von 2-4 Tagen nach einem kurzen Weltraumaufenthalt. So dachten wir, wieso gehen wir nicht zu Tag 3, wenn wir denken jeder hat sich gerade angepasst und sehen ob wir verursachen können, das das Gehirn sich umschaltet. Um dies zu tun, steckt Paloski die Astronauten in eine Zentrifuge. Wenn sie bequem liegen, dreht sich diese mit verschiedener Geschwindigkeit vor und zurück. Nach 10 Minuten Drehen, werden die Astronauten getestet. Sie stehen auf einer Plattform in einer Kabine. Alles was sie machen müssen ist so gut wie möglich still zu stehen. Aber die Plattform und die Kabine sind so entworfen, die unterschiedlichen Sensordaten zu isolieren die fürs Gleichgewicht gebraucht werden --visuell, vestibulär, wahrnehmend. Zum Beispiel sind bedeutendste Sensoren zur Gleichgewichtskontrolle die Dehnungsrezeptoren in deinen Knöcheln, und die Plattform kann verhindern, das der Körper diese sensorische Information erhält. "Wenn du beginnst dich nach vorn zu bewegen" erklärt Paloski, "bewegen wir die Plattform auf einen Winkel der identisch mit deinem hinbewegten Winkel ist, sodass dein Fußwinkel sich nie ändert."

Durchs Drehen der Astronauten und anschliessendem Test in der Gleichgewichtskabine hofft Paloski zu lernen, was die Umstellung von einem Zustand in den anderen erleichtert. Sein Thema wird auch die Crew-Mitglieder der Shuttle-Mission STS-107 betreffen, die vorgesehen ist zum Start im Januar 2003. "Wir planen diese Astronauten vor und nach der Mission zu testen.", sagt er.

Paloski's Forschung könnte Astronauten helfen, ihren Gleichgewichtssinn schneller rückzugewinnen , aber es gibt mehr zu tun als das. Ein Nebeneffekt der Umstellung zwischen Modellen ist die Bewegungskrankheit.
Paloski's Arbeit könnte Ärzten helfen solche Krankheiten zu verstehen. Und es könnte auch möglich sein, Astronauten zu trainieren, Modelle zu entwickeln bevor sie diese brauchen. Mars Erkunder zum Beispiel könnten in der Lage sein ein 1/3-g Modell zu erzeugen lange bevor sie diesen Roten Planeten erreichen. Und für uns auf der Erde? Paloski's Arbeit könnte auch hier helfen. Letztendlich ist diese Forschung darüber, das Lernen einfacher zu machen und das ist etwas, was wir jeden Tag unseres Lebens tun.
 
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Ablösung für fünfte Stammbesatzung
Am 23. November startete um 19.50 Uhr Eastern Standard Time (EST) der Space Shuttle Endeavour zur International Space Station (ISS). An Bord befanden sich Kommandant James Wetherbee, Pilot Paul Lockhart, die Missionsspezialisten Michael Lopez-Alegria und John Herrington sowie die neue sechste Stammbesatzung, bestehend aus Kommandant Kenneth Bowersox, Bordingenieur Nikolai Budarin und National Aeronautics and Space Administration (NASA) ISS Science Officer (SO) Donald Pettit. In der Nutzlastbucht wird mit der Port 1 (P1) Integrated Truss Structure (ITS) eine weitere Gitterstruktur zur Raumstation transportiert.

Nach fast zwei Tagen Flug erfolgte am 25. November um 16.59 Uhr EST die Kopplung der beiden Raumfahrzeuge in einer Höhe von 399 Kilometern über dem Südpazifik südöstlich von Australien. Die Luken zwischen den beiden Raumschiffen wurden dann um 18.31 Uhr EST geöffnet. Empfangen wurden die sieben Astronauten und Kosmonauten von der fünften Stammbesatzung, bestehend aus Kommandant Waleri Korsun, Bordingenieur Sergej Trestschow und NASA ISS SO Peggy Whitson. Später installierten Bowersox, Budarin und Pettit ihre individuell angepassten Konturensitze sowie die russischen Sokol Raumanzüge in dem angekoppelten Sojus-Raumschiff, das als Rettungsraumschiff für den Fall vorhanden ist, sollte es notwendig werden, die Raumstation unerwartet zu verlassen. Damit erfolgte um 21.28 Uhr EST offiziell die Ablösung der fünften Stammbesatzung, die am 05. Juni an Bord des Space Shuttle Endeavour im Rahmen der Mission STS-111 zur Raumstation startete und zwei Tage später am 07. Juni an diese ankoppelte, durch die sechste Stammbesatzung. Korsun, Trestschow und Whitson werden zusammen mit Wetherbee, Lockhart, Lopez-Alegria und Herrington zur Erde zurückkehren. In dieser Woche gemeinsamer Arbeiten werden die Mitglieder der fünften Stammbesatzung ihre Nachfolger mit Hilfe umfassender Besprechungen mit ihrem neuen Zuhause sowie mit der Lage und Funktion der Ausrüstung und Experimente der Raumstation vertraut machen. Außerdem werden sie ihnen Anweisungen hinsichtlich dem Bestand und Aufbewahrungsort der Versorgungsgüter an Bord der Raumstation geben.

Am 26. November um 10.22 Uhr EST wurde die P1 ITS vom Roboterarm des Space Shuttle, den Wetherbee bediente, aus der Nutzlastbucht des Space Shuttle Endeavour gehoben. Anschließend wurde sie an den Roboterarm der Raumstation, Canadarm2 übergeben, der wiederum von Bowersox und Whitson bedient wurde, der die P1 ITS dann in die für die Installation vorgesehene Position manövrierte. Danach begann um 14.49 Uhr EST die erste Extravehicular Activity (EVA), nachdem die vier Sicherungsbolzen die P1 ITS mit der Starboard 0 (S0) ITS durch ein Funkkommando verbunden haben. Lopez-Alegria und Herrington schlossen die elektrischen Verbindungen zwischen der neuen Gitterstruktur und der Raumstation an, installierten Spool Positioning Devices (SPDs), die dazu dienen, dass die Quick Disconnect (QD) Devices in Flüssigkeitsleitungen richtig funktionieren, lösten die Haltevorrichtungen, die den Crew and Equipment Translation Aid (CETA) Cart, eine Art Handkarren für den Schienenweg der Gitterstruktur, während des Starts sicherten. Zudem entfernten Lopez-Alegria und Herrington große Metallstangen, die die P1 ITS während des Starts stützten und verstauten diese im Rahmen der Gitterstruktur. Die EVA endete gegen 21.35 Uhr EST nach einer Dauer von sechs Stunden und 45 Minuten.

Wetherbee feierte am 27. November seinen 50. Geburtstag. Sonst beschränkten sich die Tätigkeiten an Bord des Space Shuttle und der Raumstation darauf, Versorgungsgüter und Ausrüstungsgegenstände in die Raumstation zu transferieren, die von der sechsten Stammbesatzung während ihres viermonatigen Aufenthaltes in der Erdumlaufbahn benötigen wird. Auf der anderen Seite werden die Astronauten und Kosmonauten Versorgungsgüter, Ausrüstungsgegenstände und abgeschlossene Experimente für die Rückkehr zur Erde in den Space Shuttle transferieren. Am Nachmittag tauschten Bowersox und Whitson zwei Ventile der Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA) im Labor der Raumstation, Destiny aus und entfernten Trümmerteilchen aus den Abzugsleitungen. Der Austausch der Ventile war erfolgreich allerdings tauchte ein Leck in einer der beiden Vakuumleitungen der CDRA auf. Daraufhin konzentrierten die beiden Astronauten ihre Anstrengungen darauf, das Leck zu finden und zu reparieren. Während den letzten Wochen arbeitete die CDRA nicht einwandfrei, so dass ein russischen System die Stationsatmosphäre von dem durch eine dreiköpfige Besatzung ausgeatmeten Kohlendioxid reinigt. Daher wird die CDRA benötigt um mit dem Aufkommen durch eine größere Besatzung klarzukommen. Der Space Shuttle Endeavour führte außerdem das erste von drei Manövern zur Anhebung der Bahnhöhe der Raumstation durch. Es fand eine Anhebung um viereinhalb Kilometer statt, so dass die durchschnittliche Bahnhöhe der Raumstation und des Space Shuttle Endeavour bei fast 393 Kilometer bleibt. Weitere solche Manöver sind für Freitag und Sonntag vorgesehen.

Am 28. November um 13.36 Uhr EST begann die zweite EVA. Die erste Aufgabe bestand für Lopez-Alegria und Herrington darin, zwei Flüssigkeitsleitungsübergänge zwischen der P1 ITS und der S0 ITS zu verbinden. Diese Übergänge verbinden Ammoniakrohrleitungen für das Kühlsystems der Raumstation. Danach entfernten sie den rechten vorderen Sicherungsbolzen, der für den Start montiert worden war und bewegten den CETA Cart in seine richtige Stellung und verstauten ihn in der P1 ITS. Nachdem sie auch den linken vorderen Sicherungsbolzen entfernt hatten, lösten sie die Startsicherungen an den Radiatorhalterungen der Gitterstruktur. Danach widmeten sie sich wieder dem CETA Cart. Herrington hob den CETA Cart aus seiner Spur und hielt ihn fest, während ihn Whitson mit Hilfe von Canadarm2 zur Starboard 1 (S1) ITS hinübermanövrierte, wo er ihn wieder in die Spur setzte und mit dem anderen CETA Cart, der im Oktober zusammen mit der S1 ITS an Bord des Space Shuttle Atlantis im Rahmen der Mission STS-112 zur ISS gelangte, sicherte. Die Umsetzung wurde durchgeführt, um den Schienenweg der P1 ITS für Canadarm2 frei zu machen, damit er auf seinem Mobile Transporter (MT) und dem Mobile Base System (MBS) bewegt werden kann. Um 19.46 Uhr endete der zweite Ausstieg nach einer Dauer von sechs Stunden und zehn Minuten.

Während der dritten und letzten EVA, deren Beginn am 30. November um 14.20 Uhr EST geplant ist, werden Lopez-Alegria und Herrington weitere SPDs installieren. Sie soll um 20.50 Uhr EST nach einer Dauer von sechs Stunden und 30 Minuten enden. Am 02. Dezember um 14.18 Uhr EST soll der Space Shuttle Endeavour von der Raumstation abkoppeln und am 04. Dezember nach einer Flugdauer von 10 Tage, 19 Stunden und 59 Minuten um 15.49 Uhr EST auf dem Kennedy Space Center (KSC) landen.
 
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