InSpace Magazin #394 vom 29. Juni 2009

In Space Magazin
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Das Email-Magazin von Raumfahrer.net.

"In Space" Magazin

Ausgabe #394
ISSN 1684-7407


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Updates / Umfrage

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Mars Odyssey schließt Orbit-Änderung ab

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Titan - Neues Rätsel um seine Atmosphäre

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Der Weltraum zu Hause

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Intro von Karl Urban

Sehr verehrte Leserinnen und Leser,

vielleicht erinnern Sie sich: Am 5. Mai berichteten wir über Salzpartikel, die von der NASA-Sonde Cassini im E-Ring des Saturns gefunden worden waren. Dieser Ring, der überwiegend von Fontänen des Mondes Enceladus gespeist wird, bewies damit, dass der Trabant einen unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser enthält. Die Meldung war brisant, rückte Enceladus damit doch in die Reihe der möglichen lebensfreundlichen Körper des Sonnensystems auf. Wie auf Europa, Ganymed und Titan existiert durch die Gezeitenkräfte eines Gasriesen eine Energiequelle, die Wasser in flüssigem Zustand ermöglicht. Damit ist die Entstehung von Leben hier denkbar.

Doch zurück zu den Salzspuren in Enceladus` Ausdünstungen: Die Pressestelle griff das Thema nun erneut auf und verpackte es medientauglich in eine Meldung. Die Sensation machte dann auch schnell die Runde - neben etablierten Medien präsentierte selbst die ESA die Funde als neuste Entdeckung. Dabei hatte der führende Autor der wissenschaftlichen Veröffentlichung diese bereits im Januar für eine Tagung der Geophysikalischen Union vorgestellt.

Was können wir daraus lernen? Wenn Sie früher informiert werden sollen, besuchen Sie Raumfahrer.net und lesen Sie weiter das InSpace Magazin.

Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen

Karl Urban
Leitender Redakteur

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Updates / Umfrage

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News

• LRO erfolgreich in Mondbahn eingebremst «mehr» «online»
• Erste postsowjetische Triebwerksentwicklung «mehr» «online»
• LRO jetzt in runder Bahn um den Mond «mehr» «online»
• Ein Schatten auf Mimas «mehr» «online»
• ESA baut Deep-Space-Antenne in Argentinien «mehr» «online»
• Mission von GIOVE-A um ein weiteres Jahr verlängert «mehr» «online»
• Umweltsatellit GOES-O für NOAA gestartet «mehr» «online»


» LRO erfolgreich in Mondbahn eingebremst
23.06.2009 - Nach einem erfolgreichen Bremsmanöver befindet sich die US-amerikanische Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) in einer Umlaufbahn um den Mond.
Das Bremsmanöver der am 18. Juni 2009 gestarteten Sonde, auch lunar orbital injection (engl. für Mondorbiteinschuss) oder kurz LOI genannt, lief wie vorgesehen und wurde gegen 12:30 Uhr MESZ am 23. Juni 2009 abgeschlossen. Nach einer rund 40 Minuten dauernden Brennphase wurde eine Bahn um den Mond mit einem Periselen, dem mondnächsten Punkt der Bahn, bei etwa 220 Kilometern über der Mondoberfläche, und einem Aposelen, dem mondfernsten Punkt, bei etwa 3100 Kilometern über der Mondoberfläche, erreicht.

In den kommenden fünf Tagen wird der Orbit um den Mond schrittweise abgesenkt. Vier Zündungen sind dafür vorgesehen. Zielorbit ist eine Bahn über die beiden Pole des Mondes. Die Bahn soll in 216 Kilometern Höhe über den Nordpol hinwegführen, der Südpol soll sogar nur in 30 Kilometern Höhe überflogen werden. Das Periselen soll dann aber nach etwa zwei Monaten auf 50 Kilometer über der Mondoberfläche angehoben worden sein.

Ein Teil der Instrumentierung des Mondorbiters wurde bereits eingeschaltet. Zwei Geräte arbeiten bereits, neben CRaTER das Neutronenteleskop LEND, das bereits zur Suche von Wassereis auf dem Mond vorbereitet wird. Von LRO aufgenommene Bilder des Mondes soll es frühestens in einigen Wochen geben, wenn auch die Kameras eingeschaltet und überprüft worden sind.

Animation (24MB):

Verwandte Meldung:

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: NASA)

» Erste postsowjetische Triebwerksentwicklung
26.06.2009 - Am 26. Juni 2009 berichtete die russische Raumfahrtagentur Roskosmos, dass die Brennversuche mit dem Flüssigkeitsraketentriebwerk 14D23/RD-0124A erfolgreich abgeschlossen werden konnten.
Das Triebwerk ist die erste komplette Neuentwicklung seit Auflösung der Sowjetunion. Es liefert über 300 Sekunden einen Schub von etwa 300 kN und kommt sowohl in der überarbeiteten Sojus-2-Trägerrakete (Sojus 2-1b) als auch im vorgesehenen zukünftigen Arbeitspferd der russischen Raumfahrt, der Angara, zum Einsatz. Während die Sojus 2 bei Progress entwickelt und gebaut wird, stammt die Angara von Chrunitschew. Bisher werden deren universelle Raketenmodule in Einzelfertigung gebaut. Die Serienfertigung soll 2012 in Omsk anlaufen. Im gleichen Jahr soll auch der Erststart einer Angara erfolgen, wie vorgestern offiziell bekannt wurde.

Über 180 Brennversuche haben mit dem RD-0124A stattgefunden, teilweise unter extremen Bedingungen. Dabei konnte die hohe Zuverlässigkeit des Triebwerks nachgewiesen werden. Das RD-0124A verbrennt effizient Kerosin und flüssigen Sauerstoff und wird als leistungsstarkes Oberstufentriebwerk eingesetzt. Bei der Sojus 2-1b kam es in den vergangenen beiden Jahren bereits zweimal zum Einsatz, unter anderem beim Start des europäischen Planetensuchers COROT.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Roskosmos)

» LRO jetzt in runder Bahn um den Mond
26.06.2009 - Die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA berichtete am 26. Juni 2009, dass sich ihre Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter nun in einer zirkularen Bahn um den Mond befindet.
Der Lunar Reconnaissance Orbiter, kurz LRO genannt, zieht nun in 200 Kilometern Höhe über die Mondoberfläche. Eine 10 Minuten dauernde Brennphase brachte ihn am 26. Juni 2009 im Rahmen des LOI-4 genannten Manövers in die entsprechende Bahn.

Am Vortag, dem 25. Juni 2009, war LRO auf einer Bahn mit einem Periselen, dem mondnächsten Punkt der Bahn, bei 199 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche, und einem Aposelen, dem mondfernsten Punkt, bei 740 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche. Die Inklination betrug fast 90 Grad, im Blog zur LRO-Mission wurden 89,93 Grad genannt.

Die vorerst angestrebte Umlaufbahn ist eine mit einem Periselen von 30 Kilometern Höhe und einem Aposelen von 216 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche. Damit LRO diese Bahn stabil halten kann, wird er so gut wie keinen Treibstoff einsetzen müssen. Auf der genannten Bahn will man die noch ruhenden Geräte und Anlagen von LRO der Reihe nach in Betrieb nehmen und durchprüfen.

Seine wissenschaftliche Mission soll LRO dann auf einer runden Bahn in 50 Kilometern Höhe über der Mondorberfläche erledigen. Mindestens ein Jahr lang soll aus dieser Höhe unter anderem der Mond genau kartiert werden. Um nicht auf den Mond zu stürzen, wird LRO pro Jahr etwa 90 Kilogramm Treibstoff verwenden müssen.

Verwandte Meldung:

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: NASA, lroupdate.blogspot.com)

» Ein Schatten auf Mimas
26.06.2009 - Mitte Mai konnten die Instrumente der Saturnsonde Cassini einen flüchtigen Blick auf eine Mimasfinsternis werfen. Verursacht wurde sie durch den Nachbarmond Enceladus.
Viele Saturnmonde umlaufen ihren Planeten in derselben Bahnebene wie die Saturnringe. Dadurch kommt es zu häufigen Begegnungen dieser Trabanten. Finsternisse sind allerdings eher selten, da die Sonne selbst nur kurze Zeit direkt auf die Kante dieser Bahnebene scheint. Dies aber ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass der Schatten eines Mondes der Bahnebene auf einen anderen fallen kann.

Im Augenblick ist dies aber der Fall und so hatte man am 13. Mai das Glück, eine durch Enceladus verursachte Finsternis auf Mimas abzulichten. Cassini war dabei 1,3 Millionen Kilometer von Mimas entfernt und machte mittels Teleobjektivkamera insgesamt 7 Bilder im Abstand von jeweils 30 Sekunden. Diese wurden später zu einem Minifilm kombiniert.

Diesen Film gibt es hier als Flash-Animation des Cassini Imaging Central Laboratory for Operations CICLOPS zu sehen.


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: CICLOPS)

» ESA baut Deep-Space-Antenne in Argentinien
27.06.2009 - Die Europäische Raumfahrtorganisation wird ihre dritte große Tiefraumantenne zum Empfang von Daten von Raumsonden in Argentinien bauen.
Als Standort wurde eine gebirgige Wüstenregion der Voranden etwa 1.200 Kilometer westlich von Buenos Aires, in der Nähe der Stadt Malargüe in der Provinz Mendoza gewählt. Hier herrschen insofern ideale Bedingungen, als dass es in der dünn besiedelten Region kaum Interferenzen mit Mobilfunksignalen geben wird. Dies garantiert die argentinische Kommunikationskommission für einen längeren Zeitraum.

Die Empfangsschüssel hat einen Durchmesser von 35 Metern und wiegt etwa 800 Tonnen. Die Anlage entspricht damit den beiden Stationen in Cebreros (Spanien) und New Norica (Australien). Durch die Verteilung der drei Antennen über den gesamten Erdball wird ab Vollendung der neuen Anlage bei Malargüe rund um die Uhr eine 360-Grad-Überwachung aller Tiefraummissionen der ESA möglich.

ESTRACK, das Empfangsnetzwerk der ESA, verfügt außerdem über sieben 15-Meter-Antennen und eine Vielzahl weiterer, kleinerer Anlagen rund um die Welt. Der rechtliche Rahmen für die neue Anlage soll bis August abgesteckt sein und die endgültige Zustimmung der ESA wird für Oktober erwartet.


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: ESA)

» Mission von GIOVE-A um ein weiteres Jahr verlängert
27.06.2009 - Einer der Testsatelliten für das europäische Satellitennavigationssystem Galileo, GIOVE-A, soll bis Ende März 2010 weiterbetrieben werden, berichtete die Erbauerfirma des Satelliten, die britische SSTL, am 23. Juni 2009.
Der von der britischen Unternehmung Surrey Satellite Technology Ltd. (SSTL) für die Europäische Raumfahrtorganisation ESA auf Basis des SSTL-900-Busses im Rahmen eines Vertrages im Wert von 28 Millionen Euro gebaute Satellit war am 28. Dezember 2005 in den Weltraum gelangt. Eine Sojus-Rakete mit Fregat-Oberstufe brachte GIOVE-A (GIOVE engl. für Galileo In-Orbit Validation Element, Galileo-Testelement für Überprüfungen in einer Umlaufbahn) von der Startrampe Nummer 6 des kasachischen Startgeländes Baikonur aus in eine Bahn um die Erde in rund 23.200 Kilometern Höhe.

Aufgabe des Satelliten mit einer Startmasse von 600 Kilogramm ist es, im Rahmen der Entwicklung der Komponenten, Geräte und Anlagen des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo Testsignale zur Verfügung zu stellen, Hardware der Navigationsnutzlast im Betrieb zu testen und die Strahlungssituation auf seiner Umlaufbahn für künftige Galileo-Satelliten zu erkunden. Außerdem sollte GIOVE-A durch die Benutzung bestimmter Frequenzen diese für die künftige Verwendung durch Galileo-Satelliten im Rahmen der Regelungen der International Telecommunications Union (ITU) sichern.

Um seinen Aufgaben gerecht werden zu können, wurde der dreiachsstabilisierte Satellit mit den Abmaßen 1,3 m x 1,8 m x 1,65 m mit einer Navigationsnutzlast ausgestattet, die auf zwei Kanälen mit Hardware von Alcatel und SSTL verschiedene experimentelle Galileo-Signale erzeugen kann und zwei redundante Rubidium-Atomuhren von Temex Neuchâtel Time aus der Schweiz verwendet. Zwei mal zwei je 174 Zentimeter lange und 98 Zentimeter breite Solarpanele können 700 Watt elektrische Leistung zum Betrieb der Systeme des Satelliten bereitstellen. Die Speicherung von Energie erfolgt bei GIOVE-A als erstem Raumfahrzeug von SSTL mit dieser Technik in Lithium-Ionen-Akkumulatoren des Herstellers ABSL.

Die Auslegungsbetriebsdauer von zwei Jahren hat GIOVE-A schon weit übertroffen. Der Satellit ist jetzt bereits 41 Monate auf seiner Umlaufbahn in Betrieb. Nach dem Beginn der Nutzlasterprobung am 10. Januar 2006 sendete GIOVE-A seit dem 12. Januar 2006 Signale, die es erlaubten, die Entfernung zwischen Satellit und Empfänger zu bestimmen. Die ersten erfolgreichen Übertragungen von Navigationsdaten via GIOVE-A, die eine Positionsbestimmung für den Empfänger erlaubten, erfolgten im Mai 2007.

Am 28. April 2009 wurde nach der Feststellung einer Anomalie die Navigationsnutzlast abgeschaltet. Die volle Betriebsbereitschaft war am 27. Mai 2009 um 17:32 MESZ wieder hergestellt, der Vorfall soll keine Auswirkungen auf die Fähigkeit von GIOVE-A, seine Mission fortzusetzen, haben. Eine Missionsverlängerung bis Ende März 2010 hat die Europäische Raumfahrtorganisation ESA kürzlich bestätigt.

GIOVE-A alias GSTB-V2/A ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 28922 bzw. als Objekt 2005-051A.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: SSTL, ESA)

» Umweltsatellit GOES-O für NOAA gestartet
28.06.2009 - Am 28. Juni 2009 wurde der US-amerikanische Umweltsatellit GOES-O von der NASA für die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ins All transportiert. Der Start erfolgte auf einer Delta IV-Rakete von der Startrampe LC-37B der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida um 0:51 Uhr MESZ.
Der Start fand innerhalb des eine Stunde breiten Startfensters statt, am Vortag gab es wetterbedingt keine Möglichkeit, den von Boeing auf Basis des Boeing-601-Busses gebauten Satelliten zu starten. GOES-O (GOES steht für "Geostationary Operational Environmental Satellite", übersetzt geostationärer operationeller Umweltsatellit) mit einer Startmasse von 3.211 Kilogramm wurde von einer Delta IV in 4,2-Konfiguration transportiert, das bedeutet, auf der "common core" genannten Zentralstufe mit RS-68-Triebwerk war eine Centaur Oberstufe mit vier Metern Durchmesser aufgesetzt, seitlich an der Zentralstufe waren zwei Feststoffbooster GEM-60 von ATK mit Schubverktorsteuerung angebracht. Die Feststoffbooster wurden beim Abheben gezündet und brannten nach rund 94 Sekunden aus. Sie wurden wenige Sekunden später abgeworfen, und die Zentralstufe trug Centaur und Nutzlast weiter in die Höhe. Nach knapp 267 Sekunden Flugzeit war die Zentralstufe ausgebrannt, und es war nun Aufgabe der Centaur, mit mehreren Brennphasen seines RL-10B2-Triebwerks die Nutzlast in den vorgesehenen Zielorbit zu bringen.

Der Satellit ist nach Informationen der NASA im richtigen Orbit angekommen, nachdem er sich von der Raketenoberstufe um 5:12 Uhr MESZ getrennt hatte, und die Systeme des Raumfahrzeugs funktionieren wie vorgesehen. Der geplante Zielorbit für den ausgesetzten Satelliten war einer mit einem Apogäum von 35.177 Kilometern und einem Perigäum von 6.623 Kilometern über der Erdoberfläche. Die Orbitzirkularisierung wird GOES-O mit einem eigenen Triebwerk vornehmen. Ein sogenannter Apogäumsmotor mit 490 Newton Schub ist an Bord, um eine geostationäre Bahn in 35.780 Kilometern über der Erdoberfläche zu erreichen. Das dreiachsenstablisierte Raumfahrzeug soll seine Sensorik kontinuierlich auf die Erde ausrichten. Um dies über längere Zeiträume auf der geplanten Bahn um die Erde zu gewährleisten, können 12 kleine Zweistofftriebwerke mit je 9 Newton Schub eingesetzt werden.

Voraussichtlich am 7. Juli 2009 wird GOES-O seine endgültige Umlaufbahn erreicht haben, ab diesem Zeitpunkt wird der Satellit GOES-14 genannt werden. Neben dem Start wird die NASA auch die Inbetriebnahme des Satelliten auf seiner Umlaufbahn unterstützen. Dabei wird der Satellit ab etwa einem Monat nach dem Start vom Goddard Space Flight Center (GSFC) in Greenbelt, Maryland kontrolliert werden. Anschließend wird die NASA die Kontrolle des Satelliten an seinen künftigen Betreiber NOAA und dessen Satellite Operations Control Center (SOCC) in Suitland, Maryland übergeben. Etwa fünf Monate nach dem Start könnte es soweit sein.

Als GOES-14 wird das Raumfahrzeug sofort zum Einsatz kommen, wenn es Zuverläsigkeit oder Verfügbarkeit der Vorgängersatelliten erfordelich machen sollten. Insbesondere bei der Beobachtung von Tornados und Hurrikanen kann der Satellit eine wichtige Rolle spielen. Er ist der zweite Satellit in der Serie GOES-N/O/P, der gegenüber älteren Satelliten mit erheblich verbesserter Beobachtungstechnik für die Aufnahme hochauflösender Bilder von Wettersituationen und die Gewinnung von Messdaten von Erdoberfläche und Atmosphäre ausgestattet ist. Außerdem sind erweiterte Anlagen zur Weltraumwetter- und Sonnenbeobachtung an Bord. Insbesondere ein SXI (engl. Solar X-Ray Imager) genanntes Instrument von Lockheed Martin soll es ermöglichen, die Warnmöglichkeiten hinsichtlich von Strahlungsausbrüchen der Sonne, die technische Anlagen und Infrastruktur auf der Erde gefährden und beschädigen könnten, zu verbessern. Ein erstes Testbild des Instrumentes soll nach derzeitigem Planungsstand am 6. August 2009 entstehen.

Zur Zeit hat die NOAA zwei GOES-Raumfahrzeuge an Positionen im geostationären Orbit im aktiven Einsatz. GOES-12 steht bei 75 Grad West und wird derzeit auch als GOES-Ost bezeichnet, GOES-11 steht bei 135 Grad West und wird daher auch GOES-West genannt. Ein weiterer Satellit, GOES-13 alias GOES-N, aktuell bei 105 Grad West im geostationären Orbit, fungiert als Backupsatellit, und kann gegebenenfalls für einen der anderen Satelliten einspringen. GOES-14 mit einer Lebenserwartung von 10 Jahren wird diese Backupkapazität ergänzen, solange er nicht für den aktiven Einsatz benötigt wird. Von GOES-12 wird derzeit erwartet, dass seine Treibstoffvorräte noch im Laufe des Jahres 2009 soweit zur Neige gegangen sind, dass er ersetzt werden muss. Unregelmäßigkeiten im Antriebssystem des Satelliten verursachten einen höheren Treibstoffverbrauch als ursprünglich geplant.

GOES-O alias GOES-14 ist katalogisiert als Objekt 2009-033A.

Raumcon:

Verwandte Seiten:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: NOAA, NASA, ULA, Boeing)


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Mars Aktuell: Mars Odyssey schließt Orbit-Änderung ab von Redaktion



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» Mars Odyssey schließt Orbit-Änderung ab
25.06.2009 - Bereits am 22. Juni 2009 gab das Jet Propulsion Laboratory (JPL) bekannt, dass der NASA-Obiter Mars Odyssey nach einem achtmonatigen Manöver eine Veränderung seiner Orbit-Bahn erfolgreich beendet hat.
Mars Odyssey umkreist den Mars innerhalb von 90 Minuten in einer über die beiden Pole führenden Orbitalbahn in einer Höhe von etwa 350 Kilometern. Da der Planet innerhalb dieser 90 Minuten unter der Sonde rotiert, ist es Mars Odyssey möglich, jeden einzelnen Punkt der Oberfläche zu überfliegen und dabei wissenschaftlich zu untersuchen. Der neu eingenommene Orbit um unseren äußeren Nachbarplaneten war von einer von der NASA zusammengestellten Expertengruppe empfohlen worden, um so die wissenschaftliche Datenausbeute dieser Mission zu maximieren. Die Orbitverschiebung von Mars Odyssey wurde am 30. September 2008 mit einer sechsminütigen Inbetriebnahme der Triebwerke eingeleitet und mit einer erneuten Zündung über 5,5 Minuten am 9. Juni 2009 erfolgreich abgeschlossen.

Die bereits vor zwei Wochen abgeschlossene Änderung der Umlaufbahn um den Mars liegt darin begründet, dass Mars Odyssey die Oberfläche des Planeten jetzt zu einem früheren Zeitpunkt überfliegt und dadurch dem Thermal Emission Imaging System (THEMIS), einem der Instrumente an Bord der Raumsonde, bessere Arbeitsbedingungen geboten werden. "Der Orbiter ist nun jeweils direkt über einer bestimmten Region, wenn es dort etwa 15.45 Uhr Ortszeit ist. Zuvor war es 17.00 Uhr", erläutert Jeffrey Plaut, einer der Missionswissenschaftler des JPL. Aus diesen früheren Überflugszeiten erhoffen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weiterführende Erkenntnisse über die mineralogische Zusammensetzung der Marsoberfläche. "Der Marsboden wird jetzt wärmer sein und für die Infrarotsensoren gibt es demzufolge mehr zu erkennen."

Die hierfür erforderlichen Daten werden vom THEMIS-Instrument der Sonde geliefert. Bei diesem Instrument handelt es sich um eine Kamera, welche den Mars sowohl in den Bereichen des sichtbaren Lichts als auch der Infrarotstrahlung abbildet. Mit Hilfe der gewonnenen Bilder ist es möglich, die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche zu analysieren. Lediglich in den ersten sechs Monaten der Mission nahm der Orbiter eine für das THEMIS-Instrument vergleichbar günstige Position ein. In diesem Zeitraum gelangen den beteiligten Wissenschaftlern mehrere bedeutende Entdeckungen. Zum Beispiel konnten Salzablagerungen detektiert werden, welche in der Folgezeit als Verdunstungsrückstände von einst vorhandenem Wasser interpretiert wurden.

Im weiteren Missionsverlauf stellte der Orbit von Mars Odyssey dann lediglich einen Kompromiss zwischen den Anforderungen von THEMIS und denen anderer Instrumente an Bord der Sonde dar. "Dank des neuen Orbits können wir jetzt exakt die detaillierten Untersuchungen auf der restlichen Oberfläche des Mars durchführen, welche wir bisher für nur 10 bis 20 Prozent des Planeten im Laufe der ersten sechs Monate der Mission durchführen konnten", so Philip Christensen von der Arizona State University, der für das THEMIS-Instrument verantwortliche Wissenschaftler.

Leider wird die jetzt erlangte bessere Sicht auf die Planetenoberfläche allerdings auch ihren Tribut fordern. Eines der restlichen Instrumente des Orbiters, das Gammastrahlen-Spektrometer (GRS), wird aller Voraussicht nach nicht länger voll funktionsfähig sein. Sehr wahrscheinlich wird durch die Neuausrichtung von Mars Odyssey eine wichtige Komponente des Gammastrahlen-Detektors infolge der dauerhaften Sonneneinstrahlung überhitzt werden. Mit diesem Instrument gelang in der Vergangenheit der Nachweis von großen Mengen an Wassereis direkt unter der Oberfläche des Planeten. Weitere wichtige Erkenntnisse waren der Nachweis verschiedener chemischer Elemente, zum Beispiel von Eisen, Silizium und Kalium. Das Neutronen-Spektrometer und der Hochenergie-Neutronen-Detektor, die beiden anderen Komponenten des GRS, sollten dagegen auch weiterhin ohne Probleme aktiv sein.

Weitere Auswirkungen betreffen die aktuellen und zukünftigen Rover-Missionen auf der Oberfläche des Mars. Mars Odyssey wird als Haupt-Relaisstation für den Datentransfer mit dem beiden aktiven Rovern Spirit und Opportunity genutzt. Da der Überflug über den Gusev-Krater und die Meridiani-Ebene, den Operationsgebieten dieser beiden Rover, jetzt um über eine Stunde früher erfolgt, verkürzen sich die Zeitfenster für den Transfer von gewonnenen Daten und zu übermittelnden Kommandos entsprechend. Der neue Orbit, so das JPL, ist allerdings auch dazu geeignet, um Mars Odyssey ab dem Jahr 2012 als Relaisstation für den voraussichtlich im Herbst 2011 startenden Marsrover Curiosity, bisher bekannt als Mars Science Laboratory, zu nutzen.

Verwandte Webseiten:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL)

» Erste Tests zur Befreiung Spirits
28.06.2009 - Bereits Anfang Mai 2009 hat sich der Mars-Rover Spirit in einer Sandfalle verfangen. Mittlerweile gelang es den für die Mission verantwortlichen Ingenieuren und Wissenschaftlern die Situation so weit zu analysieren, dass in einer Testanlage des JPL ab der nächsten Woche erste Strategien zur Befreiung des Rovers getestet werden sollen.
Am 12. Mai 2009 gab die NASA offiziell bekannt, dass sich der Mars-Rover Spirit im sehr lockeren Untergrund festgefahren hatte und in den folgenden Wochen intensive Tests in einer simulierten Umgebung stattfinden sollten, um die als sehr ernst eingestufte Situation ausgiebig zu analysieren. Drei der vier steuerbaren Räder des Rovers waren bis über die Achsen im Sand versunken. Bei dem vierten Rad handelte es sich um das seit drei Jahren durch einen Defekt dauerhaft blockierte und nicht mehr drehbare rechte Vorderrad. Über den Status der beiden Mittelräder war zunächst nichts bekannt, da diese durch keine der Kameras des Rovers abgebildet werden konnten. Außerdem konnte man aufgrund der übermittelten Telemetriedaten nicht ausschließen, dass die Unterseite des Rovers nicht bereits Kontakt mit dem Untergrund hatte, was eine Weiterfahrt zumindestens sehr erschweren, wenn nicht sogar unmöglich machen würde.

Um eine Strategie zur Befreiung des Rovers zu entwickeln, war daher das Sammeln weiterer Daten zwingend notwendig. Dazu musste allerdings erst ein anderes Problem bewältigt werden. Die erforderlichen Daten konnten größtenteils nur mit den am Instrumentenarm des Rovers montierten Spektrometern erlangt werden. Dieser Instrumentenarm war aber infolge mehrerer zuvor erfolgter unerwarteter Reboots des Bordcomputers vorübergehend nicht einsatzfähig. Diese Neustarts hatten die Skalierung der Servomotoren des Armes gelöscht. Deshalb musste jetzt zunächst eine erneute Eichung durchgeführt werden. Dieser Prozess wurde bisher allerdings lediglich in den Labors des JPL durchgeführt und noch nie direkt auf dem Mars, was einige Vorbereitungen erforderlich machte.

Ende Mai war es dann soweit und die Arbeiten konnten beginnen. Zuerst setzte man das im Instrumentenarm integrierte Mikroskop auf eine ungewöhnliche Art ein. Am 30. Mai und am 3. Juni erfolgten dazu zwei Abbildungen des Bodens unter dem Rover. Die dabei erzielten Ergebnisse waren erstaunlich gut, wenn man bedenkt, dass das Mikroskop eigentlich nur für die Abbildung von Objekten aus einer Entfernung von sechs Zentimetern vorgesehen ist, während die gewonnenen Aufnahmen aus etwa einen Meter Entfernung angefertigt wurden und deshalb sehr unscharf ausfielen. Die anschließend computertechnisch nachbearbeiteten Aufnahmen gaben allerdings weiteren Anlass zur Sorge. Beide Mittelräder waren zur Hälfte im Untergrund versunken. Des weiteren befinden sich mehrere Steine unter dem Rover, von denen anscheinend einer bereits die Unterseite von Spirit berührt.

Der Schwerpunkt der Analysen konzentrierte sich allerdings auf die Ermittlung der exakten Zusammensetzung des Marsbodens in unmittelbarer Umgebung von Spirit. Auf den gewonnenen Aufnahmen der Kameras ist zu erkennen, dass sich der Boden unter Spirit offensichtlich aus verschiedenen Materialien zusammensetzt. Die drei linken Räder des Rovers befinden sich in einem weißen Material, bei welchem es sich sehr wahrscheinlich um hoch konzentriertes Siliziumdioxid handeln dürfte. Diese Räder sind auch etwas tiefer eingesunken als die drei Räder auf der rechten Roverseite, wo der aufgewühlte Boden die für die Marsoberfläche typische rötliche Färbung einnimmt. Zur genaueren Analyse der Bodenzusammensetzung wurden eine Vielzahl von Panoramakamera-Aufnahmen angefertigt. Außerdem wurden das Mikroskop, das APXS-Spektrometer und das Mössbauer-Spektrometer eingesetzt, um die Zusammensetzung an verschiedenen Punkten zu bestimmen.

Mit den gewonnenen Erkenntnissen ging man daran, verschiedene Strategien zur Befreiung des Rovers auszuarbeiten, zu diskutieren und zu bewerten. Gleichzeitig rekonstruierte man in einer Testanlage des JPL die aktuelle Situation auf dem Mars. Bodenneigung und -zusammensetzung wurden möglichst detailgetreu dargestellt, bevor man in dieser Anlage dann erste Fahrversuche unternahm. Eines der ersten Ergebnisse dieser Tests stand im Zusammenhang mit einem der Mittelräder des Rovers. Das linke Mittelrad von Spirit hatte während der letzten Fahrt aus einem anfangs nicht bekannten Grund den Betrieb eingestellt. Die Telemetriedaten zeigten lediglich an, dass das Rad plötzlich einen ungewöhnlich hohen Wiederstand überwinden musste. Der dazu erforderliche Energieaufwand überstieg die voreingestellten Parameter, was aus Sicherheitsgründen zu einer Abschaltung des Rades führte. Als Ursache vermutete man zuerst, dass eventuell Sand in das entsprechende Radgetriebe geraten sein könnte. Später stellte sich heraus, dass das Rad lediglich gegen einen im Weg liegenden Stein gefahren war.

Mitte Mai wurden Spirit Kommandos übermittelt, um dieses Problem genauer zu analysieren. Die Auswertung der gewonnenen Daten zeigte für das betreffende Rad einen elektronischen Widerstand an, welcher sich aber innerhalb der erwarteten Bandbreite befand. Anfang Juni wurde das Rad dann mehrmals in eine Drehbewegung versetzt. Da es sich bei diesen Versuchen genauso verhalten hat, wie es auch bei den zuvor mit einem Testrover erfolgten Tests auf der Erde der Fall gewesen war, konnte man jetzt relativ sicher sein, dass die am JPL gemischte Bodenzusammensetzung mit den realen Bodenverhältnissen auf dem Mars identisch ist. Die Spektrometeruntersuchungen haben ergeben, dass es sich dabei neben Siliziumdioxid im Wesentlichen um eine Mischung aus Quarzsand, Eisen- und Kalziumsulfaten handelt, welche sich nicht gleichmäßig verteilt, sondern an verschiedenen Stellen in unterschiedlichen Konzentrationen abgelagert ist.

Letzte Woche erfolgte daraufhin die Lieferung von insgesamt 1.800 Kilogramm Testmaterials für die Nachbildung des Untergrundes. Das Siliziumdioxid soll dabei in erster Linie durch Diatomeenerde simuliert werden, welche ebenfalls aus einem sehr feinen Pulver besteht und ähnliche Eigenschaften wie das Siliziumdioxid auf dem Mars aufweisen dürfte. Sie setzt sich zu etwa 86 Prozent aus Kieselerde zusammen. Die restlichen Bestandteile sind Natrium, Magnesium und Eisen. Als sich Opportunity, der Zwillingsrover von Spirit, 2005 in der Purgatory-Düne festgefahren hatte, machte man bei den Tests am JPL mit einer ähnlichen Substanz sehr gute Erfahrungen.

In diesen Tagen wird eine ausreichend große Menge Testmaterials zusammengemischt und in das Testfeld umgebettet. Dabei soll der Untergrund möglichst naturgetreu wiedergegeben werden. Das bedeutet, man simuliert einen Abhang mit 14 Grad Gefälle, was der momentanen Ausrichtung des Rovers entspricht, befüllt den unteren Teil, wo sich die linke Roverseite befinden wird, mit der Diatomeenerde-Mischung, während sich im oberen Teil eine Mixtur aus sehr feinem Sand und Tonerde befinden wird und platziert an den bekannten Stellen ein paar Steine, welche in ihrer Form und Größe denen auf dem Mars entsprechen. Zum Schluss wird dann der Testrover des JPL im Testfeld platziert. Diese Vorbereitungen sollen im Laufe des Montags abgeschlossen werden, so dass aller Voraussicht nach bereits am Dienstag erste Versuchsreihen zur Entwicklung einer Strategie zur Befreiung Spirits durchgeführt werden können.

Dabei soll im Laufe der kommenden Wochen die gesamte Palette der bisher ausgeklügelten Befreiungsstrategien durchgespielt werden. Diese verschiedenen Variationen fallen allerdings bisher eher dürftig aus. Im Prinzip gibt es erst zwei testfähige Strategien.

Zuerst wird man versuchen, mit dem Rover sehr langsam und sehr vorsichtig rückwärts zu fahren. Bei der letzten Fahrt auf dem Mars vor mehreren Wochen hat man damit bereits vielversprechende Erfahrungen gemacht. Der Rover kam zwar nur langsam voran, aber er hat sich immerhin auf die erwartete Weise bewegt. Dieser Versuch wurde damals lediglich aufgrund des im Weg liegenden Steins abgebrochen, welcher für die voreingestellten Parameter ein zu großes Hindernis darstellte. Mit freizügigeren Parametern, so die Erwartungen der Missionsverantwortlichen, bestehen gute Aussichten, dieses Hindernis zu überwinden. Alternativ steht noch eine Vorwärtsbewegung des Rovers zur Debatte. Bei dieser hat Spirit sich jedoch erst festgefahren. Dieses Manöver wäre also sehr wahrscheinlich nicht so erfolgversprechend.

Die zweite Möglichkeit ist eine Drehung der vier steuerbaren äußeren Räder um bis zu 60 Grad (für eine größere Drehung ist die Lenkung des Rovers nicht ausgelegt) und der anschließende Versuch, den Rover seitwärts den Abhang herunter zu steuern. Das ist allerdings sehr wahrscheinlich die kompliziertere Variante, da der Rover sich doch bereits sehr tief in den Sand eingegraben hat und dementsprechende Probleme haben dürfte, sich aus seiner selbst gegrabenen Fahrspur zu befreien. Außerdem würden die beiden nicht steuerbaren Mittelräder bei dieser Art von Fortbewegung nahezu "quer" stehen und dementsprechend jeweils einen Sandhaufen vor sich auftürmen, welche einen zusätzlichen Wiederstand erzeugen würden.

Ein anderes Problem scheint sich dagegen relativiert zu haben. Der Stein unmittelbar unter dem Rover wird anscheinend nicht mehr als allzu große Bedrohung betrachtet. Die Gefahr ist, dass Spirit sich bei einer Fortsetzung der Fahrt noch weiter in den Boden eingräbt, so endgültig definitiven Kontakt zu diesen Stein herstellt und dadurch nicht mehr genügend Anpressdruck auf den Boden aufbringen kann, um sich aus der Sandfalle zu befreien. Die letzten Analysen haben jedoch die Möglichkeit aufgezeigt, dass dieser Stein, sollte es sich überhaupt um einen solchen handeln und nicht lediglich um eine zufällige Anhäufung losen Materials, wahrscheinlich durch das Gewicht Spirits, der Rover wiegt etwa 180 Kilogramm, in den lockeren Boden gedrückt werden würde und deshalb sehr wahrscheinlich keine direkte Bedrohung darstellt. Näheres werden die jetzt anstehenden Fahrtests zeigen.

Zusammengefasst sieht es für den Rover also "verhalten optimistisch" aus. Die für die Mission Verantwortlichen haben Spirit keinesfalls aufgegeben. Trotzdem werden die jetzt anstehenden Fahrtests noch mehrere Wochen in Anspruch nehmen. Sollten diese positiv verlaufen, so ist mit ersten ernsthaften Befreiungsversuchen auf dem Mars selbst im günstigsten Falle nicht vor Mitte Juli zu rechnen. Es ist aber auch gut möglich, dass ein noch längerer Zeitraum vergehen könnte. Alle an der Mission Beteiligten sind sich dessen bewusst, dass eine falsche oder übereilte Verfahrensweise zum endgültigen Festfahren des Rovers führen und so das Ende der Mission bedeuten könnte. Deshalb wird man auch weiterhin sehr behutsam und sorgfältig vorgehen, ohne sich unter Zeitdruck zu setzen.


Unterstützung erhält man dabei vom Mars selbst. Noch Anfang des Jahres hat eine dichte Staubschicht die Solarflächen des ausschließlich mit Solarenergie betriebenen Rovers bedeckt. Die täglich generierte Energiemenge bewegte sich zeitweise nahe an der Grenze zur benötigten Mindestmenge. Im Laufe der letzten Wochen kam es allerdings zu mehreren sogenannten Cleaning-Events, bei denen starke Windstöße einen Großteil des die Solarpaneele bedeckenden Staubes wegbliesen. Am 24. Juni 2009, Sol 1.947 der Mission, stieg die generierte Energiemenge auf 945 Wattstunden/Tag (0,945 kWh) an. Vergleichbare Werte wurden bisher nur in der Anfangszeit der Spirit-Mission erreicht. John Callas, der Projektmanager: "Diese verbesserte Energiesituation gibt uns mehr Zeit. Diese Zeit werden wir nutzen, um die nächsten Schritte sehr sorgfältig zu planen."

In der Zwischenzeit wird der Rover aber auch weiter seine sehr ausführlichen Bodenuntersuchungen fortsetzten. Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis bezeichnet das Gebiet als eines der interessantesten, welches jemals von dem Rover untersucht werden konnte. "Wir sind hier in der Lage, jede einzelne Bodenschicht und jeden einzelnen Bestandteil dieser interessanten Bodenschichtungen, welche durch die Roverräder freigelegt wurden, zu studieren."

Verwandte Meldung:

Raumcon:

Internetseite des JPL:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL, Unmanned Spaceflight)


 

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Saturn Aktuell: Titan - Neues Rätsel um seine Atmosphäre von Redaktion



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» Titan - Neues Rätsel um seine Atmosphäre
23.06.2009 - Die Vorgänge über und unter der Atmosphäre des Saturnmondes sind weiterhin völlig ungeklärt. Woher kommen die die Atmosphäre speisenden Gase?
Titan ist eingehüllt in einem dicken Umhang aus Stickstoff und (gesättigten) Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Methan, der die Oberfläche des Mondes dauerhaft visuellen Beobachtungen entzieht. Die spezielle Zusammensetzung verleiht der Titanatmosphäre vermutlich eine gewisse Verwandtschaft mit der der frühen Erde, als auch hier bei uns Methan in großen Mengen, und Sauerstoff nur in Spuren in der Atmosphäre vorkamen. Zu einer Zeit also, in der sich das Leben erst noch anschicken sollte, von der Erde endgültig Besitz zu ergreifen.

Auf der Erde lebten bis vor 2,4 Mrd. Jahren ausschließlich primitive Mikroorganismen, die große Mengen Methan in die junge Atmosphäre abgaben. Man glaubt heute zu wissen, dass ein Nickelrückgang die Bakterienpopulationen in den Urozeanen zusammenbrechen ließ, was die Bühne für die Anreicherung von Sauerstoff bereitet haben könnte. Denn methanbildende Bakterien benötigen zur Herstellung dreier lebenswichtiger Enzyme Nickel, Sauerstoffbildner (wie Algen oder Cyanobakterien) verwenden hingegen verschiedene Enzyme, weshalb sie von dem zurückgehenden Nickelgehalt weniger betroffen waren.

Neben der Frage nach der möglicherweise ähnlichen Zusammensetzung der jeweiligen Atmosphären stellt sich verstärkt die Frage, warum der Saturnsatellit seine Atmosphäre nicht schon längst verloren hat. Denn ähnlich wie unser äußerer Nachbar, der Mars, generiert Titan ebenfalls kein ausgeprägtes eigenes Magnetfeld, welches die Atmosphäre davor schützt, vom Sonnenwind fortgeblasen zu werden. Als Sonnenwind bezeichnet man den Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ins All abströmt. Durch diese Abgabe von Partikeln verliert die Sonne pro Sekunde etwa eine Million Tonnen ihrer Masse. Er besteht hauptsächlich aus Protonen und Elektronen, sowie aus Heliumkernen und erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 800 km/s, was immerhin fast drei Millionen Kilometern pro Stunde entspricht. Dieser Gewalt hält eine schutzlose Atmosphäre wie die des Titans unter normalen Umständen nicht stand.

Doch wenn man etwas selber nicht besitzt, muss man es sich eben besorgen, so zeigt es nicht nur das wahre Leben, sondern offensichtlich handelt nach dieser Maxime auch Titan. Denn etwa 95% der Zeit eines Orbits befindet er sich im direkten Einflussbereich der Magnetosphäre seines Mutterplaneten; einer Region aus ionisiertem Gas, oder Plasma, welches den Planeten umgibt, und dessen scharfe äußere Begrenzung Magnetopause genannt wird. Die innere Begrenzung zur neutralen Atmosphäre bildet die Ionosphäre. Der Ursprung des Plasmas lässt sich bis zu den Geysiren des Schwestermondes Enceladus zurückverfolgen. Die Partikel werden in der Südpolarregion des Enceladus durch Risse in der eisigen Oberfläche (den Tiger-Stripes) in den Raum geschleudert. Durch den starken Einfluss der Saturnmagnetosphäre auf die Titanatmosphäre ist es bis heute noch nicht eindeutig gelungen, ein eigenes Magnetfeld des Mondes nachzuweisen, bzw. die Stärke eines solchen (sollte es tatsächlich existieren) zu bestimmen. Große Hoffnungen, die anstehenden Fragen zu klären, lagen und liegen daher auf dem fünfprozentigen Zeitfenster, in dem sich der Mond außerhalb der Planetenmagnetosphäre aufhält.

Doch es scheint, als machte man die Rechnung ohne den Wirt, dann nach zwischenzeitlich mehr als 31 nahen Vorbeiflügen, tauchte Cassini Mitte 2007 in die oberen Atmosphärenschichten des Mondes ein, nachdem sich dieser außerhalb des Einflussbereiches der Saturnmagnetosphäre befand. Die Datenauswertungen zogen sich über 15 Monate hin und brachten eine Überraschung mit sich: Offenbar verfügt Titans Atmosphäre über ein "Gedächtnis"! Mehr als drei Stunden, nachdem der Mond die Magnetosphäre des Saturns verlassen hatte, konnte noch immer eine starke Restmagnetisierung - eine Art Memory-Effekt - der Mondatmosphäre nachgewiesen werden. Diese temporäre Magnetisierung verursacht die Bildung einer Reihe von Magnetfeldlinien, die die Atmosphäre für die Dauer, in der sich der Mond außerhalb der Magnetosphäre befindet, vor substanziellen Verlusten durch den Sonnenwindeinfluss schützen. Ein weiterer Anlauf, dem inneren Magnetfeld des Mondes genauer auf die Spur zu kommen, soll Mitte diesen Jahres unternommen werden. Da zu Zeiten des Äquinoktikums der Sonnenwind in einem anderen Winkel auf den Planeten treffen wird, verändert dies auch die Ausrichtung des durch Saturns Magnetosphäre induzierten magnetischen Feldes in der Atmosphäre des Titan. Durch Vergleich der bisherigen mit den zu erwartenden Daten erhofft man sich, die Stärke eines ggf. vorhandenen Mondmagnetfeldes ermitteln zu können.

Überhaupt weiß man noch immer ausnehmend wenig von den Vorgängen, die sich dicht unter der krustigen -178°C (95 K) kalten Mondoberfläche abspielen. Und solange dem so ist, hat auch die Diskussionsgrundlage eines unterirdischen Ozeans auf Titan - der sich aus Messungen der Spin-Rate des Mondes ableiten ließe - durchaus noch seine Daseinsberechtigung, so ungewöhnlich sich diese Idee zum jetzigen Zeitpunkt vielleicht auch ausnehmen mag. Als ein weiteres Indiz für das Vorhandensein eines solchen Ozeans wird die Aufzeichnung rätselhafter Radiosignale durch Huygens während ihres Abstieges zur Mondoberfläche gewertet. Nun könnte man durchaus zu Recht einwenden, dass die Herstellung einer Verbindung von "rätselhaften Signalen" zu einem unterirdischen Ozean an sich schon ein rätselhaftes, wenn nicht sogar höchst fragwürdiges Vorgehen darstellt, jedoch vermögen die Befürworter dieser Sichtweise ihre These mit einigem Substanziellem zu unterfüttern. Die Signale konnten nur in einem extrem engen, niederfrequenten Bandbereich um 36 Hertz aufgezeichnet werden. Seit 2005 nun zerbricht man sich über ihre Natur die Köpfe. Der derzeit wohl beste Erklärungsansatz kann relativ leicht auf der Erde nachempfunden werden, setzt aber zugleich auch einiges voraus. Blitze produzieren auf der Erde ein ähnliches Niederfrequenzsignal, die Radiowellen werden in die oberen Atmosphärenschichten und von dort wieder zurück reflektiert. Dieser Echoeffekt verstärkt einige Frequenzen und überlagert andere, mit dem Ergebnis, dass sich Signale in präzise definierten Frequenzen beobachten lassen, sehr ähnlich zu dem, was 2005 durch Huygens aufgezeichnet wurde. Titans Äußeres ist ein sehr schlechter Reflektor solcher Radiowellen. Es muss also ein sehr viel besserer Reflektor existieren, um den beobachteten Effekt zu erklären. Ein Ozean flüssigen Wassers unterhalb der Oberfläche wäre ideal dazu geeignet, wie Modellrechnungen zeigten. Die gesamte Annahme steht und fällt natürlich mit dem Auslöser der Frequenzsignale, den Blitzen.

Ganz besonders erschwerend muss in diesem Zusammenhang natürlich erwähnt werden, dass ein Blitzereignis auf Titan bisher nicht dokumentiert wurde, man also nicht sicher sein kann, ob es auf dem Mond auch tatsächlich zu solchen Energieentladungen kommt. Dazu weist das aufgezeichnete Titansignal einen 10-mal höheren Wert auf, als er durch diese Art Echoeffekt jemals auf der Erde beobachtet werden konnte. Immerhin konnte durch Laborexperimente an einem 1:1-Modell zwischenzeitlich die Möglichkeit ausgeschlossen werden, dass es sich bei dem Signal um durch Interferenzen mit anderen Sondenteilen verursachte Störungen handelt. Und so verhelfen die derzeitigen Diskussionen einer im Jahre 2000 von Andrew Fortes veröffentlichten Studie, wonach durchaus Leben in einem unterirdischen Ozean auf dem gigantischen Mond existieren könnte, unverhofft zu neuem Auftrieb.

Verwandte Meldungen

Raumcon


(Autor: Lars-C. Depka - Quelle: NASA)


 

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Surftipp: Der Weltraum zu Hause von Karl Urban

Werfen wir einen Blick ein digitales Schaufenster von Astronomie und Raumfahrt.

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"In Space" Magazin #394
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
29. Juni 2009
Auflage: 3906 Exemplare


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