InSpace Magazin #410 vom 18. Januar 2010

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

"In Space" Magazin

Ausgabe #410
ISSN 1684-7407
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Updates / Umfrage

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Mars Phoenix Lander - Die ersten Resultate (Teil 3)

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Thermokarst-Gebiete auf dem Mars

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Caught in the Act

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Außenaktivitäten auf der ISS

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Disclaimer & Kontakt
Intro von Karl Urban

Sehr verehrte Leserinnen und Leser,

heute vor sieben Jahren saß ich wie jetzt vor dem Schirm und schrieb für Raumfahrer.net. Damals ging es um eine Forschungsmission der NASA: Das sieben Astronauten waren mit dem Space Shuttle Columbia war zu einem autonomen Ausflug in den Erdorbit gestartet, um dort Experimente durchzuführen. Meine Meldung verstaubt bis heute im Archiv. Ende Januar folgte ein kurzer Bericht über frühere Raumfahrtkatastrophen, u.a. der Explosion der Challenger 1986.

Zu diesem Zeitpunkt ahnte niemand, dass die Columbia nicht mehr heil zur Erde zurückkehren sollte. Am 1. Februar 2003 verunglückte die Raumfähre beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre. Ein Schaumstoffteil vom externen Tank hatte bereits beim Start einen Teil der Tragfläche beschädigt. Hier konnte auf mehrere tausend Grad erhitzte Luft ins Innere eindringen. Raumfahrzeuge müssen an ihrer Außenhülle gegen die Bedingungen des Wiedereintritts geschützt werden, die Struktur wird jedoch durch extrem leichte Bauteile zusammengehalten, da jedes Gramm Nutzlast beim Start hohe Kosten verursacht. Nachdem der Hitzeschutz ein Leck hatte, brauch die Columbia innerhalb von Minuten auseinander: 100 Sekunden nach ersten anormalen Temperaturmesswerten finden sich die ersten Augenzeugenberichte über verlorene Trümmerstücke. Knapp fünf Minuten später erreicht die Temperatur im Flügel die Belastungsgrenze des Materials. Rund acht Minuten später bricht der Kontakt völlig ab. Zu diesem Zeitpunkt werden bereits größere Trümmerteile am Himmel beobachtet.

In diesem Sinne verabschiede ich Sie in erbaulichere Berichte aktueller Geschehnisse aus Raumfahrt und Astronomie.

Karl Urban
Leitender Redakteur

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Updates / Umfrage

» InSound mobil: Der Podcast
Unser Podcast ist zurück - mit einer zusammenfassenden Sendung pro Woche. Hören Sie doch mal rein.

» Constellation-Programm
Mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) wird die Rückkehr bemannter Raumschiffe auf den Erdtrabanten vorbereitet: Neben einer genauen Untersuchung der Oberfläche auf mögliche Gefahren und wissenschaftliches Potential steht die Suche nach Wasser im Vordergrund. Die Zweitnutzlast LCROSS wird den bisher stärksten künstlichen Impakt auf dem Mond erzeugen, um lange gesuchtem Wasser auf die Spur zu kommen.

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Extrasolare Planeten wurden das erste Mal 1995 entdeckt, ihre Erforschung ist eng mit der Frage verknüpft, ob es erdähnliche Planeten oder sogar extraterrestrisches Leben gibt.

» Mitarbeit bei Raumfahrer.net
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News

• OHB wird 14 Galileo-Satelliten bauen «mehr» «online»
• Der Asteroid Šteins und der YORP-Effekt «mehr» «online»
• Astrium mit Ariane-5-ME-Entwicklung beauftragt «mehr» «online»
• Parasols Orbit abgesenkt «mehr» «online»
• Neue Merkurkarte des USGS «mehr» «online»
• Problem mit Endeavour-Nutzlast «mehr» «online»
• Indien plant neue Startrampe in Sriharikota «mehr» «online»
• Erste bemannte indische Weltraummission 2013? «mehr» «online»
• Endeavour soll pünktlich starten «mehr» «online»
• SES Astra hostet weitere EGNOS-Navigationsnutzlast «mehr» «online»
• Alter Sender rettet Landsat 5 «mehr» «online»
• IHI möchte Liquidation der Galaxy Express Corporation «mehr» «online»
• ATV 2 zum Test in Bremen «mehr» «online»
• Compass G1 gestartet - die wahre Frequenz-Geschichte «mehr» «online»


» OHB wird 14 Galileo-Satelliten bauen
07.01.2010 - Am 7. Januar 2010 gab die OHB-System mit Sitz in Bremen bekannt, zusammen mit der britischen SSTL den Auftrag zum Bau von 14 Galileo-Navigationssatelliten erhalten zu haben.
OHB (Orbital- und Hydrotechnologie Bremen) und SSTL (Surrey Satellite Technology Ltd.) hatten die Entwicklung, den Bau und den Test der Galileo-Navigationssatelliten in einem gemeinsamen Konsortium angeboten. Der Europäische Verkehrskommissar und Vizepräsident der Europäischen Kommission Antonio Tajani übermittelte am heutigen 7. Januar die Information, dass OHB und SSTL ausgewählt worden seien, um 14 der von der Europäischen Union finanzierten Navigationssatelliten zu bauen. OHB ist dabei der Hauptauftragsnehmer.

Die Integration der Satelliten sowie in wesentlichen Teilen auch die Fertigung will man in Bremen ausführen. Der Satellitenbus soll ein von OHB entwickeltes Modell sein, die Navigationsnutzlast eine Konstruktion von SSTL. SSTL wird die Navigationsnutzlasten auch bauen, und OHB in Bremen bei der Endmontage der Satelliten unterstützen.

Die sich in Mehrheitsbesitz von EADS Astrium befindliche SSTL hat bereits Erfahrungen beim Bau eines Testsatelliten für das europäische Satelliten-Navigationssystems Galileo sammeln können. Der Galilieo-Testsatellit Giove-A alias GSTB-V2/A ist seit dem 28. Dezember 2005 im All, hat seine Auslegungsbetriebsdauer von zwei Jahren bereits deutlich überschritten und wird weiterhin eingesetzt.

Das Bieterverfahren lief seit September 2008. Die jetzt unterlegene EADS Astrium war bereits unmittelbar an der Entstehung des Galilieo-Testsatelliten Giove-B beteiligt, der am 26. April 2008 in den Weltraum transportiert worden ist. Möglicherweise kann EADS Astrium beim Bau von acht weiteren Satelliten für das Betriebsnetz, das nach letztem Planungsstand aus 22 Satelliten bestehen soll, als Hauptauftragsnehmer zum Zuge kommen. Die volle Einsatzbereitsschaft des europäischen Navigationssatellitensystems wird mittlerweile erst für das Jahr 2016 erwartet. Der Start der Satelliten für das Betriebsnetz soll mit Sojus-Raketen von Kourou in Französisch-Guayana aus durchgeführt werden. Arianespace wurde dafür mit der Abwicklung der Starts beauftragt, die nach derzeitigem Planungststand im Oktober 2012 beginnen sollen.

Verwandte Meldungen:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: OHB-System, Europäische Kommission)


» Der Asteroid Šteins und der YORP-Effekt
09.01.2010 - In einem Fernrohr betrachtet erscheint der Asteroid (2867) Šteins lediglich als ein unscheinbarer Lichtpunkt mit einer absoluten Helligkeit von 12,9 Magnitude, über den bisher nur sehr wenig bekannt war. Dies änderte sich, nachdem die europäische Kometensonde Rosetta dem Asteroiden am 5. September 2008 einen kurzen Besuch abstattete.
Der Asteroid (2867) Šteins umkreist die Sonne in etwas mehr als vier Jahren auf einer Umlaufbahn im Hauptasteroidengürtel unseres Sonnensystems zwischen den Planeten Mars und Jupiter. Er gehört zur seltenen Klasse der E-Typ-Asteroiden, deren Oberfläche mit dem Mineral Enstatit bedeckt ist. (2867) Šteins ist der erste E-Typ-Asteroid, der von einer Raumsonde untersucht werden konnte. Passend zu dieser Asteroidenklasse konnte der Albedowert von (2867) Šteins, welcher das Rückstrahlvermögen von einfallenden Licht beziffert, auf einen Wert von 0,35 bestimmt werden. Der Unsicherheitsfaktor beträgt dabei 0,05.

Rosetta näherte sich der Oberfläche des Asteroiden am 5. September 2008 bis auf eine Entfernung von 803 Kilometern. Im Rahmen des Vorbeifluges konnten rund 60 Prozent der Oberfläche von (2867) Šteins mit dem OSIRIS-Kamerasystem abgebildet werden. Zum Zeitpunkt der größten Annäherung an den Asteroiden um 20:38 Uhr MESZ flog Rosetta mit einer relativen Geschwindigkeit von 8,6 Kilometern pro Sekunde an diesem vorbei. Um ihr Ziel dabei im Blickfeld der Instrumente zu halten, musste die Sonde ein schnelles und sehr anspruchsvolles Drehmanöver ausführen. In den vergangenen Monaten waren die an der Mission beteiligten Wissenschaftler mit der Auswertung der bei diesem Asteroiden-Vorbeiflug gesammelten Daten beschäftigt. Erste Ergebnisse wurden am 8. Januar 2010 in der renommierten Zeitschrift "Science" veröffentlicht.

Die aufgenommenen Bilder zeigen einen diamantförmigen Himmelskörper mit unregelmäßigen Abmessungen von etwa 5,9 x 4 Kilometern, woraus sich ein effektiver Durchmesser von etwa 5,3 Kilometern ableiten lässt. Die Oberfläche erscheint in einem eintönigen Grau und zeigt keinerlei farbliche Variationen. Morphologisch wird (2867) Šteins von geradlinig verlaufenden Bruchlinien, einer Kraterkette und einem etwa 2,1 Kilometer durchmessenden Krater in der Nähe des Südpols dominiert. Ein zweiter großer Krater konnte im Schattenbereich des Asteroiden identifiziert werden. Insgesamt zählten die Wissenschaftler 23 Krater mit Durchmessern von mehr als 200 Metern, welche teilweise mit Regolith aufgefüllt sind. Auffällig ist dagegen die proportional geringe Anzahl von kleineren Kratern. Größe, Verteilung und Struktur der Krater brachte die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es sich bei (2867) Šteins nicht um einen kompakten Körper handelt, sondern vielmehr um einen sogenannten "Rubble Pile".

Dies ist in der Planetologie die Bezeichnung für einen Himmelskörper, welcher sich aus mehreren Einzelteilen zusammensetzt. Die verschiedenen Trümmerstücke werden ausschließlich durch ihre eigene Gravitation zusammengehalten. Eine die Oberfläche überziehende Staubschicht erweckt dabei den Eindruck, dass es sich um kompakte Körper handelt. Damit die bei der Rotation auftretende Zentrifugalkraft diese "Geröllhaufen" nicht auseinanderreißt, darf ihre Rotationsperiode einen Zeitraum von etwa zwei Stunden nicht unterschreiten. Dazu passend beträgt die Rotationsdauer von (2867) Šteins sechs Stunden und drei Minuten.

Desweiteren erklärt sich durch diesen losen Zusammenhalt der einzelnen Bestandteile auch die ungewöhnliche konische Form des Asteroiden, welche ihm auch den Spitznamen "Diamant im Weltall" eingebracht hat. Bei dieser Verformung, so die an der Studie beteiligten Wissenschaftler, handelt es sich um ein Resultat des sogenannten Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack-Effekts, kurz YORP-Effekt. Dieser beschreibt die Auswirkungen der Sonneneinstrahlung auf einen kleinen Himmelskörper, durch welche sich dessen Rotationsverhalten verändern kann.

Die eingehende Sonnenstrahlung heizt die Oberfläche des Asteroiden auf. Diese Wärme wird anschließend wieder als Infrarotstrahlung abgegeben. Bei einem völlig symmetrisch geformten Körper hat diese Emission keinen Einfluss auf dessen weiteres Rotationsverhalten, da die Strahlung immer gleichmäßig in alle Richtungen abgegeben wird. Ist die Asteroidenoberfläche jedoch unregelmäßig geformt, so erfolgt die Wärmeabgabe nicht gleichmäßig und es entsteht ein geringes Drehmoment. Über längere Zeiträume verlangsamt oder beschleunigt dieses Drehmoment die Rotationsgeschwindigkeit des Himmelskörpers und verändert zudem seine Rotationsachse. Dieses veränderte Rotationsverhalten führt schließlich bei einem lose zusammengesetzten "Rubble Pile" auch zu einer Veränderung der äußeren Gestalt.

Die Aufnahmen der OSIRIS-Kamera konnten den direkten Nachweis des YORP-Effekts auf den Asteroiden (2867) Šteins erbringen. "Die detaillierte Analyse unserer Bilder weist darauf hin, dass der YORP-Effekt auch bei Asteroiden im Hauptgürtel eine entscheidende Rolle spielen kann. Dies war bisher nicht klar", so Dr. Horst Uwe Keller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, welcher auch der Hauptautor des "Science"-Artikels ist.

Die ESA-Sonde Rosetta wurde am 2. März 2004 an Bord einer Ariane-5-Rakete gestartet und wird ihr eigentliches Ziel, den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, am 1. Mai 2014 erreichen. Auf dem Weg zu ihrem Ziel passierte Rosetta in den letzten Jahren drei Mal die Erde und ein Mal den Mars. Die Raumsonde wird nach ihrer Ankunft in eine Umlaufbahn um den Kometen einschwenken und erstmals in der Geschichte der Weltraumforschung eine Landeeinheit auf einem Kometenkern absetzen. Das Aufsetzten des Landers Philae ist nach dem jetzigen Stand für den November 2014 vorgesehen. Vorher wird Rosetta jedoch noch einen weiteren nahen Vorbeiflug an einem Asteroiden absolvieren. Bereits am 10. Juli 2010 wird die Sonde den ebenfalls im Hauptasteroidengürtel beheimateten und etwa 100 Kilometer durchmessenden Asteroiden (21) Lutetia in einer Entfernung von etwa 2.000 Kilometern passieren und mit den wissenschaftlichen Instrumenten analysieren.

An Bord von Rosetta und Philae befinden sich elf beziehungsweise neun Instrumente zur Untersuchung des Zielkometen. An der Mission arbeiten Wissenschaftler aus 14 europäischen Nationen sowie weitere Forscher aus Kanada, den USA und Australien. Aus Deutschland sind die drei Max-Planck-Institute für Sonnensystemforschung (Katlenburg-Lindau), Chemie (Mainz) und extraterrestrische Physik (Garching) vertreten. Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung ist dabei in Zusammenarbeit mit internationalen Teams an jeweils fünf Instrumenten auf dem Orbiter Rosetta und auf dem Lander Philae beteiligt. Hierbei hat das Lindauer Institut die Leitung für das Kamerasystem OSIRIS, den Staubdetektor COSIMA und den Gaschromatographen COSAC.

Verwandte Meldungen:

Raumcon-Forum:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Max-Planck-Gesellschaft, Science, ESA)


» Astrium mit Ariane-5-ME-Entwicklung beauftragt
09.01.2010 - Am 21. Dezember 2009 wurde bekannt, dass die Europäische Weltraumorganisation ESA Astrium mit einer ersten Entwicklungsphase zur Schaffung einer verbesserten Variante der Ariane 5-Rakete beauftragt hat.
Die zu entwickelnde Rakete wird als Ariane 5 ME bezeichnet, ME steht dabei für Midlife Evolution. Gegenüber den bisherigen Versionen der Ariane 5 soll die Ariane 5 ME eine verbesserte Leistungsfähigkeit aufweisen. Ihre Nutzlastkapaziät soll um etwa 20 Prozent über dem letzten Modell Ariane 5 ECA liegen.

Eine neue kryogene Oberstufe soll es ermöglichen, eine Nutzlast von rund 12 Tonnen in einen Geotransferorbit zu bringen. Dafür wird sie mit einem wiederzündbaren Oberstufen-Triebwerk mit ausfahrbarer Düsenverlängerung ausgestattet sein. Das Vinci genannte Raketentriebwerk mit 180 kN Schub soll längere Gesamtbetriebsdauern der transportierten Satelliten im All ermöglichen, da die Satelliten weniger eigenen Treibstoff zum Erreichen der vorgesehenen Umlaufbahnen einsetzen werden müssen.

Leistungssteigerungen verspricht man sich auch von der Einführung neuer Avionik und Software zur Kontrolle und Steuerung der Ariane-5-ME-Rakete.

Der Auftragswert wird mit 150 Millionen Euro für einen Zeitraum von zwei Jahren beziffert. 2011 oder 2012 könnte nach einer entsprechenden Entscheidung auf einem EU-Ministerratstreffen ein Folgeauftrag vergeben werden. An der kryogenen Oberstufe mit Vinci-Triebwerk und der Bezeichnung ECS-B wird in Bremen bereits gearbeitet. Der Erstflug einer Ariane 5 ME könnte nach derzeitigem Planungsstand im Jahre 2017 stattfinden.

Die französische Raumfahrtbehörde CNES hatte im Zuge der allgemeinen Aufforderung auch internationale Varianten für die Entwicklung der bemannten Raumfahrt mit in Betracht zu ziehen, einen Vorschlag zur Überarbeitung der Ariane 5 ME für den Start von Orion-Raumschiffen der NASA erstellt. Dies wurde am 8. Januar 2010 bekannt.

Nach der CNES-Studie könnte Orion auf Ariane 5 ME ab 2019 starten. Die Rakete soll 22 Tonnen in eine 180-Kilometer-Bahn transportieren können, was die geplanten 21,4 t der Orion leicht übersteigt. Dabei wird der geringere Treibstoffbedarf für einen niedrigen Erdorbit bereits eingerechnet. Zur Qualifikation für den bemannten Einsatz müssten einige Modifikationen an Elektronik, Software, Flugkontrolle, Stufendesign vorgenommen sowie eine neue Montagehalle und eine neue Startanlage gebaut werden. Die gegenwärtige Montagehalle wäre für die Montage des Rettungssystems LAS zu niedrig und die aktuelle Startplattform bei einem Abbruch des Starts mittels Rettungssystem womöglich zu weit vom Meer entfernt.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Astrium, ESA, DLR)


» Parasols Orbit abgesenkt
10.01.2010 - Die Umlaufbahn des zuvor zu einer Konstellation hintereinander fliegender Raumfahrzeuge zur Erdbeobachtung gehörenden Satelliten Parasol wurde im Dezember 2009 um einige Kilometer abgesenkt.
Parasol wurde nach seinem Start am 18. Dezember 2004 und der Inbetriebnahme im All seit Anfang Februar 2005 als Bestandteil des sogenannten A-Train, einer Kolonne von Erdbeochbachtungssatelliten unterschiedlicher Betreibernationen auf sonnensynchroner Umlaufbahn, eingesetzt. Die Konstellation wird benutzt, um dieselben Regionen auf der Erde und Zonen in der Atmosphäre mit aktiven und passiven Messmethoden in einem Zeitraum weniger Minuten kurz hintereinander abzutasten. Dies soll dazu beitragen, die wirksamen Zusammenhänge hinischtlich des Erdklimas besser zu verstehen. Neben Parasol helfen dabei die Satelliten Aqua, Aura, CALIPSO und Cloudsat. OCO sollte diese Gruppe ergänzen, sein Start schlug jedoch fehl. Glory, ausgerüstet mit einem dem von Parasol ähnlichen Hauptinstrument soll die Konstellation im Jahr 2010 verstärken. Parasol steht für Polarization and Anisotropy of Reflectances for Atmospheric Science coupled with Observations from a Lidar.

Der von der französchen Weltraumorganisation CNES betriebene Parasol, für den eine Mitfluggelegeheit beim Start des militärischen Aufklärungssatelliten Helios 2A auf einer Ariane 5G+ (V-165) genutzt worden ist, hat seine Auslegungslebensdauer bereits fast um das Doppelte überschritten. Vorgesehen war ursprünglich eine zweijährige Mission, in der Parasol innerhalb von 30 Sekunden auf CALIPSO und Cloudsat folgend in 705 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche den Planeten umkreist. Im März 2010 wird der Satellit, sofern er dann noch funktionsfähig ist, sein fünftes Jahr im wissenschaftlichen Einsatz vollenden.

Basierend auf dem Myriaden-Satellitenbus war das fast würfelformige Raumfahrzeug mit einer Startmasse von 120 Kilogramm mit 4,5 Kilogramm Hydrazin betankt, das über vier kleine Triebwerke von SNECMA mit einem Schub von je einem Newton und einen spezifischen Impuls von 210 Sekunden ausgestoßen werden konnte. Der Treibstoffvorrat des Satelliten war zwischenzeitlich so weit aufgebraucht worden, dass es ratsam erschien, verbliebenen Treibstoff einzusetzen, um Parasols Bahn zur Reduzierung der Kollisionsgefahr unter die Bahn des A-Train abzusenken. Am 2. Dezember 2009 um 13:48 Uhr MEZ führte Parasol ein entsprechendes Manöver aus. Im Frühjahr 2009 hatte man Parasol aufgrund des zur Neige gehenden Treibstoffes nicht mehr an den anstehenden Manövern zur Inklinationskorrektur der Satelliten des A-Trains teilnehmen lassen.

Parasols Umlaufbahn um die Erde liegt nun rund 3,9 Kilometer unter der des A-Train. Derzeit kann er auf seiner Bahn die Messungen zu Zeiten einer gewissen Annäherung an den A-Train noch ergänzen. Aufgrund des erwarteten natürlichen Verlustes an Flughöhe und die verlorene Manövrierbarkeit wird sich Parasols Bahn von der des A-Trains vermutlich Ende 2012 so weit entfernt haben, dass Parasol den A-Tain dann nicht mehr mit seinem POLDER genannten Hauptinstrument direkt unterstützen kann.

Zum Konzept des Satelliten gehört, die von Instrumenten auf anderen Satelliten des A-Train ausgesandte und von Erde oder Atmospähre reflektierte Strahlung zu erfassen, wobei inbesondere das Lidar an Bord von CALIPSO, eine Laserlicht aussendende Anlage, eine Bedeutung hat. POLDER, engl. für POLarization and Directionality of the Earth’s Reflectances (Polarisation und Bündelung der Erdreflexion), besteht im Wesentlichen aus einer im Bereich des sichtbaren Lichts und dem Infraroten empfindlichen Digitalkamera, vor deren Sensoren ein Filterrad mit verschieden Spektral- und Polfiltern eingesetzt wird. Damit kann PARASOL polarisiertes Licht aus verschiedenen Richtungen empfangen, wodurch man Wolken und Aerosole bezüglich ihrer Reflektions- und mikrophysikalischen Eigenschaften beurteilen kann. Die bereits gewonnenen Daten erlauben und erforden weitere Jahre der Beurteilung und Auswertung.

Parasol ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 28498 bzw. als Objekt 2004-049G.

Verwandte Artikel und Meldungen:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: CNES, JPL, NASA)


» Neue Merkurkarte des USGS
10.01.2010 - Wissenschaftler haben aus den kombinierten Aufnahmen der Merkur-Sonden Mariner 10 und Messenger eine neue Oberflächenkarte des Merkur erstellt, welche dessen Oberfläche in bisher nicht erreichter Auflösung und Vollständigkeit wiedergibt.
Bei dem United States Geological Survey (USGS, auf deutsch: Der Geologische Dienst der Vereinigten Staaten) handelt es sich um eine Wissenschaftsbehörde der US-Innenministeriums. Die primäre Aufgabe dieser Behörde besteht darin, die Territorien der Erde und speziell die Staatsgebiete der USA zu katalogisieren und deren natürliche Ressourcen und eventuelle Bedrohungen durch Naturkatastrophen zu analysieren. Neben dieser Hauptaufgabe ist das USGS jedoch mittlerweile seit dem Jahr 1962 außerdem für die Katalogisierung und Kartierung von Planeten, Monden und Asteroiden innerhalb unseres Sonnensystems zuständig. Im Rahmen dieses erweiterten Aufgabenfeldes hat die US-Behörde Anfang des Jahres 2010 entsprechend ihrem Motto "Science for a changing World" (Wissenschaft für eine sich verändernde Welt) eine aktualisierte Karte des innersten Planeten unseres Sonnensystems, des Merkur, veröffentlicht.

Die letzte vom USGS veröffentlichte Merkur-Karte basierte auf den Bilddaten der NASA-Sonde Mariner 10, welche den Merkur in den Jahren 1974 und 1975 insgesamt drei Mal passierte und dabei etwa 45 Prozent von dessen Oberfläche fotografisch abbilden konnte. Bis in das gegenwärtige Jahrtausend war dies die erste und einzige Raummission, welche den innersten Planeten unseres Sonnensystems zum Ziel hatte. Erst am 3. August 2004 wurde mit der ebenfalls von der NASA betriebenen Sonde Messenger eine zweite Mission zum Merkur gestartet. Messenger soll am 18. März 2011 in einen Orbit um den Planeten einschwenken und diesen dann für mindestens ein Jahr umkreisen und untersuchen.

Um das Einschwenkmanöver in den Merkur-Orbit möglichst effizient zu gestalten, wird die Sonde vor diesem Ereignis einen Weg von etwa acht Milliarden Kilometern durch das innere Sonnensystem zurücklegen. Im Verlauf dieses Fluges wurde einmal ein sogenanntes FlyBy-Manöver an der Erde absolviert, zweimal ein FlyBy an der Venus und abschließend insgesamt drei FlyBys am eigentlichen Ziel, dem Merkur. Durch die unsymmetrischen Annäherungen an die jeweiligen Planeten verlor die Sonde jeweils einen Teil ihrer überschüssigen Bewegungsenergie. Erst durch diesen Geschwindigkeitsverlust wird das erfolgreiche Einbremsen in den Merkur-Orbit möglich werden.

Die verschiedenen FlyBy-Manöver wurden dazu genutzt, um mit den Instrumenten der Sonde Daten über ihre jeweiligen "Besuchsziele" zu sammeln. Speziell die Vorbeiflüge am Merkur waren dabei von besonderem wissenschaftlichen Interesse. Im Rahmen der Rendezvous, welche am 14. Januar 2008, am 6. Oktober 2008 und am 29. September 2009 erfolgten, konnte Messenger einen großen Teil der Oberfläche des Planeten abbilden. In Kombination mit den älteren Aufnahmen der Mariner-Sonde liegen jetzt Bilder vor, welche insgesamt rund 97,72 Prozent der Planetenoberfläche wiedergeben. Lediglich die Polarregionen des Merkur stellen zumindestens bisher für die Menschheit noch unbekanntes Land dar.

In den letzten Monaten haben die Mitarbeiter des USGS aus diesen teilweise sehr hoch aufgelösten Einzelaufnahmen ein Mosaik erstellt, welches die zur Zeit beste geodätische Karte des Merkur darstellt. Der überwiegende Teil des dabei verwendeten Bildmaterials wurde den Aufnahmen der Messenger-Sonde entnommen. Die verwendeten Einzelaufnahmen variieren sehr stark in ihren einzelnen Auflösungen und wurden zudem unter unterschiedlichen Lichtverhältnissen angefertigt. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, fand eine aufbereitende Bildbearbeitung statt, mit welcher die unterschiedlichen Lichtverhältnisse rechnerisch ausgeglichen wurden. Auf diese Weise gelang es dem USGS, eine Karte zu erstellen, welche die Oberfläche des Merkur in einer Auflösung von durchschnittlich 500 Metern pro Pixel wiedergibt. In den einzelnen Bereichen schwankt diese Auflösung zwischen 99 und 3.570 Metern pro Pixel.

Damit ist jedoch noch nicht das letzte Wort gesprochen. Das nebenstehende Bild wurde aus Einzelaufnahmen der ersten beiden Messenger-Vorbeiflüge am Merkur zusammengesetzt. Der rechte Teil entstammt dabei dem Datenmaterial, welches nach der größten Annäherung während der ersten Passage gesammelt wurde. Das linke Drittel dagegen setzt sich aus Bildern zusammen, welche im Anflug auf die zweite Annäherung angefertigt wurden. Ein schmaler Streifen bei etwa 266 Grad westlicher Länge befand sich dabei während beider Passagen im Dämmerlicht. Dies hat zur Folge, dass das Innere der dort befindlichen Krater im Dunkeln liegt, während die Wälle der Krater einen langen Schatten werfen. Weiter außerhalb dieser Zone sind die Beleuchtungsverhältnisse dann wieder besser. Dadurch kann die dortige Struktur der Oberfläche wieder klarer wahrgenommen werden.

Neben den Untersuchungen mit den restlichen Instrumenten wird eine der Hauptaufgaben der Messenger-Sonde darin bestehen, im Verlauf der ab 2011 beginnenden Primärmission die gesamte Oberfläche des Merkur in maximaler Auflösung und unter optimalen Lichtverhältnissen abzubilden. Nach dem Abschluss dieser Aufnahmen wird das USGS einen neuen, verbesserten Atlas des innersten Planeten unseres Sonnensystems veröffentlichen. Mit Hilfe dieser Daten wird es den Geologen und Planetologen möglich sein, die Entwicklungsgeschichte des Merkur noch besser zu rekonstruieren und somit auch die Modelle für die Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems weiter zu verfeinern. Ein direkter Nutznießer dieser Karten wird dagegen die ESA-Sonde BepiColombo sein, deren Startfenster sich am 14. Juli 2014 öffnet und die nach dem jetzigen Planungsstand nach einem sechsjährigen Flug im Mai 2020 in eine Orbitbahn um den Merkur einschwenken soll. Ein exakter Kenntnisstand über die geologischen Besonderheiten des Merkur wird für deren wissenschaftliche Arbeit von unschätzbarem Vorteil sein.

Interessierte können sich die neuesten Karten des Merkur auf der Internet-Seite des USGS entweder im PDF-Format oder in einer Auflösung von bis zu 450 MB herunterladen.

Verwandte Meldungen:

Raumcon-Forum:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: USGS, Planetary Society)


» Problem mit Endeavour-Nutzlast
10.01.2010 - Beim Test von Kühlmittelleitungen für das zukünftige ISS-Modul Tranquility ist es am 7. Januar erneut zum Austreten von Ammoniak gekommen.
Die Leitungen sollen eigentlich nach dem Andocken des Moduls aber vor dessen Inbetriebnahme während der Mission STS 130 im Februar bei einem Außenbordeinsatz angebracht und an den Kühlkreislauf des US-basierten Segments der Internationalen Raumstation angeschlossen werden. Nach der Entscheidung, Tranquility nicht an Unity-Nadir sondern an dessen Backbordseite anzudocken, mussten diese Leitungen umgearbeitet werden. Bei Überdruck-Tests hatte das Material aber sowohl im vergangenen Sommer als auch im November und Dezember 2009 sowie Mitte letzter Woche versagt.

Nun werden verschiedene Varianten diskutiert. Eine Entscheidung ist aber erst in den nächsten Tagen zu erwarten. So könnte man Tranquility zunächst zwar ins All bringen und andocken, aber noch nicht in Betrieb nehmen. Im sogenannten Survival-Mode würde im Modul selbst keine Wärme erzeugt, die durch ein Kühlmittel abgeführt werden müsste. Wie lange man diesen Zustand allerdings beibehalten könnte, ist unklar.

Die zweite Variante wäre der Anbau einer unbeschädigten Leitung und der Betrieb bei normalem Druck. Diesen haben die Leitungen bisher beim Test auf der Erde ausgehalten, der Überdrucktest wird nur zur Sicherheit gemacht. Es könnte gut gehen, stellt aber ein beachtliches Risiko dar, was man wahrscheinlich nicht eingehen wird.

Im schlimmsten Fall wird die Endeavour-Mission STS 130 verschoben, bis neue Leitungen möglicherweise von einem anderen Hersteller produziert und getestet wurden. Dies könnte auch die Verschiebung weiterer Missionen bedeuten, da deren Reihenfolge nicht beliebig ausgetauscht werden kann. Regale für Tranquility machen eigentlich nur dann Sinn, wenn das Modul auch montiert und betriebsbereit ist. Da u. a. die Wasseraufbereitungsanlage in Tranquility montiert werden soll, hätte man zudem ein Entsorgungsproblem und gleichzeitig zu wenig Nachschub an Wasser für die Elektrolyseanlagen, die Wasser mittels elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Letzterer wird der Atemluft beigemischt.

Die aktive Kühlung von Raumfahrzeugen und auch der ISS ist erforderlich, da Geräte und in der Station bzw. in bemannten Raumschiffen auch Menschen, Wärme erzeugen. In der Sonne liegende Teile eines Satelliten werden auf mehr als 100 °C aufgeheizt, während auf der Schattenseite weniger als -100 °C herrschen. Die meisten Temperaturregulierungssysteme kühlen daher mit einem flüssigen Kühlmittel, das Wärme zu Radiatoren transportiert und dann in den Raum abstrahlt. Prinzipiell ist dies mit dem Verfahren in handelsüblichen Kühlschränken vergleichbar. An der Rückseite gibt es eine Leitungsschlange, über welche die überschüssige Wärme nach außen abgegeben wird.

In der Raumstation gibt es aber einen zusätzlichen inneren Kreislauf, der mit Wasser arbeitet und über einen Wärmetauscher mit dem äußeren Ammoniak-Kreislauf gekoppelt ist.

Raumcon:


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NasaSpaceflight, Raumcon)


» Indien plant neue Startrampe in Sriharikota
11.01.2010 - Zur Unterstützung des geplanten bemannten Raumfahrtprogramms Indiens soll in Sriharikota eine zusätzliche Startrampe gebaut werden.
Am 10. Januar 2010 berichtete expressbuzz.com, die neue Startrampe in Sriharikota solle sowohl für die voraussichtlich ab 2015 beginnenden Flüge des indischen bemannten Raumfahrtprogramms von GSLV-Raketen benutzt werden, als auch von einem in Planung befindlichen wiederverwendbaren Raumfahrtträger mit der Bezeichnung RLV (engl. für Reusable Launch Vehicle).

Nach Informationen der indischen Raumfahrtagentur ISRO (engl. für Indian Space Research Organisation) seien vorbereitende Entwurfsarbeiten für die dann dritte Startanlage des Satish Dhawan Weltraumzentrums abgeschlossen. Für den Betrieb des wiederverwendbaren Raumfahrtträgers habe man außerdem mit den Planungen für eine Landebahn begonnen.

Die dritte Rampe werde sich rund einen Kilometer südlich der zweite Rampe in Sriharikota befinden, und mit einem Rettungssystem für die Besatzungen bemannter Träger ausgrüstet werden, wobei eine Art Fluchtmodul eingesetzt würde, hieß es weiter.

Die Fertigstellung der neuen Anlagen wird für das Jahr 2015 erwartet.

Verwandte Meldung:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: expressbuzz.com)


» Erste bemannte indische Weltraummission 2013?
12.01.2010 - The Hindu aus Indien berichtete am 12. Januar 2010, dass nach Angaben russischer Quellen im Jahr 2013 ein Weltraumflug zweier indischer Raumfahrer in einer von Russland erworbenen Sojus-Kapsel stattfinden könnte.
Die indische Weltraumagentur ISRO könnte von Russland ein Sojus-Raumschiff kaufen, und die Ausbildung zweier indischer Astronauten, auch als Wiomanauten bezeichnet, durch einen russischen Raumschiffkommandanten finanzieren.

Unter Bezugnahme auf den russischen Radiosender Stimme Russlands gab The Hindu weiterhin an, der russische Kosmonaut würde die indische Zwei-Mann-Besatzung während ihres mehrere Tage andauernden Weltraumflugs anleiten.

Der stellvertretende Leiter der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos Witali Dawidow soll nach Angaben des Radiosenders mitgeteilt haben, dieser erste indische bemannte Raumflug werde seine Besatzung nicht zur ISS, der Internationalen Raumstation, führen.

Update: Am 14. Januar 2010 meldete expressbuzz.com, die indische Weltraumagentur ISRO habe mitgeteilt, die Angaben aus Russland seien unzutreffend. Die erste bemannte indische Weltraummission werde wie bisher vorgesehen 2015 oder 2016 stattfinden. Eine Änderung der bisherigen Pläne habe es nicht gegeben. Die entsprechenden Planungen sehen den Start einer Kapsel mit einer Zwei-Mann-Besatzung auf einer GSLV Mk II-Rakete vor.

Verwandte Meldung:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: The Hindu)


» Endeavour soll pünktlich starten
13.01.2010 - Ein Team von NASA-Managern hat am 12. Januar 2010 beschlossen, dass zwei Kühlmittelschläuche für den Start am 7. Februar vorbereitet werden.
Während der eine aus mehreren kurzen Stücken eines bereits für den Einsatz zugelassenen Materials zusammengeschweißt wird, soll auch aus dem Schlauch neuen Designs durch verstärkende Maßnahmen noch eine brauchbare Leitung gebaut werden. Beide sollen am 2. Februar fertiggestellt und getestet sein. Danach wird eine Entscheidung getroffen, welche Version während eines Außenbordeinsatzes zur Verbindung der äußeren Kühlmittelleitungen von Unity und Tranquility montiert wird.

Die Modifizierung der Kühlmittelleitung war nach der Entscheidung, Tranquility nicht am unteren sondern am in Flugrichtung links liegenden Kopplungsstutzen zu installieren, notwendig geworden. Die Anschlüsse der Kühlmittelleitungen liegen dadurch anders als geplant zueinander. Ein etwa 4 Meter langer Zusatzschlauch wurde erforderlich. Dieser versagte jedoch bei mehreren Überdrucktests, zuletzt am Donnerstag vergangener Woche. Der Test erfolgte mit 350 Bar, während im normalen Betrieb das zur Kühlung verwendete Ammoniak unter einem Druck von 200 Bar steht.

Währenddessen gehen die Vorbereitungen für die Mission STS 130 planmäßig weiter. Bereits am 6. Januar brachte ein Kettencrawler die am Tank befestigte Raumfähre nebst der beiden mächtigen Feststoffbooster auf einer mobilen Startplattform zum Startplatz 39A. Gestern wurde die Hauptnutzlast, bestehend aus dem Modul Tranquility und der daran angedockten Kuppel, in einen Transportcontainer verladen. Dieser wird in den nächsten Tagen zum Startplatz gebracht.

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Raumcon:


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NASA)


» SES Astra hostet weitere EGNOS-Navigationsnutzlast
13.01.2010 - Der Betreiber von Kommunikationssatelliten SES Astra informierte am 12. Januar 2010 darüber, von der Europäischen Kommission beauftragt worden zu sein, auf einem geostationären Kommunikationssatelliten eine Navigationsnutzlast für das europäische EGNOS-System zur Verfügung zu stellen.
EGNOS, engl. für European Geostationary Navigation Overlay Service, ist das europäische Programm zur Erhöhung der Genauigkeit vorhandener oder im Aufbau befindlicher Satellitennavigationssysteme wie des europäischen Galileo, des US-amerikanischen GPS oder des russischen GLONASS durch den Betrieb von Navigationsnutzlasten an Bord von Satelliten auf geostationären Umlaufbahnen. Das Gemeinschaftsprojekt von Europäischer Union, der europäischen Raumfahrtagentur ESA und der europäischen Flugsicherung Eurocontrol soll außerdem Informationen über die Qualität und Zuverlässigkeit empfangener Navigationssystemdaten liefern.

SES Astra erhielt in diesem Kontext von der Europäischen Kommission jetzt zum zweiten Mal den Auftrag, auf einem der eigenen Kommunikationssatelliten im geostationären Orbit eine im L-Band arbeitende Navigationsnutzlast bereitzustellen.

Am 16. April 2009 konnte SES Astra bekanntgeben, dass das Unternehmen den Kommunikationssatelliten Sirius 5, der nach derzeitigem Planungsstand vorraussichtlich in der zweiten Hälfte des Jahres 2011 ins All transportiert wird, mit einer EGNOS-Navigationsnutzlast ausrüsten lasssen soll. Der bei Space Systems/Loral (SS/L) in Bau befindliche Satellit ist für eine Position bei 5 Grad Ost im Geostationären Orbit vorgesehen. Die Naviagtionsnutzlast auf Sirius 5 möchte SES Astra dort Ende 2011 in Betrieb gesetzt haben.

Am 12. Januar 2010 meldete SES Astra die Beauftragung zur Bereitstellung einer L-Band-Navigationsnutzlast auf Astra 5B. Astra 5B wurde von SES Astra im Herbst 2009 bei EADS Astrium bestellt. Aktuelle Planungen sehen den Start dieses Satelliten im zweiten Quartal des Jahres 2013 vor. Er soll im Geostationären Orbit bei 31,5 Grad Ost positioniert werden.

Im Rahmen der abgeschlossenen Verträge kümmert sich SES Astra um die Beschaffung der Navigationsnutzlasten entsprechend der Spezifikationen der Auftraggeberin, und die Errichtung der notwendigen Anlagen am Boden.

Drei im All befindliche Satelliten tragen bereits EGNOS-Transponder. Es sind Inmarsat 3F2 alias AOR-E an einer Position bei 15,5 Grad West und Inmarsat 3F5 alias IOR-W an einer Position bei 25 Grad Ost, sowie der experimentelle europäische Kommunikations- und Technologieerprobungssatellit Artemis (engl. für Advanced Relay and Technology Mission - fortgeschrittene Relais- und Technologiemission), der am 12. Juli 2001 ins All gelangte und im Geostationären Orbit an einer Position bei 21,5 Grad Ost positioniert ist.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: SES Astra, ESA)


» Alter Sender rettet Landsat 5
16.01.2010 - Ein mehr als 22 Jahre lang nicht benutzter Sender an Bord des Erdbeobachtungssatelliten Landsat 5 sichert jetzt den Weiterbetrieb des Satelliten.
Der primäre Wanderfeldröhrenverstärker (engl. Traveling Wave Tube Amplifier, TWTA) an Bord von Landsat 5 war nach verschiedenen Auffälligkeiten 1986 und 1987 etwa drei Jahre nach dem Start des Satelliten am 1. März 1984 abgeschaltet worden. Seit 1987 wurde der Backupverstärker des für drei Jahre Betrieb im All ausgelegten Satelliten benutzt.

Am 18. Dezember 2009 begannen sich Schwierigkeiten beim Senden der von Landsat 5 erfassten Bilddaten abzuzeichen, und schließlich konnten am Boden keine Bilder mehr empfangen werden. Die Aktivierung des über 22 Jahre lang nicht benutzten primären Verstärkers gelang, und am 7. Januar 2010 verliefen Empfangstests erfolgreich. Der Geologische Dienst der Vereinigten Staaten (engl. United States Geological Survey, USGS) teilte am 15. Januar 2010 mit, Landsat 5 sende fortgesetzt erfolgreich erfasste Daten, und werde wieder im Regelbetrieb eingesetzt.

Der Erbeobachtungssatellit Landsat 5 hat inbesondere auch mit seinem außerodentlich lang anhaltenden Einsatz eine besondere Bedeutung. Sein direkter Nachfolger Landsat 6 ging 1993 beim Start verloren, und der 1999 ins All gebrachte Landsat 7 liefert seit Ende 2003 nach dem Ausfall seines Scan Line Correctors eine reduzierte Bildqualität.

Ein Satellit zur Fortsetzung der durch die Landsats begonnenen Datenerfassung (engl. Landsat Data Continuity Mission, LDCM) ist nach zahlreichen Verzögerungen noch immer nicht im Weltraum. Der auch als Landsat 8 bezeichnete Nachfolger auf Basis eines Satellitenbusses von General Dynamics könnte im Dezember 2012 gestartet werden, sofern z. B. die Ende 2009 beschlossene Ausstattung mit einem zusätzlichen Instrument den Zeitplan nicht negativ beeinflusst.

Der Treibstoff zur Lageregelung könnte den Satelliten Landsat 5 und Landsat 7 nach verschiedenen gleichlautenden Angaben Ende 2010 ausgehen. Dass er bereits länger als erwartet reichte, lag an sehr effektiven, treibstoffsparenden Positionskorrekturmanövern und einem Restatmosphärenwiderstand, der sich als geringer als erwartet erwies.

Landsat 5 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 14780 bzw. als Objekt 1984-021A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: USGS, NASA)


» IHI möchte Liquidation der Galaxy Express Corporation
16.01.2010 - Das japanische Unternehmen IHI, das an einem japanisch-US-amerikanischen Joint-Venture, der Galaxy Express Corporation, beteiligt ist, will die Liquidation der zu Betrieb und Vermarktung der GX-Rakete gegründeten Organisation.
Der Maschinenbauer IHI, der sich mit einem Subunternehmen unter anderem mit der Entwicklung eines ursprünglich für die GX-Rakete vorgesehenen Erdgastriebwerks beschäftigt, erwartet im Rahmen der Liquidation der 2001 entstandenen Galaxy Express Corporation (GALEX) einen Buchverlust von 10 Milliarden Yen, das sind über 76 Millionen Euro.

IHI, selbt mit vierzig Prozent an GALEX beteiligt, will mit anderen Teilhabern, so z.B. der Mitsubishi Corporation und Kawasaki Heavy Industries Ltd. die Liquidation besprechen. Die Beendigung des Joint-Venture erscheint IHI angesichts der eingestellten Unterstützung der Entwicklung der GX-Rakete durch die japanische Regierung (raumfahrer.net berichtete) offensichtlich angezeigt.

Einer Meldung von istockanalyst.com am 15. Januar 2010 zufolge wurden für die Entwicklung der GX-Rakete bisher insgesamt 70 Milliarden Yen (über 530 Millionen Euro) ausgegeben, ein Anteil von 43 Milliarden Yen (über 320 Millionen Euro) soll dabei von Unternehmen in Privatbesitz geschultert worden sein.

GALEX nennt die folgenden Unternehmen als Teilhaber:

  • IHI Corporation (IHI)
  • IHI AEROSPACE CO., LTD. (IA)
  • Mitsubishi Corporation (MC)
  • Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI)
  • Japan Aviation Electronics Industry, Limited (JAE)
  • Fuji Heavy Industries Ltd. (FHI)
  • Kokusai AeroMarine Co., Ltd. (KAM)
  • NEC Corporation(NEC)
  • Lockheed Martin Overseas Corporation (LMOC)


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: istockanalyst.com)


» ATV 2 zum Test in Bremen
16.01.2010 - Das zweite Automated Transfer Vehicle der ESA wird beim Hersteller EADS Astrium in Bremen umfangreichen Tests unterzogen.
Nachdem Antriebseinheit und Avionikteil miteinander verbunden wurden und das Frachtmodul ebenfalls zur Verfügung steht, beginnen in diesen Tagen ausführliche Tests der Hard- und Software des Gesamtsystems. Dies teilte EADS Astrium am 13. Januar 2010 der Öffentlichkeit mit. Dabei wird die Frachtsektion zunächst allerdings nur elektrisch mit dem Steuerungskomplex gekoppelt.

Die Tests beziehen sich auf alle wesentlichen Funktionen sowie die Flugtauglichkeit des Systems. Nach deren Abschluss sollen die Komponenten des ATV 2, das den Namen "Johannes Kepler" tragen wird, im zweiten Quartal nach Kourou in französisch Guayana verschifft werden. Hier werden dann Frachtträger, Solarzellenausleger und das Abtrennungs- und Abstandsmodul zur Verbindung mit der Trägerrakete montiert, bevor weitere Tests durchgeführt werden. Der Start ist für Ende November 2010 geplant.

ATV ist ein von der ESA in Auftrag gegebenes unbemanntes Transportraumschiff zur Versorgung der Internationalen Raumstation. Es hat zylindrische Form, eine Gesamtlänge von 10,27 m, einen größten Durchmesser von 4,48 m, eine Spannweite der Solarzellenflächen von 22,28 m und eine Leermasse von 10,47 t. ATV kann maximal 7,6 t Nutzlast aufnehmen. Dazu gehören Stückgut, Treibstoff, Wasser und Gase. Es koppelt automatisch gesteuert am Heck der Internationalen Raumstation an. Nach vollendeter Mission verglüht es, mit maximal 6,3 t Abfällen beladen, in der Erdatmosphäre.

Der Erstflug dieses Raumschifftyps fand vom 9. März bis zum 29. September 2008 statt. Gegenwärtig läuft eine Studie der ESA, das System durch eine rückkehrfähige Einheit weiterzuentwickeln.

Raumcon:


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: EADS Astrium)


» Compass G1 gestartet - die wahre Frequenz-Geschichte
17.01.2010 - Der erste Raumflugkörper, der im Jahr 2010 in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht wurde, ist ein chinesischer Navigationssatellit für das Satellitennavigationssystem Beidou 2 alias Compass.
Der Start erfolgte um 17:12 Uhr MEZ am 16. Januar 2010 vom Startgelände Xichang (Xichang Satellite Launch Center, XSLC) in der südwestchinesischen Provinz Sichuan. Es handelte sich um einen Nachtstart, vor Ort war es zum Zeitpunkt des Starts 0:12 Uhr am 17. Januar. Transportiert wurde der Satellit von einer Rakete des Typs Langer Marsch 3C (Chang Zheng-3C, CZ-3C). Stationiert werden soll der Satellit auf einer Position im Geostationären Orbit, seine Bezeichnung lautet dementsprechend Compass-G1.

Der erste Satellit für das Navigationssystem Compass (Compass Navigation Satellite System, CNSS), Compass-M1, war am 14. April 2007 ins All gebarcht worden. Nach dem am 14. April 2009 gestarteteten Compass-G2 ist mit Compass-G1 jetzt der dritte Satellit für ein System im Weltraum, das in seiner endgültigen Ausbaustufe einmal aus 35 Satelliten bestehen soll. 27 Satelliten sollen auf Umlaufbahnen in mittlerer Höhe die Erde umkreisen, 5 weitere sollen das System im Geostationären Orbit ergänzen. Eine weltweite Abdeckung mit chinesischen Navigationssatelliten will man nach derzeitigem Planungsstand im Jahre 2020 erreicht haben.

Neben den beiden existierenden Satellitennavigationssystemen GPS und Glonass entstehen in den nächsten Jahren zwei weitere: Galileo und Compass. Die Signale der mehreren Dutzend Satelliten nutzen einen gemeinsamen Frequenzbereich zwischen etwa 1.160 und 1.610 MHz. Dabei kommt es zwangsläufig zu Überdeckungen. Diese stellen aber kein Problem dar, sondern sind zwecks Interoperabilität sogar gewollt. Jede Trägerfrequenz des chinesischen Systems nutzt eine Bandbreite von 4 MHz. Darin werden aber nur Daten von 50 bis 500 Bit pro Sekunde und Satellit übertragen. Es bleibt also bei Nutzung unterschiedlicher Modulationsverfahren ausreichend Spielraum für die gemeinsame Verwendung. China und die EU unterzeichneten bereits im Jahre 2003 ein Kooperationsabkommen. Demnach beteiligt sich die Volksrepublik bisher mit 65 Millionen Euro an der Entwicklung von Teilen der Galileo-Infrastruktur sowie an Validierungsarbeiten. In Peking wurde zudem ein Trainings- und Ausbildungszentrum für das gemeinsame chinesisch-europäische Globale Navigationssatellitensystem eingerichtet.

Das Compass-System nutzt die Frequenzen 1.176,45 MHz (gemeinsam mit GPS und Galileo), 1.207,14 MHz (gemeinsam mit Glonass und Galileo) sowie 1.575,42 MHz (mit GPS und Galileo). Global will man im Endausbau eine Positionsgenauigkeit von 10 Metern, eine Zeitgenauigkeit von 20 ns (20 Nanosekunden sind 0,00000002 s) und eine Genauigkeit bei Geschwindigkeitsmessungen von 0,2 Metern pro Sekunde erreichen. Regional in China und angrenzenden Gebieten sollen Dienste ab 2012 umfassend und mit einer Genauigkeit von 1 Meter verfügbar sein.

Eine Besonderheit des Compass-Systems stellen drei Satelliten dar, welche die Erde auf inklinierten geosynchronen Bahnen umlaufen sollen. Diese Bahnen befinden sich in etwa 36.000 Kilometern Höhe, pendeln aber um den Äquator. Von der Erde aus scheinen sich die Satelliten in großen Achterschleifen in Nord-Süd-Richtung zu bewegen. Mit diesen drei Satelliten sowie allen 5 geostationären, die sich auf den aseatisch-pazifischen Raum konzentrieren, sowie nur 5 in einem mittleren Orbit kann man bereits ab 2012 die regionale Verfügbarkeit von Navigationsdiensten in China und Umgebung erreichen.

Compass-G1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 36.287 bzw. als Objekt 2010-001A.

Raumcon:


(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: Xinhua, InsideGNSS, Stanford’s 2009 PNT Challenges and Opportunities Symposium, Graz University of Technology)



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HotSpot: Mars Phoenix Lander - Die ersten Resultate (Teil 3) von Ralf-Mirko Richter

Nach seiner Landung am 25. Mai 2008 untersuchte der Marslander Phoenix fünf Monate lang die Nordpolarregion des Mars, bevor aufgrund von Energiemangel die Stromversorgung zusammenbrach und die Mission am 10. November 2008 offiziell für beendet erklärt wurde. Welche Erkenntnisse konnten bisher gewonnen werden?

Aber auch die Geomorphologie des Vastitas Borealis, des Landegebietes von Phoenix, wurde im Laufe dieser Mission ausführlich studiert. Die durch die beiden Mikroskope aufgenommenen Detailaufnahmen des Marsregoliths belegen eine große Vielfalt der darin enthaltene Sandkörner und Staubpartikel. Ihre Größe bewegt sich zwischen unter 10 bis hin zu über 100 Mikrometern. Die untersuchten Partikel lassen sich durch ihre Färbungen grob in drei unterschiedliche Gruppen unterteilen, welche sehr wahrscheinlich durch unterschiedliche Prozesse entstanden sind. Bei dem dominierenden Material handelt es sich um sehr feine, rötlich bis orangefarbene Partikel von nur wenigen Mikrometern Durchmesser. Dunkle, fast schwarz erscheinende Staubkörner erinnern in ihrem Aussehen an Material, aus welchem sich die Dünenfelder des Marsnordpols zusammensetzen. Die dritte Gruppe verfügt über eine weißliche bis bräunliche Färbung. Das glasartige Aussehen dieser Partikel lässt auf eine Entstehung im Rahmen eines Schmelzprozesses schließen. Über die genauen Bildungsprozesse der einzelnen Arten besteht noch keine Klarheit. Um dazu eindeutige Aussagen machen zu können, ist es notwendig, die beobachteten Proben mit terrestrischen Materialproben, zum Beispiel von verschiedenen erodierten Gesteinsarten und bei vulkanischen Prozessen gebildeten Materialien, zu vergleichen. Hierbei muss dann auch ein Augenmerk auf die spezielle geologische Entstehungsgeschichte des Landeplatzes von Phoenix gelegt werden.

Dieser Landeplatz befindet sich nördlich der Tharsis-Vulkan-Provinz. Deren am weitesten im Norden liegende Erhebung, der Vulkan Alba Patera, ist rund 1.750 Kilometer entfernt, während die nördlichsten Ausläufer der Tharsis-Region sogar bis auf etwa 500 Kilometer an den Lander heranreichen. Somit gilt als wahrscheinlich, dass sich am Landeplatz von Phoenix Asche und Eruptionsmaterial von früheren Vulkanausbrüchen abgelagert haben muss. Außerdem ist zu erwarten, dass sich in dieser Region Sand von den dunklen, fast schwarzen Sanddünen der nördlichen Polarkappe befindet. Etwa 20 Kilometer entfernt befindet sich in ost-nordöstlicher Richtung der 10 Kilometer durchmessende und rund einen Kilometer tiefe Heimdall-Krater. Somit ist theoretisch auch Auswurfmaterial aus diesem etwa 500 Millionen Jahre alten Krater zu erwarten. Des weiteren müssen die thermalen Bedingungen und die damit verbundene Erosion der Sandkörner berücksichtigt werden. Die Umstände deuten jedoch allgemein darauf hin, dass es sich zumindestens bei den bräunlichen Partikeln entweder um Auswurfmaterial vom Heimdall-Krater oder um Eruptionsmaterial von einem Vulkanausbruch handelt. Dieses Material wurde bei seinem Entstehungsprozess anscheinend aufgeschmolzen und ist anschließend sehr schnell abgekühlt, was die glasartige Struktur erklärt.

Die Geomorphologie des Landegebietes ist durch das Vorhandensein von sogenannten Frostpolygonen gekennzeichnet, welche bereits im Vorfeld der Mission von verschiedenen Marsorbitern fotografisch abgebildet werden konnten. Dabei handelt es sich um mehreckige und leicht aufgewölbte Strukturen mit einem Durchmesser von jeweils etwa zwei bis drei Metern, welche von flachen, relativ zum Zentrum gesehen etwa 20 bis 50 Zentimeter tiefen Gräben begrenzt sind. Im Rahmen der Mission konnte Phoenix sowohl auf der Oberseite dieser Polygone als auch an deren Rändern Gräben ausheben und Proben entnehmen und analysieren. Durch eine exakte Vermessungen der Strukturen, der Analyse des Füllmaterials der Sandkeile und dem Nachweis von noch sehr jungen Bruchlinien kam man dabei zu der Ansicht, dass die Bildung dieser Frostpolygone nicht durch die Sublimation von Wasser oder Kohlendioxid bedingt ist.

Damit wurde eine Theorie bestätigt, welche bereits im Vorfeld der Phoenix-Mission allgemein akzeptiert war. Diese besagt, dass für die Entstehung der Frostpolygone eine sogenannte Kryoturbation verantwortlich ist. Aufgrund der durch die Tages- und Jahreszeiten bedingten täglichen und saisonalen Temperaturschwankungen in einem Bereich zwischen etwa minus 25 und unter minus 125 Grad Celsius kommt es zu einem stetig wechselnden Zusammenziehen und Ausdehnen der obersten Bodenschicht. Bei der Kontraktion im Marswinter entstehen dabei keilförmige Risse im Boden, welche anschließend durch Staub und Sand aufgefüllt werden. Im darauf folgenden Frühling und Sommer verhindern diese Sandkeile bei wieder ansteigenden Temperaturen und einem sich erneut ausdehnenden Boden ein erneutes vollständiges Schließen der Hohlräume, was letztendlich zum Aufkommen von Bodenspannungen führt. Um diesen Druck abzubauen, wölben sich die zentralen Bereiche der Polygone auf und bilden die beobachteten charakteristischen Geländeformationen.

Das Gesamtbudget dieser Mission lag bis Ende November 2008 inklusive der Trägerrakete und der kompletten Missionsdurchführung bei insgesamt 420 Millionen US-Dollar. Hat sich dieser finanzielle Aufwand gelohnt? Zusammenfassend ist zu sagen, dass die Phoenix-Mission trotz diverser "Stolpersteine" (zum Beispiel gab es Probleme bei der Kommunikation mit dem Lander und die Einfüllung der diversen Proben in die Analysegeräte funktionierte ebenfalls nicht immer auf Anhieb) sehr erfolgreich war. Alle im Vorfeld von der NASA gesteckten Ziele konnten im vollen Umfang erfüllt werden. Durch die Auswertung der dabei gewonnenen Daten, darunter über 25.000 Bilder, wurde unser Wissen über die Meteorologie, Geochemie und Geologie der Nordpolarregion des Mars ungemein erweitert.

Es wurde nicht nur, wie im Vorfeld der Mission bereits erwartet, Wassereis gefunden, sondern die beobachtete Bodenchemie zeigt erneut, dass der Mars in der Vergangenheit über ein deutlich wärmeres und feuchteres Klima verfügte. Selbst in der heutigen Zeit könnten nur wenige Zentimeter unter der Oberfläche flüssige Salzwasserfilme vorhanden sein. "Alles in allem", so Peter Smith von der Arizona State University, dem wissenschaftlich Verantwortlichen der Phoenix-Mission, "deuten viele Anzeichen darauf hin, dass diese Region des Mars in der Vergangenheit von flüssigem Wasser überzogen war". Neben dem Vorhandensein von Mineralien, welche sich unter irdischen Bedingungen nur infolge eines Kontaktes mit Wasser bilden können, wird auch der Nachweis von stellenweise extrem reinen Wassereis mit einem Staubanteil von weniger als zwei Prozent als ein weiteres Indiz für die ehemalige Anwesenheit von flüssigem Wasser gewertet. Auch die im gesamtem Missionsverlauf beobachtete Tatsache, dass der untersuchte Boden zu einem "Zusammenkleben" neigte und sich deshalb nur sehr schwer in die einzelnen Probenkammern von TEGA und WCL einfüllen ließ, scheint darauf hin zu deuten. Ehemals nasse Erde neigt zumindestens unter irdischen Bedingungen zu einem solchen "Zementierungsprozess".

Das Vorhandensein einer großen Konzentration von Perchloraten muss auch nicht zwingend als ein Argument gegen die Entstehung von lebenden Organismen gewertet werden. Vielmehr könnte das Perchlorat ein Reservoir für extremophile Mikroben in einer feuchten Bodenschicht darstellen und diesen als Quelle für ihren Energiehaushalt gedient haben oder sogar immer noch dienen. Peter Smith: "Diese Beweise für periodisch auftretendes flüssiges Wasser in einer alkalischen Umgebung mit der Beimischung verschiedener Salze und Perchlorat als Energieressource erfüllen die Kriterien für die Entwicklung von Lebensformen in besonders günstigen [klimatischen] Zyklen."

Unabhängig von den Aktivitäten eventueller früher oder gegenwärtig vorhandener mikrobiellen Lebensformen ist auf der Oberfläche des Mars eigentlich mit dem Vorhandensein von organischen Molekülen zu rechnen. Diese Moleküle sind ein Bestandteil von Meteoriten (hier besonders von "Kohligen Chondriten") und Kometen und sollten von diesen beständig im Rahmen von Impaktereignissen auf die Planetenoberfläche des Mars transportiert werden. Nichtsdestotrotz fiel der Nachweis entsprechender Moleküle in sämtlichen durch Phoenix untersuchten Proben negativ aus. Dies ist ein Indiz für einen relativ schnell stattfindenden chemischen Abbauprozess in der obersten Bodenschicht. Die hier nachgewiesene hohe Konzentration von Perchloraten dürfte dabei eine nicht unwesentliche Rolle spielen. Zudem könnte der stete Umwälzungsprozess der obersten Bodenschicht im Rahmen der Kryoturbation diesen Abbauprozess in der nordpolaren Region des Mars begünstigen.

Seit ungefähr Ende November 2008 ist die Nachttemperaturen am Landeplatz von Phoenix auf etwa minus 120 Grad Celsius gesunken. Am 10. April 2009 setzte die Polarnacht ein und der Lander war für die folgenden drei Monate in vollständige Dunkelheit gehüllt. In diesem Zeitraum sind die Temperaturen auf unter minus 125 Grad Celsius gefallen. Das bei diesen Temperaturen resublimierende Kohlendioxid hat sich in der Folgezeit in einer vermutlich bis zu 20 Zentimeter dicken Eisschicht auf dem Lander abgelagert. Seit dem 10. Juli 2009 ist diese Polarnacht beendet. Die Sonne steigt seitdem täglich etwas höher und somit für einen etwas längeren Zeitraum über den Marshorizont und das abgelagerte Eis sublimiert wieder in die Atmosphäre.

Dies sind mechanische und thermale Bedingungen, die weit über das hinausgehen, wofür Phoenix einst konzipiert, gebaut und getestet wurde. Selbst wenn Phoenix durch die im letzten Jahr gebildete Eisschicht keinen direkten Schaden genommen haben sollte, so wird die Elektronik des Landers den Marswinter sehr wahrscheinlich nicht ungeschoren überstanden haben. Für ein optimales Funktionieren benötigen die verwendeten Leiterplatten eine Temperatur von minus 40 Grad Celsius. Zur Aufrechterhaltung dieser Betriebstemperatur wurde Phoenix sogar mit einer eigenen Heizung ausgestattet. Die monatelangen extreme Kälte, so die Einschätzung der Missionsverantwortlichen, wird sehr wahrscheinlich dazu geführt haben, dass einige der verwendeten Bauteile ihre Elastizität verloren haben und infolge von thermischen Spannungen beschädigt wurden.

Für den unwahrscheinlichen Fall, dass die fast zwei Meter ausladenden Solarpaneele, die empfindliche Elektronik und die Lithiumbatterien den Winter entgegen allen Erwartungen doch unbeschadet überstanden haben, wurde der Lander im Vorfeld der Mission mit einem sogenannten "Lazarus-Modus" ausgestattet. Mit zunehmender Sonneneinstrahlung, so die Hoffnung der Missionsplaner, laden sich die Batterien von Phoenix wieder auf (Phoenix wurde durch zwei Solarpaneele ausschließlich mittels Solarenergie mit Strom versorgt). Sobald die Batterien erneut über einen ausreichenden Ladezustand verfügen, soll Phoenix seinen Bordcomputer rebooten und entsprechend einer vorgegebenen Grundprogrammierung in regelmäßigen Abständen ein sogenanntes "Lazarus-Signal" aussenden. Dabei handelt es sich um eine Kommunikationssignal, welches signalisieren soll: "Hallo Erde, ich lebe noch...".

Ursprünglich war vorgesehen, dass entsprechende Versuche einer Kontaktaufnahme bereits ab Oktober 2009 erfolgen sollen. Da hierfür jedoch Personal von anderen NASA-Missionen abgezogen werden muss, entschloss man sich im Herbst letzten Jahres dazu, mit der Suche nach diesem Lazarus-Signal erst Anfang des Jahres 2010 zu beginnen. Ende Oktober 2009 traf sich eine Expertengruppe, um eine entsprechende Vorgehensweise zu planen. Laut Peter Smith soll jetzt ab Januar 2010 mittels des NASA-Orbiters Mars Odyssey nach einem Lebenszeichen von Phoenix gesucht werden. Ein Erfolg dieser Bemühungen wird von den Offiziellen der NASA allerdings als äußerst gering eingeschätzt.

Sollte dieser Versuch jedoch von Erfolg gekrönt sein und eine Reaktivierung des Landers gelingen, dann würde die weitere Vorgehensweise vom Zustand der einzelnen wissenschaftlichen Instrumente und der zur Verfügung stehenden Energiemenge abhängig sein. Bis zum 2. November 2008, dem Tag des letzten erfolgreichen Kontaktversuches, befanden sich alle Instrumente durchweg in einem einwandfreien Zustand. Sollte dies auch weiterhin der Fall sein, so würde das Phoenix-Team die Arbeit mit einer ausführlichen Foto-Kampagne starten, um die Veränderungen der Landschaft zu dokumentieren. Begleitend würde das TECP-Instrument den Wassergehalt und die elektrische Leitfähigkeit des Bodens erfassen, um auch dort eventuelle Veränderungen im Vergleich zu den vorwinterlichen Messungen zu erhalten. Parallel dazu würde auch die kanadische Wetterstation ihre überaus wertvollen Daten über Temperaturen und Windgeschwindigkeiten sammeln. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um ein theoretisches Gedankenspiel, denn auch die an der Mission beteiligten Wissenschaftler gehen davon aus, dass es nicht zu einer erneuten Kontaktaufnahme kommen wird.

Aber ungeachtet des ungewissen Ausgangs dieser Kontaktversuche ist die Mission von Phoenix noch lange nicht beendet. Um noch einmal Peter Smith zu Wort kommen zu lassen: "Phoenix hat für einige Überraschungen gesorgt und ich bin zuversichtlich, dass wir in den kommenden Jahren noch weitere Juwelen aus diesem Datenschatz bergen werden." Die wissenschaftliche Auswertung der Daten wird auch weiterhin fortgesetzt werden und die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden zu einem nicht unwesentlichen Teil in die zukünftigen Rovermissionen von NASA und ESA einfließen.

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Mars Aktuell: Thermokarst-Gebiete auf dem Mars von Redaktion



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» Thermokarst-Gebiete auf dem Mars
07.01.2010 - In der Äquatorregion des Mars entdeckten Wissenschaftler die Überreste mehrerer Seen, welche durch natürlich entstandene Kanäle miteinander verbunden sind. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass es auf dem Mars auch noch vor rund drei Milliarden Jahren flüssiges Wasser gegeben haben muss.
Seit einigen Jahren wird es als eine gesicherte Tatsache angesehen, dass unser äußerer Nachbarplanet, der Mars, in seiner Frühzeit über ein wärmeres und feuchteres Klima verfügt haben muss, als dies in der Gegenwart der Fall ist. In dieser Zeit, der sogenannten Noachischen Periode, sind große Mengen an Wasser über die Oberfläche des Planeten geströmt und haben dabei gigantische Ausflusstäler und ganze Flusssysteme gebildet. Da die meisten dieser Systeme in der nördlichen Tiefebene des Mars, der Vastitas Borealis, münden, gehen manche Wissenschaftler sogar davon aus, dass sich dort zu dieser Zeit ein Ozean befunden haben könnte. Vor rund 3,8 Milliarden Jahren verlor der Mars aus bisher noch nicht genau bekannten Gründen einen Großteil seiner vorher dichten Atmosphäre, wodurch auch seine "wässrige Vergangenheit" beendet wurde. Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren setzte dann eine Eiszeit ein, welche das verbliebene Wasser zu Eis gefrieren ließ.

Dass es jedoch auch im darauf folgenden Zeitalter der Marsgeschichte, der sogenannten Hesperianischen Epoche, noch warme und feuchte Klimaphasen gegeben haben muss, belegen nun Bilder der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter, welche sich derzeit in einer Umlaufbahn um den Planeten befindet. Die Wissenschaftler um Dr. Nicholas Warner vom Londoner Imperial College untersuchten dazu hochaufgelöste Bilder von der Umgebung des sogenannten Ares Vallis. Hierbei handelt es sich um ein gewaltiges System aus Flusstälern, welches sich über eine Länge von etwa 1.700 Kilometern am Westrand des Hochlandes Meridiani Planum erstreckt und sich dabei bis zu 2.000 Meter tief in den Untergrund einschneidet, bevor es in die nördlich gelegene Tiefebene Chryse Planitia mündet.

Bereits seit längerem ist bekannt, dass sich an den Rändern des Ares Vallis eine Vielzahl von Bodensenken befinden, welche die komplexe geologische Vergangenheit dieses Gebietes belegen. Bisher waren sich die Wissenschaftler allerdings nicht darüber im Klaren, wie diese Senken entstanden sein könnten. Allgemein ging man jedoch davon aus, dass hierfür die Sublimation von Wasser, also die direkte Umwandlung von Wassereis zu Wasserdampf, verantwortlich sein könnte. Das Entweichen des Wassereises aus dem Untergrund hätte dabei zu Hohlräumen zwischen den Bodenpartikeln geführt. Durch deren dadurch bedingten Einsturz hätten sich dabei die besagten Senken gebildet.

Die Gruppe um Dr. Nicholas Warner studierte diese Formationen genauer. Auf den Aufnahmen des Mars Reconnaissance Orbiter erkannten die Wissenschaftler, dass die Bodensenken und Krater von bis zu 20 Kilometern Durchmesser untereinander durch vielfach gewundene Kanäle verbunden sind, welche Tiefen von bis zu 100 Metern erreichen. Die Entstehung derartiger Kanäle, so die Wissenschaftler, lässt sich allerdings nicht mehr durch einen einfachen Sublimationsprozess von Wassereis erklären. Vielmehr sei für ihre Formung flüssiges Wasser verantwortlich. Als Indiz für ihre Theorie führen sie ein Beispiel aus den Permafrostregionen unseres Planeten an.

Entsprechende Formationen finden sich auch in den sogenannten Thermokarst-Gebieten auf der Erde, speziell in Sibirien, Alaska und Kanada. Sie entstehen, wenn der dortige Permafrostboden auftaut. Der durch das schmelzende Grundeis verursachte Volumenverlust bewirkt, dass sich der Boden absenkt und sich die charakteristischen Bodenformationen bilden. Je höher dabei das im Boden befindliche Eisvolumen ausfällt, desto stärker kann sich der Thermokarst mit dem Schmelzen des Eises ausprägen. Die entstandenen Senken füllen sich mit dem Tauwasser auf.

Da die so entstandenen Thermokarst-Seen gegenüber dem noch gefrorenem Boden über eine höhere Wärmekapazität verfügen, wird das weitere Auftauen des Permafrostbodens unterhalb der Seen und ein dadurch bedingtes fortschreitendes Absinken des Bodens gefördert. Durch eine horizontale Ausdehnung können sich diese Seen zudem zu größeren Gewässern vereinen, was eine Erklärung für die gewaltigen Ausdehnungen der einzelnen Seen von bis zu 20 Kilometern wäre. Veränderungen des Wasserspiegels könnten anschließend dazu geführt haben, dass die Seen "übergelaufen" sind und so die Kanäle zwischen den höher gelegenen und den tiefer gelegenen Seen ausgespült wurden.

Mittels der sogenannten Kraterzählungsmethode konnte das Alter des untersuchten Gebietes auf etwa drei Milliarden Jahre bestimmt werden. Das Prinzip der Kraterzählungsmethode sieht folgendermaßen aus: Je länger ein bestimmter Bereich der Marsoberfläche nicht durch Wassererosion verändert oder von Lavaflüsse überdeckt wird, desto mehr Impaktkrater müssen sich dort befinden. Bei einer genauen Analyse der gezählten Krater muss anschließend geklärt werden, ob es sich wirklich um direkte Einschlagskrater und nicht etwa um sogenannte Sekundärkrater oder vulkanische Calderen handelt. Nach der Beseitigung dieser potentiellen Fehlerquellen kann das Alter der untersuchten Oberfläche mittels theoretischer Modelle berechnet werden. Für die Frühzeit des Mars liegt die Unsicherheit dieser Methode einer zeitlichen Einordnung in einem Bereich zwischen 100 und 200 Millionen Jahren. Im Rahmen der Studie konnten im Gebiet der Seen über 35.000 Krater identifiziert werden.

Daher vermuten die an der Studie beteiligten Wissenschaftler, dass der Mars auch in deutlich früherer Vergangenheit als bisher angenommen klimatische Bedingungen aufwies, welche das Vorkommen von flüssigem Wasser über einen längeren Zeitraum ermöglichten. Als Ursachen für das plötzliche Einsetzen dieser erneuten Warmphase ziehen die Wissenschaftler vulkanische Aktivitäten, Asteroiden- oder Kometenimpakte, eine Verlagerung der Polarachse oder eine Änderung der Umlaufbahn des Mars um die Sonne in Betracht. Durch die auftretende Wärme freigesetzte Gase hätten sich so über einen längeren Zeitraum in der Atmosphäre anreichern und dort halten können. Die Wärme hätte außerdem dazu geführt, dass das bis zu diesem Zeitpunkt im Boden befindliche gefrorene Wasser zu schmelzen begann und die entstehenden Senken und bereits vorhandene Impaktkrater auffüllte.

Allerdings können die Wissenschaftler keine Aussage darüber treffen, wie lange diese warme und feuchte Periode während der Hesperianischen Epoche angedauert hat oder für wie lange die Seen und deren Verbindungskanäle mit Wasser gefüllt waren. Trotzdem könnte diese Studie von Bedeutung für die Astrobiologen sein, welche nach Anzeichen für früheres Leben auf dem Mars suchen. Orte wie diese Seen könnten in einer günstigen Klimaperiode potentielle Habitate für mikrobiologische Lebensformen dargestellt haben und kommen deshalb eventuell auch als Ziele für zukünftige Robotermissionen in Frage, welche nach Anzeichen für einstiges Leben auf dem Mars suchen werden.

"Die Erforschung des Mars hat sich bisher weitgehend auf dessen Frühphase und die jüngere Vergangenheit konzentriert", so Dr. Nicholas Warner. "Die Wissenschaftler haben die Hesperianische Epoche weitgehend übersehen, da man davon ausging, dass der damalige Mars ein frostiges Ödland darstellte. Unsere Studie zeigt, dass dieses Mittelalter der Marsgeschichte viel dynamischer war als wir bisher dachten."

Als nächstes wollen die Wissenschaftler ihre Studie auf andere Regionen entlang des Marsäquators ausdehnen und so feststellen, wie weit solche Seen während der Hesperianischen Epoche verbreitet waren. In einem ersten Schritt soll dabei das Mündungsgebiet des Ares Vallis in das Chryse Planitia untersucht werden. Erste Analysen von Satellitenbildern dieser Region legen die Vermutung nahe, dass sich auch hier Seen gebildet haben könnten.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Imperial College London, Wikipedia)


» Die Suche nach Phoenix beginnt
12.01.2010 - Am Montag, dem 18. Januar 2010 wird die NASA-Sonde Mars Odyssey mit der Suche nach einem Lebenszeichen des Marslanders Phoenix beginnen. Dieser untersuchte im Jahr 2008 fünf Monate lang die Nordpolarregion des Mars, bevor aufgrund des schwindenden Sonnenlichtes die Energieversorgung zusammenbrach und die Mission daraufhin am 10. November 2008 von der NASA offiziell für beendet erklärt wurde.
Nach seiner Landung am 25. Mai 2008 untersuchte der Marslander Phoenix fünf Monate lang die Umgebung seines Landegebietes in der nördlichen Tiefebene des Mars. Neben dem direkten Nachweis von Wassereis bestanden seine Aufgaben in der chemischen Analyse von Bodenproben und der Studie der meteorologischen Verhältnisse in der Nordpolarregion des Mars. Die Landestelle bei 68,22 Grad nördlicher Breite hatte allerdings für den ausschließlich mit Solarenergie betriebenen Lander den Nachteil, dass mit dem Einsetzen des Herbstes und der damit verbundenen geringeren Einstrahlung von Sonnenlicht nicht mehr genügend Energie generiert werden konnte. Als dann im Oktober 2008 zusätzlich auch noch ein Sandsturm das einfallende Sonnenlicht dämpfte, brach die Energieversorgung zusammen. Am 2. November 2008 gelang es zum letzten Mal, eine Funkverbindung zu Phoenix herzustellen. Da alle weiteren in den folgenden Tagen erfolgenden Kontaktversuche erfolglos waren, erklärte die NASA die Phoenix-Mission am 10. November 2008 für beendet.

In den folgenden Monaten sanken die Temperaturen in der Umgebung von Phoenix auf unter minus 125 Grad Celsius. Am 10. April 2009 setzte zusätzlich die Polarnacht ein und der Lander war für die folgenden Monate in vollständige Dunkelheit gehüllt. Unter diesen Bedingungen lagerte sich das in der Marsatmosphäre enthaltene Kohlendioxid als Eis auf der Oberfläche des Planeten ab. Dabei wurde auch der Lander von einer bis zu 30 Zentimeter dicken Eisschicht bedeckt. Dies sind mechanische und thermale Bedingungen, die weit über das hinausgehen, wofür Phoenix einst konzipiert, gebaut und getestet wurde.

Selbst wenn Phoenix durch die im letzten Jahr gebildete Eisschicht keinen direkten Schaden genommen haben sollte, so wird die Elektronik des Landers den Marswinter sehr wahrscheinlich nicht ungeschoren überstanden haben. Für ein optimales Funktionieren benötigen die verwendeten Leiterplatten eine Temperatur von minus 40 Grad Celsius. Zur Aufrechterhaltung dieser Betriebstemperatur wurde Phoenix sogar mit einer eigenen Heizung ausgestattet. Die monatelangen extreme Kälte, so die Einschätzung der Missionsverantwortlichen, wird sehr wahrscheinlich dazu geführt haben, dass einige der verwendeten Bauteile ihre Elastizität verloren haben und infolge von thermischen Spannungen beschädigt wurden.

Für den unwahrscheinlichen Fall, dass die beiden fast zwei Meter ausladenden Solarpaneele, die empfindliche Elektronik und die Lithiumbatterie den Winter entgegen allen Erwartungen doch unbeschadet überstanden haben, wurde der Lander im Vorfeld der Mission mit einem sogenannten "Lazarus-Modus" ausgestattet. Mit zunehmender Sonneneinstrahlung, so die Hoffnung der Missionsplaner, empfangen die Solarpaneele erneut Sonnenlicht und laden die Batterien von Phoenix wieder auf. Sobald die Batterien erneut über einen ausreichenden Ladezustand verfügen, soll Phoenix seinen Bordcomputer neu starten und entsprechend einer vorgegebenen Grundprogrammierung in regelmäßigen Abständen ein sogenanntes "Lazarus-Signal" aussenden. Dabei handelt es sich um ein einfaches Kommunikationssignal, welches lediglich signalisieren soll: "Hallo Erde, ich lebe noch...".

In diesem "Lazarus-Modus" ist Phoenix 19 Stunden lang ausschließlich damit beschäftigt, seine Batterie aufzuladen. Anschließend erfolgt für zwei Stunden die Ausstrahlung des "Lazarus-Signals". Für den Fall, dass Teile der Kommunikationsanlage beschädigt sind, soll die Ausstrahlung des Signals abwechselnd über beide Sendeanlagen und über beide Antennen des Landers erfolgen. Danach beginnt ein erneuter Auflade-Zyklus der Batterie. Dieser 21-stündige Rhythmus ist so konzipiert, dass einer der Orbiter über kurz oder lang automatisch in den Sendebereich von Phoenix gelangt und dabei dessen Signale wahrnimmt.

Seit dem 10. Juli 2009 ist die Polarnacht am Landeplatz von Phoenix beendet. Die Sonne steigt jetzt täglich etwas höher und somit für einen längeren Zeitraum über den Horizont. Der damit verbundene Temperaturanstieg führt dazu, dass die abgelagerte Eisschicht langsam in die Atmosphäre sublimiert und den Lander wieder freigibt. Zur Zeit steht die Sonne wieder für etwa 17 Stunden pro Marstag über dem Horizont. Die jetzt wieder gegebenen Lichtverhältnisse entsprechen somit denen, welche auch geherrscht haben, als im November 2008 die letzte Kommunikation erfolgte. Man geht daher davon aus, dass Phoenix, sollte er den Marswinter unbeschadet überstanden haben, mittlerweile wieder genügend Energie generieren kann, um seine Batterien erneut aufzuladen und nach dem Erreichen eines positiven Energiehaushaltes sein "Lazarus-Signal" abzusetzen.

Aus diesem Grund wird der ebenfalls von der NASA betriebene Mars-Orbiter Mars Odyssey in der nächsten Woche erstmals nach diesem Signal Ausschau halten. Vom 18. bis zum 20. Januar 2010 wird Mars Odyssey das Landegebiet von Phoenix 10 Mal pro Tag überfliegen und dabei versuchen, ein Lebenszeichen des Landers zu empfangen. Weitere entsprechende Versuche, welche dann auch über längere Zeiträume erfolgen sollen, sind vorerst für Februar und März 2010 vorgesehen. Allerdings geben sich die Verantwortlichen der NASA nicht sehr optimistisch. Chad Edwards vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), der leitende Telekommunikations-Ingenieur für die Mars-Missionen der NASA, sagt dazu : "Wir erwarten nicht, dass Phoenix überlebt hat, und deshalb erwarten wir auch nicht, von ihm zu hören. Falls Phoenix allerdings sendet, dann wird Odyssey ihn auch hören. Wir werden eine ausreichende Anzahl von Kontaktversuchen durchführen und wenn es dabei nicht gelingt, eine Übertragung von Phoenix aufzufangen, dann können wir mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, dass der Lander nicht mehr aktiv ist."

Neben den Gefahren einer erfolgten Tiefentladung der Batterie und den sehr wahrscheinlichen kältebedingten Beschädigungen der elektronischen Bauteile besteht die große Frage auch darin, wie die beiden Solarpaneele im Laufe der letzten Monate mit dem auf ihnen abgelagerten Trockeneises zurecht gekommen sind. Durch dessen Gewicht besteht die Gefahr, dass die Paneele beschädigt wurden. Um sich ein Bild von den Entwicklungen auf der Marsoberfläche zu machen, hat der NASA-Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter in den letzten Monaten mehrmals Aufnahmen von Phoenix angefertigt (Raumfahrer.net berichtete).

Die letzte dieser Aufnahmen erfolgte am 6. Januar 2010. Auf dem Bild ist der Lander deutlich auszumachen. Allerdings zeigt sich auch, dass Phoenix teilweise immer noch unter einer Eisschicht begraben liegt. Im Gegensatz zu Aufnahmen aus dem Jahr 2008, welche während des Marssommers aufgenommen wurden, sind die Solarpaneele auf der aktuellen Aufnahme nicht eindeutig erkennbar. Dies, so die auswertenden Bildanalysten, könnte daran liegen, dass speziell die Paneele immer noch von einer Eisschicht bedeckt sind. Auch aufgrund der nicht optimalen Lichtverhältnisse zum Aufnahmezeitpunkt ist es nicht möglich, mittels dieses Bildes eine Aussage darüber zu tätigen, ob die Solarpaneele noch intakt sind und wieder Energie generieren können.

Sollte es Mars Odyssey jedoch wirklich gelingen, in den nächsten Monaten ein Signal vom Lander aufzufangen, so bestünde der nächste Schritt darin, eine Funkverbindung mit diesem herzustellen und sich durch die Übermittlung von weiteren Daten ein Bild über dessen Gesamtzustand zu machen. Von diesem Zustand hängt dann das weitere Vorgehen ab. Bis zum 2. November 2008, dem Tag des letzten erfolgreichen Kontaktversuches, befanden sich alle wissenschaftlichen Instrumente durchweg in einem einwandfreien Zustand. Sollte dies auch weiterhin der Fall sein, so würde das Phoenix-Team, eine ausreichende Energiemenge vorausgesetzt, die erneute Arbeit mit einer ausführlichen Foto-Kampagne beginnen, um die Veränderungen der Landschaft zu dokumentieren. Begleitend würde das TECP-Instrument den Wassergehalt und die elektrische Leitfähigkeit des Bodens erfassen, um auch dort eventuelle Veränderungen im Vergleich zu den vorwinterlichen Messungen zu erhalten. Parallel dazu würde auch die von der kanadische Weltraumagentur CSA betriebene Wetterstation ihre überaus wertvollen Daten über Temperaturen und Windgeschwindigkeiten sammeln.

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Raumcon


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL, NASA, University of Arizona, Planetary Society)


» Spirit - Befreiungsversuche mit neuer Taktik
17.01.2010 - Die diversen in den letzten Wochen erfolgten Befreiungsversuche für den seit mehr als acht Monaten in einer Sandfalle festgefahrenen Marsrover Spirit waren bisher erfolglos. Die zunehmend kritische Lage der Energieversorgung hat jetzt zu einer Änderung der Befreiungsstrategie geführt.
Wie Raumfahrer.net bereits berichtete fuhr sich der von der NASA betriebene Marsrover Spirit am 23. April 2009 im losen Untergrund eines kleinen Kraters im West Valley, dem sogenannten Scamander-Krater, fest. Nach mehrmonatigen Analysen und Simulationen der aktuellen Situation begannen die für die Steuerung des Rovers verantwortlichen "Marsrover-Driver" des Jet Propulsion Laboratory (JPL) im November 2009 mit den Versuchen, Spirit aus seiner misslichen Lage zu befreien.

Im Vorfeld dieser Versuche hat die NASA bereits mehrfach verlauten lassen, dass der Erfolg dieser Versuche durchaus nicht garantiert werden kann. Tatsächlich begann die als "Free Spirit" bezeichnete Befreiungs-Kampagne dann auch mit eher mäßigen Erfolgen. Mitte Dezember 2009 schien sich allerdings für kurze Zeit eine Wende abzuzeichnen. Für alle an der Mission Beteiligten völlig überraschend zeigte das eigentlich seit dem Jahr 2006 inoperable rechte Vorderrad des Rovers Anzeichen dafür auf, dass es doch noch einsatzfähig ist (Raumfahrer.net berichtete). Dadurch entstand die Hoffnung, den kurz zuvor erfolgten Ausfall des rechten Hinterrades von Spirit kompensieren zu können.

Bei den Fahrmanövern während der folgenden Tage relativierte sich die Situation dann jedoch leider wieder. Die Kontrolleure übermittelten Spirit mehrmals Kommandos für Fahrten, welche unter normalen Umständen, sprich bei einem normalen Untergrund, zu einer Vorwärtsbewegung von etwa 10 Metern geführt hätten. Bei all diesen Fahrversuchen zeigte sich, dass das wenige Tage zuvor ausgefallene rechte Hinterrad nicht auf die Fahrbefehle reagiert. Und auch das zuvor noch kurzfristig operable rechte Vorderrad reagierte nicht wie vorgesehen. Im Verlauf der Fahrten kam es immer wieder lediglich zu einem kurzen "Zucken" dieses Rades. Nach einer erfolgten Vorwärtsdrehung um etwa zwei Grad blockierte das Rad und war für die Fahrt des jeweiligen Tages nicht mehr einsetzbar. Um eventuelle Beschädigungen in der Mechanik und Elektronik des Rovers zu vermeiden, wurden daraufhin die weiteren Drehversuche für dieses Rades eingestellt.

Bei all diesen Fahrten bewegte sich Spirit lediglich im Millimeterbereich in die vorgesehene Richtung. Gleichzeitig wurde bei jeder Etappe ein weiteres Einsinken des Rovers in den Untergrund registriert. Es war somit klar, dass es den Rover-Drivern nicht gelingen würde, Spirit auf diese Weise aus seiner misslichen Lage zu befreien. Aus diesem Grund verfolgte man ab Ende Dezember 2009 eine neue Strategie. Bisher wurde der Rover immer nur angewiesen, sich ausschließlich in die nördliche Richtung zu bewegen. Am 30. Dezember 2009, dem Sol 2130 der Spirit-Mission, wurde dann vor dem Antritt der eigentlichen Fahrt zuerst eine kurze Rückwärtsbewegung des Rovers kommandiert. Damit sollte den teilweise bis weit über die Achsen im Sand versunkenen Rädern etwas mehr Bewegungsfreiheit verschafft werden.

Am 1. Januar 2010 wurden zusätzlich das linke Vorderrad sowie die beiden Hinterräder vor dem Fahrtantritt um 60 Grad nach innen gedreht. Dies hatte zur Folge, dass ein Teil des Sandes, welcher sich vor diesen Rädern angesammelt hatte, in die freiwerdenden Räume abrutschte. Durch eine anschließende Drehung der Räder nach außen wurde ein Teil des nachgerutschten Materials neben die eigentliche Fahrspur geschoben. Nach dem Abschluss dieses Manövers wurden alle vier lenkbaren Räder auf die vorgesehene Fahrtrichtung ausgerichtet.

Am 5. Januar 2010 erfolgte dann eine Fahrt in die nördliche Richtung. Im Laufe dieser Etappe konnte sich Spirit um insgesamt 2,28 Zentimeter nach vorne bewegen. Gleichzeitig erfolgte allerdings auch ein deutliches Absinken des Rovers um einen Zentimeter. Dieses Eingraben in den Untergrund überschritt die vorgegebenen Sicherheitsparameter, was letztendlich einen vorzeitigen Abbruch der Fahrt zur Folge hatte. Am 7., 9. und 11. Januar 2010 wurden weitere Fahrversuche mit der gleichen Technik durchgeführt. All diese Fahrten erzeugten nur noch eine minimale Vorwärtsbewegung, während gleichzeitig ein weiteres Absinken registriert wurde.

Erschwert wurden die bis zu diesem Zeitpunkt mehr oder weniger erfolglosen Befreiungsversuche durch den sich immer mehr verschlechternden Energiehaushalt des Rovers. Spirit wird, genauso wie sein Zwillingsrover Opportunity, ausschließlich durch Solarenergie betrieben. Am 27. Oktober 2009 begann auf der Südhalbkugel des Mars, Spirit befindet sich im dort gelegenen Gusev-Krater, der Herbst. Die Sonne steigt somit jeden Tag etwas weniger über den Horizont und auch die Zeitdauer der täglichen Sonneneinstrahlung ist rückläufig. Dies hat zur Folge, dass dem Rover pro Tag immer weniger Sonnenlicht zur Verfügung steht, um Energie zu generieren. Welche Auswirkungen dies hat, soll die folgende Auflistung der Energiewerte für die letzten Wochen verdeutlichen. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub. Je mehr Staub sich dort befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit gibt an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann.

  • 12.01.2010: 0,225 kWh/Tag , Tau-Wert 0,490 , Lichtdurchlässigkeit 53,90 Prozent
  • 05.01.2010: 0,243 kWh/Tag , Tau-Wert 0,482 , Lichtdurchlässigkeit 54,50 Prozent
  • 30.12.2009: 0,260 kWh/Tag , Tau-Wert 0,480 , Lichtdurchlässigkeit 55,70 Prozent
  • 24.12.2009: 0,270 kWh/Tag , Tau-Wert 0,450 , Lichtdurchlässigkeit 54,40 Prozent
  • 16.12.2009: 0,277 kWh/Tag , Tau-Wert 0,503 , Lichtdurchlässigkeit 55,70 Prozent
  • 09.12.2009: 0,298 kWh/Tag , Tau-Wert 0,517 , Lichtdurchlässigkeit 56,30 Prozent

Zum besseren Verständnis dieser Werte soll eine Auflistung der generierten Energiemengen dienen, welche Spirit in dessen bisherigen Missionsverlauf zu vergleichbaren Zeitpunkten des Marsherbstes erzielen konnte.

  • Anfang März 2008: rund 260 kWh/Tag
  • Mitte April 2006: rund 385 kWh/Tag
  • Anfang Juni 2004: rund 460 kWh/Tag

Während des Marsherbstes im Juni 2004 bewegte sich Spirit auf ebenem Gelände auf den Husband Hill zu. Die zur Energiegewinnung benötigten Solarpaneele waren zu diesem Zeitpunkt nur mit wenig Staub bedeckt, so dass das meiste einfallende Sonnenlicht zur Energiegenerierung genutzt werden konnte. Im Marsherbst und Winter des Jahres 2006 nahm Spirit für etwa sieben Monate eine Parkposition am Nordhang eines kleinen Hügels, des Low Ridge Haven, ein. Da die Solarpaneele auf diese Weise auf die Sonne ausgerichtet waren, konnte der Rover diese Zeit bei einer Lichtdurchlässigkeit der Solarpaneele von etwa 40 Prozent ohne größere Energieprobleme überdauern. Große Probleme gab es dagegen im letzten Marswinter, als Spirit trotz einer besonders starken Ausrichtung der Solarzellen in Richtung auf die Sonne nur knapp dem "Kältetod durch Energiemangel" entgehen konnte. Allerdings waren die Solarpaneele in diesem Zeitraum mit einer dicken Staubschicht überzogen, so dass lediglich etwa ein Viertel des einfallenden Sonnenlichtes auch deren Oberfläche erreichte und zur Energiegewinnung genutzt werden konnte.

Aufgrund seiner derzeitigen Bewegungsunfähigkeit ist Spirit in diesem Jahr nicht in der Lage, einen günstig gelegenen Berghang zu erreichen und sich an dessen Nordseite zur Sonne hin auszurichten. Der aktuelle Wert von momentan nur noch 225 generierten Wattstunden/Tag stellt somit eine denkbar schlechte Ausgangsbasis für den anstehenden Marswinter dar. Allerdings kommt Spirit dabei der vergleichsweise sehr gute geringe Bedeckungsgrad der Solarpaneele mit Staub zugute. Zur Zeit kann über die Hälfte des einfallenden Sonnenlichtes zur Energiegewinnung genutzt werden. Dieser Bedeckungsgrad wird sich allerdings im Laufe der nächsten Wochen aller Wahrscheinlichkeit nach noch verschlechtern.

Die Atmosphäre des Mars ist permanent mit feinen Staubpartikeln durchsetzt, welche sich im Laufe der Zeit auf der Planetenoberfläche und somit auch auf dem Rover ablagern. Dadurch wiederum verschlechtert sich der Wert der Lichtdurchlässigkeit für dessen Solarpaneele. Andere Faktoren wie eventuelle Staubstürme oder kurze Windstöße, welche die Paneele noch mehr mit Staub bedecken oder von der bedeckenden Staubschicht reinigen, außen vor gelassen, bedeutet dies, dass sich der Wert der generierten Energiemenge aller Wahrscheinlichkeit nach auf einen Wert verschlechtern wird, welcher ein Überleben des Marswinters für Spirit unwahrscheinlich erscheinen lässt. Erst nach der Sonnenwende auf dem Mars, welche am 14. Mai 2010 erfolgen wird, ist mit einem dann wieder steigenden Sonnenstand auch mit einer erneuten Verbesserung der Energiesituation zu rechnen.

Jennifer Herman, eine der für das Energiemanagement von Spirit verantwortlichen Ingenieure des JPL, äußerte sich vor drei Wochen folgendermaßen zu dieser Problematik: "Mit der momentane Staubanreicherungsrate und der gegenwärtigen Ausrichtung der Solarpaneele wird es wahrscheinlich nicht möglich sein, die überlebenswichtigen Heizelemente des Rovers über den Winter mit Energie zu versorgen." Über längere Zeiträume gesehen ist ein Überleben von Spirit bei einem Energiewert von unter 170 Wattstunden/Tag unwahrscheinlich. Sollte der Wert für mehrere aufeinander folgende Tage sogar auf unter 130 Wattstunden abfallen, dann wird Spirit den anstehenden Winter trotz aller möglichen Energiesparmaßnahmen (zumindestens zeitweise Deaktivierung der Heizelemente, Einstellung sämtlicher wissenschaftlichen Aktivitäten, Reduzierung der Kommunikation mit der Erde auf das absolute Minimum) nicht überleben können. Allerdings verfügt der Rover hierbei über einen gewissen Spielraum. Im November 2008 überstand Spirit einen kurzen Staubsturm, in dessen Verlauf der Energiewert für einen Tag auf sogar nur noch 89 generierte Wattstunden abfiel. In den fünf Tagen vor und nach diesem Sturm lag die generierte Energiemenge durchgehend bei unter 170 Wattstunden/Tag.

Die bisher nicht erkennbaren Fortschritte bei den Befreiungsfahrten und die zunehmend bedrohlicher werdende Energiesituation führten jetzt zu einem erneuten Wechsel der Befreiungsstrategie. Am 15. Januar 2010 wurde der Rover entgegen der bisherigen Fahrtrichtung erstmals während der gesamten an diesem Tag erfolgenden Fahrt nach Süden bewegt. Im Rahmen dieser Fahrt gelang es den Rover-Drivern, Spirit um etwa vier Zentimeter in diese Richtung zu bewegen. Des weiteren hob sich der Schwerpunkt des Rovers um sieben Millimeter vom Untergrund ab. Auf den von dieser Fahrt übermittelten Bildern waren erstmals seit Monaten wieder die beiden rückwärtigen Räder des Rovers erkennbar, welche zuvor noch komplett vom Sand bedeckt waren. Der Preis für dieses erfolgreiche Manöver bestand jedoch darin, dass jetzt das zuvor fast freiliegende linke Vorderrad komplett im Untergrund eingegraben war.

Allerdings, und das ist der positive Effekt dieses letzten Manövers, hatte sich durch diese Bewegungen auch die Ausrichtung des Rovers verändert. Die nach Norden zeigende Vorderseite des Rovers war abgesunken, die nach Süden zeigende Hinterseite hatte sich dagegen vom Untergrund angehoben. Als Folge davon waren die Solarpaneele jetzt optimaler als zuvor auf die Sonne ausgerichtet. Bei einer weiteren Fahrt am 17. Januar 2009, dem Sol 2147 der Mission, wurde diese Strategie beibehalten. Auch während dieser Etappe konnte der Rover sich weiter in die südliche Richtung bewegen und seinen hinteren Bereich anheben.

Als Ergebnis dieser beiden Fahrten befindet Spirit sich jetzt an einem Punkt, welcher knapp südlich der Stelle liegt, an welcher der Rover im November 2009 seine "Befreiungsfahrt" begann. Bei diesen Manövern hat Spirit sich leicht entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, was zur Folge hatte, dass sich das linke Hinterrad etwas vom Rand des Scamander-Kraters weg bewegt hat. Gleichzeitig hat sich die Vorderseite des Rovers zu diesem Krater hin bewegt. Die bisher übermittelten Telemetriedaten und Bilder des Rovers zeigen, dass sich die Neigung von Spirit in Richtung auf die Sonne verändert hat, was jetzt eine bessere Energieausbeute zur Folge haben sollte. Die Fortsetzung der Fahrt ist für den 18. Januar 2010 geplant.

Sollte es den Mitarbeitern des JPL nicht gelingen, Spirit mit diesen rückwärtigen Bewegungen in eine Position zu manövrieren, welche dessen Überleben während des Marswinters wahrscheinlicher erscheinen lässt, so gibt es bereits Überlegungen, zu unkonventionelleren Methoden zu greifen. Eine in Betracht gezogene Möglichkeit besteht zum Beispiel darin, den an der Vorderseite des Rovers montierten und eigentlich nicht für solche Operationen ausgelegten Instrumentenarm dazu zu benutzen, Bodenmaterial vor dem linken Vorderrad des Rovers zu bewegen und so eine befahrbare Trasse zu schaffen.

Das Risiko eines solchen eventuellen Manövers besteht allerdings darin, dass hierbei mechanische Belastungen auftreten, welche den Instrumentenarm dauerhaft beschädigen könnten. Da an diesem Arm neben dem Mikroskop und einem Gesteinsbohrer auch zwei Spektrometer befestigt sind, könnte dies den Ausfall dieser Instrumente bedeuten. Ohne diese Messinstrumente verliert Spirit jedoch einen Großteil seines wissenschaftlichen Wertes. Ein eventuelles "Okay" der für die Mission verantwortlichen Mitarbeiter des JPL für ein derartiges Manöver wäre somit als wahrscheinlich wirklich letzter Ausweg aus einer ansonsten hoffnungslosen Situation zu betrachten.

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Raumcon-Forum

Internetseite des JPL


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



 

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Saturn Aktuell: Caught in the Act von Redaktion



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» Caught in the Act
15.01.2010 - ... oder auf frischer Tat ertappt kann sich der kleine und immer mal wieder für eine Überraschung gute Eismond Enceladus fühlen.
Neben vielfältigen weiteren geologischen Attraktionen zeichnet sich der Eismond durch eine überaus starke Altersdiversität einzelner Oberflächenregionen aus. Kraterübersäte Ebenen der nördlichen Hemisphäre werden auf ein Alter von 4,2 Mrd. Jahren taxiert, während die Sarandip-Planitia-Region nahe des Mondäquators bei einem Alter von wenigstens 170 Mio. bis höchstens 3,7 Mrd. Jahren liegen dürfte. Die Südpolarregion mit den bekannten Tiger-Streifen hingegen ist mit weniger als 100 Mio. Jahren (vielleicht sogar nicht wesentlich älter als 500.000 Jahre) als wahrer geologischer Jungbrunnen anzusehen.

Die vier linearen, fast parallel zueinander ausgerichteten, 130 km langen und bis zu 500 Metern tiefen Oberflächenfrakturen der Eiskruste des Mondes, die beidseitig von etwa 100 Meter hohen Graten bzw. Höhenrücken flankiert werden und seit ihrer ersten Sichtung im Mai 2005 vor dem Hintergrund ihrer aktuell anhaltenden kryovulkanischen Tätigkeit zu den Lieblingen einer illustren Forschergemeinde avancierten Tiger Stripes, nehmen im Episodenmodell zwar noch immer eine Zentrale Rolle ein.

In der Beurteilung der Ursache-Wirkungsrelation setzt allerdings ein rasch fortschreitendes Umdenken ein. Darüber hinaus ist von der Region der rasche Ausstoß von Argon, einem radioaktiven Zerfallsprodukt des Kalium-40 und auf der Erde in Bezug auf die sogenannte „Kalium-Argon-Uhr“ ein wichtiges Hilfsmittel in der historischen Geologie, bekannt.

Das zur geologischen Umgestaltung des Mondsüdpolargebietes notwendige Hitzequantum ist von zentraler Bedeutung. Wie wird es erreicht bzw. am Pol freigesetzt? Seit etwa vier Jahren wird auf Grundlage spektroskopischer Untersuchungen im Infraroten ein flussorientierter Hitzeverlauf in Größenordnungen von wenigstens sechs Gigawatt angenommen, was letztlich ziemlich genau dem Äquivalent von ca. einem Dutzend durchschnittlicher europäischer Kraftwerke entspricht.

Ein in der Größe vergleichbares Gebiet auf der Erde entwickelt in Relation zu dem wesentlich kleineren Enceladus drei Mal weniger Hitze, die auf dem Eismond – wie dies Modellrechnungen hinlänglich genau untermauern- nicht durch Gezeitenkrafteinwirkungen des riesigen Saturn auf seinen winzigen Begleiter erzeugt werden kann.

Blasen „warmen“ Eises sind demnach für das sonderbare Hitzeverhalten des kleinen Mondes verantwortlich. Periodisch brechen sie zur Oberfläche durch und verstrudeln auf diese Weise geradezu Enceladus’ Eiskruste. Die nach der Arbeitshypothese seltenen turbulenten Perioden zeigen einmal mehr, dass es manchmal auch durchaus dem Glück des Tüchtigen denn hartnäckigen investigativen Vorarbeiten geschuldet sein kann, prominente Arbeitsansätze zu entwickeln. Schließlich war der Nachweis der geologischen Aktivität des Mondes vor einigen Jahren das herausragende astronomische Ereignis und in keinster Weise im Vorfeld erwartet worden. Dass man Enceladus also gerade bei einer solchen aktiven Periode beobachten kann, ihn also auf frischer Tat ertappt, ist einfach ein glücklicher Wink des Schicksals.

Als Grundlage des Modells dient ein adaptierter Algorithmus, der ursprünglich im Hinblick auf die Erforschung von Konvektionsbewegungen der Erdoberfläche konzipiert wurde. Allerdings wurden vor dem Hintergrund der im Vergleich zu einer nahezu vollständig geschlossenen Eiskruste des Enceladus relativ flexiblen Erdkruste Modifikationen einiger Ausgangsparameter notwendig. Als gemittelter Wert fand der Eintrag der verformbaren tektonischen Platten der Erde auf der einen Seite, und der der starren Oberflächenkruste der Venus auf der anderen Seite der Extreme Eingang in die Simulationsrechnungen.

Das Ergebnis zeigt gut verträglich das Freisetzen von im Mondinneren entstehender Wärme mittels episodisch aufsteigender Blasen warmen Eises, welches im Vergleich zu dem oberflächennahen Eis zwar eine ähnliche Dichte, jedoch wärmeinduziert verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, was das Aufsteigen klar begünstigt. Durchaus vergleichbar mit den heißen Wachsblasen der in den 1970er Jahren so populären Lavalampen.

Durch das Aufsteigen gelangt das kalte, oberflächennahe Eis in tiefere Regionen, wo es ebenfalls eine Aufwärmung erfährt, ein Kreislauf mit erstaunlich großem Temperaturumfang wäre etabliert, denn während die Warmeisblasen mit 0° C gerade bei dem unter Erdbedingungen geltenden Gefrierpunkt liegen, weist das sie oberflächennah umgebende Eis Temperaturen um –190° C auf.

Einschränkend darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Verträglichkeit des Episodenmodells unter der vorausgesetzten Annahme der Dauer der Aktiv- bzw. Ruheperioden von 10 Mio. und 100 Mio. bis zu 2 Mrd. Jahren erreicht wird, wobei die Aktivperioden maximal 10% der Gesamtexistenz des Mondes ausmachen sollen. Während dieser Aktivphasen liegt die höchstmögliche Oberflächen-Recyclingrate bei etwa 40%, allerdings macht das noch immer hochaktive Gebiet um den Mondsüdpol alleine schon 10% der Gesamtoberfläche aus.

Raumcon:


(Autor: Lars-C. Depka - Quelle: Macquarie University, Sydney/ Australien; University of California; Santa Cruz/USA; Lars-C. Depka)



 

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ISS Aktuell: Außenaktivitäten auf der ISS von Redaktion



• Außenaktivitäten auf der ISS «mehr» «online»
• Ausstieg zur Vorbereitung von Poisk auf Kopplung «mehr» «online»


» Außenaktivitäten auf der ISS
13.01.2010 - Der Januar hält auch für die Besatzung innerhalb der Internationalen Raumstation einige Arbeiten an deren Äußerem bereit: Lagerplattform, Kopplungsmodul, Manipulatorerweiterung und Kopplungsadapter.
Zu Beginn des Jahres haben Jeffrey Williams, Soichi Noguchi und Timothy Creamer im Inneren der Station einen Manipulator zusammengebaut und für den Außeneinsatz vorbereitet, mit dem besonders feinfühlige Arbeiten vorgenommen werden können. Allerdings ist auch der Small Fine Arm nur vergleichsweise "fine". Es wird demnächst durch eine im japanischen Labormodul Kibo befindliche Schleuse nach außen gebracht.

Am 11. Januar wurde die externe Lagerplattform ESP 3 mittels Stationsmanipulator Canadarm2 vom oberen Teil des Gittersegments P3 auf der Backbordseite entfernt und auf dem mobilen Transporter zur Steuerbordseite gefahren. Hier wurde ESP 3 am nächsten Tag an der Unterseite des Gittersegments S3 installiert. Damit stehen später für Experimente je zwei Montagepunkte an der Ober- und an der Unterseite zur Verfügung. Die Lagerplattform trägt gegenwärtig eine Ersatzantenne, ein Pumpenmodul und verschiedene robotische Austauschkomponenten.

Oleg Kotow und Maxim Surajew bereiten sich derweil auf ihren morgigen Ausstieg vor. Sie werden die Station durch das Schleusenmodul Pirs verlassen und am neuen Miniforschungsmodul Poisk ein optisches Ziel sowie eine Antenne anbringen, Kabel verbinden und einen Container mit biologischen Proben von der Außenhaut der Station bergen. Die Proben sind Teil des Experimentes Biorisk, bei dem die Auswirkungen der im erdnahen Raum auftretenden Strahlung auf biologische Organismen und Substanzen untersucht werden.

Am 21. Januar sollen dann Jeffrey Williams und Maxim Surajew ihr Raumschiff besteigen, vom Heck der Station ablegen und wenige Minuten später an Poisk andocken. Damit testen sie nicht nur das neue Kopplungsaggregat sondern machen auch Platz für den nächsten Progress-Frachter, der am 3. Februar startet. Am 7. Februar soll ihm dann die Endeavour mit dem Modul Tranquility sowie der Beobachtungskuppel folgen. Für deren Inbetriebnahme sind drei Außenbordeinsätze geplant.

Letzte Transferaktivität im Januar ist am 23. allerdings die Umsetzung des Kopplungsadapters PMA 3 vom Backbord-Kopplungsstutzen an Unity zum Zenit-Kopplungspunkt auf Harmony.

Raumcon:


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NASA, Roskosmos, Raumcon)


» Ausstieg zur Vorbereitung von Poisk auf Kopplung
14.01.2010 - Das neue russische Mini-Forschungsmodul Poisk dient auch als Ausstiegsschleuse und Andockstelle. Zuvor müssen aber noch einige Vorbereitungen getroffen werden.
Zu denen gehört das Anbringen einer Antenne für das Annäherungssystem Kurs sowie eines optischen Kopplungsziels. Dies wurde von Oleg Kotow und Maxim Surajew am 14. Januar 2010 bei einem fünfeinhalbstündigen Außenbordeinsatz erledigt. Der Ausstieg begann mit dem Öffnen der Ausstiegsluke im Modul Pirs gegen 11:10 Uhr MEZ und endete nach 5 Stunden und 28 Minuten.

Außerdem wurde planmäßig ein außen angebrachtes Experiment geborgen, mit dem die Auswirkungen kosmischer Strahlung auf biologische Substanzen und Organismen untersucht werden. Die Proben werden später zur genaueren Untersuchung zur Erde zurückgebracht.

Für Oleg Kotow war dies der dritte Ausstieg seiner Laufbahn, für Surajew der erste. Beide trugen die neuen Orlan-MK-Raumanzüge.

Verwandte Meldung:

Raumcon:


(Autor: Günther Glatzel - Quelle: NASA, Roskosmos, Raumcon)



 

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"In Space" Magazin #410
ISSN 1684-7407
Erscheinungsdatum:
18. Januar 2010
Auflage: 4064 Exemplare


Chefredaktion
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Michael Stein

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