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Autor: Ralph-Mirko Richter / 08. Dezember 2014, 18:58 Uhr

New Horizons: Der Anflug an Pluto beginnt

Nach einem fast neun Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem begann für die Raumsonde New Horizons in der Nacht zum 7. Dezember der eigentliche Höhepunkt der Mission, welcher am 14. Juli 2015 in einem nahen Vorbeiflug an dem Zwergplaneten Pluto gipfeln wird. Um 21:00 MEZ am 6. Dezember hat die Raumsonde zum letzten Mal ihren Hibernations-Modus verlassen. Im Anschluss an eine ausführliche, fünf Wochen andauernde Systemanalyse soll nun im Januar 2015 die gezielte Untersuchung des Pluto-Systems beginnen.

Quelle: JHU/APL
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NASA, JHU/APL

Bild vergrößernDie Raumsonde New Horizons und die Anordnung der Instrumente.
(Bild: NASA, JHU/APL)
Seit ihrem Start am 19. Januar 2006 hat die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde New Horizons auf ihrem Weg zu dem Zwergplaneten Pluto, welcher am 14. Juli 2015 erreicht und im Rahmen eines Fly-By-Manövers passiert werden soll, mittlerweile eine Distanz von mehr als 4,976 Milliarden Kilometern zurückgelegt. Fast zwei Drittel dieser Zeit, nämlich 1.873 Tage, befand sich die Raumsonde dabei in einem Hibernations-Modus - einem speziellen 'Schlafmodus', in dem sämtliche nicht für den Betrieb der Sonde zwingend benötigten Instrumente und Systeme deaktiviert waren.

Eine Ausnahme stellte dabei lediglich das "Venetia Burney Dust Counter"-Experiment dar. Hierbei handelt es sich um ein Instrument zur Untersuchung von kosmischen Staubpartikeln entlang der gesamten Flugroute der Raumsonde, welches die auftreffenden Partikel zählt und zugleich deren Masse bestimmen kann. Das Venetia-Experiment ist das einzige der sieben von New Horizons mitgeführten wissenschaftlichen Instrumente, welches während der meisten Zeit des Fluges aktiv ist und Daten sammelt.

Während der 18 einzelnen Hibernations-Phasen, welche jeweils zwischen 36 und 202 Tage andauerten, wurde von der Raumsonde lediglich einmal pro Woche ein kurzes Zustandssignal an das Deep Space Network (DSN) der NASA übermittelt, welches den für den Betrieb von New Horizons zuständigen Technikern und Ingenieuren vom Applied Physics Laboratory an der Johns Hopkins University (JHU/APL) in Laurel im US-Bundesstaat Maryland Aufschluss über den allgemeinen Gesamtzustand der Raumsonde gaben.

NASA, JPL-Caltech, JHU/APL

Bild vergrößernNew Horizons befindet sich auf dem Weg zum Pluto. Diese Grafik zeigt die dabei zur Zeit (8. Dezember 2014, 18:00 MEZ) gegebenen Entfernungen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, JHU/APL)
Zudem wurde die Raumsonde während der letzten Jahre in regelmäßigen Abständen für jeweils mehrere Wochen aus diesem Schlaf-Modus 'aufgeweckt', um die Software der Raumsonde mit Updates zu versehen und eventuell notwendige Kurskorrekturmanöver durchzuführen. Zugleich wurden bei diesen als "Annual Checkouts" (kurz "ACO") bezeichneten Gelegenheiten die während der vorherigen Monate von dem Dust Counter Experiment gesammelten Daten sowie ausführliche Telemetriewerte der Sonde an das Kontrollzentrum übermittelt. Zusätzlich wurden diese Wachphasen dazu genutzt, um die wissenschaftlichen Instrumente und die verschiedenen Hardware-Komponenten von New Horizons einer eingehenden Überprüfung und Kalibrierung zu unterziehen. Der letzte dieser ACOs begann am 15. Juli 2014 und endete sechs Wochen später am 29. August. Seitdem befand sich New Horizons erneut in einem Schlafmodus.

Die letzte 'Schlafphase' ist beendet

Diese Phasen des zeitweiligen 'Tiefschlafs' sind jetzt jedoch beendet. Am Abend des 6. Dezember 2014 'erwachte' New Horizons zum letzten Mal vor dem Erreichen des Pluto um 21:00 MEZ aufgrund einer bereits im August 2014 an die Raumsonde übermittelten Kommandosequenz aus dem Hibernations-Modus. Rund 90 Minuten später wurde von der Raumsonde ein spezielles Signal in Richtung Erde abgesetzt, welches den erfolgten Aufwachvorgang und den damit verbundenen Übertritt in den aktiven Betriebsmodus bestätigte. Zu diesem Zeitpunkt befand sich New Horizons in einer Entfernung von mehr als 4,7 Milliarden Kilometern zur Erde. Bedingt durch diese Entfernung benötigte das entsprechende Signal etwa vier Stunden und 26 Minuten, um zunächst von der 70-Meter-Antenne DSS-43 des Deep Space Network bei Canberra/Australien empfangen zu werden. Um 03:53 MEZ am 7. Dezember wurde der Eingang dieses Signal dann auch von den Mitarbeiter des New Horizons-Kontrollzentrums am JHU/APL offiziell bestätigt.

JHU/APL

Bild vergrößernIm Mission Operations Center am JHU/APL beobachteten am vergangenen Wochenende die Missinsmanagerin Alice Bowman und ihr Kollege Karl Whittenburg die Monitore, auf denen die von der Raumsonde empfangenen Daten den erfolgreichen Übertritt vom Hibernationsmodus in den aktiven Betriebsmodus anzeigten.
(Bild: JHU/APL)
Fünf Wochen ausführliche Tests

Obwohl sich New Horizons zu diesem Zeitpunkt immer noch rund 260 Millionen Kilometer von Pluto entfernt befand markierte dieses Ereignis zugleich auch den Beginn des eigentlichen Höhepunktes der Mission - den am 14. Juli 2015 erfolgenden Vorbeiflug der Raumsonde an dem Zwergplaneten. Die eigentliche wissenschaftliche Beobachtungskampagne des Pluto und seiner derzeit fünf bekannten Monde beginnt offiziell am 15. Januar 2015. Ab diesem Tag beginnen die sieben Instrumente der Raumsonde mit der systematischen Untersuchung des Pluto-Systems.

Zunächst sollen jedoch in den kommenden Tagen die aktuellen Navigations- und Telemetriedaten ausgewertet werden, wodurch sich für die an dieser Mission beteiligten Ingenieure ein Gesamteindruck über den allgemeinen Zustand der Raumsonde ergeben wird. Im Anschluss daran werden die verschiedenen Systeme und Instrumente der Raumsonde über mehrere Wochen hinweg weiteren ausführlichen Tests unterzogen. Im Rahmen dieser Überprüfungen wird unter auch erneut die komplette Kommandosequenz getestet, welche im kommenden Sommer während des Pluto-Vorbeifluges für die Steuerung der Raumsonde verantwortlich ist und die den Einsatz der Instrumente koordiniert.

Zudem soll in den kommenden Wochen ermittelt werden, ob New Horizons eventuell ein weiteres Kurskorrekturmanöver durchführen muss, um den Pluto am 14. Juli in der gewünschten Entfernung zu passieren. Die Auswertung der Daten über den gegenwärtigen Verlauf der Flugbahn führte im vergangenen Sommer zu dem Ergebnis, dass ein weiteres Korrekturmanöver - wenn überhaupt - wahrscheinlich frühestens im März 2015 notwendig sein wird.

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