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Autor: Ralph-Mirko Richter / 21. Juni 2014, 15:20 Uhr

Plutomission New Horizons: Der letzte Checkout

Vor wenigen Tagen hat die Raumsonde New Horizons erneut ihren Hibernationsmodus verlassen. Während der kommenden neun Wochen stehen ausführliche Überprüfungen der Systeme auf dem Programm, bevor die Raumsonde am 29. August zum letzten Mal vor dem Erreichen des Pluto in den Tiefschlafmodus versetzt werden soll.

Quelle: JHU/APL
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NASA, JPL-Caltech, JHU/APL

Bild vergrößernNew Horizons befindet sich auf dem Weg zum Pluto. Die Grafik zeigt die dabei zur Zeit (21. Juni 2014, 14:00 MESZ) gegebenen Entfernungen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, 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 mittlerweile eine Distanz von mehr al 4,76 Milliarden Kilometern zurückgelegt. Nach ihrem am 28. Februar 2007 erfolgten Vorbeiflug an dem Planeten Jupiter befand sich die Raumsonde dabei die meiste Zeit in einem Hibernations-Modus - einem "Schlafmodus", in dem sämtliche nicht für den Betrieb der Sonde zwingend benötigten Instrumente und Systeme vorübergehend deaktiviert sind.

Eine Ausnahme stellt 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. Venetia ist das einzige der sieben von New Horizons mitgeführten wissenschaftlichen Instrumente, welches während der meisten Zeit des Fluges aktiv ist und Daten sammelt.

Lediglich einmal pro Woche wird von der Raumsonde ein kurzes Zustandssignal an das Deep Space Network (DSN) der NASA übermittelt, welches den für den Betrieb von New Horizons zuständigen Technikern und Ingenieuren Aufschluss über den Gesamtzustand der Raumsonde gibt.

Außerdem wird die Raumsonde 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 werden bei diesen als "Annual Checkouts" (kurz "ACO") bezeichneten Gelegenheiten die während der letzten Monate von dem Dust Counter Experiment gesammelten Daten sowie ausführliche Telemetriewerte der Sonde an das Kontrollzentrum übermittelt. Zusätzlich werden diese Wachphasen außerdem dazu genutzt, um die wissenschaftlichen Instrumente und die verschiedenen elektronischen Komponenten von New Horizons einer eingehenden Überprüfung zu unterziehen.

Der achte und finale "Annual Checkout" hat begonnen

Und genau dies ist jetzt wieder der Fall. New Horizons hat am 15. Juni 2014 den Hibernationsmodus verlassen und das für die Kontrolle der Raumsonde verantwortliche Team hat mit einem weiteren Annual Checkout begonnen. Dieser ACO-8 stellt dabei die letzte umfassende Systemüberprüfung vor dem Beginn der eigentlichen Anflugsphase an den Pluto dar. Eine erste Auswertung der an diesem Tag übermittelten Telemetriewerte ergab, dass alle Systeme der Raumsonde wie vorgesehen arbeiten.

"New Horizons befindet sich in einem guten Gesamtzustand und ist bereit für den letzten großen Sommer-Check vor dem Erreichen des Pluto", so Alice Bowman vom Applied Physics Laboratory (JHU/APL) an der Johns Hopkins University in Laurel im US-Bundesstaat Maryland, von wo aus die Mission geleitet wird.

JHU/APL, SwRI

Bild vergrößernEine künstlerische Darstellung der Raumsonde New Horizons bei der Untersuchung des Pluto und seiner Monde.
(Bild: JHU/APL, SwRI)
Während der letzten Tage wurden über das NASA-DSN zunächst weiterführende Kommandos an New Horizons übermittelt, durch welche die Raumsonde für den finalen Checkout konfiguriert werden sollte. Erste Checkout-Aktivitäten beinhalten dabei die intensive Überprüfung des Computersystems. Anschließend soll unter anderem auch der Zustand der Sternsensoren und der Sonnensensoren ermittelt werden, durch deren Einsatz es New Horizons möglich ist, die jeweilige aktuelle Position und Orientierung im Weltraum autonom zu bestimmen und gegebene Abweichungen durch den Einsatz von Lagekontrolltriebwerken selbstständig zu korrigieren. Eine solche Lageregelung ist zum Beispiel nötig, um die Instrumente der Raumsonde exakt auf ein zu untersuchendes Ziel ausrichten zu können.

Ende Juni soll dann im Rahmen einer viertägigen Kampagne die endgültige Version der New Horizons-Flugsoftware an die Raumsonde übertragen werden, durch die alle während des Vorbeifluges an Pluto durchzuführenden Aktivitäten autonom gesteuert werden sollen. Aufgrund der großen Entfernung zwischen dem Pluto und der Erde - obwohl New Horizons bis zum Erreichen des Pluto in den kommenden fast 13 Monaten noch mehr als 450 Millionen Kilometer zurücklegen muss beträgt die Signallaufzeit bereits jetzt drei Stunden und 58 Minuten - hat das für die Steuerung der Raumsonde verantwortliche Team keine Möglichkeit, um zeitnah aktiv in den vorgesehenen Arbeitsablauf einzugreifen.

Vielmehr müssen die Kommandos für die durchzuführenden Beobachtungssequenzen bereits im Vorfeld an New Horizons übermittelt, zunächst im Speicher des Bordcomputers abgelegt und anschließend autonom durchgeführt werden. Außerdem beinhaltet diese Software verschiedene Szenarios, mit denen New Horizons selbstständig auf während des Vorbeifluges auftretende Probleme reagieren kann.

Des weiteren sollen in den kommenden Wochen sowohl das Primär- als auch das Backupsystem der Raumsonde sowie die verschiedenen Instrumente intensiv getestet werden. Letztere sollen bei dieser Gelegenheit ebenfalls mit Software-Updates versehen und erneut kalibriert werden. Durch diese Updates sollen die Instrumente in die Lage versetzt werden, auch bereits aus größeren Entfernungen wissenschaftlich verwertbare Daten von dem Zwergplaneten Pluto und seinen derzeit fünf bekannten Monden zu sammeln.

Außerdem soll die LORRI-Kamera, die wissenschaftliche Hauptkamera der Raumsonde, erstmals eingesetzt werden, um eine optische Navigationskampagne durchzuführen, welche dem verantwortlichen Team dabei helfen soll, den Kurs der Raumsonde zu verfolgen und den Verlauf der Flugbahn zu verfeinern.

Sollte es sich als nötig erweisen, so ist für den 15. Juli 2014 außerdem ein zusätzliches Kurskorrekturmanöver vorgesehen, durch welches die Raumsonde auf einen exakten Kurs zu dem Rendezvouspunkt gebracht werden soll, an dem New Horizons am 14. Juli 2015 den Pluto gegen 14:50 MESZ passieren wird.

Zuvor wird die Raumsonde jedoch am 25. August 2014 die Umlaufbahn des Neptun, des sonnenfernsten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems überschreiten. Am 29. August 2014 soll New Horizons dann zum letzten Mal vor dem Erreichen des Pluto in den Tiefschlafmodus versetzt werden, welcher dann allerdings bereits im Dezember 2014 wieder beendet werden soll. Ab diesem Zeitpunkt sind regelmäßige Beobachtungen des Zwergplaneten vorgesehen, welche ab dem April 2015 täglich erfolgen werden. Ab etwa 90 Tage vor dem Vorbeiflug wird die LORRI-Kamera in der Lage sein, Aufnahmen der Plutooberfläche zu erstellen, welche über bessere Auflösungen als das Weltraumteleskop Hubble verfügen.

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