15.12.2007 / Autor: Daniel Schiller Raumfahrt > Raumsonden

EPOXI - Neue Mission für Deep-Impact-Sonde

Für die Sonde der Deep Impact-Mission war von Anfang an die Möglichkeit einer sekundären Wissenschaftsmission geplant. Nach Abschluss ihrer ursprünglichen Hauptmission am Kometen Tempel 1 im Juli 2005 wurde die Sonde vorübergehend in einen Ruhezustand versetzt. Daraufhin wurde die EPOXI-Mission ins Leben gerufen, welche sowohl einen weiteren Kometen als auch Sterne mit extrasolaren Planeten untersuchen soll.

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JPL, NASA

Künstlerische Darstellung der Sonde
(Bild: JPL, NASA)
Die Mission besteht eigentlich aus zwei getrennten wissenschaftlichen Teilen. Der Name EPOXI setzt sich aus EPOCh (Extrasolar Planet Observation and Characterisation - Untersuchung und Beobachtung extrasolarer Planeten) und DIXI (Deep Impact Extended Investigation - Verlängerte Untersuchung für Deep Impact) zusammen. Vorschlag eins kam aus dem Goddard Space Flight Center, Vorschlag zwei wurde vom Deep Impact-Team formuliert. Am 2. Juli 2007 wurde die Durchführung beider Missionen durch die NASA beschlossen und am 26. September 2007 wurde die im interplanetaren Raum auf "stand by" stehende Raumsonde reaktiviert. Nebenbei erfolgte die Umbenennung der Sonde in EPOXI.

EPOCh
Für EPOCh soll während des ersten Halbjahres 2008 die an Bord befindliche hochauflösende Kamera (HRI - High Resolution Instrument) auf Sterne mit schon bekannten extrasolaren Planeten, welche durch Transits entdeckt wurden, gerichtet werden. Der große Vorteil EPOXIs ist, dass die Sterne kontinuierlich für mehrere Wochen beobachtet werden können, während auf der Erde nur stundenweise Beobachtungen möglich sind. Durch diese Aufnahmen sollen einerseits die schon bekannten Planeten genauer untersucht werden, um deren Orbits und Atmosphärenzusammensetzungen genauer zu bestimmen. Andererseits erhofft man sich die Entdeckung weiterer Planeten oder gar von Monden in den Planetensystemen. Direkte Transitbeobachtungen durch EPOXI sollen das Auffinden von Planeten bis hinunter zum halben Erddurchmesser ermöglichen. Durch das Beobachten der gravitativen Störung im Orbit eines schon bekannten Planeten sollen neue Planeten bis hinunter zur dreifachen Erdmasse gefunden werden können.
Die Instrumentenkalibrierung im November 2007 bestätigte, dass HRI an Bord der Sonde für die geplanten Untersuchungen geeignet ist und stabile Beobachtungen der Sterne ermöglicht. Am 23. Januar 2008 sollen die ersten Beobachtungen beginnen. Die Zielliste umfasst zur Zeit sechs Sterne.

DIXI
Mittels DIXI soll erneut ein Komet im Vorbeiflug untersucht werden. Als erstes Ziel wurde der Komet 85P/Boethin ausgewählt. Dieser sollte am 5.12.2008 angeflogen werden. 85P/Boethin konnte aber bis Oktober 2007 nicht erneut beobachtet werden. Die letzte Beobachtung stammte von 1986. Damit schloss sich das Zeitfenster, um eine Kurskorrektur durchführen zu können. Stattdessen wurde der sekundäre Zielkomet 103P/Hartley 2 als Ziel gewählt. Dieser ist ein Komet der Jupiterfamilie mit einer 6,4-jährigen Periode. Am 28. Oktober 2010 wird er seine nächste Perihelpassage in 1,059 AU Sonnenabstand durchlaufen.
Beide Zielkometen bieten eine ähnliche wissenschaftliche Ausbeute. Durch die Wahl von 103P/Hartley 2 muss die Mission aber zwei Jahre länger betrieben und finanziert werden. Die Begegnung ist für den 10./11. Oktober 2010 geplant. Neben der Extrafinanzierung musste auch sicher gestellt werden, dass ausreichend Treibstoff vorhanden ist und keine Systemausfälle durch Abnutzung zu befürchten sind.

Missionsablauf
JPL, NASA

Bild vergrößernFlugplan und Missionsabschnitte der EPOXI-Mission
(Bild: JPL, NASA)
Bis zum Erreichen des Zielkometen 2010 unterteilt sich die Mission in mehrere Phasen. Die meiste Zeit wird sich die Sonde im Ruhezustand befinden. Insgesamt sind 3 Erd-Flybys geplant. Kurz vor und nach den Flybys sind Zeitfenster für bis zu 11 Korrekturmanöver vorgesehen, mit denen die Flybys vorbereitet und korrigiert werden können.
Gleich nach dem ersten Erd-Flyby zum Jahreswechsel 2007/2008 schließt sich die längste aktive Flugphase an, um die Untersuchungen für EPOCh durchführen zu können. Nach Abschluss dieser vier- bis fünfmonatigen Phase muss die Sonde wieder in den Ruhezustand versetzt werden. Weitere Ziele im EPOCh-Rahmen können mit der Sonde wahrscheinlich nicht mehr untersucht werden, um ausreichend Reserven für das Kometenrendezvous sicherzustellen.
Die aktive Phase des Kometenrendezvous' beginnt 60 Tage vor dem Zusammentreffen mit dem Kometen in der Anflugphase. In dieser Zeit werden zwei Stationen des Deep Space Networks der NASA die Sonde kontinuierlich verfolgen und es werden durch fortlaufende Beobachtungen Navigationsdaten gewonnen, um die Sonde während der Beobachtungen optimal ausrichten zu können. Vor allem sollen interessante Stellen der Oberfläche identifiziert werden, welche genauer untersucht werden können. Besonderes Interesse gilt möglichen aktiven Flächen, aus denen Material aus dem Inneren ausströmt. Das Rendezvous wird nahe dem Perihel der Kometenbahn geschehen, so dass der Komet durch seine Sonnennähe sehr aktiv sein und eine Koma gebildet haben dürfte.
Nach Abschluss der Kometenbeobachtungen sollen über mehrere Tage hinweg alle Aufzeichnungen der Sonde zur Erde überspielt werden. Anschließend wird die Sonde endgültig abgeschaltet.
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