Die Raumsonde DAWN, welche sich seit dem 16. Juli 2011 in einer Umlaufbahn um den Asteroiden (4) Vesta befindet, hat mittlerweile nach einer über die letzten Wochen erfolgten Absenkung der Orbithöhe mit der ersten Phase der wissenschaftlichen Datengewinnung begonnen.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: MPS, JPL, DAWN-Journal.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, UCLA, MPS, DLR, IDA)
Nachdem die Raumsonde DAWN bereits am 16. Juli 2011 in einer Entfernung von rund 16.000 Kilometern zur Asteroidenoberfläche erfolgreich in eine Umlaufbahn um den Asteroiden (4) Vesta eingeschwenkt ist (Raumfahrer.net berichtete), wurde die Höhe der Umlaufbahn in den folgenden Wochen weiter abgesenkt. Dieses Manöver wurde vor wenigen Tagen erfolgreich beendet. Die Asteroidensonde DAWN ist damit in die erste und höchste von insgesamt vier Umlaufbahnen eingeschwenkt, aus denen heraus die Raumsonde während ihres einjährigen Aufenthalts bei dem Asteroiden Vesta wissenschaftliche Daten sammeln wird.
Die ersten detaillierten Beobachtungen aus diesem sogenannten “Survey Orbit” begannen am 11. August 2011 um 18:13 Uhr MESZ. Zu diesem Zeitpunkt überflog die Asteroidensonde den Terminator, die Grenze zwischen der Nacht- und der Tagseite des Asteroiden. Dieser Zeitpunkt markiert zugleich den offiziellen Beginn der ersten Phase der wissenschaftlichen Datengewinnung, der sogenannten Erkundungsphase.
Während dieser 20 Tage andauernden Erkundungsphase wird DAWN den Asteroiden Vesta in einer Entfernung von durchschnittlich 2.735 Kilometern zu dessen Oberfläche umrunden. Da jeder Umlauf um den Asteroiden dabei rund 69 Stunden in Anspruch nimmt, wird DAWN Vesta in diesem Zeitraum insgesamt sieben Mal umkreisen. Durch die in dieser Phase gesammelten Daten wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler zunächst einen ersten detaillierten Überblick über die Oberflächenstrukturen und die Zusammensetzung des Asteroiden gewinnen.
Das primäre Ziel dieser Erkundungsphase besteht darin, die Oberfläche von Vesta möglichst vollständig mit Hilfe des Mapping Spektrometers VIR, einem von drei wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von DAWN, im sichtbaren und im infraroten Wellenlängenbereich abzubilden. Zudem soll die Framing Camera Aufnahmen anfertigen, welche die spektralen Daten des VIR ergänzen. Mit diesen Daten wollen die Wissenschaftler erste globale Karten der Asteroidenoberfläche erstellen, auf denen die speziellen geologischen und mineralogischen Besonderheiten erkennbar sind. Weitere Daten werden zusätzlich durch das Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer GRAND gesammelt.
Diese drei Instrumente werden hauptsächlich in den Zeiträumen aktiv sein, in denen sich die Raumsonde über der von der Sonne beleuchteten Tagseite des Asteroiden bewegt. Dies wird aufgrund des gewählten Verlaufes der Umlaufbahn während der meisten Zeit der Fall sein.
Aber auch während der Überflüge der nicht von der Sonne beleuchteten Nachtseite von Vesta wird DAWN eine wichtige wissenschaftliche Arbeit verrichten. Zu diesem Zweck wird die Raumsonde während der Überflüge der Nachtseite so ausgerichtet werden, dass deren Hauptantenne auf die Erde “zielt”. Die von DAWN ausgesandten Radiosignale, mit denen neben den Daten der wissenschaftlichen Instrumente auch die Telemetriedaten der Sonde übermittelt werden, werden dabei durch das Deep Space Network der NASA (DSN) empfangen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, UCLA, MPS, DLR, IDA)
Als ein Nebeneffekt dieses notwendigen Datentransfers kann dabei auch das Gravitationsfeld von Vesta vermessen werden. Während der Umkreisung des Asteroiden wird die Raumsonde durch die von Vesta ausgehenden gravitativen Einflüsse minimal von der vorgesehenen Flugbahn abgelenkt. Diese Abweichungen machen sich in einem von DAWN ausgestrahlten Radiosignal durch eine Dopplerverschiebung bemerkbar. Durch die hochempfindlichen Messungen dieser minimalen Bahnabweichungen können Rückschlüsse über den inneren Aufbau von Vesta und die dortige Masseverteilung abgeleitet werden.
Nach der Beendigung der sieben Vesta-Umkreisungen während des Erkundungsorbits wird DAWN erneut die Ionentriebwerke aktivieren und anschließend etwa vier Wochen benötigen, um den nächstniedrigeren Orbit, den sogenannten “High Altitude Mapping Orbit” (kurz “HAMO”), zu erreichen. In einer Höhe von rund 685 Kilometern wird die Raumsonde den Asteroiden jetzt in nur noch 12,3 Stunden umrunden. Die HAMO-Phase wird Ende September 2011 beginnen und etwa einen Monat andauern. In diesem Zeitraum wird DAWN mehr als 60 Umläufe um Vesta absolvieren. Die Framing Camera wird die Tagseite des Asteroiden dabei in einer noch höherer Auflösung abbilden. Diese Aufnahmen werden es dem Wissenschaftlerteam ermöglichen, die Asteroidenoberfläche im Detail zu kartografieren und noch besser aufgelöste Stereobilder zu erzeugen.
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Technische Beschreibung der Framing Camera:
- MPS (engl.)