Die Raumsonde Messenger auf ihrem Weg zum innersten Planeten Merkur nutzt den Strahlungsdruck der Sonne, um gezielt ihren Orbit zu beeinflussen und sonst notwendige Korrekturmanöver zu sparen.
Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: JHUAPL.
(Bild: NASA)
Messenger befindet sich momentan im inneren Sonnensystem und bereitet sich auf den nächsten Flyby an Merkur am 6. Oktober 2008 vor. Auf der komplexen Bahn der mehrjährigen Mission sind mehrere Punkte eingeplant, an denen Korrekturmanöver geflogen werden können, um die aktuelle Bahn an die optimierte anzupassen. Vor allem vor Flyby-Manövern werden aktuelle Positions- und Geschwindigkeitsvektoren der Sonde mehrfach und genau bestimmt, um die Manöver sicher durchführen zu können. Für die sogenannten TCMs (Trajectory Correction Maneuver, Bahnkorrekturmanöver) wird dabei wertvoller Treibstoff an Bord der Sonde verbraucht.
Durch den Strahlungsdruck der Sonne wirkt kontinuierlich eine Kraft auf die Sonde, welche durch die Nähe zur Sonne besonders ausgeprägt ist. Der Strahlungsdruck wirkt in Sonnennähe 11-mal stärker auf Messenger als auf Höhe der Erdbahn.
Diese kontinuierliche Kraft musste schon immer in die Berechnung der Flugbahn einbezogen werden und stellte dabei einen Unsicherheitsfaktor für Flybys dar. Jetzt hat man aus der Not eine Tugend gemacht und nutzt die Wirkung der Sonnenstrahlung aktiv, um die Flugbahn gezielt zu beeinflussen. Durch entsprechende Stellung der Solarzellen und der Sonde zu Sonne können Betrag und Richtung der Kraftwirkung innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden, um so eine kontinuierliche Beschleunigung zu erzielen.
(Bild: NASA, JHUAPL)
Beim letzten Flyby am Merkur im Januar 2008 wurde diese Technik das erste Mal getestet. Vor dem Flyby war Messenger auf einer Bahn, welche den Zielpunkt 200 km über der Oberfläche des Planeten um bis zu 2.000 km verfehlt hätte. Durch ein Feuern der Triebwerk konnte man sich dem Zielpunkt auf 9,5 km annähern. Ein weiteres TCM wurde abgesagt. Stattdessen wurde die Wirkung des Solardrucks genutzt, um sich dem Zielpunkt endgültig auf 1,4 km zu nähern.
Nach dieser erfolgreichen Feuertaufe möchte das Kontrollzentrum diese Technik bis zum Orbiteinschuss um Merkur 2011 weiter anwenden, um so TCMs und damit Treibstoff zu sparen.