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Autor: Thomas Wehr / 04. Februar 2010, 20:35 Uhr

685 Mikrometeoriten-Treffer an Hubbles alter Kamera

Update der Untersuchungen von September 2009: Hubbles Kamera war 16 Jahre lang im Weltraum dem Beschuss durch Meteoriten und Mikroschrott ausgeliefert. Untersuchungen sollen nun Aufschluss über die Beschaffenheit und Verteilung der Einschläge geben, die Basis für zukünftigen Meteoritenschutz für Raumfahrzeuge.

Quelle: NASA: „Orbital Debris Quarterly News“ (Volume 14, Issue 1, January 2010)
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NASA

Bild vergrößernBild 1:Lage des Radiators der WFPC 2
(Bild: NASA)
Raumfahrer.net informierte in den News vom 17.Oktober 2009 über erste Untersuchungsergebnisse an Hubbles alter Wide Field and Planetary Camera 2 (Weitwinkel- und Planetenkamera, kurz WPFC 2).

Die WPFC 2 wurde im Mai 2009 während der überaus erfolgreichen HST-Wartungsmission STS 125 gegen die neue Wide Field Camera 3 (WFC 3) ausgetauscht und mit dem Space Shuttle Atlantis zur Erde zurückgebracht.

Mittlerweile sind die Untersuchungen voran geschritten und neuere Erkenntnisse wurden in der aktuellen Ausgabe der „Orbital Debris Quarterly News“ (Volume 14, Issue 1, January 2010) veröffentlicht.

Der sich an der Kamera befindende Radiator misst 2,2 Meter mal 0,8 Meter und besteht an der Außenseite aus einem gewölbten, 4 Millimeter starken, mit weißem Wärmeanstrich versehenen Aluminiumblech. Seit dem Einbau der Kamera ins HST im Jahre 1993 war dieser Radiator dem Weltraum ausgesetzt. Aufgrund seiner großen Abmessungen und seiner langen Aufenthaltsdauer im All ist dieser Radiator eine einzigartige Messplatte für die MMOD-Umgebung in einer Höhe von 560 km und 620 km, so die Bewertung durch das Orbital Debris Programm Office der NASA. MMOD steht dabei für Micrometeorids and Orbital Debris, soviel wie Mikrometeoriten und Weltraummüll.

NASA

Bild vergrößernBild 2: Nahaufnahme des Radiators der WFPC-2. MMOD-Krater: Rot markierte waren bereits 2002 dokumentiert, grüne seit 2009.
(Bild: NASA)

Die 6-wöchige Untersuchung, die vom NASA Orbital Debris Program Office geleitet und mit dem NASA Hypervelocity Impact Technology Facility, dem NASA Meteoroid Environment Office, dem NASA Curation Office und mit voller Unterstützung des HST-Programms durchgeführt wurde, bediente sich im Wesentlichen zweier Instrumente - zum Einen einem Laser-Scanner, um ein schnelles Abbild der Einschläge zu erstellen, und zum Anderen einem digitalen Mikroskop für detaillierte zwei- und dreidimensionale Bilder der einzelnen Einschläge.

Zusätzlich wurde ein Laser-Schablonen-Projektor eingesetzt, um die genauen Koordinaten der Einschläge zu ermitteln. Die Untersuchung wurde auf Einschläge größer 300 µm Durchmesser begrenzt, da diese Größenordnung wahrscheinlich die Grenze darstellt, welche wichtig für MMOD-Risikoanalysen ist.

Letztendlich wurden im Rahmen dieser Untersuchung 685 MMOD-Einschläge identifiziert und dokumentiert. Der größte wies einen Kraterdurchmesser von 1,6 mm auf, mit einer umgebenden Splitterzone auf der beschichteten Radiatorfläche von 1,4 cm Durchmesser.

Die Mehrheit der Einschläge durchbrach nicht einmal die Wärmeschutzlackierung. Der Krater im linken Teil von Bild 3 ist ein typisches Beispiel dafür, während der rechts in Bild 3 dargestellte Krater die Lackierung durchbrach und auch das Metall des Radiators beschädigte.

NASA: Orbital Debris Program

Bild vergrößernBild 3: MMOD-Krater: Links Wärmeschutzschicht nicht durchbrochen - rechts Durchbruch der Schicht bis auf den Aluminiumkörper
(Bild: NASA: Orbital Debris Program)
Weiterhin wurden im Rahmen der Untersuchung an die 200 Auffälligkeiten dokumentiert, welche nicht auf Einschläge zurückzuführen sind. Hierbei handelt es sich um Auffälligkeiten, welche durch Kontamination und Werkzeuge herbeigeführt wurden.

Die Untersuchung der Kraterbilder ist momentan noch nicht abgeschlossen. Bild 4 zeigt im oberen Bereich einen der größten Krater, mit eingezeichneter roter Messlinie und im unteren Bereich das Höhenrelief entlang der Messung. Die Beschädigung ist rund 1,4 mm lang (Entfernung zwischen "C" und "D") mit einer fast doppelt so großen Splitterzone. Die grüne Linie, bezeichnet mit "A", kennzeichnet den Anfang der Lackschicht, welche dort in etwa eine Dicke von 0,28 mm aufweist und die Linie "B" den Boden des Kraters im Aluminium. Der Krater ist an dieser Stelle ca. 0,35 mm tief.

NASA: Orbital Debris Program

Bild vergrößernBild 4: Oben MMOD-Krater mit roter Messlinie - unten Querschnittsmessung-Einschlagsprofil
(Bild: NASA: Orbital Debris Program)

Wenn alle Bilder prozessiert sind, werden die Auffälligkeiten in Bezug auf Verteilung, Durchmesser und Tiefe ausgemessen. Erste Hochgeschwindigkeits-Einschlagsversuche an identischem Material sind für Februar 2010 geplant. Die dabei ermittelten Testergebnisse werden zur Modellierung der Einschlagbedingungen herangezogen. Weiterführend plant man auch die HST-Höhenentwicklung in das Modell einzuarbeiten.

Einige Krater sollen einer Bestandteilanalyse zugeführt werden, mit der man das Einschlagmaterial und somit dessen Herkunft (irdisch / außerirdisch) bestimmen kann.

Weitere Informationen sollen im Rahmen der Orbital Debris Quarterly News veröffentlicht werden.


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