Quelle: ESA / Applications / Observing the Earth, 04. Mai 2026

Die europäischen Satelliten sind:

• Sieben Satelliten wurden der „Hawk for Earth Observation“ (HEO)-Konstellation für das italienische Erdbeobachtungsprogramm IRIDE hinzugefügt.
• Vier Satelliten des „Hellenic Fire System“ wurden für das griechische System zur Erkennung und Verfolgung von Waldbränden gestartet, was eine Weltpremiere für diese Art nationaler Satellitenkapazität darstellt.
• Zwei CubeSats wurden ebenfalls für Griechenland im Rahmen der Mission „Hellenic Space Dawn“ gestartet. Die CubeSats werden Satellitenverbindungen und optische Datenübertragungsfähigkeiten im Weltraum testen.

Der Start erfolgte am Sonntag, dem 3. Mai, um 09:00 Uhr MESZ an Bord einer SpaceX-Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien aus.

Simonetta Cheli, Direktorin der Erdbeobachtungsprogramme der ESA, erklärte: „Der Start von sieben weiteren Satelliten der HEO-Konstellation von IRIDE markiert einen neuen Meilenstein für das gesamte Programm und eine Erweiterung der Systemfähigkeiten. Ich möchte den an dieser Leistung beteiligten Teams danken, darunter den Teams der ESA, der ASI und von Argotec.

„Und das Hellenic Fire System ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, was durch Zusammenarbeit erreicht werden kann. Durch die Zusammenarbeit zwischen der griechischen Regierung, der Industrie und der ESA zeigt das Hellenic Fire System, wie europäische Kooperation Innovation in operative Fähigkeiten umsetzen kann. Es verdeutlicht den Wert von Partnerschaften bei der Entwicklung souveräner Weltraumlösungen, die nationalen Bedürfnissen dienen und gleichzeitig gemeinsame Ziele voranbringen.“

Laurent Jaffart, Direktor des Bereichs „Resilience, Navigation and Connectivity“ der ESA, sagte: „Die ESA setzt sich dafür ein, Europas Vision für die Konnektivität der nächsten Generation voranzutreiben, und der Start von Hellenic Space Dawn baut zuversichtlich auf diesen Fähigkeiten auf, indem er innovative optische Kommunikationstechnologien demonstriert. Von der Stärkung nationaler Ökosysteme bis hin zur Unterstützung wegweisender New-Space-Lösungen ermöglicht die ESA widerstandsfähige, leistungsstarke Satellitennetzwerke, indem sie unseren Partnern hilft, die Technologien ausgereift zu entwickeln, die die Autonomie und Wettbewerbsfähigkeit unserer Mitgliedstaaten im Weltraum untermauern werden. Herzlichen Glückwunsch an alle Beteiligten!“

Die HEO-Konstellation IRIDE für Italien

IRIDE ist eine von der italienischen Regierung initiierte nationale Mission. Das Programm wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) mit Unterstützung der italienischen Weltraumagentur (ASI) koordiniert und ist eine anspruchsvolle Weltrauminitiative, die aus dem italienischen Nationalen Plan für Wiederaufbau und Resilienz (PNRR) finanziert wird, der darauf abzielt, die italienische Wirtschaft nach der COVID-19-Pandemie zu modernisieren und wiederzubeleben.

Die Konstellation ist mit multispektralen, hochauflösenden optischen Instrumenten ausgestattet, die Bilddaten über mehrere Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums erfassen. Die Daten fließen in Produkte und Dienstleistungen ein, die Behörden dabei helfen werden, Küsten- und Meeresgebiete sowie Landbedeckung und -nutzung zu überwachen und Notfall- und Sicherheitsdienste für Italien zu verwalten.

Die sieben neu gestarteten HEO-Satelliten wurden von Argotec für das IRIDE-Programm entwickelt. Damit steigt die Gesamtzahl der IRIDE-Satelliten im Orbit auf 31; sie gesellen sich zu HEO Pathfinder und den sieben im Juni 2025 gestarteten Satelliten. Die ersten acht HEO-Satelliten sind voll einsatzfähig und liefern Daten und Bilder.

Satelliten des „Hellenic Fire System“ für Griechenland gestartet

Die Mission ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der griechischen Regierung, dem privaten Satellitenunternehmen OroraTech und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und wird durch die von der EU finanzierte Einrichtung für Konjunkturbelebung und Resilienz unterstützt.

Nach dem Start von zwei ICEYE-Radarsatelliten Ende letzten Jahres ist das von OroraTech entwickelte Hellenic Fire System die zweite operative Erdbeobachtungsmission, die im Rahmen des griechischen Nationalen Kleinsatellitenprogramms entwickelt wurde. Das Programm wird letztlich aus 13 Satelliten bestehen, die je nach Instrumenten und Missionszielen in vier Gruppen unterteilt sind.

Das von Griechenland, über die EU Konjunktur- und Resilienz Initiative, finanzierte Programm zielt darauf ab, die nationalen Satellitentechnologien und -dienste auszubauen, Innovation und Wirtschaftswachstum zu fördern sowie die Kapazitäten in den Bereichen Katastrophenhilfe, Umweltüberwachung und nationale Sicherheit zu stärken.

Das Hellenic Space Center und das griechische Ministerium für digitale Governance und künstliche Intelligenz leiten das Programm, während die ESA den übergeordneten Rahmen und die technische Unterstützung für die Entwicklung der Satellitensysteme bereitstellt.

Tests von Verbindungsfähigkeiten mit zwei neuen CubeSats

Hellenic Space Dawn ist Teil einer Initiative, die von der ESA und den griechischen Behörden unterstützt wird. Es ist zudem Bestandteil des umfassenderen griechischen „Connect/National Satellite Space Programme“.

Zwei kürzlich gestartete CubeSats, Helios und Selene, die von EMTech Space betrieben werden, sind mit CubeCAT-Laserterminals ausgestattet, die von AAC Clyde Space bereitgestellt werden. CubeCAT ist kompakt und hocheffizient und ermöglicht schnelle, sichere Datenverbindungen zwischen CubeSats, SmallSats und der Erde. Das Terminal ermöglicht Downlink-Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s.

Zusätzlich zum Terminal werden Helios und Selene auch hochauflösende Kameras mitführen, die bei Anwendungen wie der Erstellung von Karten aus Weltraumdaten und Landnutzungsüberwachung helfen werden.

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• CAS500-1/CAS500-2 (Korea, Süd)

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Quelle: OHB SE 7. Dezember 2022.

Rom/Mailand, 7. Dezember 2022. OHB Italia, ein Tochterunternehmen des Technologie- und Raumfahrtkonzerns OHB SE, und die ESA (Europäische Weltraumorganisation) haben jetzt einen Vertrag über die Entwicklung von zwölf Satelliten für die italienische IRIDE-Konstellation unterzeichnet. Die Konstellation wird aus mehreren Satelliten unterschiedlicher Art und Größe bestehen, die SAR-, optische, panchromatische, hyperspektrale und Infrarotsensoren kombinieren. Hauptziel der Konstellation ist die Erdbeobachtung, um hydrogeologische Instabilitäten und Brände zu monitoren, Küsten und kritische Infrastrukturen zu schützen, Luftqualität und Wetterbedingungen zu überwachen sowie analytische Daten für die Entwicklung kommerzieller Anwendungen zu liefern.

Die gesamte Konstellation wird mit Unterstützung der ESA und der italienischen Raumfahrtbehörde ASI (Agenzia Spaziale Italiana) in Italien umgesetzt und bis 2026 fertiggestellt. IRIDE ist ein europäisches Raumfahrtprogramm für die Erdbeobachtung in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO/Low Earth Orbit). Es wird sowohl für die öffentliche Verwaltung als auch für private Kunden Geodienste auf nationaler und europäischer Ebene bereitstellen. Das von OHB Italia gelieferte System basiert auf dem Prototyp des Eaglet II-Satelliten einschließlich seines Flight Operation Systems (FOS), das für den Satellitenbetrieb während der Dienstaufnahme und später während des nominalen Betriebs eingesetzt wird.

„IRIDE steht für die Entwicklung von Schlüssel-Know-how, das notwendig ist, um die immer schwieriger werdenden Herausforderungen in der globalen Raumfahrt zu meistern“, erklärte Roberto Aceti, Geschäftsführer von OHB Italia. „OHB Italia ist sehr stolz darauf, die mehr als vierzigjährige Erfahrung in der Raumfahrt in dieses ehrgeizige italienische Projekt einzubringen. Das System wird den italienischen Katastrophenschutz und andere Verwaltungseinrichtungen bei der Bewältigung von Überschwemmungen, Dürreperioden und Bränden sowie bei der Überwachung kritischer Infrastrukturen, der Luftqualität und Wetterbedingungen unterstützen. Darüber hinaus wird es analytische Daten für die Entwicklung kommerzieller Anwendungen liefern.

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• Erdbeobachtungskonstellation IRIDE

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Quelle: DLR 23. September 2022.

23. September 2022 – Die im letzten Jahr gestartete NASA-Raumsonde DART soll in der Nacht von Montag auf Dienstag erproben, ob es möglich ist, den Kurs eines Asteroiden zu verändern. DART wird dann das Asteroiden-Binärsystem Didymos-Dimorphos erreichen und gezielt auf dem 170 Meter großen Planetoiden Dimorphos einschlagen. Durch den dabei übertragenen „kinetischen Impuls“ soll die Bahn dieses Asteroiden um Didymos verändert werden. Es ist das erste Mal in der Geschichte der Raumfahrt, dass versucht wird, die Bahn eines Himmelskörpers durch einen menschengemachten Körper zu beeinflussen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an der Analyse des Impakts beteiligt. 2026 soll die ESA Mission Hera, an der Deutschland wesentlich über die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR beteiligt ist, das Asteroidensystem und dessen Veränderung erkunden.

Die Erde wird von jeher durch Asteroiden bedroht. Zwar bewegen sich fast alle der ungefähr eine Million bekannten, über einhundert Meter großen Himmelskörper auf stabilen Bahnen zwischen Mars und Jupiter. Doch haben davon etwa dreißigtausend Asteroiden solche Bahnen, die sich mit der Umlaufbahn der Erde um die Sonne schneiden und diese Körper mit Planeten kollidieren können. Bei einer Kollision eines auch nur wenige hundert Meter großen Körpers mit der Erde würde es zu ganz erheblichen Schäden kommen. Mit Raumsonden könnte diese Gefahr abgewendet werden, indem der Kurs eines solchen erdbahnkreuzenden Asteroiden sehr frühzeitig so verändert wird, dass er an der Erde vorbeifliegt.

„Wir leben im Zeitalter der Raumfahrt. Dadurch haben wir die Möglichkeit, mit Raumsonden die Bahn eines Asteroiden, der auf die Erde zu stürzen droht, zu verändern“, sagt Dr. Jean-Baptiste Vincent vom DLR-Institut für Planetenforschung. Das DLR beobachtet und charakterisiert seit Jahrzehnten erdbahnkreuzende Asteroiden. „Zum einen versuchen wir, diese kleinen, aber manchmal eben auch gefährlichen Himmelskörper zu charakterisieren, ihre physikalischen Eigenschaften zu verstehen, und zum anderen daraus Schlüsse zu ziehen, wie wir sie abwehren könnten, sollten die Berechnungen ergeben, dass sie in der Zukunft mit der Erde zusammenstoßen“, erklärt Dr. Stephan Ulamec vom DLR-Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln.

Veränderung der Umlaufzeit um einige Minuten
Die beiden DLR-Wissenschaftler sind an der NASA-Mission DART („Double Asteroid Redirection Test“) beteiligt. DART ist ein würfelförmiger Satellit mit knapp zwei Metern Kantenlänge und einer Masse von 610 Kilogramm. Die Mission wurde am 24. November 2021 gestartet und auf einer ellipsenförmigen Bahn zu ihrem Ziel, dem Asteroidenpaar Didymos und Dimorphos gelenkt. Didymos, der größere der beiden Körper, hat einen unregelmäßigen Durchmesser von knapp 800 Metern, Dimorphos von etwa 170 Metern. Dimorphos umkreist Didymos – griechisch für Zwilling – in zwölf Stunden in einer Entfernung von 1.200 Metern. Die beiden Asteroiden umrunden zusammen in 25 Monaten die Sonne auf einem Orbit, der sich mit der Erdbahn kreuzt und sie zu potentiell gefährlichen „NEOs“ (Near-Earth Objects) macht. Im Jahre 2003 kamen die beiden Asteroiden der Erde bis auf sechs Millionen Kilometer nahe.

„Wir gehen davon aus, dass sich die Umlaufzeit von Dimorphos um Didymos durch den Impuls von DART um einige Minuten verändert“, prognostiziert DLR-Forscher Stephan Ulamec. „Allerdings wissen wir nicht, wie Dimorphos beschaffen ist“, ergänzt Jean-Baptiste Vincent. „Ist es ein kompakter Körper oder sind seine Bestandteile nur ganz lose zusammengefügt? Ist Dimorphos also eine Art Schutthaufen aus Gesteinsfragmenten, ein ‚Rubble Pile‘, wie wir in der Asteroidenforschung sagen?“ Die Aufgabe der beiden DLR-Wissenschaftler im DART-Team besteht in der Bestimmung der genauen Form des kleinen Asteroiden, seiner genauen Masse und der Analyse des Kraters und der Übertragung des Impulses und der Auswürfe, die beim Einschlag entstehen.

Die Raumsonde wird dabei natürlich vollständig zerstört, aber der Einschlag von DART auf Dimorphos wird von zwei bereits am 11. September erfolgreich ausgesetzten Kleinsatelliten beobachtet. Die beiden LICIACube-Würfel wurden von der Italienischen Weltraumorganisation ASI entwickelt, um nach dem Einschlag von DART im Vorbeiflug Beobachtungen des Asteroiden-Binärsystems Didymos machen zu können. Die Kleinsatelliten werden vor, während und nach dem Impakt direkt mit der Erde kommunizieren. Jeweils zwei Kameras (LUKE und LEIA) sollen den Einschlag bestätigen und Bilder der Auswurfswolke und möglicherweise eines Kraters festhalten. Drei Minuten nach dem Impakt von DART werden sie an Dimorphos vorbeigeflogen sein, sich drehen und noch Aufnahmen der Rückseite von Dimorphos machen, die DART natürlich nicht aus der Nähe zu sehen bekommt. LICIACube ist die erste rein italienische autonome Raumsonde im Weltraum. Auch die im vergangenen Jahr zu den „Trojaner“-Asteroiden auf der Jupiterbahn gestartete NASA-Mission Lucy wird den Einschlag aus 19 Millionen Kilometer Entfernung beobachten.

Können wir in Zukunft Asteroiden ablenken?
Der gezielte Zusammenstoß der DART-Raumsonde mit Dimorphos wird am 27. September 2022 um 1.14 Uhr MESZ in knapp über elf Millionen Kilometer Entfernung von der Erde geschehen, der kürzesten Entfernung, die das Doppelasteroidensystem in unserer Zeit mit der Erde haben kann (erst 2062 wird das Asteroidenpaar in einer ähnlich geringen Entfernung an der Erde vorbeikommen). Damit sind auch gute Beobachtungsmöglichkeiten für Teleskope auf der Nachtseite der Erde, insbesondere von Europa aus gegeben, die für begleitende Untersuchungen während und nach der Kollision genutzt werden. Auch in den Nächten nach dem Ereignis werden Teleskope Lichtkurven des Binärsystems aufzeichnen, um Daten zu der Bahnveränderung von Dimorphos in die Analyse einzubringen.

Beim Einschlag von DART auf Dimorphos werden fast 140 Millionen Kilojoule Energie umgesetzt. Die Forscher gehen davon aus, dass der Impakt einen Krater von wenigen Zehnermetern Durchmesser erzeugt und sich die Umlaufzeit des Asteroiden messbar, um wenige Minuten verändert. Das entspricht in etwa einer Geschwindigkeitsänderung von einem halben Millimeter pro Sekunde. „Wie effizient die Ablenkung eines Asteroiden durch den Zusammenstoß mit einer Raumsonde ist, wird entscheidend durch die physikalischen Eigenschaften des Körpers beeinflusst, also wie porös und fest das Gestein ist“, erläutert Prof. Dr. Kai Wünnemann vom Museum für Naturkunde Berlin, der mit seinem Team Computersimulationen des Einschlagprozesses erstellt, um möglichst präzise Vorhersagen zu treffen. Am Museum für Naturkunde Berlin werden verschiedene Szenarien der Beschaffenheit von Dimorphos durchgespielt und simuliert, um unter anderem die Kratergrößer zu prognostizieren.

Für die genaue Untersuchung des Einschlags und seiner Folgen wird im Oktober 2024 die mit der NASA abgestimmte Mission Hera der Europäischen Weltraumorganisation ESA gestartet, die maßgeblich in Deutschland entwickelt und gebaut wird. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Sitz in Bonn managt die deutschen ESA-Beiträge für Hera. Im Dezember 2026 wird Hera das Doppelasteroidensystem erreichen, also etwa vier Jahre nach dem Aufprall von DART. Heras detaillierte Untersuchungen werden dann das Wissen über die Möglichkeiten einer Asteroidenabwehr erheblich erweitern. DART und Hera sind Missionen des internationalen Forschungsprojekts AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment).

Immer wieder Asteroidentreffer in der Erdgeschichte
Für die vor uns liegenden Jahrzehnte gibt es gegenwärtig keinen Anlass zur Sorge, dass ein Asteroid die Erde trifft. Doch dies geschah in der viereinhalb Milliarden Jahre langen Geschichte der Erde immer wieder. Spuren davon sind Krater, die beim Einschlag von Asteroiden zurückbleiben, wie das Nördlinger Ries in Süddeutschland oder der Barringer-Krater in Arizona. Der von Einschlagskratern übersäte Mond macht deutlich, dass Asteroidenkollisionen früher viel häufiger waren – auf der dynamisch sich ständig verändernden Erde sind fast alle Spuren von Einschlägen ausgelöscht. Das Aussterben der Dinosaurier ist vor 65 Millionen Jahren durch einen Asteroidentreffer ausgelöst worden.

Dass die Gefahr von Asteroidentreffern auf der Erde auch heute, wenn auch in viel geringerem Maße, real bleibt, wurde am 15. Februar 2013 deutlich. Damals trat ein unbekannter Asteroid in die Erdatmosphäre ein und explodierte über der russischen Stadt Tscheljabinsk. Die Schockwelle der komprimierten Luft der Erdatmosphäre verursachte erhebliche Schäden in der Stadt. Tausende von Fensterscheiben barsten, dabei wurden mehr als 1.600 Menschen verletzt. Der Gesamtschaden wurde auf 30 Millionen Euro geschätzt. Dabei war das Objekt in Tscheljabinsk nur etwa 18 Meter groß.

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

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Quelle: ESA 20. September 2022.

20. September 2022 – Der angepeilte Asteroid Dimorphos stellt keine Bedrohung für die Erde dar, und keine Sorge – der kinetische Aufprall von DART kann den Asteroiden nicht auf eine erdnahe Bahn bringen. Mit diesem Experiment soll die Umlaufbahn des Asteroiden leicht verändert werden, damit die Wissenschaftler*innen mehr über die Ablenkungsmöglichkeiten erfahren, falls ein gefährlicher Asteroid entdeckt wird.

Verfolgen Sie den Einschlag live, während die Daten von DART an Bodenstationen auf der ganzen Welt, einschließlich der ESA-Station New Norcia in Australien, übertragen werden. Das NASA-Programm beginnt um Mitternacht MESZ und wird auf ESA Web TV mit Beiträgen des Hera-Missionsteams der ESA ausgestrahlt. Verfolgen Sie die Updates der ESA Mission Control, zu der Estrack und das Space Safety Programm gehören, über @esaoperations auf Twitter.

Ein Einschlag auf einem Asteroiden, bevor ein Asteroid auf uns trifft
Der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA saust derzeit durch den Weltraum zu einem Paar von durch Schwerkraft gebundenen Asteroiden in einer Umlaufbahn um die Sonne. Das binäre Asteroidensystem ist unter dem Namen Didymos bekannt, und der kleinere „Minimond“ des Paares, Dimorphos, wird der erste Asteroid im Sonnensystem sein, der zum Ziel eines vom Menschen gebauten „kinetischen Impaktors“ wird.

Nach dem Einschlag fliegt die ESA-Mission Hera zu dem getroffenen Felsen, um eine gründliche Analyse des entstandenen Kraters, der Masse des Asteroiden und vieles mehr vorzunehmen und aus diesem großartigen Experiment eine verständliche und wiederholbare Technik zur Planetenverteidigung zu schaffen.

Allerdings hängt all dies davon ab, ob DART sein Ziel trifft. Das Raumfahrzeug wird mit einer Geschwindigkeit von 22.000 km/h durch den Weltraum rasen und sich in einer Entfernung von 11 Millionen Kilometern von der Erde einem beweglichen Objekt nähern, das etwa so groß ist wie die Cheops-Pyramide – alles andere als eine leichte Aufgabe also.

DART wird sogar erst in der letzten Stunde vor dem Einschlag in der Lage sein, Dimorphos von dem größeren zentralen Asteroiden zu unterscheiden, wobei es mithilfe seines hochentwickelten bordeigenen Leit-, Navigations- und Kontrollsystems selbstständig zu seinem unbekannten Ziel manövriert.

Estrack, das Netzwerk der ESA zur Kommunikation mit Satelliten, unterstützt die NASA in den Wochen vor dem Einschlag, indem es DART verfolgt, Daten über seinen Status, seinen Standort und seine Geschwindigkeit liefert – insbesondere während der letzten 12 Stunden, in denen ein Live-Stream von Bildern auf die Erde gesendet wird. Diese können von unzähligen Personen weltweit „live“ verfolgt werden, um eine permanente Überwachung zu gewährleisten.

Riesige Antennen sorgen für eine ultrapräzise Navigation
Die 35 Meter große Deep Space-Antenne der ESA in Malargüe, Argentinien, liefert seit Mai ultrapräzise Messungen der Position von DART und ist in den Monaten vor dem Einschlag regelmäßig für die Mission im Einsatz.

Gemeinsam mit den NASA-Antennen in Canberra, Australien, und Goldstone in Kalifornien bildet die Station ein geografisches Dreieck auf der Erde. Durch die gleichzeitige Verfolgung von DART von jedem Standort aus lassen sich seine Position, Richtung und Geschwindigkeit äußerst präzise bestimmen. Diese Methode der Verfolgung ist als Delta-DOR (Delta – Differential One-Way Range) bekannt.

Die Weltraumantenne der ESA in Australien hat ebenfalls monatlich Statusberichte von DART empfangen. Diese Berichte werden vom Raumfahrzeug per Downlink zur Erde gesendet und enthalten Details über den Status, den Standort und alle empfangenen Befehle – wichtige Informationen für die Mission Control der NASA.

In den letzten zehn Tagen vor dem Einschlag hat sich die Überwachung noch weiter intensiviert, da das Estrack-Netzwerk der ESA die Lücken im Deep Space Network der NASA durch tägliche Kontakte mit dem Raumfahrzeug schließt. Diese „Überflüge“, d. h. der Zeitraum, in dem das Raumfahrzeug sichtbar ist und mit der Antenne am Boden kommuniziert, dauern jeden Tag etwa eine Stunde, solange bis DART die letzte Phase seiner Mission beginnt.

Volltreffer: Der erste Non-Fiction „Film“ über die Ablenkung eines Asteroiden wird live übertragen
In den letzten Stunden seines Lebens wird DART ständig Bilder zur Erde senden, die zeigen, wie sich das Ziel von einer verschwommenen Masse zu einem kleinen Asteroiden wandelt und dramatisch näher kommt und größer wird, bis zum… Volltreffer! Dies wird der erste Non-Fiction Film sein, der einen tatsächlichen Einschlag auf einem Asteroiden zeigt, und es ist wichtig, dass alle Szenen bei uns ankommen.

„Für den Erfolg der Mission ist es entscheidend, dass es während der Endphase von DART keine Lücken in der Übertragung gibt. Daher werden Antennen auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, sich gegenseitig unterstützen und alle Lücken im Deep Space Network der NASA schließen – wir dürfen die Verbindung zu DART nicht für einen Moment verlieren“, erklärt Daniel Firre, DART Serviceleiter der ESA.

Die ESA-Station New Norcia in Australien wird während dieser letzten Phase, die 12 Stunden vor dem Einschlag beginnt und bis einige Stunden danach andauert, kontinuierlich aktualisierte Daten und Bilder der Mission liefern. Die Daten von DART werden 11 Millionen Kilometer zurückgelegt haben, bevor sie bei der 35-Meter-Schüssel in Australien ankommen – und das alles in etwa einer halben Minute.

„Unsere riesige Schüssel in Australien wird mit DART in Verbindung stehen, während es auf Dimorphos einschlägt. In den letzten Minuten werden Daten vom DRACO-Instrument an Bord eingespeist. Diese Daten werden von den Wissenschaftler*innen verwendet, um die Masse des Asteroiden, die Art der Oberfläche und den Einschlagsort abzuschätzen“, erklärt Suzie Jackson, New Norcia Station Manager.

„Die Daten von DART werden außerdem in der Mission Control der NASA zur Anpassung von Missionsparametern verwendet, und es ist wirklich wichtig, dass die Informationen so zeitnah wie möglich ankommen.“

Italienischer Cubesat wird Zeuge des Einschlags sein
Was DART uns nicht zeigen kann, ist das visuelle Ergebnis des Einschlags auf dem Asteroiden. Das Raumfahrzeug wird nach Beendigung seiner Arbeit zerstört und die Kommunikation zur Erde wird beendet. Spannend ist auch, dass ein schuhkartongroßer CubeSat der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) mit DART unterwegs sein wird.

Der 14 kg schwere LICIACube wird sich fünfzehn Tage vor dem Aufprall von DART trennen, um Bilder vom Einschlag und der daraus resultierenden Wolke aus ausgeworfener Materie aufzunehmen.

Näher an Hera
Um den Einschlag von DART vollständig nachvollziehen zu können, wird die ESA-Mission Hera, sobald sich der Staub gelegt hat, im Jahr 2024 starten und zwei Jahre später im Asteroidensystem Didymos ankommen, um eine hochauflösende visuelle, laser- und funkwissenschaftliche Kartierung des Asteroidenmondes durchzuführen und die Folgen des Einschlags zu untersuchen.

Nachdem Hera gestartet ist, das Didymos-Paar erreicht hat und seine Daten nach Hause sendet, also somit diesen beeindruckenden ersten Test der Planetenverteidigung vollendet, wird das Estrack-Netzwerk der ESA wie immer diese entscheidenden Weltraumdaten zurück zur Erde bringen.

Der Einschlag von DART in den Asteroiden Dimorphos wird ab Mittelnacht am 27.9 live auf NASA TV und auf der NASA-Website übertragen. Die Öffentlichkeit kann auch über die Social-Media-Konten der NASA auf Facebook, Twitter und YouTube live dabei sein.

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

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Quelle: OHB SE 19. September 2022.

Mailand, 19. September 2022. OHB Italia, ein Tochterunternehmen des Raumfahrtkonzerns OHB SE, hat mit der italienischen Raumfahrtagentur ASI einen Vertrag über die Lieferung von vier Flyeye-Teleskopen zur Weltraumüberwachung unterzeichnet. Der Auftragswert beläuft sich auf 54,5 Millionen Euro.

Das Flyeye-Teleskop ist ein optisches Instrument, das unabhängig von Lichtverhältnissen große Bereiche des Himmels beobachten und so genannte Near Earth Objects wie Asteroiden oder Weltraummüll erkennen kann. Die Teleskope werden an verschiedenen Standorten rund um den Globus (sowohl in der nördlichen als auch in der südlichen Hemisphäre) installiert, um das Risiko von Kollisionen zwischen Raumfahrzeugen untereinander sowie mit Weltraummüll zu verringern. Das erste Flyeye, das ebenfalls von OHB Italia gebaut wurde, wird voraussichtlich 2023 an seinem Einsatzort in Sizilien installiert werden.

„Der Aufbau eines Flyeye-Netzwerks wird es OHB Italia und Italien ermöglichen, weltweit führend in der Weltraumüberwachung und -verfolgung zu werden. Diese Technologie ist essentiell wichtig, um einen sichereren Orbit zu gewährleisten“, erklärte Roberto Aceti, Geschäftsführer von OHB Italia. „Unsere satellitengestützte Infrastruktur ist von wesentlicher Bedeutung für die Sicherheit von Weltraumressourcen, die Dienste erbringen, auf die wir alle in unserem täglichen Leben angewiesen sind, von der Meteorologie über die Kommunikation bis hin zum weltweiten Transport von Gütern und Personen. Schätzungen zufolge gibt es in der Erdumlaufbahn mehr als 750.000 Trümmerteile, die größer als 1 cm sind und von denen jedes einzelne einen betriebsbereiten Satelliten beschädigen kann. Angesichts dieser Tatsache kann jeder die bemerkenswerte Bedeutung der bodengestützten Teleskope des Flyeye-Netzwerks nachvollziehen.“

Die Teleskope liefern Daten über die Flugbahnen von Objekten im Orbit und sind somit in der Lage, Weltraummüll im HLEO („High Low Earth Orbit“ zwischen 1.000 und 2.000 km) und im MEO („Medium Earth Orbit“ zwischen 2.000 und ca. 34.000 km) zu verfolgen. So können rechtzeitig potenzielle Gefahren für die orbitale Infrastruktur erkannt und eventuelle Ausweichmanöver gesteuert werden.

Flyeye: the bug-eyed telescope monitoring our skies

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• OHB-System

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Quelle: ESA 24. August 2022.

24. August 2022 – Die Weltraumantennen der ESA werden gemeinsam mit der Goonhilly Earth Station im Vereinigten Königreich sechs der kleinen Satelliten verfolgen, um sicherzustellen, dass sie am Zielort ankommen und ihre Daten nach Hause übermittelt werden.

Sie sind jeweils etwa so groß wie ein großer Schuhkarton und ihre Einsatzziele sind genauso verschieden wie ihre Zielorte – der Mond, die Erdumlaufbahn, der Weltraum oder sogar ein Asteroid. Sie alle eint das Versprechen, unser Wissen über den Weltraum – von Asteroiden bis zur Weltraumstrahlung – zu vertiefen und gleichzeitig neue Technologien für künftige Missionen zu testen, die Menschen für einen Aufenthalt auf dem Mond brauchen.

„Unsere Estrack-Stationen werden bei der Bestimmung der Flugbahnen der CubeSat-Satelliten, bei der Übermittlung ihrer Daten und bei der Steuerung der sechs Raumfahrzeuge eine zentrale Rolle spielen“, erklärt Lucy Santana, die bei der ESA für die Bodeneinrichtungen für Weltraummissionen zuständig ist.

„Wir sind sehr stolz darauf, unseren Anteil an der Rückkehr der Menschheit zum Mond zu leisten.“

CubeSats verteilen sich
Etwa anderthalb Stunden nach dem Start führt die Zwischenstufe des kryogenen Antriebs (Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS)) eine ‚translunare Injektionszündung‘ durch, um das Raumfahrzeug Orion und die Flotte der CubeSats in Richtung Mond zu befördern. Die CubeSats werden dann ausgesetzt und verteilen sich wie Löwenzahnsamen im Wind.

Die CubeSats werden in den ersten Stunden nach dem Start zu bestimmten Zeiten entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Mission ausgesetzt. ArgoMoon von der italienische Weltraumagentur (ASI) wird der erste CubeSat sein, den die ESA nur wenige Stunden nach dem Start mit der Cebreros-Station in Spanien verfolgen wird.

Kurz nach der Trennung, während die restlichen CubeSats auf ihren eigenen Flugbahnen ausgesetzt werden, müssen mehr Augen zum Himmel gerichtet werden. Die ESA wird dafür in Zusammenarbeit mit Goonhilly die Unterstützung durch ihre Bodenstationen in den zwei Wochen nach dem Start für etwa 75 Stunden sicherstellen.

„Wir freuen uns darauf, von hier im Vereinigten Königreich aus zu dieser bahnbrechenden Mission beizutragen. Goonhilly spielte 1969 bei der Verbreitung des Filmmaterials der Apollo-Mondlandung eine wichtige Rolle. Jetzt gehen wir einen Schritt weiter und unterstützen die Rückkehr der Menschheit zum Mond“, erklärt Matthew Cosby, Chief Technology Officer bei Goonhilly.

„Unsere 32 m lange Weltraumantenne wird seit 2021 für die Kommunikation mit ESA-Raumfahrzeugen verwendet. Die Unterstützung der Artemis I CubeSats ist eine großartige Möglichkeit, um unsere Fähigkeiten zu zeigen, während wir diesen kommerziellen Dienst weiter ausbauen.“

Wellen schlagen
Eine der wichtigsten Maßnahmen, mit denen Estrack die Artemis CubeSats unterstützen wird, ist die Bestimmung ihres Standorts und ihrer Flugbahn mit Hilfe eines sogenannten „Doppler-Effekts“. Jeder Satellit sendet Informationen auf einer Frequenz von ca. 8 GHz, die von Stationen auf der Erde erfasst und verfolgt werden.

Wenn sich das Raumfahrzeug beim Aussenden seiner Nachricht auf die Erde zubewegt, wird die Lichtwelle leicht gequetscht, wodurch sich die Wellenlänge verkürzt und sich die Frequenz erhöht. Bewegt sich der CubeSat hingegen von der Erde weg, wird seine Nachricht gedehnt und seine Frequenz verlängert sich. Anhand dieser Informationen kann die Missionskontrolle genau einschätzen, wo sich die Raumsonde befindet und wohin sie fliegt.

Auf zum Mond – kleine Satelliten mit großem Nutzen
Die von Goonhilly mit der Erde verbundenen CubeSats und die Deep Space-Antennen der ESA veranschaulichen das Potenzial von kleinen Raumfahrzeugen, große Einblicke zu ermöglichen.

Lunar IceCube und LunaH-map wurden für die Suche nach Wasser auf dem Mond entwickelt. Die Entdeckung von Wasser wäre für Langzeitmissionen von entscheidender Bedeutung, da die Forscher:innen es für die Gewinnung von Atemluft und die Herstellung von Raketentreibstoff aus Eis benötigen.

Biosentinel und CuSP werden unser Verständnis der Weltraumstrahlung erweitern und entscheidende Wissenslücken über die Gesundheitsrisiken für Forscher:innen im tiefen Weltraum durch Sonnenstrahlung und hochenergetische galaktische kosmische Strahlung schließen.

Darüber hinaus werden ArgoMoon und NEA Scout neue Betriebstechnologien testen, die die zukünftige Art und Weise, wie wir zum Mond fliegen, beeinflussen werden. ArgoMoon von der italienischen Raumfahrtagentur ASI wird einer der ersten CubeSats sein, der als persönlicher Fotograf für den Flug der Orion zum Mond eingesetzt wird.

NEA Scout wird den kleinsten Asteroiden anfliegen, der je von einer Raumsonde erforscht wurde – 2020 GE dürfte ein wenig kleiner als ein Schulbus sein. Während der Erkundung des Asteroiden wird es ein 86 Quadratmeter großes Sonnensegel für den Antrieb durch die Sonneneinstrahlung nutzen.

Die Daten dieser zum ersten Mal durchgeführten Missionen werden über europäische Antennen auf die Erde übertragen, wo die Teams sie an den richtigen Ort bringen und sicherstellen, dass wir die sich verteilenden Satelliten im Auge behalten.

Die Landung auf dem Mond war schwierig. Die Rückkehr für einen längeren Aufenthalt wird noch mehr Planung, Vorstellungskraft und Einfallsreichtum erfordern, und das Estrack-Netzwerk der ESA mit seinen über den Erdball verteilten Antennen wird entscheidend sein. Die ESA verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Bodenbetrieb und ein globales Netzwerk von Augen zum Himmel und spielt eine führende Rolle bei der Vernetzung der Erde mit dem Weltraum, während wir zum Mond vorstoßen.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

26. Januar 2022 – Sterne wie die Sonne schwingen wie ein gefüllter Wasserballon. Neben diesen globalen akustischen Schwingungen, die den gesamten Stern überziehen, sind weitere bekannt: So können Sonnenflecke, dunkle Gebiete auf der Sonnenoberfläche, Ausgangspunkt für magneto-akustische Wellen sein. Eine internationale Forschergruppe unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) hat mit Hilfe des Dunn Solar Telescope, eines Sonnenteleskops im US-amerikanischen Bundesstaat New Mexiko, erstmals eine Vielzahl solcher Schwingungen in Zusammenhang mit einem außergewöhnlich großen Sonnenfleck beobachtet. Der Sonnenfleck misst im Durchmesser etwa 40 000 Kilometer auf der Sonnenoberfläche. Das entspricht mehr als dem Dreifachen des Erddurchmessers. Numerische Simulationen der Forschergruppe bestätigen diesen Fund. Das Team berichtet von seinen Ergebnissen in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Sonnenflecke sind Gebiete hoher Magnetfeldstärke an der sichtbaren Oberfläche unseres Sterns. Da die starken Magnetfelder dort verhindern, dass heißes, hell leuchtendes Plasma aus dem Innern der Sonne aufsteigt, zeigen sich die Sonnenflecke im Vergleich zu ihrer Umgebung als dunkle Bereiche. Sie können über mehrere Tage oder Wochen stabil sein. In Phasen hoher Sonnenaktivität treten sie häufig auf; in Phasen geringer Aktivität kann die Oberfläche der Sonne für mehrere Monate völlig frei von Sonnenflecken sein.

Theoretische Überlegungen legen nahe, dass das komplexe Zusammenspiel aus strömendem Plasma und Magnetfeldern unterhalb der Sonnenflecke eine Vielzahl so genannter magneto-akustischer Wellen anregen kann, die sich bis in die Atmosphäre der Sonne fortsetzen. Gemeint sind Druckwellen, in denen auch die magnetischen Kräfte, die auf das Sonnenplasma wirken, eine wichtige Rolle spielen. Je nach Größe und Magnetfeldstärke erzeugt jeder Sonnenfleck eine andere Gruppe von Schwingungen – und zeichnet sich somit durch eine charakteristische „Sonnenfleck-Symphonie“ aus. Doch obwohl diese Zusammenhänge seit etwa 40 Jahren bekannt sind, hat sich die „Musik der Sonnenflecke“ als schwer zu greifen erwiesen: Bisher wurden nur wenige Schwingungsarten in kleinen magnetischen Strukturen beobachtet. Die aktuelle Studie, an der unter Leitung der italienischen Weltraumagentur ASI insgesamt zwölf Forschungseinrichtungen aus sechs Ländern beteiligt waren, zeichnet nun erstmals ein umfassendes Bild der Schwingungen, die zu einem riesigen Sonnenfleck gehören.

Riesiger Sonnenfleck, gewaltiges Magnetfeld
Zu diesem Zweck nahmen sich die Forscherinnen und Forscher Messdaten des Sonnenteleskops Dunn Solar Telescope vom Mai 2016 vor. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Sonne ihr letztes Aktivitätsmaximum zwar bereits durchschritten, zeigte sich aber immer noch von ihrer dynamischen Seite. In der Nähe des Sonnenäquators schmückte sie sich mit einem besonders großen Sonnenfleck: Mit einem Durchmesser von etwa 40 000 Kilometern war er einer der größten der vergangenen 20 Jahre. Auch sein Magnetfeld war gewaltig. Mit einer Stärke von 3,5 Kilogauss überstieg es das Magnetfeld der Erde um etwa vier Größenordnungen. „Die hohe zeitliche und räumliche Auflösung des Dunn Solar Telescopes zusammen mit dem starken Magnetfeld sorgten für einzigartige Messdaten“, erklärt Dr. Shahin Jafarzadeh vom MPS, der an der Studie beteiligt war.

Die Analyse der etwa drei Stunden überspannenden Messdaten vom 20. Mai 2016 zeigte ein breites Spektrum von Schwingungen: Mehr als 30 charakteristische, magneto-akustische Wellen ließen sich identifizieren, von denen viele ebenso wie der Sonnenfleck selbst bis zu 40 000 Kilometer überdeckten. Numerische Modellierungen der Forscherinnen und Forscher bestätigen diese Ergebnisse.

Magneto-Helioseismologie und andere Anwendungen
Da sich die nun gefundenen Schwingungen bis in die Sonnenatmosphäre fortsetzen, können sie nach Einschätzung der Forscherinnen und Forscher helfen, den Energietransport der Sonne in diese äußeren Schichten besser zu verstehen. Zudem ist es denkbar, dass sie als Grundlage für magneto-helioseismologische Studien dienen: Aus der Art, wie sich die Wellen in der Umgebung des Sonnenflecks ausbreiten, ließe sich auf Struktur und dynamische Prozesse in diesem Bereich schließen. Das Team hofft nun auf weitere hochaufgelöste Messdaten. Diese könnten etwa die ESA-Raumsonde Solar Orbiter, die sich der Sonne in den nächsten Jahren auf etwa 42 Millionen Kilometer annähern wird, sowie das kürzlich fertig gestellte Daniel K. Inouye Sonnenteleskop auf Hawaii liefern.

Originalveröffentlichung
M. Stangalini, G. Verth, V. Fedun, A. A. Aldhafeeri, D. B. Jess, S. Jafarzadeh, P. H. Keys, B. Fleck, J. Terradas, M. Murabito, I. Ermolli, R. Soler, F. Giorgi, and C. D. MacBride:
Large scale coherent magnetohydrodynamicoscillations in a sunspot,
Nature Communications, 25. Januar 2022
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28136-8

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• Unsere Sonne

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Quelle: ESA.

20. Dezember 2021 – Das James-Webb-Weltraumteleskop wurde in fast 30-jähriger Zusammenarbeit zwischen der ESA, der NASA und der kanadischen Weltraumagentur entwickelt, um Licht in die Ursprünge des Kosmos zu bringen.

Das Webb-Teleskop soll frühestens am 24. Dezember mit einer Ariane-5-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana starten. Es wird in einem direkten Tansfer zu seinem Zielorbit in mehr als 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde fliegen. Die 10-Meter-Antenne in Malindi, Kenia, ist Teil des kooperativen Bodenstations-Netzes der ESA namens Estrack und wird vom Boden aus den ersten Kontakt mit dem Weltraumteleskop herstellen und das wichtige „erste Signal“ erfassen.

Ein Signal sagt mehr als tausend Worte
Die erste Botschaft, die das Webb-Teleskop nach Hause schickt, wird als Spitze im Spektrum auf einem Monitor in der Bodenstation in Malindi erscheinen – quasi Webb’s „erste Worte“. Solche Radiowellen-Signale sind unsere einzige Möglichkeit, Kommandos zu senden und Daten zur Erde zu schicken.

Nach diesem ersten Signal wird eine Flut von weiteren Informationen gesendet, die den Flugingenieur*innen Auskunft über den Zustand des Raumfahrzeugs nach der Belastung durch den Start geben und es dem Team im Kontrollzentrum der ESA in Deutschland und dem Team der Italienischen Raumfahrtagentur (ASI) in Malindi ermöglichen, Kommandos und wichtige Missionsinformationen an das Webb-Missionskontrollzentrum der NASA weiterzuleiten.

Das globale Netz von Bodenstationen der ESA, Estrack, stellt diese wichtige Verbindung sicher. Mit einem Durchmesser von 10 Metern und einer relativ flexiblen Ausrichtung wird die Malindi-Station von der ESA in Zusammenarbeit mit ASI für die Start- und frühen Betriebsphasen einer Mission genutzt, bei denen sich eine Rakete oder ein Satellit noch recht schnell in Erdnähe am Horizont bewegen.

Die Station liegt in der Nähe des Äquators – wie auch der europäische Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana. Beim Start von diesem Ort aus erhalten die Raketen durch die dort herrschende schnellere Erdrotation einen zusätzlichen Schub.

Während das NASA-eigene System von Datenrelais-Satelliten in der Umlaufbahn – das Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS) – mit neu gestartete Missionen kommunizieren kann, können nur Bodenstationen wie die des Estrack-Netwerks der ESA und des entsprechenden Netzwerks der NASA den Webb-Flugingenieur*innen die wichtigen Informationen liefern, die am Starttag benötigt werden, nämlich sogenannte „Tracking-Daten“ wie Winkel-, Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessungen.

Vom Start bis zum L2
Etwa 23 Minuten nach dem Start wird die Ariane-5-Trägerrakete am Himmel über Malindi erscheinen, wobei sie über dem westlichen Horizont fliegt und weiterhin ihre wertvolle Fracht trägt. Nur fünf Minuten später trennt sich Webb von der Rakete und tritt seinen Alleinflug ins All an.

Anders als bei den meisten Missionen beginnt das Webb-Teleskop mit der Aussendung seines Signals nach dem Abwurf der Raketenverkleidung (des sog. Fairings), kurz vor der Abtrennung des Weltraumobservatoriums. Das bedeutet, dass das Estrack-Team der ESA bereits vor der Abtrennung von der Rakete mit dem Empfang von Signalen des Webb-Teleskops rechnen kann.

„Es kann sein, dass wir einige Minuten nach der Trennung des Raumfahrzeugs von der Ariane 5 das Signal kurzzeitig verlieren. Zu diesem Zeitpunkt schalten wir von der Verfolgung der Trägerrakete auf die Verfolgung des Weltraumteleskops um“, erklärt Daniel Firre, Leiter des Bodensegments der ESA.

„Die Malindi-Antenne hat sozusagen zwei Köpfe oder ‚Gehirne‘, von denen immer nur eines die Antenne steuern kann. Die jeweiligen Systeme erhalten ihre Befehle dann entweder vom Startbetreiber Arianespace oder vom Webb-Tracking-Computer. Um umzuschalten, halten wir die Antenne für ein paar Sekunden an und stecken das Kabel buchstäblich von einem Kontrollsystem auf das andere um, wobei die Bewegung für etwa 20 Sekunden unterbrochen wird.“

Ab dem Zeitpunkt der Trennung von der Raketen-Oberstufe wird Malindi drei Phasen der Kommunikation mit dem Raumfahrzeug haben; zunächst ist die ESA-Station in der ersten Stunde nach der Trennung in einer Art „Privatgespräch“ mit Webb. Danach schließt sich die Deep Space Antenna der NASA in Canberra an und Malindi dient als Backup. Wenn die Sonde von Canberra aus nicht mehr zu sehen ist, übernimmt Malindi noch einmal das Kommando, bevor die NASA-Station in Madrid weitermacht.

Immer ein Auge auf die Ariane 5
Auch nach der Abtrennung von Webb verfolgt die Station in Malindi weiterhin die Oberstufe der Ariane-Rakete, bis zu etwa einer Stunde und 20 Minuten nach dem Start. Die Antenne verfolgt die Rakete nicht primär – sie verfolgt in diesem Zeitraum Webb – allerdings schweben die beiden Objekte relativ nahe beieinander am Himmel. Da sich Webb in der Nähe der Raketenoberstufe befindet, verbleibt die Ariane bis zum Ende ihrer Mission innerhalb der „Antennenkeule“ von Malindi. Die Mission der Rakete endet mit der „vollständigen Entleerung des Raketenoberstufentanks“ – ganz im Sinne der globalen Richtlinien zur Vermeidung von Weltraummüll.

Vom Start bis zur Abtrennung, von der Signalerfassung bis zu den ersten wissenschaftlichen Daten, die von dieser außerordentlich spannenden Mission geliefert werden, ist die ESA dabei, um diese Mission zu unterstützen und dazu beizutragen, die geheimnisvollen Ursprünge des Kosmos zu ergründen.

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• James Webb Space Telescope (JWST) auf Ariane5 VA256

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Quelle: ESA.

In einem Pressebriefing verkündeten Samantha Cristoforetti, ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher, ESA-Direktor für astronautische Raumfahrt und robotische Exploration David Parker sowie Giorgio Saccoccia, Präsident der Italienischen Weltraumagentur ASI heute, dass Samantha Cristoforetti im Frühjahr 2022 zur Internationalen Raumstation fliegen soll und damit ESA-Astronaut Matthias Maurer folgen wird.

„Ich freue mich sehr, heute Samantha Cristoforettis zweite Weltraummission ankündigen zu können“, sagt ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher. „Sie ist ein tolles Vorbild für alle, die sich bei der vor kurzem angekündigten ESA-Astronautenauswahl 2021/22 bewerben möchten. Ich freue mich darauf, dass sie die wichtige Arbeit der europäischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Orbit fortführen und so hoffentlich Europa dazu inspirieren wird, weiter auf Entdeckungsreise zu gehen.“

„Seit ich von meiner ersten Mission zurückgekehrt bin, konnte ich mich auf beruflicher Ebene vielfach weiterentwickeln: Ein paar Jahre lang habe ich das so genannte Spaceship EAC geleitet, hier arbeiten wir in einem Team mit Studentinnen und Studenten sowie jungen Forschern an Technologien für die zukünftige Erkundung des Mondes. Danach habe ich am iHAB-Programm teilgenommen und die Astronautenperspektive der frühen Entwicklungsphase dieses Habitations-Moduls der ESA für das Lunar Gateway beigetragen. Diese Erfahrungen haben mich sehr bereichert und dafür bin ich sehr dankbar. Außerdem bekam ich die Möglichkeit, als Kommandantin der NEEMO23-Crew der NASA zehn Tage unter Wasser zu leben und zu arbeiten. Unter Wasser können wir die Bedingungen einer Weltraummission ziemlich gut nachbilden“, sagt Samantha Cristoforetti.

„Und doch war es immer mein Ziel, zur ISS, meinem zweiten Zuhause, zurückzukehren. Ich fühle mich geehrt, dass man mich mit einer zweiten Weltraummission betraut und ich freue mich schon darauf, Europa erneut im Orbit vertreten sowie zu wissenschaftlichen Entdeckungen und herausragenden technologischen Leistungen beitragen zu dürfen“, so die Astronautin weiter.

Vorbereitungen in vollem Gange
Das Training für Samantha Cristoforettis zweite Mission ist bereits angelaufen und umfasste ISS-Auffrischungskurse am Europäischen Astronautenzentrum der ESA in Köln sowie im Johnson Space Center der NASA in Houston, Texas.

In den nächsten Monaten nimmt ihr Trainingspensum weiter zu. Samantha Cristoforetti wird dann ihre Kenntnisse bezüglich der Systeme und Abläufe an Bord der ISS vertiefen und sich auf die spezifischen Experimente, die sie im Weltraum durchführen wird, vorbereiten.

Rückblick auf Futura
2014 flog Cristoforetti zum ersten Mal zur Internationalen Raumstation, im Rahmen ihrer Mission Futura. Nach 200 Tagen im Weltraum kehrte sie mit einem russischen Sojus-Raumschiff zur Erde zurück.

Während der Futura-Mission trug die Astronautin zu einem umfassenden wissenschaftlichen Programm in den Bereichen Physik, Biologie und menschliche Physiologie bei, außerdem zu Strahlungsforschung und Technologiedemonstrationen.

Darüber hinaus überwachte Cristoforetti das Abdocken des fünften und letzten Automated Transfer Vehicle (ATV) der ESA. Dieser Meilenstein schloss das entsprechende ESA-Projekt ab und ebnete den Weg für die Europäischen Servicemodule (ESM), die derzeit für das NASA-Raumfahrzeug Orion, das zum Mond und um diesen herum fliegen wird, gebaut werden.

Italienische Beteiligung an der Mission
Die Ausschreibung für neue Experimente der Italienischen Raumfahrtagentur ASI läuft noch. Währenddessen wird Samantha Cristoforetti sich unter anderem auf die Experimente LIDAL, NUTRISS, Acoustic Diagnostics und Mini-EUSO vorbereiten. Diese befinden sich bereits an Bord der ISS. ESA-Astronaut Luca Parmitano hatte bereits während seiner „Beyond“-Mission im Jahr 2019 daran gearbeitet.

Europa im Orbit
Auf dem ESA-Ministerratstreffen Space19+ sprachen die Mitgliedsstaaten ihre Unterstützung für das fortwährende Engagement der Agentur für die Internationale Raumstation aus, und zwar bis mindestens 2030. Außerdem sollen alle Astronautinnen und Astronauten der ESA-Klasse 2009 die Möglichkeit bekommen, ein zweites Mal in den Weltraum zu fliegen.

Samantha Cristoforettis Flug wird auf diejenigen von Alexander Gerst (2018), Luca Parmitano (2019) und Thomas Pesquet (2021) folgen. Vermutlich wird Cristoforetti Matthias Maurer, der im Herbst 2021 zum ersten Mal zur Internationalen Raumstation fliegen soll, an Bord der ISS ablösen.

Die ESA rekrutiert derzeit die nächste Astronautenklasse. Weitere Informationen zur Auswahl 2021/2022 finden Sie unter: esa.int/YourWayToSpace

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• Astronauten & Kosmonauten Nachrichten

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Quelle: OHB SE.

Mailand/Kourou, 22. März 2019. Erfolgreicher Start für PRISMA: Heute Nacht um 2.50 Uhr hat der Erdbeobachtungssatellit von OHB Italia, ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, an Bord einer VEGA-Startrakete seine Reise ins All angetreten und erfolgreich im Zielorbit seine Systeme hochgefahren. Der Satellit der italienischen Weltraumbehörde ASI (Agenzia Spaziale Italiana) wird die Erde mit einem hyperspektralen optischen Sensor beobachten und Daten für die Überwachung und Vorhersage von Umweltveränderungen auf unserem Planeten sammeln.

Der Satellit startete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana und wird auf seiner sonnensynchronen Umlaufbahn in etwa 620 Kilometern Höhe die Erde beobachten.

Nach einer dreimonatigen Testphase wird der Satellit im Juni 2019 seine operative Tätigkeit aufnehmen. Mit PRISMA bringt die OHB-Gruppe ihren ersten Hyperspektral-Satelliten auf den Weg ins All.

PRISMA (PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa) ist mit einem innovativen elektro-optischen Instrument ausgestattet, bei dem ein Hyperspektralsensor mit einer panchromatischen Kamera einer mittleren Auflösung verbunden wird. Dieses Kombiinstrument bietet die Vorteile der klassischen Erdbeobachtung durch die Erkennung der geometrischen Eigenschaften einer Landschaft, ist aber darüber hinaus in der Lage, durch die Verwendung von Hyperspektralsensoren die chemischen bzw. die physikalischen Eigenschaften von in der Landschaft vorhandenen Gegenständen zu bestimmen.

Roberto Aceti, Geschäftsführer von OHB Italia: „Mit der Mission PRISMA bekräftigt OHB Italia ihre Kompetenz als Systemintegrator. Dank dieser Mission hat OHB Italia in Europa einzigartige Fähigkeiten erworben, um weitere Zukunftsprojekte zu entwickeln, die den Nutzen der Raumfahrt näher an die Bürgerinnen und Bürger bringen.“

PRISMAs Satellitendaten lassen sich vielseitig anwenden
Forscher und andere Nutzer werden die Fähigkeiten von PRISMA in verschiedenen Anwendungsbereichen nutzen können. Hierzu gehören die Überwachung der Umwelt, das Ressourcenmanagement, die Bestimmung und Klassifizierung von Kulturpflanzen, Bekämpfung der Umweltverschmutzung und weitere Anwendungen unter anderem im Bereich der inneren Sicherheit sind auch denkbar.

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Quelle: Universität Bern.

Am 2. März 2019 hat CaSSIS nun zudem sein erstes Bild von InSight geliefert, dem Lander der NASA auf dem Mars.

ExoMars ist ein Weltraummission der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Zusammenarbeit mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos. ExoMars steht für Exobiologie auf dem Mars: erstmals seit den 1970er-Jahren wird wieder aktiv nach Leben auf dem Mars geforscht. Sogenannte Spurengase einschliesslich Methan und deren Quellen werden vom ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) untersucht, während das ExoMars-Programm als Ganzes – der TGO in Kombination mit dem Rover Rosalind Franklin, der nächstes Jahr starten wird – untersuchen wird, wie sich das Wasser und die geochemische Umgebung auf dem Mars im Laufe der Zeit verändert haben.

Das Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) an Bord des TGO wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Prof. Nicolas Thomas vom Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern entwickelt. TGO trat die Reise zum Mars heute vor drei Jahren an, am 14. März 2016, und erreichte den Mars am 19. Oktober desselben Jahres. Dabei demonstrierte und nutzte die Sonde ihre hohen Fähigkeiten betreffend Atmosphärenbremsung, um die wissenschaftliche Umlaufbahn zu erreichen. Die Hauptmission begann schliesslich im April 2018.

Hallo InSight!
Unter den Bildern von CaSSIS, die heute auch von der ESA veröffentlicht wurden, befindet sich unter anderem ein Bild des Landers InSight der amerikanischen Weltraumorganisation NASA. Es gab bereits Aufnahmen von InSight, die vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA gemacht wurden. Es ist jedoch das erste Mal, dass ein europäisches Instrument den Lander identifiziert hat. InSight war am 26. November 2018 auf dem Mars angekommen mit dem Ziel, das Innere des roten Planeten zu untersuchen.

Das farbempfindliche Bild wurde am 2. März 2019 von CaSSIS aufgenommen und bildet eine Fläche von 2.25 x 2.25 km ab. Zu diesem Zeitpunkt hämmerte InSight eine Sonde in den Marsboden, um die Hitze im Inneren des Planeten zu messen. Auf der Aufnahme von CaSSIS ist InSight als etwas hellerer Fleck im Zentrum einer dunklen Fläche zu sehen, die entstanden ist, als der Lander seine Bremsraketen zündete kurz vor seiner Landung in der Elysium Planitia Region und Staub aufwirbelte. Ebenfalls zu sehen sind das kurz vor der Landung abgeworfene Hitzeschild am Rande eines Kraters und der Schutzschild von InSight.

«Der Orbiter wird verwendet, um Daten von InSight zur Erde zu übertragen», sagt Nicolas Thomas, der Hauptverantwortliche für CaSSIS. «Wegen dieser Funktion konnten wir die Kamera bisher nicht auf den Landeplatz von InSight richten, um Unsicherheiten in der Kommunikation zu vermeiden. Wir mussten also warten, bis der Landeplatz direkt unter dem TGO vorbeikam, um dieses Bild aufzunehmen.» CaSSIS soll das InSight-Team durch die Beobachtung der Marsoberfläche in der Umgebung zusätzlich unterstützen.

Das Bild von InSight zeigt auch, dass CaSSIS in der Lage sein wird, den zukünftigen ExoMars-Rover Rosalind Franklin zu fotografieren, der im März 2021 auf dem Mars ankommen soll. Der TGO wird auch für diesen Rover als Datenübertragungsstation dienen.

Wissenschaft im Schaufenster
Ebenfalls heute erscheint eine Auswahl von Bildern, die von den beeindruckenden wissenschaftlichen Fähigkeiten von CaSSIS zeugen. Die hochauflösenden Bilder zeigen Ansichten von eigenartigen Oberflächenmerkmalen, illustrieren die Vielfalt der Mineralien auf dem Mars und liefern sogar 3D-Stereoansichten und digitale Geländemodelle. Die Bilder wurden von Teams der Universität Bern, der University of Arizona und des INAF-Padova produziert.

Die Bilder beinhalten Detailansichten von polaren Schichtablagerungen und zeigen die Dynamik von Dünen und von sogenannten Staubteufeln (Luftwirbeln). Die Stereobilder von CaSSIS erwecken die Szenerie auf dem Mars zum Leben, indem sie zusätzlich Einblick in die Höhenunterschiede geben. Diese Informationen sind wichtig für die Entschlüsselung der Geschichte der Ablagerungen und Schichten auf dem Mars.

Einige Bilder wurden eingefärbt, um die Oberflächenstruktur deutlich zu machen. Kombiniert mit Daten aus anderen Instrumenten, ermöglichen die Bilder den Forschenden, Rückschlüsse zu ziehen auf die verschiedenen chemischen Zusammensetzungen und beispielsweise Regionen zu identifizieren, die durch Wasser beeinflusst wurden. Diese Bilder können auch unterstützend eingesetzt werden für die Leitung von Missionen zur Erkundung der Marsoberfläche.

«Das Bild von der Landestelle von InSight ist nur eines von vielen wirklich hochwertigen Bildern, die CaSSIS geliefert hat. Die heute veröffentlichten Bilder gehören zu den besten der letzten Zeit. Und ich bin auch begeistert von den digitalen Geländemodellen», sagt Nicolas Thomas. Håkan Svedhem, Project Scientist für den TGO bei der ESA fügt an: «Die Bilder sind ein Beweis für das wissenschaftliche Potential des Kamerasystems. Wir werden während der Mission in der Lage sein, dank der Bilder sowohl dynamische Oberflächenprozesse zu untersuchen – einschliesslich solcher, die helfen könnten, den Bestand an Spurgasen zu begrenzen, den die Spektrometer der TGO analysieren – und zukünftige Landeplätze zu charakterisieren.»

Förderung durch das SBFI / Abteilung Raumfahrt
CaSSIS ist ein Projekt der Universität Bern und ist finanziert von der Abteilung Raumfahrt des SBFI durch das PRODEX-Programm der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Die Entwicklung der Instrumentenhardware wurde auch von der italienischen Weltraumbehörde (ASI), dem INAF/Astronomischen Observatorium Padua und dem Space Research Center (CBK) in Warschau unterstützt.

Bei allen Instrumenten, die in der Schweiz und unter der Leitung der Universität Bern entwickelt wurden, stammen wesentliche Beiträge und/oder Teillieferungen aus der Schweizer Industrie. Das PRODEX-Programm, in dessen Rahmen wissenschaftliche Instrumente oder Teilsysteme bereitgestellt werden, verlangt eine industrielle Beteiligung von mindestens 50% am Gesamtprojekt. Diese Bedingung ermöglicht einen Wissens- und Technologietransfer aus der Industrie und in die Industrie und verschafft dem Werkplatz Schweiz einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – nicht zuletzt auch dank Spill-over-Effekten auf andere Sektoren der beteiligten Unternehmen.

Beteiligungen der Schweiz an Programmen der ESA erlauben es Schweizer Akteuren aus Wissenschaft und Wirtschaft, sich ideal in entsprechenden Aktivitäten der ESA zu positionieren.

Berner Weltraumforschung: Seit 50 Jahren an der Weltspitze mit dabei
Die Berner Weltraumforschung in Zahlen ergibt eine stattliche Bilanz: 25mal flogen Instrumente mit Raketen in die obere Atmosphäre und Ionosphäre (1967-1993), 9mal auf Ballonflügen in die Stratosphäre (1991-2008), 33 Instrumente flogen auf Raumsonden mit, und ein Satellit wurde gebaut (CHEOPS, Start 2. Hälfte 2019).

Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie (WP) des Physikalischen Instituts der Universität Bern wurde durch die Gründung eines universitären Kompetenzzentrums, dem Center for Space and Habitability (CSH), gestärkt. Der Schweizer Nationalsfonds sprach der Universität Bern zudem den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS zu, den sie gemeinsam mit der Universität Genf leitet.

Der Beitrag Spektakuläre Bilder von Mars-Kamera CaSSIS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: OHB SE.

Mailand/Kourou, 6. März 2019. Für PRISMA wird es bald ernst: In der Nacht vom 14. auf den 15. März wird der Erdbeobachtungssatellit von OHB Italia, ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, an Bord einer VEGA-Startrakete seine Reise ins All antreten.

Der Satellit der italienischen Weltraumbehörde ASI (Agenzia Spaziale Italiana) wird die Erde mit einem hyperspektralen optischen Sensor beobachten und Daten für die Überwachung und Vorhersage von Umweltveränderungen auf unserem Planeten sammeln. Der Satellit startet vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana und wird künftig auf seiner sonnensynchronen Umlaufbahn in etwa 620 Kilometern Höhe die Erde beobachten. Er hat ein Startgewicht von ca. 900 Kilogramm. Mit PRISMA bringt die OHB-Gruppe ihren ersten Hyperspektral-Satelliten auf den Weg ins All.

PRISMA (PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa) ist mit einem innovativen elektro-optischen Instrument ausgestattet ist, bei dem ein Hyperspektralsensor mit einer panchromatischen* Kamera einer mittleren Auflösung verbunden wird. Dieses Kombiinstrument bietet die Vorteile der klassischen Erdbeobachtung durch die Erkennung der geometrischen Eigenschaften einer Landschaft, ist aber darüber hinaus in der Lage, durch die Verwendung von Hyperspektralsensoren die chemischen bzw. die physikalischen Eigenschaften von in der Landschaft vorhandenen Gegenständen zu bestimmen. Roberto Aceti, Geschäftsführer von OHB Italia: „Wir sind stolz darauf, den ersten europäischen Hyperspektralsatelliten an ASI auszuliefern. Dieser Satellit eröffnet Neuland für viele weitere Dienste und Anwendungen.“

PRISMA is watching you: Satellitendaten lassen sich vielseitig anwenden
Forscher und andere Nutzer werden die Fähigkeiten von PRISMA in verschiedenen Anwendungsbereichen nutzen können. Hierzu gehören die Überwachung der Umwelt, das Ressourcenmanagement, die Bestimmung und Klassifizierung von Kulturpflanzen, Bekämpfung der Umweltverschmutzung usw. weitere Anwendungen u.a. im Bereich der inneren Sicherheit sind auch denkbar.

Der Satellit PRISMA wurde durch OHB Italia unter Verwendung einer durch das italienische Raumfahrtunternehmen Leonardo Airborne and Space Systems gelieferten Nutzlast gefertigt.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen passiven Satellitensensoren, die die von unserem Planeten reflektierte Sonnenstrahlung in einer begrenzten Anzahl von Spektralbändern (typischerweise höchstens ein Dutzend) erfassen, ist PRISMA in der Lage, 240 Bänder (239 Spektralbänder und den panchromatischen Kanal) zu erfassen. Dies wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, das Wissen über natürliche Ressourcen und aktuelle Umweltprozesse, wie beispielsweise der Klimawandel, zu präzisieren.

Noch mehr Hyperspektral made by OHB
Aktuell arbeitet die OHB System AG im Auftrag des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) an der ersten deutschen Hyperspektral-Mission EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Programme). Abbildende Spektrometer messen die von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenstrahlung vom sichtbaren Licht bis hin zum kurzwelligen Infrarot. Auch mit EnMAP lassen sich präzise Aussagen über Zustand und Veränderungen der Erdoberfläche ableiten. Die Mission soll im Jahr 2020 starten und ist auf fünf Jahre ausgelegt.

*Panchromatische Sensoren nehmen das gesamte Strahlungsspektrum im Bereich des sichtbaren Lichts (ca. 400 nm blau-violett – ca. 700 nm rot) auf.

Der Beitrag PRISMA: Hyperspektral-Satellit vor dem Start erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA, Thales Alenia Space.

Der Vertrag zwischen der ESA und TAS im Wert von 450 Millionen Euro über den Bau von Sentinel 3C und 3D für das europäische Copernicus-Programm wurde am 9. Februar 2016 in der französischen Hauptstadt Paris unterzeichnet.

Wie schon bei der Herstellung der Erdbeobachtungssatelliten Sentinel 3A und 3B wird TAS wieder als Hauptauftragnehmer fungieren. TAS führt ein Konsortium von rund 100 europäischen Unternehmen an und ist verantwortlich für Entwurf, Entwicklung, Integration und Tests der beiden Raumfahrzeuge.

In den Weltraum transportiert werden die beiden Satelliten laut Plan ab 2021 auf Raketen vom Typ VEGA als Teil des umfassenden Copernicus-Programms, das sich koordiniert von der Europäischen Kommission der Umweltbeobachtung widmet. Die ESA kümmert sich um Schaffung und Betrieb des Weltraumsegments von Copernicus.

Der Start von Sentinel 3A erfolgt übrigens in einigen Tagen vom Kosmodrom Plessezk in Russland auf einer Rockot-Rakete, nach dem er einige Male unerwartet verschoben werden musste. Sentinel 3B wird nach aktuellem Stand voraussichtlich im Jahre 2017 auf eine Umlaufbahn um die Erde gebracht.

Sentinel 3C und 3D basieren auf dem Satellitenbus Prima, den TAS im Auftrag der Italienischen Raumfahrtagentur (Agenzia Spaziale Italiana, ASI) entwickelt hatte und zunächst Basis für die vier italienischen Radarsatelliten der COSMO-SkyMed-Konstellation wurde. Die beiden neuen Satelliten für Copernicus weisen voraussichtlich jeweils eine Startmasse von rund 1.200 Kilogramm auf.

Das zusätzliche Satellitenpaar soll den Strom der Erdbeobachtungsdaten, der von Sentinel 3A und 3B kommen wird, nicht versiegen lassen. Die zusätzlichen Satelliten werden es erlauben, weiter kontinuierlich die Oberflächenfarben der Ozeane, die Höhe der Weltmeere und die Dicke von Meereis zu bestimmen. Dabei können die Ozeanfarben beispielsweise Auskunft über das Vorhandensein von Algen oder Verschmutzungen geben.

Mit den Satelliten soll außerdem die Ermittlung von aktueller Landnutzung, die Erfassung des Zustands von Bewuchs und die Messung von Pegeln in Flüssen und Seen fortgeführt werden. Die Satelliten werden helfen, die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen. Außerdem ermöglichen sie ganz praktische Dinge wie das Monitoring von Waldbränden oder von gefährlichen Wellenbergen.

Die beiden Satelliten erhalten jeweils vier Hauptinstrumente:

OLCI
Das Spektrometer OLCI (Ocean and Land Color Instrument) zur Erfassung der Ozean- und Landfarben basiert auf dem MERIS für MEdium Resolution Imaging Spectrometer genannten Spektrometer, das an Bord des bisher größten europäischen Erdbeobachtungssatelliten Envisat zum Einsatz kam.

OLCI hat eine Masse von rund 153 Kilogramm und ist für einen siebeneinhalb-jährigen Einsatz ausgelegt. Das Instrument erreicht eine Schwadbreite von 1.270 Kilometern, benutzt 21 Frequenzbänder mit Wellenlängen zwischen 0,4 und 1,02 Mikrometern und ermöglicht eine räumliche Auflösung im Bereich von 300 Metern.

MWR
Das Mikrowellenradiometer MWR (MicroWave Radiometer) geht ebenfalls auf eine Konstruktion für Envisat zurück. Das Sentinel-3-MWR mit einer Masse von rund 26,5 Kilogramm besitzt zwei Kanäle bei 23,8 und 36,5 GHz mit einer Bandbreite von jeweils 200 MHz.

Mit dem Radiometer können Korrekturdaten für die Radaranlage (SRAL) an Bord gewonnen werden. Mit Hilfe der Daten lassen sich Fehler, die sich durch in der Atmosphäre vorhandene Feuchtigkeit ergeben, kompensieren. Außerdem ermöglicht das Instrument die Erfassung von Emissions- und Feuchtedaten zu überflogenen Landflächen und die Beurteilung von Eisflächen im Blickfeld.

SLSTR
Das bildgebende Radiometer SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer) ist eine Weiterentwicklung von Envisats Radiometer Advanced Along-Track Scanning Radiometer (AATSR). Die Masse des SLSTR beim Start liegt bei rund 90 Kilogramm. Es soll sich 7,5 Jahre benutzen lassen und die Weltmeere und Landflächen dabei in neun Frequenzbändern mit Wellenlängen zwischen 0,55 und 12 Mikrometern abtasten. Im Bereich des sichtbaren Lichts und des nahen Infraroten (VIS und SWIR) erhofft man sich eine räumliche Auflösung im Bereich von 500 Metern, im mittleren und thermalen Infraroten (MWIR und TIR) von etwa einem Kilometer.

Das Instrument besitzt zwei unterschiedliche Sichtfelder. Eines ermöglicht eine Schwadbreite von 1.420 Kilometern beim direkten Blick vertikal nach unten. Das zweite mit einer abweichenden Blickrichtung ist auf eine Schwadbreite von 750 Kilometern hin ausgelegt. Das SLSTR ist dafür gedacht, Ozeanfarbe, Ozeanoberflächentemperaturen und Pegel zu bestimmen. Bei der Messung der Oberflächentemperatur soll es eine Genauigkeit von 0,3 Grad Celsius erreichen.

SRAL
Die Radaranlage, ein Radarhöhenmesser namens SRAL (Synthetic aperture Radar ALtimeter), ist eine Evolutionsstufe des SIRAL für SIRAL Synthetic Aperture Interferometric Radar Altimeter genannten Höhenmessers von Cryosat. Sie kann in zwei unterschiedlichen Radar-Betriebsmodi eingesetzt werden.

In einem Modus mit geringer Auflösung (Low-Resolution Mode, LRM, Auflösung ca. 20 km) erfolgt der Einsatz mit einem Muster aus 6 Impulsen im K_u-Band, das nach drei Impulsen von einem Impuls im C-band unterbrochen wird. Die Pulsfrequenz beträgt dabei 1,9 kHz.

Im SAR-Modus mit einer Pulsfrequenz von 17,8 kHz kann mit von zwei C-Band-Impulsen umgebenen Ketten aus 64 K_u-Band-Impulsen eine deutliche höhere Auflösung im Bereich von 300 Metern erzielt werden. Der SAR-Modus erlaubt über Meeresflächen abhängig von der Wellenhöhe eine vertikale Auflösung im Bereich einiger Zentimeter.

Im K_u-Band benötigt SRAL eine Bandbreite von 350 MHz im Bereich bei 13,575 GHz. Im C-Band, das von SRAL zur Gewinnung von Korrekturdaten zur Kompensation von störenden Beeinflussungen der Radarimpulse durch Ionosphäre und Troposphäre benutzt wird, besetzt SRAL 320 MHz bei 5,41 GHz. Die Masse der Anlage beträgt rund 60 Kilogramm.

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• Copernicus (früher GMES)
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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Nach einer Flugdauer von fast sieben Jahren und einer bis dahin zurückgelegten Distanz von mehr als drei Milliarden Kilometern trat die Raumsonde Cassini am 1. Juli 2004 in eine Umlaufbahn um den Saturn, dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems, ein. In den folgenden zehn Jahren hat die Raumsonde den Saturn bis zum heutigen Tag 210 mal umkreist. Neben der Atmosphäre des Planeten, dessen komplexen Magnetfeld und dem Ringsystem gilt das Interesse der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler auch der Untersuchung der 62 bisher bekannten Monde des Saturn.

Bei einem dieser Monde handelt es sich um den am 17. September 1789 durch den Astronomen Wilhelm Herschel entdeckten Mond Mimas. Dieser mit einem Durchmesser von 396,6 Kilometern siebtgrößte Mond des Saturn umkreist seinen ‚Heimatplaneten‘ auf einer prograden, nahezu kreisförmig verlaufenden Umlaufbahn in einer Entfernung von 185.520 Kilometern zu dessen Zentrum innerhalb von 22 Stunden, 37 Minuten und 5,2 Sekunden. Die Umlaufbahn dieses Mondes weist dabei eine Exzentrizität mit einem Wert von lediglich 0,0202 auf und ist um 1,566 Grad gegen die Äquatorebene des Saturn und um 0,005 Grad gegenüber der eigenen Rotationsachse geneigt. Bedingt durch die niedrige Exzentrizität variiert die Umlaufbahn bezüglich der Entfernung zu Saturn um lediglich etwa 7.500 Kilometer. Aufgrund der sich durch diese Werte ergebenden gebundenen Rotation zeigt Mimas dem Saturn immer die gleiche Seite seiner Oberfläche.

Diese hier genannten Werte über die Umlaufbahn des Mondes Mimas, aber auch die entsprechenden Daten für die anderen inneren und zugleich größeren Saturnmonde sind den Astronomen bereits seit längerem bekannt – dabei aber keineswegs ‚in Stein gemeißelt‘. Speziell die Umlaufbahnen der inneren Monde des Saturn, welche über geringe Durchmesser verfügen und entsprechend wenig Masse aufweisen, unterliegen einer permanenten gravitativen Beeinflussung durch den Saturn und den anderen, mehr oder weniger in der unmittelbaren Nachbarschaft kreisenden Monden, was zu minimalen Veränderungen der jeweiligen Umlaufbahnen führen kann. Zwecks der Bestimmung ihrer präzisen Bahnparameter werden diese Monde deshalb bei sich ergebenden Möglichkeiten immer wieder mit der ISS-Kamera, einem der 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Cassini, im Rahmen von sogenannten ‚astrometrischen Beobachtungskampagnen‘ abgebildet.
Bei der Auswertung der Aufnahmen, welche in diesem Zusammenhang während der letzten Jahre von dem Mond Mimas angefertigt wurden, sind die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler auf eine Ungereimtheit gestoßen. Mimas weist bei der Umkreisung des Saturn ein eigentümliches Umlaufverhalten auf, welches sich in Form einer minimalen ‚Taumelbewegung‘, die auch als Libration bezeichnet wird, bemerkbar macht. Diese Taumelbewegung wurde jetzt mit Modellen, welche sich mit dem vermuteten inneren Aufbau von Mimas beschäftigen, abgeglichen.

„Unsere Daten deuten darauf hin, dass irgend etwas im Inneren von Mimas nicht ganz stimmen kann“, so Radwan Tajeddine von der Cornell University. „Die von uns beobachteten Taumelbewegungen fallen doppelt so stark aus, wie es die Modelle vorausgesagt haben.“

Um die gewonnenen Daten mit den Modellen in Einklang zu bringen sind zwei Szenarien denkbar. Zum einen könnte Mimas in seinem Inneren über einen in die Länge gezogenen und nicht etwa über einen – wie eigentlich zu erwartenden – mehr oder weniger kugelförmigen Kern verfügen. Dies wäre für die Wissenschaftler eine Überraschung, da man angesichts des Alters des Mondes, welches mehr als vier Milliarden Jahre betragen dürfte, eigentlich davon ausgeht, dass der Kern dieses Mondes bereits vor langer Zeit eine kugelförmige Gestalt angenommen haben sollte.

Ein verborgener Ozean unter der Oberfläche?
Wahrscheinlicher – und für die Planetenforscher zugleich auch faszinierender – ist dagegen die zweite Möglichkeit: Der Saturnmond Mimas könnte in einer Tiefe von etwa 24 bis 31 Kilometern unter seiner Oberfläche einen Ozean aus flüssigem Wasser beherbergen!

Auch dieses Szenario wäre allerdings eine Überraschung, da im Rahmen der bisherigen Untersuchungen auf der Oberfläche von Mimas keinerlei Hinweise auf irgendeine Form von geologischer Aktivität entdeckt wurden. Mit einem Durchmesser von weniger als 400 Kilometern ist Mimas zudem eindeutig zu klein, um in seinem Inneren eine Wärmequelle zu beherbergen, welche einen flüssigen Ozean möglich machen würde. Eine mögliche Erklärung für diesen Wiederspruch wäre, dass die Umlaufbahn von Mimas um den Saturn in der Vergangenheit deutlich langgezogener war als in der Gegenwart. Dies könnte dann zu erhöhten Gezeitenkräften und – dadurch bedingt – zu einer Freigabe von Wärmeenergie geführt haben. Ein vergleichbares Szenario dürfte für die gegenwärtig zu beobachtende Aktivität des Saturnmondes Enceladus verantwortlich sein.

Trotz dieser Ungereimtheiten erscheint den Wissenschaftlern gegenwärtig das ‚Ozean-Modell‘ als die plausiblere Erklärung. Ein in die Länge gezogener Kern müsste sich eigentlich dadurch bemerkbar machen, dass der Mond Mimas eine andere, dann ebenfalls eher ovale Form einnimmt. Allerdings weisen die Wissenschaftler darauf hin, dass durch zusätzliche Daten eventuell noch alternative Modelle entwickelt werden können, welche diese ungewöhnlich starke Taumelbewegung erklären könnten. Hierbei setzen die Wissenschaftler um Radwan Tajeddine speziell auf weitere Daten der Raumsonde Cassini, welche in den kommenden Monaten und Jahren gesammelt werden sollen.
Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden von Radwan Tajeddine et al. unter dem Titel „Constraints on Mimas’ interior from Cassini ISS libration measurements“ am 17. Oktober 2014 in der Fachzeitschrift „Science“ publiziert.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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Verwandte Internetseiten:

• Cassini-Huygens Sonderseite
• Cassini-Huygens Newsarchiv
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Fachartikel von Radwan Tajeddine et al.:

• Constraints on Mimas’ interior from Cassini ISS libration measurements (Abstract, engl.)

Der Beitrag Ein verborgener Ozean auf dem Saturnmond Mimas? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA, JPL.

Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometern handelt es sich bei dem im Jahr 1655 durch den niederländischen Astronomen Christiaan Huygens entdeckten Mond Titan um den größten und mit Abstand massereichsten der 62 bisher bekannten Monde des Planeten Saturn und – nach dem Jupitermond Ganymed – zugleich um den zweitgrößten Mond innerhalb unseres Sonnensystems.

Der Titan ist zudem als einziger Mond im Sonnensystem von einer dichten Atmosphäre umgeben. Diese Gashülle besteht hauptsächlich aus Stickstoff, welcher dort mit einem Anteil von rund 98,4 Prozent vertreten ist. Neben dem Edelgas Argon und der Kohlenwasserstoffverbindung Methan konnten dort in der Vergangenheit zudem mehr als ein Dutzend weitere organischer Verbindungen wie zum Beispiel Ethan, Propan und Cyanwasserstoff nachgewiesen werden.

Diese Lufthülle, deren gesamte Masse etwa 1,19 mal größer ausfällt als die Gesamtmasse der Erdatmosphäre, erreicht eine Höhe von mehreren hundert Kilometern und ist mit Wolken, Dunstschleiern und Aerosolen durchsetzt. Nahe der Oberfläche fällt die Atmosphäre des Titan etwa fünfmal dichter aus als auf unserem Heimatplaneten und erreicht dort einen Atmosphärendruck von 1,5 bar, was einen etwa 50 Prozent höheren Wert als auf der Erde darstellt.

Jahreszeiten und Wetterveränderungen
Da die Rotationsachse des Saturns um rund 27 Grad gegen dessen Umlaufebene um die Sonne geneigt ist, zeigt der Planet – ähnlich wie die Erde mit einer Achsenneigung von 23,44 Grad – ausgeprägte Jahreszeiten. Dies trifft zugleich auch auf den Titan zu, welcher den Saturn in dessen Äquatorebene umkreist. Allerdings dauern diese Jahreszeiten aufgrund des fast 30 Jahre dauernden ‚Saturnjahres‘ jeweils rund 7,5 Jahre und nicht nur – wie auf der Erde – lediglich wenige Monate. Aufgrund der hohen Exzentrizität der Saturnbahn, welche einen Wert von 0,05648 aufweist, treten dabei im Verlauf der Jahreszeiten sowohl auf dem Saturn als auch auf dem Mond Titan deutlich erkennbare Wetterveränderungen auf.

Die systematische Untersuchung dieser jahreszeitlich bedingten Veränderungen ist eine der Hauptaufgaben der Raumsonde Cassini, welche sich bereits seit dem 1. Juli 2004 in einer Umlaufbahn um den Saturn befindet und den Planeten sowie dessen Ringsystem und Monde seitdem mit 12 wissenschaftlichen Instrumenten eingehend erforscht. Besonders interessant ist dabei für die Wissenschaftler der gegenwärtig ablaufende Wechsel der Jahreszeiten auf dem Titan. Erst im Jahr 2009 ging auf der südlichen Hemisphäre des Titan der dortige Sommer in den Herbst über.

Ein Wolkenwirbel über dem Südpol des Titan
Bereits im Mai 2012 entdeckten die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler dabei anhand der von der Raumsonde übermittelten Daten, dass sich über dem Südpol des Titan innerhalb der dort befindlichen dichten Dunst- und Wolkenschichten ein ausgeprägter Wolkenwirbel gebildet hatte. Diese Formation besaß einen Durchmesser von mehreren 100 Kilometern und verfügte über verschiedene Strukturen, die auf starke Zirkulationsbewegungen in ihrem Inneren hindeuteten. Wahrscheinlich, so die damalige Erklärung der Wissenschaftler, handelt es sich bei diesem Wolkenwirbel um eine Konvektionszelle, in deren Zentrum kühlere Luft in die Tiefe absinkt, während wärmere Luft an den Rändern aufsteigt.

Ungewöhnlich war allerdings die Höhe von etwa 300 Kilometern über der Oberfläche, in der sich der Wolkenwirbel gebildet hatte. In den vorherigen Jahren durchgeführte Temperaturmessungen hatten nahe gelegt, dass es in diesem Bereich der Titanatmosphäre während der aktuellen Jahreszeit noch deutlich zu warm sein sollte, als dass sich dort derartig massive und dauerhaft vorhandene Wolken bilden könnten. In den folgenden zwei Jahren wurde die Struktur deshalb mehrfach mit verschiedenen Instrumenten der Raumsonde weiter untersucht. Durch Messungen mit dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) – einem im infraroten Wellenlängenbereich arbeitenden Spektrometer – konnte dabei auch die chemische Zusammensetzung der Wolke bestimmt werden.

Eine Wolke aus Blausäure-Eiskristallen
„Das von dem Südpolwirbel ausgehende Licht zeigt deutliche Unterschiede in Bezug auf andere Bereiche der Titan-Atmosphäre“, so um Remco J. de Kok von der Sternwarte Leiden/Niederlande. „Wir konnten dort deutliche Signaturen von gefrorenen Blausäure-Molekülen erkennen.“

In seinem gasförmigen Aggregatzustand konnte Cyanwasserstoff (HCN) bereits in den vorherigen Jahren in geringen Mengen in der Titanatmosphäre nachgewiesen werden. Das Auffinden dieser chemischen Verbindung in Form von lediglich mikrometergroßen gefrorenen Partikeln war für die Wissenschaftler allerdings eine Überraschung, denn um die Existenz solcher gefrorenen HCN-Partikel zu ermöglichen müssen in der Titanatmosphäre Temperaturen von weniger als minus 148 Grad Celsius herrschen.

„Dies ist gute 100 Grad Celsius kälter als unsere bisherigen Klimamodelle [für die gegenwärtige Jahreszeit] für die obere Titan-Atmosphäre vorhersagen“, so Nick Teanby von der Universität Bristol. „Um zu überprüfen, ob wirklich solch niedrige Temperaturen vorherrschen, haben wir ein weiteres Spektrometer von Cassini, das Composite Infrared Spectrometer, eingesetzt.“ Dieses Instrument ermöglicht es den Wissenschaftlern, ein vertikales Temperaturprofil der Titanatmosphäre anzufertigen.
Unglücklicherweise wurden im Jahr 2012 keine entsprechenden Temperaturdaten direkt von dem Südpol-Wolkenwirbel angefertigt. Durch den Abgleich mit zu anderen Zeitpunkten angefertigten Temperaturprofilen konnten diese Werte jedoch rekonstruiert werden. Die so nachträglich gewonnenen Daten zeigten, dass sich die Atmosphäre des Titan über dessen Südpol in den letzten Jahren rapide abgekühlt hat. Die dabei erfolgte Temperaturentwicklung steht in Einklang mit den jetzt ermittelten Werten und zeigt eine Übereinstimmung mit den Temperaturen, welche zur Bildung der beobachteten Cyanwasserstoff-Eispartikel benötigt werden.

Die oberen Atmosphärenschichten im Bereich des Südpols des Titan kühlten sich demzufolge in weniger als einem Jahr um mehr als 50 Grad auf Temperaturen um die minus 150 Grad Celsius ab, so dass der Cyanwasserstoff zu Eiskristallen kondensieren konnte. Aufgrund des erst kurz zuvor erfolgten Überganges in den Herbst ergibt sich daraus die Vermutung, dass im Bereich der oberen Atmosphärenschichten des Titan ein äußerst wirkungsvollen Abkühlungseffekt erfolgt, bei dem Wärmestrahlung in das umgebende Weltall abgegeben wird. Dieser Prozess, so die an dieser Studie beteiligten Wissenschaftler, stellt eine Herausforderung für die derzeitigen Modelle der jahreszeitlichen Veränderungen in der Atmosphäre des Titan dar.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 1. Oktober 2014 unter dem Titel „HCN ice in Titan’s high-altitude southern polar cloud“ in der Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

Die nächste Möglichkeit für eine eingehendere Untersuchung des Titan bietet sich bereits am 24. Oktober 2014. An diesem Tag wird die Raumsonde Cassini den Titan um 04:41 MESZ im Rahmen eines gesteuerten Vorbeifluges erneut passieren und aus einer Überflughöhe von 1.013 Kilometern mit verschiedenen Instrumenten untersuchen (Raumfahrer.net berichtete).

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn und seine Monde noch bis zum Jahr 2017 erkunden und am 15. September 2017 aufgrund des dann nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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Fachartikel von Remco J. de Kok et al.:

• HCN ice in Titan’s high-altitude southern polar cloud (Abstract, engl.)

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