Quelle: Universität Bern 27. März 2023.

27. März 2023 – Am Donnerstag, 13. April 2023 um 14:15 Uhr soll die Weltraumsonde Juice (Jupiter ICy moons Explorer) der europäischen Weltraumorganisation ESA an Bord einer ARIANE 5 Rakete ihre Reise vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana, zum Jupiter antreten. Nach einer rund achtjährigen Reise wird Juice beim Jupiter ankommen und dort den größten Planeten unseres Sonnensystems und drei seiner über 80 Monde erforschen. Dabei handelt es sich um die Eismonde Ganymed, Kallisto und Europa – eisige, dunkle Welten: Die Durchschnittstemperatur auf deren Oberfläche liegt bei unter minus 140 Grad Celsius.

Die Juice-Mission will fundamentale Fragen zur Entstehung des Jupiters und seinen Monden klären – und es geht auch um die Suche nach Anzeichen für Leben. An Bord von Juice befinden sich zehn wissenschaftliche Instrumente. Die Universität Bern trägt das Massenspektrometer NIM (welches Teil des Particle Environment Package PEP ist) zur Mission bei und ist an zwei weiteren Instrumenten beteiligt: Dem Submillimeter Wave Instrument SWI und dem Laser Altimeter GALA.

Gefragte Berner Expertise
Der Instrumentenbau für Weltraummissionen hat eine lange Tradition an der Universität Bern. So verfügt man in Bern beispielsweise über ausgewiesene Expertise auf dem Gebiet der Massenspektronomie. Für die Juice-Mission wurde das Neutral and Ion Mass Spectrometer (NIM) unter der Leitung von Prof. Peter Wurz, Direktor des Physikalischen Instituts der Universität Bern, in Bern entwickelt und gebaut. Es ist Teil des ‘Particle Environment Package’ (PEP), welches aus sechs unterschiedlichen Spektrometern besteht. Das Massenspektrometer NIM wird die chemische und isotopische Zusammensetzung und Verteilung der Teilchen in den Atmosphären von Jupiters Eismonden sowie die physikalischen Parameter dieser Atmosphären untersuchen. Wurz sagt: «Die Erkenntnisse, wie der Jupiter und seine Monde entstanden sind und wie sie sich entwickelt haben, sind ein wichtiger Beitrag zum Verständnis der Entstehung des Sonnensystems im Allgemeinen.»

Das Institut für Angewandte Physik (IAP) der Universität Bern hat unter der Leitung von Axel Murk die Optik und die Kalibrationseinheit für das Submillimeter Wave Instrument (SWI) entwickelt. Im Herbst 2020 wurde die Optik für das SWI am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung integriert und getestet. Murk, der die Abteilung für Mikrowellen Physik am IAP leitet, erklärt: «Das Instrument wird die thermische Strahlung von Jupiters Stratosphäre in Submillimeterwellenlängen messen, um die Temperaturverteilung, die Zusammensetzung und die Winde in der Atmosphäre von Jupiter zu ermitteln. Zusätzlich werden mit dem SWI die Atmosphären sowie die Oberflächeneigenschaften der Monde untersucht.» Das IAP entwickelt bereits seit vielen Jahren Mikrowellenradiometer für die Fernerkundung der Erdatmosphäre. Wie Murk betont, konnte dank der langjährigen Erfahrung des IAP im optischen Design und in der Kalibration ein wichtiger Beitrag für das SWI geleistet werden.

Ebenfalls an Bord von Juice wird das GAnymede Laser Altimeter GALA sein, für welches am Physikalischen Institut unter der Leitung von Nicolas Thomas das sogenannte ‘Range Finder Module’ – ein Entfernungsmesser – entwickelt wurde. «Das GALA-Projekt steht unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR. Wir stellen die Entfernungsmesser-Elektronik zur Verfügung, die von der Firma Thales-Alenia Space Switzerland in Zürich speziell gebaut wurde», erklärt Thomas, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Direktor des Nationalen Forschungsschwerpunkts NFS PlanetS. Er ist einer der international führenden Experten auf dem Gebiet der Fernerkundungsinstrumente für Weltraummissionen. So wurde unter seiner Leitung beispielsweise die Kamera CaSSIS gebaut, die seit 2018 hochaufgelöste, spektakuläre Bilder der Marsoberfläche liefert.

«Dass nun Instrumente mit Berner Beteiligung zum Jupiter fliegen, macht uns stolz und ist ein Beleg für die grosse Expertise der Universität Bern! Und wir freuen uns auf den Moment, in dem die ersten Daten der Instrumente empfangen werden», so Wurz.

Die Suche nach Leben
Daten früherer Weltraummissionen und Modellrechnungen legen nahe, dass sich tief unter der äußeren Eisschicht von Ganymed und Europa unterirdische Ozeane befinden. Nach heutigem Kenntnisstand besitzen die Ozeane sämtliche Eigenschaften, die es braucht, damit Leben entstehen und längerfristig existieren kann.

«Angesichts der Anstrengungen, die in die Suche nach Leben gesteckt werden, sowohl mit der Fernerkundung von Exoplaneten als auch mit der Untersuchung von vielversprechenden Objekten in unserem Sonnensystem, würde ich erwarten, dass innerhalb der nächsten 20 Jahre Anzeichen von Leben gefunden werden», so Wurz. «Die Frage, ob es da draußen überhaupt Leben gibt, könnte zu der Frage werden, welche Lebensformen es da draußen gibt: einfaches Leben, entwickeltes Leben oder sogar intelligentes Leben, und wie zahlreich es ist.»

Die Juice Mission
Der Jupiter Icy Moons Explorer der ESA, Juice, wird den riesigen Gasplaneten und seine drei großen ozeanhaltigen Monde – Callisto, Europa und insbesondere Ganymed – mit einer Reihe von zehn einzigartigen wissenschaftlichen Instrumenten, einem Radiointerferometrie-Experiment und einem Strahlungsmonitor eingehend beobachten.

Die Mission wird diese Monde sowohl als planetarische Objekte als auch als mögliche Lebensräume analysieren. Ferner wird die komplexe Umgebung des Jupiters eingehend erforscht und das Jupitersystem im weiteren Sinne als Musterbeispiel für Gasriesen im gesamten Universum untersucht.

Juice wird eine Reihe von Premieren im Sonnensystem erleben. Sie wird die erste Raumsonde sein, die jemals einen anderen Mond als unseren eigenen umkreist – nämlich den größten Mond des Jupiters, Ganymed. Und auf dem Weg zum Jupiter wird sie die erste Schwerkraftumlenkung von Mond und Erde ausführen, um Treibstoff zu sparen.

Juice wird die letzte mit einer Ariane 5 vom ESA-Weltraumbahnhof in Kourou gestartete ESA-Mission sein, bevor die Ariane 6 die Nachfolge antritt.

Mehr Informationen zur Mission auf der ESA Webseite
Medienkit der ESA in Deutsch

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• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) auf Ariane 5 ECA

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 20. Januar 2023.

20. Januar 2023 – Etwa drei Monate vor Beginn ihrer acht Jahre währenden Tour ins Jupitersystem steht der ESA-Raumsonde Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) in den nächsten Wochen zunächst eine kürzere – und deutlich irdischere – Reise bevor. Anfang Februar bricht die Sonde von Toulouse (Frankreich) zu ihrem südamerikanischen Startplatz in Kourou (Französisch-Guayana) auf. Schon heute wurde JUICE offiziell in den Räumlichkeiten von Airbus in Toulouse verabschiedet – und mit ihr das Submillimeter Wave Instrument (SWI), das unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelt und gebaut wurde, sowie das Particle Environment Package (PEP), zu dem das MPS beigetragen hat. Im Jupitersystem angekommen, werden beide Instrumente helfen, den Gasriesen und seine großen, möglicherweise lebensfreundlichen Monde genauer als je zuvor zu erkunden. Aktuell bereiten sich die wissenschaftlich-technischen Teams am MPS auf die Inbetriebnahme der Instrumente in den Wochen und Monaten nach dem Start vor.

Noch drei Wochen, bis JUICE zum Startplatz reist; noch etwa drei Monate, bis JUICE ins All startet; noch acht Jahre, bis JUICE ihr Ziel, das Jupitersystem, erreicht…. Was sich nach viel, viel Wartezeit für die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler anhört, ist in Wirklichkeit ein Countdown. Zwar haben die Instrumente und Sensoren, die das MPS zur JUICE-Mission beisteuert, ihren Göttinger Entstehungsort bereits 2021 und 2020 verlassen und längst ihren Platz an Bord der Sonde eingenommen. Doch von abwartender Ruhe ist am MPS keine Spur.

„Wir bereiten uns schon jetzt auf die ersten Messungen im All vor, testen Software und simulieren verschiedene Betriebsmodi“, erklärt Dr. Paul Hartogh vom MPS, wissenschaftlicher Leiter des SWI-Teams. Dabei kommen auch die Flugersatzeinheiten, die baugleichen Zwillinge der Instrumente, die als Referenz am Boden verbleiben, zum Einsatz. Schließlich werden die Weltrauminstrumente nicht erst 2031 bei ihrer Ankunft im Jupitersystem angeschaltet. „Der erste Meilenstein ist die Inbetriebnahme der Instrumente in den Wochen und Monaten nach dem Start“, so MPS-Wissenschaftler Dr. Norbert Krupp vom PEP-Team. Einige Monate wird es dauern, bis nach und nach jedes der insgesamt zehn JUICE-Instrumente zeigen darf, dass es auch unter Weltraumbedingungen reibungslos funktioniert.

Ein zehnfacher Blick auf Jupiters Eismonde
JUICE ist zwar nicht die erste Mission, die Jupiter und einige seiner Monde aus der Nähe erforscht; mit insgesamt zehn Instrumenten trägt die Sonde aber die umfassendste Instrumentierung an Bord, die je im äußeren Sonnensystem zum Einsatz kam. Ein weiterer Unterschied zu Vorgängermissionen wie Juno und Galileo: JUICE richtet ihr Hauptaugenmerk auf die großen, eisbedeckten Monde Europa, Ganymed und Kallisto. SWI etwa wird unter anderem die Atmosphären des Jupiters und der Eismonde untersuchen und einen genauen Blick auf die thermophysikalischen Eigenschaften ihrer Eiskrusten werfen. Dafür untersucht das Spektrometer die Wärmestrahlung, die diese Körper ins All abgeben. Das Instrumentenpaket PEP, für das die wissenschaftlich-technischen Teams am MPS den Jovian Electron and Ion Sensor (PEP-JEI) entwickelt und gebaut haben, misst die energetischen geladenen Teilchen in der Umgebung des Gasriesen und seiner Monde. Dies erlaubt unter anderem Rückschlüsse auf die Entstehung des Jupitersystems.

Eine der spannendsten Fragen, welche die Forscherinnen und Forscher dabei umtreibt, ist die nach der Lebensfreundlichkeit der Monde Europa, Ganymed und Kallisto. Beherbergen sie tatsächlich, wie Messungen früherer Missionen vermuten lassen, verborgen unter ihren dicken Eiskrusten flüssige Ozeane? Die starken Gezeitenkräfte des Jupiters, die das Innere der Monde geradezu durchwalken, könnten die notwendige Wärme dafür bieten. Vom Jupitermond Europa ist bekannt, dass durch Ritzen und Gräben in der Eiskruste Fontänen aus Wasser ins All entweichen.

Ganymed bietet noch weitere Qualitäten. Mit einem Durchmesser von mehr als 5260 Kilometern ist er nicht nur der größte Mond im Sonnensystem, sondern stellt sogar den innersten Planeten Merkur in den Schatten. Er ist der einzige bekannte Trabant, der ein eigenes Magnetfeld erzeugt, und Messungen des Weltraumteleskops Hubble deuten sogar auf eine sehr dünne Atmosphäre aus Sauerstoff und Wasserstoff hin. Nach mehreren Vorbeiflügen an Europa, Ganymed und Kallisto soll JUICE gegen Ende der Mission deshalb in eine Umlaufbahn um den Riesenmond einschwenken.

„Ganymed, Europa und Kallisto muten fast schon wie eigenständige Planeten an und bieten wahrscheinlich einige Voraussetzungen, die für das Entstehen von Leben notwendig sind“, so MPS-Direktor Prof. Dr. Thorsten Kleine, Leiter der Abteilung für Planetenwissenschaften.

Von Europa nach Südamerika – und von dort ins All
Bis JUICE den Ganymed umrundet, vergehen allerdings noch viele Jahre. Zunächst steht der Umzug von Airbus in Toulouse (Frankreich), wo JUICE in den vergangenen Monaten die letzten Tests durchlaufen hat, zum Startplatz an: Anfang Februar begibt sich die Raumsonde per Flugzeug auf ihre transatlantische Reise zum Guiana Space Center der ESA in Französisch-Guayana. Der Start ist für April vorgesehen.

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• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) auf Ariane 5 ECA

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Quelle: DLR 20. Januar 2023.

20. Januar 2023 – „Trois, deux, un – et décollage!“ So werden im April die letzten drei Sekunden des Countdowns aus dem Kontrollzentrum in Kourou in Französisch-Guyana heruntergezählt. Dann wird eine der letzten Ariane-5-Trägerraketen vom Europäischen Weltraumbahnhof abheben. Ziel der bisher größten Planetenmission der Europäischen Weltraumorganisation ESA ist der Jupiter mit seinen großen Eismonden Ganymed, Callisto und Europa. JUICE wird sie ab dem Jahr 2031 aus der Nähe untersuchen. Unter der Eiskruste der Monde befinden sich wahrscheinlich Ozeane, in denen sogar Leben existieren könnte.

Am Bau von zwei der zehn wissenschaftlichen Instrumente war das Institut für Planetenforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) maßgeblich beteiligt. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR steuert im Auftrag der Bundesregierung die deutschen ESA-Beiträge zu JUICE und wird sieben Instrumentbeistellungen bis zum Ende der Mission mit etwa 100 Millionen Euro fördern.

Per Flugzeug nach Südamerika
Zunächst muss JUICE (JUpiter ICy Moons Explorer) von Europa nach Südamerika transportiert werden. Zurzeit befindet sich die noch nicht betankte, leer 2.450 Kilogramm schwere Raumsonde beim industriellen Hauptauftragnehmer Airbus Defence and Space im südfranzösischen Toulouse, wo diese am 20. Januar 2023 den Medien vorgestellt wurde, ehe sie für den Transport nach Kourou verpackt wird.

Der Transport über den Atlantik wird Anfang Februar per Frachtflugzeug erfolgen. In Kourou wird die Sonde dann auf die Ariane-5-ECA-Trägerrakete platziert und mit einer Schutzverkleidung – dem sogenannten Fairing – umhüllt. Betankt wiegt die JUICE-Sonde dann fünf Tonnen. Das Startfenster für die achtjährige Reise zum Jupiter öffnet sich im April.

JUICE ist die erste Mission der L-Klasse im Cosmic-Vision-Programm der ESA, dabei steht das „L“ für „Large“. Mit diesem Programm soll herausgefunden werden, wie das Sonnensystem „funktioniert“, wie die Planeten entstanden sind und unter welchen Voraussetzungen Leben entstehen kann, das wir bis heute nur auf der Erde kennen. Ein großes Projekt ist JUICE mit seiner umfangreichen wissenschaftlichen Nutzlast, und groß ist das Ziel Jupiter schon aufgrund der Tatsache, dass der größte Planet des Sonnensystems fünfmal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde, mit 140.000 Kilometern einen zehnmal so großen Durchmesser und 318-mal so viel Masse wie unser Heimatplanet hat und von insgesamt 79 Monden umkreist wird. Von diesen sind die vier größten – Ganymed, Callisto, Io und Europa – von enormem wissenschaftlichem Interesse. Sie werden nach ihrem Entdecker Galileo Galilei (1564-1641) auch die „Galileischen Monde“ genannt.

Drei Eiswelten und eine vulkanische Hitzehölle
Io, der innerste der Vier, wird von den Gezeitenkräften des Planeten so stark durchgewalkt, dass im Gesteinsmantel bei Temperaturen von weit über tausend Grad Celsius permanent Magma entsteht und das geschmolzene Gestein von großen Vulkanen an die Oberfläche befördert wird. Der schwefelgelbe Io ist der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem. Von innen nach außen folgen die drei Trabanten Europa, Ganymed und Callisto. Ganymed ist mit einem Durchmesser von 5.262 Kilometern der größte Mond im Sonnensystem; Europa und Io sind mit unter 4.000 Kilometer Durchmesser etwa so groß wie der Erdmond, Callisto ist mit 4.821 Kilometer Durchmesser der drittgrößte Mond in unserem Planetensystem.

Europa benötigt für einen Umlauf um Jupiter doppelt so lange wie Io, Ganymed viermal so lange. Das bedeutet, dass diese drei Monde immer wieder wie an einer Perlenschnur aufgereiht in einer Linie stehen. Dadurch entstehen Resonanzeffekte, die im Zusammenspiel mit der gewaltigen Gravitation und den von Jupiter ausgehenden Gezeitenkräften Wärme auch im Inneren von Europa und Ganymed entstehen lassen. Das bewirkt, dass unter den bis zu minus 160 Grad kalten Eiskrusten dieser Monde genug Wärme vorhanden ist, um Wasser in mehr als 700 Millionen Kilometer Entfernung zur Sonne am Gefrieren zu hindern und tiefe Wasserschichten zu erhalten, sogenannte subkrustale Ozeane.

Ozeane (und Leben?) unter kilometerdicken Eiskrusten
Bei Europa könnte es sein, dass der Ozean unter dem nur wenigen Kilometer dicken Eispanzer sogar über 100 Kilometer tief ist. Das würde bedeuten, dass unter der Oberfläche von Europa mehr Wasser vorhanden ist als in allen Ozeanen der Erde zusammen. Auch im Inneren Callistos könnte sich ein Ozean befinden, wie bei Ganymed haben Magnetfeldmessungen hier deutliche Hinweise geliefert. Ganymed wie Callisto könnten gleich mehrere Wasserschichten haben, allerdings dann in größerer Tiefe.

Wasser ist eine Grundvoraussetzung für die Entstehung und Entwicklung von Leben. Es ist daher denkbar, dass, verborgen vor den Blicken von Weltraumkameras, in den subkrustalen Ozeanen der Jupiter-Eismonde Leben entstanden ist. JUICE wird dies zwar nicht herausfinden, aber detaillierter als die NASA-Vorläufermissionen Voyager (zwei Vorbeiflüge 1979) und Galileo (Orbiter, 1995-2003) die Eismonde charakterisieren können, ferner, ob es die Ozeane wirklich gibt, wie tief sie gelegen sind, wie viel Wasser sie beinhalten und welche mineralischen Stoffe im Wasser gelöst sein könnten.

Kamera JANUS kartiert Ganymed und Europa
Eines der JUICE-Instrumente, mit denen diese und weitere Fragen beantwortet werden sollen, ist das Kamerasystem JANUS. Hauptaufgabe von JANUS ist die fotografische Erfassung und Kartierung der Landschaften auf Ganymed und Europa. Auch sollen die auf den Oberflächen sichtbaren Auswirkungen der Gezeiteneffekte, die für die subkrustalen Ozeane verantwortlich sind – tektonische Phänomene wie Spalten und Bergrücken oder spektrale Veränderungen durch unterschiedliche Minerale infolge von Kryo-(Eis-)Vulkanismus – erfasst und interpretiert werden.

Dazu verfügt das Kamerasystem neben einer hohen räumlichen Auflösung über 13 Spektralkanäle im sichtbaren Licht und nahen Infrarot. Aus der Ferne werden auch Io sowie zahlreiche der kleinen Monde beobachtet werden. JANUS wurde in Italien, Deutschland, Spanien und Großbritannien entwickelt, Teile der Hardware im DLR-Institut für Planetenforschung gebaut.

Mit Lasern den Ozeanen auf der Spur
GALA, das Ganymed Laser-Altimeter, wird die Gezeitendeformation der Eiskruste Ganymeds messen, um Beweise für die Existenz des globalen inneren Ozeans zu erbringen. Außerdem entsteht aus einer Zahl von mehreren Millionen Laufzeitmessungen eine umfangreiche Karte der regionalen und lokalen Topographie des Mondes, die zu einem globalen Höhenmodell Ganymeds zusammengesetzt werden. Damit lassen sich Prozesse verstehen, die die einzigartige Oberfläche dieses Eismondes formten. Zusätzlich wird aus Messungen zu unterschiedlichen Zeiten während des siebentägigen Umlaufs Ganymeds um Jupiter die Gezeitendeformation der Gestalt des Trabanten bestimmt. Aus der Stärke der Deformation an den unterschiedlichen Bahnpunkten können die Existenz des inneren Ozeans nachgewiesen und die mechanischen Eigenschaften der darüber liegenden Eisschicht bestimmt werden.

Das Experiment wird auch Messungen an Europa und Callisto aufzeichnen. Erhofft man sich bei Europa Hinweise zu Wasser dicht unter der Oberfläche, dürfte es bei Callisto in tieferen Schichten anzutreffen sein. GALA wurde in Verantwortung des DLR entwickelt und in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner HENSOLDT Optronics GmbH (Oberkochen) sowie Forschungseinrichtungen aus Deutschland, Japan, der Schweiz und Spanien gebaut. Es ist das erste Mal, dass ein solches Instrument im äußeren Sonnensystem zur Anwendung kommt.

Wettervorhersage für Jupiter und seine Monde
Ein weiteres Instrument aus Deutschland an Bord von JUICE ist das Submillimetre Wave Instrument (SWI), das in der Hauptverantwortung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen liegt. Es wird die mittleren Atmosphärenschichten des Gasriesen Jupiter sowie die äußerst dünnen Atmosphären – man spricht hier vielmehr von Exosphären – und Oberflächen der Galileischen Monde genau ins Visier nehmen. Im Vordergrund stehen dabei die Bestimmung der Temperaturstruktur, Dynamik und Zusammensetzung der verschiedenen Schichten der Jupiteratmosphäre, deren Wechselwirkung untereinander, sowie der internen Struktur Jupiters.

ESA-Mission mit starker deutscher Beteiligung
JUICE ist die größte und umfangreichste ESA-Mission zur Erforschung der Planeten des Sonnensystems. Neben der ESA haben auch die NASA und die japanische Weltraumorganisation JAXA zur Mission beigetragen. Die ESA übernimmt die Finanzierung für die Satellitenplattform, den Start mit der Ariane-5-ECA-Rakete sowie den Betrieb der Sonde. Die Finanzierung für die wissenschaftlichen Nutzlasten für JUICE werden zum größten Teil von den nationalen Raumfahrtagenturen und den beteiligten Instituten selbst getragen. Neben den Experimenten JANUS, SWI und GALA fördert die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit dem Teilchenspektrometer Particle Environment Package (PEP), dem Jupiter-Magnetometer (J-MAG), dem Radar-Instrument Radar for Icy Moons Exploration (RIME) und einem Instrument zur Radiosondierung der Jupiteratmosphäre (3GM) weitere deutsche wissenschaftliche Beiträge aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm.

Im Juli 2031 wird JUICE den Jupiter erreichen und bis November 2035 insgesamt 35 Mond-Vorbeiflüge absolvieren. Im September 2034 wird die Sonde in eine elliptische, später kreisförmige Umlaufbahn um Ganymed gelenkt. JUICE ist die erste Mission, die den Mond eines anderen Planeten umkreisen wird. Bis zum Missionsende im September 2035 wird JUICE Ganymed etwa 1.250-mal umrunden. Sollte noch Treibstoff vorhanden sein, würden weitere Umläufe in nur 200 Kilometer Höhe erfolgen, die Messungen in einer Qualität ermöglichen, die für Jahrzehnte den Maßstab setzen würden. Am Ende wird die Sonde gezielt zum Absturz auf Ganymed gelenkt und auf dem steinharten Eis vollständig zerstört. Da der vermutete Ozean im Inneren von Ganymed schätzungsweise hundert Kilometer tief gelegen ist und die Nachttemperaturen unter minus 160 Grad Celsius liegen, besteht keine Gefahr, dass es zu Kontaminationen des Ganymed-Ozeans durch irdische Mikroben kommen könnte, die auf JUICE als „blinde Passagiere“ mitgereist sein könnten.

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• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) auf Ariane 5 ECA

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Quelle: ESA 20. Januar 2023.

20. Januar 2023 – Im Rahmen der letzten Vorbereitungen wurde eine Gedenktafel an der Raumsonde zu Ehren des italienischen Astronomen Galileo Galilei enthüllt, der im Januar 1610 als erster den Jupiter und seine vier größten Monde durch ein Teleskop beobachtete. Seine Beobachtung, dass die Monde ihre Position von einer Nacht zur nächsten ändern, stieß die lange gültige Vorstellung um, dass sich alles am Himmel um die Erde dreht. Zu seinen Ehren wurden die Monde – Io, Europa, Ganymed und Callisto – unter der Bezeichnung „Galileische Monde“ bekannt.

„Die Enthüllung der Gedenktafel ist ein schöner Moment in diesem intensiven Kapitel der Startvorbereitungen für die Raumsonde“, sagt Giuseppe Sarri, ESA-Projektleiter von Juice. „Es ist nicht nur eine Gelegenheit, innezuhalten und über die jahrzehntelange harte Arbeit nachzudenken, die in die Entwicklung, den Bau und die Tests der Raumsonde geflossen ist. Es ist auch eine Gelegenheit, die Neugier und das Staunen aller Menschen zu feiern, die jemals den Jupiter am Nachthimmel betrachtet und über unsere Ursprünge nachgedacht haben – die Inspiration für diese Mission.“

Antworten auf die großen Fragen der Menschheit
Drei der größten Monde Jupiters – Europa, Ganymed und Kallisto – schließen unter ihrer Oberfläche riesige Mengen von Wasser ein, die weit größer sind als die Ozeane der Erde. Diese planetengroßen Monde, die Riesenplaneten und keine heißen Sterne umkreisen, geben uns spannende Hinweise auf mögliche Bedingungen für Leben außerhalb unseres blassblauen Planeten. Jupiter und seine Familie großer Monde sind ein Musterbeispiel für riesige Gasplanetensysteme im gesamten Universum und gehören zu den interessantesten Zielen unseres Sonnensystems.

Die ESA und ihre internationalen Partner stehen kurz davor, Juice auf die Reise zu schicken, diesen faszinierenden Planeten und seine beeindruckenden Monde zu erkunden. Juice wird mit seinen leistungsstarken Instrumenten den Jupiter und seine Monde auf eine Weise sehen, von der Galileo nicht einmal zu träumen gewagt hätte. Die von der Raumsonde gelieferten Daten werden vielen zukünftigen Generationen von Wissenschaftler*innen bei der Entschlüsselung der Geheimnisse des Jupitersystems und seiner Rolle in der Entwicklung unseres Sonnensystems helfen.

„Angesichts des nahenden Starts von Juice erinnern wir uns an die lange Reise der Raumsonde über verschiedene Airbus-Standorte in Europa bis zur endgültigen Integration und an die mehr als 500 Airbus-Mitarbeiter, die die Raumsonde für ihre achtjährige Reise vorbereitet haben“, sagt Cyril Cavel, Juice-Projektleiter bei Airbus Defence and Space. „Es war ein unglaubliches Abenteuer, zusammen mit mehr als 80 Unternehmen aus ganz Europa die Vision der ESA zum Leben zu erwecken und schließlich den Jupiter und seine Eismonde gründlich zu untersuchen.“

Ein Trio von Meilensteinen
Allein in den letzten Wochen sind drei wichtige Meilensteine erreicht worden. Im Dezember absolvierte die Raumsonde einen letzten Thermalvakuumtest, um zu bestätigen, dass sie für die rauen Temperaturen im Weltraum gerüstet ist.

In der vergangenen Woche wurde die in Toulouse stationierte Raumsonde bei einem abschließenden „Systemvalidierungstest“ mit der Missionskontrolle im ESA-Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt „zusammengeschaltet“, um die ersten Aktivitäten nach dem Start zu simulieren, bei denen sich die verschiedenen Solarzellen, Ausleger und Ausrüstungsteile von Juice mit der endgültigen Version der Flugsoftware entfalten werden.

Zu guter Letzt, und das ist das Wichtigste, wurde am 18. Januar 2023 bei der Qualifizierungs- und Abnahmeprüfung die Bereitschaft bestätigt, mit den Startvorbereitungen im Weltraumbahnhof fortzufahren.

Juice wird im April mit einer Ariane 5 abheben – die letzte ESA-Mission, die mit dieser Trägerrakete fliegt, bevor die Ariane 6 die Nachfolge antritt.

Vorbereitung auf eine tückische Reise
Während Juice zum Weltraumbahnhof verlegt wird, bleibt ein großer Teil der Aktivitäten im ESA-Missionskontrollzentrum ESOC in Deutschland. Die Flugkontrollteams werden ihr Training für den Start und den frühen Betrieb in einer Reihe von 16 intensiven, mehrtägigen Simulationen verstärken.

„Dies ist die größte Mission im tiefen Weltraum, die wir je gestartet haben, und sie muss die Monde des größten Planeten im Sonnensystem mit nicht weniger als 35 Vorbeiflügen geschickt umfliegen“, erklärt Andrea Accomazzo, Flugbetriebsleiter für die Mission.

„Bei der Erforschung des Jupiters und seiner Monde müssen wir ein Jahrzehnt lang Aufgaben erfüllen, die wir noch nie zuvor durchgeführt haben, und dabei kann viel schiefgehen. In diesen Wochen der Simulationen werden wir mit allen möglichen Problemen konfrontiert, damit wir mit allen möglichen Situationen im Weltraum umgehen können.“

Nach dem Start wird Juice einen acht Jahre dauernden Kurs durch das Sonnensystem fliegen, wobei die Schwerkraft der Erde und der Venus das Schiff zum Jupiter schleudern wird.

Abhängig vom genauen Tag des Starts – und damit von der Geometrie des Sonnensystems an diesem Tag – könnte Juice die erste Schwerkraftumlenkung zwischen Mond und Erde durchführen. Dadurch würde die Mission einen Vorbeiflug am Mond und nur einen Tag später einen Vorbeiflug an der Erde machen.

Wenn sie im Jupitersystem ankommt, wird Juice hunderte Millionen Kilometer von der Erde entfernt einer rauen Strahlungs- und Temperaturumgebung ausgesetzt sein. Dort wird sie Daten sammeln, die die Geheimnisse der komplexen Umwelt und der ozeanhaltigen Monde des Planeten lüften werden.

Um eine so komplexe Strecke über eine so großen Entfernung zu fliegen – und vor allem, um die Daten von Juice nach Hause zu schicken – sind extreme Navigationstechniken gefragt, die sich auf das Estrack-Netzwerk der ESA mit Weltraumantennen in Spanien, Argentinien und Australien stützen, das vom ESOC aus ferngesteuert wird.

Die Raumsonde, die Bodenausrüstung und das Personal werden Anfang Februar 2023 auf dem Weltraumbahnhof für die intensiven Startvorbereitungen eintreffen, die mit dem Start im April 2023 ihren Höhepunkt erreichen werden.

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• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) auf Ariane 5 ECA

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Quelle: ArianeGroup 4. Juli 2022.

Vernon, 4. Juli 2022 – Im Rahmen einer Ausschreibung der Europäischen Kommission und als Teil des Innovationsförderungsprogramms Horizon Europe hat ArianeGroup den Zuschlag für zwei besonders ambitionierte Schlüsselprojekte erhalten, die die Entwicklung von wiederverwendbaren und umweltverträglichen Trägerraketen in Europa beschleunigen soll.

ArianeGroup wird die Leitung der Projekte SALTO und ENLIGHTEN übernehmen und dabei zahlreiche wissenschaftliche und industrielle Partner sowie innovative Start-ups einbeziehen.

„Diese Initiative der Europäischen Kommission wird es uns ermöglichen, die Entwicklung der ersten europäischen wiederverwendbaren und umweltfreundlichen Trägerraketen zu beschleunigen, indem wir unser gesammeltes Fachwissen mobilisieren und das Know-how von Industrie, Forschungsinstituten und innovativen Start-ups zusammenführen“, sagte André-Hubert Roussel, CEO der ArianeGroup. „Nach der konsequenten Unterstützung der Europäischen Weltraumorganisation ESA bei den Demonstratoren Prometheus und Themis für wiederverwendbare Triebwerke und Stufen ist dieser zusätzliche Schub der Europäischen Kommission bei der Finanzierung ehrgeiziger Projekte ein starkes Signal für Europas souveränen Zugang zum Weltraum.“

SALTO steht für „reuSable strAtegic space Launcher Technologies & Operations“ und wird es innerhalb von zwei Jahren erlauben, die vertikale Landung des Prototyps einer wiederverwendbaren Raketenstufe zu testen. Das Projektbudget beträgt 39 Millionen Euro.

SALTO bezweckt insbesondere die Validierung des Landevorgangs, der für die Wiederverwendbarkeit einer Trägerrakete von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Schritt ist von besonderer Komplexität und erfordert einen breit angelegten Lernprozess und Praxistests, mit denen Europa die Beherrschung dieser Technologie vorantreiben kann. Der zukünftige Launcher ist so konzipiert, dass er diverse, von ArianeGroup und seinen Partnern entwickelte Technologien zum Einsatz bringt und es erlauben wird, noch ehrgeizigere Demonstrationen vorzubereiten und die hohe Schubkraft realer Weltraumstarts abzubilden.

Das SALTO-Projekt enthält ein vollwertiges Flugmodell, das vom Standort Kiruna in Schweden aus eine Reihe von Flügen in niedriger Höhe durchführen wird. Die Vorbereitung dieser Tests erfolgt im Verein mit dem Themis-Programm der ESA für eine wiederverwertbare Stufe, bei dem ArianeGroup die Leitung hat, und in Ergänzung zum Callisto-Projekt, das von den Weltraumagenturen Frankreichs (CNES), Deutschlands (DLR) und von Japan (JAXA) getragen wird. Das Entwicklungsprogramm Agile soll helfen, mit den Flugtests die Technologien zur Marktreife zu bringen.

Im Rahmen von SALTO koordiniert ArianeGroup ein Konsortium von 26 Partnern aus zwölf Ländern, bestehend aus:

• Industrie: MT Aerospace, ArianeGroup GmbH, Safran Data System, Safran Electronics & Defense, Avio S.p.A., Sabca, Thales Alenia Space Belgium S.A., GTD Sistemas de Informacion S.A., GMV Aerospace and Defence S.A., Deimos Engineering and Systems S.L.U., Sener TAFS SAU, Swedish Space Corporation, Amorim Cork Composites A
• Forschungsinstituten: DLR, CNES, ONERA, IRT Jules Verne, INCAS
• innovativen Start-ups: ETAEM, ID-Services, Shark Robotics SARL, G.L. Electronics s.r.o., SIA WIT Berry, Realtime Technologies Ltd, SpaceForest sp. z o.o.

ENLIGHTEN steht für „European INitiative for Low cost, Innovative & Green High Thrust Engine“. Es setzt das Entwicklungsprogramm Prometheus fort und soll fortschrittliche Technologien für die Produktion und den Betrieb wiederverwendbarer Raketentriebwerke entwickeln und testen. Das Projektbudget beträgt 17,4 Millionen Euro.

ENLIGHTEN unterstützt die Initiativen im Bereich neuer Antriebssysteme, mit denen die ESA ArianeGroup betraut hat, um eine Familie wiederverwendbarer Hochleistungstriebwerke auf Basis von Biomethan oder grünem Wasserstoff zu bauen. Diese Motoren sollen ab 2030 die Familie zukünftiger europäischer Trägerraketen antreiben.

Dabei geht es vor allem darum, Schlüsseltechnologien für Raketentriebwerke wie etwa zusätzliche Fertigungstechnologien oder künstliche Intelligenz zu entwickeln, die für die Funktionskontrolle (das Monitoring) und die Wartung wiederverwendbarer Triebwerke wichtig sind.

Das ENLIGHTEN-Konsortium unter Leitung von ArianeGroup besteht aus 18 Partnern aus acht Ländern (Deutschland, Österreich, Belgien, Estland, Frankreich, Niederlande und Portugal) und setzt sich folgendermaßen zusammen:

• Industrie: ArianeGroup GmbH, Avio S.p.A., APP, ADIRA Metal Forming Solutions
• Forschungsinstitute und Universitäten: DLR, Fraunhofer, IREPA, KU Leuven, Onera, Silicon Austria Labs
• mittelständische Unternehmen und Startups: Aiko, Areelis, AZO, Edgise, Erneo, Laser Cladding Venture, Proekspert.

Über ArianeGroup
ArianeGroup, Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, ist für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die vollständige Fertigung bis hin zu Vermarktung und Betrieb über sein Tochterunternehmen Arianespace. ArianeGroup beschäftigt ca. 7000 hochqualifizierte Mitarbeiter in Frankreich und Deutschland und ist ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Das Unternehmen ist zudem Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, Services und Weltraumüberwachung. Ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen und in der kritischen Infrastruktur Anwendung. Der Konzernumsatz betrug im Jahr 2021 rund 3,1 Milliarden Euro.

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• ArianeGroup

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Quelle: DLR.

Unter dem Motto „Connecting @ll Space People” wird die wichtigste Konferenz für den globalen Weltraumsektor in dieser Form – ebenfalls zum ersten Mal – kostenlos und auch für die allgemeine Öffentlichkeit zugänglich sein. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) präsentiert in neuen „Cyberspace“-Formaten aktuelle sowie zukünftige Projekte und Ziele der deutschen Raumfahrt.

Begleitet wird der dreitägige Kongress von einer rund um die Uhr „geöffneten“ virtuellen Ausstellung, auf der das DLR mit einem virtuellen Messestand vertreten sein wird. Eine Online-Expertendiskussion zum Thema „Wissenschaft für die Zukunft – Erdbeobachtungstechnologien im Zeitalter des Klimawandels“ findet am 12. Oktober 2020 statt. Auf dem IAC 2020 – The CyberSpace Edition werden insgesamt folgende Themen aus den Bereichen Raumfahrtforschung und -technologie sowie dem Raumfahrtmanagement des DLR präsentiert:

CIMON – Mensch-Maschine-Interaktion im All
CIMON steht für Crew Interactive MObile companioN und ist der weltweit erste, in Schwerelosigkeit fliegende und dank künstlicher Intelligenz autonom agierende Astronauten-Assistent. Er kam bei der Horizons-Mission des deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst im Jahr 2018 an Bord der internationalen Raumstation ISS zum Einsatz. Auch die Weiterentwicklung CIMON-2 stellte seine Funktionalität bereits unter Beweis. Er interagierte im Frühjahr 2020 erfolgreich mit dem italienischen Astronauten Luca Parmitano auf der ISS. CIMON ist ein vom DLR Raumfahrtmanagement in Kooperation mit Airbus und IBM entwickeltes Pionierprojekt für den Einsatz von KI für die astronautische Raumfahrt.

MERLIN – Die deutsch-französische Klimamission
In der Mythologie ist Merlin ein Zauberer der Artus-Sage rund um die Ritter der Tafelrunde und die Suche nach dem Heiligen Gral. Methan ist heute ein wesentliches Treibhausgas, auf dessen Spuren sich ein zeitgenössischer Nachfolger und Namensvetter des Zauberers begeben wird, der deutsch-französische Kleinsatellit MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR Mission). Ab 2024 soll er Methan in der Atmosphäre aus einer Höhe von rund 500 Kilometern aufspüren und überwachen. Ziel der dreijährigen Mission unter Leitung des DLR Raumfahrtmanagements und der französischen Raumfahrtagentur CNES ist unter anderem die Erstellung einer globalen Weltkarte der Methan-Konzentrationen. Außerdem soll durch MERLIN klarer werden, in welchen Regionen der Erde Methan in die Atmosphäre gebracht wird und in welchen Gebieten es ihr wieder entzogen wird.

Einzigartiges Weltraumradar GESTRA ist dem Weltraumschrott auf der Spur
GESTRA (German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar) ist eines der modernsten Radarsysteme zur Ortung von Trümmern im Weltraum. Das weltweit einzigartige System kann Weltraumschrott und aktive Raumfahrtsysteme im erdnahen Orbit rund um die Uhr überwachen. GESTRA wurde im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements mit Mitteln des BMWi vom Fraunhofer Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) gebaut und startet in Kürze seinen operationellen Betrieb von seinem Standort bei Koblenz aus. GESTRA soll einen signifikanten Beitrag zur Sicherheit im Weltraum auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene liefern.

Wiederverwendbare Raumtransportsysteme
Die Kosten im Raumtransport zu senken und zugleich die Umweltverträglichkeit der Raumfahrt zu steigern, ist ein entscheidender Faktor, mit dem Europa auf dem Markt dauerhaft konkurrenzfähig sein kann. Erreichbar ist dies jedoch nur durch eine grundlegende Änderung der Trägerarchitektur, bei der die Wiederverwendbarkeit die größte Rolle spielt. Insbesondere die Wiederverwendung der ersten Stufe, die den wesentlichen Anteil an den Kosten ausmacht, verspricht hier ein Einsparpotenzial in Höhe zweistelliger Prozentwerte. Das DLR untersucht und erprobt dazu zwei Konzepte: CALLISTO (Cooperative Action Leading to Launcher Innovation in Stage Toss back Operations) und ReFEx (Reusability Flight Experiment).

CALLISTO ist ein wiederverwendbarer Demonstrator für eine sogenannte „Vertical takeoff, vertical landing“-Raketenstufe, kurz VTVL, also ein System, das senkrecht starten und wieder landen kann. Das Gemeinschaftsprojekt von DLR, der französischen Raumfahrtagentur CNES und der japanischen JAXA zielt darauf ab, die Kenntnis über VTVL-Raketenstufen zu verbessern und entsprechende Technologien zu entwickeln, zu testen und vermarkten zu können. Das CALLISTO-Raumfahrzeug besteht aus einer mit flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff betriebenen Raketenstufe. Der Antrieb kann gedrosselt werden, um präzise und weich zu landen.

Gleichzeitig verfolgt das DLR mit dem Projekt ReFEx einen weiteren, etwas anderen Ansatz für wiederverwendbare Trägerraketen und Wiedereintrittstechnologien: Anstelle einer vertikalen Landung wird die horizontale Landung einer Erststufenrakete mit autonomer Navigation und Flugführung in jeder Phase seiner Mission erprobt. Ein Demonstrationsflug ist für 2022 geplant.

Globaler Wandel: Thema Urbanisierung
Seit wenigen Jahren leben global erstmals mehr Menschen in Städten als auf dem Land. Und der Trend der Urbanisierung setzt sich fort. Innerhalb weniger Jahre wuchsen und wachsen Megastädte heran, es bilden sich über weite Flächen ausdehnende Städtelandschaften und ganze Landstriche werden „zersiedelt“. Wie können aber auch Chancen der Urbanisierung aussehen? Wie lassen sich diese sinnvoll nutzen, wie die negativen Begleiterscheinungen des schnellen Wachstums mildern oder sogar vermeiden?

Das ist eine der großen gesellschaftlichen Aufgaben der kommenden Jahrzehnte. Das DLR liefert mit Hilfe der Erdbeobachtung Daten für eine nachhaltige Siedlungsentwicklung: Siedlungsflächen werden detailliert aus dem All erfasst. So hat zum Beispiel das Projekt „Global Urban Footprint“ (GUF) zum Ziel, weltweit besiedelte Flächen in einer bislang einzigartigen räumlichen Auflösung von 0,4 Bogensekunden – etwa zwölf Metern – zu kartieren.

Rover-Technologien für Mond und Mars
Das DLR setzt bei der Entwicklung von Rover-Technologien auf autonome, geländegängige Rover. In Zukunft sollen sie selbständig möglichst lange Strecken zurücklegen können. Ein Beispiel ist der deutsch-französische Rover auf der Mission Martian Moons eXploration (MMX) der japanischen Raumfahrtagentur JAXA, die 2024 starten soll.

Die Landung des MMX-Rovers auf dem Marsmond Phobos ist als Teil der Mission für Ende 2026 oder Anfang 2027 geplant. Der mobile Landeroboter wird unter der gemeinsamen Leitung des DLR und der CNES entworfen und gebaut und soll die Oberfläche von Phobos für rund 100 Tage erkunden. Mit der Mission MMX setzen JAXA, CNES und DLR ihre bereits langjährige und erfolgreiche Kooperation fort.

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• 71. International Astronautical Congress (IAC) – The CyberSpace Edition

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Quelle: ArianeGroup.

Paris, 17. September 2019 – ArianeWorks, die Anfang 2019 von CNES und ArianeGroup ins Leben gerufene und in Pilotprojekten bereits aktive Beschleunigungs- und Innovationsplattform, entwickelt sich weiter. Mit ONERA tritt ein zentraler Akteur der Luft-und Raumfahrtforschung und wichtiger Partner bei der Entwicklung des Ariane-Sektors der Initiative bei.
Dank dieser Partnerschaftsvereinbarung kann ArianeWorks nun bei ihren Projekten auf die Erfahrung und das Wissen der französischen Luftfahrtforschungsorganisation zurückgreifen, insbesondere in den Bereichen Structural Health Monitoring und Aerothermodynamik.

Zwei Ingenieure von ONERA gehören jetzt auch zu der Plattform für Systementwicklung und bringen die herausragenden Kompetenzen und Fertigkeiten des Forschungszentrums für alle kommenden Aktivitäten und Herausforderungen mit. Dieses Wissen wird in die Konzeption von THEMIS einfließen, einem Demonstrator für eine kostengünstige, wiederverwendbare Raketenstufe. Es ist das zentrale Projekt von ArianeWorks und dient der Vorbereitung zukünftiger Weiterentwicklungen der Ariane.

Seit drei Monaten läuft bei der ArianeGroup die Vorplanung zu THEMIS parallel zu den Tests von PROMETHEUS, dem Triebwerk der neuen Generation, mit dem der Demonstrator ausgestattet werden soll. Zugleich entwickeln die CNES und das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt DLR mit einem dritten internationalen Partner die Versuchsrakete CALLISTO, die in verschiedenen Bereichen technologisches Neuland erschließt.

Auf Veranlassung von ArianeWorks wurden mehrere Experimente durchgeführt, um wichtige Innovationen im Rahmen des THEMIS-Projekts zu evaluieren und zu beschleunigen. Schon im November soll es der Ministerkonferenz der Europäischen Weltraumorganisation ESA präsentiert werden.

ArianeWorks ist eine Beschleunigungsplattform, die an den zukünftigen Generationen der europäischen Trägerraketen arbeitet. Sie setzt sich zusammen aus einem Team von etwa fünfzehn begeisterten Entwicklern, die große Freiheit genießen und gleichzeitig vom außergewöhnlichen Know-how und den Kapazitäten von CNES und ArianeGroup profitieren. Die Plattform ist völlig offen für jede neue, fruchtbare Mitarbeit mit neuen Akteuren, insbesondere innovativen Start-ups, Labors, KMU und Industrieunternehmen.

Über ArianeWorks
ArianeWorks ist eine Innovationsplattform, die von CNES und ArianeGroup ins Leben gerufen wurde, um die Entwicklung der zukünftigen Generationen der europäischen Trägerraketen zu beschleunigen. Sie besteht aus einem vollständig integrierten, extrem flexiblen Projektteam, dessen weitgehend unabhängige Arbeit auf revolutionäre Ansätze und flexible Verfahren setzt. Die Initiative agiert wie ein Start-up, was eine dynamische Steuerung der Vorprojekte ermöglicht, kann aber auf die Unterstützung der Teams von ArianeGroup und CNES zählen. ArianeWorks ist insbesondere für die Entwicklung von THEMIS zuständig, einem Demonstrator für eine kostengünstige, wiederverwendbare Raketenstufe.

Über ONERA
ONERA ist Frankreichs zentraler Akteur auf dem Gebiet der Luft-und Raumfahrtforschung und beschäftigt rund 2.000 Mitarbeiter. Es ist dem französischen Verteidigungsministerium unterstellt und verfügt über ein Budget von 235 Millionen Euro, mehr als die Hälfte davon entstammt kommerziellen Aufträgen. Als staatliche Einrichtung bereitet ONERA die künftige Verteidigung vor, reagiert auf die kommenden Herausforderungen in der Luft-und Raumfahrt und unterstützt die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Luft- und Raumfahrtindustrie. Das Forschungszentrum ist in allen Disziplinen und Technologien dieses Bereichs tätig. Alle großen zivilen und militärischen Luft-und Raumfahrtprogramme in Frankreich und Europa tragen DNA von ONERA in sich: Ariane, Airbus, Falcon, Rafale, Flugkörper, Hubschrauber, Triebwerke, Radare usw.. Die weltweit angesehenen und vielfach ausgezeichneten Forscher der Einrichtung betreuen zahlreiche Doktoranden.

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• Prometheus + Callisto

Der Beitrag ONERA schließt sich ArianeWorks an erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Star-Light.

Von der Sonne aus betrachtet ist der der fünfte Planet im Sonnensystem. Jupiter ist ein Gasriese und der größte und massenreichste Planet in unserem System. Seine Masse beträgt das 317-Fache der Erdmasse und sein Radius ca. das 11.000-Fache des Erdradius. Mit ihm beginnt das sogenannte äußere Sonnensystem, das durch den Asteroidengürtel von den inneren Planeten getrennt ist.

Aufgrund seiner Größe ist er nach der Sonne, dem Mond und der Venus das hellste Objekt am Himmel. Bereits 1610 entdeckte Galilei 4 Monde, heute wissen wir von 67 Objekten die Jupiter umkreisen. Die nach ihrem Entdecker auch galileischen Monde genannten Objekte sind Io, Europa, Ganymed und Callisto. Im Vergleich zu Jupiter sind sie klein, aber teilweise größer als der Planet Merkur.
Jupiter ist nicht nur der größte Planet im Sonnensystem sondern er dreht sich auch am schnellsten um sich selbst. Nur knapp 10 Stunden benötigt er für eine Rotation. Diese Geschwindigkeit hat zu einer deutlichen Abplattung des Planeten geführt und erklärt wohl auch die Wolkenbänder, die man auf seiner Oberfläche sehen kann.
Für eine Umkreisung der Sonne benötigt der Planet 11,86 Erdjahre.
Daneben hat Jupiter ein starkes Magnetfeld und muß im Inneren über eine Wärmequelle verfügen, da er etwas mehr Wärme abgibt, als er von der Sonne erhält.
Als Gasriese hat er keine feste Oberfläche und überhaupt nur eine sehr geringe Dichte. In seinem Inneren vermutet man aber einen Gesteinskern.
Ein sehr auffallendes Merkmal auf Jupiters Oberfläche ist der „Rote Fleck“. Es handelt sich dabei um ein riesiges Sturmsystem in dem die Erde zweimal hineinpasst. Bereits seit 300 Jahren ist es bekannt, was es so lange stabil hält ist bis jetzt ein Rätsel.

Zahlen, Daten und Fakten über den Planeten hat die NASA im Jupiter Fact Sheet in englischer Sprache zusammengestellt.

Der Beitrag Lexikon: Planet Jupiter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Tobias Willerding. Quelle: Französische Pressemeldungen

Als Antwort auf die Konkurrenz durch SpaceX entwickelt Airbus D&S derzeit die Ariane 6 im Auftrag der ESA. Provokativ könnte man die Ariane 6 als Ariane 5 mit vier statt zwei Feststoffbooster beschreiben. Ansonsten ähnelt sie äußerlich der nicht realisierten Ariane 5 ME, allerdings soll sie deutlich günstiger sein. Inzwischen hat man auch horizontale Integration als „revolutionäre“ Technik entdeckt, etwas was Russland schon seit den 1950ern macht und SpaceX ebenfalls nutzt. Auch die erste große Flüssigkeitsrakete der Welt, das Aggregat 4 – von den Nationalsozialisten als „Vergeltungswaffe 2“ bezeichnet – wurde horizontal zusammengebaut. Aber in Europa kann die horizontale Integration der Ariane 6 wegen der schweren Feststoffbooster dann doch nur zur Hälfte implementiert werden, die finale Integration auf der Startrampe erfolgt weiter vertikal.

Doch nun Anfang Juni eine echte Revolution: Nach langem Ignorieren des Themas, startet Europa unter Führung von CNES jetzt zwei neue Projekte zum Thema Wiederverwendbarkeit!

Prometheus
Einmal ein günstiges Flüssigtriebwerk mit dem Namen Prometheus, das mit Methan und Sauerstoff arbeiten soll. 3D-Druck soll die Kosten von aktuell 10 Millionen Euro (Vulcain 2) auf 1 Million Euro (Prometheus) senken. Laut CNES könnten 5-7 dieser Triebwerke einmal eine Ariane 7 antreiben. Das Triebwerk soll 2020 auf dem Prüfstand sein, die Kosten belaufen sich auf 125 Millionen Euro.

Callisto
Außerdem eine Rakete, die vertikal starten und landen kann – ähnlich dem Grasshopper von SpaceX. Dieses Projekt heißt Callisto, es soll zusammen mit Japan durchgeführt werden. Callisto hat eine Größe von ca. 10 Metern und soll laut einem Bild in einem CNES-Magazin von drei Triebwerken angetrieben werden. Dieses Projekt kostet Europa 100 Millionen Euro.

Als Antwort auf die Konkurrenz durch SpaceX entwickelt Airbus D&S derzeit die Ariane 6 im Auftrag der ESA. Provokativ könnte man die Ariane 6 als Ariane 5 mit vier statt zwei Feststoffbooster beschreiben. Ansonsten ähnelt sie äußerlich der nicht realisierten Ariane 5 ME, allerdings soll sie deutlich günstiger sein. Inzwischen hat man auch horizontale Integration als „revolutionäre“ Technik entdeckt, etwas was Russland schon seit den 1950ern macht und SpaceX ebenfalls nutzt. Auch die erste große Flüssigkeitsrakete der Welt, das Aggregat 4 – von den Nationalsozialisten als „Vergeltungswaffe 2“ bezeichnet – wurde horizontal zusammengebaut. Aber in Europa kann die horizontale Integration der Ariane 6 wegen der schweren Feststoffbooster dann doch nur zur Hälfte implementiert werden, die finale Integration auf der Startrampe erfolgt weiter vertikal.

Doch nun Anfang Juni eine echte Revolution: Nach langem Ignorieren des Themas, startet Europa unter Führung von CNES jetzt zwei neue Projekte zum Thema Wiederverwendbarkeit!

Prometheus
Einmal ein günstiges Flüssigtriebwerk mit dem Namen Prometheus, das mit Methan und Sauerstoff arbeiten soll. 3D-Druck soll die Kosten von aktuell 10 Millionen Euro (Vulcain 2) auf 1 Million Euro (Prometheus) senken. Laut CNES könnten 5-7 dieser Triebwerke einmal eine Ariane 7 antreiben. Das Triebwerk soll 2020 auf dem Prüfstand sein, die Kosten belaufen sich auf 125 Millionen Euro.

Callisto
Außerdem eine Rakete, die vertikal starten und landen kann – ähnlich dem Grasshopper von SpaceX. Dieses Projekt heißt Callisto, es soll zusammen mit Japan durchgeführt werden. Callisto hat eine Größe von ca. 10 Metern und soll laut einem Bild in einem CNES-Magazin von drei Triebwerken angetrieben werden. Dieses Projekt kostet Europa 100 Millionen Euro.

Das Jahr 2012
Das Schicksalsjahr ist dann das Jahr 2012. SpaceX erreicht mit Dragon die Raumstation und CNES Chef Le Gall muss zugeben, dass SpaceX ein Erfolg ist. Offenbar erkennt CNES in der Falcon 9 eine auf kosten optimierte Wegwerfrakete – die Wiederverwendbarkeitspläne der Falcon 9 nimmt man nicht ernst. Die Antwort aus Europa kann dann nur eine kostenoptimierte Wegwerfrakete sein. Bei der Ministerratskonferenz Ende 2012 schließlich wird die inzwischen aus der Versenkung geholte Ariane 5 ECB, die jetzt Ariane 5 ME heißt, und ebenfalls gleichzeitig die Entwicklung der Ariane 6 beschlossen.

Dieses Ariane 6-Design besteht wie die europäische Vega fast komplett aus Feststoffmotoren, nur die Oberstufe ist weiter eine Flüssigstufe mit dem auch für die Ariane 5 ME geplanten Vinci-Triebwerk. Deutschland wehrt sich gegen die Ariane 6 und befürwortet die Ariane 5 ME. Gleichzeitig stellt sich dann jedoch heraus, dass die Wiederverwendbarkeitspläne von SpaceX nicht nur Powerpoint sind, der Grasshopper macht zwei Testflüge im Jahre 2012. Der Grasshopper ist eine Erststufe der Falcon 9 mit Landegestell, die vertikal mit einem Triebwerk starten und landen kann.

Halten wir also fest: im Jahre 2012 schwenkt SpaceX endgültig auf den Kurs der Wiederverwendbarkeit, während CNES das ignoriert und die optimierte Wegwerfrakete Ariane 6 als Lösung verkauft. CNES nimmt damit einen großen Know-How-Verlust bei Flüssigtriebwerken in Kauf, auch die Entwicklung von Wiederverwendbarkeit wäre defakto für eine lange Zeit aufgegeben. Die Enwicklungen von SpaceX und CNES/ESA gehen also in fundamental gegensätzliche Richtungen!

Im Jahe 2013 führt SpaceX das Falcon 9 Upgrade F9v1.1 ein. Es kommt heraus, dass bereits diese Version der Falcon 9 mit Wiederverwendbarkeit im Konzept entworfen ist. Es kommt zu ersten Landetests im Wasser, später in 2014 auch auf der Seeplattform. CNES jedoch ignoriert das weiterhin, viel überraschter ist man, dass im Dezember 2013 der erste GTO-Start der Falcon 9 mit SES-8 so reibungslos klappt.

Vor der Ministerratskonferenz 2014 schließlich kommt es zu einem Kompromiss zwischen Deutschland und Frankreich, auch Airbus erkennt den Handlungsbedarf. Das Ariane 6-Design wird geändert und ist der Ariane 5 ME jetzt schon deutlich ähnlicher und so wie am Anfang dieses Artikels beschrieben. Von Wiederverwendbarkeit kann allerdings auch weiter keine Rede sein.

Im Jahre 2015 macht SpaceX weitere Landeversuche, die Falcon 9 hat einen Fehlstart. Im Dezember gibt die Falcon 9 ein spektakuläres Comeback. Neben der Einführung eines weiteren Falcon 9-Upgrades klappt auch die Landung der ersten Stufe der Falcon 9 an Land zum ersten Mal.

Im Jahre 2016 klappt die Landung bei bisher fünf Flügen dreimal. Vier geborgene Stufen sammeln sich im Hangar 39A. Laut Elon Musk soll im September oder Oktober eine geborgene Stufe zum ersten Mal ein zweites Mal fliegen. Inzwischen hat man auch bei CNES einen Handlungsbedarf identifiziert. Zwei Projekte sollen dafür sorgen, dass Europa nicht den Anschluss verliert: Prometheus und Callisto.

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• Prometheus + Callisto = Ariane 7?

Der Beitrag Kopiert Europa SpaceX für Ariane 7? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: DLR, ESA, JPL.

JUICE soll mit Kosten knapp unter der Milliarden-Grenze eine Kernmission der europäischen Weltraumforschung in dieser und der folgenden Dekade darstellen. Die gestern veröffentlichten Angaben zur wissenschaftlichen Bestückung der Sonde stellen dabei einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum angepeilten Starttermin 2022 dar.

Das aktuelle Cosmic-Vision-Programm, speziell auch die schon konzipierte Jupiter-Mission, waren in den letzten beiden Jahren einer weitreichenden Neuorientierung unterworfen, nachdem die NASA aus Gründen der Budgetkürzung ihre ursprünglich geplante Beteiligung deutlich zurückfahren musste. JUICE trat in der Folge, endgültig im Frühjahr 2012, als Neukonzeption der zuvor verfolgten Mission EJSM/Laplace hervor, die noch einen Lander für den Jupitermond Europa vorsah.

Der nun konkretisierte Orbiter wird den Jupiter selbst, aber vor allem auch dessen vier bedeutendste Monde mit insgesamt elf Instrumenten genauer unter die Lupe nehmen. Die Mehrzahl dieser Geräte werden europäische Entwicklungen sein. Die NASA und ihre kooperierenden US-amerikanischen Institute wollen drei Instrumente beziehungsweise entsprechende Komponenten beisteuern. Auch Japan wird sich an der Entwicklung wissenschaftlicher Sensoren beteiligen.

Zur Kartierung der Mondoberflächen soll das Kamerasystem JANUS dienen, das zusammen mit dem Laseraltimeter GALA den Mond Ganymed komplett kartieren wird. Die übrigen drei galileischen Monde sind ebenfalls Ziel des kartographischen Interesses, werden aber nur in mehreren Vorbeiflügen von der Sonde erfasst. Ganymed hingegen soll von JUICE, gegen Ende seiner Reise durch das Jupitersystem, dediziert von einem eigenen Orbit aus untersucht werden. Das dritte Hauptinstrument der Monderforschung ist ein Bodenradar, welches vor allem zur Suche nach Wasser unter den Eisschichten der Monde konzipiert ist. Schon seit geraumer Zeit werden auf den Jupitermonden ausgedehnte untergründige Ozeane vermutet, in denen sogar die Entstehung von Leben möglich gewesen wäre. Zusätzlich erhofft man sich aufschlussreiche Radar-Messungen zum besseren Verständnis geologischer Aktivitäten unter den Oberflächen der Monde.

Eine zweite Instrumentengruppe auf dem Orbiter wird die Magnetfelder von Jupiter und Ganymed charakterisieren. Besonders interessant verspricht eine genauere Kenntnis über die Wechselwirkung zwischen den Feldern des Jupiters und seines Mondes, der der einzige bekannte Mond mit einem ausgeprägten Magnetfeld ist, zu sein. Weiterhin wird sich JUICE in diesem Zusammenhang der Erforschung des planetaren Strahlungsgürtels des Jupiter annehmen, sowie die Dynamik seiner Atmosphäre untersuchen.

Nicht zuletzt hofft man auch auf neue Anhaltspunkte zum besseren Verständnis der Entstehung des Jupitersystems. Aus solchen Indizien könnten Rückschlüsse auf den Ursprung des ganzen Sonnensystems gezogen werden. Diese wiederum würden auch das Wissen über die Entwicklungsmechanismen anderer beobachtbarer Sonnensysteme vergrößern.

JUICE wird, mit ihrer geplanten Ankunft beim Jupiter im Jahr 2030, die erste Sonde seit 2003 sein, die die Jupitermonde ausgiebig untersucht. Ihr logischer Vorgänger, der amerikanische Orbiter Galileo, startete bereits 1989 und trat 1995 in eine Umlaufbahn um den Jupiter ein. Anders als dieser wird JUICE zu gegebener Zeit seine Bordenergie aus großen, neuartigen Solarzellenpanelen beziehen, wie sie bisher für die Erforschung des äußeren Sonnensystems kaum üblich waren: die Sonneneinstrahlung in Jupiter-Entfernung ist immerhin rund 30 Mal geringer als diejenige, von der Satelliten im Erdorbit profitieren können.

Im Jahr 2033, nach Abschluss der Ganymed-Kampagne, soll JUICE seine primären Missionsziele beendet haben.

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• JUICE

Der Beitrag JUICE – Europas Rückkehr zum Jupiter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Meik Lampmann. Quelle: NASA/JPL.

30. November 2001 – Die Abbildung zeigt einen Teil von Callistos Oberfläche, dem Valhalla-Basi Gebiet (Walhallbecken).
Die neue Abbildung stimmt mit einem 1990er Modell überein, das beweist, dass eine flüssige Schicht wie ein Stossdämpfer in Callisto wirken könnte. „Obwohl es viele Ungewissenheiten im Computermodellieren von Callisto gibt, ist es gut, daß diese Abbildung die vor einem Jahrzehnt aufgestellte Hypothese unterstützt. Es müssen aber noch viel mehr Beweise gefunden werden, bevor wir sicher sein können, ob Callisto wirklich einen unterirdischen Ozean hat,“ sagt David A. William von der Arizona Universität, Tempe.

Die Monde Europa, Ganymede und Callisto, drei von Jupiters vier großen Monden haben in erster Linie flüssige Wasserschichten. „Flüssiges Wasser ist nicht nur von Interesse über die Evolution von diesen Körpern zu erfahren, sondern auch für die biologischen Auswirkungen“, sagte Johnson.
Das Leben ist auf Wasser angewiesen, aber ein Ozean auf Callisto würde nicht so viel Interesse an einer Suche nach Leben als auf Europa wecken. Ein Ozean auf Callisto wäre viel weiter unterhalb der Oberfläche als auf Europa. Es würde auch zwischen zwei Schichten Eis eingeschlossen sein, anstatt auf der Oberseite einer warmen felsigen Schicht wie auf Europa.

Callisto hat etwa die selbe Größe wie Merkur. Seine Oberfläche besteht aus Eis und Stein. Und seine Oberfläche ist regelrecht von Kratern bedeckt, mehr als jeder anderer Mond im Sonnensystem. Das bedeutet, das Callisto geologisch „tot“ ist.

Der Beitrag Beweise für Ozeane auf Callisto erschien zuerst auf Raumfahrer.net.