Quelle: NASA Science Editorial Team, 4. Februar 2026

In einem neuen Forschungsbericht beschreiben die Wissenschaftler der Mission den Nachweis organischer Moleküle wie Methanol, Cyanid und Methan. Auf der Erde sind organische Moleküle die Grundlage für biologische Prozesse, können aber auch durch nicht-biologische Prozesse entstehen. Die Forscher stellen außerdem einen dramatischen Anstieg der Helligkeit zwei Monate nach dem Erreichen der größten Annäherung des eisigen Körpers an die Sonne fest, ein Phänomen, das mit Kometen in Verbindung gebracht wird, wenn sie Wasser, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid in den Weltraum abgeben.

Wenn sich ein Komet aus dem Weltraum der Sonne nähert, erwärmt sich seine gefrorene Oberfläche und sublimiert, d. h. das Eis geht ohne Umweg über den flüssigen Zustand direkt in den gasförmigen Zustand über. Diese Gase können in den Weltraum entweichen und eine Atmosphäre bilden, die den Kern des Kometen umgibt und als Koma bezeichnet wird.

„Der Komet 3I/ATLAS gaste im Dezember 2025, nachdem er der Sonne nahe gekommen war, kräftig in den Weltraum aus und wurde dadurch deutlich heller. Selbst Wassereis sublimierte im interplanetaren Raum schnell zu Gas“, sagte Studienleiter Carey Lisse vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. „Und da Kometen zu etwa einem Drittel aus Wassereis bestehen, setzten sie eine Fülle neuer, kohlenstoffreicher Materialien frei, die tief unter der Oberfläche im Eis eingeschlossen waren. Wir sehen jetzt die üblichen Materialien des frühen Sonnensystems, darunter organische Moleküle, Ruß und Gesteinsstaub, die typischerweise von einem Kometen ausgestoßen werden.“

Verzögerte Gasfreisetzung
Wenn sich der Komet auf seiner Umlaufbahn am nächsten zur Sonne befindet, erreicht er seine höchste Temperatur, aber das ist nicht unbedingt der Zeitpunkt, an dem die Sublimationsaktivität ihren Höhepunkt erreicht. Da die Sonnenwärme Zeit braucht, um die äußeren Schichten des Kometen zu durchdringen, beginnt das Eis tief unter der Oberfläche möglicherweise erst lange nach dem sonnennächsten Punkt des Kometen zu sublimieren. Dies scheint beim Kometen 3I/ATLAS der Fall zu sein.

SPHEREx, kurz für „Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer”, beobachtete im August eine Koma, die große Mengen Kohlendioxid, etwas Kohlenmonoxid und etwas Wasser enthielt. Die Beobachtungen im Dezember zeigen eine weitaus aktivere und vielfältigere Koma, die durch austretendes unterirdisches Wassereis versorgt wird, das mit anderem Eis, organischen Stoffen und Gesteinsmaterial vermischt ist.

„Der Komet hat Jahrtausende damit verbracht, den interstellaren Raum zu durchqueren, wobei er von hochenergetischen kosmischen Strahlen bombardiert wurde, und hat wahrscheinlich eine Kruste gebildet, die durch diese Strahlung verändert wurde“, sagte Phil Korngut, Instrumentenwissenschaftler der Mission am Caltech in Pasadena, Kalifornien. „Aber jetzt, da die Energie der Sonne Zeit hatte, tief in den Kometen einzudringen, erwärmt sich das unberührte Eis unter der Oberfläche und beginnt zu brodeln, wobei es eine Mischung aus Chemikalien freisetzt, die seit Milliarden von Jahren nicht mehr dem Weltraum ausgesetzt waren.“

Die Beobachtungen von SPHEREx deuten auch darauf hin, dass mit zunehmender Aktivität von 3I/ATLAS Gesteinsmaterial ausgestoßen wird. Der Komet scheint nur einen kleinen birnenförmigen Staubschweif zu haben, der entsteht, wenn Staub von einem aktiven Kometen durch den Druck der Sonnenstrahlung zurückgeschleudert wird. Das bedeutet, dass der Komet große Körner und BB-große Materialbrocken ausstößt (typischerweise liegt das Material in Form von Staubkörnern vor, die feiner als menschliches Haar sind), die zu massiv sind, um durch den Strahlungsdruck der Sonne weit vom Kern des Kometen weggeschleudert zu werden.

Der richtige Ort zur richtigen Zeit
Die Kometenbeobachtungen von SPHEREx sind ein Nebeneffekt der Position des Weltraumteleskops in seiner beinahe polaren erdnahen Umlaufbahn und seiner Perspektive auf den gesamten Himmel. Die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien geleitete Mission startete am 11. März 2025, um die Ursprünge des Universums und die Geschichte der Galaxien zu erforschen und nach den Bausteinen des Lebens in unserer Galaxie zu suchen.

Ende 2025 stellte SPHEREx die erste von vier Infrarot-Karten des gesamten Himmels fertig, die der Menschheit helfen werden, das Universum besser zu verstehen. Das Weltraumteleskop verfügt über die einzigartige Fähigkeit, den Himmel in 102 Farben zu sehen, wobei jede Farbe eine Wellenlänge des Infrarotlichts darstellt, die einzigartige Informationen über Galaxien, Sterne, Planetenentstehungsgebiete und andere kosmische Merkmale liefert, darunter auch die verschiedenen Gase, die in der Koma von 3I/ATLAS zu sehen sind.

„Unser einzigartiges Weltraumteleskop sammelt beispiellose Daten aus dem gesamten Universum“, sagte Yoonsoo Bach, stellvertretender Studienleiter vom Korea Astronomy and Space Science Institute. „In diesem Fall hat uns unsere Galaxie jedoch nur wenige Monate nach dem Start von SPHEREx ein Stück eines weit entfernten Sternensystems geliefert, und SPHEREx war bereit, es zu beobachten. In der Wissenschaft ist es manchmal so: Man ist zur richtigen Zeit am richtigen Ort.“

Der Komet 3I/ATLAS wurde vom NASA-finanzierten ATLAS-Teleskop (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) in Rio Hurtado, Chile, entdeckt und am 1. Juli 2025 dem Minor Planet Center gemeldet. Wissenschaftler stellten aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit und seiner Flugbahn schnell fest, dass es sich bei dem Kometen 3I/ATLAS um einen interstellaren Kometen handelte. Seitdem haben viele Missionen der NASA das Objekt verfolgt und untersucht, um seine Bahn durch das Sonnensystem genauer zu bestimmen und besser zu verstehen, woraus es besteht. Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie die Weltraumteleskope der NASA die laufende Mission der Behörde unterstützen, Kometen und Asteroiden – einschließlich erdnaher Objekte –, die durch unser Sonnensystem wandern, zu finden, zu verfolgen und besser zu verstehen.

Mehr über SPHEREx
Die Mission wird vom NASA JPL für die Astrophysikabteilung der Behörde innerhalb der Wissenschaftsdirektion in Washington geleitet. Das Teleskop und der Raumfahrzeugbus wurden von BAE Systems gebaut. Die wissenschaftliche Analyse der SPHEREx-Daten wird von einem Team von Wissenschaftlern aus 13 Institutionen in den USA, Südkorea und Taiwan durchgeführt, das von Jamie Bock, Principal Investigator am Caltech mit einer gemeinsamen Anstellung am JPL, und Olivier Dore, Projektwissenschaftler am JPL, geleitet wird. Die Daten werden am IPAC am Caltech in Pasadena verarbeitet und archiviert, das das JPL für die NASA verwaltet. Der SPHEREx-Datensatz steht Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit frei zur Verfügung.

Weitere Informationen über die SPHEREx-Mission finden Sie unter: https://science.nasa.gov/mission/spherex/

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• Interstellare Objekte
• SPHEREx-Weltraumteleskop auf Falcon 9

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Quelle: NASA, Ashley Balzer, 12. Dezember 2024.

12. Dezember 2024 Greenbelt, Md. – „Wir befinden uns mitten in einer aufregenden Phase der Missionsvorbereitung“, sagte Jody Dawson, ein Roman Systems Engineer bei NASA Goddard. „Alle Komponenten sind jetzt hier in Goddard und werden in schneller Folge zusammengefügt. Wir gehen davon aus, dass wir das Teleskop und die Instrumente noch in diesem Jahr in die Raumsonde integrieren können.“

Die Ingenieure integrierten zunächst das Coronagraph-Instrument, eine Technologiedemonstration zur Abbildung von Exoplaneten – Welten außerhalb unseres Sonnensystems – unter Verwendung einer komplexen Reihe von Masken und aktiven Spiegeln, um das Blendlicht der Wirtssterne der Planeten zu verdecken.

Anschließend integrierte das Team die optische Teleskopbaugruppe, die einen 2,4 Meter großen Hauptspiegel, neun weitere Spiegel sowie die dazugehörigen Strukturen und die Elektronik umfasst. Das Teleskop wird das kosmische Licht bündeln und an die Instrumente von Roman weiterleiten, so dass Milliarden von Objekten, die über Raum und Zeit verstreut sind, sichtbar werden. Roman wird das am stärksten stabilisierte Großteleskop sein, das je gebaut wurde, mindestens 10-mal stabiler als das James Webb Space Telescope der NASA und 100-mal stabiler als das Hubble Space Telescope der NASA. Dies wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, Messungen mit einer Präzision durchzuführen, die wichtige Fragen über dunkle Energie, dunkle Materie und Welten jenseits unseres Sonnensystems beantworten kann.

Nach dem Einbau dieser Komponenten fügte das Team dann das Hauptinstrument von Roman hinzu. Das sogenannte Wide Field Instrument, eine 300-Megapixel-Infrarotkamera, wird Roman einen tiefen Panoramablick auf das Universum ermöglichen. Mit Hilfe der Durchmusterungen des Wide Field Instruments können Wissenschaftler entfernte Exoplaneten, Sterne, Galaxien, schwarze Löcher, dunkle Energie, dunkle Materie und vieles mehr erforschen. Dank dieses Instruments und der Effizienz des Observatoriums wird Roman in der Lage sein, große Bereiche des Himmels 1.000-mal schneller als Hubble abzubilden, und zwar mit der gleichen scharfen und empfindlichen Bildqualität.

„Es wäre schneller, die Astronomiethemen aufzuzählen, die Roman nicht abdecken kann, als die, die es abdecken wird“, sagte Julie McEnery, leitende Projektwissenschaftlerin für Roman bei NASA Goddard. „Wir hatten noch nie ein derartiges Werkzeug. Roman wird die Art und Weise, wie wir Astronomie betreiben, revolutionieren.“

Das Teleskop und die Instrumente wurden auf dem Instrumententräger von Roman montiert und im größten Reinraum von Goddard, wo das Observatorium zusammengebaut wird, genau ausgerichtet. Jetzt wird die gesamte Baugruppe an der Roman-Sonde befestigt, die das Observatorium auf seine Umlaufbahn bringen und dort in Betrieb nehmen wird.

Gleichzeitig wird die ausfahrbare Blendenabdeckung der Mission – ein Visier, das das Teleskop vor unerwünschtem Licht schützt – mit der äußeren Zylinderbaugruppe verbunden, die als Exoskelett des Teleskops dient.

„Wir haben ein unglaubliches Jahr hinter uns, und wir freuen uns auf ein weiteres“, sagte Bear Witherspoon, ein Roman Systems Engineer bei NASA Goddard. „Während die Nutzlast und das Raumfahrzeug gemeinsam einige Tests durchlaufen, wird das Team daran arbeiten, die Sonnenkollektoren auf der äußeren Trommel zu montieren.“

Damit liegt das Observatorium auf Kurs für die Fertigstellung im Herbst 2026 und den Start bis spätestens Mai 2027.

Um eine interaktive Version des Teleskops virtuell zu besichtigen, besuchen Sie uns: https://roman.gsfc.nasa.gov/interactive

Das Nancy Grace Roman Space Telescope wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, geleitet. Daran beteiligt sind das Jet Propulsion Laboratory der NASA und Caltech/IPAC in Südkalifornien, das Space Telescope Science Institute in Baltimore sowie ein Wissenschaftsteam, das sich aus Wissenschaftlern verschiedener Forschungseinrichtungen zusammensetzt. Die wichtigsten Industriepartner sind BAE Systems Inc. in Boulder, Colorado, L3Harris Technologies in Rochester, New York, und Teledyne Scientific & Imaging in Thousand Oaks, Kalifornien.

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Roman Space Telescope, früher WFIRST – Wide-Field Infrared Survey Telescope

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Quelle: NASA, JPL, SWRI, 12. Dezember 2024.

12. Dezember 2024 – Wissenschaftler der NASA-Mission Juno am Jupiter haben entdeckt, dass die Vulkane auf dem Jupitermond Io wahrscheinlich jeweils von einer eigenen Kammer mit heißem Magma gespeist werden und nicht von einem Ozean aus Magma. Diese Entdeckung löst ein 44 Jahre altes Rätsel über die unterirdischen Ursprünge der auffälligsten geologischen Merkmale des Mondes.

Ein Artikel über den Ursprung des Vulkanismus auf Io wurde am Donnerstag, dem 12. Dezember, in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht, und die Ergebnisse sowie weitere wissenschaftliche Erkenntnisse über Io wurden während einer Pressekonferenz in Washington auf der Jahrestagung der American Geophysical Union, der größten Versammlung von Erd- und Weltraumwissenschaftlern des Landes, diskutiert.

Io ist etwa so groß wie der Erdmond und gilt als der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem. Der Mond beherbergt schätzungsweise 400 Vulkane, die in scheinbar ununterbrochenen Eruptionen Lava und Rauchfahnen ausstoßen, die zur Bedeckung der Mondoberfläche beitragen.

Obwohl der Mond am 8. Januar 1610 von Galileo Galilei entdeckt wurde, wurde vulkanische Aktivität dort erst 1979 entdeckt, als die Bildwissenschaftlerin Linda Morabito vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien zum ersten Mal eine Vulkanfahne auf einem Bild der Raumsonde Voyager 1 der Agentur identifizierte.

„Seit Morabitos Entdeckung haben sich die Planetenforscher gefragt, wie die Vulkane von der Lava unter der Oberfläche gespeist werden“, so Scott Bolton, leitender Forscher von Juno am Southwest Research Institute in San Antonio. „Gab es einen flachen Ozean aus weißglühendem Magma, der die Vulkane speiste, oder war ihre Quelle eher lokal begrenzt? Wir wussten, dass die Daten der beiden sehr nahen Vorbeiflüge von Juno uns Aufschluss über die Funktionsweise dieses geplagten Mondes geben könnten.“

Die Raumsonde Juno flog im Dezember 2023 und im Februar 2024 extrem nah an Io vorbei und kam dabei bis auf etwa 1.500 Kilometer an die Oberfläche des pizzaähnlichen Mondes heran. Während dieser Annäherungen kommunizierte Juno mit dem Deep Space Network der NASA und sammelte hochpräzise Doppler-Daten, die zur Messung der Schwerkraft von Io verwendet wurden, indem man verfolgte, wie diese die Beschleunigung der Sonde beeinflusste. Was die Mission bei diesen Vorbeiflügen über die Schwerkraft des Mondes erfuhr, führte zu der neuen Veröffentlichung, da sie mehr Details über die Auswirkungen eines Phänomens namens Tidal Flexing enthüllte.

Prinz der jovianischen Gezeiten

Io ist dem Riesen Jupiter extrem nahe, und seine elliptische Umlaufbahn lässt ihn alle 42,5 Stunden einmal um den Gasriesen herumschwingen. Mit der Entfernung ändert sich auch die Anziehungskraft des Jupiters, was dazu führt, dass der Mond unaufhörlich gequetscht wird. Das Ergebnis: ein extremer Fall von Gezeitenbiegung – Reibung durch Gezeitenkräfte, die im Inneren Wärme erzeugt.

„Diese ständige Verformung erzeugt immense Energie, die Teile des Inneren von Io buchstäblich zum Schmelzen bringt“, so Bolton. „Wenn Io einen globalen Magma-Ozean hat, wussten wir, dass die Signatur seiner Gezeitenverformung viel größer sein würde als bei einem starren, überwiegend festen Inneren. Abhängig von den Ergebnissen der Juno-Sondierung des Schwerefelds von Io könnten wir also feststellen, ob sich unter der Oberfläche ein globaler Magmaozean verbirgt.“

Das Juno-Team verglich die Doppler-Daten der beiden Vorbeiflüge mit den Beobachtungen früherer Missionen der Agentur zum Jupitersystem und von Bodenteleskopen. Sie fanden Gezeitendeformationen, die darauf schließen lassen, dass es auf Io keinen flachen globalen Magmaozean gibt.

„Die Entdeckung von Juno, dass die Gezeitenkräfte nicht immer einen globalen Magmaozean erzeugen, veranlasst uns nicht nur dazu, unser Wissen über das Innere von Io zu überdenken“, sagte der Hauptautor Ryan Park, ein Juno-Ko-Investigator und Leiter der Solar System Dynamics Group am JPL. „Es hat Auswirkungen auf unser Verständnis anderer Monde, wie Enceladus und Europa, und sogar auf Exoplaneten und Supererden. Unsere neuen Erkenntnisse bieten die Möglichkeit, unser Wissen über die Entstehung und Entwicklung von Planeten zu überdenken.“

Es gibt noch mehr Wissenschaft am Horizont. Am 24. November unternahm die Sonde ihren 66. wissenschaftlichen Vorbeiflug an den geheimnisvollen Wolken des Jupiters. Die nächste Annäherung an den Gasriesen wird am 27. Dezember um 12:22 Uhr EST stattfinden. Zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs, wenn Junos Umlaufbahn dem Zentrum des Planeten am nächsten ist, wird sich die Sonde etwa 3.500 Kilometer (2.175 Meilen) über den Wolken des Jupiters befinden und seit ihrem Eintritt in die Umlaufbahn des Gasriesen im Jahr 2016 645,7 Millionen Meilen (1,039 Milliarden Kilometer) zurückgelegt haben.

Mehr über Juno

JPL, eine Abteilung des Caltech in Pasadena, Kalifornien, leitet die Juno-Mission im Auftrag des Hauptforschers Scott Bolton vom Southwest Research Institute in San Antonio. Juno ist Teil des NASA-Programms New Frontiers, das vom Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, für das Science Mission Directorate der Behörde in Washington geleitet wird. Die italienische Raumfahrtbehörde (ASI) hat den Jovian InfraRed Auroral Mapper finanziert. Lockheed Martin Space in Denver baute und betreibt die Sonde. Verschiedene andere Einrichtungen in den USA haben mehrere der anderen wissenschaftlichen Instrumente auf Juno zur Verfügung gestellt.

Weitere Informationen über Juno finden Sie unter: https://science.nasa.gov/mission/juno

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Juno – Mission beim Jupiter

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Quelle: NASA, JPL, ISRO, 8. November 2024.

Pasadena, 8. November 2024 – Wir bemerken es nicht immer, aber ein Großteil der Erdoberfläche ist ständig in Bewegung. Wissenschaftler haben Satelliten und bodengestützte Instrumente eingesetzt, um Landbewegungen im Zusammenhang mit Vulkanen, Erdbeben, Erdrutschen und anderen Phänomenen zu verfolgen. Ein neuer Satellit der NASA und der Indischen Weltraumforschungsorganisation (ISRO) soll unsere Kenntnisse verbessern und uns möglicherweise bei der Vorbereitung auf und der Bewältigung von Naturkatastrophen und vom Menschen verursachten Katastrophen helfen.

Die NISAR-Mission (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar) wird zweimal alle 12 Tage die Bewegung fast aller Land- und Eisflächen der Erde messen. Die Geschwindigkeit, mit der NISAR Daten sammelt, wird den Forschern ein umfassenderes Bild davon vermitteln, wie sich die Erdoberfläche im Laufe der Zeit verändert. „Diese Art der regelmäßigen Beobachtung ermöglicht es uns zu sehen, wie sich die Erdoberfläche über fast den gesamten Planeten hinweg bewegt“, sagte Cathleen Jones, NISAR-Anwendungsleiterin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien.

Zusammen mit ergänzenden Messungen von anderen Satelliten und Instrumenten werden die Daten von NISAR ein vollständigeres Bild davon liefern, wie sich die Erdoberfläche horizontal und vertikal bewegt. Diese Informationen werden entscheidend dazu beitragen, alles besser zu verstehen, von der Mechanik der Erdkruste bis hin zu den Teilen der Welt, die anfällig für Erdbeben und Vulkanausbrüche sind. Sie könnten sogar dabei helfen, herauszufinden, ob Abschnitte eines Deichs beschädigt sind oder ob ein Hang durch einen Erdrutsch in Bewegung geraten ist.

Was sich darunter verbirgt

Die Mission, die Anfang 2025 von Indien aus gestartet werden soll, wird in der Lage sein, Oberflächenbewegungen bis hinunter zu Bruchteilen von Zentimetern zu erkennen. Neben der Überwachung von Veränderungen der Erdoberfläche wird der Satellit in der Lage sein, die Bewegung von Eisschilden, Gletschern und Meereis zu verfolgen und Veränderungen der Vegetation zu kartieren.

Die Quelle für diese bemerkenswerte Detailgenauigkeit sind zwei Radarinstrumente, die bei langen Wellenlängen arbeiten: ein L-Band-System, das vom JPL gebaut wurde, und ein S-Band-System, das von ISRO gebaut wurde. Der NISAR-Satellit ist der erste, der beide an Bord hat. Beide Instrumente können Tag und Nacht Messungen vornehmen und durch Wolken hindurchsehen, die die Sicht optischer Instrumente behindern können. Das L-Band-Instrument wird auch in der Lage sein, dichte Vegetation zu durchdringen, um Bodenbewegungen zu messen. Diese Fähigkeit ist vor allem in der Umgebung von Vulkanen oder Verwerfungen nützlich, die von der Vegetation verdeckt werden.

„Der NISAR-Satellit wird uns nicht sagen, wann Erdbeben auftreten werden. Stattdessen wird er uns helfen, besser zu verstehen, welche Gebiete auf der Welt am anfälligsten für schwere Erdbeben sind“, sagte Mark Simons, der für die Mission verantwortliche Wissenschaftler am Caltech in Pasadena, Kalifornien.

Die Daten des Satelliten werden den Forschern Aufschluss darüber geben, welche Teile einer Verwerfung sich langsam bewegen, ohne Erdbeben auszulösen, und welche Abschnitte miteinander verbunden sind und plötzlich abrutschen könnten. In relativ gut überwachten Gebieten wie Kalifornien können die Forscher NISAR nutzen, um sich auf bestimmte Regionen zu konzentrieren, die ein Erdbeben auslösen könnten. Aber in Teilen der Welt, die nicht so gut überwacht werden, könnten die NISAR-Messungen neue erdbebengefährdete Gebiete aufdecken. Und wenn es doch zu einem Erdbeben kommt, werden die Daten des Satelliten den Forschern helfen zu verstehen, was an den Verwerfungen passiert ist, die aufgebrochen sind.

„Aus der Sicht der ISRO sind wir besonders an der Plattengrenze im Himalaya interessiert“, sagt Sreejith K M, der bei der ISRO im Space Applications Center in Ahmedabad, Indien, für NISAR zuständig ist. „Das Gebiet hat in der Vergangenheit Erdbeben großer Stärke hervorgebracht, und NISAR wird uns beispiellose Informationen über die seismischen Gefahren im Himalaya liefern.“

Oberflächenbewegungen sind auch für Vulkanforscher wichtig, die regelmäßig gesammelte Daten benötigen, um Landbewegungen zu erkennen, die Vorboten eines Ausbruchs sein können. Wenn sich das Magma unter der Erdoberfläche bewegt, kann sich das Land ausbeulen oder absinken. Der NISAR-Satellit wird dazu beitragen, ein umfassenderes Bild davon zu erhalten, warum sich ein Vulkan verformt und ob diese Bewegung ein Zeichen für einen Ausbruch ist.

Die Suche nach dem Normalen

Wenn es um Infrastrukturen wie Dämme, Aquädukte und Staudämme geht, wird die Fähigkeit von NISAR, über Jahre hinweg kontinuierliche Messungen durchzuführen, dazu beitragen, den normalen Zustand der Strukturen und des umliegenden Landes zu ermitteln. Wenn sich dann etwas ändert, können die Ressourcenverwalter möglicherweise bestimmte Bereiche ausfindig machen, die untersucht werden müssen. „Anstatt alle fünf Jahre ein ganzes Aquädukt zu vermessen, kann man die Erhebungen gezielt auf Problembereiche ausrichten“, so Jones.

Die Daten könnten ebenso wertvoll sein, um zu zeigen, dass sich ein Damm nach einer Katastrophe wie einem Erdbeben nicht verändert hat. Wenn beispielsweise San Francisco von einem schweren Erdbeben heimgesucht würde, könnte die Verflüssigung – bei der lose gepackte oder wassergesättigte Sedimente nach starken Bodenerschütterungen ihre Stabilität verlieren – ein Problem für Dämme und Deiche entlang des Sacramento-San Joaquin River Deltas darstellen.

„Es gibt über tausend Meilen Dämme“, so Jones. „Man bräuchte eine ganze Armee, um sie alle zu überprüfen“. Die NISAR-Mission würde den Behörden dabei helfen, die Deiche aus dem Weltraum zu überwachen und beschädigte Bereiche zu identifizieren. „Dann kann man sich die Zeit sparen und nur die Bereiche inspizieren, die sich verändert haben. Das könnte nach einer Katastrophe eine Menge Geld für Reparaturen sparen.

Mehr über NISAR

Die NISAR-Mission ist eine gleichberechtigte Zusammenarbeit zwischen der NASA und ISRO und markiert das erste Mal, dass die beiden Agenturen bei der Entwicklung von Hardware für eine Erdbeobachtungsmission zusammenarbeiten. Unter der Leitung des Caltech leitet das JPL die amerikanische Komponente des Projekts und liefert das L-Band-SAR der Mission. Die NASA stellt außerdem die Radarreflektorantenne, den ausfahrbaren Ausleger, ein hochleistungsfähiges Kommunikationsteilsystem für wissenschaftliche Daten, GPS-Empfänger, einen Solid-State-Recorder und ein Nutzlastdatenteilsystem bereit. Das U R Rao Satellitenzentrum in Bengaluru, Indien, das die ISRO-Komponente der Mission leitet, stellt den Raumfahrzeugbus, die Trägerrakete und die damit verbundenen Startdienste und Satellitenmissionen bereit. Das ISRO Space Applications Centre in Ahmedabad liefert die S-Band-SAR-Elektronik.

Um mehr über NISAR zu erfahren, besuchen Sie die Website:

https://science.nasa.gov/mission/nisar//

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar)

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Quelle: NASA, JPL, ISRO, 4. November 2024.

Pasadena, 4, November 2024 – Ein wenig Hintergrund zur Mission

Voyager ist eine NASA-Mission, die aus zwei verschiedenen Raumsonden besteht, Voyager 1 und 2, die am 5. September 1977 bzw. am 20. August 1977 ins All starteten. In den Jahrzehnten nach dem Start unternahmen die beiden Sonden eine große Tour durch unser Sonnensystem und untersuchten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – einer der ersten Versuche der NASA, die Geheimnisse des Universums zu erforschen. Diese beiden Sonden wurden später die ersten Raumfahrzeuge, die im interstellaren Raum operierten – dem Raum außerhalb der Heliosphäre, der Blase aus Sonnenwind und Magnetfeldern, die von der Sonne ausgeht. Voyager 1 war die erste, die 2012 in den interstellaren Raum eindrang, gefolgt von Voyager 2 im Jahr 2018.

Heute fliegt Voyager nicht nur weiter, weil sie es kann, sondern auch, weil sie noch immer an der Erforschung des interstellaren Raums, der Heliosphäre und der Wechselwirkung zwischen beiden arbeiten kann. „Wir würden die Voyager- Mission nicht weiterführen, wenn sie keine wissenschaftlichen Daten liefern würde“, sagt Suzanne Dodd, die derzeitige Projektleiterin der Mission und Direktorin des Interplanetarischen Netzwerks am Jet Propulsion Laboratory der NASA.

Doch nach Milliarden von Kilometern und Jahrzehnten bahnbrechender wissenschaftlicher Erforschung war diese wegweisende interstellare Reise nicht ohne Prüfungen. Was ist also das Erfolgsgeheimnis der Voyager?

Kurz gesagt: Vorbereitung und Kreativität.

Wir haben sie so konzipiert, dass sie nicht versagen

Laut John Casani, Voyager-Projektleiter von 1975 bis zum Start 1977, „haben wir sie nicht für eine Lebensdauer von 30 oder 40 Jahren entwickelt, sondern um nicht zu versagen“.

Ein wichtiger Faktor für die Langlebigkeit der Mission ist die Redundanz. Die Komponenten von Voyager wurden nicht nur mit Sorgfalt entwickelt, sondern auch in zweifacher Ausführung gebaut.

Laut Dodd wurde bei der Konstruktion von Voyager „fast alles redundant ausgelegt. Zwei Raumfahrzeuge zu haben – das ist Redundanz“.

„Wir haben sie nicht entworfen, um 30 oder 40 Jahre zu überleben, sondern um nicht zu versagen“.

John Casani Voyager-Projektleiter, 1975-1977

Eine hochmoderne Energiequelle

Die beiden Voyager-Raumsonden verdanken ihre Langlebigkeit auch ihrer zuverlässigen Energiequelle.

Jede Sonde ist mit drei thermoelektrischen Radioisotopen-Generatoren ausgestattet. Diese nuklearen „Batterien“ wurden ursprünglich vom US-Energieministerium im Rahmen des Programms „Atoms for Peace“ (Atome für den Frieden) entwickelt, das von Präsident Eisenhower im Jahr 1955 erlassen wurde. Im Vergleich zu anderen damaligen Energieoptionen – wie der Solarenergie, die nicht die Kapazität hatte, um über den Mars hinaus zu funktionieren – haben diese Generatoren es der Voyager ermöglicht, viel weiter ins All vorzudringen.

Die Stromgeneratoren der Voyager bringen die Mission weiter als je zuvor, aber sie erzeugen auch jedes Jahr weniger Strom, so dass die Instrumente mit der Zeit abgeschaltet werden müssen, um Energie zu sparen.

Kreative Lösungen

Als eine Mission, die an den äußersten Rändern der Heliosphäre und darüber hinaus operiert hat, musste Voyager eine ganze Reihe von Herausforderungen bewältigen. Da die Sonde nun im interstellaren Raum mit Software und Hardware aus den 1970er Jahren arbeitet, erfordern die Probleme der Voyager kreative Lösungen.

Ehemaliges Missionspersonal, das in den ersten Tagen an Voyager gearbeitet hat, ist sogar aus dem Ruhestand zurückgekehrt, um mit dem neuen Missionspersonal zusammenzuarbeiten und nicht nur große Probleme zu lösen, sondern auch wichtiges Missions-Know-how an die nächste Generation von Wissenschaftlern und Ingenieuren weiterzugeben.

„Aus meiner Sicht als Projektleiter ist es wirklich sehr aufregend zu sehen, wie sich junge Ingenieure für die Arbeit an Voyager begeistern. Sie nehmen die Herausforderungen einer alten Mission an und arbeiten Seite an Seite mit einigen der Experten, den Leuten, die das Raumschiff gebaut haben“, sagte Dodd. „Sie wollen voneinander lernen.“

Gerade in den letzten Jahren hat das Voyager-Projekt die Kreativität des Missionsteams mit einer Reihe von komplexen Problemen auf die Probe gestellt. Kürzlich verstopfte eine Treibstoffleitung in den Triebwerken von Voyager 1, die die Ausrichtung und Richtung des Raumschiffs steuern. Die Triebwerke ermöglichen es der Sonde, ihre Antennen auszurichten, und sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Kommunikation mit der Erde. Durch sorgfältige Koordination gelang es dem Missionsteam, das Raumfahrzeug per Fernsteuerung auf einen anderen Satz von Triebwerken umzuschalten.

Diese Art von Reparaturen sind besonders schwierig, da ein Funksignal etwa 22 ½ Stunden braucht, um Voyager 1 von der Erde aus zu erreichen, und weitere 22 ½ Stunden, um zurückzukehren. Signale von und zu Voyager 2 benötigen jeweils etwa 19 Stunden.

Die interstellare Zukunft der Voyager-Sonden

Dieser kurze Blick hinter den Vorhang beleuchtet die Geschichte der Voyager und ihre Erfolgsgeheimnisse.

Die Voyager-Sonden könnten noch bis in die späten 2020er Jahre in Betrieb sein. Im Laufe der Zeit wird die Fortsetzung des Betriebs immer schwieriger, da die Leistung der Mission jedes Jahr um 4 Watt abnimmt und die beiden Raumsonden mit abnehmender Leistung abkühlen werden. Außerdem könnten unerwartete Anomalien mit zunehmendem Alter die Funktionalität und Langlebigkeit der Mission beeinträchtigen.

Mit dem Fortschreiten der Mission baut das Voyager-Team sein Vermächtnis kreativer Problemlösung und Zusammenarbeit weiter aus, während die beiden interstellaren Reisenden unser Verständnis des riesigen und geheimnisvollen Kosmos, in dem wir leben, weiter vertiefen.

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Voyager / Pioneer 10 + 11

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Quelle: NASA, JPL, 31. Oktober 2024.

Pasadena, 31. Oktober 2024 – Die SPHEREx-Mission der NASA wird nicht das erste Weltraumteleskop sein, das Hunderte von Millionen von Sternen und Galaxien beobachtet, wenn es spätestens im April 2025 startet, aber es wird das erste sein, das sie in 102 Spektralfarben beobachtet. Obwohl diese Farben für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, weil sie im Infrarotbereich liegen, werden die Wissenschaftler sie nutzen, um mehr über Themen zu erfahren, die von der Physik, die das Universum weniger als eine Sekunde nach seiner Geburt beherrschte, bis hin zum Ursprung des Wassers auf Planeten wie der Erde reichen.

„Wir sind die erste Mission, die den gesamten Himmel in so vielen Spektralfarben betrachtet“, sagte der SPHEREx-Leiter Jamie Bock, der am Jet Propulsion Laboratory der NASA und am Caltech, beide in Südkalifornien, arbeitet. „Wann immer Astronomen den Himmel auf eine neue Art und Weise betrachten, können wir mit Entdeckungen rechnen.“

SPHEREx, kurz für Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, wird infrarotes Licht sammeln, dessen Wellenlängen etwas länger sind als die, die das menschliche Auge wahrnehmen kann. Das Teleskop wird eine Technik namens Spektroskopie anwenden, um das Licht von Hunderten von Millionen von Sternen und Galaxien in einzelne Farben zu zerlegen, so wie ein Prisma das Sonnenlicht in einen Regenbogen verwandelt. Diese Farbaufteilung kann verschiedene Eigenschaften eines Objekts offenbaren, darunter seine Zusammensetzung und seine Entfernung von der Erde.

Hier sind die drei wichtigsten wissenschaftlichen Untersuchungen, die SPHEREx mit seiner bunten Himmelskarte durchführen wird.

Kosmische Ursprünge

Was das menschliche Auge als Farben wahrnimmt, sind unterschiedliche Wellenlängen des Lichts. Der einzige Unterschied zwischen den Farben ist der Abstand zwischen den Scheitelpunkten der Lichtwellen. Wenn sich ein Stern oder eine Galaxie bewegt, werden seine Lichtwellen gedehnt oder gestaucht, wodurch sich die Farben ändern, die sie auszustrahlen scheinen. (Dasselbe gilt für Schallwellen, weshalb die Tonhöhe einer Krankenwagensirene ansteigt, wenn sie sich nähert, und abfällt, wenn sie vorbeifährt). Astronomen können messen, wie stark das Licht gestreckt oder gestaucht wird, und daraus auf die Entfernung des Objekts schließen.

SPHEREx wird dieses Prinzip anwenden, um die Position von Hunderten von Millionen von Galaxien in 3D zu kartieren. Auf diese Weise können die Wissenschaftler die Physik der Inflation untersuchen, des Ereignisses, das das Universum veranlasste, sich in weniger als einer Sekunde nach dem Urknall um das Billionenfache auszudehnen. Diese rasche Ausdehnung verstärkte kleine Unterschiede in der Verteilung der Materie. Da diese Unterschiede auch heute noch die Verteilung der Galaxien prägen, kann die Messung der Galaxienverteilung den Wissenschaftlern Aufschluss darüber geben, wie die Inflation funktioniert hat.

Galaktische Ursprünge

SPHEREx wird auch das kollektive Leuchten messen, das von allen nahen und fernen Galaxien erzeugt wird – mit anderen Worten, die Gesamtmenge des von den Galaxien im Laufe der kosmischen Geschichte ausgesandten Lichts. Wissenschaftler haben bisher versucht, diese Gesamtlichtmenge zu schätzen, indem sie einzelne Galaxien beobachteten und auf die Billionen von Galaxien im Universum hochrechneten. Bei diesen Zählungen werden jedoch möglicherweise einige schwache oder verborgene Lichtquellen übersehen, z. B. Galaxien, die zu klein oder zu weit entfernt sind, als dass sie mit Teleskopen leicht entdeckt werden könnten.

Mit der Spektroskopie kann SPHEREx den Astronomen auch zeigen, wie sich die Gesamtlichtleistung im Laufe der Zeit verändert hat. So könnte sich beispielsweise herausstellen, dass die frühesten Generationen von Galaxien im Universum mehr Licht produzierten als bisher angenommen, weil sie entweder zahlreicher oder größer und heller waren als bisher angenommen. Da Licht Zeit braucht, um sich durch den Raum zu bewegen, sehen wir entfernte Objekte so, wie sie in der Vergangenheit waren. Außerdem wird das Licht auf seiner Reise durch die Ausdehnung des Universums gestreckt, wodurch sich seine Wellenlänge und seine Farbe verändern. Die Wissenschaftler können daher anhand der SPHEREx-Daten feststellen, wie weit das Licht gereist ist und an welchem Punkt in der Geschichte des Universums es freigesetzt wurde.

Die Ursprünge des Wassers

SPHEREx wird die Häufigkeit von gefrorenem Wasser, Kohlendioxid und anderen wesentlichen Bestandteilen des Lebens, wie wir es kennen, in mehr als 9 Millionen verschiedenen Richtungen in der Milchstraße messen. Diese Informationen werden den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie verfügbar diese Schlüsselmoleküle für die Bildung von Planeten sind. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das meiste Wasser in unserer Galaxie nicht in Form von Gas, sondern in Form von Eis vorliegt, das an der Oberfläche von kleinen Staubkörnern festgefroren ist. In dichten Wolken, in denen sich Sterne bilden, können diese eisigen Staubkörner Teil von neu entstehenden Planeten werden und Ozeane wie auf der Erde bilden.

Die farbenfrohe Ansicht der Mission wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, diese Materialien zu identifizieren, da chemische Elemente und Moleküle eine einzigartige Signatur in den Farben hinterlassen, die sie absorbieren und emittieren.

Big Picture

Viele Weltraumteleskope, darunter Hubble und James Webb der NASA, können hochauflösende, detaillierte Spektroskopie von einzelnen Objekten oder kleinen Bereichen des Weltraums liefern. Andere Weltraumteleskope, wie das pensionierte Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA, wurden entwickelt, um Bilder des gesamten Himmels aufzunehmen. SPHEREx kombiniert diese Fähigkeiten, um die Spektroskopie auf den gesamten Himmel anzuwenden.

Durch die Kombination der Beobachtungen von Teleskopen, die auf bestimmte Teile des Himmels abzielen, mit dem Gesamtbild von SPHEREx erhalten die Wissenschaftler eine vollständigere – und farbigere – Perspektive des Universums.

Mehr über SPHEREx

SPHEREx wird vom JPL für die Astrophysik-Abteilung der NASA innerhalb des Science Mission Directorate in Washington verwaltet. BAE Systems (früher Ball Aerospace) hat das Teleskop und den Raumfahrzeugbus gebaut. Die wissenschaftliche Analyse der SPHEREx-Daten wird von einem Team von Wissenschaftlern durchgeführt, die an 10 Einrichtungen in den USA und in Südkorea tätig sind. Die Daten werden am IPAC am Caltech verarbeitet und archiviert, das das JPL für die NASA verwaltet. Der leitende Forscher der Mission ist am Caltech angesiedelt und arbeitet mit dem JPL zusammen. Der SPHEREx-Datensatz wird öffentlich zugänglich sein.

Weitere Informationen über die SPHEREx-Mission finden Sie im Internet:

https://www.jpl.nasa.gov/missions/spherex/

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• SPHEREx-Weltraumteleskop auf Falcon 9

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Quelle: NASA, JPL, 29. Oktober 2024.

Pasadena, 29. Oktober 2024 – Wenn die NASA-Sonde Lunar Trailblazer im nächsten Jahr den Mond umkreist, wird sie dazu beitragen, ein ewiges Rätsel zu lösen: Wo befindet sich das Wasser auf dem Mond? Wissenschaftler haben Anzeichen gesehen, die darauf hindeuten, dass es auch dort existiert, wo die Temperaturen auf der Mondoberfläche sehr hoch sind, und es gibt gute Gründe für die Annahme, dass es in Form von Oberflächeneis in dauerhaft beschatteten Kratern zu finden ist, also an Orten, die seit Milliarden von Jahren kein direktes Sonnenlicht mehr gesehen haben. Aber bisher gibt es nur wenige endgültige Antworten, und ein vollständiges Verständnis der Natur des Wasserkreislaufs auf dem Mond bleibt hartnäckig im Dunkeln.

An dieser Stelle kommt Lunar Trailblazer ins Spiel. Der kleine Satellit, der vom Jet Propulsion Laboratory der NASA verwaltet und vom Caltech in Pasadena, Kalifornien, koordiniert wird, wird das Oberflächenwasser des Mondes in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit kartieren, um die Menge, den Ort und die Form des Wassers sowie seine zeitlichen Veränderungen zu bestimmen.

„Hochauflösende Messungen der Art und Menge des Mondwassers werden uns helfen, den lunaren Wasserkreislauf zu verstehen, und sie werden uns Hinweise auf andere Fragen geben, wie z. B. wie und wann die Erde ihr Wasser erhalten hat“, sagte Bethany Ehlmann, leitende Forscherin für Lunar Trailblazer am Caltech. „Aber auch das Verständnis des Wasserbestands auf dem Mond ist wichtig, wenn wir eine dauerhafte Präsenz von Menschen und Robotern auf dem Mond und darüber hinaus erreichen wollen.

Künftige Forscher könnten das Mondeis verarbeiten, um atembaren Sauerstoff oder sogar Treibstoff herzustellen. Und sie könnten auch Wissenschaft betreiben. Anhand der Informationen von Lunar Trailblazer könnten künftige bemenschte oder robotergestützte wissenschaftliche Untersuchungen Proben aus dem Eis entnehmen, um später zu ermitteln, woher das Wasser stammt. Das Vorhandensein von Ammoniak in den Eisproben könnte zum Beispiel darauf hinweisen, dass das Wasser von Kometen stammt; Schwefel hingegen könnte zeigen, dass es aus dem Mondinneren an die Oberfläche gelangt ist, als der Mond noch jung und vulkanisch aktiv war.

„In der Zukunft könnten Wissenschaftler das Eis im Inneren von dauerhaft beschatteten Kratern analysieren, um mehr über die Ursprünge des Wassers auf dem Mond zu erfahren“, sagte Rachel Klima, stellvertretende Forschungsleiterin von Lunar Trailblazer am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. „So wie ein Eiskern aus einem Gletscher auf der Erde die Geschichte der atmosphärischen Zusammensetzung unseres Planeten offenbaren kann, könnte dieses unberührte Mondeis Hinweise darauf liefern, woher das Wasser kam und wie und wann es dorthin gelangte.“

Auch die Frage, ob sich Wassermoleküle frei auf der Mondoberfläche bewegen oder im Gestein eingeschlossen sind, ist wissenschaftlich wichtig. Wassermoleküle könnten sich im Laufe eines Mondtages von frostigen „Kältefallen“ zu anderen Orten bewegen. Der von der Sonne aufgeheizte Frost sublimiert (er verwandelt sich von festem Eis in ein Gas, ohne eine flüssige Phase zu durchlaufen), so dass die Moleküle als Gas zu anderen kalten Orten wandern können, wo sie neuen Frost bilden könnten, wenn die Sonne über den Mond wandert. Das Wissen darüber, wie sich das Wasser auf dem Mond bewegt, könnte auch zu neuen Erkenntnissen über die Wasserkreisläufe auf anderen luftlosen Körpern, wie Asteroiden, führen.

Zwei Instrumente, eine Mission

Zwei wissenschaftliche Instrumente an Bord der Sonde werden dazu beitragen, diese Geheimnisse zu lüften: das hochauflösende Infrarotspektrometer Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM³) und der multispektrale Infrarot-Imager Lunar Thermal Mapper (LTM).

Das vom JPL entwickelte HVM ³ wird die spektralen Fingerabdrücke, d. h. die Wellenlängen des reflektierten Sonnenlichts, von Mineralien und den verschiedenen Formen von Wasser auf der Mondoberfläche erkennen und kartieren. Das Spektrometer kann das schwache, von den Kraterwänden reflektierte Licht nutzen, um auch den Boden von ständig beschatteten Kratern zu erkennen.

Das LTM-Instrument, das von der Universität Oxford gebaut und von der britischen Weltraumbehörde finanziert wurde, wird die Mineralien und thermischen Eigenschaften derselben Mondlandschaft kartieren. Zusammen ergeben sie ein Bild von der Menge, dem Ort und der Form des Wassers und zeigen gleichzeitig, wie sich seine Verteilung im Laufe der Zeit verändert.

„Das LTM-Instrument kartiert präzise die Oberflächentemperatur des Mondes, während das HVM³-Instrument nach der spektralen Signatur von Wassermolekülen sucht“, so Neil Bowles, Instrumentenwissenschaftler für LTM an der Universität Oxford. „Beide Instrumente werden es uns ermöglichen zu verstehen, wie sich die Oberflächentemperatur auf das Wasser auswirkt, und so unser Wissen über das Vorhandensein und die Verteilung dieser Moleküle auf dem Mond zu verbessern.“

Lunar Trailblazer wiegt nur 200 Kilogramm (440 Pfund) und misst 3,5 Meter (11,5 Fuß) in der Breite, wenn seine Solarpaneele vollständig entfaltet sind, und wird den Mond in einer Entfernung von 100 Kilometern (60 Meilen) umkreisen. Die Mission wurde im Rahmen des SIMPLEx-Programms (Small Innovative Missions for Planetary Exploration) der NASA für das Jahr 2019 ausgewählt und wird im Rahmen der NASA-Initiative Commercial Lunar Payload Services mit dem gleichen Start wie die Intuitive Machines-2 zum Mond fliegen. Lunar Trailblazer hat Anfang Oktober am Caltech eine kritische Prüfung der Betriebsbereitschaft bestanden, nachdem er im August bei Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado, wo er zusammengebaut wurde, Umwelttests absolviert hatte.

Der Orbiter und seine wissenschaftlichen Instrumente durchlaufen nun Tests der Flugsystem-Software, die wichtige Aspekte des Starts, der Manöver und der wissenschaftlichen Mission in der Mondumlaufbahn simulieren. Gleichzeitig führt das Betriebsteam unter der Leitung des IPAC am Caltech Tests durch, um die Steuerung, die Kommunikation mit dem Deep Space Network der NASA und die Navigation zu simulieren.

Mehr über Lunar Trailblazer

Lunar Trailblazer wird vom JPL verwaltet, und die wissenschaftliche Untersuchung und der Missionsbetrieb werden vom Caltech mit dem Missionsbetriebszentrum am IPAC geleitet. Das JPL, das von Caltech für die NASA verwaltet wird, stellt auch die Systemtechnik, die Missionssicherung, das HVM³-Instrument sowie die Missionsplanung und Navigation bereit. Lockheed Martin Space liefert das Raumfahrzeug, integriert das Flugsystem und unterstützt den Betrieb unter Vertrag mit Caltech.

Die Untersuchungen der SIMPLEx-Mission werden vom Programmbüro für planetarische Missionen im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, als Teil des Discovery-Programms im NASA-Hauptquartier in Washington geleitet. Das Programm führt weltraumwissenschaftliche Untersuchungen in der Abteilung Planetenforschung des Science Mission Directorate der NASA im NASA-Hauptquartier durch.

Weitere Informationen über Lunar Trailblazer finden Sie unter:

https://www.jpl.nasa.gov/missions/lunar-trailblazer/

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Mondlander Odin (IM-2/NOVA-C) und Lunar-Trailblazer auf Falcon 9

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Quelle: Universität Stuttgart 12. September 2024.

12. September 2024 – Ziel ist es, die von SOFIA, dem Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie gesammelten Daten der internationalen astronomischen Gemeinschaft in optimalem Zustand zur weiteren wissenschaftlichen Nutzung zur Verfügung zu stellen. Im Rahmen der diesjährigen Jahrestagung der Astronomischen Gesellschaft in Köln vom 9. bis 13. September 2024 hat Bernhard Schulz, Projektwissenschaftler des SDC und ehemaliger SOFIA Science Mission Deputy Direktor, das SDC der Wissenschaftsgemeinschaft vorgestellt.

Nachdem SOFIA, ein Gemeinschaftsprojekt der deutschen und amerikanischen Raumfahrtagenturen, DLR und NASA, im September 2022 den Beobachtungsbetrieb eingestellt hat, wird es wegen der langen Entwicklungsphasen solcher Projekte mindestens zehn bis zwanzig Jahre lang kein Observatorium mehr geben, das Ferninfrarotdaten detektieren kann. „Daher ist jedes Photon, das SOFIA detektiert hat und dessen Messung im SDC-Archiv gespeichert sein wird, derzeit ausgesprochen wertvoll.“, meint Schulz „Wir wollen mit unserer Arbeit deutsche und internationale Astronomen und Astronominnen dabei unterstützen, SOFIAs wissenschaftliches Erbe vollständig auszuschöpfen und noch zahlreiche Artikel zu veröffentlichen, die auf diesem Archiv basieren.“

Kontinuierliche Optimierung
Bevor Forschende astronomische Beobachtungen wissenschaftlich auswerten können, müssen diese Daten zunächst eine Grundverarbeitung durchlaufen, bei der zum Beispiel störende Faktoren der Detektoren bereinigt oder verschiedenen Datenpunkten die richtigen Wellenlängen zugeordnet werden. Die dafür nötige Software wird kontinuierlich optimiert und am Ende der Betriebsphase großer Observatorien ist es üblich, alle Daten nochmal mit der neuesten Version dieser Software zu bearbeiten. Bei einer fliegenden Sternwarte wie SOFIA spielen zusätzliche Faktoren wie etwa eine verbesserte Koordinatenrekonstruktion – abgeleitet von den Leitkameras des Observatoriums – oder neue Korrekturen für den vorhandenen infrarotabsorbierenden atmosphärischen Wasserdampf eine Rolle. Zusammen mit den wissenschaftlichen Daten werden diese technischen und operationellen Informationen ebenfalls im SDC-Archiv abgelegt sein. Zahlreiche ehemalige Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des Deutschen SOFIA Instituts (DSI), das im Auftrag des DLR die SOFIA Aktivitäten während der Betriebsphase koordiniert hat, werden hierfür ihre Expertise in das SDC einbringen.

Kompatibel mit dem Virtuellen Observatorium
Mit Hilfe von Workshops und Webinaren oder in direkter Einzelberatung wird das SDC, Forschende im Umgang mit den SOFIA-Beobachtungen unterstützen. Die Daten des SDC-Archivs, dessen Struktur sich am Virtual Observatory (VO) Standard orientiert, stehen Forschenden aus aller Welt kostenlos zur Verfügung. So können SOFIA-Daten mit denen anderer Observatorien kombiniert oder verglichen werden, die dasselbe Objekt zum Beispiel bei anderen Wellenlängen oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten beobachtet haben. Offiziell ist das SDC bereits im Juli 2024 gestartet. Zum Ende seiner Laufzeit Ende Juni 2029 wird sein Archiv dauerhaft an das Deutsche Astronomische Zentrum in Görlitz transferiert.

Auf amerikanischer Seite hatte die NASA in der rund einjährigen Nachbetriebsphase von SOFIA nur eine begrenzte Datenmenge neu bearbeitet und anschließend alle Daten dem Infrarot-Wissenschaftsarchiv am Infrared Processing and Analysis Center (IPAC), einem NASA-Wissenschaftszentrum am California Institute of Technology (Caltech) zur Verfügung gestellt. Das SDC plant eine Zusammenarbeit mit IPAC, sodass beide Archive miteinander im Einklang bleiben.

Das SDC wird mit Mitteln der DLR Raumfahrtagentur unter dem Förderkennzeichen FKZ 50OK2404 finanziert.

Über SOFIA
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und 50OK2002) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Die SOFIA-Aktivitäten werden auf deutscher Seite von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR koordiniert und vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart durchgeführt, auf amerikanischer Seite von der NASA und der Universities Space Research Association (USRA).

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• Stratosphären-Observatorium SOFIA

Der Beitrag SOFIA Daten-Zentrum stellt wissenschaftliches Erbe sicher erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) 27. Oktober 2022.

27. Oktober 2022 – Seit 2018, als im Rahmen der InSight Mission der NASA das Seismometer SEIS auf der Marsoberfläche installiert wurde, haben Seismologen und Geophysiker der ETH Zürich seismische Wellen von mehr als 1300 Marsbeben registriert. Immer wieder haben die Forschenden kleinere und größere Beben feststellen können. Nun förderte eine detaillierte Analyse des Orts und der spektralen Eigenschaften dieser Marsbeben Überraschendes zutage: Die Beben geben nämlich Hinweise darauf, dass die Marsoberfläche noch immer von vulkanischen Aktivitäten geprägt wird.

Anzeichen neuerer Aktivitäten auf dem Mars
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der ETH Zürich hat mehr als 20 neuere Marsbeben analysiert, die ihren Ursprung in den Cerberus Fossae hatten – das ist eine aus verschiedenen Gräben und Brüchen bestehende Region auf dem Mars. Aus den seismischen Daten schlossen die Forschenden, dass die niedrigfrequenten Beben auf eine potenziell warme Quelle hindeuten. Diese würde sich erklären lassen durch in neuerer Zeit und in dieser Tiefe geschmolzene Lava, das heißt Magma unter der Marsoberfläche, sowie vulkanische Aktivitäten auf dem Mars. Insbesondere stellten die Forschenden fest, dass die Beben größtenteils im innersten Teil des Grabensystems der Cerberus Fossae stattfanden.

Als sie seismische Daten mit Aufnahmen des entsprechenden Bereichs verglichen, entdeckten die Forschenden zudem nicht nur in der Hauptwindrichtung, sondern in verschiedene Richtungen um die Cerberus Fossae herum dunklere Ascheablagerungen. «Der dunklere Farbton dieser Asche weist neuere vulkanische Aktivität nach, die vielleicht innerhalb der letzten 50’000 Jahre aufgetreten ist. Das ist geologisch gesehen relativ jung», erklärt Simon Stähler, der Erstautor eines soeben in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikels. Stähler ist leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter der von Professor Domenico Giardini geleiteten Gruppe Seismologie und Geodynamik am Institut für Geophysik der ETH Zürich.

Wozu Untersuchungen auf unserem Nachbarplaneten?
Die Nachbarplaneten der Erde zu untersuchen, ist keine einfache Aufgabe. Der Mars ist der einzige Planet neben der Erde, auf dem Forschende bodengestützte Rover, Lander und jetzt sogar Drohnen stationiert haben, welche Daten übertragen. Für die Erkundung aller anderen Planeten ist man bisher auf Bilder aus dem Weltraum angewiesen. «SEIS ist das empfindlichste je auf einem anderen Planeten installierte Seismometer», sagt Domenico Giardini. «Es bietet Geophysikern und Seismologen die Möglichkeit, mit aktuellen Daten zu arbeiten, die aufzeigen, was gerade auf dem Mars passiert, und zwar sowohl auf der Oberfläche als auch im Inneren.» Zusammen mit Aufnahmen aus der Umlaufbahn bieten die seismischen Daten verlässliche wissenschaftliche Hinweise.

Als einer unserer unmittelbaren Nachbarplaneten ist der Mars auch wichtig für das Verständnis ähnlicher geologischer Prozesse auf der Erde. Der Rote Planet ist der einzige uns bekannte Planet, dessen Kern aus Eisen, Nickel und Schwefel besteht, die möglicherweise einst Teil eines Magnetfelds waren. Topografische Erkenntnisse deuten zudem darauf hin, dass der Mars früher über große Wassermengen und eine potenziell dichtere Atmosphäre verfügte. Noch heute gibt es gefrorenes Wasser an den Polkappen des Planeten, wenn auch wahrscheinlich größtenteils als Trockeneis. «Auch wenn es noch viel zu entdecken gibt, ist der Nachweis eines möglichen Magmavorkommens auf dem Mars spannend», so Anna Mittelholz, die als Postdoc an der ETH Zürich und der Harvard University tätig ist.

Letzte Reste geophysischen Lebens
Schaut man sich Bilder der trockenen, staubigen Weiten der Marslandschaft an, ist schwer vorstellbar, dass der Mars vor etwa 3,6 Milliarden Jahren lebendig war – zumindest aus geophysischer Sicht. Jedenfalls spie er ausreichend lange Vulkanschutt aus, um die Tharsis-Berge, das größte Vulkansystem unseres Sonnensystems, und den Olympus Mons zu bilden, einen Vulkan, der fast dreimal so hoch ist wie der höchste Berg der Erde, der Mount Everest.

Dass sich der Bebenherd in den nahen Cerberus Fossae – benannt nach dem Höllenhund aus der griechischen Mythologie – befand, deutet darauf hin, dass der Mars noch nicht ganz tot ist. Hier kommt es zum Absinken in der Vulkanregion und zur Bildung paralleler Gräben (oder Brüche), wodurch die Kruste des Planeten ähnlich wie die eines Kuchens im Backofen aufreißt. Laut Stähler ist es möglich, dass das, was wir dort sehen, der Rest einer ehemals aktiven Vulkanregion ist oder dass das Magma sich gerade weiter nach Osten hin zum nächsten Ausbruchherd bewegt.

An der Studie waren Forschende der ETH Zürich, der Harvard University, der Universität Nantes, des CNRS Paris, des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) in Berlin sowie des Caltech beteiligt.

Originalpublikation:
Stähler SC, Mittelholz A, Perrin C, Kawamura T, Kim D, Knapmeyer M, Zenhäusern G, Clinton J, Giardini D, Longnonné, P, Banerdt WB: Tectonics of Cerberus Fossae unveiled by marsquakes. Nature Astronomy, 2022, DOI:10.1038/s41550-022-01803-y, https://www.nature.com/articles/s41550-022-01803-y, https://arxiv.org/abs/2206.15136, pdf: https://arxiv.org/pdf/2206.15136.

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• InSight auf Atlas V 401
• Planet Mars

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Quelle: JGU 27. Oktober 2022.

27. Oktober 2022 – Die natürlichen Stoffkreisläufe zwischen der Biosphäre und der Atmosphäre sind für das Klimasystem der Erde von großer Bedeutung. Das bekannteste Beispiel dafür ist der Kreislauf des Kohlenstoffs zwischen der Atmosphäre, der Landbiosphäre und dem Ozean. Er ist wesentlich verantwortlich für lebensfreundliche mittlere Temperaturen an der Erdoberfläche. Aber auch andere Elementkreisläufe spielen eine wichtige Rolle, so zum Beispiel der des Schwefels. Es wird vermutet, dass durch die Freisetzung von Schwefelverbindungen durch Phytoplankton in die marine Atmosphäre Wasserdampf-Kondensationskeime entstehen und es damit zur Wolkenbildung kommt – und somit ein natürlicher Rückkopplungseffekt existiert, der letztlich die Erdoberflächentemperatur stabilisieren könnte. Jetzt hat ein internationales Forschungsteam ein weiteres Element identifiziert, das ebenfalls in Zusammenhang mit Meeresalgen steht und bemerkenswerte ineinandergreifende, zyklische Reaktionen in der marinen Atmosphäre zeigt – das Jod. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Jod gehört zu den Halogenen, eine Gruppe von Elementen, die in großen Mengen im Meerwasser vorkommen. Zwar ist die Jodkonzentration wesentlich geringer als zum Beispiel die Chlorkonzentration in Form von Meersalz, allerdings zeigt Jod einige chemische Besonderheiten. „Zunächst verläuft der Mechanismus ähnlich wie beim Schwefelkreislauf“, erklärt Prof. Dr. Thorsten Hoffmann von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Phytoplankton überführt im Meerwasser vorhandenes Jodat in Jodid, wahrscheinlich um Jodid als einfaches anorganisches Antioxidans zu nutzen und so die Zellwände der Meeresalgen zu schützen. Jodid reagiert an der Meeresoberfläche aber auch mit atmosphärischem Ozon und setzt dabei molekulares Jod frei. Dieses molekulare Jod bildet über eine Reihe von schnellen atmosphärischen Reaktionen Jodoxide, die ein außergewöhnlich hohes Potenzial zur Bildung von Aerosolpartikeln haben. „Diese Teilchen können zu größeren Partikeln heranwachsen und dann als Wolkenkondensationskerne dienen und damit die Wolkenbildung beeinflussen“, beschreibt Hoffmann den Prozess. „Allerdings ist bei Jod im Gegensatz zu Schwefel der Vorgang hier noch nicht zu Ende.“

Jod als Katalysator für Partikelneubildung?
In der PNAS-Studie zeigen die Autorinnen und Autoren, wie in den wachsenden atmosphärischen Partikeln aus den zuvor gebildeten Jodoxiden wieder molekulares Jod entsteht und in die Gasphase freigesetzt wird. „Soweit wir heute wissen, ist Jod das einzige Element, das nach der Freisetzung von der Erdoberfläche die Atmosphäre nicht wieder verlässt, sondern durch Redoxreaktionen in der Partikelphase wieder in die Gasphase zurückgeführt werden kann“, bemerkt Hoffmann, Professor am Department Chemie der JGU. Damit könnte Jod eine wichtige katalytische Rolle bei der Bildung von Wolkenkondensationskeimen spielen. Eine Reihe ungelöster Fragen bleibt, zum Beispiel wie menschliche Aktivitäten, die an verschiedenen Stellen in diesen Mechanismus eingreifen, den einzigartigen Stoffkreislauf des Jods im Erdsystem beeinflussen.

An der Arbeit waren außer Forschenden der JGU Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Technischen Hochschule Kaliforniens in Pasadena (Caltech) und der Universität Galway beteiligt.

Veröffentlichung:
Ru-Jin Huang et al.
Heterogeneous iodine-organic chemistry fast-tracks marine new particle formation
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2. August 2022
DOI: 10.1073/pnas.2201729119
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2201729119

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• Planet Erde

Der Beitrag Jod beschleunigt Bildung von Wolkenkondensationskernen in der Atmosphäre erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Würzburg – mit besonderer Genehmigung.

Was arbeiten Absolventinnen und Absolventen der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU)? Um Studierenden verschiedene Perspektiven vorzustellen, hat Michaela Thiel, Geschäftsführerin des zentralen Alumni-Netzwerks, ausgewählte Ehemalige befragt. Diesmal ist Hannes Kraus an der Reihe.

Kraus stammt aus Würzburg und hat an der JMU Physik mit dem Nebenfach Japanologie studiert. In seiner Doktorarbeit, die er 2014 mit „summa cum laude“ abschloss, beschäftigte er sich mit der „optisch detektierten Magnetresonanz an organischen und anorganischen kohlenstoffbasierten Halbleitern“. Mittlerweile forscht er am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Kalifornien), einer Einrichtung des California Institute of Technology, an der Satelliten und Raumsonden für die NASA gebaut und gesteuert werden.

Herr Dr. Kraus, wie dürfen wir uns Ihren Arbeitsalltag am Jet Propulsion Laboratory vorstellen?
Der Forschungs- und Entwicklungsarm der NASA ist sehr vielfältig, und das Jet Propulsion Laboratory ist bekannt für die große Bandbreite an Aufgaben und Herausforderungen. An einem Tag sitze ich beispielsweise ausschließlich vor einem sogenannten „Testbed“ – einer Bodenvariante eines Luftqualitätsmessgeräts für die Internationale Raumstation ISS Ich probiere dann Testaufgaben für das Instrument durch, um sicherzustellen, dass es im Weltraum zuverlässig prüfen kann, ob die Astronauten saubere Atemluft haben. Tags drauf ist vielleicht etwas Programmarbeit angesagt: Wir versuchen gerade, alle Leute mit Interesse an sogenannten „Ocean Worlds“ – also Monden von Jupiter, Saturn und eventuell Neptun, die eine flüssige Wasserschicht unter ihrem Eispanzer tragen – zusammenzubringen, um neue Missionen zu diesen weit entfernen Himmelskörpern zu formulieren. Und am nächsten Tag sitze ich wieder in an meinem eigenen Projekt.

Das klingt nach ziemlich viel Abwechslung.
Ja, man sagt, dass am JPL am Ende niemand mehr das macht, was er ursprünglich gelernt hat. Und man braucht ab und zu starke Nerven, weil man immer wieder ins kalte Wasser geworfen wird. Aber dafür wird es auch garantiert nicht langweilig.

Worum geht es in Ihrem eigenen Projekt?
Mein persönliches Lieblingsprojekt ist die Entwicklung von Magnetometern – Geräten, die die Magnetfelder von Planeten wie unserer Erde und Jupiter oder von verschiedenen Monden messen können. Meine Variante nutzt Quantendefekte in Festkörpern, wie zum Beispiel Diamant oder Siliziumkarbid – ein Forschungsgebiet, das ich in der Gruppe von Professor Dyakonov an der Experimentellen Physik 6 in Würzburg begonnen habe, und das mich seither nicht losgelassen hat.

Wofür ist das von Bedeutung?
Das Magnetfeld der Erde ist unser Lebenselixier, es verhindert unter anderem, dass unsere Atmosphäre vom Sonnenwind davongetragen wird. Aber wie schon vorher erwähnt: Man macht am JPL, was gerade an spannenden Aufgaben anfällt, und ist nicht notwendigerweise auf ein Gebiet beschränkt.

Was hat Ihnen besonders an Ihrem Studium in Würzburg gefallen?
Das Studium ist ja jetzt schon eine ganze Weile her – ich bin tatsächlich noch einer der letzten Diplom-Physiker. Was mich besonders begeistert hat, waren die Praxisnähe im Hauptstudium, die Praktika und dann schließlich die Diplom- und Doktorarbeit im Labor. Aber natürlich auch die Zusammenarbeit mit anderen Studenten, sowohl im Studium selbst als auch bei semi-außeruniversitären Veranstaltungen im Physik-Computerpool oder mit den Kollegen.

Was können Sie davon in Ihrem Job anwenden?
Die Befähigung zu eigenständiger Laborarbeit, die vor allem ab Diplomjahr und Doktorarbeit gefördert und gefordert wurde, und die typische Fähigkeit von Physikern zu algorithmischer Problemlösung sind natürlich sehr hilfreich, auch außerhalb unmittelbar naturwissenschaftlicher Laborarbeit.

Was gefällt Ihnen besonders gut an Ihrem Job?
Die große Bandbreite an Aufgaben.

Und was am Leben in den USA?
Am Leben in Südkalifornien gefallen mir das Strandwetter, das hier von Februar bis Dezember reicht, die Weite des Landes und die Natur, die das Camperherz erfreut. Und dann noch die „Wir machen das jetzt einfach“-Attitüde, von der sich der Deutsche was abschauen könnte.

Was ist Ihre schönste Erinnerung aus dem Studium?
Die zahlreichen lustigen Stunden mit der Crew am Lehrstuhl Experimentelle Physik 6.

Vielen Dank für das Gespräch.

Sie sind selbst noch nicht Mitglied im Netzwerk der Universität? Dann sind Sie herzlich eingeladen, sich über Alumni Uni Würzburg zu registrieren! Hier finden Sie auch die bislang veröffentlichten Porträts von Alumni und Alumnae der JMU.

(Von Michaela Thiel / Gunnar Bartsch)

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• Personen in Firmen der Raumfahrt

Der Beitrag Von Würzburg in die Welt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Stuttgart.

30. November 2021 – Dario Fadda vom SOFIA Science Center hat die zusätzlichen Arme von NGC 7479 zusammen mit seinen Kollegen Seppo Laine und Philip Appleton (beide vom California Institute of Technology) kürzlich auch in anderen Wellenlängenbereichen beobachtet, um ihren Ursprung zu verstehen. Unter anderem haben die Astronomen an Bord der fliegenden Sternwarte SOFIA das ferninfrarote Licht des ionisierten Kohlenstoffs [CII] in diesen Gebieten mit dem abbildenden Linienspektrometer (FIFI-LS) der Universität Stuttgart kartiert. Die Emission der [CII] 158 µm-Spektrallinie entsteht im interstellaren Medium, wenn junge, neu entstandene Sterne das Gas in ihrer Umgebung aufheizen und der durch Kollisionen mit Elektronen, Wasserstoffatomen oder -Molekülen ionisierte Kohlenstoff diese Energie dann wieder in Form von Ferninfrarotstrahlung abgibt. Anhand der Stärke der [CII] 158 µm-Linie können die Forscher also die freigesetzte Energie und somit die Anzahl junger, heißer Sterne ermitteln. Die [CII] 158 µm-Linie ist daher ein ideales Messinstrument für die Sternentstehungsrate einer Galaxie.

Das Stratosphären Observatorium für Infrarotastronomie (SOFIA) der amerikanischen Weltraumbehörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ist derzeit das einzige Observatorium weltweit, dass diese Strahlung von [CII] bei einer Wellenlänge von 158 µm beobachten kann.

Die SOFIA-Aufnahmen von NGC 7479 zeigen allerdings im Vergleich zu den Daten im Radiowellenbereich, dass an einigen Stellen in den entgegengesetzten Armen die Stärke der CII] 158 µm-Linie nicht alleine durch Sternentstehung entstanden sein kann, sondern weitere Prozesse eine Rolle gespielt haben müssen. Röntgenaufnahmen von NGC 7479, in denen diese untypischen Arme ebenfalls sichtbar sind, liefern eine mögliche Erklärung: Im Zentrum der Galaxie befindet sich ein aktiver Kern, der Energie und Gas in Form von Jets – das sind gerichtete Materieströme – nach außen transportiert.
Wenn sich diese Jets den dichten Molekülwolken entlang des Balkens nähern, wird ein Teil ihrer Impulse von den Wolken absorbiert, was dazu führt, dass sich die Jets in eine Richtung biegen, die der Biegung der normalen Spiralarme der Galaxie entgegengesetzt ist. So entstehen dann die entgegengesetzten Arme. Außerdem entstehen dort, wo die Jets an ihrem Ende auf das interstellare Gas treffen, Schockfronten, in denen der beobachtete zusätzliche ionisierte Kohlenstoff [CII] entsteht.

Mit einer Entfernung von etwa 115 Millionen Lichtjahren liegt NGC 7497 in der galaktischen Nachbarschaft der Milchstraße. Die [CII] 158 µm-Linie ist hell genug, um auch in weit entfernten Galaxien als Indikator für die Sternentstehungsrate zu funktionieren. Dazu müssen die Forschenden dieses Werkzeug allerdings zunächst kalibrieren und alle anderen Prozesse – wie etwa ein aktiver Kern im Zentrum der Galaxie – verstehen, die diese Linienstärke gegebenenfalls verfälschen können.

„Indem wir mit SOFIA Galaxien in unserer Nähe im Detail untersuchen, bekommen wir ein besseres Bild davon, was wir bei den Beobachtungen von weit entfernten Galaxien und der Bestimmung der Sternentstehungsraten im frühen Universum beachten müssten.“, erläutert Bernhard Schulz, SOFIA Science Mission Operations Deputy Director vom Deutschen SOFIA Institut, das an der Universität Stuttgart SOFIAs Betrieb auf deutscher Seite koordiniert.

Über SOFIA
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und 50OK2002) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung der Deutschen Raumfahrtagentur mit Mitteln des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

Originalveröffentlichung
Dario Fadda, Seppo Laine, Philip N. Appleton: [CII] and CO Emission Along the Bar and Counter-Arms of NGC 7479
2021, ApJ 909, p. 204, arXiv: https://arxiv.org/abs/2101.10966, pdf: https://arxiv.org/pdf/2101.10966.

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• Stratosphären-Observatorium SOFIA

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2014, FU Berlin, JPL.

Seit dem Beginn des Raumfahrtzeitalters hat sich das Wissen der Menschheit über den Saturn, dem zweitgrößten Planeten innerhalb unseres Sonnensystems, ungemein erweitert. Erste durch Raumsonden direkt gewonnene Erkenntnisse stammten dabei von den US-amerikanischen Raummissionen Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2, welche den Saturn in den Jahren 1979 bis 1981 jeweils im Rahmen von dichten Vorbeiflügen passierten. Die dabei gewonnenen Daten besaßen jedoch den Nachteil, dass diese Raumsonden den Saturn jeweils nur für relativ kurze Zeiträume untersuchen konnten. Viele der gewonnenen Erkenntnisse warfen dabei neue Fragen auf, deren Beantwortung laut der beteiligten Planetologen erst durch eine Raummission möglich sein würde, die den Saturn über einen längeren Zeitraum hinweg aus unmittelbarer Nähe untersuchen kann. Bereits im Jahr 1982 begann dann auch die Planung einer entsprechenden Mission.
Die Saturnmission Cassini-Huygens
Nach einem fast sieben Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem, bei dem eine Distanz von über drei Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, trat die am 15. Oktober 1997 gestartete Raumsonde Cassini am 1. Juli 2004 im Rahmen eines komplexen, 96 Minuten andauernden Bremsmanöver in eine Umlaufbahn um den Saturn ein. In den folgenden zehn Jahren hat die Raumsonde den Ringplaneten bis zum heutigen Tag 208 mal umkreist und dabei weitere mehr als 3,5 Milliarden Kilometer im Saturnorbit zurückgelegt.

Die Ziele dieser Mission sind vielschichtig und oftmals eng miteinander verknüpft. Neben der langfristigen Erforschung der atmosphärischen Bedingungen auf dem Saturn und dessen größten Mond, dem 5.150 Kilometer durchmessenden Titan, stehen auch das Ringsystem des Planeten, dessen Magnetosphäre und die weiteren Monde des Saturn im Fokus des Interesses der beteiligten Wissenschaftler. Während der einzelnen Orbits wurden der Saturn, dessen 62 bisher bekannten Monde und das faszinierende Ringsystem mit den von Cassini mitgeführten 12 wissenschaftlichen Instrumenten ausführlich untersucht. Unter anderem absolvierte der Saturnorbiter hierzu bisher 134 dichte Vorbeiflüge an den größeren, inneren Saturnmonden.

Dabei umkreist Cassini den Saturn auf einer elliptischen Umlaufbahn. Durch gezielt herbeigeführte Veränderungen der Neigung der Cassini-Flugbahn gegen die Äquatorebene des Saturn ergeben sich dabei für die Instrumente der Raumsonde bei der Abbildung des Saturn und von dessen Monden und Ringen immer wieder unterschiedliche Perspektiven. Orbits mit niedrigen Inklinationen sind zum Beispiel besonders gut geeignet, um die Ringe des Saturn aus einer horizontalen Blickrichtung heraus zu untersuchen.

Die Saturnringe präsentierten sich unter diesen Beobachtungsbedingungen in der Vergangenheit als äußerst komplexe Gebilde. Normalerweise verfügen die Ringe über eine Dicke von lediglich etwa zehn Metern. Am Innenrand der „Cassini-Teilung“, welche den A-Ring des Saturn von dem B-Ring trennt, türmen sich diese Partikel jedoch bis zu einer ‚Höhe‘ von mehreren Kilometern auf. Im Jahr 2009, als die Sonne genau auf die Kante der Ringe schien, zeigten sich auf den in diesem Zeitraum angefertigten Aufnahmen lange Schatten, was eine Bestimmung der vertikalen Ausdehnung dieser Strukturen ermöglichte.

Ähnliche ‚Massekonzentrationen‘ wurden an den Rändern der „Keeler-Lücke“ im Bereich des äußeren A-Ringes beobachtet. Hierfür verantwortlich, so die Ergebnisse der Planetologen, ist der lediglich etwa acht Kilometer durchmessende Mond Daphnis, der als Schäfermond für die Keeler-Lücke fungiert. Durch leichte Taumelbewegungen auf seiner Umlaufbahn um den Saturn nähert er sich den an den beiden Rändern der Keeler-Lücke gelegenen Ringen zeitweise an. Die dabei auftretenden gravitativen Kräfte führen zu den beobachteten lokalen Verdichtungen in den Ringen.

Aus einer hohen Inklination heraus ergibt sich dagegen die Möglichkeit, speziell die Polarregionen des Saturn und des Titan im Detail abzubilden und zu untersuchen. Zusätzlich wird bei solchen Bedingungen auch das Ringsystem des Saturn von den abbildenden wissenschaftlichen Instrumenten der Raumsonde in seiner ‚Gesamtheit‘ erfasst. Derartige Aufnahmen ermöglichten zum Beispiel die Entdeckung von zuvor unbekannten Einzelringen und Ringstrukturen. Derzeit umkreist Cassini den Saturn noch auf einer Bahn, welche eine Inklination von 44,6 Grad aufweist. Erst im Frühjahr 2015 wird die Raumsonde wieder auf eine deutlich geringer geneigte Flugbahn wechseln.

Wissenschaftlicher Output
Durch die Auswertung der in den letzten Jahren gewonnenen Daten konnten die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler, welche an Instituten und Forschungseinrichtungen in 26 Ländern arbeiten, eine Vielzahl an neuen, für die Planetenforschung teilweise sogar ‚revolutionären‘ Erkenntnissen ableiten und bisher mehr als 3.000 wissenschaftliche Publikationen veröffentlichen.
Das zehnjährige ‚Jubiläum‘ dieser überaus erfolgreichen und produktiven Mission ist der Anlass dafür, dass die Cassini-Mission auf dem diesjährigen European Planetary Science Congress, einer gegenwärtig in der Nähe von Lissabon stattfindenden Fachtagung der Planetenforscher, eine Sonderstellung einnimmt. Im Rahmen von diversen Vorträgen und Posterpräsentationen werden am heutigen sowie am morgigen Tag neben den bisherigen Höhepunkten der Mission auch neue Forschungsresultate vorgestellt. Außerdem geben die an der Mission beteiligten Wissenschaftler einen Ausblick auf die Aktivitäten, welche bis zum Ende der Mission im September 2017 geplant sind.

Drei weitere Jahre
Trotz ihres hohen Alters befindet sich die Raumsonde Cassini immer noch in einem sehr guten technischen Zustand. In Kombination mit dem hohen wissenschaftlichen Nutzen, welcher als „exzellent“ eingestuft wurde, hat dies zur Folge, dass die Mission laut eines kürzlich gefassten NASA-Beschlusses noch für weitere drei Jahre fortgesetzt werden soll. Für den weiteren Betrieb wird der Cassini-Mission hierfür von der NASA pro Missionsjahr eine Summe von rund 60 Millionen US-Dollar zur Verfügung gestellt.
Dabei werden zunächst – neben dem Saturn – die größeren, inneren Mondes des Ringplaneten im Fokus der Forschung stehen. Neben dem Titan sind dabei weitere dichte Vorbeiflüge an den Monden Dione (zwei geplante Flybys), Tethys (ein Flyby) und Enceladus (drei Flybys) geplant. Und auch der unregelmäßig geformte, mit einem mittleren Durchmesser von etwa 113 Kilometern eher kleine Mond Epimetheus soll am 6. Dezember 2015 noch einmal von Cassini ‚besucht‘ und dabei in einer Entfernung von lediglich 2.616 Kilometern passiert werden.

Während der kommenden Jahr soll zudem überprüft werden, ob ein periodisches Auftreten von bestimmten Effekten in den Atmosphären, den Exosphären oder den Magnetfeldern des Saturn oder dessen größeren Monden erfolgt oder ob Veränderungen in den über 175.000 einzelnen Ringen, von denen der Saturn umgeben ist, zu beobachten sind.

Ein weiterer Aspekt bei den zukünftig geplanten Untersuchen in der Umgebung des Saturn ist die Tatsache, dass am 4. Juli 2016 die Raumsonde Juno in eine Umlaufbahn um den Planeten Jupiter eintreten und dessen Atmosphäre anschließend über einen Zeitraum von etwa einem Jahr untersuchen wird. Zusammen mit den Cassini-Daten der Saturnatmosphäre stehen den Wissenschaftlern somit Daten zur Verfügung, welche zeitgleich von zwei verschiedenen Gasplaneten unseres Sonnensystems gesammelt werden. Hierbei lassen sich Effekte in den Gashüllen dieser beiden Planeten untersuchen und vergleichen, welche durch eine Interaktion mit der Sonnenstrahlung hervorgerufen werden.
Weitere Vorbeiflüge an diversen inneren Saturnmonden werden in Entfernungen von bis zu 50.000 Kilometern erfolgen. Die beiden letzten dichten Vorbeiflüge an den Monden des Saturn werden schließlich den Titan zum Ziel haben und am 29. November 2016 beziehungsweise am 22. April 2017 erfolgen.

Spätestens zu diesem Zeitpunkt zeichnet sich dann allerdings bereits auch das definitive Ende der Cassini-Mission ab. Aufgrund des zu diesem Zeitpunkt nahezu komplett aufgebrauchten Treibstoffvorrates soll die Raumsonde am 15. September 2017 kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden. Cassini wäre allerdings irgendwie nicht ‚wirklich‘ Cassini, wenn dieses Finale ‚einfach so‘ erfolgen würde…
Das ‚Große Finale‘ – Weitere Untersuchungen…
Durch den Titan-Vorbeiflug am 29. November 2016 wird sich die Flugbahn der Raumsonde so verändern, dass sich Cassini dem F-Ring des Saturn in Zukunft zunächst bis auf eine Entfernung von stellenweise nur noch 10.000 Kilometern nähert. Die folgenden 20 Orbits sollen genutzt werden, um speziell diesen Ring noch eingehender zu untersuchen.

Im Rahmen des letzten Titan-Vorbeifluges am 22. April 2017 soll die Flugbahn von Cassini dann so verändert werden, dass sich die Raumsonde dem Planeten noch weiter annähert, so dass sich deren saturnnächster Punkt ab jetzt zwischen dem D-Ring, dem innersten Saturn-Ring, und der Atmosphäre des Saturn befindet. Cassini wird sich dabei in einer Entfernung von weniger als 4.000 Kilometern über der äußersten Schicht der Saturnatmosphäre bewegen. Diesen nur wenige Tausend Kilometer breiten ‚Flugkorridor‘ wird die Raumsonde in den folgenden Monaten noch 22 mal durchlaufen, wobei jeder Saturnumlauf dann nur noch knappe sieben Tage dauern wird.

Durch die Daten, welche in dieser finalen Missionsphase gesammelt werden sollen, erhoffen sich die beteiligten Wissenschaftler weitere fundamentale Erkenntnisse zur Beantwortung von bisher immer noch offenen Fragen:

• Wie hoch fällt zum Beispiel die Gesamtmasse der Hauptringe und speziell des B-Ringes aus?
• Wie setzt sich die Saturnatmosphäre im Detail zusammen?
• Welche Art von Gasen und Staubpartikeln befinden sich in welcher Konzentration in dem Raum zwischen der äußeren Atmosphärenschicht des Saturn und dem innersten Ring?
• Welche ‚Feinstrukturen‘ sind auf den aus geringer Entfernung angefertigten Bildaufnahmen in den Wolken der Saturnatmosphäre erkennbar?
• Wie ist der Saturn in seinem Inneren aufgebaut?
• Ergeben sich eventuell neue Erkenntnisse über die Dauer der Rotation des Planeten? Diese Rotationsperiode wird gegenwärtig mit einer Dauer von 10 Stunden, 45 Minuten und 45 Sekunden angegeben, wobei der Unsicherheitsfaktor bei 36 Sekunden liegt.
• Wie groß ist die Abweichung der Orientierung des Magnetfeldes des Saturn in Bezug zu dessen Rotationsachse?
• Wie präsentieren sich die Ringe und dabei speziell der F-Ring in den – dann erstmals in diesem Zusammenhang erfolgenden – Messungen des RADAR-Instrumentes?

…und gezielter ‚Absturz‘

Aber auch diese Phase der Mission findet schließlich ein Ende. Nach letztendlich 294 Saturnumkreisungen wird Cassini am 15. September 2017 um 12:57 Uhr MESZ endgültig in die oberste Schicht der Saturnatmosphäre eintreten und dort verglühen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Signallaufzeit zwischen dem Saturn und der Erde 83,5 Minuten betragen, so dass das letzte Radiosignal von Cassini die Erde am selben Tag aller Voraussicht nach gegen 14:20 Uhr MESZ erreichen wird. Das entsprechende Signal wird dabei von der 70-Meter-Antenne – der Antenne DSS-43 – des Deep Space Network (DSN) der NASA bei Canberra/Australien empfangen. Allerdings gehen die an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler davon aus, dass während dieses ‚finalen Eintritts‘ nur eine sehr limitierte Anzahl an Daten gesammelt und dann noch vor der ‚Zerstörung‘ der Raumsonde zur Erde übertragen werden können.
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.

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Verwandte Internetseiten:

• Cassini-Huygens Sonderseite
• Cassini-Huygens Newsarchiv
• CICLOPS (engl.)

EPSC 2014:

• 10 Years at Saturn, and More Excitement to Come! (engl.)
• Celebrating 10 years of exploration with Cassini-Huygens (Oral Program) (engl.)
• Celebrating 10 years of exploration with Cassini-Huygens (Poster Program) (engl.)

Der Beitrag Raumsonde Cassini: Noch weitere 3 Jahre beim Saturn erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Bereits im Sommer 2011 berichteten Wissenschaftler erstmals, dass der Saturnmond Dione anscheinend von einer extrem dünnen, hauptsächlich aus Sauerstoff bestehenden Atmosphäre umgeben ist. Zu diesem Resultat kamen die Wissenschaftler durch die Auswertung von Daten, welche durch die Raumsonde Cassini bei einem nahen Vorbeiflug an diesem viertgrößten Mond des Saturn am 7. April 2010 gesammelt werden konnten.

Die im Rahmen dieses Vorbeifluges gewonnenen Daten zeigten, dass Dione eine deutlich erkennbare Signatur im Magnetfeld des Saturn hinterlässt. Dieser Störeffekt, so die an der Auswertung beteiligten Wissenschaftler, ist nur dadurch erklärbar, dass der Mond von einer dünnen Exosphäre umgeben ist. Auch konnte eines der an Bord der Raumsonde befindlichen Spektrometer, das Cassini Plasma Spectrometer (CAPS), bei diesem Vorbeiflug ionisierte Sauerstoffmoleküle in der unmittelbaren Umgebung des Mondes nachweisen.

Allerdings war es mit den gesammelten Daten zunächst nicht möglich, nähere Aussagen über die Dichte und die genaue Zusammensetzung der Exosphäre zu tätigen. Um dies zu ändern wurde ein weiterer naher Vorbeiflug von Cassini an Dione für ergänzende Messungen genutzt. Bei diesem am 12. Dezember 2011 erfolgten Vorbeiflug passierte die Raumsonde Dione in einer Entfernung von lediglich 99 Kilometern und untersuchte den Mond dabei unter anderem auch mit seinem Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS).

Die Auswertung der durch die beiden Instrumente gesammelten Daten ergab jetzt, dass die Exosphäre von Dione über eine extrem geringe Dichte verfügt. Pro Kubikmeter sind lediglich rund 90.000 Sauerstoffionen vertreten. Damit fällt die Dichte der Exosphäre von Rhea etwa fünf Billionen mal geringer aus als die Dichte der irdischen Atmosphäre. Auf der Oberfläche von Dione herrscht eine „Atmosphärendichte“, welche mit der Dichte der Erdatmosphäre in einer Höhe von rund 480 Kilometern vergleichbar ist. Gleichzeitig fällt die Molekülmenge in der Exosphäre von Dione damit allerdings auch etwa 100 höher aus als die entsprechenden Molekülkonzentrationen bei dem Erdmond oder bei dem innersten Planeten unseres Sonnensystems, dem Merkur.

„Wir wissen jetzt, dass Dione zusätzlich zu den Ringen des Saturn und dem [ebenfalls über eine Exosphäre verfügenden] Mond Rhea eine der Quellen für die in der Umgebung des Saturn nachgewiesenen Sauerstoffmoleküle ist“, so Robert Tokar vom Los Alamos National Laboratory in den USA, einer der an der Cassini-Mission beteiligten Wissenschaftler und Erstautor der Studie, welche in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ veröffentlicht wurde.
Der um Dione detektierte Sauerstoff, so die bisherige Erklärung, wird durch eine stetig erfolgende chemische Zersetzung von Wassereis freigesetzt. Geladene Partikel der Sonnenstrahlung und des Saturn-Magnetfeldes treffen demzufolge regelmäßig auf die Oberfläche von Dione, wo sie das dort abgelagerte Wassereis in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Allerdings wollen die Wissenschaftler auch untersuchen, ob eventuell geologische Prozesse auf der Oberfläche oder im Inneren des Mondes für die Freisetzung des Sauerstoffs infrage kommen könnten.

„Unsere Wissenschaftler waren sich zuvor nicht sicher, ob Dione über genügend Masse verfügt, um eine Exosphäre an sich zu binden. Die neuen Resultate zeigen uns jetzt allerdings, dass Dione weit interessanter ist als wir zuvor angenommen haben“, so Amanda Hendrix, die stellvertretende Projektleiterin der Cassini-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Die Wissenschaftler werden jetzt die bisher von Dione gesammelten Daten noch weiter analysieren, um so noch mehr Details über diesen Mond zu erfahren.“
Dazu wird unter anderem auch die Auswertung der am 12. Dezember 2011 gewonnenen Daten des INMS-Spektrometers fortgesetzt. Dieses Instrument war maßgeblich an der Entdeckung einer vergleichbaren Exosphäre um den Mond Rhea, dem zweitgrößten Saturnmond, beteiligt. Durch einen Abgleich der verschiedenen Datensätze erhoffen sich die Wissenschaftler Erkenntnisse darüber, ob außer Sauerstoff auch andere Moleküle – speziell Wasserstoffmoleküle – in der Dione-Exosphäre vertreten sind.

Aber auch bei zukünftigen Gelegenheiten werden die Planetenforscher neue Erkenntnisse über Dione gewinnen. Eine erste Gelegenheit dazu bietet sich bereits am 28. März 2012. An diesem Tag wird sich Cassini dem Mond um 06:07 MEZ bis auf eine Entfernung von knapp 44.000 Kilometern nähern.

Der am 21. März 1684 von dem italienischen Astronomen Giovanni Cassini entdeckte Mond Dione verfügt über einen mittleren Durchmesser von rund 1.123 Kilometern. Benannt wurde der Mond nach der Titanin Dione, der Mutter der Aphrodite, aus der griechischen Mythologie. Im Durchschnitt verläuft die Bahn von Dione in einer Entfernung von 377.000 Kilometern zum Saturn. Für einen Umlauf um den Planeten benötigt der Mond etwa 2,7 Tage. Dione besteht größtenteils aus Wassereis, dürfte allerdings über einen Kern aus Silikatgesteinen verfügen, welcher etwa ein Drittel der Gesamtmasse des Mondes ausmacht.

Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der 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.

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Geophysical Research Letters:

• Detection of exospheric O2+ at Saturn’s moon Dione (Abstract, engl.)
• Magnetic signatures of a tenuous atmosphere at Dione (Abstract, engl.)

Der Beitrag Cassini entdeckt dünne Atmosphäre um den Mond Dione erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA, JPL-Caltech, Space.com, Leonard David.

Der US-amerikanische Raumfahrtjournalist Leonard David berichtete auf der Webseite Space.com neulich über eine Diskussion unter US-Marswissenschaftlern, die die Marserkundung durch unbemannte, robotische Raumsonden der NASA betrifft. Eine Fraktion der Forscher möchte diesem Programm eine neue Ausrichtung geben, die andere Fraktion ist eher für eine kontinuierliche Anpassung. Stellvertretend nannte er zwei Wissenschaftler, die für die jeweiligen Standpunkte Stellung beziehen.

Auslöser der Debatte sind die Probleme mit dem Mars Science Laboratory (MSL). Dieser nächste große NASA-Marsrover, doppelt so groß und dreimal so schwer wie die bekannten Mars Exploration Rover, sollte eigentlich in diesem Jahr starten, musste aber wegen ungelöster technischer Probleme auf 2011 verschoben werden (Raumfahrer.net berichtete). Dazu kommt, dass die aufwändige Entwicklung des technisch anspruchsvollen MSL das ursprünglich vorgesehene Missionsbudget von 1,5 Milliarden US-Dollar längst überzogen hat und zur Zeit bei 2,2 Milliarden Dollar steht. Wie diese Überziehungen finanziert werden, ist noch unklar; beispielsweise wurde mal erwogen, die MER-Mission Spirit einzustellen, um mit den Einsparungen ein Laserinstrument des MSL zu finanzieren. Zum Vergleich: Die Primärmission der beiden Marsrover Spirit und Opportunity hat 0,82 Milliarden Dollar gekostet; die Primärmission der Saturnsonde Cassini 3,27 Milliarden Dollar. Das Mars Science Laboratory ist damit also selbst in die Größenordnung einer so genannten NASA-„Flaggschiffmission“ aufgerückt.

Das Ziel der MSL-Mission ist dabei – wie bei den früheren Missionen auch – die Suche nach Spuren von früherem oder jetzt noch existierendem Leben auf dem Roten Planeten. Die zurückliegenden Missionen seien in dieser Hinsicht bisher enttäuschend verlaufen. Den Ansatz, Landemissionen relativ ungezielt auf der Oberfläche abzusetzen und nach Spuren von Leben suchen zu lassen, könne man getrost als gescheitert betrachten. Wenn es je Leben auf dem Mars gab, oder noch gibt, dann war oder ist es offensichtlich nicht so weit verbreitet wie auf der Erde, oder zumindest haben sich seine Spuren nicht breitflächig erhalten. Es gibt zwar dank der Beobachtung aus dem Mars-Orbit immer noch vielversprechende Stellen, an denen man genauer nachsehen könnte und sollte – aber dazu müsste man gezielt dorthin hoch entwickelte Roboter schicken, die etwa in der Lage sein müssten, an mehreren Stellen im Boden zu bohren oder gar Höhlen zu erforschen. Nicht jedes dieser Gelände ist so gut zur Landung geeignet wie die bisher ausgesuchten Gebiete, wo die Sicherheit der Landung mit zu den höchsten Prioritäten zählte. Alle diese Faktoren treiben die Kosten für weitere Marsmissionen nach oben.

Allgemein könne man es so sehen: Die einfachen Möglichkeiten, auf dem Mars nach Lebensspuren zu suchen, scheinen ausgeschöpft – was jetzt noch kommen kann, wird stetig aufwändiger und teurer. Ist unbemannte Marsforschung nur noch in „Flaggschiffdimensionen“ denkbar?

Hinzu kommt, dass der Mars mittlerweile Konkurrenz bekommen hat, was die Ziele für die Suche nach Leben angeht: Auf mindestens drei Monden des äußeren Sonnensystems (Europa, Kallisto, Enceladus) werden unterirdische Wasserozeane vermutet, in denen sich mikrobielles Leben gebildet haben könnte. Ein weiterer Mond, Titan, ähnelt der frühen Erde stärker als jeder andere Körper im Sonnensystem, wovon sich die Forschung ebenfalls Einiges verspricht.

In der Aprilausgabe von The Mars Quarterly, einer Publikation der Mars Society, fordert daher der langjährige Marsforscher Chris McKay vom Ames Forschungszentrum der NASA, dass die unbemannte robotische Marsforschung einem Paradigmenwechsel unterzogen werden müsse, um konkurrenzfähig zu bleiben. Der Mars sei neben der Erde der einzige Planet, auf dem in naher bis mittlerer Zukunft langfristige Präsenz von Menschen vorstellbar sei. Anstelle der bisherigen astrobiologischen Ausrichtung des Marsprogramms solle man daher zur Vorbereitung einer menschlichen Besiedlung übergehen: „Ich bin zu dem Schluss gekommen, dass der Mars weiterhin ein Ziel für die unbemannte Erkundung sein sollte, gerade weil er die Zukunft der bemannten Erkundung sein wird.“ Als ersten Schritt dazu fordert er Sample-Return-Missionen, also die Rückführung von Mars-Bodenproben zur Erde. (Wobei solche Bodenproben durchaus auch für die Suche nach Leben sehr gelegen kämen.)

Als seinen Kontrahenten nennt Leonard David den Marsforscher Bruce Jakosky von der Universität von Colorado. Jakosky räumt ein, dass das NASA-Marsprogramm durch die MSL-Probleme aus dem Tritt geraten ist. Aber er sieht keine Notwendigkeit dafür, das Programm deswegen komplett zu überarbeiten. Er argumentiert, dass die Forschung nach Lebensspuren auf dem Mars noch nicht ausgereizt sei. Jakowsky ist Chefforscher der Mission Mars Atmosphere and Volatile Evolution mission (MAVEN), die 2013 starten soll. Seiner Ansicht nach ist das intellektuelle Fundament des Marsprogramms solide – basierend auf den Ergebnissen jeder Mission würden die Ziele der jeweils nächsten Missionen kontinuierlich angepasst und nach den Erfordernissen neu definiert. Missionen ins äußere Sonnensystem hätten sich als sehr teuer erwiesen und würden sehr lange dauern. Als Beispiel nannte er einen Orbiter um den Jupitermond Europa, der 2-3 Milliarden Dollar kosten würde. „Die damit zu erbringende Wissenschaft würde wahrscheinlich mit dem vergleichbar sein, was eine Mars-Scout-Mission für eine halbe Milliarde Dollar erbringen würde. Kein Grund, es nicht zu tun – ich bin sehr für eine Mission wie diese – aber lassen Sie uns die Kosten in der richtigen Perspektive sehen.“

Natürlich dürfte eine Mission zum Mars immer günstiger zu haben sein als eine Mission zum Jupiter. Aber es bleibt eben auch eine Mission zum Mars. Es ist sicher eine arge Vereinfachung zu sagen, dass auf dem Mars neue Erkenntnisse nur noch für teures Geld zu haben sind. Aber die Tendenz ist sicher gegeben, und wenn sich nach drei Jahrzehnten Forschung mittlerweile andeutet, dass der Mars tatsächlich das ist, wonach er aussieht, nämlich eine leb(en)lose Wüste – warum sollte man dann dort nicht zu einer anderen Tagesordnung übergehen und sich für die Suche nach Leben neue, vielversprechendere Ziele suchen?

Verwandte Webseiten: Originalartikel auf Space.com (engl.)

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