Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CCTV, BISSE, Raumcon, Spaceflight101.

Nach dem Start am 1. Dezember wurden zwei Anpassungsmanöver ausgeführt. Das erste fand am 2. Dezember statt und verlief erfolgreich. Das zweite Manöver am 3. Dezember war so genau, dass man ein drittes, das eigentlich für den 5. Dezember vorgesehen war, weglassen konnte.

Am Freitag erfolgte gegen 10.47 Uhr MEZ das 361 Sekunden andauernde Bremsmanöver, an dessen Ende sich Chang`e 3 in einem etwa 100 Kilometer über der Mondoberfläche liegenden Orbit befand.

Für den 10. Dezember ist eine Absenkung des mondnächsten Punktes auf etwa 15 Kilometer geplant. Aus dieser Bahn heraus erfolgt dann am 14. Dezember die eigentliche Landung. Dabei ist geplant, dass das Haupttriebwerk gegen 16.22 Uhr MEZ für etwa 700 Sekunden in Betrieb genommen wird. Etwa 100 Meter über dem Mondboden soll die Sonde zum Stillstand kommen, die Umgebung erfassen und eventuellen Hindernissen ausweichen. Die Landung im Sinus Iridum soll gegen 16.35 Uhr abgeschlossen sein. Am Landeort scheint dann bereits seit einigen Stunden die Sonne. Hindernisse werfen lange Schatten und sind so für das System leichter erkennbar.

Etwa 5 Stunden nach der Landung soll die Prozedur beginnen, mit der das Mondfahrzeug Yutu auf den Boden gelangt. Dazu muss die Rampe, auf der der Rover bereits steht, seitwärts geschoben und heruntergelassen werden. Der heikle Vorgang soll knapp 2 Stunden in Anspruch nehmen.

Etwa 9 Stunden nach der Abtrennung des Fahrzeugs soll mit einer seiner Kameras ein Bild angefertigt werden, auf dem beide Teile des chinesischen Mondlandesystems zu sehen sein sollen. Danach beginnt sowohl die auf 90 Tage ausgelegte Erkundungsmission des Rovers als auch die einjährigen Forschungsarbeiten mit dem Lander, die nach jeweils knapp 2 Wochen während der Mondnacht unterbrochen wird.

An Bord des Landers befinden sich optische Kameras, Funkübertragungseinrichtungen, eine UV-Kamera zur Erforschung der Plasmasphäre der Erde und ein 150-mm-Teleskop mit UV-CCD-Detektor zur Erforschung kosmischer Strahlungsquellen. Yutu verfügt ebenfalls über mehrere Kameras an einem Mast, am Korpus und am Instrumentenarm. Außerdem werden laufend Messungen mit einem Bodenradar vorgenommen, dessen Mikrowellen bis etwa 100 Meter tief in den Mondboden eindringen und aus dessen Reflexionen sich Aussagen über die Bodenbeschaffenheit herleiten lassen. An ausgewählten Bodenstellen kann mit einer Fräse Mondmaterial freigelegt und anschließend mit einer Mikroskopkamera betrachtet oder seine Zusammensetzung mit einem im optischen Bereich sowie im Infrarot arbeitenden abbildenden Spektrometer und mit einem Alpha-Röntgen-Spektrometer erfasst werden.

Diskutieren Sie mit:

• Chang`e 3

Der Beitrag Chang`e 3 im geplanten Mondorbit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Spaceflight101.

Nach dem Orbiteintrittsmanöver am 6. Oktober hatte man eine Bahn in einer Höhe zwischen 590 km, mondnächster Punkt oder Periselen, und 15.700 km (Aposelen) erreicht, wobei die Ellipse nicht direkt auf die Erde wies sondern ganz im Gegenteil eher „schief im Raum“ lag. Nach einem weiteren Manöver am 9. Oktober wurden beide Werte auf 250 bzw. 2.220 km abgesenkt.

Offenbar war das Aposelen um einen kleinen Wert zu hoch, so dass im Verlaufe der weiteren Runden um den Mond die Beeinflussung der Bahn durch die Erde stärker ausfiel als geplant. Kurz vor dem 3. Manöver lagen die Werte bei 235 und 2.213 km. Die erneute Bahnkorrektur am gestrigen Sonntag (13.10.2013) brachte LADEE dann auf einen kreisähnlichen Orbit zwischen 235 und 250 Kilometern.

Auf dieser Bahn sollen nun alle Messgeräte getestet und geeicht werden. Im Verlaufe von knapp einem Monat wird vor allem durch Unregelmäßigkeiten der Masseverteilung auf dem Mond und die Beeinflussung durch die nicht allzu ferne Erde die Bahn destabilisieren und den mondnächsten Punkt bis auf 50 km absinken lassen. Dies lässt man absichtlich geschehen. Damit kommt man mit einem geringeren Treibstoffeinsatz in eine niedrigere Bahn. Insgesamt testet man dreimal an 3 aufeinander folgenden Tagen die Instrumente und viermal an 4 aufeinander folgenden Tagen lang wird das Laserkommunikationssystem LLCD (Lunar Laser Communications Demonstrations) getestet. Bei jedem Umlauf sind dabei 13 bis 15 Minuten lang Kommunikationsmöglichkeiten gegeben.

Nach 30 Tagen wird die Bahn durch das unregelmäßige Gravitationsfeld des Mondes deutlich elliptischer sein, weil das Periselen immer weiter absinkt, wogegen das Aposelen ansteigt. Danach wird der Orbit im Rahmen von 2 Manövern so weit abgesenkt, dass man in etwa 50 Kilometern Höhe den Mond umkreist. Hier sollen dann etwa 100 Tage lang Messungen vorgenommen werden. Auf optischem Wege gewinnt man bei tiefem Sonnenstand im von den Staubpartikeln reflektierten Licht Daten über deren Größe, Zusammensetzung und Verteilung.

LADEE war am 7. September, gegen 5.27 Uhr MESZ an der Spitze einer Minotaur V von der Wallops Flight Facility aus gestartet worden und hatte zunächst drei immer größer werdende elliptische Orbits um die Erde absolviert. Am 1. Oktober fand noch eine kleine Korrektur statt, um den Einschusspunkt in die Mondumlaufbahn möglichst genau zu treffen. Am 6. Oktober fand das erste Manöver zum Erreichen eines Mondorbits statt. Dabei wurde die Geschwindigkeit der Mondsonde um 330 Meter pro Sekunde geändert und etwa ein Drittel der 297 kg Treibstoff verbraucht.

LADEE ist etwa 2,40 m hoch und hat einen Durchmesser des Körpers von etwa 1,85 m. Er hatte beim Start eine Masse von 383 kg, wovon der Hauptteil auf den Flüssigtreibstoff für das Orbital Control System (OCS) bestand. Der gesamte Mantel des achteckigen Prismas ist mit Solarzellenpaneelen versehen. Weitgehend am Kopfteil befinden sich Sternsensorkameras, Kommunikationseinheiten und Messgeräte, ein optisches Kommunikationssystem und ein Massenspektrometer befinden sich an zwei der Seitenflächen. Die Lageregelung kann sowohl über Reaktionsräder als auch über ein kleines Triebwerk vorgenommen werden. Die wissenschaftlich-technische Ausrüstung besteht auf 4 Gerätekomplexen.

Diskutieren Sie mit:

• LADEE

Der Beitrag LADEE jetzt im Inbetriebnahmeorbit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Spaceflight101.

LADEE, der Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (Mondatmosphären und -staubumgebungsforscher), soll Zusammensetzung, Dichte sowie räumliche und zeitliche Verteilung von Gas- und Staubteilchen in der Exosphäre des Mondes bestimmen und die Ergebnisse der Messungen zur Erde übermitteln. Beim Mond kann man praktisch nicht von einer Atmosphäre sprechen, da die Teilchen nicht miteinander interagieren. So kann sich kein wirklicher Druck aufbauen.

LADEE war am 7. September, gegen 5.27 Uhr MESZ an der Spitze einer Minotaur V von der Wallops Flight Facility aus gestartet worden und hatte zunächst drei immer größer werdende elliptische Orbits um die Erde absolviert. Zunächst gelangte er in eine Umlaufbahn zwischen etwa 200 und etwa 270.000 Kilometern, führte am 11. September eine Testzündung seines Hauptantriebes durch und beschleunigte am 13. bzw. 21. September jeweils um 17 bzw. 10 Meter pro Sekunde, um damit das Apogäum, den erdfernsten Punkt der Bahn, stufenweise bis auf Mondabstand anzuheben. Am 1. Oktober fand noch eine kleine Korrektur um 0,9 m/s statt, um den Einschusspunkt in die Mondumlaufbahn möglichst genau zu treffen.

Heute Mittag fand nun das erste Manöver zum Erreichen eines Mondorbits statt. Dabei wurde die Geschwindigkeit der Mondsonde um 330 Meter pro Sekunde geändert und etwa ein Drittel der 297 kg Treibstoff verbraucht. Der mondnächste Punkt liegt nun bei etwa 590 Kilometern Abstand zu seiner Oberfläche. Zwei weitere große Bahnänderungen sind für die nächsten Tage geplant. Dann soll eine kreisähnliche Bahn in 250 Kilometern Höhe erreicht sein. Der Arbeitsorbit wird später noch stufenweise abgesenkt. Die Messkampagne soll dann etwa 100 Tage dauern.

Die Trägerrakete Minotaur V ist eine Ableitung der Minotaur IV und besteht aus 5 Stufen, die mit festen Treibstoffen arbeiten. Die ersten drei Stufen stammen von interkontinentalen Atomraketen, die durch Abrüstungsverträge überflüssig wurden und nun für zivile Zwecke eingesetzt werden können. Es handelte sich um den ersten Start dieser Rakete, die von der Orbital Sciences Corporation modifiziert wurde. Sie kann relativ kleine Lasten in Erdumlaufbahnen oder auf eine Flugbahn zum Mond transportieren.

LADEE ist etwa 2,40 m hoch und hat einen Durchmesser des Körpers von etwa 1,85 m. Er hatte beim Start eine Masse von 383 kg, wovon der Hauptteil auf den Flüssigtreibstoff für das Orbital Control System (OCS) bestand. Der gesamte Mantel des achteckigen Prismas ist mit Solarzellenpaneelen versehen. Weitgehend am Kopfteil befinden sich Sternsensorkameras, Kommunikationseinheiten und Messgeräte, ein optisches Kommunikationssystem und ein Massenspektrometer befinden sich an zwei der Seitenflächen. Die Lageregelung kann sowohl über Reaktionsräder als auch über ein kleines Triebwerk vorgenommen werden. Die wissenschaftlich-technische Ausrüstung besteht auf 4 Gerätekomplexen.

Das Neutral Mass Spectrometer (NMS) ist ein Massenspektrometer für neutrale Atome, mit dem die Zusammensetzung der Gase in der Exosphäre in zeitlicher und räumlicher Verteilung ermittelt werden soll. Erfasst und identifiziert werden können Atome mit Massen von 1 bis 150 atomaren Masseeinheiten im Kern. Mit dem Ultraviolet/Visible Spectrometer (UVS) wird die von der Exosphäre reflektierte Sonnenstrahlung erfasst und analysiert. Zum einen möchte man die in der Exosphäre häufig vorkommenden Elemente Natrium und Kalium erfassen, zum anderen nach weiteren Elementen wie Silizium, Aluminium, Magnesium, Kalzium, Titan, Eisen und nach Wassermolekülen suchen. Das Spektrometer arbeitet im Bereich von 230 bis 810 nm mit einer spektralen Auflösung von 1 nm (Nanometer). Der Messbereich ragt dabei sogar noch ein wenig in das infrarote Licht hinein.

Das Lunar Dust Experiment (LDEX) hat die Erfassung der Staubverteilung über der Mondoberfläche zum Inhalt. Dabei werden direkt Staubkorngrößen von 0,3 bis 5 µm (Mikrometer) erfasst und durch zeitliche Integration auch Größen bis hinunter zu etwa 0,1 µm. In das System gelangende Staubkörnchen erzeugen beim Aufschlag auf die Rückwand Plasmawölkchen, deren geladene Partikel durch elektrische Felder auf getrennten Wegen zu einem 1 cm² großen Sensor gelangen. Hier werden die Energien erfasst, wodurch man auf Korngröße und Geschwindigkeit zurückrechnen kann. Teilchen der kosmischen oder solaren Strahlung hingegen erzeugen durch Geometrie des Systems sowie weitere geeignete Maßnahmen nur jeweils ein Signal und lassen sich somit von den gewünschten Staubkornereignissen abgrenzen.

Als experimentelles Technologiesystem befindet sich als viertes Instrument der Lunar Laser Communication Demonstrator an Bord der Mondsonde. Mit diesem sollen sich 620 Megabit pro Sekunde zur Erde übermitteln lassen. Die angestrebte Datenrate zum Raumfahrzeug liegt bei 20 Megabit pro Sekunde. Das System lässt sich auch zur sehr genauen Entfernungsbestimmung verwenden. Mit einer zeitlichen Genauigkeit von 200 Picosekunden (0,000 000 000 2 s) erreicht man eine räumliche Präzision im Zentimeterbereich.

Diskutieren Sie mit:

• LADEE

Der Beitrag NASA-Sonde LADEE im Mondorbit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CLEP, DPA.

Bei ihrem endgültigen Abflug von der Erde, am 31. Oktober, hatte die Mondsonde nach dreimaligem Schwungholen eine Geschwindigkeit von 10,9 km/s (etwa 39.200 km/h). Da sie in den letzten Tagen von der Erde weg, also gegen die Erdschwerkraft flog, wurde Chang`e 1 allein dadurch bis auf 2,3 km/s gebremst (etwa 8.300 km/h). Für einen Mondorbit ist dies aber immer noch zu viel.

Mit Hilfe des Triebwerks der Sonde wurde die Geschwindigkeit zum richtigen Zeitpunkt zusätzlich verringert. Dadurch gelangte Chang`e 1 in eine elliptische Mondumlaufbahn zwischen 200 und 8.600 Kilometern Höhe. An den kommenden Tagen wird nun der mondfernste Punkt immer weiter abgesenkt. Ziel ist eine kreisähnliche Bahn in etwa 200 Kilometern Höhe mit einer Umlaufzeit von etwa 2 Stunden.

Ist die Bahn erreicht, kann mit den wissenschaftlichen Untersuchungen begonnen werden. Vielleicht bekommen wir also schon bald neue Bilder der Mondoberfläche zu sehen, diesmal mit chinesischer Unterschrift.

Der Beitrag Chang`e 1 am Ziel erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: DPA.

In jedem der drei Erdumläufe wurde das Apogäum (der erdfernste Bahnpunkt) durch eine Zündung des Triebwerkes stufenweise angehoben. Es stieg von anfänglich etwa 51.000 Kilometern auf 71.000 bzw. 120.000 Kilometer. Wie bei einem Hammerwurf erhöhte sich dabei auch die Geschwindigkeit der Sonde am erdnächsten Punkt in etwa 600 Kilometern Erdabstand.
Der vierte Umlauf wird nun keiner mehr. Die Bahnellipse wurde heute durch eine längere Triebwerkszündung so weit aufgebogen, dass die Sonde in einigen Tagen den Mond erreicht und von dessen Schwerkraft eingefangen werden soll.

Durch Bremsmanöver am Mond wird die auch hier zunächst elliptische Umlaufbahn einer Kreisbahn weitgehend angenähert. Mittlerweile hat sich die Masse der Sonde, die anfänglich bei 2,35 t lag, durch den Treibstoffverbrauch deutlich verringert. Das erleichtert das Einschwenken in eine Mondumlaufbahn.

Der Mond soll am 5. November erreicht werden, erste vorzeigbare Messdaten und hoffentlich auch Bilder erwartet man frühestens Mitte November.

Der Beitrag Chang`e 1 verlässt den Erdorbit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

Die „Zwillingssonde“ des erfolgreichen Orbiters Mars Express trat am 9. November letzten Jahres ihre Reise zum wolkenverhangenen Schwesterplaneten der Erde als Nutzlast einer russischen Sojus-Fregat-Trägerrakete an. Der Flug zur Venus verlief ausgesprochen ereignisarm und zur Freude des Missionsteams äußerst problemlos. Mit dem heutigen Einschwenken in einen Venus-Orbit nach rund 400 Millionen Kilometern Reisestrecke steht für die Flugkontrollmannschaft beim ESA-Kontrollzentrum ESOC in Darmstadt einer der letzten großen Meilensteine der Mission an. Auch danach werden sicherlich immer wieder kleinere Bahnkorrekturen erforderlich sein, doch das heutige Manöver ist für das Gelingen der Mission von herausragender Bedeutung.

Wie auch bei anderen Planetensonden würde Venus Express (VEX) am Zielplaneten einfach vorbeifliegen, wenn der Orbiter seine Geschwindigkeit nicht durch ein gut 50-minütiges Bremsmanöver reduzieren würde. Erst danach kann es der Schwerkraft des Planeten gelingen, die Raumsonde in eine erste Umlaufbahn zu zwingen. Ausführliche Informationen über den neuesten Orbiter der europäischen Raumfahrtagentur ESA können Sie in unserem Venus Express-Spezial nachlesen.

Alle auf dieser Seite nachfolgend genannten Zeiten sind in Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ) angegeben, sofern es nicht ausdrücklich anders vermerkt ist.

Dienstag, 11. April 2006
12:45 Uhr:
„Bislang hatten wir eine Raumsonde. Jetzt haben wir eine wissenschaftliche Mission“, sagte ESA-Generaldirektor Jean-Jacques Dordain. Auf der Pressekonferenz der ESA wurde der erfolgreiche Eintritt in den Venusorbit bestätigt. In den nächsten Tagen wird Venus Express auf ihren Einsatzorbit gebracht und wird dann mit ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit beginnen. Hiermit endet unsere Berichterstattung vom Einschuss der Raumsonde VEX in eine Umlaufbahn um die Venus.

10:20 Uhr:
Mittlerweile bestätigte die ESA, dass die Bremstriebwerke erfolgreich gezündet haben und das Bremsmanöver abgeschlossen werden konnte. In etwa einer Stunde werden die ersten Telemetriedaten der Sonde erwartet, um zu überprüfen, ob ihre Bahndaten wie berechnet erreicht wurden.

10:15 Uhr:
Die ESA hat das erfolgreiche Wiederauftauchen von Venus Express bestätigt! Die Sonde hat also die bisherigen Phasen des Orbiteintritts gut überstanden.

09:55 Uhr:
Bisher hält sich die ESA bedeckt – jedoch sollte nach dem Zeitplan Venus Express nun wieder hinter der Venus hervorgetreten sein und zur Erde senden können.

09:45 Uhr:
Wie erwartet ist die Sonde hinter der Venus verschwunden und kann von dort die Erde nicht mehr erreichen. Nun wartet alles auf ihr erfolgreiches erneutes Auftauchen.

09:17 Uhr:
ZÜNDUNG DES HAUPTTRIEBWERKS! Die bereits vor einigen Tagen zur Raumsonde übertragene Befehlssequenz hat nach der erfolgten Ausrichtung der Raumsonde das Haupttriebwerk ohne Zutun der Kontrollmannschaft gezündet. Für die nächsten 50 Minuten wird Venus Express abgebremst, so dass der Orbiter von der Schwerkraft der Venus „eingefangen“ und in eine Umlaufbahn gezwungen werden kann.

09:00 Uhr:
Die Drehung der Raumsonde in die korrekte Lage für das Bremsmanöver ist mittlerweile abgeschlossen. Das Haupttriebwerk von Venus Epress ist nun in Flugrichtung vorn, so dass in wenigen Minuten der Bremsvorgang beginnen kann.

07:00 Uhr:
Guten Morgen und Herzlich Willkommen bei der Live-Berichterstattung von Raumfahrer.net über das Einschwenken der europäischen Raumsonde Venus Express in einen Orbit um ihren Zielplaneten Venus, die wolkenverhangene Schwester der Erde!

Bisher laufen alle Vorbereitungen auf die Zündung des VEX-Haupttriebwerks planmäßig. Offiziell hat die „heiße Phase“ der Zielankunft bereits am 4. April mit der Aktivierung des Senders der so genannten Niedriggewinn-Antenne begonnen. Über diese ungerichtet abstrahlende Antenne des Orbiters wird während des heutigen Einschwenkmanövers permanent ein konstantes Trägersignal emittiert, das von der 70 Meter-Antenne des amerikanischen Deep Space Network bei Madrid registriert wird. Die Veränderung der Frequenz dieses Funksignals liefert dabei die Information über die erfolgte Zündung des Triebwerks: Die daraufhin erfolgende Abbremsung der Raumsonde führt aufgrund des so genannten „Doppler-Effekts“ zur „Stauchung“ der Funkwellen, was einer Veränderung der Funkfrequenz gleichkommt. Vom Ausmaß dieser Frequenzänderung lässt sich auf das Ausmaß der Abbremsung zurückrechnen, so dass damit ein ziemlich genaues Verfolgen des Bremsvorgangs möglich ist.

Das Einschwenken in eine Venus-Umlaufbahn wird in mehreren Schritten erfolgen, deren Abfolge minutengenau festgelegt ist. Für den heutigen Vormittag sieht die geplante Chronologie der Ereignisse wie folgt aus:

• 08:03 Uhr: Das Drehen der Raumsonde beginnt
  Der Orbiter wird so gedreht, dass das Haupttriebwerk in Flugrichtung zeigt, um nachfolgend die gewünschte Abbremsung zu erzeugen. Dieser Vorgang nimmt etwa eine halbe Stunde in Anspruch.
  
• 09:17 Uhr: Zündung des Haupttriebwerks!
  Das Haupttriebwerk der Raumsonde wird für rund 50 Minuten gezündet. Durch diesen Vorgang reduziert sich die Geschwindigkeit des Orbiters von 29.000 km/h (in Relation zur Venus) um etwa 15 Prozent – gerade genug, um von der Gravitation der Venus in eine Umlaufbahn um den Planeten gezwungen zu werden.
  
• 09:45 Uhr: VEX verschwindet hinter der Venus
  Das Funksignal der Sonde bricht ab, da sie – von der Erde aus gesehen – hinter dem Planeten verschwindet.
  
• 09:55 Uhr: Der Orbiter taucht wieder auf
  Venus Express ist von der Erde aus wieder sichtbar, und sofort wird das Deep Space Network der NASA versuchen, das Funksignal der Raumsonde wieder aufzufangen. Immer noch ist nur das Trägersignal des Orbiters aktiv. Die erste VEX-Umlaufbahn wird noch sehr elliptisch geformt sein.
  
• 10:07 Uhr: Das Haupttriebwerk wird abgeschaltet
  Mit der Abschaltung des Haupttriebwerks ist der Bremsvorgang abgeschlossen.
  
• 11:12 Uhr: Erste Telemetriedaten von der Raumsonde treffen ein
  Nach dem Ende des Bremsmanövers führt Venus Express vollautomatisch verschiedene Manöver aus, die zum einen eine optimale Ausrichtung der Solarpaneele zur Sonne und zum anderen eine Ausrichtung einer der beiden Hochgewinnantennen zur Erde zum Ziel haben. Wenn alles nach Plan abläuft, sollte zu diesem Zeitpunkt wieder eine Hochgeschwindigkeits-Funkverbindung mit der ESA-Bodenstation Cebreros in Spanien hergestellt worden sein, so dass nun erstmals nach dem Einschwenken in den Venus-Orbit wieder Telemetriedaten mit Informationen über den Zustand der Raumsonde empfangen werden können.
  
• 11:30 Uhr: Pressekonferenz der ESA
  In einer ersten Pressekonferenz werden die Medien ab etwa 11:30 Uhr über den Erfolg der Orbiteinschwenkung von Venus Express informiert.

Von der tatsächlich bereits um wenige Sekunden nach 09:10 Uhr erfolgten Zündung des Triebwerks werden die Missionsspezialisten der ESA auf der Erde erst mit einigen Minuten Verspätung erfahren, da das während des „Venus Orbit Insertion (VOI)“ genannten Manövers permanent über die ungerichtete Niedriggewinn-Antenne abgestrahlte Funksignal selbst mit Lichtgeschwindigkeit knapp sieben Minuten benötigt, um die momentane Entfernung der Raumsonde von der Erde – rund 125 Millionen Kilometer – zu überbrücken.

Der Beitrag Venus Express ist am Ziel! erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Eric Honstrass. Quelle: DLR. Vertont von Dominik Mayer.

Eintritt in den Orbit

Sie ist seit etwa fünf Monaten unterwegs und wird hoffentlich in ein paar Tagen in einen langgestreckten Venusorbit einschwenken. Die Rede ist von der am 9. November des Vorjahres gestarteten europäischen Raumsonde Venus Express. Die etwa 400 Millionen Kilometer weite Reise begann in Baikonur, einem russischen Weltraumbahnhof in Kasachstan. An ihrem Ziel, der Venus, angekommen, wird die Sonde ihre Geschwindigkeit um 1.310 Meter pro Sekunde reduzieren, um nicht an der Venus vorbeizuschießen, sondern den geplanten Orbit zu erreichen. Das hierfür entscheidende Bremsmanöver erfolgt durch das etwa schuhkartongroße Haupttriebwerk der Sonde und dauert insgesamt 51 Minuten. Das Triebwerk entwickelt dabei einen Schub von bis zu 400 Newton, was etwa einer Leistung von 850 PS entspricht.
Langsame Annäherung an den Planeten

Die zunächst erreichte Umlaufbahn (Initialorbit) ist hochelliptisch, wodurch sich die Sonde einerseits bis auf 250 Kilometer der Venusoberfläche nähert und andererseits sich von ihr bis zu 220.000 Kilometer entfernt. Fünf Tage nach der Ankunft wird das Haupttriebwerk am 16. April 2006 bei der größten Annäherung an die Venusoberfläche nochmals gezündet, um den fernsten Punkt des Orbits auf 66.000 Kilometer abzusenken. Weitere Zündungen werden folgen, bis letztlich ein 24-stündiger, polarer Orbit erreicht ist. Zur Feinsteuerung werden dann nur noch acht kleine Lageregelungstriebwerke dienen, die jeweils zehn Newton Schub liefern.

Venusdaten
Unser Nachbarplanet ist mit Oberflächentemperaturen von bis zu 480 Grad Celsius ausgesprochen ungastlich und ließe damit sogar Blei und Zinn schmelzen. Die Venus bietet dem Naturschauspielbegeisterten zudem Stürme in Hurricane-Stärke, Riesenvulkane, Hitzetäler, Geröllwüsten und einen gegenüber der Erde rund neunzigfach höheren Druck. Weiterhin gibt es beispielsweise Schwefelsäureregen, der aber Dank der viel zu hohen Temperatur nicht den Boden erreicht. Die Atmosphäre besteht überwiegend aus Kohlendioxid, was einen ungeheuren Treibhauseffekt nach sich zieht und die höchsten planetaren Temperaturen im Sonnensystem verrursacht.

Venus Express soll herausfinden, wie der der Erde hinsichtlich Größe und Masse so ähnliche Planet eine so vollkommen unterschiedliche Entwicklung vollziehen konnte und wie der Planet zu der heißen Welt wurde, die er heute ist.

Die Venus hatte in der Vergangenheit bereits mehrfach Besuch: Magellan kartografierte den Planeten Anfang der 90er Jahre und bereits Anfang der 70er Jahre platzierte die damalige Sowjetunion ihre Venera-Lander auf der Planetenoberfläche und sandte die ersten und einzigen vom Boden aus aufgenommenen Bilder zur Erde. Auch die Sonden Pioneer Venus 1 und Pioneer Venus 2 brachten neue Erkenntnisse und die erste (etwas unscharfe) Karte der Venusoberfläche. Den Anfang machte allerdings im Jahre 1962 die Sonde Mariner 2 mit ihrem Vorbeiflug.

Der Beitrag Venus Express kurz vor Erreichen der Umlaufbahn erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Julian Schlund. Quelle: ESA.

Nach einer Reise von 14 Monaten absolviert die ESA-Sonde SMART-1 nun ihre erste Umlaufbahn um den Mond. Während der Reise der Sonde zum Mond und ihrer Vorbereitung auf die bevorstehenden wissenschaftlichen Experimente wurde mit Erfolg eine Reihe neuer Technologien erprobt, die den Weg für künftiger interplanetarer Missionen ebnen.

Gut vier Jahrzehnte nach der ersten Mondlandung einer sowjetischen Sonde war SMART-1 im September 2003 mit einer Ariane-5-Rakete vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana abgehoben. Der Weg, den Smart 1 zum Mond nimmt, ist vergleichsweise lang, die US-Astronauten der Apollo-Missionen hatten in den sechziger und siebziger Jahren lediglich drei Tage zum Erdtrabanten gebraucht. Doch die Reisedauer gehört zum Konzept der Mission. Hauptziel der ersten Missionsphase die nun mit der Ankunft am Mond endet, war die Erprobung neuer Technologien:

Erstmals setzten die Europäer bei dieser Mission den revolutionären Ionen-Motor ein, der mit Sonnensegeln Lichtstrahlen für die Stromerzeugung einfängt. Er ermöglicht Langzeit-Missionen, die mit traditionellen Antriebsweisen nicht realisierbar wären und erzeugt lediglich so viel Druck, wie eine Postkarte, die man in der Hand wiegt.

Im Rahmen des Experiments OBAN wurde auf Bodencomputern Navigationssoftware getestet. Die mit OBAN demonstrierte Technologie soll künftigen Raumfahrzeugen gestatten, ihre Position und Geschwindigkeit selbst zu überprüfen und damit das Eingreifen des Bodenkontrollpersonals zu minimieren.

Mit den Experimenten KaTE und RSIS erprobte SMART-1 durch Funkübertragungen in vergleichsweise sehr hohen Frequenzen zudem die interplanetare Kommunikation. Diese Technologie soll die Übertragung immer größerer Volumen wissenschaftlicher Daten von künftigen Raumfahrzeugen zur Erde ermöglichen. Das Laser-Link-Experiment diente dazu, für künftige Kommunikationszwecke nachzuweisen, dass ein Laserstrahl von der Erde auf ein sich bewegendes Raumfahrzeug im fernen Weltraum gerichtet werden kann.

Mit sage und schreibe nur 82 Kilogramm Xenon-Treibstoff legte die Raumsonde schließlich 78 Millionen Kilometer zurück, bevor sie am 15. November um 18.53 Uhr in die erste Mond-Umkreisung einschwenkte. Wenige Stunden zuvor, um 6.24 Uhr MEZ, war der solarelektrische Antrieb der Sonde (das Ionentriebwerk) aktiviert worden und wird nun für das heikle Manöver der Stabilisierung der Sonde in der Mondumlaufbahn gezündet. Der neue Antrieb habe sich bestens bewährt, heißt es im Darmstädter Satellitenkontrollzentrum der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA. Mit dem verbleibenden Treibstoff konnte man die Höhe der endgültigen Mondumlaufbahn erheblich verringert werden.

Durch die demnach größere Nähe zur Mondoberfläche werden noch günstigere Bedingungen für die im Januar beginnenden wissenschaftlichen Beobachtungen erreicht. Im Falle einer Verlängerung der wissenschaftlichen Beobachtungsphase soll der zusätzliche Treibstoff auch dazu genutzt werden, die Sonde nach der sechsmonatigen Beobachtungsphase im Juni wieder in eine stabile Mondumlaufbahn zu befördern.
Von Januar 2005 an wird Smart-1 im Abstand von 300 bis 3000 Kilometer über die Mondoberfläche fliegen. Mindestens ein halbes Jahr lang soll die Sonde mit ihrer hochauflösenden Kamera den Mond genau kartieren, denn vor allem auf der Rückseite des Trabanten sind noch nicht alle Regionen genau untersucht.

Die Bahn der Sonde wird über die beiden Pole des Monds führen. In den Kratern des Südpols, in die kaum ein Lichtstrahl dringt, vermuten Forscher Wassereis. Um danach zu suchen ist die Sonde mit einem Spektrometer ausgerüstet, das das Infrarotlicht analysiert, das von der Mondoberfläche reflektiert wird. Mit Hilfe eines Röntgen-Spektrometers sowie einiger weiterer Instrumente an Bord von Smart-1 werden die ESA-Forscher das Mondgestein chemisch analysieren. Sie erwarten, dass der Erdtrabant ähnlich zusammengesetzt ist wie der Mantel der Erde. Der Grund? Der gängigen Theorie zufolge stürzte vor circa 4,6 Milliarden Jahren ein Meteorit so groß wie der Mars mit der noch jungen Erde zusammen, wodurch ein Teil des Erdmantels schmolz und ins All geschleudert wurde. Aus diesen Trümmern soll sich nach und nach der Mond geformt haben.

Der Beitrag SMART-1: Europa erreicht Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von  Martin Ollrom & Roman Polak

Nach sieben Jahren Reisezeit und einer zurückgelegten Distanz von 2,2 Milliarden Kilometer kommt die Gemeinschaftssonde Cassini, mit dem ESA Lander Huygens an Bord, endlich am Saturn an. Lesen Sie hier den genauen Ablauf der Orbiteinschwenkung, diese bereits am 30. Juni begann und weit in den 1. Juli hineinreichte. Alle Zeitangaben sind in EDT (Eastern Division Time), also genauso wie es im NASA Hauptquartier in Washington erlebt wurde:

20:51 Uhr:
Die Raumsonde zieht ihre normale Antenne ein, um sie von den Partikelstrom des Planeten zu schützen, und aktiviert die sogenannte LGA Antenne, welche speziell für die Ankunft gebaut wurde. Weiters wird noch die Telemetrie abgeschaltet um den Funkverkehr nicht mit „unnötigen“ und zurzeit unrelevanten Daten zu blockieren.

21:11 Uhr:
Die Sonde bringt sich in die zum Zünden des Triebwerks richtige relative Lage zum Saturn. Um etwa 22:10 Uhr befindet sich Cassini nur mehr wenige tausend Kilometer von dem Punkt entfernt an dem es das Triebwerk zünden muss.

22:21 Uhr:
Cassini muss sich abermals in die richtige Richtung drehen, da der Saturn weiter rotiert ist und sie selbst ebenfalls weitergeflogen ist. Sie trifft die letzten Vorbereitungen für das Zünden des Triebwerks, das in wenigen Minuten beginnen soll.

22:35 Uhr:
Die Ventile und das Triebwerk öffnen sich.

22:36 Uhr:
Die Sonde zündet eines der Haupttriebwerke um genügend Schwung zu erhalten beziehungsweise in die richtige Richtung gesteuert zu werden damit Saturns Gravitation die kleine Sonde annimmt. Gleichzeitig soll mit dem Zünden auch die Geschwindigkeit langsam aber stetig gesenkt werden.

22:59 Uhr:
Cassini erreicht und durchquert den sogenannten F-Ring, der der äußerste der vielen Ringe Saturns ist.

23:06 Uhr:
Cassini erreicht den innersten der Ringe. Hier beenden die Techniker des JPL sicherheitshalber die Verbindung zu Cassini für geplante 25 Minuten. Nach dieser Zeit sollte Cassini sich wieder melden und das erfolgreiche Einschwenken bestätigen.

23:31 Uhr:
Cassini meldet sich wieder und sendet erste gesammelte Daten gleich mit. Nun befindet sich Cassini bereits auf der gegenüberliegenden Seite Saturns und durchquert den B-Ring. Hier könnte es sein das die Techniker zwangsweise 28 Minuten lang den Kontakt verlieren.

0:03 Uhr:
Cassini hat die höchste Annäherung zu Saturn während der gesamten Mission. Im Laufe der Mission wird sie nie näher als 19.980 Kilometer erreichen. Diese Entfernung ist von den Wolkenspitzen Saturns aus berechnet.

0:05 Uhr:
Die Raumsonde Cassini taucht hinter dem C-Ring wieder auf und nimmt die Kommunikation mit der Erde wieder auf, falls diese vorher abgebrochen ist.

0:12 Uhr:
Die Triebwerke werden deaktiviert. Nun befindet sich Cassini vollständig in Saturns Orbit. Das Manöver dauerte rund 1.5 Stunden. Es ist ohne größere Probleme beendet worden.

0:15 Uhr:
Die Sonde richtet sich wieder in Richtung Erde auf. Es beginnen die Vorbereitungen für die Deaktivierung des Eintrittskommunikationssystems und der Aktivierung des normalen Kommunikationssystem.

0:18 Uhr:
Die Hauptantenne wird wieder ausgefahren, da sie während der Einschwenkung aufgrund der Partikelstrahlung der Saturn-Ringe eingezogen war, und richtet sich Richtung Erde aus.

0:24 Uhr:
Die Sonde verschwindet nun hinter dem D-Ring des Planeten. Trotzdem wird die Kommunikation aufrecht erhalten, da der D-Ring äußerst interessant sein dürfte.

0:30 Uhr:
Die Kommunikation wird nun auf das Hauptkommunikationssystem umgeschaltet. Dabei werden die Antennen des speziellen Kommunikationssystems eingezogen und deaktiviert.

0:31 Uhr:
Die speziellen „Schilde“ werden runtergefahren und die „Standardschilde“, die die Geräte durchgängig von der Saturn-Strahlung schützen sollen, werden wieder hochgefahren. Dabei dreht sich die Sonde wieder zur Erde um erste wissenschaftliche Aufgaben entgegen zu nehmen.

0:39 Uhr:
Die ersten zwei der 12 Geräte von Cassini gehen in Betrieb.

0:54 Uhr:
Cassini durchquert den C-Ring. In dieser Passage ist keine Kommunikation möglich. Nun hat Cassini bereits mehr als die Hälfte einer Saturn-Umrundung hinter sich.

0:57 Uhr:
Die Sonde taucht vom C-Ring wieder auf und bewegt sich weiter zu ihrem vorübergehenden Einsatzorbit.

1:32 Uhr:
Die Sonde nimmt eine schützende Stellung ein, da sie jetzt eine turbulente Passage durch den A-Ring überstehen muss.

1:33 Uhr:
Die Sonde tritt aus dem Saturn-Schatten hervor. Nun wäre sie wieder, von der Erde aus betrachtet, in Kommunikationsreichweite. Doch die Kommunikation kann noch nicht aufgebaut werden da sich die Sonde noch im A-Ring befindet.

1:44 Uhr:
Die Sonde tritt aus dem A-Ring wieder hervor und baut die Kommunikation zur Erde automatisch wieder auf.

3:00 Uhr:
Erste Datenübertragungssitzung mit der Erde. Während in die eine Richtung weitere Befehle fließen kommt von der Sonde der erste kleinere Gesundheitscheck zur Erde. Neben vielen anderen Daten auch erste Telemetriewerte, die kurz zuvor wieder aktiviert wurde.

3:12 Uhr:
Der Antrieb wird nochmal kurz gezündet um die Sonde etwas abzubremsen und um die Sonde in Stellung zu bringen, die es ihr erlaubt die Befehle von der Erde aus durchzuführen.

6:49 Uhr:
Der erste vollständige Systemcheck ist voll im Gange. Die Sonde testet selbst ihren „Gesundheitszustand“, der nach ersten Daten nicht schlecht sein dürfte.

8:39 Uhr:
Das erste Bild einer neuartigen, fremden Welt wird zur Erde gesendet. Hier soll nun in der Erfolgsstory Cassini ein neues Kapitel begonnen werden.

Nach diesen erfolgreichen Einschwenken warten die Wissenschaftler euphorisch auf die ersten Daten Cassinis. Die Daten die Cassini und auch Huygens herausfinden werden, werden von größter Wichtigkeit sein um das Saturn-System, aber auch das gesamte Sonnensystem, zu verstehen. Die Sonde Cassini zeigt das eine gute Zusammenarbeit gut funktionieren kann, ganz nachdem Motto „Gemeinsam sind wir stark“.

Der Beitrag Die Orbiteinschwenkung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Nach einer Reisezeit von sieben Jahren und einer zurückgelegten Distanz von 2,2 Milliarden Kilometern endete nun die Reise zu dem weit entfernten Ziel. Nach einem 96 minütigen Zünden der Triebwerke befindet sich Cassini nun im Saturn-Orbit. Dabei konnten die Techniker des NASA JPL in Pasadena (Kalifornien) nichts anderes machen außer zur richtigen Zeit die richtigen Befehle zu geben und nur zu sitzen und zu warten. Sie konnten über Monitore nur ungefähr erkennen und abschätzen, was sich 934 Millionen Kilometer von ihnen entfernt abspielt.
Ein Signal der Erde zum Saturn benötigt eine Stunde und 24 Minuten. Also mussten die Techniker alles genau berechnen, damit sie nicht zu spät das Zünden der Triebwerke befahlen. Die Techniker bereiteten sich seitdem Start im Jahre 1997 auf dieses schwierige und heikle Manöver vor, denn hier hätte die Mission beendet werden können. Wenn Cassini nicht rechtzeitig die Triebwerke gezündet hätte, wäre die Sonde in den Saturn gestürzt. Den genauen Ablauf lesen sie im Bericht „Die Orbiteinschwenkung„.
Nun ist Cassini endlich am Ziel und kann auch am Saturn das beweisen was sie beim Jupiter ansatzweise bereits gezeigt hat. Das heikelste Manöver der gesamten Reise ist nun erfolgreich beendet. Nun müssen sich die Techniker auf das nächste wichtige Ereignis vorbereiten, nämlich auf die Abtrennung Huygens‘ und dann den Eintritt in die Titan-Atmosphäre Ende dieses Jahres.

Der Beitrag Cassini erreicht Saturn erschien zuerst auf Raumfahrer.net.