Quelle: ESA 1. September 2023.

1. September 2023 – Es handelt sich um eine ehrgeizige Mission, die riesige Mengen an wissenschaftlichen Daten generieren wird, während sich die Raumsonde in einer instabilen Umlaufbahn bewegt.

Aditya-L1
Aditya-L1 wird die erste indische Satellitenmission zur Erforschung der Sonne sein. Nach dem Start wird die Sonde zu ihrem neuen Zuhause reisen – dem ersten Lagrange-Punkt (L1) des Sonne-Erde-Systems.

Von dort aus werden die sieben Instrumente genutzt, um offene Fragen bezüglich unseres Sterns zu untersuchen. Vier werden die Sonne direkt beobachten, während die anderen drei in-situ-Messungen durchführen werden, um die Art des Weltraumwetters zu erforschen, das unsere Sonne im interplanetaren Raum erzeugt.

ESA-Unterstützung für Aditya-L1
Die ESA unterstützt Aditya-L1 auf zweierlei Weise: Die Agentur stellt der Mission Kommunikationsdienste für den Weltraum zur Verfügung, weiterhin unterstützte sie ISRO im vergangenen Jahr bei der Validierung einer wichtigen neuen Flugdynamik-Software.

Kommunikation ist ein wesentlicher Bestandteil jeder Weltraummission. Ohne Unterstützung durch eine Bodenstation ist es unmöglich, wissenschaftliche Daten von einem Raumfahrzeug zu erhalten, zu wissen, wie es sich verhält, ob es sicher ist und wo genau es sich befindet.

„Durch das globale Netzwerk von Stationen zur Überwachung des tiefen Weltraums der ESA und die Verwendung international anerkannter technischer Standards können wir unseren Partnern helfen, ihre Raumfahrzeuge fast überall im Sonnensystem zu verfolgen, zu steuern und ihre Daten zu empfangen“, sagt Ramesh Chellathurai, ESA Service Manager und ESA Cross-Support Liaison Officer für ISRO.

„Für die Aditya-L1-Mission bieten wir Unterstützung von allen drei unserer 35 Meter-Weltraumantennen in Australien, Spanien und Argentinien sowie von unserer Kourou-Station in Französisch-Guayana und der Goonhilly Earth Station in Großbritannien.“

ESA ist der wichtigste Partner von Bodenstationsdiensten für Aditya-L1. Die ESA-Stationen werden die Mission von Anfang bis Ende unterstützen: von der kritischen Start- und frühen Orbit-Phase über die gesamte Reise zum Lagrange-Punkt L1 bis hin zur Übermittlung von Befehlen an Aditya-L1 und zum Empfang von wissenschaftlichen Daten von Aditya-L1 über mehrere Stunden pro Tag während der nächsten zwei Jahre des Routinebetriebs.

Lagrange-Punkt 1 – ein perfektes Zuhause für Sonnenforscher
Wenn eine große Masse eine andere umkreist, wie z.B. die Erde um die Sonne, wirken die Gravitationskräfte und die Orbitalbewegung so zusammen, dass fünf Gleichgewichtspunkte entstehen, an denen ein Raumschiff über einen längeren Zeitraum betrieben werden kann, ohne viel Treibstoff verbrauchen zu müssen. Diese Regionen werden als Lagrange- oder Liberationspunkte bezeichnet.

Der erste Lagrange-Punkt des Erde-Sonne System, L1, befindet sich zwischen der Erde und der Sonne, bei etwa ein Prozent der Entfernung zur Sonne. Er ist ein perfekter Standort für Sonnenforschungsmissionen wie Aditya-L1, da er einen ungehinderten Blick auf die Sonne ermöglicht, die hier nie von der Erde verdeckt wird. Am L1 wird sich Aditya-L1 zu Raumsonden wie dem ESA/NASA Solar Heliospheric Observatory (SOHO) gesellen, das sich seit 1996 auf L1 befindet.

Raumsonden, die das äußere Sonnensystem und weit darüber hinaus betrachten sollen, wie das James-Webb-Weltraumteleskop von NASA, ESA und CSA oder die ESA-Teleskope Euclid und Gaia, fliegen stattdessen zu L2. L2 ist das Gegenstück zu L1 und befindet sich in der gleichen Entfernung von der Erde, aber von der Sonne aus gesehen auf der anderen Seite des Planeten. Bei L2 haben diese Raumsonden immer die Helligkeit der Sonne und der Erde im Rücken, während sie nach draußen auf schwache Objekte blicken, die sich in der Dunkelheit des Universums verstecken.

Der Weg
Aditya-L1 wird nicht direkt nach dem Start zu L1 fliegen. Stattdessen müssen die ISRO-Flugkontrolleure ein „Transfermanöver“ durchführen, so wie es die ESA kürzlich getan hat, um ihr Euclid-Teleskop zu L2 zu bringen.

Dieses Manöver wird kurz nach dem Start durchgeführt, da die zum Erreichen der erforderlichen Flugbahn benötigte Treibstoffmenge mit der Zeit schnell ansteigt. Nach einigen anfänglichen Manövern zur Anpassung seiner Umlaufbahn um die Erde nach dem Start wird Aditya-L1 die Zündung durchführen, mit der seine etwa zweimonatige Reise zum L1 beginnt.

Der Aufenthalt
L1 ist einer der „instabilen“ Lagrange-Gleichgewichtspunkte. Es ist praktisch unmöglich, ein Raumfahrzeug exakt auf dem L1-Punkt zu halten.

Stattdessen treten die Raumfahrzeuge in eine Umlaufbahn um L1 ein, als wäre der Lagrange-Punkt ein „unsichtbarer Planet“. Aufgrund der Instabilität dieser Umlaufbahn werden kleine Fehler in der Flugbahn jedoch schnell größer. Infolgedessen müssen die Raumfahrzeuge etwa einmal im Monat ein „Stationshaltemanöver“ durchführen, um sie auf der richtigen Umlaufbahn zu halten.

Sollten diese monatlichen Manöver nicht durchgeführt werden können, kann dies ein großes Problem darstellen. Im Juni 1998 gab es bei der SOHO-Mission ein Problem, aufgrund dessen die Stationierung nicht gehalten werden konnte. Der Fehler in seiner Umlaufbahn verschlimmerte sich schnell und war so unvorhersehbar, dass der Kontakt zum Raumschiff verloren ging und es in die Leere zu driften begann.

Ein gemeinsames Team von NASA- und ESA-Experten machte sich an die Arbeit, um das Raumschiff zu retten, fand es schließlich weit entfernt von seiner erwarteten Position und konnte den Kontakt wiederherstellen. 25 Jahre später befindet sich SOHO immer noch in einer Umlaufbahn um L1 und liefert wertvolle wissenschaftliche Daten.

ISRO entwickelt fortschrittliche Flugdynamik-Software
Um L1 zu erreichen und sicher in der Umlaufbahn zu bleiben, müssen die Flugkontrolleure genau wissen, wo sich ihr Raumfahrzeug befand, befindet und befinden wird. Dazu wenden sie mathematische Formeln auf die Verfolgungsdaten des Raumfahrzeugs an, um seine frühere, gegenwärtige und zukünftige Position in einem Prozess zu berechnen, der als Bahnbestimmung bezeichnet wird.

Diese Bestimmung der Umlaufbahn erfolgt mit Hilfe einer speziell entwickelten Software. Zwar hat ISRO eine neue Software zur Bestimmung der Umlaufbahn für Aditya-L1 entwickelt. Angesichts der winzigen Fehlertoleranz, die der Betrieb eines Raumfahrzeugs bei L1 mit sich bringt, baten sie jedoch ESA um Unterstützung bei der Validierung.

ESA-Prüfstand
Von April bis Dezember 2022 arbeiteten die Teams von ESA und ISRO intensiv zusammen, um die Strategie der ISRO für den Betrieb von Aditya-L1 zu bewerten und ihre neue Software zur Bahnbestimmung zu testen.

„Mit ihrer Erfahrung in puncto Flügen und an den Lagrange-Punkten war ESA der ideale Partner, um ISRO bei der Verbesserung ihrer neuen Software zur Bestimmung der Umlaufbahn zu helfen und zu demonstrieren, dass sie die Zuverlässigkeit und Genauigkeit besitzt, die die Organisation für den erstmaligen Betrieb eines Raumfahrzeugs an einem Lagrange-Punkt benötigt“, sagt ESA-Flugdynamikexperte Frank Budnik.

Zunächst erarbeitete das ESA-Team typische Szenarien, mit denen das ISRO-Team beim Betrieb von Aditya-L1 konfrontiert werden könnte. Beide Teams verwendeten dann ihre eigene Software zur Bestimmung der Umlaufbahn, um vorherzusagen, wie sich die Umlaufbahn von Aditya-L1 in diesen Szenarien entwickeln würde, und verglichen dann ihre Ergebnisse.

Im nächsten Schritt stellte ESA ISRO simulierte Tracking-Daten zur Verfügung, die den Daten ähneln, die ESA für das Training ihrer eigenen Flugdynamik-Teams verwendet. Dazu gehören Daten, die typisch sind für die kritische Start- und frühe Orbitphase eines Raumfahrzeugs, ein komplexes Einschwenkmanöver in die Umlaufbahn oder sogar einen Planetenvorbeiflug. Das ISRO-Team nutzte seine Software, um die Daten zu analysieren, und dann arbeiteten beide Teams zusammen, um verbesserungswürdige Bereiche zu ermitteln und einige der Algorithmen zu optimieren.

Schließlich stellte das ESA-Team dem ISRO-Team die Tracking Daten eines echten Raumfahrzeugs zur Verfügung, das um L1 kreist. Beide Teams nutzten ihre eigene Software, um die Daten der früheren ESA-Mission LISA Pathfinder zu analysieren, und verglichen ihre Ergebnisse noch einmal.

Die Ergebnisse der Übung waren für ESA und ISRO wertvoll, sodass beide Teams nun von den Fähigkeiten der ISRO-Software überzeugt sind.

Nicht nur die Umlaufbahnen schließen den Kreis
Einigen ESA-Flugdynamik-Experten kam diese Übung bekannt vor. Als ESA ihre eigenen frühen interplanetaren Weltraummissionen vorbereitete, stand sie vor ähnlichen Herausforderungen wie ISRO heute. ESA wandte sich an ein Team des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, um die Software zur Bestimmung der interplanetaren Umlaufbahn für die ESA-Mission Mars Express und den Kometenjäger Rosetta zu validieren, die dann beide später von ESA erfolgreich navigiert wurden.

Die Übung hatte einen ähnlichen Umfang und ein ähnliches Ziel wie diejenige, die ESA und ISRO im vergangenen Jahr für Aditya-L1 durchgeführt haben.

Die internationale Raumfahrtgemeinschaft
Die zweigleisige Unterstützung der ESA für Aditya-L1 zeigt, wie wertvoll die internationale Zusammenarbeit in der Raumfahrt ist. Das ESA-Bodenstationsnetz (bekannt als „Estrack“) und das Fachwissen im Bereich der Flugdynamik wurden in jahrzehntelanger Arbeit bei den anspruchsvollsten Raumfahrtmissionen aufgebaut und sind heute Eckpfeiler der Unterstützung der ESA für ihre Partner.

Estrack befindet sich derzeit in einer Expansionsphase. Die vierte große ESA-Weltraumantenne befindet sich im Bau währen die Agentur sich darauf vorbereitet, den steigenden Bedarf an Kommunikationsbandbreite für ihre eigenen Weltraumforschungs- und Weltraumsicherheitsmissionen sowie für die Unterstützung einer wachsenden Zahl von Partnern zu decken.

Im Weltraum wird Aditya-L1 das jüngste Mitglied der Flotte von Sonnenforschern sein, zu denen auch der Solar Orbiter der ESA, SOHO, die Parker Solar Probe der NASA und andere gehören, die gemeinsam mit der Menschheit versuchen, die Geheimnisse unseres Sterns zu entschlüsseln.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Aditya L1 auf PSLV-XL

Der Beitrag Wie unterstützt die ESA die Sonnenmission Aditya-L1? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA 20. Januar 2023.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

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

Der Beitrag Galileo-Ehrung enthüllt, während Juice „Lebewohl, Europa“ sagt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA 20. September 2022.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

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

Der Beitrag ESA-Weltraumnetzwerk verfolgt DART-Asteroideneinschlag erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA 24. August 2022.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Der Beitrag Europa unterstützt Artemis CubeSats bei der Rückkehr zum Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• James Webb Space Telescope (JWST) auf Ariane5 VA256

Der Beitrag Wenn Webb zu Hause anruft – geht die ESA ran erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

Die Bodenstationen der ESA helfen uns dabei, einige der größten wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Sie senden Anweisungen an Raumfahrzeuge im Sonnensystem und erhalten die von diesen gesammelten Daten über einen Rückkanal.

Die Anforderungen der Stationen an die Rückkanal-Kapazität sind höher als jemals zuvor. In den nächsten Jahren bereitet sich die Agentur darauf vor, ein neues Raumfahrzeug noch tiefer in unser Sonnensystem zu senden und Missionen von noch mehr Partner-Raumfahrtagenturen zu unterstützen.

Wie sehen die Erweiterungen aus?
Um die Rückkanal-Kapazität zu erhöhen, müssen entweder neue Antennen aufgebaut oder die Leistung der bestehenden verbessert werden. Die ESA macht beides.

Während in Australien eine neue und dringend benötigte Weltraumantenne aufgebaut wird, ist es ebenso wichtig – und wirtschaftlich -, so viel Leistung wie möglich aus den vorhandenen Satellitenschüsseln zu ziehen. Eine Reihe von Erweiterungen im Netzwerk der ESA-Bodenstationen macht genau das:

• Das Antennenhorn – die Technik, die die physikalische Antenne mit dem elektronischen Sender und Empfänger verbindet – wird bei den drei 35 Meter-Weltraumantennen der ESA auf nur 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt (etwa -263 °C).
• Die aktuellen Erweiterungen werden die Datenmenge, die vom Raumfahrzeug übermittelt werden können, um 40 % erhöhen. So können beispielsweise vom Solar Orbiter in einem Kommunikationsfenster mehr hochauflösende Bilder der Sonne empfangen werden.
• Zukünftige Erweiterungen in höheren Frequenzbändern bedeuten einen Anstieg von 80 % der Daten, die heruntergeladen werden können – das ist fast das Doppelte der Weltraumdaten, die Darmstadt erreichen!
• Diese clevere Technik erhöht auch die Empfindlichkeit der ESA-Weltraumantennen und erweitert ihre Reichweite, um zukünftige ESA-Missionen zu unterstützen, die sich sogar bis zum Uranus und Neptun wagen.

„Mit diesen Erweiterungen verschiebt die ESA die Grenzen des technisch Möglichen und ermöglicht es Wissenschaftlern, neue Welten zu erkunden und einzigartige Datenmengen zu sammeln“, sagt Stéphane Halté, Ingenieur auf der ESA-Bodenstation und gemeinsam mit Filippo Concaro zuständig für das Projekt.

„Die Erweiterungen kommen genau zur richtigen Zeit“, sagt Andrea Accomazzo, Leiter der Solarsystem- und Erkundungsmissionen im Weltraum-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt. „Sie bieten uns die Leistung, die wir brauchen, um den höheren Bedarf unseres Bodenstations-Netzwerks zu decken und weiterhin höchste Standards beim Datenrücklauf für immer mehr Wissenschaftler zu erfüllen.“

Die Details:

• Die Einbindung der neuen kryo-gekühlten Antennenhörner wurde im Mai 2021 in der Cebreros-Station der ESA in Spanien fertiggestellt.
• Die Erweiterung bei Cebreros verbessert die Rate, mit der Daten in X-Band-Frequenzen verarbeitet werden können, um 40 %.
• Die ESA-Station Malargüe erhält 2022 dasselbe X-Band-Antennenhorn neben einem neuen kryo-gekühlten ‚Ka-Band‘-Horn, bei der die Erhöhung der Datenrate sage und schreibe 80 % betragen wird. Dies wird bestehenden Missionen wie BepiColombo und zukünftigen wie Juice erheblich zugute kommen. Die Antennen in New Norcia erhalten die Erweiterung zu einem späteren Zeitpunkt.
• Das Kühlen der Antennenhorn-Elektronik minimiert die Auswirkungen des ‚thermischen Rauschens‘ und ermöglicht das Empfangen auch schwächerer Signale. Unter 10 K schränken Verunreinigungen in den für die Elektronik verwendeten Metallen die Vorteile einer weiteren Kühlung ein.
• Die kryo-gekühlten Antennenhörner werden vom französischen Unternehmen Callisto Space hergestellt, das während der 5-jährigen Entwicklung der Technologie Finanzmittel von der ESA erhalten hat. Das kanadische Unternehmen Calian leitet die Einbindung der neuen Technologie in die Antennen.
• Die Technologie wurde 2019 in der Testanlage für Hochleistungssender der NASA in Goldstone, Kalifornien, getestet, bei einer Leistungsabgabe von 30 Kilowatt. Das entspricht in etwa der Leistungsabgabe von 30.000 Mobiltelefonen, die gleichzeitig in Betrieb sind.
• Es wurde gemeinsam mit Universitätspartnern (Technische Hochschule Chalmers und ETH Zürich) eine spezielle Halbleitertechnologie mit besonders geringem Rauschen entwickelt, um das ultimative Rauschverhalten zu erreichen. Dieselbe Technologie wird heute für die Entwicklung von Quantencomputern verwendet. Dies ist ein Beispiel dafür, wie die ESA-Technologie die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Unternehmen unterstützen kann.

Weniger kühle Erweiterungen des Estrack-Netzwerks
Nicht ganz so cool, aber ebenso notwendig sind die verschiedenen leistungsverbessernden Erweiterungen, die die kleineren ESA-Satellitenschüsseln in Französisch Guayana und Schweden erhalten und die das gesamte Estrack-Netzwerk für die zukünftigen Pläne der ESA im Weltraum vorbereiten.

Im europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch Guayana, wird die 15 Meter-Antenne der ESA mit neuen ‚TTCP-Modems‘ ergänzt, die maximale Datenraten zur Vorbereitung auf zukünftige Missionen im Bereich Mond, Erde und ‚No-Name‘-Weltraumwetter ermöglichen.

In Kiruna, Schweden, findet eine Weiterentwicklung am grundlegenden ‚Überwachungs- und Kontrollsystem‘ bei zwei ESA-Antennen statt, zudem wird ein Ersatz-Antennenhorn eingebaut, die 13 Meter-Satellitenschüssel ‚Kiruna 2‘ wird instand gesetzt, und es werden verschiedene Verbesserungen an Kiruna-1 vorgenommen.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• ESA

Der Beitrag ESA: Kühltechnik, die Weltraumdaten nahezu verdoppelt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

Im Rahmen einer gemeinsamen Technologiedemonstration, die im April und im Mai durchgeführt wurde, nutzten die ESA, Roskosmos und das Institut für Weltraumforschung an der Russischen Akademie der Wissenschaften (IKI RAN) in Kooperation mit dem Unternehmen NPO S. A. Lawotschkin drei der ESA-Bodenstationen, um wichtige wissenschaftliche Daten der Mission Spektr-RG herunterzuladen.

Dieses astrophysikalische Observatorium wurde von Roskosmos mit deutscher Beteiligung unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR entwickelt und befindet sich derzeit in einem Halo-Orbit um den Lagrange-Punkt L2, der etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Von dort aus soll das Observatorium die Röntgenstrahlung des gesamten Himmels kartographieren und neue Röntgenquellen im Universum identifizieren, wie zum Beispiel supermassive Schwarze Löcher.

ESA-Stationen springen ein

In diesem Frühjahr lagen die russischen Bodenstationen, die normalerweise mit Spektr-RG kommunizieren, in ungünstigen geografischen Positionen. Deshalb sprangen die ESA-Expertinnen und Experten des Estrack-Bodenstationsnetzwerks ein und arbeiteten in enger Kooperation mit den Kollegen am Russischen Komplex zum Empfang Wissenschaftlicher Informationen (RKPNI).

Die drei 35-Meter-Antennen der ESA in Australien, Spanien und Argentinien wurden für eine Serie von 16 Kommunikationsdurchläufen mit Spektr-RG genutzt. Dabei wurden 6,5 GB wissenschaftlicher Daten heruntergeladen.

Diese Daten umfassten auch Bildaufnahmen der zwei Röntgenteleskope der Mission. Das Instrument ART-XC wurde von IKI RAN entwickelt und das Instrument eROSITA wurde vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) in Deutschland gebaut und wird auch von diesem betrieben.

Es war das erste Mal, dass ESA-Bodenstationen wissenschaftliche Daten von einem russischen Raumfahrzeug empfangen haben.

Vom niedrigen Erdorbit bis in die Tiefen des Weltalls

Das Estrack-Netzwerk umfasst sieben Stationen auf drei Kontinenten und bietet Kommunikationsverbindungen zu ESA-Raumfahrzeugen, die die Erde umkreisen, unsere Sonne vermessen, die Tiefen des Weltraums erforschen oder unser inneres Sonnensystem erkunden.

Die Stationen werden vom Europäischen Satellitenkontrollzentrum (ESOC) der ESA in Darmstadt aus betrieben und unterstützen auch Missionen der NASA, der chinesischen und japanischen Raumfahrtagenturen sowie europäischer Agenturen im Rahmen gegenseitiger Unterstützungsabkommen.

Zukünftige Kooperation

Diese erfolgreiche Kollaboration demonstriert, wie ESA- und Roskomos-Technologien zusammengebracht werden können und beweist so die Interoperabilität der beiden Weltraumagenturen.

Im Laufe dieses Jahres ist eine weitere, ähnliche Technologiedemonstration geplant, bei der eine russische Bodenstation wissenschaftliche Daten von zwei Mars-Missionen gleichzeitig empfangen wird: der ESA-Sonde Mars Express sowie des ExoMars-Spurengasorbiters (Trace Gas Orbiter, TGO) von ESA und Roskosmos.

Diese beiden Experimente legen den Grundstein für die zukünftige Zusammenarbeit zwischen der ESA und Roskosmos, die vielleicht sogar den Abschluss eines gegenseitigen Unterstützungsabkommens umfasst, im Rahmen dessen dann russische und europäische Wissenschafts- und Forschungsmissionen auf die Bodenstationen der jeweils anderen Weltraumagentur zugreifen können.

Der Beitrag ESA-Stationen unterstützen Spektr-RG erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

ESA-Experten werden PTScientists beraten
Die Experten des Europäischen Satellitenkontrollzentrums der ESA in Darmstadt werden PTScientists in den Bereichen Flugdynamik und Flugbetrieb beraten und den Einsatz von zwei Mondrovern vorbereiten.

In den letzten Jahren hat die ESA an Experimenten im Rahmen von METERON, kurz „Multipurpose End to End Robotic Network“ gearbeitet, an dem auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die NASA und die russische Weltraumagentur Roskosmos beteiligt sind. Dabei wurde das Fachwissen zum Betrieb von Robotern und zur Arbeit mit spezialisierten Netzwerken entwickelt, die für die Fernsteuerung eines Fahrzeugs auf einer Mond- oder Planetenoberfläche aus dem Weltraum aus erforderlich sind.

Das ESA-Team unterstützte Live-Tests, unter anderem wurde von Darmstadt aus ein Rover im kanadischen Quebec gesteuert und der ESA-Astronaut Tim Peake lenkte einen Rover in Großbritannien von der Internationalen Raumstation aus.

Diese Erfahrung der ESA und ihr langjähriges Know-how im Missionsbetrieb sollen PTScientists dabei helfen, ihre Ziele bei der geplanten Mondmission zu erreichen.

„Wir unterstützen PTScientists bei der Definition ihrer Konzepte für den Missionsbetrieb – und das bei allen wichtigen Elementen“, erklärt Kim Nergaard, ESA-Projektleiter aus der Abteilung Flugbetrieb von Sonnen- und Planetenmissionen.

„Damit die Mission erfolgreich ist, muss sich das Team auf den kompletten Betrieb des Landers vom Start bis zur Landung auf dem Mond vorbereiten und sich um alle Aspekte der Oberflächenoperationen in Fast-Echtzeit kümmern; gleichzeotig muss das größere Umfeld der Missionskontrolle berücksichtigt werden.“

„Im Moment befinden wir uns in der Anfangsphase und ermitteln, was die Bedürfnisse sein werden. Sobald klar ist, was gebraucht wird, um Missionserfolge zu erzielen, können wir das Unternehmen entsprechend unterstützen.“

Zusammenarbeit passt auch zu den langfristigen Plänen der ESA
Die Zusammenarbeit baut nicht nur auf einem reichen Erfahrungsschatz auf, sondern passt auch perfekt zu den langfristigen Plänen der ESA für den Einsatz auf dem Mond.

„Wir freuen uns, zusammen mit PTScientists an der Definition des Missionsbetriebs zu arbeiten und die Zusammenarbeit vielleicht in Zukunft auszubauen“, erklärt Andrea Accomazzo, Leiter Flugbetrieb von Sonnen- und Planetenmissionen bei der ESA.

„Wir helfen dem Unternehmen bei der Entwicklung von Know-how; dabei ist es auch für die ESA sinnvoll, Aspekte unserer Betriebskonzepte zu konsolidieren. Davon können tatsächlich beide Seiten profitieren.“

Während der ersten Mission soll die Technologie präsentiert werden. Dazu gehören auch ein 4G-Kommunikationsnetz auf dem Mond sowie der Besuch des letzten Apollo-Landeplatz – aus sicherer Entfernung.

ESTRACK, das Netz von Bodenstationen der ESA, wird dazu beitragen, dass Flugingenieure am Boden mit ALINA, dem Lande- und Navigationsmodul der PTScientists, kommunizieren können, ähnlich, wie es bei den jüngsten chinesischen Mondmissionen der Fall war.

Erste, privat finanzierte europäische Mondlandung
„Wir freuen uns über die Unterstützung, die wir vom ESOC und seinen hochqualifizierten Experten erhalten. Gemeinsam werden wir die erste privat finanzierte europäische Mondlandung durchführen. Für PTScientists ist dies die erste Phase einer langfristigen Zusammenarbeit mit der ESA“, erklärt Robert Böhme, CEO und Gründer von PTScientists.

Ein wesentlicher Grund dafür, dass die ESA neue, kommerzielle Raumfahrtunternehmen unterstützt, besteht darin, dass die europäische Industrie die Möglichkeit bekommen soll, das Know-how und die Infrastruktur der ESA zu nutzen.

So kündigte die ESA Anfang des Jahres an, sie werde Organisationen wie Universitäten oder kleine Unternehmen, die ihre eigenen CubeSats starten möchten, Einrichtungen zur Missionskontrolle zur Verfügung stellen.

Der Beitrag ESA unterstützt PTScientists bei Mondmission erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

In diesem und in den nächsten Jahren startet die ESA einige Missionen in unser Sonnensystem, zum Mars, zum Merkur und zum Jupiter. Alle Flüge haben eines gemeinsam: Sie benötigen die große Kapazitäten von Bodenstationen, um die enormen Mengen an wissenschaftlichen Daten herunterzuladen und es den Missionscontrollern zu ermöglichen, Befehle zu senden.

ESA-Bodenstationsnetzwerk ESTRACK
Die ESA verfügt bereits über drei hochmoderne Bodenstationen – erkennbar an ihren riesigen Antennen mit einem Durchmesser von 35 Metern – in Australien, Spanien und Argentinien. Diese Länder befinden sich im Abstand von jeweils rund 120° Länge über den Globus verteilt, so dass durch die drei Stationen eine globale Abdeckung für Missionen gewährleistet ist, die in praktisch jede Richtung in unserem Sonnensystem unterwegs sind.

„Die Stationen wurden zwischen 2002 und 2012 gebaut und stoßen beim Versenden und Empfangen von Daten bald an ihre Kapazitätsgrenze. Der Grund hierfür sind ehrgeizige Missionen wie die aktuell durchgeführten BepiColombo, ExoMars und Juice sowie die Tatsache, dass alle diese neueren Raumfahrzeuge enorme Mengen an wissenschaftlichen Daten herunterladen können“, erklärt Pier Bargellini, der für den Betrieb der Bodeneinrichtungen der ESA verantwortlich ist.

Zusätzliche Unterstützung: DLR-Funkstation erhält Signale von aktuellen ESA-Missionen
Um die Herausforderung zu meistern, haben die Ingenieure der ESA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) damit begonnen, die Möglichkeit zu prüfen, eine bestehende 30 m-Parabolantenne in Weilheim, 60 Kilometer südwestlich von München, zu nutzen. Damit sollen zusätzliche Trackingkapazitäten auf dem europäischen Längengrad bereitgestellt werden.

Dies könnte einen Teil der Kapazitätsprobleme auf dem europäischen Kontinent lösen, da die bereits bestehende europäische Infrastruktur effizient genutzt und gleichzeitig der Bedarf an kostspieligen Neukonstruktionen verringert wird.

Das DLR in Weilheim verfügt über eine Reihe von Antennen unterschiedlicher Größe. Die Bodenstation wird im 24 Stunden-Schichtdienst an sieben Tagen pro Woche betrieben. Sie unterstützt erdnahe Missionen wie TerraSAR-X, TanDEM-X und GRACE Follow On, die vom Deutschen Raumflug-Kontrollzentrum des DLR in Oberpfaffenhofen aus gesteuert werden. Die kleineren Antennen werden auch zur Unterstützung von ESA-Missionen im Erdorbit, wie beispielsweise Integral, verwendet.

Die größte Antenne mit einem Durchmesser von 30 Metern hat bereits in der Vergangenheit ESA-Missionen unterstützt und wird heute eingesetzt, wenn das DLR mit Partneragenturen zusammenarbeitet, z.B. beim Download von Daten von der japanischen Hayabusa 2-Mission. In jüngster Zeit wurde sie zudem für den Empfang von Signalen von globalen Navigationssatelliten wie GPS und Galileo verwendet.

Bei den ersten Tests, die in den letzten Monaten von DLR- und ESA-Ingenieuren durchgeführt wurden, konnte nachgewiesen werden, dass die hochmoderne Funkstation in der Lage ist, Signale von aktuellen ESA-Missionen wie Gaia und Mars Express zu empfangen.

DLR und ESA testen gemeinsam die Weilheimer Antenne für ESA-Missionen
„Da die 30-m-Antenne für Sonnen- und Weltraummissionen konzipiert wurde, freuen wir uns, dass ESA daran interessiert ist, sie wieder für ihren ursprünglichen Zweck zu verwenden“, erklärt Rolf Kozlowski, Leiter der Organisationseinheit „Kommunikation und Bodenstationen“ des DLR.

„Die Integration der Antenne in das ESA-Netzwerk wäre eine anspruchsvolle, aber lohnende Aufgabe für das DLR.“

„Abgesehen von der Empfangsfunktionalität kann die Antenne so ausgebaut werden, dass die Übertragungskapazitäten erweitert werden. Dank ihrer allgemeinen Eigenschaften eignet sich die Antenne perfekt zur Unterstützung von Missionen auf Monddistanz oder sogar Missionen zu den Lagrange-Punkten.“

Neben der Unterstützung zukünftiger ESA- und europäischer Missionen könnte das DLR nach dem Ausbau der Antenne auch die Nutzung für eigene zukünftige Missionen oder für solche von Partnerorganisationen ausweiten.

Solche Vereinbarungen auf Gegenseitigkeit sind im Bereich des Satellitenbetriebs üblich und die „Antennenzeit“ wird in der Regel stundenweise vergeben oder erfolgt im Austausch für die Weitergabe der wissenschaftlichen Daten einer Mission.

Ingenieure beider Agenturen werden die Weilheimer Antenne weiterhin testen. Das Ziel besteht darin, zu beweisen, dass sie als funktionale Kommunikationsunterstützung für ESA-Missionen wie Gaia und Mars Express dienen kann.

Bündelung der Kompetenzen
Gemeinsame Aktivitäten der ESA und der nationalen Raumfahrtbehörden im Kommunikationsbereich sind Beispiele dafür, wie die europäische Raumfahrt durch den Aufbau eines „Netzwerks von Kontrollzentren“ noch leistungsfähiger und stärker werden kann.

Durch die Bündelung der Kompetenzen der von der ESA betriebenen Kontrollzentren und von Forschungseinrichtungen wie dem DLR und ihren Bodenstationen werden Ressourcen ergänzt und gemeinsam genutzt. Davon können europäische Missionen, Industrie- und Weltraumunternehmen insgesamt profitieren, sodass Europa noch wettbewerbsfähiger und für internationale Partnerschaften im Weltraum attraktiver wird.

„Der Ausbau der Weilheimer Antenne auf volle Weltraumkapazität ist eine gute Idee, die nicht nur die ESA, sondern auch das DLR selbst, Partneragenturen und neue kommerzielle Raumfahrtakteure unterstützen wird“, erklärt Rolf Densing, ESA-Direktor für Missionsbetrieb.

„Und es bietet den europäischen Steuerzahlern einen hervorragenden wissenschaftlichen Ertrag.“

Der Beitrag ESTRACK: ESA und DLR bündeln Kompetenzen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Die neue Anlage entstand auf einem von der ESA bereits genutzten Gelände. Ihre Aufgabe ist die Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen zu Raketen und Satelliten. Insbesondere soll die Anlage bei Starts vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch Guayana zum Einsatz kommen. Die Station in New Norcia liegt im von Kourou aus üblicherweise geflogenen Korridor und ist deshalb ideal geeignet, um von Raketen und Raumfahrzeugen Daten zu empfangen und Kommandos zu übertragen.

Größe und Konstruktion der 35-Meter-Antenne sind für die Kommunikation mit Raketen und Satelliten, die gerade ihren Flug begonnen haben und sich nahe der Erde befinden, weniger geeignet.

Seit 2002 betreibt die ESA in New Norcia eine Antennenanlage mit einem Reflektordurchmesser von rund 35 Metern, die in der Vergangenheit insbesondere zur Unterstützung europäischer Missionen zur Erkundung des Sonnensystems wie Mars Express und Rosetta und von Weltraumteleskopen wie Gaia, letzteres rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, verwendet wurde.

Die jetzt eingeweihte Antenne hat eine Reflektorschüssel mit einem Durchmesser von 4,5 Metern. Wegen ihrer deutlich geringeren Größe ist sie wesentlich agiler und damit besonders gut dafür geeignet, sich schnell auf gerade gestartete Satelliten auszurichten und während der ersten, kritischen Orbits der Satelliten Kommunikationsverbindungen herzustellen.

Mit der neuen Antenne ist es möglich, Satelliten in einem Erdabstand von bis zu 100.000 Kilometern sowie von Kourou gestartete Ariane-5-, Sojus- und Vega-Raketen zu erfassen und zu verfolgen.

Ein besonderer Modus erlaubt es darüber hinaus, die Steuerung der großen 35-Meter-Antenne in New Norcia zu übernehmen, um diese exakt auszurichten und dann mit ihrer Hilfe Bahn- und Telemetriedaten mit höherer Datenrate zu gewinnen, als es mit der kleinen Antenne alleine möglich wäre.

Neben dem Einsatz bei Starts von Kourou wird die neue Antenne laut Plan zum Beispiel zur Kommunikation mit Galileo-Navigationssatelliten, zur Unterstützung der Merkur-Mission BepiColombo und im Rahmen des ExoMars-Programms zum Einsatz kommen. Erste Erfolge konnte die Anlage bereits im Dezember 2015 für sich verbuchen, als sie testweise zur Verfolgung von LISA Pathfinder genutzt wurde.

Beide Antennen in New Norcia sind in das Bahnverfolgungs- und Kommunikationsnetzwerk ESTRACK integriert. Über dieses Netzwerk ist es möglich, Raumfahrzeuge vom Europäischen Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt aus zu überwachen und zu steuern. Das Kernnetz des ESTRACK besteht derzeit aus neun Stationen in sieben Ländern der Erde.

Entwurf, Bau und Aufstellung der neuen Antenne und ihre Integration in die Infrastruktur der Station New Norcia kosteten die ESA eigenen Angaben zufolge rund sechs Millionen Euro. Zentraler Anlass für die Einrichtung der neuen Anlage in New Norcia war die Erfordernis einer Verlagerung von Bahnverfolgungs- und Kommunikationseinrichtungen der ESA innerhalb Australiens.

Rund 140 Kilometer südwestlich von New Norcia nutzte die ESA jahrelang bei Perth auf einem Gelände des Perth International Telecommunications Centre (PITC) eine Anlage mit einer Antenne mit einem Schüsseldurchmesser von 15 Metern zur Bahnverfolgung und zur Kommunikation mit Raumfahrzeugen. Innerhalb von 30 Jahren unterstützte die Station bei Perth zahlreiche bedeutende Missionen der ESA. Darunter sind solche wie Cluster, Giotto, Hipparcos, SMART 1 und XMM Newton.

Im Jahre 2009 war der Einsatz der Station beim Doppelstart der beiden Weltraumteleskope Herschel und Planck auf der Ariane-5-Rakete mit der Flugnummer V188 angezeigt.

2013 verfolgte die Antenne bei Perth den Flug der Sojus-Rakete mit Gaia an Bord. Ohne dass vorher ein praktischer Test möglich gewesen wäre, funktionierte die Antenne bei diesem besonderen Einsatz wie vorgesehen.

Zu Beginn der Mission von LISA Pathfinder zeigte die Anlage noch einmal ihre Nützlichkeit. Sie erlaubte die Vorbereitung, Einleitung und Überwachung der sechs Bahnanhebungsmanöver der bereits erwähnten Sonde LISA Pathfinder und ihren erfolgreichen Einschuss in den vorgesehenen Zielorbit rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt.

Der letzte mit der Antenne bei Perth unterstützte Start war der von zwei Galileo-Navigationssatelliten auf einer Sojus-Rakete am 17. Dezember 2015.

Eine sich immer weiter ausdehnende Besiedlung im Gebiet Perth, in immer geringerem Abstand eingesetzte Fernsehübertragungswagen und der Bedarf der Einwohner, Institutionen und Gewerbebetriebe an Mobilkommunikation machten den Einsatz der ESA-Anlage bei Perth immer mehr zu einer Herausforderung.

Da eine gemeinschaftliche Nutzung der benötigten Frequenzbereiche nicht sinnvoll möglich ist und ein Auftreten von unerwünschten Interferenzen nicht zu vermeiden, war eine Veränderung letztlich unausweichlich. Mit Wirkung zum 31. Dezember 2015 entzog die Australian Communication and Media Authority (ACMA) der ESA schließlich nicht unerwartet auch die Nutzungsgenehmigung für bestimmte Frequenzbereiche.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• ESA

Der Beitrag Neue ESA-Antenne in Australien eingeweiht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA

Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise – den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems dabei aus einer in unterschiedlichen Entfernungen zur Kometenoberfläche verlaufenden Umlaufbahn heraus intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Im Rahmen dieser Untersuchungen überflog Rosetta am Vormittag des 28. März 2015 die Oberfläche von 67P in einem Abstand von lediglich 14 Kilometern. Dieser in kurzer Distanz verlaufende Überflug bot den beteiligten Wissenschaftlern die erneute Möglichkeit, Details auf der Kometenoberfläche mit einer hohen Auflösung abzubilden und die den Kometen umgebende Koma zu untersuchen. Allerdings zeigte sich dabei auch erneut, dass derartig ’nahe‘ Begegnungen mit 67P nicht ohne ein gewisses Risiko sind, denn kurz nach der dichtesten Annäherung an die Kometenoberfläche versetzte sich die Raumsonde in einen Sicherheitsmodus.

Verfälschte Star-Tracker-Daten

Aufgrund der in den letzten Wochen durch die zunehmende Annäherung an die Sonne immer weiter ansteigenden kometaren Aktivität von 67P entweichen mittlerweile immer größere Mengen an Gasen von der Kometenoberfläche in das Weltall, welche dabei auch einen gewissen ‚Druck‘ auf die Raumsonde und deren zwei Solarpaneele, welche eine Gesamtfläche von etwa 64 Quadratmetern aufweisen, ausüben. Je dichter sich Rosetta dem Kometen annähert, desto größer fallen dabei auch die auftretenden Ablenkungen von der vorgesehenen Flugbahn aus. Der am 28. März gegebene Druck dieser Gaspartikel hatte zur Folge, dass sich die Orientierung Raumsonde im All minimal veränderte. Daraus resultierte letztendlich, dass die für die Kommunikation mit der Erde eingesetzte Hauptantenne von Rosetta nicht mehr direkt auf die für den Empfang von Radiosignalen vorgesehenen Empfangsstation des ESTRACK der ESA ausgerichtet war.

Unter anderem um solchen voraussehbaren Ereignissen entgegenzuwirken verfügt die Raumsonde Rosetta zwecks der Bestimmung der aktuellen Flugbahn und der Ermittlung der dabei gegebenen Orientierung im Raum über sogenannte Sternsensoren. Hierbei handelt es sich um zwei redundante Kamerasysteme, welche in regelmäßigen Abständen den Sternenhimmel abbilden und die dabei erkannten Sterne mit einer Sternkarte abgleichen. Aufgrund der dadurch gewonnenen Daten zur Lageorientierung kann Rosetta die Position im All autonom erkennen und anschließend gegebenenfalls selbstständig korrigieren – so jedenfalls die Theorie.

Es war bereits im Vorfeld der Mission bekannt, dass die Startracker nicht nur zuvor definierte Hintergrundsterne, sondern auch von dem Kometen entweichende Staubpartikel registrieren werden. Aufgrund dieser die Sternsensoren beeinflussenden Partikel sind die Startracker und die für die Bearbeitung eingesetzte Software auf bis zu 1.000 ‚falsche‘ Objekte pro Foto ausgelegt. Allerdings konnten die Star-Mapper von Rosetta am 28. März während der Phase der dichtesten Annäherung der Raumsonde an die Oberfläche von 67P die hierfür ausgewählten Sterne dennoch nicht mehr einwandfrei identifizieren, da sich einfach zu viele Staubpartikel durch das Sichtfeld der Kamera bewegten, welche dabei die Aufnahmedaten verfälschten.

Während des Überfluges des Kometen registrierte das Kontrollsystem der Raumsonde diverse Fehlermeldungen. Hunderte von Staubpartikeln wurden dabei innerhalb kürzester Zeit von der entsprechenden Software fälschlicherweise als Hintergrundsterne interpretiert. Erst etwa 24 Stunden nach dem erstmaligen Auftreten dieses Problems hatte sich die Situation soweit beruhigt, dass die beide Startracker-Systeme wieder verwertbare Daten liefern konnten.

Allerdings hatte sich die Orientierung der Raumsonde im All in der Zwischenzeit so sehr verändert, dass die Hauptantenne nicht mehr einwandfrei auf die Erde ausgerichtet und eine Kommunikation mit der Bodenstation nahezu unmöglich war. Weitere Fehlermeldungen der Startracker-Software führten dann in den folgenden Stunden zudem zu einer ungewöhnlichen Häufung von Fehlermeldungen im Routinebetrieb der Raumsonde. Dies hatten letztendlich zur Folge, dass sich Rosetta schließlich am vergangenen Sonntag in einen vorsorglichen Sicherheitsmodus versetzte.

Bereits am darauf folgenden Tag konnte das für die Steuerung von Rosetta verantwortliche Team des ESOC jedoch wieder den normalen Betrieb der Raumsonde etablieren. Das primäre Ziel bestand dabei zunächst in der Wiederaufnahme des regulären Flugbetriebes, bei dem sich Rosetta am 1. April 2015 in einer Entfernung von etwa 400 Kilometern zur Kometenoberfläche befand. Diesem Orbitverlauf folgend wird sich die Raumsonde der Kometenoberfläche am kommenden Mittwoch zunächst wieder bis auf etwa 140 Kilometer annähern und dabei weitere Daten sammeln. Allerdings, so die Mitarbeiter der Mission, könnte es noch mehrere Wochen dauern, bis alle elf Instrumente der Raumsonde wieder vollständig in Betrieb genommen werden können.

Derzeit sind die Mitarbeiter der Rosetta-Mission damit beschäftigt, diesen am vergangenen Wochenende erfolgten Vorfall, welcher zudem mit einem bereits am 14. Februar 2015 erfolgten Ereignis vergleichbar ist, zu analysieren. Auch in Zukunft – so jedenfalls die bisherigen Planungen – soll der Komet 67P in kurzen Entfernungen von der Raumsonde passiert werden. Dies macht jedoch nur wenig Sinn, wenn sich der Kometenorbiter dabei in einen Sicherheitsmodus versetzt oder wenn dabei sogar die allgemeine Sicherheit von Rosetta gefährdet wird.

Philae

Keinen Einfluss wird die gegenwärtige Situation dagegen laut dem aktuellen Planungsstand auf die weitere Suche nach dem Kometenlander Philae haben (Raumfahrer.net berichtete). Wie geplant soll die nächste ‚Horchkampagne‘ nach einem Lebenszeichen von Philae bereits im April durchgeführt werden.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mission Rosetta
• Kometen

Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
• Rosetta-Newsarchiv
• Kometen-Newsarchiv

Der Beitrag Raumsonde Rosetta: Sicherheitsmodus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Nach einem mehr als zehn Jahre andauernden Flug durch unser Sonnensystem, bei dem eine Distanz von rund 6,4 Milliarden Kilometern zurückgelegt wurde, erreichte die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta am 6. August 2014 das Ziel ihrer Reise – den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Seitdem ‚begleitet‘ Rosetta diesen Kometen auf seinem Weg in das innere Sonnensystem und untersucht dieses Relikt aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems intensiv mit elf wissenschaftlichen Instrumenten.

Während der letzten Wochen bewegte sich Rosetta dabei in einer Umlaufbahn um den Kometen, welche in einer Entfernung von etwa 30 Kilometern zu dessen Zentrum verläuft. Während dieser „Global Mapping Phase“ (kurz „GMP“) werden die abbildenden Instrumente der Raumsonde dazu genutzt, um die Oberfläche von 67P zu verschiedenen ‚Tageszeiten‘ und somit unter unterschiedlichen Beleuchtungsverhältnissen abzubilden und zu charakterisieren. Überflüge über der ‚Nachtseite‘ des Kometen dienten unter anderem dazu, die thermischen Eigenschaften von 67P zu untersuchen.

Bereits am 24. September führte eine kurze Zündung der Triebwerke dazu, dass sich Rosetta während des jetzigen Umlaufs der Oberfläche des Kometen noch weiter annähert. Am 29. September wird dabei eine Entfernung von lediglich noch 20 Kilometern zu dessen Zentrum erreicht. Eine weitere Triebwerkszündung soll an diesem Tag dazu dienen, um in dieser Entfernung eine etwa kreisförmig verlaufende Umlaufbahn einzunehmen, welche entlang der Terminator-Ebene – der Grenze zwischen ‚Tagseite‘ und ‚Nachtseite‘ – verläuft. Eine Woche später wollen die für die Flugplanung der Raumsonde Rosetta verantwortlichen Mitarbeiter der ESA eine Entscheidung darüber treffen, ob die Höhe der Flugbahn gefahrlos auf eine Entfernung von dann nur noch zehn Kilometern zum Kometenzentrum abgesenkt werden kann.

Kometenlander Philae: Landung am 12. November 2014

Die während der „Global Mapping Phase“ gewonnenen Aufnahmen der Kometenoberfläche dienen den an der Mission beteiligten Wissenschaftler unter anderem dazu, um einen geeigneten Landeplatz für den von Rosetta mitgeführten und mit weiteren zehn Instrumenten ausgestatteten Kometenlander Philae auszuwählen. Nach einem mehrwöchigen Auswahlprozess ist hierfür gegenwärtig eine Stelle auf dem ‚Kopf‘ des Kometen vorgesehen . Eine endgültige Entscheidung wird allerdings erst am 14. Oktober fallen.

Trotzdem waren die Mitarbeiter des für die Steuerung der Raumsonde verantwortlichen „Flight Dynamics and Operations Teams“ der ESA während der vergangenen zwei Wochen damit beschäftigt, einen exakten Zeitplan für die Landung festzulegen.

Davon ausgehend, dass die derzeitig vorgesehene Landestelle „J“ beibehalten wird, soll Philae demzufolge am Vormittag des 12. November 2014 um 09:35 MEZ von Rosetta abgetrennt werden. Die Raumsonde würde sich dabei in einer Entfernung von etwa 22,5 Kilometern zum Zentrum des Kometen befinden. Bei diesem Szenario würde Philae etwa sieben Stunden später die Kometenoberfläche erreichen. Telemetriedaten von Philae, welche die erfolgreiche Landung bestätigen sollen, würden aufgrund der Signallaufzeit von 28 Minuten und 20 Sekunden gegen 17:00 MEZ auf der Erde eintreffen.

Sollte die Wahl auf den alternativen Landeplatz „C“ fallen, dann würden Abtrennung und Landung von Philae ebenfalls am 12. November erfolgen. Die ‚Abkopplung‘ würde in diesem Fall um 14:04 MEZ in einer Entfernung von 12,5 Kilometern zum Zentrum des Kometen durchgeführt. Lediglich vier Stunden später würde die Landung von Philae erfolgen und die entsprechenden Signale sollten dann gegen 18:30 MEZ auf der Erde eintreffen.

„Jetzt haben wir einen Platz und einen detaillierten Ablauf für die erste Landung auf einem Kometen. Die Spannung steigt“, so Dr. Stephan Ulamec vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Projektleiter für den Kometenlander Philae.

Verantwortlich für die Steuerung und Überwachung von Philae ist das „Lander Control Center“ (kurz „LCC“) des DLR. Alle Aktivitäten von Philae werden mit einem Bodenreferenzmodell des Landers im LCC getestet und vorbereitet. Zu den Aufgaben des LCC gehört auch die Programmierung der Landesequenz, welche von der Separation von Rosetta bis zur Landung auf dem Kometen automatisch ablaufen wird.

Die Kommandos für Philae und die an Bord befindlichen Instrumente werden vom Philae-Kontrollzentrum in Köln zum europäischen Raumflugkontrollzentrum ESOC in Darmstadt und von dort aus über die Bodenstationen des ESTRACK zunächst zu Rosetta geschickt. Die Raumsonde leitet diese Kommandos dann an den Lander Philae weiter, der nicht in der Lage ist, direkt mit der Erde zu kommunizieren. Telemetriewerte und wissenschaftliche Daten von Philae gelangen in umgekehrter Richtung über den Kometenorbiter, das ESTRACK und das ESOC zum LCC.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mission Rosetta
• Kometen

Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
• Rosetta-Newsarchiv
• Kometen-Newsarchiv

Der Beitrag Kometenlander Philae: Zeitplan für die Landung steht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2014.

Am 2. März 2004 begann für die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Kometensonde Rosetta eine mehr als 10 Jahre dauernde Reise zu dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko (der Einfachheit halber ab hier als „67P“ abgekürzt). Während des Fluges zu dem Zielkometen hat Rosetta dreimal die Erde und einmal den Mars passiert und dabei im Rahmen dieser Swing-by-Manöver ‚Schwung‘ für die weitere Reise genommen.

Außerdem wurden bei zwei nahen Vorbeiflügen, welche am 5. September 2008 und am 10. Juli 2010 erfolgten, die beiden Asteroiden (2867) Steins und (21) Lutetia mit verschiedenen Instrumenten näher untersucht. Am 8. Juni 2011 wurde die Raumsonde schließlich in einen rund 31 Monate andauernden, energiesparenden Tiefschlafmodus versetzt, welcher bis zum 20. Januar 2014 andauerte (Raumfahrer.net berichtete live). In den folgernden Monaten näherte sich Rosetta dem Ziel der Reise weiter an. Der Komet wurde schließlich am 6. August 2014 erreicht (Raumfahrer.net berichtete).

Aber bereits in den Jahren zuvor war der Komet 67P ein Objekt, welches von diversen Observatorien und Weltraumteleskopen intensiv studiert wurde. Die an diesen Kampagnen beteiligten Astronomen kamen dabei unter anderem zu dem Ergebnis, dass der Kern des Kometen leicht in die Länge gezogen ist und sehr wahrscheinlich einen Durchmesser von etwa 5 x 3 Kilometern aufweist.

Die Prognose erweist sich als nicht zutreffend
Im Juli 2014 musste diese Ansicht jedoch revidiert werden. Aufgrund der immer weiter abnehmenden Distanz zwischen Rosetta und 67P erreichten die Aufnahmen der OSIRIS-Kamera – der vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelten und betriebenen Hauptkamera an Bord der Raumsonde – eine immer höhere Auflösung. Auf den Aufnahme, welche von der OSIRIS-Kamera am 4. Juli angefertigt wurden, war deutlich zu erkennen, dass der Komet nicht nur über eine leicht unregelmäßige Form verfügt, sondern vielmehr eine ‚kartoffelähnliche‘ Gestalt aufweist.

Nochmals deutlich besser aufgelöste Aufnahmen vom 11. Juli erweckten den Eindruck, dass 67P scheinbar sogar aus zwei einzelnen Objekten besteht. Ein ‚Kopfstück‘ ist dabei durch einen ‚Hals‘ mit einem ‚Hauptkörper‘ verbunden. Diese faszinierende Form machte es den beteiligten Wissenschaftlern relativ einfach, die Rotationsachse des Kometen zu bestimmen und so dessen Rotationsperiode zu ermitteln. Für eine vollständige Drehung um seine Rotationsachse benötigt 67P demzufolge ziemlich genau 12,4053 Stunden.

Die extrem unregelmäßige Form des Kometenkerns macht es jedoch ungleich schwerer, aus den gewonnenen Daten die exakten Abmessungen des Kometen sowie das daraus resultierende Volumen zu ermitteln. Kompliziert werden diese Bestimmungen durch verschiedene Oberflächenformationen, welche dem Kern von 67P eine sehr unebene Oberfläche verleihen. Ein direkt an der Spitze des ‚Kopfes‘ befindliches Bassin verfügt zum Beispiel über eine Tiefe von etwa 250 Metern. Diverse kleinere Bassins erreichen typischerweise Tiefen von etwa 30 Metern. Größere Depressionen sind dagegen sogar bis zu 300 Meter tief.

Zwecks der Ermittlung von Durchmesser, Masse und Volumen von 67P wurde zunächst aus einer Vielzahl von OSIRIS-Aufnahmen ein möglichst naturgetreues 3D-Modell des Kometenkerns erstellt. Anschließend wurden an diesem Modell ‚Körper‘ und ‚Kopf‘ getrennt untersucht und ‚vermessen‘.

Die Abmessungen des Kometen 67P
Der ‚Körper‘ von 67P verfügt laut diesen Analysen über die ungefähren Abmessungen von 4,1 x 3,6 x 1,7 Kilometern. Hieraus berechneten die Wissenschaftler ein Volumen von etwa 13 Kubikkilometern. Der deutlich kleinere ‚Kopf‘ misst in etwa 2,6 x 2,4 x 1,6 Kilometer, woraus sich ein Volumen von rund 5,7 Kubikkilometern ergibt. Zusätzlich zu diesen beiden Werten muss noch das Volumen des ‚Halses‘ berücksichtigt werden, welches mit einem Wert von rund zwei Kubikkilometern veranschlagt wurde. Das Volumen des gesamten Kometenkerns, so das zur Zeit allerdings nur vorläufige Ergebnis dieser Studie, liegt demzufolge bei rund 21 Kubikkilometern mit einem Unsicherheitsfaktor von plus/minus drei Kubikkilometern.

Masse und Dichte…
Außerdem konnten auch erste Aussagen über die Masse des Kometen getätigt werden, welche jedoch ebenfalls noch überprüft und mit aktuelleren Beobachtungen und Messdaten ergänzt werden müssen. Die Gesamtmasse von 67P liegt demzufolge bei einem Wert von 10,2 Milliarden Tonnen, wobei der Unsicherheitsfaktor derzeit noch bei plus/minus 0,7 Milliarden Tonnen liegt.

Anhand der Angaben über Masse und Volumen konnte auch die mittlere Dichte des Kometen auf einen Wert von 0,43 Gramm pro Kubikzentimeter berechnet werden. Dieser Wert deutet darauf hin, dass der Kern des Kometen in seiner Gesamtheit sehr porös sein muss. Derzeit werden dabei verschiedene Modelle bezüglich des inneren Aufbaus des Kometen sowie der Mengenanteile und der Verteilung von Wassereis, Gestein und Staub diskutiert.

Das Gravitationsfeld…
Auch die Vermessung des Gravitationsfeldes des Kometen, welche durch das RSI-Experiment (kurz für „Radio Science Investigation“) erfolgt, befindet sich noch in einem ersten Stadium. Bei dem RSI handelt es sich um ein Radiowellenexperiment, welches für die Bestimmung des kometaren Gravitationsfeldes das Telekommunikationssystem von Rosetta nutzt. Während des Fluges um den Kometen wird die Raumsonde durch die von 67P ausgehenden gravitativen Einflüsse zwar minimal, aber doch nachweisbar von der vorgesehenen Flugbahn abgelenkt. Diese ‚Störung‘ liefert den Wissenschaftlern letztendlich Erkenntnisse über das Gravitationsfeld des Kometen.

Die Abweichung macht sich durch eine geringfügig veränderte Laufzeit sowie durch minimale Änderungen der Phasenfrequenz, Amplitude und Polarisation eines Radio-Trägersignals bemerkbar, welches Rosetta während einer RSI-Messkampagne konstant zur Erde aussendet, bemerkbar. Hierzu sendet Rosetta im Bereich des S-Bandes und des X-Bandes mit einem Oszillator eine hochstabile Trägerwelle in Richtung Erde aus.

Durch die relative Bewegung zwischen der Raumsonde und den Bodenstationen des ESTRACK der ESA, welche dieses Trägersignal empfangen, entsteht ein Doppler-Effekt. Durch die Auswertung dieser Daten lässt sich nicht nur die Gesamtmasse des Kometen und die sich daraus ergebende mittlere Dichte näher bestimmen. Vielmehr können hierdurch auch Aussagen über den inneren Aufbau von 67P getätigt werden. Speziell erhoffen sich die beteiligten Wissenschaftler durch das RSS-Experiment weitere Erkenntnisse über Heterogenitäten und Massekonzentrationen im Kern des Kometen.

Allerdings hat Rosetta den Kometen 97P während der letzten Wochen auf einer Flugbahn umkreist, welche in Höhen zwischen etwa 100 und 50 Kilometern über der Kometenoberfläche verlief. Diese noch relativ große Entfernung und die ‚geringe‘ Masse des Kometen waren dafür verantwortlich, dass die Raumsonde bisher nur minimal von der Gravitation des Kometen beeinflusst wurde. Trotzdem hat das RSI-Team bereits Messungen durchgeführt, welche insgesamt 80 Stunden andauerten.

Diese Daten reichen allerdings noch nicht aus, um das Schwerkraftfeld von 67P exakt zu bestimmen. Je weiter sich Rosetta jedoch in den kommenden Wochen der Oberfläche von 67P nähert, desto deutlicher wird sich die Gravitation des Kometen auf die Flugbahn der Raumsonde bemerkbar machen und desto genauer werden die Modelle des Gravitationsfeldes von 67P ausfallen. Erst vor wenigen Stunden hat Rosetta zum Beispiel ein weiteres Flugmanöver durchgeführt, mit dem ein Orbit erreicht wurde, welcher in einer Entfernung von jetzt nur noch 29 Kilometern zu dem Kometen verläuft.

…und dessen Bedeutung
Eine möglichst genaue Kenntnis des Gravitationsfeldes von 67P ist unter anderem nötig, um die Landung des von Rosetta mitgeführte Kometenlander Philae zu planen. Dieser soll am 11. November 2014 von Rosetta abgetrennt werden und etwa fünf bis sieben Stunden später möglichst punktgenau sein noch festzulegendes Landegebiet auf der Kometenoberfläche erreichen. Zwecks der Festlegung des Zeitpunktes der Abtrennung muss jedoch bekannt sein, wie stark die Gravitation des Kometen die anschließende Flugbahn von Philae beeinflussen wird.

Und auch für den weiteren Verlauf der Rosetta-Mission ist eine möglichst genaue Kenntnis der gravitativen Kräfte notwendig, welche in Zukunft auf die Raumsonde einwirken werden. In Zukunft, so die aktuellen Planungen, soll sich Rosetta der Oberfläche des Kometen bis auf eine Entfernung von nur noch etwa zehn Kilometern nähern. Zu welchen Zeitpunkten wird es dann erforderlich sein, die Flugbahn der Raumsonde durch kurze Aktivierungen der Triebwerke zu korrigieren? Sollten hierbei komplexere Kurskorrekturmanöver nötig sein, so bedarf es einer längeren Vorbereitungszeit, um diese Manöver zu planen.

Aber auch für die wissenschaftliche Untersuchung des Kometen sind exakte Kenntnisse über dessen Gravitationsfeld entscheidend. Nicht nur die Gravitation des Kometen wird in Zukunft die Flugbahn von Rosetta verändern. Ein weiterer Faktor ist hierbei der ‚Gasdruck‘, welcher durch die von dem Kometen entweichenden Gase entsteht, und der ebenfalls auf die Raumsonde einwirken wird. Durch eine genaue Kenntnis der Gravitationskräfte kann letztendlich berechnet werden, wie stark dieser auf Rosetta einwirkende Druck ausfällt.

Die hier nur kurz angerissenen Forschungsergebnisse wurden an den letzten beiden Tagen auf dem European Planetary Science Congress, einer gegenwärtig in der Nähe von Lissabon stattfindenden Fachtagung der Planetenforscher, vorgestellt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mission Rosetta
• Kometen

Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
• Rosetta-Newsarchiv
• Kometen-Newsarchiv

EPSC 2014:

• Rosetta Special Session (engl.)
• Comets: Getting Ready for the Rosetta Mission (Oral Program) (engl.)
• Comets: Getting Ready for the Rosetta Mission (Poster Program) (engl.)

Der Beitrag Größe, Form und Masse von Tschurjumow-Gerasimenko erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Gertrud Felber. Quelle: DLR, ESA

Über 6,4 Milliarden Kilometer bewältigte Rosetta nach dem Start am 2. März 2004 auf einer Rakete des Typs Ariane 5G. Jetzt ist die Sonde rund 404 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Die Sonde hatte durch den Vorbeiflug an Planeten Schwung geholt und die Asteroiden Steins am 5. August 2008 und Lutetia am 10. Juli 2010 im Vorbeiflug photographiert. Von der zehnjährigen Flugzeit verbrachte das Raumfahrzeug mehr als zweieinhalb Jahre in Ruhephasen.

Um 11:30 Uhr MESZ am 6. August 2014 erreichte das entscheidende Bestätigungssignal über die 35m-Antenne der Bodenstation DSA 1 von New Norcia in Australien nach einer Laufzeit von rund 30 Minuten das Rosetta Flight Control Team im Europäischen Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt. Den Befehl für die entscheidende Antriebszündung mit einer Dauer von 6 min. 26 sek. hatte Rosetta in der Nacht zum 4. August 2014 erhalten. Durch das resultierende Manöver überholte Rosetta den Kometen 67P und setzte sich in einen Abstand von etwa 100 km vor ihm. Vorher flog Rosetta nach einer Reihe von Bremsmanövern mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Komet, knapp 55.000 Kilometer pro Stunde.

Rosetta wird jetzt einer Flugbahn folgen, die etwa die Form eines Dreiecks mit einer Seitenlänge von jeweils rund 100 km Länge besitzt. Die Triebwerke der Sonde müssen an jedem Scheitelpunkt der Flugbahn erneut arbeiten, damit der nächste Abschnitt der Flugbahn erreicht werden kann. Der Abstand der Bahn zur Oberfläche von 67P soll dabei stetig gesenkt werden. In rund sechs Wochen soll der Abstand zum Kometen von rund 100 auf rund 50 km verringert worden sein.

In der für die Bahnabsenkung erforderlichen Zeit wird Rosetta mit den an Bord befindlichen 11 Instrumenten eine ausführliche wissenschaftliche Studie von Komet 67P durchführen. Die Oberfläche des Kometen wird dabei auch kartiert. Beteiligte Forscher hoffen, das sie fünf mögliche Landeplätze bis Ende August 2014 identifizieren können.

Über den primären Landeort für den Lander Philae, den Rosetta mitführt, wird voraussichtlich Mitte September 2014 entschieden. Der endgültige Zeitplan für den weiteren Ablauf mit einer aktuell für den 11. November 2014 vorgesehenen Landung von Philae will man Mitte Oktober 2014 bekannt geben.

In Vorbereitung der Landung soll mit Unterstützung durch Berechnungen und Auswertungen der Bilder die Höhe der Flugbahnen soweit gesenkt werden, dass Rosetta sich schließlich in einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn in rund 30 km Höhe über der Oberfläche des Kometen befindet.

Eventuell könnte – abhängig von der Aktivität des Kometen und je nach seiner Form und Drehbewegung – der Abstand noch weiter verringert werden, bis Rosetta ihn in nur noch rund 10 km Abstand umkreist. Die entsprechenden Manöver werden vom Rosetta Flight Control Team im ESOC überwacht werden.

In den nächsten Monaten wird der Kometenkern charakterisiert, und es werden die Vorbereitungen für die Landung von Philae auf 67P getroffen. Es befinden sich 10 Instrumente an Bord des Landers, mit welchen man zum ersten Mal direkt Daten von einer Kometenoberfläche zu ermitteln hofft.

Die ROLIS-Kamera des DLR, die an der Unterseite des Landers sitzt, könnte dann die ersten Bilder vom Abstieg des Landes senden. Daten über die Bodenbeschaffenheit, die Temperatur, die physikalische Zusammensetzung des Kometenkerns, das Vorhandensein organischer Moleküle wollen die Wissenschaftler vom im Wesentlichen aus Staub und Eis bestehenden Kometen gewinnen.

67P ist wahrscheinlich aus besonders ursprünglichem Material gebildet. Beteilgte Forscher stellen sich vor, dass sich der Komet auf seinem Flug durch die kalten Regionen des Sonnensystem weniger als andere Himmelskörper verändert hat. Man betrachtet den Kometen als Zeitzeugen der Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren.

„Allerdings kann man auf den ersten Bildern erkennen, dass auch am Kometen die Zeit nicht spurlos vorbei gegangen ist“, betonte Dr. Ekkehard Kührt vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Zahlreiche exotische Strukturen auf der Oberfläche deuten auf eine gewisse Entwicklung hin, die es nun zu verstehen gilt.“ Kometen, die auf der Erde einschlugen, könnten Wasser und für die Entstehung von Leben nötige Moleküle zur Erde transportiert haben.

Rosetta wird die ganze Zeit von den Bodenstationen des ESA-Netzwerks für Bahnverfolgung und Kommunikation – ESTRACK – mit Standorten in Australien, Spanien und Argentinien verfolgt. Darüber hinaus wird Rosetta im Zeitraum der Ankunft bei 67P vom 24. Juli bis zum 10. August 2014 von NASA-Tracking-Stationen überwacht, um die Verfügbarkeit von Verbindungen und deren Redundanz zu gewährleisten.

Nach der Landung von Philae auf 67P ist die Mission von Rosetta noch lange nicht beendet. Die Sonde soll den Kometen während seiner größten Annäherung an die Sonne im August 2015 begleiten. Dabei könnte Rosetta quasi in Echtzeit einen einzigartigen Einblick in das Verhalten des Kometen bei bei seiner Reise um die Sonne ermöglichen.

Allen Teams aus Technikern und Wissenschaftlern, die an Rosetta beteiligt, sei zu dem großen Erfolg gratuliert. Für alle kommenden Vorhaben im Zusammenhang mit Rosetta und Philea gutes Gelingen!

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mission Rosetta
• Kometen

Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
• Rosetta-Newsarchiv
• Kometen-Newsarchiv

Der Beitrag Rosetta: Hallo Komet! erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

Am 6. August 2014 soll die von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Rosetta in einen Orbit um den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko einschwenken und diesen auf seinem weiteren Weg in das innere Sonnensystem ‚begleiten‘. Voraussichtlich bis zum Ende des Jahres 2015 soll der Komet dabei mit insgesamt 21 verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten eingehend untersucht werden. Unter anderem soll hierzu im November 2014 auch ein von der Raumsonde mitgeführter Lander auf der Oberfläche des Kometen abgesetzt werden. Alleine Philae, so der Name dieser Landeeinheit, ist mit zehn Instrumenten ausgestattet.
Um erfolgreich in eine Umlaufbahn um ihr Ziel eintreten zu können muss Rosetta jedoch zuerst insgesamt zehn Kurskorrekturmanöver (engl. „Orbit Correction Manoeuvre“, kurz „OCM“) durchführen, mit denen die relative Geschwindigkeit der Raumsonde zu 67P/Tschurjumow-Gerasimenko schrittweise reduziert und der Verlauf der Flugbahn der Raumsonde relativ zu dem Kometen angeglichen wird. Die ersten drei Kurskorrekturen wurden bereits in den vergangenen Wochen durchgeführt.

Und auch bei dem am vergangenen Mittwoch durchgeführten vierten OCM, bei dem es sich um den dritten und zugleich letzten der „Big Burns“ handelte, traten keine Probleme auf. Die vier bei dem entsprechenden Manöver eingesetzten Kurskorrekturtriebwerke zündeten um 15:17 MESZ und waren – wie vorgesehen – über einen Zeitraum von 136 Minuten aktiv.

Während des Manövers übermittelte die Raumsonde in Echtzeit aktuelle Telemetriewerte an die Erde. Diese Daten wurden nach einer Signallaufzeit von 24 Minuten und 22 Sekunden – immerhin betrug die Distanz zwischen der Erde und Rosetta während des Manövers etwa 434 Millionen Kilometer – von der in New Norcia/Australien befindlichen 35-Meter-Antenne des ESTRACK der ESA empfangen und von dort aus an das Rosetta-Kontrollzentrum am ESOC in Darmstadt weitergeleitet. Die exakte im Rahmen des Manövers erreichte Geschwindigkeitsreduzierung – geplant war eine Veränderung von 88,7 Metern pro Sekunde – wurde bisher noch nicht bekannt gegeben, dürfte aber den Erwartungen entsprechen.

In den kommenden Wochen – nämlich am 2., 9., 16. und 23. Juli sowie am 3. August – werden noch fünf weitere Korrekturmanöver erfolgen, durch welche allerdings jeweils deutlich geringere Veränderungen in der Geschwindigkeit der Raumsonde erreicht werden sollen. Im Rahmen dieser ‚kleineren‘ Korrekturen sollen auch die zuvor aufgetretenen minimalen Abweichungen in den vorherigen „Big Burns“ ausgeglichen werden. Mit einem letzten Manöver soll Rosetta schließlich am 6. August in einer Entfernung von 100 Kilometern in eine Umlaufbahn um den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko eintreten.

Die Aktivität des Kometen hat wieder nachgelassen
Verschiedene Aufnahmen, welche zwischen dem 24. März und dem 4. Mai 2014 von der OSIRIS-Kamera, der vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen entwickelten und betriebenen Hauptkamera der Raumsonde, aus Entfernungen zwischen fünf und zwei Millionen Kilometern zu ihrem Ziel angefertigt wurden, zeigten, dass 67P/Tschurjumow-Gerasimenko in diesem Zeitraum eine den Kometenkern umgebende Koma ausgebildet hatte. Von dieser deutlich ausgeprägten Koma ist auf einer weiteren, erst am 4. Juni 2014 aus einer Distanz von rund 430.000 Kilometern angefertigten Aufnahme allerdings nicht mehr allzu viel zu erkennen.

„Der Komet ist mittlerweile zum Greifen nah – und lehrt uns dabei, das Unerwartete zu erwarten“, so Dr. Holger Sierks vom MPS, der für die OSIRIS-Kamera verantwortliche wissenschaftliche Projektleiter. „Nachdem wir bereits Zeugen der einsetzenden Aktivität geworden sind, zeigen unsere aktuellen Bilder einen Kometen im Ruhezustand.“

Weitere Fotos sind geplant
Diese Entwicklung ist nicht unbedingt überraschend, denn es ist bekannt, dass Kometen manchmal mehr, manchmal weniger aktiv sind. Langfristige Prognosen über die zukünftige Entwicklung sind dabei nur sehr schwierig zu tätigen. Die während der letzten Wochen angefertigten Aufnahmen verdeutlichen somit lediglich, wie schnell sich die Situation ändern kann. Die regelmäßigen Abbildungen des Kometen ermöglichen es den beteiligten Wissenschaftlern jedoch, das Einsetzen der Staubproduktion und deren weitere Entwicklung kontinuierlich zu dokumentieren und zu untersuchen.

„Es wird noch ein paar Wochen dauern, bis wir eine detaillierte Gestalt ausmachen können“, so Carsten Güttler, der OSIRIS-Projektmanager vom MPS. „Doch wir sind schon jetzt nicht mehr darauf beschränkt, die Helligkeit des Kerns zu untersuchen.“

Derzeit beträgt der Abstand zwischen Rosetta und dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko weniger als 160.000 Kilometer und verringert sich weiter kontinuierlich. Die für die nächsten Wochen geplanten Aufnahmen werden deshalb deutlich mehr Informationen enthalten, da der Komet einen zunehmend größer werdenden Bildausschnitt im Gesichtsfeld der OSIRIS-Kamera einnehmen wird.

Gegenwärtig nimmt der lediglich vier Kilometer durchmessende Kern des Kometen auf den Aufnahmen der „Narrow Angle Camera“ von OSIRIS noch eine Fläche von lediglich etwa einem Pixel ein. Dies ist deutlich zu wenig, um Details erkennen zu können. Schon in wenigen Wochen wird sich diese Situation jedoch grundlegend ändern. Bereits Anfang Juli wird der Komet eine Fläche von fünf Pixeln bedecken und zu Beginn des Monats August werden es dann bereits sogar 500 Pixel sein.

Öffentlichkeitsarbeit
Sowohl die OSIRIS-Kamera als auch die Navigationskameras von Rosetta haben während der letzten Monate immer wieder Aufnahmen von dem Zielkometen angefertigt, welche allerdings – von wenigen Ausnahmen abgesehen – nicht im Internet veröffentlicht wurden. Die in Kürze deutlich besser werdende Auflösung der OSIRIS-Aufnahmen will die ESA jetzt jedoch zum Anlass nehmen, um auch der interessierten Öffentlichkeit in regelmäßigen Abständen Fotos des Kometen zugänglich zu machen. Ab dem 3. Juli ist dabei bis zum Rendezvousmanöver Anfang August die Veröffentlichung von jeweils einer Aufnahme pro Woche vorgesehen. Die entsprechenden Fotos sollen dann in der Rosetta-Bildgalerie sowie im Rosetta-Blog der ESA erscheinen.

So erfreulich dies auch sein mag. Es bleibt zu hoffen, dass diese Rate – ein Foto pro Woche erscheint dann doch noch etwas mager – in den danach folgenden Monaten noch erhöht wird…

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mission Rosetta
• Kometen

Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
• Rosetta-Newsarchiv
• Kometen-Newsarchiv

Der Beitrag Rosetta: Viertes Korrekturmanöver erfolgreich beendet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.