Ein Beitrag von Gertrud Felber. Quelle: NASA.

In der Entfernung von 668 Millionen Kilometern zur Erde bot Jupiter die spektakuläre Ansichten seiner bunten Atmosphäre, den legendären „Great Red Spot“, und den kleineren Begleiter weiter in den südlichen Breiten mit dem Namen „Red Spot Jr.“.

Der riesige Planet Jupiter ist jetzt auf „Opposition“ von der Erde direkt gegenüber der Sonne positioniert. Das bedeutet, dass die Sonne, die Erde und Jupiter in einer Linie stehen, wobei die Erde zwischen der Sonne und Jupiter steht. Die Opposition markiert auch Jupiters nächsten Punkt zur Erde, und der Planet erscheint heller im Nachthimmel als zu jeder anderen Zeit im Jahr.

Jupiters Positionierung erlaubte dem Team von Amy Simon von dem NASA Goddard Space Flight Center (GSFC) in Greenbelt, Maryland, Jupiter mit der Hubble Wide Field 3 Kamera zu beobachten. Hubble fotografierte exquisite Details, etwa in der Größe von 129 Kilometern, in Jupiters Atmosphäre.

Mit den unermesslichen und mächtigen Stürmen und Hunderten von kleineren Wirbeln ist die Atmosphäre des Jupiters in mehrere verschiedene, bunte Bänder, parallel zum Äquator, unterteilt. Diese Bänder mit abwechselnden Windbewegungen entstehen durch Unterschiede in Dicke und Höhe der Ammoniak-Eiswolken.

Die Bänder werden durch Gas erzeugt, das in verschiedenen Breiten in verschiedenen Richtungen fließt. Die leichteren Bänder, die farbigen Bereiche, sind Hochdruckgebiete, in denen die Atmosphäre aufsteigt. Dunklere Niederdruckbereiche werden als Gürtel (Belts) bezeichnet. Die leichteren Bänder steigen höher und haben dickere Wolken als die dunkleren Bänder.

Winde, die Geschwindigkeiten von bis zu 644 km pro Stunde erreichen können, trennen die Bänder. Deutlich kleinere Stürme erscheinen als weiße oder braun gefärbte Ovale. Solche Stürme können ein paar Stunden dauern oder sich seit Jahrhunderten ausdehnen.

Am besten ist der „Great Red Spot“ auf Jupiter bekannt, ein Antizyklon, der seit mindestens 150 Jahren tobt. Dieser berühmte Sturm alleine ist größer als unsere Erde. Allerdings schrumpft der „Great Red Spot“ langsam, was seit den späten 1800er Jahren beobachtet wird. Der Grund für dieses Phänomen ist noch unbekannt. Hubble wird Jupiter weiterhin mit der Hoffnung beobachten, dieses geheimnisvolle Rätsel lösen zu können.

Die Bilder sind Teil des Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL). Dieses Programm bietet Hubble jährliche globale Ansichten der äußeren Planeten, um nach Veränderungen in ihren Stürmen, Winden und Wolken zu suchen. Es begann im Jahr 2014 mit Uranus, Jupiter und Neptun werden seit 2015 studiert. Im Jahr 2018 soll Saturn im Rahmen von OPAL untersucht werden.

Das Team hat die Hubble-Beobachtung zeitlich darauf abgestimmt, dass sich die Raumsonde Juno in der Nähe ihres Jupiter nächstgelegenen Bahnpunktes befand, damit die Wissenschaftler gleichzeitige Beobachtungen durchführen konnten.

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• Planet Jupiter

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

Die Atmosphäre des Mars besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffdioxid, welches dort im Durchschnitt mit einem Mengenanteil von 95,32 Prozent vertreten ist. Des weiteren enthält sie 2,7 Prozent Stickstoff, rund 1,6 Prozent Argon und geringe Anteile an Sauerstoff (1.300 ppm), Kohlenstoffmonoxid (800 ppm) und Wasserdampf (210 ppm). Anfang des Jahres 2003 gelang einem von Dr. Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA geleitetem Team zudem der Nachweis von geringen Mengen an Methan in der Atmosphäre unseres äußeren Nachbarplaneten. Diese Messungen, welche mittels spektroskopischer Untersuchungen unter der Verwendung verschiedener irdischer Großteleskope gelangen, konnte im Jahr 2004 durch Messungen des von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Marsorbiters Mars Express bestätigt werden.

Die Messungen deuteten darauf hin, dass das Methan zum Messzeitpunkt nicht gleichmäßig in der Atmosphäre verteilt war. Vielmehr konzentrierte es sich auf eine 2.500 Kilometer durchmessende Region in der Nähe des Marsäquators. Laut den Berechnungen der beteiligten Wissenschaftler wurden dabei in den Regionen Terra Sabaea, Nili Fossae und Syrtis Major etwa 19.000 Tonnen des Gases freigesetzt. Die Freisetzung des Methan muss dabei erst kurz zuvor erfolgt sein, denn unter den in der Marsatmosphäre vorherrschenden Bedingungen wird dieses Gas relativ schnell unter anderem durch die fast ungehindert auf den Planeten einfallende UV-Strahlung in seine einzelnen chemischen Bestandteile zerlegt. Auch die auf der Marsoberfläche anscheinend weitläufig vorhandenen Perchlorate sind durch ihre aggressiven Eigenschaften für den relativ schnell erfolgenden Abbau von organischen Verbindungen – und somit auch für den Abbau von Methan – verantwortlich.

Obwohl die Methanvorkommen auf dem Mars in den folgenden Jahren von verschiedenen Wissenschaftlerteams bestätigt werden konnten, galt dessen Vorhandensein aus wissenschaftlicher Sicht jedoch keineswegs als endgültig gesichert, denn andere Teams konnten die gesammelten Daten bei ihren Untersuchungen nicht eindeutig bestätigen beziehungsweise kamen dabei sogar zu negativen Ergebnissen. Der Hauptgrund für die unterschiedlichen Resultate dürfte darin liegen, dass sich die Menge des in der Marsatmosphäre enthaltenen Methans mit einer Konzentration von lediglich etwa 10,5 ppb hart an der Nachweisgrenze der bisher zur Untersuchung der Marsatmosphäre zur Verfügung stehenden Instrumente befindet.

Dies hat sich jedoch vor zwei Jahren geändert, als am 6. August 2012 der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten landete. Bei einem der zehn wissenschaftlichen Instrumente des Marsrovers handelt es sich um das Instrument Sample Analysis at Mars (kurz „SAM“). Das SAM setzt sich aus drei einzelnen Messinstrumenten zusammen, von denen eines – das Tunable Laser Spectrometer (kurz „TLS“) – für die Ermittlung der chemischen Bestandteile der Marsatmosphäre und der Bestimmung von deren Mengenanteilen eingesetzt werden kann. Bereits bei kurzen und entsprechend ‚oberflächlichen‘ Messungen ist das TSL in der Lage, Methan bis zu einer Konzentration von einem ppb nachzuweisen. Im Rahmen von länger andauernden Messungen kann Methan dagegen sogar bis zu einer Konzentration von lediglich 50 bis 100 Molekülen pro Billion Luftmolekülen nachgewiesen werden.

Schwankende Methankonzentrationen…
Während der ersten 20 Monate der Mission wurde das TSL insgesamt 13 mal genutzt, um in der Marsatmosphäre intensiv nach Methanvorkommen zu suchen. Bei den meisten dieser Messungen wurde von dem Instrument eine durchschnittliche Methankonzentration von lediglich etwa 0,7 Methanmolekülen pro Milliarde Luftmolekülen nachgewiesen. Dies entspricht einem Wert, welcher etwa 4.000 mal geringer ausfällt als die Methankonzentration in der irdischen Atmosphäre. Bei vier Messkampagnen, welche Ende 2013 und Anfang 2014 in einem Zeitraum von 60 Sols durchgeführt wurden, konnte das TSL jedoch zur Überraschung der beteiligten Planetenforscher einen zehn Mal höheren Wert von sieben Methanmolekülen pro Milliarde Luftmolekülen registrieren. Das ist zwar immer noch wenig – ist aber nicht mehr allzu weit von dem Wert entfernt, den die Wissenschaftler bereits vor etwa zehn Jahren ermitteln konnten.

„Dieser temporären Veränderungen in der Methankonzentration – erst scharf ansteigend und dann wieder abfallend – zeigt uns, dass es irgendwo in der näheren Umgebung eine lokale Quelle für das Methan geben muss“, so Sushil Atreya von der University of Michigan über die Bedeutung dieser Messergebnisse. Unklar ist für die Marsforscher dabei allerdings nach wie vor, durch welche Vorgänge das Methan freigesetzt wird.

Als mögliche Quellen für den Methannachschub auf dem Mars kommen verschiedene geologische Prozesse wie zum Beispiel vulkanische Aktivitäten oder eine Wechselwirkung zwischen tief im Untergrund befindlichen Wasservorkommen und Gesteinen in Frage. Eine weitere denkbare Erklärung für die Methanvorkommen auf dem Mars sind zudem Meteoriten und interplanetare Staubpartikel, welche regelmäßig auf die Oberfläche unseres Nachbarplaneten gelangen. Besonders interessant ist das Methan jedoch auch für die Exobiologen, von denen einige die Meinung vertreten, dass für das Methan in der Marsatmosphäre auch ein biologischer Ursprung in Frage kommen könnte. Immerhin sind methanproduzierende Mikroorganismen auf unserem Heimatplaneten für etwa 90 bis 95 Prozent des hier in der Atmosphäre befindlichen Methans verantwortlich.

Auffällig ist zudem, dass die Methanvorkommen anscheinend jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen – wie bereits in den Jahren 2003 und 2004 wurde das Methan auf dem Mars auch bei den kürzlich erfolgten Curiosity-Messungen während des dortigen Sommers auf der nördlichen Marshemisphäre nachgewiesen – und zudem anscheinend mit den täglichen Veränderungen des Wasserdampfgehaltes in der Atmosphäre korrelieren.
Die lediglich rund 60-tägige Dauer des Events, die dabei gegebenen unterschiedlichen Methankonzentrationen bei verschiedenen Tages- und Nachtzeiten sowie das dann plötzlich erfolgende Abklingen legen für die Curiosity-Messungen eine spontane und nur kurzzeitig erfolgende Freisetzung des Methans nahe, welche dabei in einem Gebiet erfolgte, das sich nördlich des damaligen Standortes des Rovers befand. Dies ergibt sich aus einer Auswertung der Daten der Wetterstation REMS, welche unter anderem auch die im Gale-Krater – dem Operationsgebiet des Rovers – auftretenden Windrichtungen und -geschwindigkeiten analysiert. Als Quelle kommt somit für die Wissenschaftler am ehesten ehemals in einem unterirdischen Reservoir eingeschlossenes und dann plötzlich freigesetztes Methan in Frage.

…und organische Verbindungen
Bei der Analyse einer Bohrprobe, welche bereits im Mai 2013 bei einer Bodenformation namens „Cumberland“ entnommen wurde , gelang den an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftlern zudem der Nachweis von verschiedenen organischen Verbindungen. Hierbei, so das zuständige Team, handelt es sich um den ersten eindeutigen Nachweis von organischem Material auf dem Mars. Die Wissenschaftler hatten die unter anderem ebenfalls mit dem SAM-Instrument gewonnenen Daten zunächst über mehrere Monate hinweg ausführlich ausgewertet und dabei auch festgestellt, dass einige der dabei entdeckten organischen Verbindungen keineswegs vom Mars stammen, sondern als ‚blinde Passagiere‘ von der Erde zusammen mit dem Rover zum Mars gelangt sind. Bei mehreren anderen Verbindungen sei es jedoch ausgeschlossen, dass es sich um Kontaminierungen durc´h von derr Erde eingeschleppte Substanzen handelt.

Die Suche nach derartigen kohlenstoffhaltigen organischen Verbindungen, welche als die ‚chemischen Grundbausteine des Lebens‘ betrachtet werden, ist eines der erklärten Hauptziele der Mission des Marsrovers Curiosity. Allerdings, so die Planetenforscher, sei es bisher unklar, ob die jetzt registrierten Verbindungen dann letztendlich auch wirklich ursprünglich auf dem Mars entstanden sind oder ob sie beispielsweise durch Meteoriten auf dessen Oberfläche verfrachtet wurden.
Deuterium und Wasserstoff
Mit den Instrumenten des Rovers wurden zudem diverse Gesteinsproben analysiert wobei sich das Augenmerk der Wissenschaftler auf die darin enthaltenen Wassermoleküle und das sich dabei ergebende Verhältnis von Wasserstoff zu Deuterium richtete. Einzelne Wassermoleküle unterscheiden sich durch die jeweilige Isotopenzusammensetzung des Wasserstoffs. Es existieren drei Isotope des Wasserstoffs, welche sich durch die Anzahl der in den Wasserstoffatomen enthaltenen Neutronen unterscheiden. „Normaler“ Wasserstoff enthält kein Neutron. „Schwerer“ Wasserstoff – auch als Deuterium bekannt – enthält in seinem Atomkern ein Neutron und ein Proton. Der „überschwere“ Wasserstoff – Tritium genannt – verfügt in seinem Kern sogar über zwei Neutronen.

In dem auf unserem Heimatplaneten befindlichen Wasservorräten kommt auf etwa 6.400 Wassermoleküle mit „normalen“ Wasserstoff ein Molekül, welches Deuterium enthält. Die von Curiosity gemessenen Anteile von Deuterium in den Marsgesteinen fallen rund drei mal höher aus als vergleichbare Anteile im irdischen Wasser, was laut den beteiligten Wissenschaftlern auf eine in der Vergangenheit erfolgte kontinuierliche Anreicherung schließen lässt. Eine solche Anreicherung könnte sich beispielsweise ergeben haben, indem der „normale“ Wasserstoff im Verlauf der Jahrmilliarden stetig aus der immer dünner werdenden Marsatmosphäre entwich, während das „schwerere“ Deuterium erhalten blieb.

Die Daten von Curiosity legen nahe, dass der Mars bereits vor der Entstehung der im Mai 2013 im Bereich von „Cumberland“ analysierten Gesteine vor mehr als drei Milliarden Jahren einen Großteil seines Wassers verloren haben muss. Auch in der Folgezeit, so die bisherigen Ergebnisse, hat sich dieser mit dem Verlust der Atmosphäre einhergehende Wasserverlust fortgesetzt.

Weitere Untersuchungen sind notwendig
Die an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler betonen ausdrücklich, dass die aktuellen Erkenntnisse über das Methan oder über die dortigen organischen Verbindungen keine Antwort auf die Frage liefern, ob es irgendwann in der Vergangenheit einmal Leben auf unserem Nachbarplaneten gegeben hat. Die Resultate dieser Forschungen enthüllen allerdings eine Vielzahl an Details über diesen bis in die Gegenwart chemisch und geologisch aktiven Planeten sowie über die einstmals dort gegebenen lebensfreundlicheren Bedingungen. Gewissheit hierzu werden jedoch erst weitere Untersuchungen liefern können…

„Wir werden auch weiterhin mit diesen Entdeckungen arbeiten, die immer noch ein Rätsel für uns darstellen“, so John Grotzinger, der leitende Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission vom California Institute of Technology (CIT) in Pasadena. „Können wir noch mehr über die aktive Chemie lernen, die für diese Schwankungen im Methangehalt der Atmosphäre verantwortlich ist? Und können wir Ziele für weitere Analysen identifizieren, in denen sich bestimmbare organischen Verbindungen erhalten haben könnten?“
Diese hier nur kurz vorgestellten Erkenntnisse der Curiosity-Mission wurden der Öffentlichkeit am gestrigen Tag im Rahmen der alljährlichen Herbsttagung der American Geophysical Union (AGU) präsentiert, welche vom 15. bis zum 19. Dezember 2014 in San Francisco/Kalifornien stattfindet. Parallel dazu wurden von den beteiligten Wissenschaftlern mehrere Artikel in Fachzeitschriften publiziert.
Bis zum heutigen Tag, dem Sol 841 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity fast zehn Kilometer auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 206.976 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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• Aktuelle Diskussion zu Curiosity

Fachartikel von C. Webster et al.:

• Mars methane detection and variability at Gale Crater (Science – Abstract, engl.)

Der Beitrag Mars: Geringe Mengen Methan und organisches Material erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, Popular Mechanics.

Dabei wurde im Verlauf des vergangenen Wochenendes die rund fünffache der gewöhnlich möglichen Datenübertragungsgeschwindigkeit erreicht. LADEE sendete Daten mit 622 Megabit pro Sekunde. Beim Goddard-Zentrum für Weltraumflug (GSFC) der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) freut man sich über den Erfolg und bescheinigt der Laser-Kommunikationsnutzlast ein über den Erwartungen liegendes gutes Funktionieren. Das Experiment ist ein Gemeinschaftsprojekt des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des Lincoln Laboratory LI mit dem GSFC.

Die Verwendung von Laserlicht für die Kommunikation von Raumfahrzeugen mit der Erde und untereinander eröffnet neue Möglichkeiten, so etwa die Übertragung von 3D-Videodatenströmen. Der Geschwindigkeitsunterschied bezogen auf das vollständige Übertragungssystem ist erheblich, Laser ermöglicht unter Ausnutzung der gegenüber Funk deutlich geringeren Wellenlänge des Lichtes, pro Zeiteinheit eine größere Menge Bits zu übertragen. Beispielsweise könnte LADEE einen Spielfilm üblicher Länge in gewöhnlicher HD-Qualität in weniger als 8 Minuten zur Erde senden, beim Einsatz herkömmlicher Funktechnik für das S-Band würde die Übertragung etwa 640 Stunden dauern.

Die Datenübertragungsrate von 622 Megabit pro Sekunde erreichte LADEE, als das Laserlicht von der Sonde im Mondorbit einigermaßen steil durch die Erdatmosphäre geschickt werden konnte. Mussten deutlich mächtigere Atmosphärenschichten durchdrungen werden, weil LADEE gegenüber der Empfangsstation weniger hoch am Himmel stand, ließen sich noch 311 Megabit pro Sekunde übertragen. Die Umschaltung der Datenübertragungsrate erfolgte nach Plan, und war dazu gedacht, die Anpassungsfähigkeit des Laser-Datenübertragungssystems zu demonstrieren.

Erfasst wurden die durch LADEE gesendeten Daten mit einem Empfangsterminal namens Lunar Lasercom Ground Terminal (LLGT) auf dem Testgelände White Sands in Las Cruces im US-amerikanischen Bundesstaat Neumexiko. Dieses Bodenterminal sendete vor der eigentlichen Datenübertragung ein Ortungssignal, damit das Lunar Lasercom Space Terminal (LLST) der Kommunikationsnutzlast an Bord von LADEE das Bodensystem anvisieren konnte. Man erwartete eine gewisse Suchzeit, doch es stellte sich heraus, dass das Bodenterminal mit seinen vier 40-Zentimeter-Teleskopen für den Empfang exzellent ausgerichtet war, und Daten unmittelbar übertragen werden konnten.

Der Strahl, den LADEE mit seiner LLCD aussendete, übertrug in der Kommunikationstechnik übliche Testdaten über eine Strecke von rund 383.000 Kilometern. Er wurde von einem 0,5 Watt-Laser erzeugt, der ein 10-Zentimeter-Cassegrain-Teleskop an Bord von LADEE bediente. Neben dem Senden von Daten via Laserlicht gelang LADEE auch der Empfang von via Laserlicht transportierten Informationen. Aus Neumexiko errichten Daten mit 20 Megabit pro Sekunde den Mondorbiter.

Die LLCD will man jetzt weiter testen. Insgesamt rund 30 Einsatztage sind vorgesehen. Die Einbindung einer Bodenstation der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) auf der Kanareninsel Teneriffa ist vorgesehen.

Raumcon-Forum:

• LADEE

Der Beitrag LADEE schickt Daten via Laserlicht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: EXA, NASA.

Am 30. April 2013 gab die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) bekannt, dass es notwendig geworden war, das 2008 gestartete Gammastrahlen-Teleskop Fermi im Weltraum auf Abstand zu einem Stück Weltraumschrott zu bringen, welches die Bahn des Teleskops kreuzte.

Die Fermi-Projektwissenschaftlerin Julie McEnery erhielt am 29. März 2013 eine routinemäßige E-Mail, die einen Hinweis auf eine möglicherweise gefährliche Begegnung zwischen dem US-amerikanischen Raumfahrzeug und dem ausgedienten sowjetischen Satelliten Kosmos 1805 enthielt. Kosmos 1805 kreist seit dem Start auf einer Zyklon-3-Rakete am 10. Dezember 1986 um die Erde. Der mit der NORAD-Nr. 17.191 und als COSPAR-Objekt 1986-097A katalogisierte Satellit vom Typ Tselina-D hatte die Aufgabe, Radiosignale verschiedener Einrichtungen, Anlagen und Einheiten abzufangen, er diente also der militärischen Funkaufklärung.

Eine Arbeitsgruppe am Goddard-Raumflugzentrum (GSFC) in Greenbelt im US-amerikanischen Bundesstaat Maryland betreibt einen automatisierten Dienst, der Begegnungen von Raumfahrzeugen im Weltraum vorausberechnet und entsprechende Risikoabschätzungen liefert. Die Daten des CARA für Conjunction Assessment Risk Analysis genannten Dienstes wiesen Ende März darauf hin, dass es in Wochenabstand zu einer ungewöhnlich nahen Begegnung zwischen Fermi und Kosmos 1805 kommen würde.

Ohne vorherige Bahnänderung eines der Raumflugkörper könnten sie sich am 4. April 2013 auf vorausberechnete rund 213 Meter annähern – ein Abstand, der wegen der Unsicherheiten in den Berechnungen berechtigten Anlass zur Sorge bot. Eric Stoneking vom GSFC vergleicht die Ermittlung des voraussichtlich Vorbeiflugabstands mit dem Versuch, Regen an einem konkreten Ort zu einer ganz bestimmten Zeit in Wochenabstand exakt vorherzusagen.

Die relative Geschwindigkeit bei der direkten Begegnung der beiden Objekte würde rund 43.450 km/h betragen. Kollidierte Fermi mit seiner Startmasse von rund 4,3 Tonnen direkt mit dem auf rund 1,4 Tonnen taxierten Kosmos 1.805, würde eine Energie frei, wie bei einer Explosion von 2,5 Tonnen hochwirksamen Sprengstoffs. Unmittelbare Folge: Vollständige Zerstörung beider Erdtrabanten. Nachteilige Folgenerscheinung: Neue Trümmerwolken, die wiederum andere um die Erde kreisende Objekt bedrohen.

Was war zu tun? Der ausgediente Sowjetsatellit würde seine Bahn nicht ändern, also lag es am aktiven Raumfahrzeug Fermi, seinen Orbit so anzupassen, dass ein ausreichender Sicherheitsabstand erreicht wird. Julie McEnery informierte deshalb die Fermi-Arbeitsgruppe für Flugdynamik.

Vor zwei vorangegangenen Begegnungen zwischen Fermi und Kosmos 1805 war man sich jeweils sicher, dass sie mit ausreichendem Abstand erfolgen würden. Nun aber mussten die Flugdynamiker ein Ausweichmanöver planen. An Bord von Fermi gibt es Triebwerke, deren Vorhandensein sich aus dem Willen erklärt, dass Fermi niemals eine Bedrohung für andere Raumfahrzuge darstellen darf, und deshalb zum Einsatz kommen sollen, um Fermi nach Beendigung der wissenschaftlichen Aufgaben gezielt in die Erdatmosphäre wieder eintreten zu lassen und den Satelliten dadurch zu zerstören. Diese Triebwerke waren der Schlüssel für ein erfolgreiches Ausweichmanöver.

Die CARA-Arbeitsgruppe und Experten eines Raumflugzentrums auf der Luftwaffenbasis Vandenberg (Joint Space Operations Center, JSpOC) berechneten, wie groß der Impuls sein müsste, um für Fermi sichere Verhältnisse zu schaffen, und gleichzeitig zu gewährleisten, dass das Weltraumteleskop auf seiner neuen Bahn nicht sofort einem anderen Objekt zu nahe kommen würde. Außerdem wurden geeignete Zeitpunkte für das Manöver und vielleicht erforderliche zusätzliche Triebwerkszündungen festgelegt.

Da das Antriebssystem zum Deorbiting eigentlich nicht im Verlauf der wissenschaftlichen Mission von Fermi benutzt werden sollte, war man angesichts der Tatsache, dass nun brennbare Flüssigkeiten durch vorher nie benützte Rohrleitungen strömen sollten, einigermaßen nervös, berichtete McEnery. Doch es ging alles gut.

Am 3. April 2013 stellte Fermi vor der Triebwerkszündung die Himmelbeobachtung ein. Die beiden Solarzellenausleger, die für eine Spannweite von rund 15 Metern sorgen, wurden in geeignete Parkpositionen gefahren und die Hochgewinnantenne eingeklappt. Das Antriebssystem an Bord arbeitete dann seiner Konstruktion entsprechend. Sämtliche Schubdüsen des Systems gaben einen eine Sekunde dauernden Schubstoß ab, was ausreichte, um die voraussichtliche Vorbeiflugdistanz auf rund 9,6 Kilometer anzuheben.

Wenig später nahm Fermi den Beobachtungsbetrieb wieder auf. Die Begegnung mit dem alten sowjetischen Satelliten, der nicht mit Einrichtungen zu seiner Entsorgung ausgestattet worden war, war überstanden. Für künftig notwendige Ausweichmanöver von Fermi ist man bei der NASA jetzt besser gewappnet als jemals zuvor.

Die Betreiber des Nanosatelliten NEE-01 PEGASO hatten keine Möglichkeit, seine Bahn nach einem Hinweis des JSpOC auf eine mögliche Kollision aktiv zu beeinflussen. Der Satellit der zivilen Ecuadorianischen Raumfahrtagentur (EXA) mit einer Masse von nur etwas über 1,2 Kilogramm war erst am 26. April 2013 auf einer chinesischen Trägerrakete des Typs Langer Marsch 2D in den Weltraum gelangt.

Der kosmische Winzling mit einer würfelförmigen, von Solarzellen bedeckten Grundstruktur (Kantenlänge rund 10 Zentimeter) und zwei kleinen Auslegern mit Solarzellen (Spannweite rund 76 Zentimeter) hatte am 16. Mai 2013 ein erstes Live-Video mit Ton zur Erde gesendet. Am 22. Mai 2013 begegnete der Satellit nach Angaben der EXA einer ausgebrannten, ramponierten Raketenstufe einer sowjetischen, 1985 gestarteten Zyklon-3-Rakete, die mutmaßlich von allerlei Partikeln begleitet werde, und unnütz um die Erde kreist. Die Stufe ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 15.890 und als COSPAR-Objekt 1985-058B, und diente dem Transport von Kosmos 1666, wie Kosmos 1805 ein militärischer Funkaufklärer.

Obwohl es nach Angaben des US-amerikanischen Kommandos für Weltraumüberwachung keine unmittelbare Kollision zwischen der Raketenstufe und PEGASO gab, hat der Satellit laut EXA seine korrekte Fluglage eingebüßt. Die EXA bestätigte gegenüber Raumfahrer.net am 28. März 2013 wildes Taumeln des Satelliten und gestörte Systeme an Bord. Einen Zusammenstoß mit mindestens einem der die Raketenstufe begleitenden Weltraumschrott-Teilen nimmt die EXA an.

In ihrem Webauftritt berichtete die EXA am 23. März 2013, dass es nicht möglich sei, Daten vom Satelliten zu empfangen und Kommandos an ihn abzusetzen. Der Transceiver an Bord von PEGASO arbeite, Daten von PEGASO könnten aber der wegen des Taumelns nicht ausgerichteten Antenne des Satelliten am Boden nicht dekodiert werden.

Die EXA hofft dennoch, den unter anderem mit einer hochauflösenden Videokamera und einem Fernsehsender ausgestatteten Satelliten nach dem unterstellten direkten Debris-Treffer wieder unter Kontrolle zu bekommen, erläuterte ein Mitarbeiter der EXA Raumfahrer.net.

Der Beitrag Fermi entging Weltraumschrott, PEGASO evtl. nicht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Die Atmosphäre des Mars besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffdioxid, welches dort im Durchschnitt mit einem Mengenanteil von 95,32 Prozent vertreten ist. Des weiteren enthält sie 2,7 Prozent Stickstoff, rund 1,6 Prozent Argon und geringe Anteile an Sauerstoff (1.300 ppm), Kohlenstoffmonoxid (800 ppm) und Wasserdampf (210 ppm). Anfang des Jahres 2003 gelang einem von Dr. Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA geleitetem Team zudem der Nachweis von geringen Mengen an Methan in der Atmosphäre unseres äußeren Nachbarplaneten. Diese Messungen, welche mittels spektroskopischer Untersuchungen unter der Verwendung verschiedener irdischer Großteleskope gelangen, konnte im Jahr 2004 durch Messungen der von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express bestätigt werden (Raumfahrer.net berichtete).

Die Messungen deuteten darauf hin, dass das Methan zum Messzeitpunkt nicht gleichmäßig in der Atmosphäre verteilt war. Vielmehr konzentrierte es sich auf eine 2.500 durchmessende Region in der Nähe des Marsäquators. Laut den Berechnungen der Wissenschaftler wurden dabei in den Regionen Terra Sabaea, Nili Fossae und Syrtis Major etwa 19.000 Tonnen des Gases freigesetzt. Die Freisetzung des Methan muss dabei erst kurz zuvor erfolgt sein, denn unter den in der Marsatmosphäre vorherrschenden Bedingungen wird dieses Gas relativ schnell unter anderem durch die fast ungehindert auf den Planeten einfallende UV-Strahlung in seine Bestandteile zerlegt. Auch die auf der Marsoberfläche anscheinend weitläufig vorhandenen Perchlorate sind durch ihre aggressiven Eigenschaften für den relativ schnell erfolgenden Abbau von organischen Verbindungen, also auch für einen Methanabbau, verantwortlich.

„Methan wird in der Marsatmosphäre auf verschiedenen Wegen relativ schnell zerstört. Unsere Entdeckung von substantiellen Methanvorkommen in der nördlichen Hemisphäre deutet somit auf einen fortlaufenden Prozess hin, durch welchen dieses Gas freigesetzt wird“, so Michael Mumma. Als mögliche Quellen für den Methannachschub kommen verschiedene geologische Prozesse wie zum Beispiel vulkanische Aktivitäten oder aber auch ein biologischer Ursprung in Frage. Methanproduzierende Mikroorganismen sind auf der Erde für etwa 90 bis 95 Prozent des hier in der Atmosphäre befindlichen Methans verantwortlich.

Eine weitere Erklärung für die Methanvorkommen auf dem Mars sind die Meteoriten, welche regelmäßig auf die Oberfläche unseres Nachbarplaneten gelangen (Raumfahrer.net berichtete). Auffällig ist zudem, dass die Methanvorkommen anscheinend jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen – sie wurden bisher lediglich während des Sommers auf der nördlichen Marshemisphäre nachgewiesen – und zudem mit den täglichen Veränderungen des Wasserdampfgehaltes in der Atmosphäre korellieren.

Obwohl die Methanvorkommen auf dem Mars bisher von verschiedenen Wissenschaftlerteams bestätigt wurden, gilt dessen Vorhandensein aus wissenschaftlicher Sicht bisher jedoch keineswegs als endgültig gesichert. Andere Teams konnten die gesammelten Daten bei ihren Untersuchungen nicht bestätigen beziehungsweise kamen zu negativen Ergebnissen. Mit einer Konzentration von lediglich etwa 10,5 ppb befindet sich die Menge des in der Marsatmosphäre enthaltenen Methans hart an der Nachweisgrenze der bisher zur Untersuchung der Marsatmosphäre zur Verfügung stehenden Instrumente.

Dies hat sich jetzt jedoch erst kürzlich geändert. Am 6. August 2012 landete der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Rover Curiosity auf der Oberfläche des Mars. Bei einem der zehn wissenschaftlichen Instrumente des Rovers handelt es sich um das Instrument Sample Analysis at Mars (kurz „SAM“). Das SAM setzt sich aus drei Messinstrumenten zusammen, von denen eines – das Tunable Laser Spectrometer (kurz „TLS“) – für die Ermittlung der chemischen Bestandteile der Marsatmosphäre und der Bestimmung von deren Mengenanteilen eingesetzt werden kann.

Kürzlich wurde das TLS erstmals für eine direkte Untersuchung der Marsatmosphäre eingesetzt, bei welcher deren Zusammensetzung mit einer sehr hohen Präzision bestimmt werden konnte. Im Rahmen dieser Messungen konnten die beteiligten Wissenschaftler allerdings kein Methan in der Marsatmosphäre nachweisen. Dieser nicht erfolgte Nachweis muss allerdings nicht bedeuten, dass die bisherigen Methannachweise auf dem Mars prinzipiell falsch sind.

Im Operationsgebiet von Curiosity, welcher innerhalb des bei 137,42 Grad östlicher Länge und 4,49 Grad südlicher Breite gelegenen Gale-Kraters aktiv ist, hat erst vor Kurzem der Frühling begonnen. Der Methannachweis im Jahr 2003 gelang jedoch während des Winters auf der Südhälfte des Mars. Sollte die Freisetzung von Methan auf dem Mars, sofern sie denn tatsächlich erfolgt, wirklich an die jeweiligen Jahreszeiten gebunden sein, so könnte der Nachweis eventuell zu einem späteren Zeitpunkt gelingen.

Nicht nur aus diesem Grund soll das SAM-Instrument auch in der Folgezeit regelmäßig dazu eingesetzt werden, um die jeweils aktuelle Zusammensetzung der Marsatmosphäre zu analysieren. Ein spezielles Augenmerk werden die beteiligten Wissenschaftler dabei darauf richten, in welchem Ausmaß sich die Zusammensetzung der Marsatmosphäre während eines Marsjahres verändert. Ein bekanntes Phänomen der Marsatmosphäre ist deren Dynamik. Während der Wintermonate frieren aufgrund der dann gegebenen tiefen Lufttemperaturen bis zu 35 Prozent des in der Atmosphäre enthaltenen Kohlenstoffdioxides aus und lagern sich dabei in Form von Trockeneis an den Polen des Planeten ab. Dieser sich stetig wiederholende Prozess von Sublimation und Resublimation hat zur Folge, dass sich sowohl die prozentuale Zusammensetzung der Atmosphäre als auch der Atmosphärendruck stetig verändern. Die Untersuchungen des SAM, aber auch die täglich erfolgenden Messungen der Wetterstation REMS werden unseren bisherigen Wissensstand über die damit verbundenen Prozesse deutlich erweitern.

Aber auch über die einstmals auf dem Mars gegebenen Bedingungen geben diese ersten Messergebnisse des SAM Aufschluss. Die Daten zeigen, dass sich in der Atmosphäre deutlich mehr „schwere“ Kohlenstoffisotope befinden als dies eigentlich der Fall sein sollte. Die gewonnenen Daten zeigen ein anormales Übergewicht der schwereren Isotope von fünf Prozent gegen über den leichteren Isotopen auf. Diese Entdeckung unterlegt die These, dass sich die ursprüngliche Atmosphäre des Mars im Laufe der Zeit zumindestens teilweise in den Weltraum verflüchtigt hat (Raumfahrer.net berichtete). Die leichteren Kohlenstoffisotope entwichen ins All während sich die schwereren Isotope auf dem Mars halten konnten.

Dies wird auch durch die Ermittlung der Isotopenverhältnisse des Edelgases Argon durch das SAM unterlegt. Das SAM-Instrument konnte bei seinen Messungen etwa 2.000 mal mehr Argon-40-Isotope in der Marsatmosphäre nachweisen als Argon-36-Isotope. Diese Verteilung der Isotopenverhältnisse deckt sich mit den Untersuchungsergebnissen von auf der Erde aufgefundenen Meteoriten, welche ihren Ursprung auf dem Mars haben.

„Bereits anhand dieser ersten atmosphärischen Messungen sehen wir die Möglichkeiten, welche sich uns durch den Einsatz eines komplexen chemischen Labors auf der Marsoberfläche ergeben“, so Paul Mahaffy vom Goddard Space Flight Center, der für das SAM-Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler. „Sowohl die Untersuchung der Marsatmosphäre als auch die Analyse von Oberflächenproben sind entscheidend für die Klärung der Frage, ob der Mars einstmals ein geeigneter Ort für die Entstehung von Leben war.“ Nach dem erfolgreichen Einsatz des SAM für die Untersuchung der Marsatmosphäre soll dem Instrument jetzt auch erstmals eine Bodenprobe zugeführt werden, welche daraufhin in Bezug auf ihre chemische Zusammensetzung analysiert werden soll.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 87 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 484 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile fast 22.000 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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• Aktuelle Diskussion zu Curiosity

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

Durchschnittlich einmal pro Saturnjahr, also etwa alle 30 Erdjahre, gerät die Atmosphäre des Saturn aufgrund der stark ausgeprägten Jahreszeiten während des dann auf der nördlichen Planetenhemisphäre herrschenden Frühlings in Aufruhr. In den unteren Wolkenschichten des Planeten bildet sich in dieser Zeit eine atmosphärische Störungszone, welche so stark ausfällt, dass sie nicht nur verhältnismäßig kurzzeitige und punktuell auftretende Auswirkungen hat, sondern vielmehr die Atmosphäre des gesamten Planeten beeinflussen kann. Dies äußert sich in der Bildung gigantischer Sturmgebiete über den mittleren nördlichen Breiten, welche sich auf Fotoaufnahmen als helle Zonen erkennen lassen und im Gegensatz zu den „normalen“ Saturnstürmen in den mittleren Breiten über mehrere Monate hinweg aktiv sind. Erstmals konnte dieses Wetterphänomen im Dezember 1876 von dem US-amerikanischen Astronomen Asaph Hall beobachtet werden. Weitere solche Stürme wurden in den Jahren 1903, 1933, 1960 und schließlich im September 1990 registriert.

Am 5. Dezember 2010 (und somit etwa 10 Jahre früher als eigentlich erwartet) wurde mit einem Radiowellendetektor, dem Radio and Plasma Wave Science Instrument (RPWS) – einem der insgesamt 12 wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Saturnorbiters Cassini – ein Sturmgebiet in der Saturnatmosphäre entdeckt, welches sich in den folgenden Monaten immer weiter ausdehnte. Die Entwicklung des Sturmgebietes konnte in der Folgezeit sowohl mit verschiedenen irdischen Teleskopen als auch mit den Instrumenten der Raumsonde Cassini ausführlich dokumentiert und untersucht werden. Bis Mitte 2011 hatte sich das Sturmgebiet über weite Bereiche der mittleren nördlichen Breiten ausgedehnt und umfasste dabei den gesamten Planeten. In den folgenden Monaten haben sich die damit verbundenen Wolkenformationen wieder aufgelöst.

Neben den im Wellenbereich des sichtbaren Lichtes angefertigten Aufnahmen wurden jedoch auch Daten im Infrarotbereich gesammelt. „Wenn wir die Saturnatmosphäre in optischen Wellenlängenbereichen betrachten, so sehen wir das Sonnenlicht, welches durch tief in der Atmosphäre liegende Wolkenschichten reflektiert wird“, so Leigh N. Fletcher von der University of Oxford, welcher die Entwicklung des Sturmes mit seinem Team während der letzten Monate ausführlich analysiert hat. „Durch Messungen im mittleren Infrarotbereich können wir dagegen zusätzlich die Temperaturverteilung bis zu vielen Kilometern oberhalb dieser Wolkenschichten bestimmen. Diese Daten ermöglichen uns einen dreidimensionalen Blick auf die Struktur der Atmosphäre.“

Die entsprechenden Infrarotaufnahmen zeigen, dass die im vergangenen Jahr im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes zu erkennenden Phänomene in Wirklichkeit lediglich einen Teilaspekt dieses Sturmes ausmachten. Die von zwei irdischen Teleskopanlagen, dem Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile und der Infrared Telescope Facility (IRTF) auf Hawaii, angefertigten Aufnahmen sowie Spektrometerdaten der Raumsonde Cassini verdeutlichten vielmehr, dass sich ab dem Januar 2011 oberhalb des in der Troposphäre aktiven Sturmgebietes in der Stratosphäre des Saturn zusätzlich zwei Regionen herausbildeten, welche deutlich wärmer waren als ihre Umgebung. Die Entdeckung dieser Regionen deutete darauf hin, dass hier ein ungewöhnlich hohe Freisetzung von Energie erfolgte, welche aus tiefer liegenden Schichten zugeführt wurde. Die beiden Regionen, so die Vermutung der Wissenschaftler, hätten sich in der Folgezeit eigentlich langsam abkühlen und auflösen müssen.

Stattdessen verschmolzen die beiden Regionen zwischen April und Juni 2011 zu einem einzigen, gewaltigen atmosphärischen Wirbel, welcher für einige Zeit von seinen Abmessungen her sogar größer ausfiel als der Große Rote Fleck in der Atmosphäre des Jupiters. Die Temperatur in dieser Region erreichte dabei einen Wert von etwa -52 Grad Celsius und lag somit rund 80 Grad Celsius über der Temperatur der unmittelbaren Umgebung. Zum Zeitpunkt seiner größten Ausdehnung, welche dieser stratosphärische Wolkenwirbel aus wärmeren Luftmassen gegen Ende Juni 2011 erreichte, umfasste dieses Gebiet etwa ein Viertel der nördlichen Saturnhemisphäre. Das tiefer gelegene Sturmgebiet war dagegen zu diesem Zeitpunkt bereits dabei, sich wieder aufzulösen.

„Dies ist das erste Mal, dass wir so etwas in der Atmosphäre eines Planeten unseres Sonnensystems beobachten konnten“, so Leigh N. Fletcher. „Es ist äußerst ungewöhnlich, dass wir diesen Wirbel nur in infraroten Wellenlängen sehen können. Auf rein optischen Aufnahmen der Wolkendecke ist er dagegen nicht erkennbar.“ Seit dem Juli 2011 können die Wissenschaftler beobachten, wie auch dieser stratosphärische Wolkenwirbel aus wärmeren Luftmassen langsam an Ausdehnung verliert und sich zugleich abkühlt. Gegenwärtig verfügt er nur noch über weniger als die Hälfte seiner ursprünglichen Ausdehnung. Es wird erwartet, dass sich der Wirbel im Verlauf der nächsten Jahre wieder komplett auflösen wird.

Die gesammelten Daten über die Variationen von der Temperatur, den Windgeschwindigkeiten und der chemischer Zusammensetzung der Atmosphäre ermöglichen es den Wissenschaftlern, einen Überblick über die Entwicklung dieses als „Großer Frühlingssturm“ bezeichneten Sturmgebietes und der dadurch verursachten Einflüsse auf die verschiedenen Schichten der Saturnatmosphäre zu erhalten. Zudem ergibt sich ein Einblick in die Mechanismen, welche der Energietransfer innerhalb der Saturnatmosphäre auf das dortige Wettergeschehen ausübt.

„Wir vermuteten bereits zuvor, dass das Wetter in den unteren Atmosphärenschichten des Saturn einen Einfluss auf das Geschehen in den oberen Schichten hat. Jetzt haben wir den Beweis dafür“, so Leigh N. Fletcher. Es ist bekannt, dass auf der Erde durch Stürme erzeugte Atmosphärenwellen Luftmassen und Energie transportieren und dabei auch in die oberen Atmosphärenschichten befördern können. Ein vergleichbarer Mechanismus existiert offensichtlich auch auf dem Saturn. Sich wellenförmig ausdehnende Luftstörungen, welche durch den ursprünglich in der Troposphäre aktiven Sturm erzeugt wurden, fanden ihren Weg in die mehrere hundert Kilometer höher gelegene Stratosphäre und setzten dort Energie frei, welche zur Bildung der beiden Warmluftregionen führte.

„Ungewöhnlich ist in diesem Fall jedoch die offensichtlich erfolgte Interaktion dieser beiden warmen Regionen, welche zu der Entstehung des ausgedehnten warmen Luftwirbels führten. Wie dies genau geschehen konnte ist eine derzeit noch offene Frage, welche durch numerische Computersimulationen geklärt werden muss“, so Leigh N. Fletcher weiter.

Ebenfalls rätselhaft ist für die Planetenforscher das unerwartet frühe Auftreten dieses Sturmes, welcher eigentlich erst um das Jahr 2020 herum erwartet wurde. „Der Großer Frühlingssturm trat in Bezug auf den Standard-Sturm-Zyklus des Saturn definitiv früher auf als zu erwarten war. Es ist noch unklar, ob es sich hierbei um ein besonderes Ereignis handelt oder ob die diesjährige Sturmsaison auf dem Saturn [„diesjährig“ bezieht sich hier auf das aktuelle Saturnjahr] diesmal einfach früher begonnen hat als erwartet“, so Nicolas Altobelli, der ESA-Projektwissenschaftler der Cassini-Huygens-Mission.
„Cassini wird die Überwachung der Saturnatmosphäre auch in den kommenden Jahren fortsetzen. Die Mission wird bis zum Einsetzen der nördlichen Sommersonnenwende auf dem Saturn, welche im Mai 2017 erfolgt, im Einsatz sein. Die diesjährige Sturmsaison auf dem Saturn ist eventuell noch nicht zu Ende und in diesem Fall können wir in den nächsten Jahren vielleicht noch weitere spektakuläre Ereignisse verfolgen“, so Altobelli.

„Sollten wir auch in den kommenden Jahren Stürme auf dem Saturn beobachten, so wird es wichtig sein zu überprüfen, ob auch diese Stürme solch dramatische Folgen wie den stratosphärischen Wolkenwirbel im Jahr 2011 nach sich ziehen“, so Leigh N. Fletcher.

Parallel zu den Infrarotbeobachtungen konnte ein weiteres Team von Wissenschaftlern ungewöhnlich große Mengen an Ethylen und Azetylen im Bereich des stratosphärischen Wolkenwirbels detektieren. Hierbei handelt es sich um zwei Gase, welche nicht zu den typischen Bestandteilen der Saturnatmosphäre zählen. „Wir haben niemals zuvor Ethylen auf dem Saturn beobachtet“, so Michael Flasar vom Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA, der Chefwissenschaftler des Composite Infrared Spectrometer (CIRS) – eines der an Bord von Cassini befindlichen Spektrometer. „Somit war diese Entdeckung eine große Überraschung für uns.“

Laut Brigette Hesman von der University of Maryland/USA fiel der gemessene Wert an Ethylen etwa 100 mal höher aus als ursprünglich für möglich gehalten. Als Ursprungsquelle wird ein tief in der Saturnatmosphäre befindliches Reservoir dieses farb- und geruchlosen Gasen vermutet. Die Resultate einer entsprechenden Studie sollen am 20. November 2012 in der Fachzeitschrift „Astrophysical Journal“ publiziert werden.

„Diese beiden Studien geben uns neue Einblicke in den Ablauf von einigen der fotochemischen Prozesse, welche sich in der Stratosphäre des Saturn, aber auch in den Atmosphären der anderen Gasplaneten innerhalb unseres Sonnensystems und bei entsprechenden Exoplaneten außerhalb des Sonnensystems abspielen“, so Scott Edington, der stellvertretende Projektwissenschaftler der Cassini-Mission vom JPL.
Die Mission Cassini-Huygens ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA, der europäischen Weltraumagentur ESA und der italienischen Weltraumagentur ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), leitet die Mission im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC. Nach dem derzeitigen Planungsstand soll Cassini den Saturn noch bis zum Jahr 2017 erkunden und schließlich am 15. September 2017 aufgrund des dann aufgebrachten Treibstoffvorrates kontrolliert in der Atmosphäre des Ringplaneten zum Absturz gebracht werden.

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• Planet Saturn
• Raumsonde CASSINI

Verwandte Internetseiten:

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

Abstract des Fachartikels von Fletcher et al. bei Icarus:

• The origin and evolution of Saturn’s 2011-2012 stratospheric vortex (engl.)

Der Beitrag Raumsonde Cassini: Neues vom Saturnsturm erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth und Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, Spaceflight Now, Spiegel Online.

Das James-Webb-Infrarotteleskop, das die Nachfolge von Hubble antreten soll, hat die NASA bis jetzt 3 Milliarden Dollar gekostet und sollte nach Planung von 2002, als das Teleskop nach dem NASA-Administrator zu Zeiten von Gemini, Mercury und Apollo benannt wurde, 2010 starten – also dieses Jahr. Im April 2010 war der Start aber noch in weiter Ferne. Damals nannte die NASA als Summe für die gesamte Lebenszeit des Projekts (also inklusive Entwicklung, Bau, Start und Betrieb) einen Betrag von 5,1 Milliarden Dollar und als Starttermin den Juni 2014.

Eine unabhängige Untersuchungskommission (ICRP) unter dem Vorsitz von John Casani kam jetzt allerdings zu dem Ergebnis, dass das Projekt insgesamt 6,5 Milliarden Dollar (4,7 Mrd. Euro) kosten wird und frühestens im September 2015 starten kann, also nochmals über ein Jahr später als zuletzt veranschlagt. Vor allem die neuerliche Budgetüberziehung von etwa 1,5 Milliarden Dollar stellt das Projekt insgesamt durchaus in Frage. Schon bisher mussten Budgets innerhalb der NASA auf Kosten anderer Projekte umdirigiert werden, um das JWST-Projekt überhaupt am Laufen zu halten.

Dem Ergebnis dieser Analyse der Projektfortschritte in technischer Hinsicht und dem Umgang mit finanziellen Mitteln, die von der US-Senatorin Barbara Mikulski angestoßen worden war, stimmt Bolden zu. Danach ist das JWST-Projekt technologisch auf einem guten Weg, mit Verbrauch und Verwaltung bereitgestellter Mittel könne man jedoch nicht zufrieden sein.

Aus diesem Grund will Bolden einen neuen Manager bestimmen, der das Großprojekt leiten und an den zuständigen NASA-Direktor berichten soll. Der neuen Kraft möchte Bolden einen Stab von Technikspezialisten und Finanzexperten des NASA-Direktoriums für Wissenschaftsmissionen (Science Mission Directorate) zur Seite stellen. Die Maßnahmen sollen dem Projekt mehr Sichtbarkeit innerhalb der Managementstrukturen der NASA verschaffen. Zusätzlich wurde das beim Goddard Space Flight Center (GSFC) angesiedelte Projektbüro bereits umorganisiert, das jetzt direkt an den Direktor des GSFC berichtet. Personelle Veränderungen im Projektbüro berücksichtigen von der Untersuchungskommission benannte Aspekte.

Dass die Kommission die Einschätzung der NASA teilt, das JWST-Projekt sei technisch tadellos, empfindet Bolden als Ermutigung, enttäuscht ist er jedoch, dass es bisher nicht gelang, den hohen Standard bei der Kostenkontrolle zu erreichen, nach dem man strebe, und den man den amerikanischen Steuerzahlern schuldig sei. Die NASA ist laut Bolden verpflichtet, einen gangbaren Weg zu finden, auf dem mit realistischen Finanz- und Zeitplänen gearbeitet wird.

Verwandte Website:

• Bericht des Independent Comprehensive Review Panel (ICRP)

Raumcon:

• JWST – James Webb Space Telescope

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Quelle: NASA.

Entsprechend der Mission des Satelliten bedeutet TRACE Transition Region And Coronal Explorer. Die wissenschaftliche Nutzlast des Raumfahrzeugs mit einem 30-cm-Teleskop wurde vom Sonnen- und Astrophysiklabor von Lockheed Martin gebaut, den Satellitenbus des Trabanten mit einer Gesamtmasse von 211 Kilogramm bildete eine Konstruktion aus der Reihe der Small Explorer des Goddard-Raumflugzentrums der NASA. Daher trägt TRACE auch die Alternativbezeichnungen SMEX 4 oder Explorer 73.

Am 1. April 1998 gelangte TRACE, gestartet auf einer geflügelten Rakete vom Typ Pegasus XL, in den Weltraum, um dort die Korona der Sonne und die Übergangszone unterhalb der Korona zu untersuchen. Ausgesetzt wurde der Satellit auf einer sonnensynchronen Bahn zwischen 518 und 563 Kilometern Höhe über der Erde, die anschließend auf rund 600 x 650 Kilometer angehoben wurde.

Schnell stellte sich der Wert des Satelliten heraus: Zum ersten Mal konnte der gesamte Zyklus der Sonnenaktivität beobachtet und dynamische Phänomene in der Sonnenkorona im Bild festgehalten werden. Die Bilder von TRACE weisen einen fünffachen Vergrößerungsfaktor gegenüber denen des UV-Teleskops an Bord des Sonnenforschungssatelliten SOHO auf. Viele Details der Feinstruktur der Sonnenkorona konnten mittels TRACE überhaupt zum ersten Mal beobachtet werden.

Schon kurz nach Beginn der Mission gelang es, feinste magnetische Strukturen im Bereich der Aufheizung von Koronalbögen in aktiven Zonen der Sonne nachzuweisen. 2001 lieferte TRACE erstaunliche Bilder von der Aktivität in der Korona, die unter anderem im IMAX-Film SolarMax zu sehen sind.

Das Auflösungsvermögen des im Bereich des Ultravioletten empfindlichen Teleskops von TRACE wird übertroffen, seit sich der neueste Sonnenforschungssatellit der NASA, SDO, im All befindet. Zusätzlich ist das Blickfeld von SDO erheblich größer als das von TRACE. Von SDO aus ist die vollständige Sonnenscheibe beobachtbar, nicht nur wie bei TRACE ein kleiner Ausschnitt vor ihr (> 8,5 x 8,5 Bogenminuten). TRACE erfüllte seine abschließenden Beobachtungsaufgaben am 22. Juni 2010. Das letzte Bild der Mission wurde um 1:56 Uhr MESZ erfasst.

TRACE alias SMEX 4 und Explorer 73 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 25.280 bzw. als COSPAR-Objekt 1998-020A.

Der Beitrag TRACE: Mission nach 12 Jahren beendet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Fabian Padrta. Quelle: UniverseToday.

Supernovae sind starke, stellare Explosionen, die sehr hell aufleuchten und dann langsam erlöschen. Doch das ist nicht immer der Fall. Ein Stern, der 1979 explodierte und somit zu einer Supernova wurde, leuchtet noch immer mit der gleichen Röntgenstrahlung wie damals. Die Supernova wurde von ESAs Weltraumteleskop XMM-Newton entdeckt. Wissenschaftler sind der Ansicht, dass durch die Reibung des starken Solarwindes soviel Wärme entstand, dass der Stern zu glühen begann. Dieses starke Licht erhellt das ganze Gebiet rund um den Stern und erlaubt den Astronomen somit, das Gebiet über mehrere Jahre zu erforschen.

Ein Team von Astronomen hat mittels XMM-Newton die Supernova, die nicht erlischt, entdeckt. Sie nennen sie SN 1979. Die Wissenschaftler können die ganze Geschichte des Sterns durch Studieren der Ringe, die nach der Explosion übrig geblieben sind, dokumentieren. „Diese 25 Jahre alte Kerze in der Nacht hat es uns erlaubt, Aspekte von Sternenexplosionen, die noch nie zuvor in solchem Detail gesehen werden konnten, zu studieren“, sagt Dr. Stefan Immler, Leiter des Teams vom NASA Goddard Space Flight Center, USA. „Alle wichtigen Informationen, die normalerweise nach ein paar Monaten verschwunden sind, existieren hier noch.“

Die Einzigartigkeit findet sich in der Geschichte des Stellarwindes des Sternes, welche 16.000 Jahre vor der Explosion begann. Eine solche Geschichte ist nicht einmal von unserer Sonne bekannt. Das große Mysterium ist, warum der Stern bis heute leuchten konnte.

Ohne Kraftstoff und ohne Energie, um deren Gravitation zu stützen, explodieren solche Sterne. Der Kern erreicht die kritische Masse und wird durch heftige Wellen förmlich weggesprengt. Supernovae können ganze Galaxien erhellen und sind meistens noch in deren Nachbargalaxien zu sehen, und das mit einem simplen Amateur-Teleskop. Supernovae sind üblicherweise bereits nach bereits 10 Tagen nur mehr halb so hell als bei ihrer Explosion und erlöschen dann kontinuierlich, ungeachtet der weiterhin geänderten Wellenlänge des Lichts.

SN 1979 war 1979, direkt nach der Explosion, um das 250fache heller in einem Teleskop zu erkennen. Im Röntgenstrahlenbereich ist eine Supernova immer das Hellste in seiner näheren Umgebung, meist das Hellste in der gesamten Galaxie. Jedoch immer nur für kurze Zeit, doch diese ist jetzt, 26 Jahre nach ihrer Explosion, noch immer das hellste Objekt in ihrer Galaxie M100. Nachdem die Forscher das Datenarchiv über den Stern, der schlussendlich zu SN1979 wurde, ausgruben, stellten die Forscher fest, dass er etwa 18-mal mehr Masse hat als unsere Sonne und erzeugte einen wilden stellaren Wind. Das ausgestoßene Material sammelte sich im Umkreis des Sterns und kreierte wunderschöne Ringe um den Stern. “Wir können das Röntgenlicht von SN 1979 als eine Art Zeitmaschine verwenden, um das Leben eines gestorbenen Sterns zu erforschen, lange bevor dieser in einer Supernova endete”, erklärt Immler.

XMM-Newton gilt als eines der besten Teleskope in diesem Bereich. Die Untersuchung von SN 1979 hat aber wieder gezeigt, dass man neben einem guten Teleskop auch viel Glück in der Astronomie benötigt. Was hätte uns ein gutes Teleskop gebracht, wenn diese Supernova bereits nach Monaten nach der Explosion wieder erloschen wäre, wie es eigentlich im Normalfall der Fall ist.

Der Beitrag Supernova erhellt noch immer das All erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: Applied Physics Laboratory.

Ein erster kleiner Schritt dazu wurde nun getan. Vom Applied Physics Laboratory (API), in dem das Raumschiff konstruiert wurde, wurde es zur Durchführung weiterer Tests an das Goddard Space Flight Center der NASA verschifft.

Der Start der Sonde ist für Januar 2006 geplant. Die vergangene Woche verbrachte New Horizons auf einem Rütteltisch des APL, mit dem die Techniker die Struktur der Sonde von der Größe eines Pianos testeten. Der Test simulierte die Kräfte, die beim Start von New Horizons mit einer Atlas V Rakete auftreten werden.

„Unser Testprogramm hat viel versprechend begonnen,“ sagte Glen Fountain, Projektmanager für New Horizons am APL. „Wir haben bewiesen, dass die Konstruktion von New Horizons für einen Raketenstart geeignet ist. Jetzt testen wir die Sonde auf die gesamte Bandbreite der Bedingungen, die die Sonde auf ihrem Weg zu Pluto, Charon und darüber hinaus antreffen könnte.“

Während der nächsten drei Monate wird das Missionsteam des Goddard Space Flight Center die Sonde einer Reihe von harten Tests unterziehen. Schleudertests werden die Balance überprüfen. Riesige Lautsprecher werden die Vibrationen während des Starts simulieren. Eine vier Stockwerke hohe Vakuumkammer stellt die extrem heißen, kalten und luftlosen Bedingungen des Weltraums nach. Im Herbst soll New Horizons dann zum Kennedy Space Center nach Florida transportiert werden, wo die letzten Startvorbereitungen durchgeführt werden.

Ziel der Startvorbereitungen ist ein 35-tägiges Startfenster, das sich am 11. Januar 2006 öffnet. Der Antrieb einer Atlas V und eines zusätzlichen STAR-48B Motors werden die relativ leichte Sonde auf dem bisher schnellsten Raumflug ins äußere Sonnensystem befördern. Die Umlaufbahn des Mondes wird bereits neun Stunden nach dem Start erreicht, das Jupiter System nach nur 13 Monaten.

Die Gravitation des Jupiter wird der Sonde behilflich sein, Kurs auf das Pluto-Charon System zu nehmen, das im Sommer 2015 fünf Monate lang untersucht werden soll. Zu dieser Zeit wird sich der „Doppelplanet“ etwa fünf Milliarden Kilometer von der Erde entfernt befinden. Als Teil einer Missionsverlängerung könnte New Horizons weiter in den Kuipergürtel fliegen und dort ein oder zwei eisige Objekte des Gürtels näher untersuchen.

Der Beitrag Die Pluto Mission New Horizons erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: Space.com.

Die Ingenieure am Goddard Spaceflight Center haben die Aufgabe erhalten, eine Shuttle-Reparaturmission zum Hubble-Weltraumteleskop zu planen und organisieren. Noch ist es nicht 100 Prozent sicher, aber die Chancen stehen sehr gut, dass diese Mission durchgeführt wird und dem Hubble-Teleskop, dem wohl berühmtesten und revolutionärsten Teleskop, ein Überleben ermöglicht wird. Griffins Vorgänger Sean O’Keefe hatte im Januar 2004 eine Shuttle-Mission zum Hubble-Teleskop gestrichen.

Daraufhin folgte eine Protestwelle. Nicht nur von den Astronomen kam Kritik, sondern auch von der Politik und sogar aus der Bevölkerung, dennen das Teleskop ans Herz gewachsen war. Unter diesen Druck gab O’Keefe nach und machte eine Shuttle Mission zu Hubble grundsätzlich wieder möglich, aber sie blieb unwahrscheinlich und im NASA-Budget tauchte die erwähnte Mission auch nie auf. Er war für eine Robotermission, egal wie sie realisiert werden sollte.
Wenn Hubble aufgegeben werden sollte, steht für die Untersuchung im sichtbaren Licht leider noch kein Ersatz bereit. Das James Webb-Teleskop ist bisher nur in der Planungsphase und bis dies bereit wäre in den Weltraum geschossen zu werden, dürften noch einige Jahre ins Land ziehen. Als Griffin dann an die NASA-Spitze kam, versprach er, alles für eine Shuttle-Mission zum Hubble-Teleskop zu tun. Er konnte nur nicht Ablauf und Zeitpunkt dieser Mission nennen. Erste Reaktionen sind durchweg positiv und vielen Astronomen fällt wohl ein Stein vom Herzen. „Aber diese Rettungsmission darf auf keinen Fall auf eine höhere Priorität als die „Return to Flight“ Mission gestellt werden“, warnt Griffin. „Dies bleibt unser Hauptziel. Ist das erreicht, kommt die Rettungsmission.“

Der Beitrag Shuttle repariert Hubble erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA.

Swift ist ein weiteres Weltraumteleskop, aber dennoch das erste seiner Art: Ein Multi-Wellenlängen-Observatorium mit gleich drei einzelnen Teleskopen zur Beobachtung von Gammastrahlenblitzen und deren Nachglühen im Gammastrahlen-, Röntgen-, Ultraviolett- und optischen Bereich des Spektrums. Der Start musste mehrmals verschoben werden, aber nun ist Swift im Orbit und soll im Laufe des Januar betriebsbereit sein.

Gammastrahlenblitze sind extrem energiereiche und nur sehr kurz andauernde Ereignisse im Universum. Es wird vermutet, dass es sich bei ihnen oft um die „Geburtsschreie“ von Schwarzen Löchern handelt, entweder aufgrund von Implosionen sehr großer Sterne am Ende ihrer Lebenszeit oder aus der Kollision und Verschmelzung von Neutronensternen. Gammastrahlenblitze sind so hell wie eine Millarde Milliarden Sonnen – die größten bekannten Energieausbrüche überhaupt. Sie treten oft auf, aber weil sie innerhalb von Sekunden bis Minuten wieder vorbei sind und niemals an der selben Stelle noch einmal auftreten, war es bisher schwierig, sie zu beobachten.

Diesem Umstand sollen die drei Einzelteleskope von Swift gerecht werden:

– Das „Burst Alert Telescope“ (BAT) ist ein Weitwinkelteleskop, das ständig etwa ein Sechstel des Sternenhimmels überwacht und auf Gammastrahlenblitze wartet. Experten rechnen mit etwa 100 pro Jahr. Entdeckt das BAT einen solchen Blitz, berechnet es dessen Position und reicht sie sofort an die Bodenstation weiter, die sie wiederum der wissenschaftlichen Gemeinde zur Verfügung stellt. Gleichzeitig richtet sich automatisch der gesamte Satellit auf die Position des Blitzes aus, damit die anderen beiden Teleskope mit ihren engeren Beobachtungswinkeln zum Zuge kommen können.

– Das „X-Ray Telescope“ (XRT) beobachtet das Nachglühen des vom BAT entdeckten Gammastrahlenblitzes im Röntgenbereich und berechnet dessen Position mit größerer Genauigkeit.

– Das „UltraViolet/Optical Telescope“ (UVOT) ist das Pendant zum XRT für den ultravioletten und optischen Bereich.

Der Name „Swift“ (dt. flink, rasch) steht für die Fähigkeit des Observatoriums, sich schnell einem neuen Ziel zuwenden zu können, da es bei Gammastrahlenblitzen immer um Sekunden geht. Der für diesen Zweck optimierte, das heißt ausgesprochen leichtgewichtig und kompakt konstruierte Satellit soll diesen Vorgang innerhalb von 20 bis 75 Sekunden schaffen. Und um für die ca. 250 Millionen Dollar, die Swift gekostet hat, noch etwas mehr Gegenleistung zu erhalten als „nur“ Gammastrahlenblitz-Beobachtung, fertigt das BAT routinemäßig alle 5 Minuten eine Aufnahme im Röntgenbereich an und überträgt sie zur Erde. Innerhalb der nominellen Missionsdauer von zwei Jahren soll so der gesamte Sternenhimmel im Röntgenbereich neu kartiert werden, 20mal so genau wie bei der letzten derartigen Kartierung in den späten 1970er Jahren.

Swift ist eine Mission der NASA unter Beteiligung aus Italien (ISA) und Großbritannien (PPARC). Die Mission wird vom Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA gemanaget.

Der Beitrag Swift erfolgreich gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von dominikpuckert. Quelle: ESA/GSFC.

Ursache dafür ist eine Fehlfunktion im Ausrichtmechanismus der SOHO-Hochgewinnantenne, die die Flut wissenschaftlicher Beobachtungsdaten des Sonnenobservatoriums zur Erde überträgt. Das aufgetretene Problem gefährdet nicht die Betriebssicherheit von SOHO. Seine Rundstrahl-Niedriggewinnantenne, die nicht in eine bestimmte Richtung ausgerichtet zu werden braucht, wird zur Steuerung von SOHO und zur Überwachung von Betriebszustand und –sicherheit der Bordinstrumente und des Gesamtsystems eingesetzt.

Die Anomalie in der Ausrichtung der Hochgewinnantenne wurde vor kurzem entdeckt, als die Ingenieure eine Diskrepanz zwischen der per Steuerbefehl eingegebenen und der gemessenen Antennenposition feststellten. Normalerweise muss sich die Antenne entlang zweier Achsen – senkrecht und waagrecht – bewegen können. Die waagrechte Bewegung fand aber nicht mehr ordnungsgemäß statt. Das Problem ist wahrscheinlich auf eine Fehlfunktion im Stellmotor bzw. –Getriebe der Antenne zurückzuführen.

SOHO kreist in 1,5 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde langsam um den ersten Lagrange-Punkt, wo die kombinierte Anziehungskraft der Erde und der Sonne SOHO auf einer an die Verbindungslinie zwischen Erde und Sonne gebundene Umlaufbahn hält. Um die wissenschaftlichen Daten von SOHO zur Erde übertragen zu können, muss seine Hochgewinnantenne so gedreht werden, dass die Erde beim Umlauf um die Sonne stets in ihrem Blickfeld bleibt.

Falls das festgestellte Problem nicht gelöst werden kann, wird die Erde wie jetzt zum ersten Mal in regelmäßigen Abständen wieder aus der Strahlungskeule der Hochgewinnantenne austreten, so dass alle drei Monate mit ähnlichen Unterbrechungen in der Datenübertragung zu rechnen wäre.

Die Ingenieure der ESA und der NASA untersuchen gegenwärtig mehrere Möglichkeiten, um die Störung zu beheben oder aber den Verlust an wissenschaftlichen Daten auf ein Mindestmaß zu beschränken.

Weitere Informationen über SOHO:
SOHO ist ein internationales Gemeinschaftsvorhaben der ESA und der NASA, das auf die Erforschung der Sonne – von ihrem Kern bis zur äußeren Korona – und des Sonnenwinds gerichtet ist. Das Observatorium wurde im Dezember 1995 mit einer US-amerikanischen Rakete des Typs Atlas IIAS/Centaur gestartet. SOHO bewegt sich um die Sonne im gleichen Rhythmus wie die Erde; dabei kreist es langsam um den ersten Lagrange-Punkt (L1), wo die kombinierte Anziehungskraft der Erde und der Sonne SOHO auf einer Bahn hält, deren Mittelpunkt auf der Verbindungslinie Erde-Sonne liegt. L1 befindet sich etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt (rund viermal mehr als der Mond) in Richtung zur Sonne. Von dort aus hat SOHO einen ungehinderten Blick auf unser Tagesgestirn. Neben seiner Aufgabe als Sonnenobservatorium ist SOHO zum erfolgreichsten Kometenjäger in der Geschichte der Astronomie geworden: Bis Mai 2003 hat es bereits über 620 Schweifsterne aufgespürt, die nun seinen Namen tragen. Die leicht zugänglichen, Aufsehen erregenden Daten von SOHO und die Ergebnisse seiner Grundlagenforschung begeistern die Fachwissenschaft und sind auch in der breiten Öffentlichkeit auf starkes Interesse gestoßen.

Der Beitrag Gestörte Datenübertragung von SOHO erschien zuerst auf Raumfahrer.net.