Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: JHU. Vertont von Guido Schumann.

Der NASA Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) ist wieder im Normalbetrieb. Das Software-Kontrollsystem an Bord der Raumsonde wurde verbessert, und nun kann sich die Raumsonde wieder im Weltraum orientieren. Im Dezember 2004 wäre die Raumsonde den Technikern der NASA beinahe weggestorben, doch sie konnten die Raumsonde mit einigen Abstrichen am Leben erhalten. Von Dezember 2004 bis November 2005 war die Raumsonde nur sehr eingeschränkt bis gar nicht zu verwenden. Damit sich die Raumsonde drehen konnte, hatte sie vier Drehräder (Gyroskope) an Bord. Zwei von diesen vier Drehrädern sind im Jahr 2001 ausgefallen, weswegen sich die Raumsonde im Weltraum kaum mehr orientieren konnte. Nachdem im Januar 2005 noch das dritte der vier Drehräder ausgefallen ist, war das Dilemma perfekt.

Dies bedeutete, dass die Raumsonde sich nicht mehr drehen konnte und bedeutete gleichzeitig auch, dass die Raumsonde orientierungslos im Weltraum umhergeirrt ist. Wenn sich eine Raumsonde nicht drehen kann, ist sie nur sehr eingeschränkt nutzbar, und es hängt sehr viel vom Zufall ab, denn es konnte sein, dass die Raumsonde monatelang auf die Erde ausgerichtet ist und sich nicht umdrehen kann. Von Januar 2005 bis November 2005 konnte man eben nur dann forschen, wenn die Raumsonde zum Weltraum ausgerichtet war. In der Zwischenzeit hat man auf der Erde die Zeit genutzt, um ein neues Softwaresystem zu entwickeln. Dieses wurde zwei Monate, von November 2005 bis Dezember 2005, getestet, ehe sich die Raumsonde im Januar 2006 dem Normalbetrieb näherte.

„Wir hätten nie gedacht, dass wir die Raumsonde wieder so hinbekommen würden, wie sie jetzt ist, ist William Blair, ein Professor in Physik und Astronomie an der John-Hopkins-Universität, hoch erfreut. Er ist gleichzeitig auch der Chef über die Terminplanung der FUSE-Forschungszeit. Der alte Satellit ist wieder voll einsatzfähig.
FUSE ist im Juni 1999 gestartet und hatte eine Primärmission von zwei Jahren. Im Jahr 2001 fielen relativ knapp hintereinander zwei von vier Drehrädern aus. Dies machte den Satelliten kurze Zeit unbrauchbar, bis ein erstes Softwareupdate eingespielt wurde, das auch mit nur zwei funktionierenden Drehrädern einen stabilen Betrieb gewährleisten konnte. Als dieses Problem gelöst war, konnte die Mission um weitere drei Jahre verlängert werden. Diese erste verlängerte Missionszeit hatte FUSE auch schon erfolgreich hinter sich gebracht. „Es war sehr hart ein Programm zu schreiben, das mit nur einem funktionierenden Drehrad Orientierungspunkte im Weltraum finden konnte, an Hand deren sich die Raumsonde dann ausrichtet“, erklärt George Sonneborn vom Goddard Space Flight Center die Problematik. „Einige Leute würden sagen, es ist unmöglich, was wir hier geschafft haben.“
Eigentlich wurde die Software so ausgelegt, dass ein sicherer Betrieb mit drei Drehrädern gewährleistet war. Nach dem ersten Softwareupdate konnte die Raumsonde auch mit zwei Drehrädern betrieben werden. Nun, nach dem zweiten Softwareupdate, ist es sogar möglich, die Raumsonde mit nur einem Drehrad zu betreiben. FUSE hat ein System namens Magnetic Torquer Bar (MTB) an Bord, dass mit dem Erdmagnetfeld interagiert, um die Kontrolle der Raumsonde zu verbessern. Dabei wird sich die Raumsonde jedoch nur noch in zwei Achsen orientieren können. Man könnte sagen, dass das neue Kontrollsystem die MTB einbindet und das sozusagen das fehlende Drehrad ersetzt. „Man könnte es wie folgt vergleichen: zunächst hatten wir drei starke Muskel, welche die Raumsonde überall hindrehen konnten. Nun steuern wir die Raumsonde mit einem starken Muskel und zwei schwachen Muskeln“, erklärt William Blair. „Das neue Kontrollsystem hat der Raumsonde gelehrt, wie man fehlende Muskel kompensiert, wie in einer Therapie.“

Die Arbeit von FUSE
Seit dem Start im Jahr 1999 hat die Raumsonde 52 Millionen Sekunden an Daten gesammelt. Dabei sind Planeten, Kometen, Sonnensystemobjekte oder entfernte Pulsare ihr Ziel. Aber auch gesamte Galaxien wurden von FUSE schon vermessen. Mit Hilfe dieser Daten können die Astronomen physikalische Eigenschaften von Weltraumobjekten; von Temperatur über Dichte bis zum chemischen Aufbau, bestimmen. FUSE?s größter Durchbruch gelang mit der Entdeckung von heißem Gas, das unsere Milchstraße umkreist. Dieses Phänomen wurde auch bei anderen Galaxien entdeckt. FUSE hat auch erstmals Wasserstoffmoleküle in der Mars-Atmosphäre nachgewiesen. Das war ein weiterer Beweis dafür, dass es auf dem Mars früher flüssiges Wasser gegeben haben muss. Des Weiteren hat FUSE auch Stickstoffmoleküle in Staubwolken und interstellarem Gas entdeckt. Man könnte diese Liste ewig fortführen.
Man sieht also, dass FUSE unglaublich wichtig ist. Nach dem Verlust der Raumsonde IMAGE, welcher der NASA sehr nahe gegangen ist, kann man wieder Erfreuliches von der Raumsondenflotte der NASA berichten.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Die Techniker und Forscher der NASA Raumsonde Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration (IMAGE) können sich nichts vorwerfen. Sie haben bis zuletzt um das Leben ihrer Raumsonde gekämpft. IMAGE kann aber trotz der sechsjährigen, höchst erfolgreichen Missionsdauer nicht mehr „reanimiert“ werden. IMAGE untersuchte während dieser sechs Jahre die Magnetosphäre und entdeckte neue Eigenheiten dieser Magnetosphäre. „Die IMAGE Mission zeigt uns die Umgebung der Erde einmal ganz anders. Die Erdumgebung ist alles andere als leer und ereignislos. Sie hat uns auch gezeigt, dass man Plasmawolken fotografieren kann“, meint Barbara Giles, IMAGE-Programm-Wissenschaftlerin im NASA Hauptquartier.

Bis zum Startzeitpunkt von IMAGE war die Erde von unsichtbaren, elektrisch geladenen Teilchen umgeben (Plasma), die man vorher mit keinem einzigen Teleskop beobachten und erforschen konnte. Mit Hilfe des IMAGE-Orbiters konnten die Forscher erstmals einen Blick auf die Magnetosphäre der Erde werfen und studieren, wie sie sich unter dem Einfluss des Sonnenwindes ändert. „Nahezu sechs Jahre hat die Raumsonde unsere Ansichten und unser Wissen von Weltraumwetter und stellarem Raum revolutioniert“, blickt James Burch, vom Southwest Research Institute, mit Freuden auf die sechs Jahre IMAGE-Erfolgsgeschichte zurück.
IMAGE ist am 25. März 2000 gestartet, und die Hauptmission war für zwei Jahre ausgelegt. Jedoch erkannte man, dass die Raumsonde einwandfrei funktioniert und so verlängerte man die Mission auf unbestimmte Zeit. Im Dezember 2005 brach zunächst die Datenübertragung zusammen, zuletzt reagierte die Sonde auch nicht mehr auf Kommandos vom Boden. Ersten Analysen der NASA-Techniker zufolge scheint die Stromversorgung ganz plötzlich versagt zu haben, jedoch gibt es auch noch andere Ansätze und Theorien. Da sich die Raumsonde in einem hoch elliptischem Orbit befindet, ist sie keine „Gefahr“ für den Planeten – ein sicheres Verglühen in der Atmosphäre ist auch nicht mehr möglich, da kein Zugriff auf ihre Antriebssysteme vorhanden ist. Die Daten von IMAGE wurden weltweit mit Freuden unter den Wissenschaftlern aufgenommen.

Highlights
Die wissenschaftlichen Highlights von IMAGE liegen fast in allen wichtigen Bereichen. Zunächst einmal machte es die Magnetosphäre für Wissenschaftler besser zugänglich (sichtbar). Sie entdeckte und untersuchte den neutralen Sonnenwind und den Stellaren Wind – also alles, was mit der Magnetosphäre der Erde in Berührung kommt. Die Auswirkungen auf das Magnetfeld der Erde wurden ebenfalls untersucht. Auch Entdeckungen waren jede Menge dabei. Hier sind zum Beispiel der interstellare neutrale Atom-Strom zu nennen. Die langsame Rotation der Plasmasphäre kann man in diesem Zusammenhang nennen. Eine weitere Schutzschicht der Erde wurde ebenfalls entdeckt: eine heißere Schicht von Sauerstoff. Dies sind nur die wichtigsten Errungenschaften der Sonde. Natürlich hat sie unzählige weitere wissenschaftliche Durchbrüche gebracht.

Auch wenn die Raumsonde IMAGE vor wenigen Tagen deaktiviert wurde, endet eine höchst erfolgreiche Mission. Auch wenn IMAGE jetzt antriebslos und kontaktlos im Weltall umherfliegt, wird ihre Arbeit auf der Erde noch Generationen weiter leben…

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