Quelle: Jet Propulsion Laboratory, 28. April 2026

Dieser Prototyp erreichte Leistungswerte, die über denen der leistungsstärksten Elektroantriebe aller derzeitigen Raumfahrzeuge der Behörde liegen. Wertvolle Daten aus dem ersten Zündversuch dieses Triebwerks werden in eine bevorstehende Testreihe einfließen.

„Bei der NASA arbeiten wir an vielen Dingen gleichzeitig, und wir haben den Mars nicht aus den Augen verloren. Die erfolgreiche Leistung unseres Triebwerks in diesem Test zeigt echte Fortschritte auf dem Weg dahin, einen amerikanischen Astronauten auf den Roten Planeten zu schicken“, sagte NASA-Administrator Jared Isaacman. „Dies ist das erste Mal in den Vereinigten Staaten, dass ein elektrisches Antriebssystem mit einer so hohen Leistung von bis zu 120 Kilowatt betrieben wurde. Wir werden weiterhin strategische Investitionen tätigen, die diesen nächsten großen Sprung vorantreiben werden.“

Während fünf Zündvorgängen glühte die Wolframelektrode in der Mitte des Triebwerks hellweiß und erreichte Temperaturen von über 2.800 Grad Celsius. Die Arbeiten wurden im Electric Propulsion Lab des JPL durchgeführt, wo sich die Vakuumanlage für verdampfbare Metalltreibstoffe befindet – eine einzigartige nationale Einrichtung für die sichere Erprobung von Elektrotriebwerken, die Metalldampf-Treibstoffe bei Leistungen bis in den Megawattbereich nutzen.

Inbetriebnahme

Elektrische Antriebe verbrauchen bis zu 90 % weniger Treibstoff als herkömmliche chemische Raketen mit hohem Schub. Aktuelle elektrische Triebwerke, wie jene, die die Psyche-Mission der NASA antreiben, nutzen Solarenergie, um Treibstoffe zu beschleunigen, und erzeugen so einen geringen, kontinuierlichen Schub, der im Laufe der Zeit hohe Geschwindigkeiten erreicht. Das NASA JPL testet derzeit ein mit Lithium betriebenen magnetoplasmadynamischen (MPD) Triebwerk, eine Technologie, die seit den 1960er Jahren erforscht wird, aber noch nie im Einsatz war. Der MPD-Motor unterscheidet sich von bestehenden Triebwerken dadurch, dass er hohe Ströme nutzt, die mit einem Magnetfeld interagieren, um Lithiumplasma elektromagnetisch zu beschleunigen.

Während des Tests erreichte das Team eine Leistung von bis zu 120 Kilowatt. Das ist mehr als das 25-Fache der Leistung der Triebwerke von Psyche, das derzeit über die leistungsstärksten elektrischen Triebwerke aller NASA-Raumsonden verfügt. Im Vakuum des Weltraums beschleunigt die sanfte, aber konstante Kraft, die die Triebwerke von Psyche im Laufe der Zeit liefern, die Raumsonde auf 200.000 Kilometer pro Stunde.

„Die Entwicklung und der Bau dieser Triebwerke in den letzten Jahren waren eine lange Vorbereitung auf diesen ersten Test“, sagte James Polk, leitender Wissenschaftler am JPL. „Das ist ein großer Moment für uns, denn wir haben nicht nur gezeigt, dass das Triebwerk funktioniert, sondern auch die angestrebten Leistungswerte erreicht. Und wir wissen, dass wir über einen guten Teststandort verfügen, um die Herausforderungen der Skalierung anzugehen.“

Übergang zu Elektroantriebstechnik

Um den Test zu beobachten, spähte Polk durch eine kleine Öffnung in die 8 Meter lange, wassergekühlte Vakuumkammer. Im Inneren sprang der Antrieb an, wobei seine düsenförmige Außenelektrode glühend hell leuchtete und eine leuchtend rote Abgasfahne ausstieß. Polk forscht seit Jahrzehnten an lithiumbetriebenen MPD-Antrieben und hat an der Dawn-Mission der NASA sowie an Deep Space 1 mitgearbeitet, der ersten Demonstration elektrischen Antriebs jenseits der Erdumlaufbahn.

Das Team strebt an, in den kommenden Jahren Leistungswerte zwischen 500 Kilowatt und 1 Megawatt pro Triebwerk zu erreichen. Da die Hardware bei so hohen Temperaturen arbeitet, wird es eine zentrale Herausforderung sein, in vielen Teststunden nachzuweisen, dass die Komponenten der Hitze standhalten können. Eine bemannte Mission zum Mars könnte 2 bis 4 Megawatt Leistung benötigen, was mehrere MPD-Triebwerke erfordern würde, die mehr als 23.000 Stunden lang in Betrieb sein müssten.

Lithium-betriebene MPD-Triebwerke haben das Potenzial, mit hoher Leistung zu arbeiten, Treibstoff effizient zu nutzen und einen deutlich höheren Schub zu liefern als derzeit eingesetzte elektrische Triebwerke. In ihrer ausgereiften Form und in Kombination mit einer nuklearen Energiequelle könnten sie die Startmasse reduzieren und die für bemannte Marsmissionen erforderlichen Nutzlasten ermöglichen.

Die seit zweieinhalb Jahren andauernde Entwicklung des MPD-Triebwerks wird vom JPL in Zusammenarbeit mit der Princeton University in New Jersey und dem Glenn Research Center der NASA in Cleveland geleitet. Sie wird durch das Space Nuclear Propulsion-Projekt der NASA finanziert, das seit 2020 ein Programm für nuklear-elektrische Antriebe der Megawattklasse für bemannte Marsmissionen unterstützt, wobei der Schwerpunkt auf fünf entscheidenden Technologieelementen liegt, zu denen auch das elektrische Antriebssubsystem gehört. Das Projekt mit Sitz im Marshall Space Flight Center der Behörde in Huntsville, Alabama, ist Teil des Space Technology Mission Directorate der NASA.

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• Elektrische Antriebe

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Quelle: NASA / Jet Propulsion Laboratory, 21. April 2026

Wissenschaftler können nicht sagen, ob diese organischen Moleküle durch biologische oder geologische Prozesse entstanden sind – beides ist möglich –, doch ihre Entdeckung bestätigt erneut, dass der Mars in der Vergangenheit über die richtigen chemischen Voraussetzungen verfügte, um Leben zu ermöglichen. Darüber hinaus reihen sich diese Moleküle in eine wachsende Liste von Verbindungen ein, von denen bekannt ist, dass sie in Gesteinen erhalten bleiben, selbst nachdem sie auf dem Mars Milliarden von Jahren lang Strahlung ausgesetzt waren, die diese Moleküle im Laufe der Zeit zersetzen kann.

Die Ergebnisse sind in einem neuen Artikel detailliert beschrieben, der am Dienstag in Nature Communications veröffentlicht wurde.

Das Gesteinsstück, das nach der englischen Fossiliensammlerin und Paläontologin den Spitznamen „Mary Anning 3“ erhielt, wurde an einem Abschnitt des Mount Sharp gefunden, der vor Milliarden von Jahren von Seen und Flüssen bedeckt war. Diese Oase entstand und versiegte in der fernen Vergangenheit des Planeten mehrfach, wodurch das Gebiet schließlich mit Tonmineralien angereichert wurde, die organische Verbindungen besonders gut konservieren – kohlenstoffhaltige Moleküle, die die Bausteine des Lebens bilden und im gesamten Sonnensystem vorkommen.

Zu den neu identifizierten Molekülen gehört ein Stickstoffheterozyklus, also ein Ring aus Kohlenstoffatomen, der Stickstoff enthält. Diese Art von Molekülstruktur gilt als Vorläufer von RNA und DNA, zwei Nukleinsäuren, die für die genetische Information von entscheidender Bedeutung sind.

„Dieser Nachweis ist ziemlich bedeutend, da diese Strukturen chemische Vorläufer komplexerer stickstoffhaltiger Moleküle sein können“, sagte die Hauptautorin der Studie, Amy Williams von der University of Florida in Gainesville. „Stickstoffheterocyclen wurden bisher noch nie auf der Marsoberfläche gefunden oder in Marsmeteoriten nachgewiesen.“

Eine weitere spannende Entdeckung war Benzothiophen, ein Kohlenstoff- und Schwefel enthaltendes Molekül, das in vielen Meteoriten gefunden wurde. Einige Wissenschaftler vermuten, dass diese Meteoriten zusammen mit den darin enthaltenen organischen Molekülen die präbiotische Chemie im frühen Sonnensystem angestoßen haben.

Chemie auf dem Mars
Die neue Studie ergänzt die im letzten Jahr gemachten Entdeckungen der größten organischen Moleküle, die jemals auf dem Mars gefunden wurden: langkettige Kohlenwasserstoffe, darunter Decan, Undecan und Dodecan.

„Das ist Curiosity und unser Team in Bestform. Dutzende von Wissenschaftlern und Ingenieuren waren nötig, um diesen Standort zu finden, die Probe zu entnehmen und diese Entdeckungen mit unserem großartigen Roboter zu machen“, sagte der Projektwissenschaftler der Mission, Ashwin Vasavada vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Diese Sammlung organischer Moleküle stärkt erneut die Aussicht, dass der Mars in der fernen Vergangenheit Lebensraum geboten hat.“

Beide Ergebnisse wurden mit einem hochentwickelten Minilabor namens „Sample Analysis at Mars“ (SAM) erzielt, das sich im Unterbau von Curiosity befindet. Ein Bohrer am Ende des Roboterarms des Rovers zermahlt eine sorgfältig ausgewählte Gesteinsprobe zu Pulver und leitet dieses anschließend in das SAM-Labor, wo ein Hochtemperaturofen das Material erhitzt, wodurch Gase freigesetzt werden, die von den Instrumenten im Labor analysiert werden, um die Zusammensetzung des Gesteins zu bestimmen.

Darüber hinaus kann SAM sogenannte „Nasschemie“ durchführen, indem Proben in einen kleinen Becher mit Lösungsmittel gegeben werden. Die daraus resultierenden Reaktionen können größere Moleküle aufspalten, die sonst nur schwer nachzuweisen und zu identifizieren wären. Das Gerät verfügt zwar über mehrere solcher Becher, doch nur zwei enthalten Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH), eine hochwirksame Lösung, die den wertvollsten Proben vorbehalten ist. Die Probe „Mary Anning 3“ war die erste, die TMAH ausgesetzt wurde.

Um die Reaktionen von TMAH mit außerirdischen Materialien zu überprüfen, testeten die Autoren der Studie die Technik auch auf der Erde mit einem Stück des Murchison-Meteoriten, einem der am besten untersuchten Meteoriten aller Zeiten. Der mehr als 4 Milliarden Jahre alte Murchison enthält organische Moleküle, die im frühen Sonnensystem verbreitet waren. Es zeigte sich, dass eine TMAH-behandelte Murchison-Probe viel größere Moleküle in einige der in Mary Anning 3 gefundenen Moleküle zerlegte, darunter Benzothiophen. Dieses Ergebnis bestätigt, dass die in Mary Anning 3 gefundenen Marsmoleküle durch den Abbau noch komplexerer, für das Leben relevanter Verbindungen entstanden sein könnten.

Curiosity setzte kürzlich seinen zweiten und letzten TMAH-Becher ein, während es netzartige Boxwork-Grate erkundete, die durch uraltes Grundwasser entstanden sind. Das Missionsteam wird diese Ergebnisse für eine künftige, von Fachkollegen begutachtete Veröffentlichung analysieren.

Wegweisend für zukünftige Missionen
SAM wurde vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, entwickelt und basiert auf größeren Laborgeräten in kommerzieller Qualität. Um solch komplexe Geräte in den Rover zu integrieren, mussten die Ingenieure diese drastisch verkleinern und eine Möglichkeit finden, sie mit weniger Strom zu betreiben. Die Wissenschaftler mussten lernen, den Ofen von SAM über längere Zeiträume hinweg langsamer aufzuheizen, um einige dieser Experimente durchführen zu können.

„Es war schon eine Meisterleistung, überhaupt herauszufinden, wie man diese Art von Chemie zum ersten Mal auf dem Mars durchführen kann“, sagte Charles Malespin, der leitende Forscher für das Instrument am NASA Goddard und Mitautor der Studie. „Aber jetzt, da wir etwas Übung haben, sind wir bereit, ähnliche Experimente bei zukünftigen Missionen durchzuführen.“

In der Tat hat das NASA Goddard Space Flight Center mehrere Komponenten, darunter das Massenspektrometer, für eine Weiterentwicklung von SAM – den sogenannten „Mars Organic Molecular Analyzer“ – für den Marsrover „Rosalind Franklin“ der ESA (Europäische Weltraumorganisation) bereitgestellt. Ein ähnliches Instrument, das „Dragonfly Mass Spectrometer“, wird an Bord des NASA-Fluggeräts „Dragonfly“ den Saturnmond Titan erforschen. Beide Instrumente werden in der Lage sein, mit dem Lösungsmittel TMAH nasschemische Analysen durchzuführen.

Mehr über Curiosity
Curiosity wurde vom JPL gebaut, das vom Caltech in Pasadena, Kalifornien, geleitet wird. Das JPL leitet die Mission im Auftrag des NASA Science Mission Directorate in Washington als Teil des Mars-Erkundungsprogramms der NASA.

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• MSL Rover Curiosity – Mission auf dem Mars

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Quelle: NASA Science Editorial Team, 17. April 2026

Das LECP ist seit dem Start von Voyager 1 im Jahr 1977 – also seit fast 49 Jahren – nahezu ununterbrochen in Betrieb. Es misst niederenergetische geladene Teilchen, darunter Ionen, Elektronen und kosmische Strahlung, die aus unserem Sonnensystem und unserer Galaxie stammen. Das Instrument hat wichtige Daten über die Struktur des interstellaren Mediums geliefert und dabei Druckfronten und Regionen mit unterschiedlicher Teilchendichte im Weltraum jenseits unserer Heliosphäre erfasst. Die beiden Voyager-Sonden sind die einzigen Raumfahrzeuge, die weit genug von der Erde entfernt sind, um diese Informationen zu liefern.

Wie Voyager 2 ist auch Voyager 1 auf einen Radioisotopengenerator angewiesen, ein Gerät, das die Wärme aus zerfallendem Plutonium in Elektrizität umwandelt. Beide Sonden verlieren jährlich etwa 4 Watt an Leistung. Nach fast einem halben Jahrhundert im Weltraum sind die Leistungsreserven hauchdünn geworden, sodass das Team Energie sparen muss, indem es Heizungen und Instrumente abschaltet und gleichzeitig sicherstellt, dass die Raumfahrzeuge nicht so kalt werden, dass ihre Treibstoffleitungen einfrieren.

Während eines routinemäßigen, geplanten Rollmanövers am 27. Februar sank die Leistungsaufnahme von Voyager 1 unerwartet. Den Missionsingenieuren war bewusst, dass jeder weitere Leistungsabfall das Unterspannungs-Fehlerschutzsystem des Raumfahrzeugs auslösen könnte, das zum Schutz der Sonde Komponenten eigenständig abschalten würde, was eine Wiederherstellung durch das Flugteam erfordern würde – ein langwieriger Prozess, der eigene Risiken birgt.

Das Voyager-Team musste zuerst handeln.

„Auch wenn niemand gerne ein wissenschaftliches Instrument abschaltet, ist dies die beste verfügbare Option“, sagte Kareem Badaruddin, Voyager-Missionsleiter am JPL. „Voyager 1 verfügt noch über zwei funktionierende wissenschaftliche Instrumente – eines, das Plasmawellen abhört, und eines, das Magnetfelder misst. Sie arbeiten nach wie vor hervorragend und senden Daten aus einem Bereich des Weltraums zurück, den noch kein anderes von Menschen gebautes Raumfahrzeug jemals erkundet hat. Das Team konzentriert sich weiterhin darauf, beide Voyager-Sonden so lange wie möglich am Laufen zu halten.“

Ein weitreichender Plan

Die Entscheidung, welches Instrument als nächstes abgeschaltet werden sollte, fiel nicht spontan. Vor Jahren setzten sich die Wissenschafts- und Technikteams von Voyager zusammen und einigten sich auf die Reihenfolge, in der sie Teile des Raumfahrzeugs abschalten würden, während sie sicherstellten, dass die Mission ihre einzigartigen wissenschaftlichen Untersuchungen fortsetzen kann. Von den 10 identischen Instrumentensätzen, die jedes Raumfahrzeug mitführt, wurden bisher sieben abgeschaltet. Für Voyager 1 stand das LECP als Nächstes auf dieser Liste. Das Team schaltete das LECP auf Voyager 2 im März 2025 ab.

Da Voyager 1 mehr als 25 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt ist, wird es etwa 23 Stunden dauern, bis die Befehlssequenz zum Abschalten des Instruments das Raumschiff erreicht, und der Abschaltvorgang selbst wird etwa drei Stunden und 15 Minuten dauern. Ein Teil des LECP – ein kleiner Motor, der den Sensor kreisförmig dreht, um in alle Richtungen zu scannen – bleibt eingeschaltet. Er verbraucht nur wenig Strom (0,5 Watt), und wenn er weiterläuft, hat das Team die besten Chancen, das Instrument eines Tages wieder einschalten zu können, falls zusätzliche Energie zur Verfügung steht.

Was kommt als Nächstes

Die Ingenieure sind zuversichtlich, dass die Abschaltung des LECP der Voyager 1 etwa ein Jahr Atempause verschaffen wird. Sie nutzen diese Zeit, um eine ehrgeizigere Energiesparmaßnahme für beide Voyager-Sonden fertigzustellen, die sie „Big Bang“ nennen und die darauf abzielt, den Betrieb der Voyager-Sonden weiter zu verlängern. Die Idee besteht darin, eine Gruppe von stromversorgten Geräten auf einmal auszuwechseln – daher der Spitzname –, einige Komponenten abzuschalten und durch stromsparendere Alternativen zu ersetzen, um das Raumschiff warm genug zu halten, damit es weiterhin wissenschaftliche Daten sammeln kann.

Das Team wird den „Big Bang“ zunächst bei Voyager 2 umsetzen, da diese etwas mehr Leistungsreserven hat und näher an der Erde ist, was sie zum sichereren Testobjekt macht. Die Tests sind für Mai und Juni 2026 geplant. Wenn sie gut verlaufen, wird das Team frühestens im Juli versuchen, dieselbe Lösung bei Voyager 1 anzuwenden. Wenn dies funktioniert, besteht sogar die Chance, dass das LECP von Voyager 1 wieder eingeschaltet werden kann.

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• Voyager / Pioneer 10 + 11

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Quelle: DLR/Aktuelles/Nachrichten/2026, 19. Februar 2026

Seit fünf Jahren erforscht der NASA-Rover Perseverance nun den Jezero-Krater auf dem Mars. Dort landete er am 18. Februar 2021 – seitdem hat er mehrere Dutzend Kilometer zurückgelegt und eine Vielzahl an Forschungsaufgaben im Jezero-Krater erledigt. Und fertig ist er noch nicht. Nun feiern die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA und alle wissenschaftlich sowie technologisch Beteiligten das fünfjährige Jubiläum des fleißigen Rovers auf dem Roten Planeten. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an wissenschaftlichen Aufgaben und zentralen Instrumenten der Mission Mars 2020 und dem Rover Perseverance beteiligt. Dabei bringt das DLR langjährige Erfahrungen in der Entwicklung, Kalibrierung, Datengewinnung und -auswertung bei der Planetenexploration vor Ort auf der Marsoberfläche ein. Die enge internationale Zusammenarbeit zeigt, wie europäische und US-amerikanische Forschungseinrichtungen gemeinsam grundlegende Fragen zur Geschichte des Mars bearbeiten: War der Planet einst lebensfreundlich? Und finden sich Spuren früher biologischer Aktivität? Was können wir für zukünftige astronautische Marsmissionen lernen?

Stetig und beharrlich unterwegs – Perseverance auf dem Mars
Perseverance heißt Beharrlichkeit. Ein Name, der passt. In den Jahren auf der Marsoberfläche hat der Rover schon vier wissenschaftliche Kampagnen vollständig abgeschlossen und befindet sich in seiner fünften. Er hat mehr als 40 Kilometer zurückgelegt und über 30 Gesteins-, Regolith- und Atmosphärenproben gesammelt. Vor allem hat der Rover den Sedimentfächer eines ehemaligen Flussdeltas untersucht – eine geologische Umgebung, die besonders vielversprechend für die Suche nach Spuren früheren mikrobiellen Lebens auf dem Roten Planeten ist. Perseverance erkundete außerdem den vulkanischen Kraterboden, dann die Sedimente des Flussdeltas und befindet sich gegenwärtig hinter dem Kraterrand von Jezero. Dort gibt es wieder ganz anderes Gestein, das aus der tiefen Kruste des Mars bei der Entstehung des Kraters vor 3,9 Milliarden Jahren nach oben geschleudert wurde. Seit fünf Jahren überträgt Perseverance außerdem regelmäßig hochauflösende Bild-, Spektral- und Umweltdaten vom Mars zur Erde.

Aktivitäten des Rovers im Überblick

• 33 Proben gesammelt (Gestein, Regolith und Atmosphärengase)
• Zurückgelegte Strecke: von der Landestelle auf dem Kraterboden über die Sediment-Fächer des Jezero-Deltas, das Jezero-Ufergebiet und den Kraterrand bis in die Region Nili Planum
• Untersuchung der geologischen Geschichte des Mars
• Dokumentation des Klimas
• Bereitstellung der Datenbasis für grundlegende Erkenntnisse über die dynamischen Ursprünge, die Entwicklung und die Bewohnbarkeit eines terrestrischen Planeten wie dem Mars
• Erfolgreiche Demonstration der Sauerstoff-Gewinnung durch Spaltung von Kohlenstoff-Dioxidmolekülen aus der Marsatmosphäre

Bereits die Landung 2021 war eine technische Meisterleistung: Nach einem siebenminütigen Abbremsmanöver durch die Marsatmosphäre setzte das Landemodul den fast tonnenschweren Rover Perseverance zehn Meter über der Oberfläche an Nylonseilen sanft auf den Marsboden ab. Das gleiche Landemanöver wurde bereits 2012 bei der Landung des Rovers Curiosity („Neugierde“) erfolgreich durchgeführt.

Die große Frage: Beherbergte der Mars einst Leben?

Die nun anstehenden Schritte – zum Beispiel die gegenwärtig zwar ausgesetzte, aber technisch immer noch mögliche Rückführung ausgewählter Proben zur Erde – können die Klärung dieser und weiterer Fragen in den kommenden Jahren weiter voranbringen. Schon vor Ort konnte Perseverance an mindestens einer Stelle einen Hinweis auf mögliche Biosignaturen finden. Dieser kann allerdings nur durch die Untersuchung der an dieser Stelle erbohrten beiden Gesteinsproben auf der Erde verifiziert werden.

Ein besonderes Highlight der fünf Missionsjahre war die Untersuchung eines Felsens mit dem Spitznamen „Cheyava Falls“. Die Untersuchung lieferte einen der bisher stärksten Hinweise auf potenzielles, früheres mikrobielles Leben auf dem Roten Planeten: Der Felsen enthält ein Muster an hellen, von schwarzen, eisen- und phosphathaltigen Rändern umgebenen Flecken aus Kalziumsulfat, die an ein Leopardenfell erinnern. Diese Stoffe deuten auf chemische Reaktionen in einer wässrigen Umgebung hin, die vor Milliarden von Jahren mikrobielles Leben ermöglicht haben könnten. Die Flecken sind wahrscheinlich das Ergebnis von chemischen Prozessen, bei denen das Eisenmineral Hämatit in verwitterten Schichten umgewandelt wurde. Solche Reaktionen und Muster kennt man auch auf der Erde. Dort interpretiert man sie meist als versteinerte Überreste von Mikroorganismen. Obwohl sie als eine der stärksten Biosignaturen gelten, die je auf dem Mars gefunden wurden, ist dies kein definitiver Beweis für Leben. Die Flecken könnten auch durch rein geologische, nicht-biologische Prozesse entstanden sein.

Das DLR ist im internationalen Missionsteam von Mars 2020 und Rover Perseverance vertreten. So ist das DLR-Institut für Weltraumforschung in Berlin maßgeblich an der taktischen und strategischen Planung von Aufnahmen mit dem Kamerasystem Mastcam-Z beteiligt. Zudem wirken die Expertinnen und Experten an der wissenschaftlichen Auswertung und Prozessierung der Bilddaten mit. In die Bildverarbeitung fließen Erfahrungen aus Missionen wie zum Beispiel Mars Express, Dawn oder dem Lander MASCOT an Bord von Hayabusa2 ein. Diese Expertise ermöglicht es, dreidimensionale Geländemodelle zu erstellen, geologische Strukturen präzise zu analysieren und geeignete geografische Ziele für weiterführende Untersuchungen auszuwählen.

Darüber hinaus ist das Berliner DLR-Institut am operationellen Betrieb und an der Analyse von Messungen des Instruments SuperCam beteiligt – das mit der darunter angebrachten Mastcam-Z am Mastkopf von Perseverance sozusagen das „Gesicht des Rovers“ bildet. SuperCam nutzt verschiedene spektroskopische Methoden zur Analyse des Marsbodens, wobei zwei dieser Methoden einen gepulsten Laser zur Anregung verschiedener physikalischer Phänomene nutzen. Hinzu kommt die sogenannte passive Reflektions-Spektroskopie. Die verschiedenen rein optischen Methoden erlauben es, dass das SuperCam-Instrument Stellen im Abstand von mehreren Metern um den Rover herum geochemisch und mineralogisch analysiert.

Mastcam-Z verschafft 3D-Blick auf eine uralte Flusslandschaft des Mars
Mastcam-Z ist das hochauflösende, zoombare (daher das „Z“ im Namen) Kamerasystem des Rovers. Es befindet sich am Mast in etwa zwei Metern Höhe über dem Marsboden – vergleichbar mit der Augenhöhe eines stehenden Menschen – und besteht aus zwei Kameras im Abstand von 24,2 Zentimetern, die stereoskopische 3D-Aufnahmen ermöglichen. Das System liefert Panorama-Farbbilder, Videos und detailreiche Nahaufnahmen mit einer maximalen Auflösung von 1.600 mal 1.200 Pixel. Je nach Entfernung können Strukturen im Submillimeterbereich sichtbar gemacht werden. Die Zoomfunktion erlaubt es, auch weiter entfernte geologische Ziele präzise zu untersuchen. Für zusätzliche wissenschaftliche Untersuchungen verfügen die beiden Mastcam-Z-Kameras jeweils über ein Filterrad hinter der Optik. Die multispektralen Bilder helfen der Forschung dabei, die Marslandschaft auf die Vielfalt ihrer Zusammensetzung hin zu untersuchen. Die vom DLR mitverantwortete Planung der Bildsequenzen ist entscheidend, um wissenschaftlich relevante Strukturen im ehemaligen Flussdelta des Jezero-Kraters systematisch zu dokumentieren.

SuperCam – chemische und mineralogische Analyse per Laser
Die SuperCam, das „Zyklopenauge“ von Perseverance, kombiniert Kamera, Laser und mehrere Messprinzipien, um die chemische und mineralogische Zusammensetzung von Gesteinen und Böden zu bestimmen. Selbst aus einer Entfernung von über sieben Metern kann das Instrument Material analysieren, das nur wenige Millimeter groß ist.
Die vom Rover gewonnenen Daten geben Aufschluss über Entstehungsbedingungen und mögliche biologische Signaturen. DLR-Expertinnen und -Experten sind an der Erfassung und Auswertung der Spektraldaten beteiligt und tragen dazu bei, die untersuchten Stellen auf dem Mars umfangreich zu charakterisieren, vielversprechende Stellen für Aufnahmen von Bodenproben auszuwählen und diese mit möglichst vielen In-situ-Daten in Kontext zu setzen. Das DLR-Team in Berlin hat einzigartige Laborexperimente aufgebaut, die es erlauben, insbesondere die Marsdaten der SuperCam besser zu verstehen und auszuwerten.

MEDA – eine mobile Wetterstation auf dem Mars
Außerdem unterstützt das DLR bei der Kalibrierung von Sensoren und auch der Datenauswertung des Mars Environmental Dynamics Analyzers (MEDA), der das Marswetter erfasst. Mit MEDA verfügt Perseverance über eine umfassende Umweltmessstation. Sensoren an Mast und Rumpf des Rovers erfassen Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit sowie Eigenschaften von Staubpartikeln in der Atmosphäre des Roten Planeten. Die kontinuierlichen Messungen liefern einen regelmäßigen „Mars-Wetterbericht“ aus dem Jezero-Krater. Das DLR-Institut für Weltraumforschung ist an der Kalibrierung einzelner Sensoren sowie an der wissenschaftlichen Analyse der Daten beteiligt. Diese Informationen sind nicht nur für das Verständnis des heutigen Klimas wichtig, sondern auch für die Planung weiterer Missionen – etwa im Hinblick auf Staubbelastung und andere atmosphärische Bedingungen, denen zukünftige Rover und auch Menschen auf der Marsoberfläche ausgesetzt sein werden.

Heimat und Arbeitsort des Rovers im Blick von Mars Express
Bereits vor der Landung von Perseverance hat die ESA-Raumsonde Mars Express – an der das DLR mit der hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) beteiligt ist – Aufnahmen und digitale Geländemodelle des Jezero-Kraters geliefert. Die HRSC an Bord von Mars Express kartierte die Region dreidimensional und dokumentierte das verzweigte Kanalsystem des ehemaligen Flussdeltas. Diese Daten aus der Umlaufbahn des Mars-Express-Orbiters lieferten im Vorfeld der Mission Mars 2020 wichtige geologische Informationen zur Auswahl des Landegebiets für Perseverance und bilden bis heute den großräumigen Kontext für die Untersuchungen durch den Rover vor Ort.

Ein Video mit einem simulierten Überflug über den Krater Jezero auf dem Mars ist in der Originalveröffentlichung auf der Seite des DLR verfügbar (bitte nach unten scrollen): Flug über den Krater Jezero – Landestelle der Mission Mars 2020

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• Rover Perseverance (Mars 2020) – Missionsphase auf dem Mars

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Quelle: NASA, JPL, 20. Dezember 2024.

20. Dezember 2024, Washington/Pasadena – Die mit Kratern übersäten Oberflächen vieler Himmelskörper in unserem Sonnensystem sind ein deutlicher Beweis dafür, dass sie seit 4,6 Milliarden Jahren von Meteoriten und anderem Weltraummüll zertrümmert werden. Doch auf einigen Welten, darunter der riesige Asteroid Vesta, der von der NASA-Mission Dawn erforscht wurde, weisen die Oberflächen auch tiefe Kanäle oder Rinnen auf, deren Ursprung nicht vollständig geklärt ist.

Eine Haupthypothese besagt, dass sie sich aus trockenen Geröllströmen gebildet haben, die durch geophysikalische Prozesse wie Meteoriteneinschläge und Temperaturschwankungen aufgrund der Sonneneinstrahlung verursacht wurden. Eine kürzlich von der NASA finanzierte Studie liefert jedoch Hinweise darauf, dass die Einschläge auf Vesta einen weniger offensichtlichen geologischen Prozess ausgelöst haben könnten: plötzliche und kurze Wasserströme, die Rinnen aushöhlten und Sedimentfächer ablagerten. In der Studie, die in der Fachzeitschrift Planetary Science Journal veröffentlicht wurde, wurde mit Hilfe von Laborgeräten, die die Bedingungen auf Vesta nachahmen, zum ersten Mal detailliert beschrieben, woraus die Flüssigkeit bestehen könnte und wie lange sie fließt, bevor sie gefriert.

Obwohl die Existenz von gefrorenen Soleablagerungen auf Vesta unbestätigt ist, haben Wissenschaftler zuvor die Hypothese aufgestellt, dass Meteoriteneinschläge Eis, das unter der Oberfläche von Welten wie Vesta lag, freigelegt und geschmolzen haben könnten. In diesem Szenario könnten die aus diesem Prozess resultierenden Ströme Rinnen und andere Oberflächenmerkmale geformt haben, die denen auf der Erde ähneln.

Aber wie könnten luftlose Welten – Himmelskörper ohne Atmosphäre, die dem intensiven Vakuum des Weltraums ausgesetzt sind – Flüssigkeiten lange genug auf ihrer Oberfläche beherbergen, damit sie fließen können? Ein solcher Prozess würde der Erkenntnis zuwiderlaufen, dass sich Flüssigkeiten im Vakuum schnell destabilisieren und in ein Gas verwandeln, wenn der Druck abfällt.

„Einschläge lösen nicht nur einen Flüssigkeitsstrom auf der Oberfläche aus, sondern die Flüssigkeiten sind auch lange genug aktiv, um bestimmte Oberflächenmerkmale zu erzeugen“, so Projektleiterin und Planetenforscherin Jennifer Scully vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, wo die Experimente durchgeführt wurden. „Aber für wie lange? Die meisten Flüssigkeiten werden auf diesen luftlosen Körpern, wo das Vakuum des Weltraums unnachgiebig ist, schnell instabil.“

Der kritische Bestandteil ist Natriumchlorid – Kochsalz. Die Experimente ergaben, dass reines Wasser unter Bedingungen wie denen auf Vesta fast sofort gefriert, während salzhaltige Flüssigkeiten mindestens eine Stunde lang flüssig bleiben. „Das ist lang genug, um die auf Vesta identifizierten Strömungsmerkmale zu bilden, die nach Schätzungen bis zu einer halben Stunde benötigen“, sagte der Hauptautor Michael J. Poston vom Southwest Research Institute in San Antonio.

Die 2007 gestartete Raumsonde Dawn reiste zum Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und umkreiste Vesta 14 Monate lang und Ceres fast vier Jahre lang. Bevor die Mission 2018 endete, entdeckte sie Hinweise darauf, dass Ceres ein unterirdisches Sole-Reservoir beherbergt und möglicherweise immer noch Sole aus seinem Inneren an die Oberfläche transportiert. Die neue Forschung bietet Einblicke in die Prozesse auf Ceres, konzentriert sich aber auf Vesta, wo Eis und Salze eine salzhaltige Flüssigkeit erzeugen können, wenn sie durch einen Einschlag erhitzt werden, so die Wissenschaftler.

Simulation von Vesta

Um Vesta-ähnliche Bedingungen, wie sie nach einem Meteoriteneinschlag auftreten würden, nachzubilden, stützten sich die Wissenschaftler auf eine Testkammer am JPL mit der Bezeichnung Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments (DUSTIE). Indem sie den Luftdruck in der Umgebung von Flüssigkeitsproben schnell verringerten, ahmten sie die Umgebung von Flüssigkeit nach, die an die Oberfläche gelangt. Reines Wasser gefror sofort, wenn es den Vakuumbedingungen ausgesetzt wurde. Salzhaltige Flüssigkeiten hingegen blieben länger in der Nähe und flossen weiter, bevor sie gefroren.

Die Solen, mit denen sie experimentierten, waren etwas mehr als ein paar Zentimeter tief; die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Ströme auf Vesta, die mehrere Meter tief sind, noch länger brauchen würden, um wieder einzufrieren.

Die Forscher waren auch in der Lage, die „Deckel“ aus gefrorenem Material nachzubilden, von denen man annimmt, dass sie sich auf Solen bilden. Die Deckel sind im Wesentlichen eine gefrorene Deckschicht, die die darunter liegende Flüssigkeit stabilisiert und sie vor dem Vakuum des Weltraums – oder in diesem Fall dem Vakuum der DUSTIE-Kammer – schützt und dafür sorgt, dass die Flüssigkeit länger fließt, bevor sie wieder gefriert.

Dieses Phänomen ähnelt dem, wie auf der Erde Lava in Lavaröhren weiter fließt, als wenn sie kühlen Oberflächentemperaturen ausgesetzt wäre. Es stimmt auch mit der Modellierungsforschung überein, die im Zusammenhang mit potenziellen Schlammvulkanen auf dem Mars und Vulkanen durchgeführt wurde, die möglicherweise eisiges Material aus Vulkanen auf dem Jupitermond Europa gespuckt haben.

„Unsere Ergebnisse tragen zu einer wachsenden Zahl von Arbeiten bei, die Laborexperimente nutzen, um zu verstehen, wie lange Flüssigkeiten auf einer Vielzahl von Welten bestehen“, sagte Scully.

Weitere Informationen über die Dawn-Mission der NASA finden Sie hier: https://science.nasa.gov/mission/dawn/

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• Dawn (Discovery 9) auf Delta II 7925H D327 von CC SLC-17B

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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

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

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

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

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

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

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

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

Prinz der jovianischen Gezeiten

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

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

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

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

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

Mehr über Juno

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

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

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Juno – Mission beim Jupiter

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

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

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

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

Was sich darunter verbirgt

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

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

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

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

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

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

Die Suche nach dem Normalen

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

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

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

Mehr über NISAR

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

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

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

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar)

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

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

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

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

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

Kurz gesagt: Vorbereitung und Kreativität.

Wir haben sie so konzipiert, dass sie nicht versagen

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

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

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

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

John Casani Voyager-Projektleiter, 1975-1977

Eine hochmoderne Energiequelle

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

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

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

Kreative Lösungen

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

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

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

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

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

Die interstellare Zukunft der Voyager-Sonden

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

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

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

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Voyager / Pioneer 10 + 11

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Quelle: NASA, JPL, 31. Oktober 2024.

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

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

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

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

Kosmische Ursprünge

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

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

Galaktische Ursprünge

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

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

Die Ursprünge des Wassers

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

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

Big Picture

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

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

Mehr über SPHEREx

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

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

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

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• SPHEREx-Weltraumteleskop auf Falcon 9

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Quelle: NASA, JPL, 29. Oktober 2024.

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

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

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

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

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

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

Zwei Instrumente, eine Mission

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

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

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

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

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

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

Mehr über Lunar Trailblazer

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

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

Weitere Informationen über Lunar Trailblazer finden Sie unter:

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

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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

Der Beitrag Wie der NASA-„Lunar Trailblazer“ die eisigen Geheimnisse des Mondes entschlüsseln könnte erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: NASA, 10. Oktober 2024.

Pasadena, 10. Oktober 2024 – Neue Forschungsergebnisse des Jet Propulsion Laboratory der NASA zeigen mögliche Anzeichen für einen felsigen, vulkanischen Mond, der einen 635 Lichtjahre von der Erde entfernten Exoplaneten umkreist. Der wichtigste Hinweis ist eine Natriumwolke, die sich den Ergebnissen zufolge in der Nähe des Exoplaneten befindet, aber nicht synchron mit dem Gasriesen von der Größe eines Saturns namens WASP-49 b. Allerdings sind weitere Untersuchungen erforderlich, um das Verhalten der Wolke zu bestätigen. In unserem Sonnensystem verursachen die Gasemissionen von Jupiters vulkanischem Mond Io ein ähnliches Phänomen.

Obwohl noch keine Exomonde (Monde von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems) bestätigt wurden, gibt es mehrere Kandidaten. Es ist wahrscheinlich, dass diese planetarischen Begleiter bisher unentdeckt geblieben sind, weil sie zu klein und zu schwach sind, um von aktuellen Teleskopen entdeckt zu werden.

Die Natriumwolke um WASP-49 b wurde erstmals 2017 entdeckt und erregte die Aufmerksamkeit von Apurva Oza, der früher als Postdoktorand am Jet Propulsion Laboratory der NASA tätig war und jetzt als Wissenschaftler am Caltech arbeitet, das das JPL leitet. Oza hat jahrelang untersucht, wie Exomonde anhand ihrer vulkanischen Aktivität entdeckt werden könnten. Io zum Beispiel, der vulkanischste Körper in unserem Sonnensystem, spuckt ständig Schwefeldioxid, Natrium, Kalium und andere Gase aus, die riesige Wolken um Jupiter bilden können, die bis zum 1.000-fachen des Radius des Riesenplaneten reichen. Es ist möglich, dass Astronomen, die ein anderes Sternensystem beobachten, eine Gaswolke wie die von Io entdecken könnten, selbst wenn der Mond selbst zu klein wäre, um ihn zu sehen.

Sowohl WASP-49 b als auch sein Stern bestehen größtenteils aus Wasserstoff und Helium, mit Spuren von Natrium. Keiner von beiden enthält genug Natrium, um die Wolke zu erklären, die von einer Quelle zu stammen scheint, die etwa 100.000 Kilogramm Natrium pro Sekunde produziert. Selbst wenn der Stern oder der Planet so viel Natrium produzieren könnte, ist unklar, durch welchen Mechanismus es ins All geschleudert werden könnte.

Könnte die Quelle ein vulkanischer Exomond sein? Oza und seine Kollegen machten sich daran, diese Frage zu beantworten. Die Arbeit erwies sich sofort als schwierig, denn aus so großer Entfernung überschneiden sich Stern, Planet und Wolke oft und nehmen denselben winzigen, weit entfernten Punkt im Raum ein. Daher musste das Team das System über einen längeren Zeitraum beobachten.

Eine Wolke, die sich bewegt

In einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde, fand das Team mehrere Hinweise, die darauf hindeuten, dass die Wolke von einem separaten Körper erzeugt wird, der den Planeten umkreist, obwohl weitere Untersuchungen erforderlich sind, um das Verhalten der Wolke zu bestätigen. Zweimal zeigten ihre Beobachtungen beispielsweise, dass sich die Wolke plötzlich vergrößerte, als würde sie aufgetankt, wenn sie nicht in der Nähe des Planeten war.

Sie beobachteten auch, dass sich die Wolke schneller als der Planet bewegte, was unmöglich erscheint, wenn sie nicht von einem anderen Körper erzeugt wird, der sich unabhängig vom Planeten und schneller als dieser bewegt.

„Wir denken, dass dies ein wirklich entscheidender Beweis ist“, sagte Oza. „Die Wolke bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung, die sie laut Physik einschlagen müsste, wenn sie Teil der Planetenatmosphäre wäre.“

Obwohl diese Beobachtungen das Forschungsteam fasziniert haben, sagen sie, dass sie das System länger beobachten müssten, um sich über die Umlaufbahn und die Struktur der Wolke sicher zu sein.

Eine Chance für vulkanische Wolken

Für einen Teil ihrer Nachforschungen nutzten die Forscher das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile. Ozas Mitautorin Julia Seidel, Forschungsstipendiatin am Observatorium, stellte fest, dass sich die Wolke hoch über der Atmosphäre des Planeten befindet, ähnlich wie die Gaswolke, die Io um Jupiter erzeugt.

Sie verwendeten auch ein Computermodell, um das Szenario des Exomonds zu veranschaulichen und es mit den Daten zu vergleichen. Der Exoplanet WASP-49 b umkreist den Stern alle 2,8 Tage mit einer uhrmacherischen Regelmäßigkeit, aber die Wolke erschien und verschwand in scheinbar unregelmäßigen Abständen hinter dem Stern oder hinter dem Planeten. Anhand ihres Modells zeigten Oza und sein Team, dass ein Mond mit einer achtstündigen Umlaufbahn um den Planeten die Bewegung und Aktivität der Wolke erklären könnte, einschließlich der Art und Weise, wie sie sich manchmal vor dem Planeten zu bewegen schien und nicht mit einer bestimmten Region des Planeten verbunden zu sein schien.

„Die Beweise sind sehr überzeugend, dass diese Wolke von etwas anderem als dem Planeten und dem Stern erzeugt wird“, sagte Rosaly Lopes, eine Planetengeologin am JPL, die zusammen mit Oza die Studie verfasst hat. „Die Entdeckung eines Exomonds wäre etwas ganz Besonderes, und aufgrund von Io wissen wir, dass ein vulkanischer Exomond möglich ist.“

Ein gewaltsames Ende

Auf der Erde werden Vulkane durch die Hitze im Kern angetrieben, die von der Entstehung des Planeten übrig geblieben ist. Die Vulkane auf Io hingegen werden durch die Schwerkraft des Jupiters angetrieben, die den Mond zusammenpresst, wenn er sich dem Planeten nähert, und die dann nachlässt, wenn sich der Mond entfernt. Diese Biegung heizt das Innere des kleinen Mondes auf, was zu einem Prozess führt, der als Gezeitenvulkanismus bezeichnet wird.

Wenn WASP-49 b einen Mond von ähnlicher Größe wie die Erde hat, schätzen Oza und sein Team, dass der rasche Masseverlust in Verbindung mit dem Druck der Schwerkraft des Planeten schließlich zu seinem Zerfall führen wird.

„Wenn es dort wirklich einen Mond gibt, wird er ein sehr zerstörerisches Ende haben“, sagt Oza.

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Die Suche nach Exomonden

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Quelle: NASA, 14. Oktober 2024

Washington, 14. Oktober 2024 – Europa Clipper ist das größte Raumschiff, das die NASA je für eine Mission zu einem anderen Planeten gebaut hat, und die erste NASA-Mission zur Erforschung einer Ozeanwelt außerhalb der Erde. Die Sonde wird 2,9 Milliarden Kilometer (1,8 Milliarden Meilen) auf einer Flugbahn zurücklegen, die die Schwerkraftwirkung eines nahen Vorbeiflugs nutzt, um in vier Monaten zunächst den Mars zu erreichen und dann für einen weiteren Vorbeiflug im Jahr 2026 zur Erde zurückzukehren. Nach dem Beginn der Umkreisung des Jupiters im April 2030 wird die Sonde 49 Mal an Europa vorbeifliegen.

„Herzlichen Glückwunsch an unser Europa-Clipper-Team für den Beginn der ersten Reise zu einer Ozeanwelt jenseits der Erde“, sagte NASA-Administrator Bill Nelson. „Die NASA ist weltweit führend in der Erforschung und Entdeckung, und die Europa Clipper-Mission ist nicht anders. Durch die Erforschung des Unbekannten wird Europa Clipper uns helfen, besser zu verstehen, ob es nicht nur in unserem Sonnensystem, sondern auch auf den Milliarden von Monden und Planeten jenseits unserer Sonne Leben geben könnte.“

Etwa fünf Minuten nach dem Start zündete die zweite Stufe der Rakete, und die Nutzlastverkleidung, d. h. der Nasenkonus der Rakete, öffnete sich und gab den Blick auf Europa Clipper frei. Etwa eine Stunde nach dem Start trennte sich das Raumfahrzeug von der Rakete. Die Bodenkontrolleure empfingen kurz darauf ein Signal, und um 13.13 Uhr wurde eine Zwei-Wege-Kommunikation mit der Deep Space Network-Einrichtung der NASA in Canberra, Australien, hergestellt. Die Missionsteams feierten, da die ersten Telemetrieberichte zeigten, dass Europa Clipper in gutem Zustand ist und wie erwartet funktioniert.

„Wir könnten nicht aufgeregter sein für die unglaublichen und noch nie dagewesenen wissenschaftlichen Ergebnisse, die die Europa Clipper-Mission der NASA in den kommenden Generationen liefern wird“, sagte Nicky Fox, Associate Administrator, Science Mission Directorate im NASA-Hauptquartier in Washington. „Alles in der NASA-Wissenschaft ist miteinander verbunden, und die wissenschaftlichen Entdeckungen von Europa Clipper werden auf dem Vermächtnis aufbauen, das unsere anderen Missionen zur Erforschung des Jupiters – einschließlich Juno, Galileo und Voyager – bei der Suche nach bewohnbaren Welten jenseits unseres Heimatplaneten geschaffen haben.“

Das Hauptziel der Mission ist es, festzustellen, ob auf Europa Bedingungen herrschen, die Leben ermöglichen könnten. Europa ist etwa so groß wie unser eigener Mond, aber sein Inneres ist anders. Informationen der Galileo-Mission der NASA aus den 1990er Jahren lieferten deutliche Hinweise darauf, dass sich unter dem Eis von Europa ein riesiger, salziger Ozean befindet, der mehr Wasser enthält als alle Ozeane der Erde zusammen. Die Wissenschaftler haben auch Hinweise darauf gefunden, dass Europa unter seiner Oberfläche organische Verbindungen und Energiequellen beherbergen könnte.

Wenn die Mission feststellt, dass Europa lebensfreundlich ist, könnte dies bedeuten, dass es mehr bewohnbare Welten in unserem Sonnensystem und darüber hinaus gibt, als man sich vorstellen kann.

„Wir sind begeistert, Europa Clipper auf den Weg zu schicken, um eine potenziell bewohnbare Ozeanwelt zu erforschen, und danken unseren Kollegen und Partnern, die so hart gearbeitet haben, um uns zu diesem Tag zu bringen“, sagte Laurie Leshin, Direktorin des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Europa Clipper wird zweifelsohne erstaunliche wissenschaftliche Ergebnisse liefern. Auch wenn es immer bittersüß ist, etwas, an dem wir jahrelang gearbeitet haben, auf die lange Reise zu schicken, wissen wir, dass dieses bemerkenswerte Team und die Raumsonde unser Wissen über unser Sonnensystem erweitern und künftige Forschungen inspirieren werden.“

Im Jahr 2031 wird die Sonde mit ihren Vorbeiflügen an Europa beginnen, die der Wissenschaft gewidmet sind. Europa Clipper nähert sich der Oberfläche bis auf 25 Kilometer und ist mit neun wissenschaftlichen Instrumenten und einem Schwerkraftexperiment ausgestattet, darunter ein eisdurchdringendes Radar, Kameras und ein Wärmeinstrument, mit dem sich Bereiche mit wärmerem Eis und etwaige kürzliche Wasserausbrüche aufspüren lassen. Es handelt sich um die anspruchsvollste Gruppe von wissenschaftlichen Instrumenten, die die NASA je zum Jupiter geschickt hat, und sie werden zusammenarbeiten, um mehr über die Eishülle, die dünne Atmosphäre und das tiefe Innere des Mondes zu erfahren.

Um diese Instrumente bei dem schwachen Sonnenlicht, das den Jupiter erreicht, mit Energie zu versorgen, trägt Europa Clipper auch die größten Solargeneratoren, die die NASA je für eine interplanetare Mission eingesetzt hat. Mit ausgefahrenen Solarzellen überspannt die Sonde 30,5 Meter (100 Fuß) von Ende zu Ende. Mit Treibstoff beladen wiegt es etwa 5.900 Kilogramm (13.000 Pfund).

Insgesamt haben mehr als 4.000 Menschen an der Europa Clipper-Mission mitgewirkt, seit sie 2015 offiziell genehmigt wurde.

„Während Europa Clipper seine Reise antritt, denke ich an die unzähligen Stunden des Engagements, der Innovation und der Teamarbeit, die diesen Moment möglich gemacht haben“, sagte Jordan Evans, Projektmanager am NASA JPL. „Dieser Start ist nicht nur das nächste Kapitel in unserer Erforschung des Sonnensystems, sondern auch ein Sprung zur Entdeckung der Geheimnisse einer anderen Ozeanwelt, angetrieben von unserer gemeinsamen Neugier und der ständigen Suche nach einer Antwort auf die Frage ‚Sind wir allein?’“

Mehr über Europa Clipper
Die drei wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von Europa Clipper sind die Bestimmung der Dicke der Eishülle des Mondes und seiner Wechselwirkungen mit dem darunter liegenden Ozean, die Untersuchung seiner Zusammensetzung und die Charakterisierung seiner Geologie. Die detaillierte Erforschung von Europa wird den Wissenschaftlern helfen, das astrobiologische Potenzial bewohnbarer Welten außerhalb unseres Planeten besser zu verstehen.

Unter der Leitung des Caltech in Pasadena, Kalifornien, leitet das NASA JPL die Entwicklung der Europa-Clipper-Mission in Partnerschaft mit dem Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Der Hauptkörper des Raumfahrzeugs wurde vom APL in Zusammenarbeit mit dem NASA JPL und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, dem Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, und dem Langley Research Center der NASA in Hampton, Virginia, entwickelt. Das Planetary Missions Program Office in Marshall ist für das Programmmanagement der Europa Clipper-Mission zuständig.

Das bei der NASA Kennedy angesiedelte Launch Services Program der NASA verwaltete den Startservice für das Europa Clipper-Raumschiff.

Weitere Informationen über die Europa-Clipper-Mission der NASA finden Sie hier:

https://science.nasa.gov/mission/europa-clipper/

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Europa Clipper (EC) zum Jupitermond Europa auf FH (B1064.6/B1089.1/B1065.6)

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Quelle: NASA, 12. Oktober 2024

Pasadena, 12. Oktober 2024 – Tief unten, in einem Ozean unter seiner Eiskruste, könnte der Jupitermond Europa gemäßigt und nährstoffreich sein, eine ideale Umgebung für eine Form von Leben – was Wissenschaftler als „bewohnbar“ bezeichnen würden. Die Europa-Clipper-Mission der NASA will das herausfinden.

Die langgestreckte Umlaufbahn von Europa Clipper um den Jupiter minimiert die Strahlenbelastung des Raumschiffs und ermöglicht es ihm, nahe an Europa vorbeizufliegen. Mit Hilfe einer beeindruckenden Reihe von Instrumenten werden die Wissenschaftler bei jedem der 49 Vorbeiflüge der Mission „sehen“ können, wie dick die Eishülle des Mondes ist, und ein tieferes Verständnis für den riesigen Ozean darunter gewinnen. Sie werden eine Bestandsaufnahme des Materials auf der Oberfläche machen, das von unten heraufgekommen sein könnte, nach den Fingerabdrücken organischer Verbindungen suchen, die die Bausteine des Lebens bilden, und Proben von Gasen nehmen, die vom Mond ausgestoßen werden, um Hinweise auf Bewohnbarkeit zu erhalten.

Die Wissenschaftler der Mission werden die Ergebnisse analysieren und unter der gefrorenen Hülle des Mondes nach Anzeichen für eine Wasserwelt suchen, die Leben beherbergen könnte.

„„Es ist wichtig für uns, uns ein Bild davon zu machen, wie dieser fremde Ozean aussieht – die Art von Chemie oder sogar Biochemie, die dort stattfinden könnte“, sagte Morgan Cable, ein Astrobiologe und Mitglied des Europa Clipper-Wissenschaftsteams am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, das die Mission leitet.

Untersuchung von Eis

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Suche nach den Arten von Salzen, Eis und organischem Material, die die wichtigsten Bestandteile einer bewohnbaren Welt ausmachen. Hier kommt ein Bildgebungsgerät namens MISE (Mapping Imaging Spectrometer for Europa) zum Einsatz. Das MISE arbeitet im Infrarotbereich und zerlegt das reflektierte Licht in verschiedene Wellenlängen, um die entsprechenden Atome und Moleküle zu identifizieren.

Mit dem ebenfalls im Infrarotbereich arbeitenden Instrument E-THEMIS (Europa Thermal Emission Imaging System) soll außerdem versucht werden, potenzielle heiße Stellen in der Nähe der Oberfläche von Europa zu lokalisieren, an denen Fontänen tiefes Ozeanmaterial an die Oberfläche bringen könnten.

Das EIS (Europa Imaging System) hat die Aufgabe, mit einer Schmal- und einer Breitbildkamera detailgenaue Bilder von Europas Oberfläche aufzunehmen. „Die EIS-Kameras werden uns unglaublich hochauflösende Bilder liefern, um zu verstehen, wie sich die Oberfläche von Europa entwickelt hat und weiter verändert“, so Cable.

Gase und Körner

Die Cassini-Mission der NASA entdeckte in der Nähe des Südpols des eisbedeckten Saturnmondes Enceladus eine riesige Wasserdampffahne, die aus mehreren Quellen austrat. Auch Europa könnte neblige Wasserfontänen ausstoßen, die aus seinem Ozean oder aus Reservoirs in seiner Hülle stammen. Das Europa-UVS (Europa Ultraviolet Spectrograph) genannte Instrument von Europa Clipper wird nach Wasserfahnen suchen und kann jedes Material untersuchen, das in den Weltraum entweichen könnte.

Unabhängig davon, ob es auf Europa Fontänen gibt oder nicht, hat die Sonde zwei Instrumente an Bord, mit denen die geringe Menge an Gas- und Staubpartikeln analysiert werden kann, die durch Einschläge von Mikrometeoriten und hochenergetischen Teilchen von der Mondoberfläche ausgestoßen werden: MASPEX (MAss SPectrometer for Planetary EXploration/Europa) und SUDA (SUrface Dust Analyzer) werden die winzigen Materialstücke einfangen, die von der Oberfläche ausgeworfen werden, und sie in geladene Teilchen umwandeln, um ihre Zusammensetzung zu ermitteln.

„Die Raumsonde wird Gas und Körner untersuchen, die von Europa kommen, indem sie ihre Zunge herausstreckt und diese Körner schmeckt und diese Gase einatmet“, so Cable.

Von innen und außen

Die Mission wird auch die äußere und innere Struktur von Europa auf verschiedene Weise untersuchen, da beide weitreichende Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit des Mondes haben.

Um Aufschluss über die Dicke der Eishülle und die Existenz eines Ozeans sowie dessen Tiefe und Salzgehalt zu erhalten, wird die Mission das induzierte Magnetfeld des Mondes mit dem ECM (Europa Clipper Magnetometer) messen und diese Daten mit Messungen elektrischer Ströme von geladenen Teilchen, die um Europa herumfließen, kombinieren – Daten, die von PIMS (Plasma Instrument for Magnetic Sounding) geliefert werden.

Darüber hinaus werden die Wissenschaftler mit Hilfe von REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding to Near-surface), das bis zu 29 Kilometer tief in die Schale eindringt, nach Details suchen – vom Vorhandensein eines Ozeans bis hin zur Struktur und Topografie des Eises, das selbst eine potenziell bewohnbare Umgebung darstellt. Die Messung der Veränderungen, die Europas Schwerkraft in den Radiosignalen verursacht, soll helfen, die Eisdicke und die Tiefe des Ozeans zu bestimmen.

„Nicht eishaltige Materialien auf der Oberfläche könnten in tiefe, salzhaltige Wassertaschen innerhalb der Eishülle gelangen“, sagte Steve Vance, ein Astrobiologe und Geophysiker, der auch Mitglied des Europa-Clipper-Wissenschaftsteams am JPL ist. „Einige könnten groß genug sein, um als Seen oder zumindest als Teiche angesehen zu werden.

Die Verwendung der gesammelten Daten zur Erstellung umfangreicher Computermodelle der inneren Struktur Europas könnte auch Aufschluss über die Zusammensetzung des Ozeans geben und Schätzungen seines Temperaturprofils ermöglichen, so Vance.

Welche Bedingungen auch immer entdeckt werden, die Ergebnisse werden ein neues Kapitel in der Suche nach Leben jenseits der Erde aufschlagen. „Es ist fast sicher, dass Europa Clipper genauso viele oder mehr Fragen aufwerfen wird, als es beantwortet – eine ganz andere Klasse als die, an die wir in den letzten 25 Jahren gedacht haben“, sagte Vance.

Mehr über Europa Clipper

Die drei wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von Europa Clipper sind die Bestimmung der Dicke der Eishülle des Mondes und seiner Wechselwirkungen mit dem darunter liegenden Ozean, die Untersuchung seiner Zusammensetzung und die Charakterisierung seiner Geologie. Die detaillierte Erforschung von Europa wird den Wissenschaftlern helfen, das astrobiologische Potenzial bewohnbarer Welten außerhalb unseres Planeten besser zu verstehen.

Um mehr über die wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Europa Clipper und die Institutionen, die sie zur Verfügung stellen, zu erfahren, besuchen Sie

https://science.nasa.gov/mission/europa-clipper/spacecraft-instruments/

Unter der Leitung des Caltech in Pasadena, Kalifornien, leitet das Jet Propulsion Laboratory der NASA die Entwicklung der Europa Clipper Mission in Zusammenarbeit mit dem Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Das APL hat den Hauptkörper des Raumfahrzeugs in Zusammenarbeit mit dem JPL und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, dem Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, und dem Langley Research Center der NASA in Hampton, Virginia, entwickelt. Das Planetary Missions Program Office in Marshall ist für das Programmmanagement der Europa Clipper-Mission zuständig.

Das Launch Services Program der NASA mit Sitz in Kennedy verwaltet den Startservice für das Europa Clipper-Raumschiff, das mit einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete vom Launch Complex 39A in Kennedy starten wird.

Weitere Informationen über Europa finden Sie hier:

https://science.nasa.gov/mission/europa-clipper/

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Europa Clipper (EC) zum Jupitermond Europa

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Quelle: GFZ 13. Juni 2024.

13. Juni 2024 – Mittlerweile planen die US-Weltraumbehörde NASA, die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), und das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ die dritte Generation, weil die Messungen völlig neue Einblicke in das System Erde und vor allem in den globalen Wasserkreislauf ermöglicht haben.

Hochrangige Delegation aus den USA besucht Deutschland
Auf Einladung der Koordinatorin der Bundesregierung für die Luft- und Raumfahrt, Dr. Anna Christmann, war eine hochrangige US-Delegation anlässlich der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung ILA (5.-9. Juni) ins Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) nach Berlin gekommen. Der geschäftsführende Sekretär des Nationalen Weltraumrates der USA, Chirag Parikh, führte die Delegation an. In einem eigenen Panel stellten Forschende des Jet Propulsion Laboratory der NASA und des GFZ den Teilnehmenden des Raumfahrtdialogs das Messprinzip und die wissenschaftlichen Erfolge der Missionen GRACE (2002 bis 2017) und GRACE Follow-On (seit 2018 im All) vor. GRACE-C soll voraussichtlich 2028 starten, das C steht für Continuity.

Wie Wassermassen vom Weltall aus gemessen werden
GRACE misst Massenveränderungen auf und in der Erde, indem es deren Effekt auf ein Satelliten-Duo aufzeichnet, das mit 220 Kilometer Abstand (das entspricht in etwa der Entfernung von Berlin und Jena) hintereinander unseren Planeten in rund 500 Kilometer Höhe umkreist. Wird ein Satellit schneller, weil er als erstes auf ein massereiches Objekt zufliegt, vergrößert sich der Abstand um Bruchteile einer Haaresbreite. Mittels Mikrowellen und seit GRACE Follow-On auch per Laser-Interferometrie können diese Abstandsänderungen gemessen werden. Hinzu kommen GPS-Empfänger an Bord sowie Beschleunigungsmesser, um einerseits die Position der Satelliten zu bestimmen und andererseits Bremseffekte zu erkennen, die etwa durch Reibung an atmosphärischen Teilchen entstehen.

Aus all diesen Daten errechnen die Forschenden monatliche Karten der globalen Änderungen der Erdanziehungskraft und der dazugehörigen Massenveränderungen. Diese beinhalten Variationen im Grundwasser, der Bodenfeuchte, von Oberflächengewässern oder Schnee- und Eisbedeckung. Mit Hilfe von komplementären Beobachtungen oder Modelldaten lassen sich so aus GRACE-Daten einzigartig beispielsweise Grundwasserveränderungen global und auf monatlicher Basis ableiten.

Lange Zeitreihen sind essenziell
Die Messungen seit mehr als 22 Jahren zeigen zum Beispiel für Grönland einen dramatischen Verlust an Eismasse: mehr als 250 Milliarden Tonnen jedes Jahr. Aber auch Deutschland hat in den vergangenen zwei Jahrzehnten Wassermasse verloren. Trotz des nassen Jahres 2023 fehlen nach den schweren Dürrejahren seit 2018 immer noch rund 10 Milliarden Tonnen im Gesamtwasserspeicher.

Für die Raumfahrtkoordinatorin der Bundesregierung ist GRACE-C „ein Schlüsselprojekt“. Anna Christmann sagte: „Wir brauchen Langzeitstudien, um das Klima zu verstehen. Die Datensammlung zum globalen Wasserhaushalt der Erde, die durch die GRACE-Satelliten seit über 20 Jahren erzeugt wird, ist daher von enormer Bedeutung. GRACE-C ist deshalb auch ein wichtiges Schlüsselprojekt der neuen Raumfahrtstrategie der Bundesregierung, da es in den Handlungsfeldern Klimaschutz und internationale Zusammenarbeit große Beiträge zur Umsetzung der Ziele leistet. Die Mission ist ein absolutes Leuchtturmprojekt.“

Auch Susanne Buiter, wissenschaftliche Vorständin des GFZ, betonte die Bedeutung der langen Zeitreihen: Ziel sei es, mit dem Start von GRACE-C voraussichtlich im Jahr 2028 dann eine Klimaperiode von insgesamt 30 Jahren erfassen zu können. Sie lenkte den Blick noch einmal auf das revolutionäre Messprinzip und dessen Geschichte, die auch mit dem ersten Satelliten des GFZ verbunden sei. GFZ-1 war 1995 von der russischen Raumstation „Mir“ aus ins All gebracht worden und kreiste fünf Jahre lang so tief um die Erde, dass die Auswirkungen des Schwerefelds deutlich messbar seine Bahn beeinflussten. „Dass wir aus Schwerefelddaten einmal die Folgen der Erderwärmung und insbesondere Veränderungen im globalen Wasserkreislauf wie Dürren, Grundwasservariationen oder Eismassenverluste so genau würden bestimmen können, war damals kaum zu glauben. Und heute blicken wir auf mehr als zwei Jahrzehnte mit monatlichen Schwerefeldkarten zurück“, sagte Susanne Buiter.

Dr. Jens Brandenburg, Parlamentarischer Staatssekretär im BMBF, hob bei der gemeinsamen Pressekonferenz hervor, dass die Forschung weltweit von den gewonnenen Daten profitiere: „GRACE und GRACE-FO gehören zu den am häufigsten zitierten Missionen in den Berichten des Weltklimarates IPCC. Tausende von wissenschaftlichen Publikationen basieren auf den Daten der beiden Satelliten-Duos. Dies unterstreicht die herausragende internationale Vernetzung der deutschen Erdsystemforschung und die hohe Bedeutung der GRACE-Missionen. So können durch den Klimawandel bedingte Veränderungen dokumentiert und mit mehrjährigem Vorlauf Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung geplant werden.“

Dr. Walther Pelzer, Vorstand der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, lenkte den Blick auf die deutsch-amerikanische Kooperation. Die Partnerschaft zwischen dem Jet Propulsion Laboratory der NASA und den deutschen Partnern „ist ein Zeichen für die Qualität der Raumfahrtindustrie und -wissenschaft in Deutschland“, so Pelzer.

Hintergrund zu GRACE-C
Der deutsche Beitrag wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter Beteiligung des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) in Potsdam und des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) in Hannover umgesetzt. Gebaut werden die beiden Satelliten im Auftrag des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) bei Airbus in Friedrichshafen.

Herzstück der GRACE-C-Mission ist dabei die präzise Messung von winzigen Abstandsabweichungen zwischen den beiden Satelliten auf ihrem Weg um unsere Erde. Bei GRACE-C wird diese Entfernung mittels Laser-Interferometrie bestimmt. Wichtige Teile des Instruments kommen dabei von der SpaceTech GmbH in Immenstaad (STI), unterstützt vom Albert-Einstein-Institut in Hannover im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Das GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam wird für den Aufbau und die Durchführung der wissenschaftlichen Auswertungen im sogenannten Science Data System (SDS) auf deutscher Seite zuständig sein. In der Betriebsphase nach dem Start der beiden Satelliten wird das GFZ für den operationellen Betrieb, also die permanente Überwachung und Steuerung der Instrumente und der Satelliten von GRACE-C, verantwortlich sein. Wie bereits bei GRACE und GRACE-FO werden auch die beiden GRACE-C Satelliten, im Auftrag des GFZ, nach dem Start durch das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum im DLR (GSOC) in Oberpfaffenhofen gesteuert.

Weitere Informationen zu den GRACE-Satellitenmissionen stellen wir Ihnen über unser neues Informationsportal bereit:
www.globalwaterstorage.info

Insbesondere werden hier die relevanten Informationen zur globalen Wasserverfügbarkeit gebündelt, deren Grundlage die Daten der GFZ/NASA-Satellitenmissionen GRACE und GRACE-FO sind.
In anschaulich dargestellten Artikeln und Blogbeiträgen beschreiben die Wissenschaftler:innen viel Wissenswertes rund um das einzigartige Messprinzip, und stellen wichtige Forschungsergebnisse über ausgewählte Karten, Grafiken oder Animationen dar.

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• GRACE-C

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