Am 9. März 1979 blickte die Astronomin Linda Morabito-Kelly auf eine Aufnahme der Raumsonde Voyager 1 und traute ihren Augen nicht. Erst vier Tage zuvor war die NASA-Mission auf ihrer großen Tour durchs Planetensystem am Jupiter und seinen Monden vorbeigeflogen und hatte dabei nicht nur den Gasriesen, sondern auch seine Monde fotografiert. Als Voyager ein paar letzte Bilder aus der Ferne machte, erschien nun über dem Mond Io eine gewaltige schirmförmige Wolke.
Der Vulkanausbruch auf Io gilt bis heute als eine der überraschendsten Entdeckungen der Raumfahrtgeschichte. Sie hat gezeigt, dass der jupiternächste Mond keine lange erkaltete und verkraterte Welt ist, wie etwa der Mond der Erde. Io ist stattdessen eine Vulkan-Wunderwelt: Auf seiner Oberfläche brodeln über 250 Vulkane. Es gibt mehrere Lavaseen, von denen der größe 180 Kilometer misst. Und Aschewolken können schon mal ein Drittel seines Durchmesser überspannen.
Karl erzählt in dieser Podcastfolge, was seit 1979 über Io in Erfahrung gebracht wurde – und warum das für Planetenforscherinnen und -forscher heute immer interessanter wird: Denn die vulkanische Aktivität auf Io kann auch etwas über ferne Exoplaneten verraten und genauso über die frühe und vulkanisch aktive Geschichte der Erde und anderer unserer planetaren Nachbarn.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist ein Podcast der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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Quelle: SiMaG e.V.. 29. August 2022.

29. August 2022 – Im kommenden Jahr hat der markgräfliche Hofastronom Simon Marius 450. Geburtstag und im Jahr darauf 400. Todestag. Die Simon Marius Gesellschaft nimmt beide Jubiläen zum Anlass, im Jahr 2024 an den süddeutschen Astronomen zu erinnern und ruft ein internationales Jubiläumsjahr unter dem Titel „Simon Marius 1573 – 1624“ aus. Sternwarten und Planetarien, nationale wie internationale Vereine und Institutionen von professioneller Wissenschaft wie Amateurastronomie sowie öffentliche Einrichtungen und Einzelpersonen sind eingeladen mitzuwirken.

Ein Einzelprojekt ist die Bewerbung um eine Sonderbriefmarke beim Bundesministerium der Finanzen. Wer die Aktion unterstützen möchte, kann sich bis 15. September an LC5@bmf.bund.de wenden und für 2024 eine Marius-Marke vorschlagen. Marius ist der einzige deutsche Astronom von Rang, der noch nie mit einer Briefmarke geehrt wurde. Jeder kann mit seiner Beteiligung an der Aktion dazu beitragen, dass Simon Marius ein Andenken in Briefmarkenform geschenkt wird. Der nächste Anlass wäre 2073.

Simon Marius entdeckte unabhängig von Galileo Galilei ebenfalls im Januar 1610 die vier großen Monde des Jupiters. Sie belegen, dass sich nicht alle Himmelskörper um die Erde drehen. Auf dem Weg vom geo- zum heliozentrischen Weltbild vertritt Marius ein interessantes Zwischenmodell.

Hintergrund
Simon Marius (1573 – 1624) war markgräflicher Hofastronom in Ansbach (Mittelfranken) und entdeckte unabhängig von Galileo Galilei Jupitermonde und Venusphasen – wichtige Argumente für das heliozentrische Weltsystem, das 1610 noch nicht beweisbar war. Da ihn Galilei – wie man heute weiß – zu Unrecht des Plagiats bezichtigte, wurde der Franke von der Wissenschaftsgeschichte weitgehend vergessen. Die Simon Marius Gesellschaft pflegt das wissenschaftliche Erbe, regt die Forschung mit Vorträgen und Publikationen an und betreibt das Marius-Portal www.simon-marius.net, das alle Werke von Marius, die Sekundärliteratur, Berichterstattung, Interneteinträge und Veranstaltungen verzeichnet.

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Quelle: Universität zu Köln.

27. Juli 2021 – Bisher war bekannt, dass Ganymed eine dünne Atmosphäre aus Sauerstoff besitzt. Nun hat ein internationales Team unter Beteiligung des Kölner Geophysikers Joachim Saur nachgewiesen, dass auf der sonnenbeschienenen Seite des Mondes eine Wasserdampfatmosphäre vorhanden ist, die zur Mittagszeit auf dem Mond fünf Mal dichter ist als die Sauerstoffatmosphäre. Die Publikation erschien in der Zeitschrift Nature Astronomy unter dem Titel: A sublimated water atmosphere on Ganymede detected from Hubble Space Telescope observations.

Der Jupitermond Ganymed, der größte Mond unseres Sonnensystems, ist ein Eismond, dessen Oberfläche vornehmlich aus gefrorenem Wasser besteht. Unter der Eisoberfläche befindet sich ein riesiges Reservoir aus flüssigem Wasser. Die Wasserdampf-Atmosphäre entsteht durch Sublimation von gefrorenem Wasser. Dies ist ein Prozess, der auch vom Erwärmen von Trockeneis bekannt ist, bei dem tiefgefrorenes Kohlendioxid gasförmig wird, wenn es aufgewärmt wird. Die Entdeckung der Wasserdampfatmosphäre gelang mittels Beobachtungen des Hubble Weltraum Teleskops unter Leitung von Dr. Lorenz Roth von der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) Stockholm. Dazu wurden Spektren der Atmosphäre im ultravioletten Licht unter normalen Ganymed-Bedingungen und während einer Jupiterfinsternis des Mondes verglichen: Wasser- und Sauerstoff-Moleküle werden durch solare Photonen oder durch energiereiche Elektronen in ihre Atome gespaltet und zum Leuchten bei verschiedenen Wellenlängen angeregt. Aus den gemessen Lichtintensitäten bei den verschiedenen Wellenlängen kann die Zusammensetzung der Atmosphäre abgeleitet werden.

Die Wasserdampf- und Sauerstoff-Atmosphären auf dem Mond sind sehr dünn und nicht zum Atmen geeignet. Die Oberflächentemperatur von Ganymed am Mittagspunkt ist zudem eisige minus 120 Grad Celsius kalt und auf der Nachtseite noch frostiger.

„Nach jetzigem Wissensstand ist nicht davon auszugehen, dass die Wasseratmosphäre durch das Wasserreservoir unter der Eisoberfläche gespeist wird“, erklärt Professor Saur. „Die Kenntnis der Wasserdampf-Atmosphäre ist jedoch sehr wichtig, um andere Beobachtungen des Mondes, die auch die Charakterisierung des Ozeans betreffen, richtig einschätzen zu können.“

Der Mond Ganymed ist das Hauptziel der ESA-Raumsonde JUICE, die im Jahr 2029 im Jupiter-System ankommen wird. Diese Mission soll den Mond weiter vermessen, um dessen unter der Eisoberfläche liegenden Ozean, die Polarlichter von Ganymed und sein Magnetfeld besser zu verstehen. Ganymed ist der einzige bekannte Mond mit einem eigenen Magnetfeld und Polarlichtovalen. Die Charakterisierung des Jupitermondes und seines Ozeans erfolgt zurzeit auch im Rahmen des ERC Projects EXO-OCEANS von Joachim Saur.

Veröffentlichung:
A sublimated water atmosphere on Ganymede detected from Hubble Space Telescope observations

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Quelle: SiMaG e.V.

Erstmals gibt es einen Kurzfilm, der in zwei Minuten den Werdegang und die wichtigsten Forschungsergebnisse des markgräflichen Hofastronomen Simon Marius vorstellt. Der Animationsfilm visualisiert seine Entdeckungen mit historischen Abbildungen und ist auf dem Marius-Portal (www.simon-marius.net) einzusehen. Gesponsert wurde der Beitrag von der Nürnberger Filmproduktionsfirma 7streich.

Die Fertigstellung der englischsprachigen Übersetzung des Trailers wurde nun zum Anlass genommen, ein neues Menü „Video – Filme und Podcasts“ zu eröffnen. Neben dem Trailer finden sich 19 Vorträge, TV- und Internet-Berichte sowie Animationen zum bequemen Auswählen. Die Simon Marius Gesellschaft unterhält das Marius-Portal, das in 34 Menü-sprachen alle Schriften von und über Marius verzeichnet und – wo möglich – digital bereitstellt.

Simon Marius entdeckte unabhängig von Galileo Galilei ebenfalls im Januar 1610 die vier großen Monde des Jupiters. Sie belegen, dass sich nicht alle Himmelskörper um die Erde drehen. Auf dem Weg vom geo- zum heliozentrischen Weltbild vertritt Marius ein interessantes Zwischenmodell.

Hintergrund
Simon Marius (1573 – 1624) war markgräflicher Hofastronom in Ansbach (Mittelfranken) und entdeckte unabhängig von Galileo Galilei Jupitermonde und Venusphasen – wichtige Argumente für das heliozentrische Weltsystem, das 1610 noch nicht beweisbar war. Da ihn Galilei – wie man heute weiß – zu Unrecht des Plagiats bezichtigte, wurde der Franke von der Wissenschaftsgeschichte weitgehend vergessen. Die Simon Marius Gesellschaft pflegt das wissenschaftliche Erbe, regt die Forschung mit Vorträgen und Publikationen an und betreibt das Marius-Portal www.simon-marius.net, das alle Werke von Marius, die Sekundärliteratur, Berichterstattung, Interneteinträge und Veranstaltungen verzeichnet.

Ein kurzer Lebensabriss und die Forschungsergebnisse von Marius (Menü Simon Marius – Leben und Forschung) finden sich auf dem Marius-Portal unter https://www.simon-marius.net/index.php?lang=de&menu=2. Dort ist auch der Kurzfilm aufzurufen. Er wurde von 7streich GmbH gesponsert und von Anne Weberndörfer und Sabine Glaßl erstellt. Erstmals war er auf der Mitgliederversammlung der Simon Marius Gesellschaft 2020 in der deutschen Fassung zu sehen und steht nun auch in einer englischen Version zur Verfügung.

Blog-Beitrag vom 2. September 2020 zu den beiden Trailern:
Zweisprachiger Trailer

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Simon Marius Gesellschaft.

Die Veröffentlichung folgt der Ausrufung des „Simon-Marius-Jubiläum 2014“ durch die Nürnberger Astronomische Gesellschaft (NAG) in Zusammenarbeit mit einer Reihe von Partnern und ist gleichzeitig Abschluss der Aktivitäten rund um das Jubiläum – in einer Schrift mit dem Titel „Mundus Iovialis“ (Die Welt des Jupiter) hatte Marius die Entdeckung der Jupitermonde im Jahre 1614 festgehalten.

„Simon Marius und seine Forschung“, das im Amazon-Buchhaus CAMPE in Nürnberg vorgestellt wird, will über die Arbeit von Simon Marius als Beobachter von Kometen, Sonnenflecken, Jupitermonden und Venusphasen, als Kalendermacher und Protagonist im Weltbildstreit informieren. Die Herausgeber und Astronomiehistoriker Hans Gaab und Pierre Leich schließen mit den anlässlich einer Tagung zusammengetragenen Aufsätzen Lücken in der Astronomiegeschichte und haben es sich dabei auch zum Ziel gesetzt, mit der einen oder anderen Legende aufzuräumen.

Das neue Werk erscheint als Band 57 der Reihe „Acta Historica Astronomiae“ sowie als Nummer 6 der Schriftenreihe der Nürnberger Astronomischen Gesellschaft und Band 1 der neubegründeten „Edition Simon Marius“ der Simon Marius Gesellschaft. Es umfasst 481 Seiten und wird von der Akademischen Verlagsanstalt Leipzig verlegt. Die ISBN lautet 978-3-944913-49-0, der Preis liegt bei 34 Euro.

Im Rahmen der Veranstaltung bei Thalia in Nürnberg will man die einzelnen Beiträge des Werkes jeweils kurz vorstellen. Besucher der Veranstaltung sind herzlich eingeladen, im Anschluss über Simon Marius und seine Rolle in der Astronomiegeschichte zu diskutieren. Der Eintritt ist frei.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Interview mit Marius Wirtz, DFKI.

Mit dem Projekt Europa-Explorer (EurEx) haben die Wissenschaftler und Techniker vom DFKI Planetenforschen eine Plattform geschaffen, auf deren Grundlage künftige Forschungsmissionen auf anderen Himmelskörpern erfolgen könnten. Insbesondere der Jupitermond Europa ist ein geeignetes, lohnendes Ziel. Raumfahrer.net hatte Gelegenheit, den am Projekt beteiligten Konstrukteur Dipl.-Ing. (FH) Marius Wirtz zu interviewen.

RN: Können Sie kurz schildern, was das DFKI ist, und welchen Aufgaben Sie dort nachgehen?

M. Wirtz: Das Deutsche Forschungszentrum für künstliche Intelligenz, kurz DFKI, ist ein bundesweit aufgestelltes Institut, das sich seit über 25 Jahren mit Themen zur künstlichen Intelligenz beschäftigt. Am Standort in Bremen, dem Robotics Innovation Center (seit 2006) beschäftigen wir uns vorwiegend mit der Forschung an künstlicher Intelligenz speziell in Bezug auf Robotersysteme.

Eine der Besonderheiten unseres Instituts ist dabei, dass wir in der Regel die Roboter an denen und mit denen wir forschen auch selber entwerfen, entwickeln und aufbauen. Hierbei werden die Systeme jeweils auf den konkreten Anwendungsfall zugeschnitten, um maximal erfolgreiche Ergebnisse im jeweiligen Szenario zu erzielen.

Ich selber bin als Konstrukteur tätig und entwickle den mechanischen und mechatronischen Anteil von Robotersystemen. Im Projekt Europa-Explorer habe ich mich mit der Entwicklung und Umsetzung der Eisschmelzsonde, dem sog. IceShuttle, beschäftigt und im letzten halben Jahr des Projekts zusätzlich die Projektleitung in Vertretung für meinen Kollegen Dr. Marc Hildebrandt übernommen.

RN: EurEx beschäftigt sich mit Technologie, die auf dem Jupitermond Europa auf dem Eis und unter Wasser verwendet werden könnte. Wie kam es zu der Initiative, sich genau mit diesem Thema auseinanderzusetzen?

M. Wirtz: Das Forschungsvorhaben wurde nach einer Anregung des DLR-Raumfahrtmanagements beantragt. Zuvor gab es von anderen deutschen Forschungsgruppen bereits ähnliche Projekte die sich mit einem vergleichbaren Thema beschäftigt haben, jedoch kein Projekt das speziell auch den Unterwasseranteil mit berücksichtigt hat, wie es eine Mission zu Jupitermond Europa erfordert. Mit unseren Kompetenzen der Robotik, sowohl im Weltraum als auch im Unterwasserbereich konnten wir dann das Projekt Europa-Explorer erfolgreich beantragen.

Ich persönlich fand das Thema bereits im Vorhinein äußerst spannend und war umso glücklicher als sich die Möglichkeit für das Projekt Europa-Explorer ergab.

RN: Warum ausgerechnet Europa? Was macht den Mond für die Wissenschaft so interessant?

M. Wirtz: Europa ist ein Eismond im Jupitersystem. Hier wird nach jetzigen wissenschaftlichen Erkenntnissen unter einer dicken äußeren Kruste aus Wassereis ein globaler Ozean vermutet der nach bisherigen Schätzungen 2-3 mal soviel Wasser fasst wie flüssiges Wasser auf der Erde existiert. Da flüssiges Wasser eine der fundamentalen Voraussetzungen für Leben ist, stellt Europa mit diesen enormen Wasservorkommen einen äußerst vielversprechenden Ort für Exobiologen dar. Leben neben der Erde auch an einem anderen Ort im Sonnensystem zu finden wäre eine unglaublich wichtige und spannende Entdeckung. Hier verbinden sich viele fundamentale Fragestellungen.

Neben der Fragestellung „Gibt es Leben außerhalb der Erde?“ gibt es Überlegungen wie „Basiert das extraterrestrische Leben auf den gleichen grundlegenden Mechanismen/Bausteinen wie auf der Erde oder gibt es andere Mechanismen?“. Besonders spannend wäre, wenn es sich dabei um bisher noch unbekannte Mechanismen handeln würde, wodurch sich sogar ganz neue Forschungsfelder auftun könnten. Eine andere Frage wäre: „Hat das Leben auf der Erde und potentielles Leben auf anderen Himmelskörpern den selben Ursprung, oder ist das Leben unabhängig voneinander entstanden und kann somit überall dort, wo die richtigen Umgebungsbedingungen herrschen, entstehen?“.

Das sind grundlegende Fragen, die die Wissenschaftler in den entsprechenden Fachgebieten antreiben. Wir möchten einen Weg und die entsprechenden Tools dazu aufzeigen, die den Kollegen diese Forschung, zumindest in Bezug auf den Jupitermond Europa, ermöglichen könnte.

RN: Welche Einrichtungen und Spezialisten wurden bei Fragen zu den Bedingungen auf Europa zu Rate gezogen? Wie konkret waren die Auskünfte, die das DFKI erhalten konnte?

M. Wirtz: Für Fragen zu den Umgebungsbedingungen auf Europa wurde das Max-Planck-Institut für Sonnensystem Forschung (kurz: MPS) aus Göttingen als beratende Institution beauftragt. Die Wissenschaftler des MPS haben uns dabei mit den aktuell verfügbaren Erkenntnissen und Annahmen versorgt.

Um eine tatsächliche Mission planen zu können fehlen allerdings noch konkretere Daten, besonders über den genauen Aufbau der Eisdecke. Also z.B. wie dick ist das Eis genau, wie ist die geographische Verteilung der Eisdicke und der innere Aufbau. Hier gibt es eine Reihe von noch ungeklärten Detailfragen, z.B. ob Wassereinschlüsse bzw. Wasserblasen im Eis vorhanden sind oder wie hoch der Feststoffanteil innerhalb der Eiskruste ist.

Eine weitere wichtige und heftig diskutierte Fragestellung: „Ist ein direkter scharfer Übergang zwischen der festen Phase des Eises und der flüssigen Phase des Ozeans vorhanden oder existiert hier eine Grenzschicht aus einem Wasser/Eisgemisch?“ Sie ist für die Positionierung einer Eisschmelzsonde von großer Wichtigkeit.

Neue Erkenntnisse über einen Teil dieser Fragestellungen werden die Sonden JUICE (ESA) und Europa-Clipper (NASA) liefern, die im nächsten Jahrzehnt zum Jupiter aufbrechen sollen.

RN: Welche besonderen Umgebungsbedingungen auf Europa mussten beim Entwurf der Erkundungs-Roboter berücksichtigt werden?

M. Wirtz: Ein Bereich, bei dem möglichst genau auf die Umgebungsbedingungen eingegangen wurde, ist die Navigation. Beispielsweise besitzt unser Autonomous Underwater Vehicle (AUV) namens Leng bewusst keinen Kompass, da noch zu wenig über das Magnetfeld von Europa bzw. Jupiter bekannt ist, trotzdem muss es aber vollautonom navigieren können. Dies wurde durch eine ganze Reihe verschachtelter Mechanismen und Navigationsmodalitäten sicher gestellt.

Ein wichtiger Aspekt beim Design der Systeme war, die Systeme äußerst kompakt zu gestalten und mit einem geringen Querschnitt zu versehen, um den zu schmelzenden Eiskanal klein und die dafür benötigte Energie gering zu halten. Darüber hinaus mussten die Systeme in enger Abstimmung zueinander entwickelt werden, um das AUV in das IceShuttle integrieren zu können, ohne hierbei die Restriktionen in den Abmessungen zu sehr zu beeinträchtigen.

Ein weiterer Punkt ist zudem, dass die Systeme natürlich wasserdicht sein müssen und dabei einen hohe Korrosions- und Druckstabilität liefern sollen. Eine Aufgabe, die besonders bei Mechanismen und Aktuatoren nicht zu unterschätzen ist.

RN: Was konnte nicht berücksichtigt werden?

M. Wirtz: Was zurzeit nicht berücksichtigt wurde ist die Druckstabilität für die volle Tauchtiefe bis zum Grund des Ozeans, sowie Vorkehrungen, die die Umgebungsbedingungen im Weltraum berücksichtigen, also geringer Druck und hohe Strahlungsintensität, die in der Umgebung von Europa vorherrschen. Sowohl die Druckstabilität als auch die Strahlungsintensität zu berücksichtigen ist sehr aufwändig und äußerst kostenintensiv und in diesem Stadium der Untersuchung daher nicht sinnvoll. Sie hätte zudem das Budget um ein Vielfaches überschritten.

RN: Welche Anhaltspunkte für Leben liefern die auf Europa vermuteten Umweltbedingungen?

M. Wirtz: Die Beantwortung dieser Frage würde ich gerne den Fachkollegen überlassen.

RN: Wurde das AUV so ausgerüstet, dass es Hinweise auf Leben entdecken könnte?

M. Wirtz: In diesem ersten Projekt haben wir uns vorwiegend mit dem Missionskonzept, der Entwicklung und dem Aufbau der Systeme, sowie mit der für das Gelingen der Mission fundamental wichtigen Navigation des Explorations-AUVs in der Wassersäule beschäftigt.

Das AUV ist bereits jetzt mit einer vergleichsweise hohen Zahl an Sensoren bestückt. Diese Sensoren, vorwiegend akustische Sensoren und Kameras, dienen allerdings alle dazu die für die Mission notwendige Autonomie des Fahrzeugs zu ermöglichen.

Ein Teil der Sensoren, z.B. die Kameras, könnten jedoch ebenfalls für die Suche nach Hinweisen von Leben verwendet werden. In einem möglichen Folgeprojekt möchten wir dann tatsächlich auch eine wissenschaftliche Nutzlast in das Fahrzeug integrieren, um auch chemische oder biologische Anhaltspunkte für Leben detektieren zu können.

RN: Wo Kameras zum Einsatz kommen sollen, wird auch Licht benötigt. Welche Leuchtmittel befinden sich an Bord des AUV?

M. Wirtz: Die Sichtbereiche der Kameras werden mit lichtstarken und energieeffizienten weißen LEDs ausgeleuchtet. Für die Bodenkameras, die unter anderem als Sensor zur visuellen Odometrie verwendet werden, kommt hier eine „Flasher“-Variante zum Einsatz. Durch das kurzzeitige Blitzen mit sehr hoher Lichtintensität (bis zu 45.000 Lumen) im Millisekundenbereich (circa 10 ms), welches auf die Dauer der Belichtungszeit der Kameras abgestimmt und mit dieser synchronisiert ist, soll dabei das Verhältnis zwischen optimalen Belichtungsverhältnissen und Energieeffizienz der Beleuchtungseinheit verbessert werden.

RN: Was ist an der Ausstattung des AUV noch besonders bemerkenswert?

M. Wirtz: Das Explorations-AUV ist angesichts der Menge an Sensoren, die es mitführt, sehr kompakt gebaut. Es besitzt einen äußerst geringen Querschnitt, um den Anforderungen an die Eisschmelzsonde gerecht zu werden.

Dann verfügt es über eine Vielzahl teilweise redundanter Sensoren, die der autonomen Navigation dienen (Unterwassernavigationssystem Ultra Short Baseline (USBL), Obstacle-Avoiding-Sonar, 3-Achs Faseroptisches-Gyroskop, duales Doppler Velocity Log (DVL) mit acoustic Doppler current profiler Modus (ADCP), Stereo-Hydrophon, Stereokamera für visuelle Odometrie etc.).

Darüber hinaus besitzt das AUV neben drei elektrischen Propellerantrieben noch zwei Tauchzellen, die es dem Fahrzeug ermöglichen sollen, den Grund des Ozeans mit minimalem Energieaufwand zu erreichen. Außerdem ist ein Teil der Sensoren ein- bzw. ausfahrbar, um den Anforderungen der Integration in das IceShuttle gerecht zu werden.

Die Recheneinheiten sind ebenfalls mehrschichtig und teilweise Redundant ausgelegt. So gibt es drei Leistungsebenen, die nach Bedarf zu/abgeschaltet werden können. Dies ist neben der Redundanz auch für den Energiehaushalt wichtig.

RN: Können Sie die verwendeten Recheneinheiten etwas genauer beschreiben? Können Sie uns beispielsweise sagen, welche CPU-Kerne zum Einsatz kommen und welche Programmiersprache verwendet wird? Wie viel Speicherplatz steht den Recheneinheiten zur Verfügung?

M. Wirtz: Bei den Recheneinheiten handelt es sich um die folgenden drei Systeme:

• STM32 ARM-Microcontroller, 256kB Flash
• Intel Atom Low-Power CPU, 512GB SSD/1GB RAM
• Intel i7, 2TB SSD/4GB RAM

Als Programmiersprache verwenden wir C++ für die Kernalgorithmik, sowie Ruby für das Zusammenschalten von Funktionseinheiten.

RN: Das AUV wird ja einige Wegstrecken zurücklegen müssen. Wie wird es angetrieben?

M. Wirtz: Das Fahrzeug wird zum einen über elektrische Ring-Thruster angetrieben, die über Akkus gespeist werden. Die Akkus müssen bei jedem Koppelvorgang mit der Basisstation, dem IceShuttle, wieder aufgeladen werden.

Die großen Distanzen beim Tauchen zum Grund des Ozeans sollen deutlich energiesparender zurückgelegt werden. Hierbei gleitet das Fahrzeug durch Umtarieren der Tauchzellen mit geringem Energieaufwand zum Grund des Meeresbodens. Bei diesem Tauchvorgang sollen ein Großteil der Sensoren und energieintensiven Rechner abgeschaltet werden, um zusätzlich Energie zu sparen. Am Meeresgrund angekommen wird das Fahrzeug dann wieder neutral tariert und wieder die elektrischen Antriebe verwenden, bis es zum Auftauchen erneut umtariert wird.

RN: Wie kann man sich das Umtarieren der Tauchzellen vorstellen? Auf welche Weise kommt dabei ein vertikaler Vortrieb zustande?

M. Wirtz: Die aktuelle Version der Tauchzellen besteht aus einem zylindrischen Metallgehäuse, in dem ein Kolben mittels drehmomentstarken Elektromotor verfahren werden kann. Hierbei gibt es einen trockenen, gedichteten Bereich der Tauchzelle und einen Nassbereich, der quasi zum umgebenden Wasser hin offen ist. Das Volumen des Trockenbereichs kann durch Verfahren des Kolbens vergrößert oder verkleinert werden, wodurch sich der Auftrieb des Fahrzeugs ändert. Dies ist möglich, da Luft im Vergleich zum Wasser stark kompressibel ist.

Da das AUV über eine Tauchzelle am Bug und eine identische Tauchzelle am Heck verfügt kann neben dem Auf- bzw. Abtrieb auch der Nickwinkel des Fahrzeugs (eng.: pitch) eingestellt werden. Dabei wirkt die ganze Strömungshülle des AUVs wie eine einfache Tragfläche, die diese Vertikalbewegung in eine Horizontalbewegung umwandelt.

RN: Auf welche Art und Weise wird das AUV mit der benötigten elektrischen Energie versorgt?

M. Wirtz: Das AUV verfügt derzeit über einen Litium-Polymer Akku, der für circa 10 Stunden aktive Laufzeit ausreicht. Vor Ende der Laufzeit soll das Fahrzeug wieder an seine Basisstation ankoppeln und die Akkus sollen neu aufgeladen werden.

Wie die Basisstation (das IceShuttle) über die gesamte Zeit mit Energie versorgt werden soll ist noch offen. Hier gibt es mehrere Ansätze, die allerdings zur Zeit nicht Bestandteil unserer Untersuchung sind.

RN: Wo würde ein AUV-artiges Fahrzeug auf Europa suchen?

M. Wirtz: Natürlich würde es zunächst die nähere Umgebung um seine Basisstation IceShuttle erkunden. Am interessantesten wird aber sicherlich der Grund des Ozeans sein, wo man sich Umgebungsbedingungen erhofft, die Leben ermöglichen. Hier auf der Erde sind ein Beispiel dafür die hydrothermalen Quellen auf dem Grund des Ozeans, sog. Schwarze Raucher, die auch an entlegenen, unwirtlichen Stellen der Tiefsee lokale Ökosysteme bzw. Oasen des Lebens ermöglichen. Vergleichbare Bedingungen erhofft man sich auch auf dem Grund des Ozeans von Europa.

RN: Wie könnte ein AUV-artiges Fahrzeug zu seinem Einsatzort kommen?

M. Wirtz: Eins der Alleinstellungsmerkmale des Projekts Europa-Explorer ist, dass wir uns nicht nur mit entweder einem Explorationsfahrzeug für den Ozean oder einer Eisschmelzsonde beschäftigt haben, sondern innerhalb des Projekts die gesamte Mission angefangen von der Oberfläche des Jupitermonds abbilden wollten. Hierzu gehört natürlich auch der Transport des Explorationssystems durch die dicke Wassereiskruste von Europa und entsprechend wurde neben dem Explorations-AUV Leng noch ein weiteres System, das IceShuttle Teredo entwickelt.

Das IceShuttle ist eine Eischmelzsonde, die über ein großes Nutzlastkompartement verfügt und somit das AUV in seinem „Bauch“ durch das Eis transportieren kann. Das IceShuttle soll sich dabei gravimetrisch durch das Eis schmelzen, indem sowohl die Nase als auch die Seitenflächen kontrolliert beheizt werden.

Eine Herausforderung ist außerdem das Ausbringen des AUVs aus dem IceShuttle, da hier unterschiedliche Anforderungen berücksichtigt werden müssen.

RN: Wie lange würde das Durchdringen von einem Kilometer Eis denn dauern?

M. Wirtz: In dem abgeschlossenen Projekt Europa-Explorer wurde der Fokus nicht auf den Vortrieb des IceShuttles gelegt, sondern auf die Navigation und Autonomie des AUVs, sowie die Kombination von AUV und IceShuttle.

Mit der Verbesserung der Schmelztechnologie beschäftigen sich bereits andere Forschungsgruppen wie die Kollegen der FH-Aachen des verwandten Projekts Enceladus-Explorer. Somit haben wir uns zumindest für diese erste Projektphase auf einen einfachen Schmelzkopf beschränkt.

Bei Tests mit nur unserem Schmelzkopf alleine haben wir unter einfachen Bedingungen Schmelzgeschwindigkeiten von circa 0,8 Meter pro Stunde erreicht. Wegen der großen Länge des IceShuttles wird außerdem noch eine Beheizung der Seitenflächen benötigt, die zurzeit noch nicht implementiert ist.

Würde man die Ergebnisse des jetzigen Schmelzkopf zu Grunde legen, würde das IceShuttle für einen Kilometer rund 52 Tage benötigen. Bei einer detailierteren Auseinandersetzung mit der Fortbewegung des IceShuttle könnte man aber sicher auch deutlich bessere Ergebnisse erzielen.

RN: Wie würde die Orientierung auf Europa erfolgen?

M. Wirtz: Die Navigation ist für unser autonomes Unterwasserfahrzeug von größter Wichtigkeit. Das Fahrzeug muss unter allen Umständen in der Lage sein zurück zur Basisstation, dem IceSchuttle, zu finden, bevor die Energie des Akkus zur Neige geht. Dabei ist die Navigation in der Wassersäule, in der es keine festen Referenzpunkte und möglicherweise Strömung gibt, generell eine schwierige Aufgabe.

Für die Navigation werden im Falle unseres AUVs eine Vielzahl akustischer Sensoren verwendet, die z.B. per Koppelnavigation die Position des Fahrzeugs schätzen. Dazu werden unter anderem kleine akustische Navigationsbarken in Form von Microglidern ausgebracht, die sich in einem möglichst großem Abstand von der Basisstation (dem IceShuttle) unter dem Eis verankern und dann als Referenzpunkte zur Korrektur der Koppelnavigation verwendet werden.

Neben den akustischen Sensoren verfügt das AUV außerdem über weitere Systeme für die Navigation. Beispielsweise gibt es ein Stereokamerasystem, das mittels visueller Odometrie zur Schätzung von Position und Orientierung die Navigation am Meeresboden verbessert.

RN: Warum ist eine gute Unterwassernavigation so wichtig?

M. Wirtz: Es ist wie bereits geschildert von äußerster Wichtigkeit, dass das AUV immer in der Lage ist, sicher zurück zu Basisstation (dem IceShuttle) zu finden. Da es sich um ein kabelloses, voll autonomes Fahrzeug handeln muss, das über einen Akku als Energiequelle verfügt und darüber hinaus eine nennenswerte Funkkommunikation zur Basisstation durch das Wasser nicht möglich ist, ist das sichere Zurückfinden zum Ausgangsort entscheidend für den Erfolg der gesamten Mission.

Gelingt es dem AUV nicht, die Basisstation zu erreichen, bevor die Energie des Akkus verbraucht ist, sind Fahrzeug, durch den fehlenden breitbandigen Kommunikationskanal unter Wasser alle errungenen wissenschaftlichen Daten, sowie das Bildmaterial verloren – und die Mission wäre gescheitert.

RN: Von Raumfahrzeugen kennen wir sogenannte Safemodes, die im Fehlerfall mit einem Rückfall auf ein ganz grundlegendes Betriebsregime sicherstellen sollen, dass es auf jeden Fall eine Möglichkeit gibt, den vorgesehenen Regelbetrieb wieder aufzunehmen. Wenn etwas nicht funktioniert: Wie gehen AUV und IceShuttle damit um?

M. Wirtz: Im Rahmen des Projekts arbeiten wir auch an einer Selbstüberwachung des AUVs. Eine spezielle Recheneinheit, das „System-Management-Board“, überwacht dabei die Ein- und Ausgaben der wichtigsten Aktoren und Sensoren und überprüft deren Plausibilität.

In Zukunft sollen so Fehlfunktionen früh erkannt und auf diese automatisch reagiert werden. Wir sind hierbei allerdings noch ganz am Anfang unserer Arbeit und wollen diese in einem Folgeprojekt weiter vertiefen. Die angesprochene Recheneinheit dient außerdem beim Abtauchen zum Meeresgrund dazu, überflüssige Sensoren und Recheneinheiten abzuschalten und das Fahrzeug so mit einem minimalen Energieverbrauch betreiben zu können.

RN: Wie haben Sie das Szenario für den Mond Europa auf der Erde nachgestellt?

M. Wirtz: Im Rahmen einer Abschlusspräsentation zum Ende des Projekts wurde die grundlegende Idee des Missionskonzept in unserem großen Experimentalbecken in abstrahierter Form nachgestellt und demonstriert.

RN: Wo wurden die autonomen Fahrzeuge schon ausprobiert? Sind Sie zufrieden mit den erzielten Ergebnissen?

M. Wirtz: Tests wurden bisher vorwiegend in unserern umfangreichen Laboreinrichtungen wie z.B. unserem großen Salzwasserbecken (23 m x 19 m x 7,8 m) durchgeführt. Außerdem gab es bereits vereinzelte Ausfahrten zu einem nahe gelegenen See. Auch wenn es natürlich noch eine ganze Reihe von Verbesserungsansätzen insbesondere in Bezug auf die Systemverfügbarkeit gibt, sind wir sehr stolz darauf, dass wir innerhalb der Projektlaufzeit eine vollautonome Mission realisieren konnten.

RN: Gibt es weitere Orte, an denen man AUV und IceShuttle testen möchte?

M. Wirtz: Als nächsten Schritt würden wir mit unseren Systemen natürlich gerne aus dem Labor in eine Umgebung wechseln die etwas realere Bedingungen abbildet. Hier wäre sicherlich ein erster Schritt der Test in einem Binnengewässer in Skandinavien im Winter. Darüber hinaus würden wir natürlich auch gerne an Expeditionen in Polarregionen teilnehmen und uns hier Schritt für Schritt an immer größere Herausforderungen heran tasten.

RN: Könnte man mit Hilfe der Fahrzeuge des DFKI auch auf der Erde Formen von Leben finden, von denen man jetzt noch nichts weiß?

M. Wirtz: Wir beschäftigen uns wie ja bereits beschrieben vorwiegend mit den Technologien, die anderen Wissenschaftlern ermöglichen sollen zu außergewöhnlichen Orten zu gelangen, zu denen sonst kein Zugang besteht, nicht aber direkt mit der Suche nach Leben selber. Daher hängt diese Frage natürlich auch ein wenig von der wissenschaftlichen Nutzlast der Kollegen ab.

Generell würden wir uns aber als Fernziel, wenn unsere Fahrzeuge noch etwas erwachsener geworden sind, wünschen, abgeschnittene Orte wie die subglazialen Seen in der Antarktis, z.B. den Wostoksee, zu erkunden. In subglazialen Seen erhofft man sich von der Außenwelt abgeschlossene Ökosysteme und dort würde vielleicht eine Chance bestehen, eine noch unbekannte Tier- oder Pflanzenart zu entdecken.

RN: Was könnten AUV und IceShuttle oder Nachfolger auf der Erde sonst leisten?

M. Wirtz: Zunächst können die Fortschritte, die beim AUV in Bezug auf Navigation und Autonomie errungen werden, zu Gunsten von autonomen Unterwasserfahrzeugen generell verwendet werden. Das betrifft sowohl industrielle z.B. Offshoreinspektionsaufgben, sowie die Verbesserung autonomer Systeme als wissenschaftliche Plattform z.B. für ozeanographische Anwendungen.

Die Kombination beider Systeme (AUV und IceShuttle) könnte besonderes für die Erforschung von Polarregionen hilfreich sein. Eine ganz besondere Anwendung wäre, wie bereits erwähnt, die Erforschung subglazialer Seen in der Antarktis, wie z.B. dem Wostoksee. Diese im Eis eingeschlossenen Wasserblasen stellen außerdem die beste, auf der Erde verfügbare Analogumgebung für die Vorbereitung einer Mission zum Jupitermond Europa dar.

RN: Gibt oder gab es eine in Planung befindliche Raumfahrtmission, für die das DFKI mit AUV und IceShuttle maßgebliche Vorarbeit geleistet hat?

M. Wirtz: Derzeit gab es eine solche Kooperation noch nicht.

RN: AUV und IceShuttle wurden auf der ILA in Berlin präsentiert. Wie ist das Projekt vom Fachpublikum aufgenommen worden?

M. Wirtz: Ich denke das Thema stößt auf Grund der ungewöhnlichen Randbedingungen generell auf großes Interesse, so auch auf der ILA.

RN: Vielen Dank für dieses Interview Herr Wirtz.

DFKI-Europa-Explorer-Videos bei YouTube:

• Mission Scenario
• AUV Leng Fully Autonomous Mission

Der Beitrag Interview – Das Projekt Europa-Explorer vom DFKI erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

Der Jupitermond Europa gehört, nimmt man die bewegte Geschichte seiner Erforschung als Anhaltspunkt, zu den vielleicht interessantesten Himmelskörpern in unserem Sonnensystem. Von Galileo Galilei im Jahr 1610 in einer Zeit fundamentaler astronomischer Kontroversen entdeckt, faszinierte seine Existenz und Beschaffenheit in der Folgezeit Generationen neuzeitlicher Naturforscher und Astronomen. Auch heute noch ist er Objekt großen Interesses von wissenschaftlicher Seite, da er als potentieller Hort außerirdischen Lebens in unserem Sonnensystem gilt.
Mit einem Durchmesser von gut 3.100 Kilometern, etwas weniger als der Erdmond mit fast 3.500 Kilometern, ist Europa der viertgrößte Trabant des Jupiter. Er umläuft den Gasgiganten mit einem Bahnradius von nur etwa 670.000 Kilometern, also einer verhältnismäßig zu dessen Größe und Masse viel geringeren Entfernung als unser eigener kosmischer Begleiter die Erde. Entsprechend höher ist die Orbitalgeschwindigkeit des Galileischen Monds und geringer seine Umlaufzeit um seinen Planeten. Insgesamt ist Europa unter dieses Bedingungen relativ starken Gezeitenkräften ausgesetzt.

Letztere sollen die Erklärung für ein Phänomen bereitstellen, das mit Hilfe von Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops vor ziemlich genau einem Jahr erstmals visualisiert werden konnte: Wasserdampf, oder vielmehr dessen ionisierte und im ultravioletten Spektralbereich strahlende Bestandteile, etliche Kilometer über der südlichen Polregion des Monds. Eine vorwiegend US-amerikanische Forschergruppe vermutet in einem diese Woche veröffentlichen Artikel den Ursprung des Materials in flüchtigen Fontänen aus Wasserdampf, welche durch Risse im Oberflächeneis Europas aus dem darunterliegenden Ozean aufsteigen, dabei aber kaum direkt sichtbar werden. Durch die geringe Schwerkraft des Himmelskörpers ist es dem ausgetretenen Wasser demnach jedoch möglich bis in etwa 200 Kilometer Höhe aufzusteigen, um dort unter dem Einfluss des starken Jupiter-Magnetfelds, für das erdnahe Teleskop Hubble gerade noch detektierbar, ionisiert zu werden. Ähnliche Säulen aufsteigenden Dampfs und anderen Materials waren bisher nur auf dem Saturnmond Enceladus bekannt, seit die NASA-Sonde Cassini sie im Jahr 2005 aus einer Umlaufbahn um den Planeten erspäht hatte. Dort, wie auch auf Europa, sind die Ausgasungen insofern für die Wissenschaft besonders interessant, als sie einen unmittelbaren Einblick in die Zusammensetzung der unter den beiden Mondoberflächen befindlichen Ozeane ermöglichen, in denen mögliches Leben vermutet wird. Fast zeitgleich mit der Präsentation dieser Forschungsergebnisse, konnten vor wenigen Tagen auch auf anderem Gebiet Neuigkeiten über die Beschaffenheit des Jupitermonds vermeldet werden. Sie scheinen für die Frage relevant zu sein, wie organische Stoffe als Bausteine einfachen Lebens in der Vergangenheit auf Europa gelangt sein könnten.

Neue Analysen von Messungen der 1989 gestarteten Galileo-Mission deuten darauf hin, dass auf der Oberfläche des Himmelskörpers auszumachende, charakteristisch ringförmige Formationen aus tonartigen Mineralen das Produkt eines vergangenen Meteoriteneinschlags sind. Ein Gesteins- oder Eisball mit einem Durchmesser zwischen 1.100 und 1.700 Metern, auftreffend unter einem relativ flachen Winkel, könnte eine solche Formung der Oberfläche Europas bewirkt haben. Dabei ist gerade von jenen Meteoriten, die Material ähnlich der 1998 von Galileo erfassten Zusammensetzung mit sich führen, auch bekannt, dass sie oftmals auch Spuren organischer Verbindungen enthalten. Sie könnten so auf den Jupitertrabanten gelangt sein, Zuletzt war unter anderem im Jahr 2011, ebenfalls mit Datenmaterial des Galileo-Orbiters, die, wie sich herausstellte immense, Größe des Wasservorrats unter der dicken Eisschicht Europas Gegenstand von Untersuchungen. Im Zuge dessen zeigte sich damals auch, dass der eigentlich vollständig zugefrorene Ozean über verschiedene geologische Mechanismen dennoch in einem regen Stoffaustausch mit der Oberfläche steht. Er wird durch die Kernwärme des Monds und die Reibung der Gezeitenbewegung stetig auf Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts gehalten und schmilzt durch Konvektion der unterschiedlich warmen Wasserschichten ständig die untere Fläche der ihn bedeckenden Eisschicht an. Sollte zukünftig tatsächlich Leben auf dem viertgrößten Mond des Jupiter nachgewiesen werden könne, stellen diese jüngsten Entdeckungen eine mögliche Erklärung für die Herkunft und den Transport des Ausgangsmaterials für dessen Entstehung dar. Eine baldige Gelegenheit zur weiteren Forschung in dieser Richtung wird sich zum Beispiel im Rahmen der JUICE-Mission der Europäischen Weltraumorganisation bieten. Sie soll noch Anfang der 2020er Jahre Richtung Jupiter starten, um den Wissenstand über die Galileischen Monde durch Erweiterung der verfügbaren Datenbasis voranzubringen.

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Der Beitrag Europas Geheimnisse erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Mit einem Durchmesser von 3.121 Kilometern ist der Jupitermond Europa zwar der kleinste der vier Galileischen Monde, mit etwa 3 Gramm pro Kubikzentimeter verfügt er jedoch zugleich über eine ungewöhnlich hohe Dichte. Über einen Kern aus Eisen und Nickel, so die allgemein anerkannte Theorie über den inneren Aufbau dieses Mondes, befindet sich ein Mantel aus Silikatgestein. Die Oberfläche Europas wird dagegen von einem 15 bis 20 Kilometer dicken Panzer aus Wassereis gebildet, welcher aufgrund der sehr niedrigen Temperaturen auf der Mondoberfläche – minus 160 Grad Celsius am Äquator, bis zu minus 220 Grad Celsius in den Polarregionen – steinhart gefroren ist. Die Oberfläche des Mondes wird dabei von einem filigranen Netz aus kilometerlangen Furchen geprägt, welches diese äußere Eisschicht regelrecht zerschneidet.

Noch faszinierender als die auffällig zerklüftete Eisschicht des Jupitermondes ist jedoch, was sich unmittelbar darunter verbirgt: Ein unterirdischer Salzwasserozean, welcher durch Gezeitenkräfte und die im Inneren des Mondes gespeicherte Wärme eisfrei gehalten wird und der laut aktuellen Berechnungen über eine Tiefe von bis zu 100 Kilometern verfügen könnte. Sollte dies zutreffen, so würde sich auf Europa mehr als die doppelte Menge des in den irdischen Ozeanen enthaltenen Wassers befinden. Dieser den ganzen Mond umspannende Ozean ist der Grund dafür, dass die Eiskruste mechanisch von dem Kern des Mondes und von dessen Mantel aus Silikatgestein abgekoppelt ist.

Bereits im Jahr 1998 legten die Messungen eines Magnetometers an Bord der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Jupitersonde Galileo die Existenz dieser schwer zugänglichen Wassermassen nahe. Bis heute sind jedoch viele der Eigenschaften dieses unterirdischen Ozeans unbekannt – etwa, ob dort Bedingungen herrschen, welche eventuell die Entstehung und Weiterentwicklung von primitiven Lebensformen ermöglichen könnten.

Neue Computermodelle, welche von Wissenschaftlern der University of Texas in Austin/USA und dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im niedersächsischen Katlenburg-Lindau erstellt wurden, erlauben jetzt jedoch einen ersten „Blick“ unter die Eisdecke. Die Simulationen der Wissenschaftler zeigen, welche Strömungen in diesem Ozean vorherrschen.

„Die Bewegungen in Europas Ozean werden durch Temperaturunterschiede angetrieben“, so Dr. Johannes Wicht vom MPS. Wärmeres und somit leichteres Wasser steigt nach oben, kälteres Wasser sinkt dagegen in die Tiefe. Diese Bewegung, welche in vergleichbarer Weise zum Beispiel auch beim Erhitzen von Wasser in einem Kochtopf auftritt, wird als Konvektion bezeichnet. Durch sie wird Wärme aus den Tiefen des Ozeans in dessen höheren Schichten transportiert.

In ihren Berechnungen berücksichtigten die Wissenschaftler, dass im Wesentlichen zwei Effekte die Wasserströmungen in dem unterirdischen Ozean bestimmen. Zum einen steigt durch die Konvektion wärmeres Wasser aus dem Inneren des Mondes nach oben, zum anderen wirkt sich jedoch auch die Rotation des Mondes auf das Strömungsverhalten des Wassers aus, welches dabei durch die Corioliskraft abgelenkt wird.

„Wie genau das Wasser fließt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider Einflüsse“, so Dr. Wicht. „In Europas Ozean scheint sich die Corioliskraft weniger stark auszuwirken, als bisher angenommen. Darum unterscheiden sich unsere neuen Computermodelle entscheidend von ihren Vorgängern“.

„Unsere Computersimulationen zeigen, dass die Konvektion in der Äquatorregion stärker ist als an den Polen. Darum ist das Wasser in niedrigen Breiten wärmer und die Eisdecke wird effektiver geheizt“, fasst Dr. Wicht die Ergebnisse zusammen. Ob und wie genau diese in Richtung Oberfläche transportierte Wärme auch für die Entstehung der Rissmuster in der Eisschicht auf der Oberfläche verantwortlich ist, konnte bisher jedoch noch nicht endgültig geklärt werden. Auffällig ist jedoch, dass diese Muster speziell im Bereich des Äquators besonders stark ausgeprägt sind. Möglicherweise, so die Wissenschaftler, spielt dabei aber nicht nur die höhere Temperatur eine Rolle, denn das von unten erwärmte Eis verfügt zusätzlich über einen geringeren Salzgehalt.

„Beides sorgt dafür, dass dieses Eis leichter ist als die darüber liegende Schicht und zur Oberfläche drängt“, so Dr. Wicht weiter. Diese Bewegungen im Eis führen wahrscheinlich zu den diversen Brüchen und Rissen.

Neben den Wasserbewegungen in radialer Richtung stießen die Planetenforscher auch auf drei ausgeprägte Strömungen, welche weitestgehend parallel in West- beziehungsweise Ostrichtung verlaufen. Am Äquator fließt das Wasser nach Westen, in den Polregionen dagegen nach Osten. Ob auch diese sogenannten Jetstreams Auswirkungen auf die darüber liegende Eisdecke haben, ist allerdings unklar. Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“ unter dem Titel „Ocean-driven heating of Europa’s icy shell at low latitudes“ publiziert.

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Fachartikel bei Nature Geoscience:

• Ocean-driven heating of Europa’s icy shell at low latitudes (Abstract, engl.)

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Quelle: Andreas Weise.

Europa war schon immer eine Reise wert. Nicht nur auf der Erde, sondern auch im Weltall. Spätestens seit der Arthur C. Clarke Verfilmung „2010: Das Jahr, in dem wir Kontakt aufnehmen“ wissen wir, das es auf dem Jupitermond Europa unheimliche Dinge zu entdecken gibt.

Die moderne Planetenforschung vermutet auf dem Mond Europa riesige Wasservorkommen, die sich unterhalb einer Eisschicht befinden. Und wo Wasser ist, da könnte auch Leben sein. Genau hier knüpft der ScienceFictionFilm EUROPA REPORT an.

Dieser 2013 in den USA gedrehte Film hat es leider nicht in die deutschen Kinos geschafft und ist seit Ende Oktober nur als DVD oder Bluray erhältlich. Das auf der Verpackung abgedruckte Zitat „Der fesselndste SciFi-Thriller seit Kubricks’ 2001: Odyssee im Weltraum“ ist maßlos übertrieben.

Trotzdem lohnt es, sich diesen Film einmal, vielleicht auch zwei oder dreimal, anzusehen. Raumfahrtfans werden ihre Freude haben. Ein breites Publikum wird dieser Film aber nicht finden. Zu spezifisch ist das Thema und die Machart.

Im Einzelnen: Vier Männer und zwei Frauen brechen zu einer Expedition in Richtung Jupiter auf. Sie sind Mitglieder einer internationalen Besatzung. Folgerichtig wurden die Rollen auch mit Schauspielern aus verschiedenen Ländern besetzt.

Bemerkenswert für einen US-Film: Der Kommandant ist ein Chinese! Für diese Rolle wurde Daniel Wu aus Hong Kong verpflichtet. Mir weiter aufgefallen: Der Südafrikaner Sharlto Copley, der hierzulande durch seine Rollen in „District 9“ und „Elysium“ bekannt sein durfte.

Dass diese Expeditionsreise privat finanziert und nicht durch staatliche Organisationen, wie zum Beispiel der NASA, betrieben wird, erkennt der Zuschauer nicht sofort. Der Flug ist quasi eine Mission im poststaatlichen Raumfahrtzeitalter. Aber das nur nebenbei.

Dem Zuschauer wird es enorm schwierig gemacht, einem Roten Faden in der Handlung zu folgen. Die Filmszenen scheinen zufällig zusammen gewürfelte Videosequenzen der Überwachungskameras, bzw. geben vor, direkt von den handelnden Personen gefilmt worden zu sein. Man sieht ständig Monitorbilder oder glaubt es zumindest. Die Filmmusik hält sich folgerichtig im Hintergrund. Die Dialoge erinnern manchmal an reines Text-Aufsagen und könnten mehr Dramatik vertragen. Trotzdem kommen die Personen authentisch herüber. Keine überzogene Schauspielerei. Die Kamera ist der Beobachter der realen Szene. Quasi „Big Brother“ im Weltraum.

Hinzu kommt ein Hin- und Her-Springen in der Reihenfolge der Handlung. Bilder aus dem Raumschiff wechseln mit Kommentaren von Fachleuten auf der Erde. Teilweise kommt man sich vor, wie in einer der vielen Fastfood-Dokumentationen, die beispielsweise oft von ntv oder N24 ausgestrahlt werden. Anleihen in der Filmmachart an die BBC-Produktion „Space Odyssee“ sind zu erkennen.

Erst zum Schluss erschließt sich das ganze vermeintliche Durcheinander. Die Videosequenzen sind als letzte Auktion, quasi als Vermächtnis zur Erde gesendet worden und werden jetzt gezeigt und kommentiert. Damit wäre vorweg genommen, dass es keine Rückkehr für die Astronauten in dieser Geschichte gibt.

Der Haupthandlung selber beschäftigt sich mit dem Anbohren der Eisschicht des Mondes, um im sich darunter befindenden Ozean nach Leben zu suchen. Dabei wird man fündig. Positiv bemerkenswert ist, dass das gefundene Leben nicht in Form eines sabbernden und Zähne fletschenden Alien als Gruselschocker daher kommt. Vielmehr ist es eine hoch entwickelte Spezies, die zwar mutmaßlich die Besatzungsmitglieder nacheinander reduziert, aber irgendwie nicht negativ, gruselig daher kommt.

Man kann es dem einheimischen Lebewesen nicht übel nehmen, wenn jemand ungefragt in seine Wohnung einsteigt, sich nicht auskennt, und dann als störend empfunden wird. Bei der Gestaltung der außerirdischen Lebensform hätte ich mir etwas mehr Kreativität gewünscht. Hier bricht sich wieder die uralte Klischeevorstellung Bahn, dass Meeresungeheuer irgend etwas mit Kraken zu tun haben müssen. Der große Gänsehaut-Gruselschock stellt sich nicht ein. Das ist aber vermutlich auch nicht die Absicht der Produzenten gewesen.

Phantastisch gelungen sind die Landschaftsszenerien auf Europa mit Jupiter im Hintergrund. Schade, so etwas hätte man gerne länger und auch auf der großen Kinoleinwand gesehen.

Bei der Gestaltung des Raumschiffes haben die Produzenten sehr viel Wert auf Machbarkeit und reale Technik gesetzt. Die technische Darstellung erscheint schlüssig. Das ist auch zu erwarten, hatte man sich unter anderem Beratung von NASA, JPL und SpaceX eingeholt.

Sehr interessant für Raumfahrt-Fans ist das beigefügte Bonusmaterial der deutschen Ausgabe. Raumfahrer.net steuerte hier zwei Fachbeiträge bei.

Fazit: Der Film ist solide gemacht und verzichtet auf blutrünstige Schockerszenen. Die gezeigte Technik basiert auf einem schön anzusehenden schlüssigen Konzept. Leider ist er in seiner Machart nichts für das breite Publikum. Er wird aber bestimmt seine Fangemeinde finden.

Für Freunde der Planetenforschung und der bemannten Raumfahrt ist dieser Film auf alle Fälle empfehlens- und ansehenswert!

Andreas Weise, Oktober 2013

Der Beitrag EUROPA REPORT erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Stefan Heykes. Quelle: RIAN/IKI/NPO Lawotschkin.

2008 hatten die NASA, die ESA und die japanische JAXA das EJSM-Konzept (auch Laplace genannt) entwickelt. 3 Raumsonden sollten gemeinsam das Jupiter-System erforschen. So wollte die NASA den „Jupiter Europa Orbiter“ (JEO) starten, der die beiden Monde Io und vor allem Europa untersuchen sollte. Die beiden weiteren Monde Ganymed und Callisto sollte der „Jupiter Ganymede Orbiter“ (JGO) der ESA untersuchen. Zudem sollte der japanische „Jupiter Magnetospheric Orbiter“ (JMO) den Planeten selbst und vor allem seine enorm große Magnetosphäre untersuchen. Russland war ursprünglich kein Partner im Rahmen des EJSM-Projekts, wollte dann aber einen Lander für den Mond Europa bauen.

Relativ schnell lösten sich die gemeinsamen hochfliegenden Pläne jedoch wieder auf. Japan schied schon früh aus dem Projekt aus, und auch die NASA sagte ihren JEO ab. Bei der ESA wurde dann aus dem JGO das mittlerweile bewilligte Projekt JUICE – „Jupiter Icy Moons Explorer“. Auch Russland hielt grundsätzlich an seiner Absicht fest, einen Mondlander ins Jupitersystem zu bringen, stand mit der Absage des JEO aber vor einem großen Problem. So war der geplante Lander (zu jener Zeit unter dem Namen Sokol-Laplace) darauf angewiesen, dass ein Orbiter vorher ein mögliches Landegebiet findet und nach der Landung als Kommunikationsrelais zur Verfügung steht. Beides war bei Europa nicht mehr gegeben, und angesichts der massiven Strahlenbelastung im Europa-Orbit (der Mond liegt mitten im stärksten Strahlungsgürtel Jupiters) sahen sich die russischen Wissenschaftler nicht in der Lage, einen eigenen kleinen Orbiter mitfliegen zu lassen. Diese Entscheidung stand auch noch unter dem Eindruck des Verlustes von Phobos-Grunt durch einen Strahlentreffer im Erdorbit, mit dem sowohl Elektronik als auch Software der Sonde überfordert waren.

Da die ESA sich auf Ganymed konzentrierte und ihre Raumsonde weiter verfolgte, schwenkte auch Russland auf Ganymed als Ziel für den Lander um. So ist jetzt vorgesehen, dass JUICE zunächst Ganymed kartieren soll und dadurch die Landung vorbereitet. Auch nach der Landung könnte JUICE dann als Kommunikationsrelais dienen. Allerdings wird der Lander (jetzt unter dem Namen Laplace-L weiter verfolgt) auch direkt mit der Erde kommunizieren können, um nicht zwingend auf die Verfügbarkeit des Orbiters angewiesen zu sein. Neben dem Lander wird von russischer Seite auch erwogen, einen eigenen Ganymed-Orbiter (Laplace-O) zu starten. Dieser wäre eine relativ kleine Sonde von etwa 800 kg Masse – nicht mal halb so viel wie JUICE. Dementsprechend begrenzt wäre auch die Ausstattung dieses Orbiters, er würde hauptsächlich zur Kartierung (mit einer stereoskopischen Kamera mit einer Auflösung von etwa 1m) der Oberfläche dienen und damit zur Auswahl des Landeplatzes beitragen.

Technisch sollen sowohl Lander als auch Orbiter viel gemeinsam haben mit anderen, aktuell verfolgten, russischen Raumsondenprojekten. So wird ein großer Teil der Struktur mit den Mondsonden Luna-Glob und Luna-Resurs identisch sein. Die Landetriebwerke werden aus dem europäisch-russischen ExoMars-Projekt übernommen. Wenn diese Missionen, die in diesem Jahrzehnt fliegen sollen, also erfolgreich sind, wären viele Komponenten bereits erprobt und somit die frühestens 2022 startende Ganymed-Mission grundsätzlich ein sehr sicheres Projekt. Zum Start der beiden Sonden würde jeweils eine Proton-Rakete oder eine dann zur Verfügung stehende Angara-Rakete dienen.

Zu den wichtigsten Aufgaben des Landers wird es gehören, die Möglichkeit von Leben auf Ganymed zu untersuchen. Ganymed ist ein kalter Mond, dessen Oberfläche überwiegend aus Eis besteht. Aus diesem Eis entsteht durch den Einfluss kosmischer Strahlung unter anderem Sauerstoff, Wasserstoff oder Wasserstoffperoxid. Damit besitzt Ganymed eine dünne Atmosphäre, die sich allerdings in den Weltraum verflüchtigt. Nichtsdestotrotz entstehen damit auf Ganymed potentielle Energieträger, zudem gilt ein Ozean unter dem Eispanzer als möglich. Laplace-L soll daher mit verschiedenen Instrumenten ausgestattet werden, um die Oberflächenchemie des Mondes zu untersuchen. Falls es an der Oberfläche sogar Mikroorganismen geben sollte, könnte der Lander diese ebenfalls mithilfe einer speziellen Kamera nachweisen.

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• Russischer Ganymed-Lander

Der Beitrag Russland nimmt Ganymed ins Visier erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: NASA, Caltech, JPL.

Schon seit einigen Jahren ist bekannt, dass sich unter dem Jupitermond Europa ein Ozean verbergen könnte. Die Oberfläche des Mondes mit ihren Strukturen erinnert an die Eisfelder der irdischen Polargebiete. Schätzungen zufolge könnte sich unter der 10 bis 15 Kilometer dicken Eisdecke ein Ozean bis in eine Tiefe von 100 Kilometern erstrecken, der dann mehr Wasser enthalten würde als alle irdischen Ozeane zusammen.

Nun haben zwei amerikanische Wissenschaftler (Mike Brown vom Californian Institute of Technology und Kevin Hand vom JPL) eine Untersuchung vorgestellt, nach der Wasser dieses in der Tiefe vermuteten Ozeans bis an die Oberfläche hervordringen kann. Sie vermuten einen Austausch zwischen der Oberfläche und dem Meer unter dem Eis. Dies würde nach den Worten Browns bedeuten, dass Energie von außen zum Ozean gelange, was bedeutsam sei für die Möglichkeit von Leben sei, und andererseits eine Untersuchung der Oberfläche Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Ozeans zuließe.

Für ihre Untersuchungen nutzten die beiden Wissenschaftler das Keck-II-Teleskop auf dem Mauna Kea auf Hawaii mit seinem OSIRIS-Spektrometer. Sie kartierten die Vorkommen von reinem Wassereis auf der Mondoberfläche und stießen dabei auf bisher unbekannte spektroskopische Signaturen. Weitere Analysen im Labor zeigten, dass es sich dabei nur um Magnesiumsulfat handeln konnte. Das könnte, so vermuten die Autoren der Studie, sich unter anderem aus Stoffen gebildet haben, die aus dem Ozean Europas stammen. Weiterhin schätzen die beiden Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung des Ozeans so ein wie die der Ozeane auf der Erde.

Europa ist damit weiter in den Fokus gerückt, wenn es um die Möglichkeit von Leben im Sonnensystem außerhalb der Erde geht. Denn wenn der Ozean Europas eine Zusammensetzung aufweist, die ähnlich der der irdischen Meere ist, dann könnte dort ebenfalls Leben existieren.

Zum Aufsatz von Brown/Hand:

• Salts and radiation products on the surface of Europa

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• Jupitermond Europa

Der Beitrag Neue Spuren von Europas Ozean erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: DLR, ESA, JPL.

JUICE soll mit Kosten knapp unter der Milliarden-Grenze eine Kernmission der europäischen Weltraumforschung in dieser und der folgenden Dekade darstellen. Die gestern veröffentlichten Angaben zur wissenschaftlichen Bestückung der Sonde stellen dabei einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum angepeilten Starttermin 2022 dar.

Das aktuelle Cosmic-Vision-Programm, speziell auch die schon konzipierte Jupiter-Mission, waren in den letzten beiden Jahren einer weitreichenden Neuorientierung unterworfen, nachdem die NASA aus Gründen der Budgetkürzung ihre ursprünglich geplante Beteiligung deutlich zurückfahren musste. JUICE trat in der Folge, endgültig im Frühjahr 2012, als Neukonzeption der zuvor verfolgten Mission EJSM/Laplace hervor, die noch einen Lander für den Jupitermond Europa vorsah.

Der nun konkretisierte Orbiter wird den Jupiter selbst, aber vor allem auch dessen vier bedeutendste Monde mit insgesamt elf Instrumenten genauer unter die Lupe nehmen. Die Mehrzahl dieser Geräte werden europäische Entwicklungen sein. Die NASA und ihre kooperierenden US-amerikanischen Institute wollen drei Instrumente beziehungsweise entsprechende Komponenten beisteuern. Auch Japan wird sich an der Entwicklung wissenschaftlicher Sensoren beteiligen.

Zur Kartierung der Mondoberflächen soll das Kamerasystem JANUS dienen, das zusammen mit dem Laseraltimeter GALA den Mond Ganymed komplett kartieren wird. Die übrigen drei galileischen Monde sind ebenfalls Ziel des kartographischen Interesses, werden aber nur in mehreren Vorbeiflügen von der Sonde erfasst. Ganymed hingegen soll von JUICE, gegen Ende seiner Reise durch das Jupitersystem, dediziert von einem eigenen Orbit aus untersucht werden. Das dritte Hauptinstrument der Monderforschung ist ein Bodenradar, welches vor allem zur Suche nach Wasser unter den Eisschichten der Monde konzipiert ist. Schon seit geraumer Zeit werden auf den Jupitermonden ausgedehnte untergründige Ozeane vermutet, in denen sogar die Entstehung von Leben möglich gewesen wäre. Zusätzlich erhofft man sich aufschlussreiche Radar-Messungen zum besseren Verständnis geologischer Aktivitäten unter den Oberflächen der Monde.

Eine zweite Instrumentengruppe auf dem Orbiter wird die Magnetfelder von Jupiter und Ganymed charakterisieren. Besonders interessant verspricht eine genauere Kenntnis über die Wechselwirkung zwischen den Feldern des Jupiters und seines Mondes, der der einzige bekannte Mond mit einem ausgeprägten Magnetfeld ist, zu sein. Weiterhin wird sich JUICE in diesem Zusammenhang der Erforschung des planetaren Strahlungsgürtels des Jupiter annehmen, sowie die Dynamik seiner Atmosphäre untersuchen.

Nicht zuletzt hofft man auch auf neue Anhaltspunkte zum besseren Verständnis der Entstehung des Jupitersystems. Aus solchen Indizien könnten Rückschlüsse auf den Ursprung des ganzen Sonnensystems gezogen werden. Diese wiederum würden auch das Wissen über die Entwicklungsmechanismen anderer beobachtbarer Sonnensysteme vergrößern.

JUICE wird, mit ihrer geplanten Ankunft beim Jupiter im Jahr 2030, die erste Sonde seit 2003 sein, die die Jupitermonde ausgiebig untersucht. Ihr logischer Vorgänger, der amerikanische Orbiter Galileo, startete bereits 1989 und trat 1995 in eine Umlaufbahn um den Jupiter ein. Anders als dieser wird JUICE zu gegebener Zeit seine Bordenergie aus großen, neuartigen Solarzellenpanelen beziehen, wie sie bisher für die Erforschung des äußeren Sonnensystems kaum üblich waren: die Sonneneinstrahlung in Jupiter-Entfernung ist immerhin rund 30 Mal geringer als diejenige, von der Satelliten im Erdorbit profitieren können.

Im Jahr 2033, nach Abschluss der Ganymed-Kampagne, soll JUICE seine primären Missionsziele beendet haben.

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• JUICE

Der Beitrag JUICE – Europas Rückkehr zum Jupiter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: space.com, discovery.com.

Bei einem Treffen der Amerikanischen Geophysikalischen Gesellschaft hat sich David Senske, Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory, über Planungen bezüglich eines Fluges zum Jupitermond Europa geäußert. Senske, Befürworter des Vorhabens, sagte, dass es von Seiten der NASA durchaus positive Signale gebe.

Konkret geht es um die Entwicklung eines Raumfahrzeugs, welches unter der Marke von 2 Milliarden US-Dollar Entwicklungs- und Baukosten bleibt. Das Fahrzeug soll der Planung nach zwischen 2020 und 2022 starten und nach seiner Ankunft mehrere Male am Mond Europa vorbeifliegen und ihm dabei bis auf 25 Kilometer nahe kommen. Während der Vorbeiflüge soll die Dicke des Eisschildes, die Tiefe des Ozeans und sein Salzgehalt gemessen werden.

Der Mond Europa ist der der kleinste der nach Galilei benannten vier großen Monde des Jupiter. Außer ihm gehören dazu noch Io, Ganymed und Kallisto. Man kann diese Monde bereits mit einem einfachen Fernglas sehen und ihre Bahn rund um Jupiter verfolgen. Trotz einer Oberflächentemperatur von -160 °C (Äquator) bis zu – 220 °C (Pole) vermutet man unter der aus Wassereis bestehenden Oberfläche einen Ozean. Aufgrund von Gezeitenkräften durch den nahen Jupiter kann es zu einer Wärmeentwicklung kommen, die dafür sorgt, dass ab einer Tiefe von vielleicht 10 – 15 Kilometern ein riesiger Ozean liegt, der bis in eine Tiefe von 100 Kilometern hinab reicht und bei diesen Ausmaßen eine Wassermenge enthält, die mehr als das Doppelte der irdischen Ozeane ausmacht.

Durch das Vorkommen von Wasser gilt der Mond als einer der potenziellen Kandidaten für außerirdisches Leben in unserem Sonnensystem. Dabei berücksichtigen die Forscher, dass man in den letzten Jahrzehnten auf der Erde Leben in extremen Bereichen gefunden hat, in denen man es vorher nie vermutet hätte. Daher kann auch an anderen Stellen im Sonnensystem einfaches Leben existieren. Europa ist einer der Kandidaten dafür, ähnlich wie der Saturnmond Enceladus.

Die NASA hatte bereits zusammen mit der ESA eine Sonde zu Europa geplant, die 2020 starten sollte. Allerdings wurde dieses Projekt von Seiten der NASA begraben. Die ESA hat ihrerseits ihren Teil des Projekts weiterentwickelt und ihm den Namen JUICE gegeben (JUpiter ICy moon Explorer). Die Sonde wurde von der ESA als eine ihrer Large Class Missions ausgewählt und hat sich dabei gegen mehrere Konkurrenten durchgesetzt. Sie soll mit einer Ariane 5-Rakete im Jahr 2022 gestartet werden und 2030 am Jupiter eintreffen. Neben Kallisto wird sie auch Europa umkreisen, ehe sie, zumindest nach dem derzeitigen Stand der Planung, 2032 in eine Umlaufbahn um Ganymed eintreten soll.

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• Planet Jupiter

Der Beitrag Europa reloaded erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2012.

Der griechische Amateurastronom Emmanouil I. Kardasis von der „Hellenic Amateur Astronomy Association“ hat mit einem handelsüblichen 28-Zenimeter-Teleskop, einer speziell für die Astrofotografie ausgelegten CCD-Kamera und einem Computerprogramm für die nötige Bildbearbeitung die erste von einem Hobbyastronomen hergestellte Albedokarte des Jupitermondes Ganymed angefertigt. Zur Herstellung der Karte montierte Emmanuel Kardasis eine CCD-Kamera an seinem Teleskop und fertigte damit ein Video des Jupitermondes an. Aus diesem Video suchte er die Bilder heraus, welche unter den besten Seeing-Bedingungen angefertigt wurden und somit die meisten Details des Mondes enthüllen. Diese Einzelaufnahmen wurden anschließend mit einer Bildbearbeitungssoftware gestackt und zu der besagten Albedokarte zusammengefügt.

Bei einer Albedokarte handelt es sich nicht um eine Karte, welche topografische Details einer Planeten- oder Mondoberfläche wiedergibt, sondern vielmehr um eine Karte, auf der das unterschiedliche Reflektionsvermögender Oberfläche – die Albedo – hervorgehoben wird, was wiederum Rückschlüsse auf die Gestalt und Zusammensetzung der das Licht reflektierenden Oberfläche gestattet.

Die von Emmanouil Kardasis produzierte Albedokarte erreicht eine Qualität, welche sich nicht hinter entsprechenden professionellen Karten von der Ganymed-Oberfläche verstecken muss. Auf ihr sind verschiedene Oberflächenformationen wie zum Beispiel die Phrygia Sulcus (eine Region aus Furchen und Grate mit einer Länge von 3.700 Kilometern Länge) und die Nicholson-Region (ein tiefliegender, dunkler Bereich auf Ganymeds Oberfläche) deutlich erkennbar. Dies ist lediglich eine weitere Demonstration von dem, wozu engagierte Amateurastronomen in der Gegenwart in der Lage sind.

„Von der Erde aus erscheint Ganymed lediglich als eine winzige Scheibe. Für das Erstellen von aussagekräftigen Bildern von Planeten benötigt man ein Teleskop mit einer Objektivöffnung von mindestens acht Zoll. Bei den Jupitermonden ist dagegen eine größere Öffnung nötig. Außerdem benötigen Sie ein stabiles Stativ, eine äußerst präzise Mechanik für die Nachführung des Teleskops, eine empfindliche Kamera, eine normalerweise frei verfügbare Software für die Bildbearbeitung, ein sehr gutes Seeing und sehr, sehr viel Geduld“, so Kardasis. „Wenn wir die gleiche Methode auch bei anderen Welten wie zum Beispiel dem vulkanisch aktiven Jupitermond Io anwenden, dann können wir dort vielleicht sogar die aufgrund des Vulkanismus regelmäßig erfolgenden Veränderungen auf der Oberfläche dokumentieren.“

Professionelle Teleskope können Albedokarten mit einer deutlich besseren Auflösung anfertigen. Allerdings ist die Anzahl der entsprechend ausgerüsteten Observatorien begrenzt, die Beobachtungszeiten sind limitiert und entsprechend teuer und Anträge auf Beobachtungskampagnen müssen mehrere Monate im Voraus eingereicht werden. Dies hat zur Folge, dass die professionellen Astronomen einzelne, speziell ausgewählte Objekte des Himmels nicht regelmäßig überwachen können und deshalb immer öfters auf die Unterstützung der Amateurastronomen angewiesen sind. In den vergangenen Jahren haben die sogenannten „Amateure“ mehrfach wertvolle Informationen über Kometen- und Asteroidenimpakte (Jupiter) oder das aktuelle Wettergeschehen (Saturn) geliefert, welche anschließend durch professionelle erdgestützte Observatorien, durch das Weltraumteleskop Hubble oder durch den Saturnorbiter Cassini weiterverfolgt wurden.

Zukünftige Beobachtungsprogramme von Amateurastronomen könnten dazu dienen, Atmosphärenveränderungen auf Planeten wie Uranus und Neptun oder dem Saturnmond Titan zu dokumentieren. Basierend auf diesen Resultaten können dann professionelle Astronomen und Planetenforscher ganz gezielt weiterführende Beobachtungen durchführen.

„Ich hoffe, dass meine Arbeit alle an der Astronomie Interessierten, welche über die entsprechende Ausrüstung verfügen, dazu inspiriert, entsprechende Beobachtungskampagnen durchzuführen“, so Emmanouil Kardasis.

Die gleichen Hoffnungen hegt auch G. S. Orton vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. Im Rahmen der Raummission JUNO, welche ab dem September 2016 den Jupiter für ein Jahr ausführlich untersuchen wird, erhofft sich der Wissenschaftler eine enge und produktive Zusammenarbeit mit der internationalen Gemeinschaft der Amateurastronomen, welche die wissenschaftlichen Beobachtungen des Jupiters und seiner Atmosphäre durch entsprechende Beobachtungsprogramme ungemein unterstützen können.
Die Ergebnisse der Arbeit von Emmanouil Kardasis und die damit verbundene Vorgehensweise wurde am heutigen Tag auf dem European Planetary Science Congress 2012, einer gegenwärtig in Madrid stattfindenden Fachtagung der Planetenforscher, vorgestellt.

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• Jupitermission Juno

EPSC 2012:

• The use of technology in capturing details on Jupiters’s system with small telescopes (engl.)
• A New Mission-Supporting Era of Amateur Astronomy: The Juno Mission and the Role of Amateur Astronomers (engl.)

Der Beitrag Amateurastronom fotografiert Ganymed-Oberfläche erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: ESA.

Im Jahr 2022 soll eine neue Flaggschiff-Mission zum Jupiter aufbrechen: Der JUpiter ICy moons Explorer, kurz JUICE. Mit insgesamt 11 Instrumenten an Bord soll er untersuchen, inwiefern bewohnbare Himmelskörper im Bereich der Gasriesen möglich sind. Zudem soll auch die Entstehungsgeschichte des Jupiters als einem Stellvertreter für das Sonnensystem untersucht werden.

Nach dem Start im Juni 2022 soll es etwa siebeneinhalb Jahre dauern, bis der Zielplanet erreicht wird. Dabei wird es sogenannte Swing-by-Manöver an Venus und Erde geben, bei denen Geschwindigkeit aufgenommen wird. Im Januar 2030 soll dann der Einschuss in einen Jupiterorbit erfolgen.

In den ersten 11 Monaten beim Jupiter werden Beobachtungen der Atmosphäre und der Magnetosphäre durchgeführt. Gleichzeitig wird dabei der Orbit weiter angepasst, wozu auch Vorbeiflüge an Ganymed und Kallisto, zwei Jupitermonden, genutzt werden. Im Anschluss daran erfolgen innerhalb von 36 Tagen mehrere Vorbeiflügen am Mond Europa, welcher eine vollkommen vereiste Oberläche besitzt.

Die nachfolgenden 260 Tage werden dazu genutzt, mit Hilfe von Kallisto die Bahnneigung auf 30° anzuheben, wodurch auch die Polarregionen des größten Planeten im Sonnensystem beobachtet werden können. In weiteren 11 Monaten schließlich wird sich JUICE Ganymed annähern, um in der zweiten Jahreshälfte 2033 in einen Orbit um diesen Mond einzuschwenken.

Die Umlaufbahn um Ganymed wird zunächst eine Höhe von etwa 5.000 km haben. Nach und nach soll diese Höhe auf bis zu 200 km abgesenkt werden, um verschiedenste Ansichten des Mondes zu erhalten. Zum Abschluss der Mission wird die Sonde im Juni 2033 dann auf Ganymed einschlagen.

Trotz der großen Entfernung zur Sonne soll JUICE zur Energieversorgung mit Solarzellen ausgestattet werden. Diese werden eine beachtliche Größe von 60-75 m² haben, um den Stromhunger von Sonde und Instrumenten zu stillen. Um zur Erde zu funken, wird eine Hochgewinnantenne mit einem Durchmesser von drei Metern verbaut werden, mit der etwa 1,4 GB pro Tag zur Erde übermittelt werden können. Da ein Funksignal von der Erde zur Sonde und zurück 1:46 Stunden brauchen wird, muss eine gute Vorrausplanung erfolgen und der Bordcomputer autonom operieren.

Für den wissenschaftlichen Betrieb wird es elf Experimente geben, darunter unter anderem zwei Kameras. Auch verschiedene Spektrometer und Instrumente zur Messung von Strahlung und Partikeln sollen an Bord sein. Zuletzt wird es auch ein Radar zur Bestimmung der Eisdicke und dem, was darunter ist, sowie ein Laserinstrument zur morphologischen Untersuchung der Monde geben.

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