Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Bereits am 3. Januar 2013 entdeckte der australische Astronom Robert H. McNaught auf den Aufnahmen eines Teleskops des Siding-Spring-Observatoriums einen neuen Kometen. Erste Berechnungen der Umlaufbahn ergaben, dass sich dieser mit dem Namen „C/2013 A1 (Siding Spring)“ versehene Komet am 19. Oktober 2014 unserem äußerem Nachbarplaneten – dem Mars – bis auf eine Entfernung von lediglich rund 110.000 Kilometern nähern wird. Zeitweise wurde es sogar für möglich gehalten, dass der Komet mit dem Mars kollidiert (Raumfahrer.net berichtete).

Diese Möglichkeit einer Kollision kann aufgrund aktueller Beobachtungsdaten mittlerweile ausgeschlossen werden. C/2013 A1 (Siding Spring) wird den Mars an diesem Tag vielmehr in einer Entfernung von etwa 138.000 Kilometern passieren. Die dichteste Annäherung wird dabei mit einem derzeit aktuellen Unsicherheitsfaktor von etwa zwei Minuten um 19:28 Uhr MEZ erfolgen.

Trotzdem handelt es sich hierbei um ein in der menschlichen Geschichte sozusagen bisher einmaliges Ereignis, denn der Vorbeiflug wird in einer Entfernung erfolgen, welche in etwa lediglich einem Drittel des Abstandes zwischen Erde und Mond entspricht. Dieser Komet wird sich dem Mars somit etwa zehn Mal dichter annähern, als dies bei allen bekannten Kometen in der Vergangenheit im Fall einer Passage an der Erde der Fall war. Es ist sogar gut möglich, dass der Mars dabei von der ausgedehnten Koma des Kometen erreicht wird.

Selbstverständlich wird C/2013 A1 (Siding Spring) auf seinem Weg durch das innere Sonnensystem unter der ständigen Beobachtung von irdischen Astronomen stehen. Das Weltraumteleskop WISE konnten den Kometen in den letzten Wochen bereits erfolgreich abbilden. Die entsprechenden Aufnahmen zeigen, dass C/2013 A1 (Siding Spring) eine zunehmende Aktivität aufweist und damit begonnen hat, eine schwache Koma auszubilden. Über einen „Logenplatz“ werden im Oktober 2014 jedoch speziell die derzeit in der Marsumlaufbahn beziehungsweise auf dessen Oberfläche aktiven Orbiter und Rover verfügen.

Kometenbeobachtung vom Mars
Die besten Aufnahmen sind dabei von der HiRISE-Kamera, einem der sechs wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) zu erwarten. Dieser von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsorbiter konnte zuletzt im Herbst 2013 dem Kometen C/2012 S1 (ISON) abbilden, welcher sich zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von etwa 11 Millionen Kilometern zum Mars befand (Raumfahrer.net berichtete). Zwei weitere Orbiter, der ebenfalls von der NASA betriebene Mars Odyssey und der ESA-Marsorbiter Mars Express, sollen ebenfalls für die Beobachtung von „Siding Spring“ eingesetzt werden.
Nicht für diese Beobachtungen genutzt werden können dagegen die beiden zukünftigen Marsorbiter MAVEN – eine weitere NASA-Mission – und Mars Orbiter Mission (kurz „MOM“, auch als „Mangalyaan“ bekannt) – eine Mission der indischen Raumfahrtbehörde ISRO – welche sich derzeit beide noch auf dem Weg zum Mars befinden und diesen erst unmittelbar vor dessen Zusammentreffen mit „Siding Spring“ erreichen werden.

Aber auch die beiden derzeit auf der Planetenoberfläche aktiven Marsrover Opportunity und Curiosity werden ihre Kamerasysteme im Oktober auf den Kometen ausrichten und dabei versuchen, diesen abzulichten. Zudem sollen beide Rover bei passenden Gelegenheiten den Nachthimmel abbilden und nach Meteoren Ausschau halten, deren Häufigkeit ein Indikator für die Anzahl von Staubpartikeln sein wird, welche sich im Schweif des Kometen befinden und bei der Annäherung an den Mars in die Planetenatmosphäre eintreten werden.

Diese Beobachtungen aus unterschiedlichen Blickwinkeln sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, mehr über den Kern des Kometen – speziell über dessen Form und Größe, über dessen Rotationsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung und über die Entwicklung seiner Aktivität – in Erfahrung zu bringen. Des weiteren kann so eventuell erforscht werden, welche Einflüsse die Kometenpartikel auf die obere Atmosphärenschicht des Mars ausüben.

„Diese Partikel könnten die Atmosphäre erwärmen und zu einer [minimalen] Ausdehnung führen“, so Rich Zurek, der leitende Wissenschaftler des Mars-Programms der NASA. Verschiedene Infrarot-Spektrometer, mit denen die Orbiter MRO und Mars Odyssey ausgestattet sind, sollen entsprechende Daten liefern.

Gefahr für die Orbiter
Allerdings birgt diese dichte Begegnung zwischen dem Mars und dem Kometen C/2013 A1 (Siding Spring) auch ein gewisses Gefahrenpotential für die Marsorbiter. Hierfür verantwortlich sind die Staubpartikel, welche von der Oberfläche des Kometenkerns in das umgebende Weltall entweichen und dabei mit hohen Geschwindigkeiten auf die Orbiter treffen könnten. Selbst diese normalerweise nur mikroskopisch kleinen Partikel könnten dabei aufgrund der hohen Aufprallgeschwindigkeiten zu ernsthaften Beschädigungen führen. Aus diesem Grund hat die NASA jetzt damit begonnen, sich auf das Eintreffen des Kometen vorzubereiten und gegebenenfalls Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten.

Entscheidend für eine genaue Gefahrenabschätzung und die Planung der weiteren Vorgehensweise ist letztendlich die Entwicklung der Aktivität des Kometen bei dessen weiteren Annäherung an die Sonne. „Unsere Pläne, die Raumsonden für die Beobachtung des Kometen Siding Spring einzusetzen, gehen Hand in Hand mit den Vorbereitungen, um die Sonden eventuell auch schützen zu können“, so Rich Zurek.

„Es ist gegenwärtig noch zu früh, um abschätzen zu können, wie gefährlich Siding Spring für die Raumsonden sein wird“, so Soren Madsen vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien, der technische Leiter des NASA-Marsprogramms. „Er könnte sich zu einer großen Gefahr entwickeln oder gar kein Risiko darstellen – oder irgendetwas dazwischen.“ Im April, spätestens im Mai 2014 wird sich der Komet der Sonne soweit genähert haben, dass das bisher auf der Oberfläche des Kometenkerns abgelagerte Wassereis verdampft und bei der Freisetzung in den umgebenden Weltraum Staubpartikel mit sich reißt. Spätestens ab dann werden belastbare Aussagen über die zu erwartende Freisetzungsrate von Staub möglich sein.

„Würden wir erst im Mai eine potentielle Gefahr erkennen, dann wäre es allerdings zu spät, um unsere entsprechende Reaktion zu planen“, so Soren Madsen.

Mögliche Vorsichtsmaßnahmen wären eine Veränderung der Umlaufbahnen der Orbiter um den Mars. Diese würden sich dann zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung des Kometen auf der anderen Seite des Planeten befinden und durch diesen vor den Staubpartikeln abgeschirmt sein. Je früher eine solche Orbitänderung erfolgt, desto treibstoffsparender würde diese Bahnkorrektur ausfallen. Eine weitere denkbare Schutzmaßnahme besteht darin, dass die Sonden so ausgerichtet werden, dass deren empfindlichsten Bauteile in der kritischen Phase von dem Kometen wegweisen und deshalb nicht von Staubpartikeln getroffen werden können. Hierbei sind allerdings weitere Kriterien wie zum Beispiel die Energieversorgung – die Solarzellen müssen auf die Sonne gerichtet sein – oder die Kommunikation mit der Erde – die Antennen müssen hierzu in Richtung Erde zeigen – berücksichtigt werden.

Je früher entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, desto effizienter werden diese dann auch ausfallen. Aufgrund der vielen Unwägbarkeiten beginnen die Wissenschaftler bereits jetzt damit, die Größe der Staubpartikel und deren Freisetzungsrate eingehend zu analysieren.

Keine Gefahr für die Rover
Die beiden Marsrover Opportunity und Curiosity sind dagegen vor dem Kometen Siding Spring und dessen Staubschweif gut geschützt. Trotz ihrer geringen Dichte bietet die dünne Marsatmosphäre einen ausreichenden Schutz und wird verhindern, dass die von C/2013 A1 (Siding Spring) ausgehenden Staubpartikel die Marsoberfläche erreichen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Deccan Herald, DNA, Indian Express, ISRO. Vertont von Peter Rittinger.

Ende November 2013 soll die gerade im Entstehen befindliche Raumsonde, von der ISRO auch als MOM für Mars Orbiter Mission bezeichnet, Richtung Mars auf den Weg gebracht werden. Nach einem 10 Monate dauernden Überflug würde die Sonde den Mars im September 2014 erreichen und in einen Orbit um den roten Planeten einschwenken, wenn alle Manöver so abgewickelt werden können wie geplant.

Die Grundstruktur des Marsorbiters befindet sich laut nicht konkret bezeichneter Quellen in einem Reinraum, wo der Einbau des Antriebssystem für den unbetankt insgesamt rund 500 Kilogramm schweren Orbiter vor dem Abschluss stehe.

Entwurf und Konstruktion der Instrumente, die Indien an Bord des Marsorbiters zur Untersuchung des Mars einsetzen will, sind abgeschlossen. Die Instrumente wurden nach Angaben aus Indien zwischenzeitlich an das ISRO Satellite Centre (ISAC) in Bangalore geliefert. Dort habe man mittlerweile mit den Arbeiten für den Einbau der Instrumente in das Raumfahrzeug mit einem zuletzt genannten projektierten Startgewicht von rund 1.350 Klioramm begonnen, heißt es.

Indiens erste Planetenmission wird laut Plan mit dem Start auf einer Rakete des Typs PSLV-XL mit der Flugnummer C25 vom Satish Dhawan Space Centre (SDSC) auf der Insel Sriharikota beginnen. Die Rakete soll die Marssonde nach Angaben der ISRO auf einer idealer Weise um 17,864 Grad gegen den Erdäquator geneigten Erdumlaufbahn mit einem Perigäum, dem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt, von etwa 250 Kilometern und einem Apogäum, dem erdfernsten Bahnpunkt, von rund 23.000 Kilometern aussetzen. Anschließend müssen sechs Brennphasen des 440 Newton starken Apogäumsmotors an Bord erfolgreich abgewickelt werden, bevor Mangalyaan schließlich auf einen hoch elliptischen Orbit um Mars gelangt.

Auf der Umlaufbahn um Mars wird Mangalyaan regelmäßig einen größten Abstand von rund 80.000 Kilometern zur Planetenoberfläche erreichen, und sich genauso regelmäßig der Oberfläche auf rund 372 Kilometer annähern. Dabei durchdringt die Sonde immer wieder die oberen Atmosphärenschichten und die Ionosphäre des Mars, was es ermöglicht, deren veränderliche Zusammensetzungen zu untersuchen. Für einen solchen Umlauf wird die Sonde rund drei Erdtage benötigen.

Neben der Technik für die Atmosphärenforschung besitzt die wissenschaftliche Nutzlast von Mangalyaan auch Geräte für die Untersuchung der Planetenoberfläche und mineralogische Forschung. Ausgewählt wurden die zum Mitflug an Bord der Sonde vorgesehenen Instrumente von einer indischen Beratergruppe für Weltraumwissenschaften, einem ADCOS für Advisory Committee for Space Sciences genannten Gremium.

Das erste in der Umsetzung befindliche indische Marsprojekt leidet unter Gewichtsbeschränkungen, da man für den Start nicht wie ursprünglich einmal vorgesehen eine leistungsstärkere Rakete des Typs GSLV verwenden kann. Die für die wissenschaftliche Nutzlast zur Verfügung stehende Masse wurde zuletzt von rund 25 auf ca. 15 Kilogramm reduziert.

Jetzt soll Mangalyaan mit fünf zu Forschungszwecken vorgesehenen Gerätekomplexen mit einer Gesamtmasse von ~ 14,49 Kilogramm ausgerüstet werden:

1.) Das LAP für Lyman Alpha Photometer genannte Photometer vom Labor für elektrooptische Systeme (LEOS) aus Bangalore mit einer Masse von rund 1,5 Kilogramm soll die Ausdünnung der Hochatmosphäre des Mars untersuchen und dazu das aktuelle Wasserstoff-Deuterium-Verhältnis ermitteln. Dessen Vergleich mit dem über Kometen und Asteroiden beobachtetem soll Aussagen über den Wasserstoff- bzw. Wasserverlust des Mars ermöglichen.

2.) Die Farbkamera namens MARS Colour Camera (MCC) ist in der Lage, Farbbilder vom Planeten, seiner Oberfläche und Himmelskörpern in seiner Umgebung zu liefern. Die Masse der Kamera vom Zentrum für Raumfahrtanwendungen (SAC) in Ahmedabad beträgt etwa 1,4 Kilogramm. Von ihr erwartet man sich insbesondere topographische Informationen, Daten zur Kartierung der Polkappen des Mars und neue Anhaltspunkte über Ursache, Auftreten und Verhalten von Staubstürmen und Staubteufeln, einer Art marsiansicher Wirbelstürme.

3.) Das als Martian Exospheric Neutron Composition Explorer (MENCA) bezeichnete Instrument dient der Bestimmung der Zusammensetzung der oberen Atmosphärenschichten vom Mars. Ihre Untersuchung soll Nutzen bringen für das Vertändnis des Verlusts einer dichten Atmosphäre und den durch den Verlust verursachten Einfluss auf das Mars-Klima. Die Masse von MENCA liegt bei rund 4 Kilogramm. Es ist ein Beitrag des Vikram Sarabhai Labors für Weltraumphysik (VSSC) aus Thiruvananthapuram.

4.) Der vom SAC bereitgestellte Methane Sensor for MARS (MSM) ist in der Lage, das Vorhandensein von Methan mit einer Genauigkeit im Bereich von einem Teilchen pro einer Milliarde Teilchen festzustellen. Methan kann ein Indikator dafür sein, dass einmal Leben auf dem Mars existiert hat. Die Masse des Sensors beträgt 3,59 Kilogramm.

5.) Das TIS für TIR (thermal infrared) imaging spectrometer genannte Instrument mit einer Masse von rund 4 Kilogramm ermöglicht die Gewinnung von Daten über Struktur und Zusammensetzung der Marsoberfläche. Dabei bedient es sich der vom Planeten ausgesendeten Wärmestrahlung. Das Gerät kommt ebenfalls vom SAC.

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• MOM: Indischer Marsorbiter Mangalyaan

Der Beitrag MOM: Integration der wissenschaftlichen Nutzlast erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: IANS, ISRO, HAL. Vertont von Peter Rittinger.

Die von HAL gelieferten Strukturbauteile umfassen einen Zentralzylinder aus Kompositmaterial sowie Paneele aus Metallwaben und Kompositmaterial. Hergestellt wurden die Teile in der HAL-Niederlassung in Bangalore. An der nunmehr vorhandenen Grundstruktur des Marsorbiters will die ISRO die verschiedenen erforderlichen Untersysteme montieren und sie mit der wissenschaftlichen Nutzlast, die den Mars untersuchen soll, ausstatten.

Von einer ersten unbemannten indischen Marsmission ist schon einige Zeit die Rede. Schon 2009 arbeitete die ISRO an einem Konzept, das den Start eines Marssatelliten für 2013 vorsah. Damals ging man noch davon aus, auf eine dann zuverlässig einsetzbare Rakete des Typs GSLV zurückgreifen zu können. Weil letztere immer wieder versagten und offensichtliche Entwicklungsdefizite aufweisen, soll nach aktuellen Planungen eine PSLV-XL-Rakete zu Einsatz kommen.

Im August 2012 wurde die erste indische Marsmission offiziell angekündigt, bezeichnet wird sie als Mars Orbiter Mission, kurz MOM, und auf Hindi als Mangalyaan, was schlicht Mars-Fahrzeug bedeutet. Mit rund 25 Kilogramm wissenschaftlichen Instrumenten ausgerüstet will die ISRO Ende Novemer 2013 den aktuell im Bau befindlichen Marssatelliten an Bord einer Rakete des Typs PSLV-XL auf den Weg zum roten Planeten schicken. Kann der Start nicht 2013 erfolgen, ist ein Missionsbeginn erst 27 Monate später wieder möglich.

Beim Bau des Marssatelliten mit einer angenommenen Startmasse im Bereich um 1.400 kg und des benötigten Trägers arbeitet man auf einen virtuellen Starttermin Mitte Oktober 2013 hin. Damit soll sichergestellt werden, dass Raumfahrzeug und Trägerrakete auf jeden Fall zur Verfügung stehen und startbereit sind, wenn sich das Startfenster Richtung Mars tatsächlich öffnet.

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• MOM: Indischer Marsorbiter Mangalyaan

Der Beitrag Strukturteile für Indiens Marsmission MOM geliefert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: DECCAN HERALD, IBN, PTI, THE TIMES OF INDIA.

Der Leiter der indischen Raumfahrtforschungsorganisation (ISRO) K. Radhakrishnan informierte Journalisten am 14. Juli 2012, dass die ISRO in einer Reihe von Studien mögliche Missionen zum Mars untersucht habe. Jetzt sei bei der ISRO eine letzte Abstimmungsphase angebrochen, berichtete K. Radhakrishnan. Er zeigte sich davon überzeugt, dass die ISRO bald offiziell eine Marsmission ankündigen werde.

Aussagen von anderen Beschäftigten der ISRO sprechen dafür, dass vorbereitende Arbeiten bereits in großem Umfang erledigt worden sind. Eine Liste der Instrumente für die wissenschaftliche Nutzlast der indischen Marssonde, aufgestellt von einem Beraterkomitee der ISRO namens ADCOS für Advisory Committee for Space Sciences, existiert. Der Grundaufbau und die Solarzellenausleger-Konfiguration des Raumfahrzeugs sind festgelegt.

Ursprünglich hatte die ISRO an einen Start des ersten eigenen Marsorbiters 2013, 2016 oder 2018 gedacht. Die deutlich gestiegenen verfügbaren finanziellen Mittel und der zügige Fortgang der Arbeiten erlauben nun offensichtlich einen Start zum nächstmöglichen Zeitpunkt.

Vorgesehen ist, dass eine vierstufige Trägerrakete vom Typ Polar Space Launch Vehicle (PSLV) in der Variante XL den künftigen indischen Marssatelliten am 24. November 2013 ins All transportiert. Hat das Raumfahrzeug den anschließenden rund 300 Tage dauernden Überflug zum Mars überstanden, wird es ihn laut Plan in einem 500 x 80.000 km Orbit umlaufen. Auf der stark elliptischen Bahn kann dann die wissenschaftliche Nutzlast mit einer voraussichtlichen Gesamtmasse von rund 25 kg für einen indischen Beitrag zur Erforschung des roten Planeten sorgen.

Nach Angaben der ISRO ist die wissenschaftliche Nutzlast des Marsorbiters speziell der Suche nach Leben auf dem Mars, der Untersuchung der Herkunft, der Entwicklung und der Dauerhaftigkeit von möglichem Leben auf dem Planeten sowie der Untersuchung des Marsklimas und der Geologie gewidmet.

Der Beitrag Indien will zum Mars – und das möglichst bald erschien zuerst auf Raumfahrer.net.