Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA, Raumcon.Vertont von Peter Rittinger.

Das für den 7. Dezember ab 0:49 Uhr geplante Bremsmanöver hat entweder gar nicht stattgefunden oder war deutlich zu kurz. Vorgesehen war eine zwölfminütige Zündung. Durch die zu hohe Geschwindigkeit flog Akatsuki an der Venus vorbei.

Bemerkt hatte man recht schnell, dass die Bahn der Raumsonde nicht den geforderten Parametern entsprach. So gelang der Funkkontakt zwischen Sonde und Erde erst 76 Minuten später als vorgesehen. Genauere Vermessungen der Flugbahn erforderten allerdings einen längeren Messzeitraum. Heute gab die JAXA nun offiziell bekannt, dass der Versuch, Akatsuki in eine Umlaufbahn um die Venus einzubremsen, misslungen ist. Zur Untersuchung wird eine entsprechende Komission berufen.

Akatsuki verbleibt demnach auf einer Umlaufbahn um die Sonne, bei der sie etwa zwischen Erd- und Venusbahn weiterfliegt. Nach mehreren Umläufen gelangt sie 2016 wieder in die Nähe der Venus. Man will nun auch prüfen, ob und wie man die Funktionsdauer bis dahin erhalten und einen neuen Versuch wagen kann. Die geplante Missionsdauer lag allerdings bei viereinhalb Jahren.

Die japanische Raumfahrtbehörde JAXA hat Erfahrungen mit verpassten Chancen. Vor ziemlich genau 5 Jahren gelang es nicht, die Raumsonde Hayabusa auf den Rückweg vom Asteroiden Ikotawa zu starten, da zuvor der Funkkontakt verlorengegangen war. Außerdem bestanden Probleme im Energie-, Lageregelungs- und Antriebssystem. So begleitete Hayabusa den Asteroiden einen ganzen Umlauf um die Sonne. 2007 gelang der Rückstart. Im August dieses Jahres landete eine Rückkehrkapsel auf der Erde und brachte ein paar Körnchen Asteroidenstaub mit. Ob ein derartiges Happy End wiederholt werden kann, steht allerdings in den Sternen.

Raumcon:

• Venus Climate Orbiter Planet C
• Mission Hayabusa bei Itokawa

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA.

Der Kontakt nach Durchfliegen des „Funklochs“ war eigentlich für 2:12 Uhr MEZ geplant, gelang aber erst gut eine Stunde später gegen 3:28 Uhr. Dies könnte ein Zeichen dafür sein, dass sich die Sonde nicht auf der geplanten Bahn um die Venus befindet.

Heute Nacht sollte das Bremstriebwerk gegen 0:49 Uhr für etwa 12 Minuten gezündet werden und Akatsuki soweit verlangsamen, dass sie im Gravitationsfeld der Venus verbleiben würde. Sie befände sich dann in einem stark elliptischen Orbit, der durch weitere Antriebsphasen an die wissenschaftlichen Anforderungen angepasst werden soll.

Anhand der Verfolgung des Funksignals zur Erde will man in den nächsten Stunden feststellen, wo sich die Raumsonde befindet und ob der Eintritt in einen Venusorbit gelungen ist.

Währenddessen passiert auch die Sonde Ikaros, die mit einem 173 m² großen Sonnensegel ausgestattet ist, die Venus in gebührendem Abstand. Sie hat ihre Aufgabe bereits vollständig erfüllt. Erstmals ist es gelungen, den Strahlungsdruck der Sonne für geringfügige Beschleunigungen eines Raumfahrzeugs zu nutzen. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass man Segel und Sonde mit Hilfe schaltbarer Reflektoren steuern kann.

Raumcon:

• Venus Climate Orbiter Planet C
• Ikaros

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA.

Eine vorbereitende Lageänderung wurde bereits gestern vorgenommen. In der Nacht, gegen 0:49 Uhr MEZ soll das Bremstriebwerk der Sonde aktiviert werden und etwa 12 Minuten lang entgegen der Flugrichtung arbeiten. Damit soll Akatsuki so weit abgebremst werden, dass die Sonde im Gravitationsfeld der Venus bleibt. Aus der zunächst stark elliptischen Bahn wird dann durch weitere Manöver eine weniger exzentrische Zielbahn.

Die Venussonde Akatsuki startete am 21. Mai 2010 zusammen mit 2 weiteren Raumsonden und drei Erdsatelliten auf einer HII-A-Trägerrakete von Tanegashima aus ins All. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, zwei Jahre lang Daten über die Atmosphäre der Venus zu erfassen und zur Erde zu übermitteln.

Zur Erfüllung ihres Forschungsauftrags verfügt Akatsuki über je eine Infrarotkamera für den 1-µm- bzw. den 2-µm-Bereich. Mit jeweils 12 Grad Aufnahmewinkel und einem Megapixelchip werden Wellenlängen detektiert, die Auskunft über die Oberflächenbeschaffenheit, Wolkentemperaturen und Dampfkonzentrationen geben können. Die Long-Wave Infrared Camera (LIR) arbeitet im 10-Mikrometer-Bereich und sammelt Daten über Wolkenhöhen, Partikelgrößen und Kohlenstoffmonoxidgehalt. Der UV Imager (UVI) erfasst insbesondere Wellenlängen um 283 und 365 Nanometer und erlaubt damit Aussagen über die Verteilung von Schwefeloxiden und unbekannten Substanzen in der Venusatmosphäre. Aus deren Veränderungen lassen sich zudem Windgeschwindigkeiten berechnen. Die Lightning and Airglow Camera (LAC) beobachtet Leuchterscheinungen wie Blitze und Wetterleuchten. Insbesondere werden solche Wellenlängen untersucht, bei denen Leuchterscheinungen von molekularem und atomarem Sauerstoff auftreten.

Schließlich lässt sich mit einem speziellen Sendegerät mit hochstabiler Frequenz auch von der Erde aus Venusforschung betreiben. Die Sonde strahlt auf 8,4 GHz Radiowellen ab, welche die Atmosphäre der Venus durchdringen und hier verändert werden. Die auf der Erde empfangenen Veränderungen der Frequenz lassen Rückschlüsse auf die thermische Struktur der Venusatmosphäre sowie über Elektronendichte und Konzentrationen von Schwefeldämpfen zu. Diese Signale und weitere wissenschaftliche Daten werden von internationalen Empfangsstationen rund um die Erde aufgefangen.

Raumcon:

• Venus Climate Orbiter Planet-C

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA. Vertont von Peter Rittinger.

Der Start sollte am 17. Mai gegen 23:44 Uhr MESZ erfolgen, wurde jedoch aufgrund schlechter Wetterbedingungen verschoben. Das Startfenster für einen erfolgreichen Flug zur Venus reicht bis Anfang Juni.

Reichlich 2 Minuten nach dem Start sollen die Feststoffbooster abgeworfen werden, nach gut sechseinhalb Minuten die ausgebrannte erste Stufe. Die zweite Stufe beendet ihren ersten Betriebszyklus nach 11 Minuten und 37 Sekunden. Dadurch gelangen Nutzlast und Oberstufe auf eine Erdumlaufbahn um 300 Kilometer Höhe bei 30 Grad Bahnneigung gegenüber dem Äquator. Hier sollen mehrere Kleinsatelliten verschiedener japanischer Universitäten ausgesetzt werden.

Danach zündet die zweite Stufe der Trägerrakete erneut und beschleunigt die Nutzlast in Richtung Venus. Auf dieser Bahn werden neben Akatsuki auch die Raumsonden IKAROS und Unitec 1 abgetrennt.

Akatsuki soll im Dezember die Venus erreichen und hier in eine elliptische Umlaufbahn einschwenken. Die Bahn soll zwischen 300 und 80.000 Kilometern Höhe verlaufen bei einer Neigung von 172 Grad gegen den Venusäquator. Dabei soll die Sonde den Planeten in 30 Stunden einmal umlaufen.

Der quaderförmige Hauptkörper von Akatsuki hat eine Anfangsmasse von 500 Kilogramm, Abmessungen von 1,04 x 1,45 x 1,40 Meter und trägt zwei Solarzellenflächen, mehrere Antennen und Sensoren sowie 6 wissenschaftliche Instrumente. Die Solarzellen sollen während der auf 2 Jahre angesetzten Forschungsmission mindestens 500 Watt Leistung bereitstellen.

Die Sonde hat aber nicht nur wissenschaftliche Aufgaben zu bewältigen. Sie dient auch der Erprobung neuer Technologien. So wird die Energie in Lithium-Ionen-Batterien gespeichert, die Datenübertragung erfolgt über eine Hochgewinn-Flachantenne und das Triebwerk arbeitet mit einer Keramikdüse.

Wissenschaftliche Hauptaufgabe der Mission ist die Erfassung verschiedener Parameter der Venusatmosphäre. Deshalb wird Akatsuki auch als Venus Climate Orbiter oder erster interplanetarer Wettersatellit bezeichnet. Zur Erfüllung des Forschungsauftrags verfügt Akatsuki über je eine Infrarotkamera für den 1-µm- bzw. den 2-µm-Bereich. Mit jeweils 12 Grad Aufnahmewinkel und einem Megapixelchip werden Wellenlängen detektiert, die Auskunft über die Oberflächenbeschaffenheit, Wolkentemperaturen und Dampfkonzentrationen geben können. Die Long-Wave Infrared Camera (LIR) arbeitet im 10-Mikrometer-Bereich und sammelt Daten über Wolkenhöhen, Partikelgrößen und Kohlenmonoxidgehalt. Der UV Imager (UVI) erfasst insbesondere Wellenlängen um 283 und 365 Nanometer und erlaubt damit Aussagen über die Verteilung von Schwefeloxiden und unbekannten Substanzen in der Venusatmosphäre. Aus deren Veränderungen lassen sich zudem Windgeschwindigkeiten berechnen. Die Lightning and Airglow Camera (LAC) beobachtet Leuchterscheinungen wie Blitze und Wetterleuchten. Insbesondere werden solche Wellenlängen untersucht, bei denen Leuchterscheinungen von molekularem und atomarem Sauerstoff auftreten.

Schließlich lässt sich mit einem speziellen Sendegerät mit hochstabiler Frequenz auch von der Erde aus Venusforschung betreiben. Die Sonde strahlt auf 8,4 GHz Radiowellen ab, welche die Atmosphäre der Venus durchdringen und hier verändert werden. Die auf der Erde empfangenen Veränderungen der Frequenz lassen Rückschlüsse auf die thermische Struktur der Venusatmosphäre sowie über Elektronendichte und Konzentrationen von Schwefeldämpfen zu. Diese Signale und weitere wissenschaftliche Daten werden von internationalen Empfangsstationen rund um die Erde aufgefangen.

An Bord von Akatsuki befinden sich auch mehrere dünne Aluminiumplatten, in die Namen und Botschaften von etwa 260.000 Menschen eingraviert sind. Zwischen Oktober 2009 und Januar 2010 bot die japanische Raumfahrtbehörde JAXA Menschen weltweit die Gelegenheit, sich auf der Venussonde zu verewigen.

Die Venus wird oft als Schwesterplanet der Erde bezeichnet, da sie ein Gesteinsplanet ist, mit 12.100 Kilometern einen ähnlichen Durchmesser wie unser Heimatplanet hat und unser innerer Nachbar ist. Da enden allerdings die Gemeinsamkeiten. Die Venusatmosphäre ist erheblich dichter als die der Erde, am Boden herrscht etwa der zweiundneunzigfache Druck. Durch den hohen Treibhauseffekt herrschen an der Oberfläche Temperaturen um 460 °C. Die Venus rotiert sehr langsam. Eine Drehung um die eigene Achse dauert mehr als 243 Erdentage. Da ist ein Venusjahr, also die Zeit, welche die Venus benötigt, um die Sonne zu umrunden, mit nur 225 Tagen sogar kürzer als ein „Venustag“.

Die Venus ist ständig von einer dichten Wolkendecke verhüllt, die für normales Licht undurchdringlich ist. In der Vergangenheit wurden daher mehrere Sonden mit Radargeräten zur Venus geschickt. Akatsuki dagegen arbeitet überwiegend mit Sensoren im Infrarotbereich, der vor allem Erkenntnisse über die Venusatmosphäre zulässt. Auch heute noch rätselhaft sind beispielsweise die schnellen „Superwinde“, die ständig die Luft planetenweit antreiben sowie der hohe Gehalt an Schwefelverbindungen, der auf vulkanische Aktivitäten zurückgeführt wird. Genaueres dazu könnte die kleine japanische Sonde nach ihrer Ankunft bei der Venus liefern.

Raumcon:

• Venus Climate Orbiter Planet C (seit Mai 2009)

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