Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: NASA, JHU/APL, The Planetary Society, HST.

Zeitgleich zu dem gegenwärtig stattfindenden „Annual Checkout“ (Raumfahrer.net berichtete) sind die in die Mission der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde New Horizons involvierten Mitarbeiter derzeit noch mit einer weiteren Aufgabe beschäftigt.

Seit ihrem Start am 19. Januar 2006 hat die Raumsonde New Horizons auf ihrem Weg zu dem Zwergplaneten Pluto mittlerweile eine Distanz von mehr als 4,76 Milliarden Kilometern zurückgelegt. Nach weiteren 3,08 Astronomischen Einheiten – dies entspricht in etwa einer Entfernung von 460 Millionen Kilometern – wird die Raumsonde am 14. Juli 2015 den Pluto erreichen und dessen Oberfläche in einer Entfernung von etwa 12.500 Kilometern passieren. Neben dem Zwergplaneten sollen in den Wochen und Monaten vor und nach dem Vorbeiflug auch dessen fünf derzeit bekannte Monde ausführlich mit den sieben Instrumenten der Raumsonde untersucht werden.

Allerdings ist es aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der sich New Horizons durch das Weltall bewegt nicht möglich, die Raumsonde in eine Umlaufbahn um den Pluto zu dirigieren. Hierfür müsste die Geschwindigkeit der Raumsonde um etwa 90 Prozent reduziert werden. Für ein derartiges Bremsmanöver wäre allerdings deutlich mehr Treibstoff notwendig als New Horizons mitführt. Aus diesem Grund wird die Raumsonde nach dem Vorbeiflug am Pluto weiter in die äußeren Bereiche des Sonnensystems vordringen.

Um New Horizons trotzdem auch weiterhin für wissenschaftliche Forschungen einsetzen zu können wurde bereits bei der Erstellung des Missionsprofils vorgeschlagen, die Raumsonde nach der Plutopassage mit dem dann noch zur Verfügung stehenden Treibstoff zu eine weiteren, eventuell auch zu zwei Objekten im Bereich des inneren Kuiper-Gürtels zu dirigieren. Sehr wahrscheinlich, so die damalige Prognose, würden diese neuen Ziele über Durchmesser von weniger als 100 Kilometern verfügen und aufgrund der größeren Distanz zur Sonne fotografisch weniger gut zu beobachten sein als der Pluto. Um trotzdem aussagekräftige Daten gewinnen zu können müsste New Horizons diese Objekte in einem möglichst dichten Abstand – als wünschenswert wird hierbei eine Entfernung von wenigen Tausend Kilometern genannt – passieren.

Diese Vorbeiflüge sind für den Zeitraum von frühestens Mitte 2016 bis in etwa 2020 vorgesehen. Allerdings rechnet das New Horizons-Team damit, dass der mit einem Radioisotopengenerator ausgestatteten Raumsonde noch bis etwa zum Jahr 2025 genügend Energie zur Verfügung stehen wird, um eine sinnvolle Beobachtung dieser Objekte durchzuführen. Je mehr Zeit jedoch vergeht, umso größer wird allerdings die Wahrscheinlichkeit, aus Energiemangel eines oder mehrere Instrumente deaktivieren zu müssen und auch die Datentransferrate würde aufgrund der sich ständig vergrößernden Entfernung zur Erde immer weiter sinken. Zum Vergleich: Für die vollständige Übermittlung aller bei Pluto zu sammelnden Daten ist ein Zeitraum von etwa sechs Monaten veranschlagt.

Die Suche nach einem KBO
Bereits seit mehreren Jahren befinden sich die Astronomen auf der Suche nach einem geeigneten „Kuiper Belt Object“ (kurz „KBO“), waren dabei bisher aber leider nicht erfolgreich. Keiner der bisher im Rahmen der entsprechenden Beobachtungskampagnen entdeckten 52 KBOs kann mit den nach dem Pluto-Flyby noch zur Verfügung stehenden Treibstoffvorräten erreicht werden. Zum Ansteuern des am ehesten zu erreichenden Objektes, dem KBO 2011 HZ102, wäre eine Geschwindigkeitsveränderung von 210 Metern pro Sekunde erforderlich. Der Treibstoff von New Horizons reicht jedoch lediglich aus, um nach dem Pluto-FlyBy eine Veränderung von etwa 130 Metern pro Sekunde zu erzeugen.

Der Grund für die geringe Anzahl der im Rahmen der bisherige Suchkampagne neu entdeckten KBOs ist, dass diese Himmelskörper aufgrund ihrer großen Entfernung zur Sonne und des geringen Durchmessers nur sehr wenig Sonnenlicht reflektieren. Zudem fällt ihre Eigenbewegung am Himmel nur minimal aus. Zusätzlich erschwert wurde die Suche dadurch, dass sich Pluto – und damit auch das Gebiet, welches New Horizons nach dem Passieren des Zwergplaneten erreichen kann – in den vergangenen Jahren vor einem sehr sternreichen Hintergrund im Sternbild Schütze bewegt hat. Mit diesen unzähligen Lichtpunkten im Sichtfeld der Teleskope ist es überaus schwierig, ein lichtschwaches Objekt auszumachen, welches sich in mehreren Milliarden Kilometern Entfernung zur Erde gegenüber dem Sternenhintergrund nur äußerst langsam bewegt. Einen Eindruck über das damit verbundene ‚optische Chaos‘ vermitteln eventuell die Aufnahmen in diesem Bericht auf unserer Portalseite, der allerdings nicht auf die Mission New Horizons bezogen ist.

Potentielle Zielobjekte fallen deshalb in dem dicht mit Hintergrundsternen vollgepackten Himmelsabschnitt kaum auf und können bestenfalls durch den Einsatz von Großteleskopen entdeckt werden. Allerdings wurden einige der bisherigen Beobachtungskampagnen von schlechten Witterungsbedingungen oder technischen Problemen mit den vorgesehenen Beobachtungsinstrumenten beeinträchtigt, so dass die an der Suchkampagne beteiligten Astronomen weniger Beobachtungsdaten erhielten als geplant. Mittlerweile hat sich diese Situation jedoch etwas verbessert. Der ‚Hintergrund‘ enthält inzwischen weniger Sterne als noch vor wenigen Monaten. Aus diesem Grund wurde die Suche nach einem geeigneten KBO jetzt noch einmal intensiviert.

Die Zeit wird knapp
Dies ist auch dringend notwendig, denn langsam läuft den an der New Horizons-Mission beteiligten Wissenschaftlern die Zeit davon. Um nach dem Pluto-FlyBy ein weiteres Objekt ansteuern zu können muss dessen Umlaufbahn um die Sonne zunächst mit extrem hoher Genauigkeit bekannt sein. Ein entsprechendes Kurskorrekturmanöver von New Horizons müsste zudem baldmöglichst nach der Plutopassage erfolgen. Um dieses Manöver im Sommer 2015 auch mit der erforderlichen Präzision durchzuführen muss ein potentielles Ziel deshalb innerhalb der nächsten zwei Monate entdeckt werden. Nur dann bleibt genügend Zeit, um den Orbit des potentiellen Ziels mit der erforderlichen Genauigkeit zu ermitteln.

Das Hubble Space Telescope soll helfen
Neben den bereits zuvor eingesetzten erdgebundenen Observatorien kommt hierbei mittlerweile auch das Weltraumteleskop Hubble zum Einsatz. Im Gegensatz zu Teleskopen auf der Erdoberfläche verfügt das Hubble Space Telescope (kurz „HST“) über den Vorteil, dass die durchzuführenden Beobachtungen nicht durch die Erdatmosphäre beeinträchtigt werden. Dies hat allerdings auch zur Folge, dass die Beobachtungszeit mit dem HST unter professionellen Astronomen extrem begehrt ist. Jede Anfrage auf Beobachtungszeit ist mit einem Antrag verbunden, in dem die Wissenschaftler ihre wissenschaftlichen Zielsetzungen beschreiben und zudem erläutern müssen, warum nur das HST und nicht etwa andere Teleskope diese Ziele erreichen kann.

Dementsprechend groß war die Freude unter den Mitarbeitern der New Horizons-Mission, als der für die Vergabe der Beobachtungszeiten verantwortliche Experten-Ausschuss am 13. Juni 2014 einen Antrag bewilligte, mit dem die Suche nach einem weiteren Ziel für New Horizons im Kuipergürtel fortgesetzt werden kann. Mit dem HST, so die Erwartungen der beteiligten Astronomen, sollten sich KBOs abbilden lassen, die bis zu 1,8 mag dunkler sind als die lichtschwächsten, durch erdbasierte Teleskope nachzuweisenden Kuipergürtel-Objekte.

Für eine erste Beobachtungskampagne mit dem HST wurde dabei zunächst eine Beobachtungszeit von 40 Stunden bewilligt, in der das Weltraumteleskop den kleinen, in Frage kommenden Himmelsabschnitt im Sternbild Schütze mehrfach abbilden soll. Während der entsprechenden Beobachtungen wird das HST mit exakt der Geschwindigkeit nachgeführt, mit der sich ein KBO erwartungsgemäß über den Himmel bewegen dürfte. Potentielle Kuipergürtel-Objekte sollten auf diesen Aufnahmen aufgrund der langen Beobachtungszeit punktförmig erscheinen, während weiter entfernt gelegenen Objekte wie Hintergrundsterne oder näher gelegene Himmelskörper wie die im inneren Sonnensystem beheimatete Asteroiden als leicht in die Länge gezogene ‚Strichspuren‘ dargestellt werden.

Die entsprechenden Aufnahmen müssen anschließend zunächst ausgewertet werden. Sollte dabei die Entdeckung von mindestens zwei KBOs gelingen, so wäre dies ein Indiz dafür, dass das HST theoretisch dazu in der Lage ist, ein geeignetes Ziel für New Horizons aufzuspüren. In diesem Fall würde dem New Horizons-Team eine weitere Beobachtungszeit von dann nochmals 156 Stunden bewilligt, bei der ein Himmelsabschnitt abgesucht werden soll, welcher in etwa dem Durchmesser des Vollmondes am Himmel entspricht.
Es bleibt zu hoffen, dass diese Suche erfolgreich verläuft, denn auf absehbare Zeit wird New Horizons wohl die letzte Raumsonde sein, die in die äußeren Regionen unseres Sonnesystems vordringen wird und damit die Gelegenheit erhält, die dort beheimateten Kuipergürtel-Objekte näher zu untersuchen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, DOE, SRS.

Seit den 1970er Jahren verwendet die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtorganisation (NASA) das Plutonium-Isotop Pu 238 mit einer Halbwertszeit von rund 87,7 Jahren in Radioisotopengeneratoren (Radioisotope Thermoelectric Generator, RTG) an Bord von Raumsonden und Landern zur Erzeugung von Wärme. Die von Pu 238 abgestrahlte Wärme aus dem spontanen Zerfall von Plutoniumkernen sorgt für den nötigen hohen Temperaturunterschied, mit dem Thermoelemente schließlich Strom erzeugen können.

Die beiden ersten US-amerikanischen Marslander beispielsweise, Viking 1 und Viking 2, nutzten je zwei RTGs zur Stromversorgung. Jeweils vier RTGs vom Typ SNAP-19 ermöglichten Pioneer 10 und Pioneer 11 die ersten Forschungsflüge in das äußere Sonnensystem. Die beiden Voyager-Sonden, die unser Sonnensystem gerade verlassen, können dank je drei MHW-RTGs an Bord noch heute Daten aus größter Entfernung zur Erde senden (MHW steht für Multihundred-Watt – mit vielen hundert Watt).

Galileo flog mit zwei GPHS-RTGs zum Jupiter und Cassini meldet sich noch heute regelmäßig aus einer Umlaufbahn um Saturn dank Strom aus drei GPHS-RTGs (GPHS steht für General Purpose Heat Source – Wärmequelle für universelle Nutzung). NASAs jüngstes außerhalb der Erde im Einsatz befindliches RTG-System ist die auch als MMRTG für Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator bezeichnete Anlage, die dem kleinwagengroßen Marsrover Curiosity gerade den Beginn ausgedehnter Exkursionsfahrten ermöglichte.

Bis Ende der 1980er betrieben die USA eine eigene Herstellung von Pu 238. Die zur Bestrahlung von Ausgangsmaterial, Targets aus Neptunium 237, erforderlichen Reaktoren, deren Hauptzweck die Bereitstellung von sogenanntem waffenfähigen Plutonium (Pu 239) waren, wurden aus Gründen der Sicherheit und des Umweltschutzes Ende der 1980er abgeschaltet. Der K-Reaktor der sogenannten Savannah River Site (SRS) im Bundesstaat South Carolina, in dem der größte Teil des von der NASA verbrauchten Pu 238 entstand, wurde Anfang der 1990er heruntergefahren.

Schon 1984 war der Betrieb der Plutonium Fuel Form Facility (PuFF), einer Anlage zur Formung von Plutonium-Pellets, sie arbeitete seit 1979 im in den 1950ern errichteten Gebäude 235-F der SRS, eingestellt worden. Bis 2010 konnte die USA das benötigte Material für die umgangssprachlich gelegentlich Atombatterien genannten Stromerzeuger aus Russland beziehen, doch dann versiegte auch diese Bezugsquelle.

Das Energieministerium der Vereinigten Staaten (United States Department of Energy, DOE) und die NASA bemühen sich angesichts der zur Neige gegangenen Vorräte von Pu 238 für Raumfahrtanwendungen um die Wiedereinrichtung einer US-amerikanischen Herstellung des Materials. Jetzt vorliegende Ergebnisse von Tests mit kleinsten Mengen Ausgangsmaterial sollen vielversprechend sein.

Nach Angaben von Jim Green, dem Leiter der Sparte Planetenwissenschaft der NASA, habe das DOE durch die rund einen Monat dauernden Bestrahlung des Ausgangsmaterials Neptunium in einem Reaktor des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in Tennessee erfolgreich Plutonium erzeugen können, was einen entscheidenden Schritt darstelle. Die Bestrahlung erfolgte in einem Reaktor namens High Flux Isotope Reactor (HFIR), der einen hohen Neutronenfluss bereitstellt.

Laut Green erwarte man bei der NASA im Verlauf des Jahres 2013 Berichte des DOE hinsichtlich einer konkreten Produktionsplanung, die die künftige Bereitstellung von jeweils rund 1,5 Kilogramm neu generierten Plutoniums pro Jahr vorsehe.

Eine Nutzung lange gelagerten alten Materials soll die Mischung mit neu erzeugtem Pu 238 ermöglichen. Bei einer Mischung aus einem Teil neuen Materials mit zwei Teilen alten Materials ergebe sich, so Green, eine für die vorgesehenen Anwendungen ausreichende Energiedichte.

Unter den Raumfahrtmissionen der NASA, bei welchen künftig Plutonium zum Einsatz kommen könnte, ist auch der nächste große Marsrover, der Nachfolger von Curiosity. Aktuell ist der Start dieses Gefährts für das Jahr 2020 vorgesehen.

Auch wenn man an einem Stromerzeuger mit einem deutlich höheren Wirkungsrad, dem sogenannten Advanced Stirling Radioisotope Generator (ASRG) arbeitet, bei dem die Zerfallswärme zum Betrieb eines Stirlingmotors genutzt wird, und der vielleicht verfügbar ist, wenn Curiositys Nachfolger entsteht, wird man möglicherweise auf die ältere, bereits erprobte Technik zurückgreifen. Dafür spreche laut Green, dass ein arbeitender ASRG weniger nützliche, der Heizung des Inneren des Rovers dienliche Abwärme verursache als ein herkömmlicher RTG.

Pro Kilogramm Pu 238 wird ein ASRG rund die vierfache Menge elektrische Energie erzeugen können, wie ein herkömmlicher Radioisotopengenerator ohne bewegliche Teile, schätzt man heute.

Der Beitrag Plutonium 238 für die NASA: Ein Neuanfang erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, USGS, Malin Space Science Systems. Vertont von Peter Rittinger.

Bereits am 2. Oktober 2012, dem Sol 56 der Mission, erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity durch eine Fahrt über eine Entfernung von rund sechs Metern ein kleines, etwa 2,5 x 5 Meter durchmessendes Feld aus lockerem Sand und Staubablagerungen. Im Bereich dieser mit dem Namen „Rocknest“ belegten Sanddüne, so die Entscheidung der an der Mission beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure, wurde in den folgenden Wochen ein weiterer, für den Gesamterfolg der Mission überaus wichtiger Schritt vollzogen. Neben weiteren Instrumententests und den damit verbundenen Kalibrierungsarbeiten wurde in diesem Bereich des Gale-Kraters erstmals der an der Frontseite des Rovers befindliche Instrumentenarm eingesetzt.

Das am Ende dieses Armes befindliche Probenentnahmesystem entnahm während der letzten Wochen insgesamt fünf Bodenproben, von denen die letzten beiden nach entsprechenden Aufbereitungsarbeiten den beiden im Innereren des Rovers befindlichen Analyseinstrumenten CheMin und SAM zugeführt und durch diese Instrumente untersucht wurden. Diese zeitaufwändigen Aktivitäten, welche ein Bestanteil der auch gegenwärtig immer noch andauernden Phase der Inbetriebnahme des Rovers sind, wurden Ende der letzten Woche beendet.

Die Fahrt wird fortgesetzt

Am 16. November, dem Sol 100 der Mission, wurden die Räder von Curiosity nach einer Zeitdauer von 44 Sols erstmals wieder bewegt. Im Rahmen dieser Fahrt überbrückte der Rover eine Distanz von 1,9 Metern. Durch diese relativ geringfügige Positionsveränderung gelang ein auf der Marsoberfläche befindlicher Gesteinsbrocken in die Reichweite des Instrumentenarms. „Rocknest 3“, so die Bezeichnung dieses Felsens, wurde zwei Tage später mit dem APX-Spektrometer untersucht. Durch die zwei dabei erfolgenden Messungen, welche jeweils 10 Minuten andauerten, konnten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler Daten über die chemische Zusammensetzung dieses Felsblocks gewinnen.

Noch am selben Tag setzte Curiosity seinen Weg mit einer Fahrt über eine Distanz von 25,3 Metern in die östliche Richtung fort und erreichte dabei eine mit dem Namen „Point Lake“ versehene Region, welche in den kommenden Tagen eingehender untersucht werden soll. Auch diese Vorgehensweise einer erfolgten Bodenuntersuchung und einer noch am selben Tag erfolgenden Fortsetzung der Fahrt stellt eine Premiere für die Curiosity-Mission dar.

„Wir haben schon öfter direkte Untersuchungen [der Marsoberfläche] durchgeführt und wir sind auch schon häufiger über längere Strecken gefahren, aber dies war das erste Mal, dass wir beide Aktionen am selben Tag durchgeführt haben“, so Michael Watkins, der Missionsmanager der Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Es ist ein gutes Zeichen, dass das Rover-Team mittlerweile auch komplexe Operationsabläufe planen und anschließend erfolgreich umsetzen kann.“
Der morgige Donnerstag ist in den USA ein mit einem verlängerten Wochenende verbundener Feiertag. Dieses jetzt anstehende Thanksgiving-Wochenende wollen die Wissenschaftler nicht für weitere Fahrten, sondern vielmehr für die Gewinnung weiterer Daten nutzen. Neben den standardmäßig erfolgenden Messungen der Instrumente REMS, RAD und DAN sind dabei in erster Linie diverse Bildaufnahmen vorgesehen. Speziell die Hauptkamera des Rovers, die MastCam, soll dabei das östlich des jetzigen Standortes befindliche Gebiet abbilden.

Diese geplanten Aufnahmen dienen der Festlegung der zukünftigen Fahrtroute und der Suche nach weiteren potentiellen Untersuchungsobjekten für die verschiedenen Instrumente des Rovers. Oberste Priorität hat dabei die Suche nach einem Gesteinsbrocken, bei dem dann erstmals der ebenfalls zum Probenentnahmesystem gehörige Gesteinsbohrer eingesetzt werden soll. Erst nach dem erfolgreiche Einsatz dieses Bohrers und der damit verbundenen Zuführung der dabei gewonnenen Proben zu den Analyseinstrumenten wird die Phase der Inbetriebnahme des Rovers abgeschlossen sein.

SAM-Analysen der Region Glenelg

Obwohl Curiosity die Region Glenelg inzwischen hinter sich gelassen hat, können die Analysen der dort entnommenen Bodenproben im Bedarfsfall auch in den kommenden Tagen fortgesetzt werden, denn in der kleinen, lediglich 4,5 x 7 Zentimeter abmessenden Schaufel des Probenentnahmesystems befinden sich immer noch Reste der am 9. November (Sol 93 ) entnommenen fünften Bodenprobe.

Paul Mahaffy vom Goddard Space Flight Center, der für das SAM-Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler, äußerte sich bereits am 13. November 2012 im Rahmen einer Pressemitteilung des JPL folgendermaßen zu den vorläufigen Untersuchungsergebnissen: „Wir haben im Rahmen unserer Untersuchungen dieser ersten Bodenprobe [durch das SAM-Instrument] aussagekräftige Daten erhalten, welche jetzt allerdings erst einmal analysiert werden müssen.“

Bis zu der Beendigung der Analysen dieser ersten Daten werden voraussichtlich noch mehrere Wochen vergehen. Erst nach dem Abschluss dieser Untersuchungen werden die beteiligten Wissenschaftler definitive Aussagen über die chemische Zusammensetzung der zuvor untersuchten Probe und damit eventuell verbundene Entdeckungen tätigen können. Und erst dann wir sich zeigen, ob Curiosity wirklich – wie während der letzten zwei Tage mehrfach im Internet und in Printmedien berichtet – eine Entdeckung gelang, welche einen „Einzug in die Geschichtsbücher“ finden wird. Diese Meldungen basieren allerdings nicht auf einer offiziellen Meldung der NASA, sondern ausschließlich auf einem Interview mit John Grotzinger, einem der für die Mission hauptverantwortlichen Wissenschaftler.

Getrübter Horizont

Neben dem umliegenden Gelände ist in dieser am 16. November erstellten Panoramaaufnahme der Navigationskameras auch ein Ausschnitt des Himmels erkennbar. Dieser hat sich in den letzten Tagen im Vergleich zu vorherigen Aufnahmen deutlich eingetrübt. Der Grund hierfür ist nicht etwa ein Problem mit der Kamera, sondern vielmehr das gegenwärtige Wettergeschehen auf dem Mars. In den letzten zwei Wochen wurde das globale Wetter auf dem Mars durch das Einsetzen der diesjährigen Staubsturmsaison über der nördlichen Planetenhemisphäre geprägt. Mehrere größere Staubstürme bildeten sich in der nördlichen Tiefebene und zogen von dort aus in die weiter südlich gelegenen Regionen Chryse Planitia, Isidis Planitia und Elysium Planitia. Letztere befindet sich unmittelbar nördlich des Gale-Kraters – des Operationsgebietes von Curiosity.
Diese Entwicklung hat allerdings keine negativen Auswirkungen auf Curiosity, welcher ausschließlich durch einen Radioisotopengenerator mit Energie versorgt wird und somit im Gegensatz zu seinen Vorgängern Sojourner, Spirit und Opportunity nicht vom Sonnenlicht abhängig ist.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 105 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von rund 510 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile über 24.900 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des JPL übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA/JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Die Landestelle von Curiosity heißt nun nach einem in diesem Jahr verstorbenen amerikanischen Science-Fiction- und Drehbuch-Autor „Bradbury Landing“: Unter den Werken Ray Bradburys (1920-2012) dürfte „Fahrenheit 451“ am populärsten sein. Sehr lange wird der Mars-Rover jedoch nicht mehr an seiner Landestelle verweilen, eine erste, kurze Tour führte ihn am gestrigen Mittwoch gegen 17.00 Uhr (MESZ) etwa sechs Meter vom Aufsetzpunkt weg. Wie vorab geplant fuhr Curiosity zunächst etwa 4,5 Meter geradeaus, drehte sich dann um 120 Grad und setzte schließlich rund 2,5 Meter zurück. Diese erste Testfahrt auf dem Roten Planeten hat die volle Funktionsfähigkeit des Rover-Antriebssystems bestätigt. Bevor nun jedoch die erste rund 400 Meter weite Fahrt zum „Glenelg“ genannten Zielgebiet beginnt, stehen noch einige Tage voller System- und Instrumententests auf dem Programm des Missionsteams.

Mittlerweile hat auch die am Kameramast von Curiosity angebrachte Wetterstation REMS eine Reihe der regelmäßig erhobenen Wetterdaten vom Mars zur Erde übertragen. Im einzelnen sind dies stündlich gemessene Daten über die Luft- und Bodentemperatur, den Luftdruck, den Wind und andere Parameter an der Landestelle im Gale-Krater. Ein typischer Mars-Tag, wie er sich seit der Landung des Rovers vor zweieinhalb Wochen darstellt, zeichnet sich durch Lufttemperaturen zwischen -2 und -75° Celsius aus, die Temperatur des Marsbodens schwankt vergleichsweise stärker und liegt zwischen 3 und -91° Celsius – wahrhaft winterliche Temperaturen, da ist die Abwärme des primär zur Energieerzeugung genutzten Radioisotopengenerators ein sehr erwünschtes Abfallprodukt, um kritische Komponenten von Curiosity vor dem Kältetod zu bewahren. Ein täglicher Wetterbericht vom Mars kann auf dieser Internetseite des spanischen Centro de Astrobiología in Madrid abgerufen werden; die Wetterstation REMS ist ein spanischer Beitrag zur Instrumentierung von Curiosity.
Einen kleinen Wermutstropfen gibt es für die mit der Auswertung der REMS-Wetterdaten beschäftigten Wissenschaftler jedoch: eines der beiden Windmessgeräte der Wetterstation liefert keine Daten. Möglicherweise hat ein durch die Landetriebwerke des Rovers hochgeschleuderter Gesteinsbrocken einen der beiden im rechten Winkel zueinander am Kameramast angebrachten Ausleger der Wetterstation unglücklich getroffen. „Wir werden jetzt den verbliebenen Windsensor noch cleverer nutzen müssen, um die Windrichtung und -geschwindigkeit zu ermitteln“, so kommentierte der stellvertretende Projektwissenschaftler Ashwin Vasavada vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA diesen Verlust.

Auch der Instrumentenarm hat sich zum ersten Mal gestreckt

Abgesehen von der erfolgreichen Testfahrt war die erstmalige Aktivierung des Instrumentenarms von Curiosity sicherlich der zweite Höhepunkt in dieser Woche, der für einige Erleichterung im Missionsteam des JPL gesorgt haben dürfte. Immerhin wäre das am Ende des 2,1 Meter langen und mit fünf Gelenken ausgestatteten Instrumentenarms angebrachte Probenentnahmesystem, das sich aus einem ganzen Set an Geräten und Instrumenten zusammensetzt, ohne einen funktionsfähigen Instrumentenarm einigermaßen wertlos. „Zwei Wochen mussten wir seit der Landung still abwarten, während andere Teile des Rovers überprüft wurden, daher ist der Anblick des ausgefahrenen Instrumentenarms in diesen Aufnahmen ein großer Moment für uns“, kommentierte der leitende Ingenieur Matt Robinson vom JPL die ersten Bilder vom Mars, die den Arm von Curiosity in Aktion zeigen. „Mit dem Arm bekommen wir die Bodenproben in das Labor [des Rovers], und mit ihm können wir die anderen Instrumente [am Instrumentenarm] zu den Bodenzielen bewegen.“

Beim bereits am Montag durchgeführten erfolgreichen Test des Instrumentenarms wurde er zum ersten Mal seit der Landung aus seiner Ruheposition heraus entfaltet, wobei alle Antriebsmotoren und die fünf Gelenke des Arms zum Einsatz kamen. Anschließend wurde er in Vorbereitung der ersten Fahrt von Curiosity wieder in seine Ruheposition zurück manövriert. Das am Ende des Arms angebrachte Probenentnahmesystem hat eine Masse von etwa 30 Kilogramm, was jedoch auf dem Roten Planeten aufgrund seiner geringeren Schwerkraft nur einem Gewicht von gut elf Kilogramm entspricht. Der neben anderen Instrumenten am Instrumentenarm angebrachte Bohrer wird spätestens nach Erreichen des ersten Zielgebiets „Glenelg“ in einigen Wochen zum Einsatz kommen.

Mit dem Neutronendetektor DAN hat nun auch das von Russland für die Curiosity-Mission zur Verfügung gestellte Forschungsinstrument seinen Betrieb erfolgreich aufgenommen. Das aus zwei Teilen bestehende, an den Seiten des Rovers angebrachte Instrument schießt Neutronen in den Marsboden. Durch die dann folgende Beobachtung der Streuung der Neutronen im Boden lassen sich bis zu einer Tiefe von etwa einem Meter Wasserstoffvorkommen aufspüren. Wasserstoff wiederum ist ein Indikator für Wasser, das in Form von Wassermolekülen in Mineralien vorkommt. Durch die Analyse der so ermittelten Vorkommen von wasserhaltigen Mineralien können Geologen Rückschlüsse auf eine eventuell feuchtere Vergangenheit im Gale-Krater ziehen.
Neues hochauflösendes Abstiegsvideo
Heute hat die NASA auch ein hochauflösendes Video des Landevorgangs von Curiosity veröffentlicht (eine erste Version in sehr geringer Auflösung war keine 48 Stunden nach der Landung im Internet zu finden). Hinterlegt mit den Original-Kommentaren aus dem Missionskontrollzentrum ist die von der MARDI-Kamera des Rovers aufgenommene Filmsequenz ein beeindruckendes Zeugnis dieser fantastischen Leistung. Dieses und andere Videos können Sie im Video-Archiv des JPL zur Curiosity-Landung in verschiedenen Auflösungen ansehen und herunterladen.

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• MSL-Rover Curiosity

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA/JPL.

Am Montag wurden die beiden Inertialsensoren (IMUs) in der Abstiegsstufe des Mars Science Laboratory konfiguriert, gemeinsam mit anderen Kontrollparametern für Atmosphäreneintritt, Abstieg und Landung. Bei den IMUs handelt es sich um elektronische Geräte, die die Abstiegsstufe des Raumfahrzeugs steuern und dabei ihre Geschwindigkeit, Ausrichtung und Gravitationskräfte messen. Die Abstiegsstufe leistet ihre Hauptarbeit während der letzten Minuten vor der Landung auf dem Mars, wobei sie die Sinkgeschwindigkeit nach Abtrennung des Landefallschirms mit Raketentriebwerken reduziert und die Telekommunikation in zwei verschiedenen Frequenzbändern während der finalen Phase der Ankunft auf dem Mars sicherstellt. Weiterhin wurden verschiedene Updates der Kommunikationsparameter für die Oberflächenoperation von Curiosity in den Hauptcomputer des Rovers geladen.

Am Dienstag wurden die beiden Lithium Ionen-Akkus des Rovers in Vorbereitung der Landung auf 100 Prozent ihrer Kapazität geladen. Die hierfür notwendige Energie lieferten die Solarzellen des Flugmoduls (engl. „Cruise Stage“). Während des bisherigen Flugs lag der Ladezustand der Akkus konstant bei 70 Prozent. Die beiden Akkus mit einer Kapazität von jeweils 42 Amperestunden werden während der Curiosity-Mission auf dem Mars dazu dienen, kurzzeitige Verbrauchsspitzen abzudecken, die die Leistung des Radioisotopengenerators (engl. Abk. „MMRTG“) in Höhe von 115 Watt übersteigen. Den Planungen der NASA zufolge wird dies relativ häufig eintreten, so dass die Leistung der beiden Akkus mehrmals pro Marstag in Anspruch genommen werden wird.

Ein anderer wichtiger Meilenstein an diesem Tag war die erfolgreiche Anpassung der Umlaufbahn des Orbiters Mars Odyssey, der bereits seit über zehn Jahren um den Roten Planeten kreist. Dadurch wird Mars Odyssey als einziger der drei aktiven Mars-Orbiter während der Landung von Curiosity in der Lage sein, Funksignale in Echtzeit zur Erde zu übermitteln.

Der Mittwoch stand ganz im Zeichen einer Überprüfung des Landeradars von Curiosity. Während Curiositys Landung wird dieses in der Abstiegsstufe montierte Radar ab einer Höhe von etwa acht Kilometern über Grund kontinuierlich wichtige Daten zur Höhe und Abstiegsgeschwindigkeit liefern.

Nachdem am Donnerstag und Freitag außer der routinemäßigen Bahnverfolgung von Curiosity durch das Deep Space Network der NASA keine weiteren Aktivitäten auf dem Programm standen – und damit dem Flight-Team vor den anstrengenden Tagen der „heißen Landephase“ eine wohlverdiente Pause ermöglicht wurde – stand am Samstag erneut eine minimale Kurskorrektur an. Mit zwei zusammen nur sieben Sekunden andauernden Zündungen der Manövriertriebwerke des Flugmoduls von Curiosity wurde die Fluggeschwindigkeit dabei um gerade einmal einen Zentimeter pro Sekunde verändert – genug, um den Eintrittspunkt des Mars Science Laboratory in die Marsatmosphäre am 6. August um rund 21 Kilometer in die gewünschte Richtung zu verschieben.

In den letzten 48 Stunden vor der Landung existieren noch zwei weitere Möglichkeiten zur Kurskorrektur, falls sich dies als notwendig erweisen sollte. Nicht zuletzt können geringfügige Abweichungen des Eintrittspunkts in die Marsatmosphäre dann auch noch während des Flugs durch die Lufthülle des Roten Planeten korrigiert werden.

Die am Samstag erfolgreich durchgeführte Kurskorrektur markiert gleichzeitig den Beginn der finalen Anflugphase.

In den kommenden Tagen bis zur Landung werden wir Sie auf unserer Curiosity-Sonderseite weiterhin mit den neuesten Statusmeldungen des Jet Propulsion Laboratory der NASA auf dem Laufenden halten.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter

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Das WEB

Der zentrale Bestandteil der Roverstruktur wird durch die sogenannte „Warm Electronics Box“ (kurz „WEB“) gebildet. Dieses aus einer Titanlegierung bestehende und zugleich wärmeisolierte Grundgehäuse garantiert die strukturelle Integrität Curiositys und schützt die verschiedenen in seinem Inneren befindlichen elektronischen Komponenten, zu denen unter anderem das Computersystem, die Elektronik der Funkanlage und verschiedene Analyseinstrumente gehören, vor den auf der Marsoberfläche herrschenden unwirtlichen Umweltbedingungen.

Das Temperaturmanagement

Zum einen erfolgt dabei eine gewisse Abschirmung der Roverelektronik gegenüber der auf der Planetenoberfläche auftretenden Strahlenbelastung. Zum anderen dient die WEB aber auch dazu, die in ihrem Inneren angeordneten Bauteile gegen die während des Missionsverlaufes zu erwartenden tiefen Außentemperaturen und speziell gegen die dabei innerhalb eines Marstages auftretenden Temperaturschwankungen von über 100 Grad Celsius zu schützen. Abhängig von der jeweiligen Tages- und Jahreszeit werden die in der unmittelbaren Umgebung von Curiosity auftretenden Temperaturen in einem Bereich zwischen plus 30 Grad Celsius bis hin zu minus 127 Grad Celsius schwanken. Ohne weitere Schutzmaßnahmen würden sich diese Temperaturunterschiede wohl bereits innerhalb kürzester Zeit nicht nur für die Batterien des Rovers als absolut „tödlich“ herauskristallisieren.

Um diese innerhalb weniger Stunden auftretenden Temperaturunterschiede auszugleichen und die verschiedenen elektronischen Komponenten zu jedem Zeitpunkt der Mission auf einen möglichst optimalen Temperaturwert zu halten – angestrebt wird hierbei ein dauerhafter Wert von über minus 40 Grad Celsius -, befindet sich im Inneren der WEB ein ausgeklügeltes Leitungssystem, welches eine Gesamtlänge von fast 61 Metern aufweist. Durch die Leitungen dieses als „Heat Rejection and Recovery System“ (kurz „HRS“) bezeichneten Systems wird eine Flüssigkeit gepumpt, welche – vergleichbar mit dem Kühlsystem eines Personenkraftwagens – das Innere der WEB auf einer konstanten „Betriebstemperatur“ halten soll. Bei der hierfür eingesetzten Flüssigkeit handelt es sich um das Kältemittel CFC-11, auch bekannt unter der Bezeichnung Freon-11. Im Bedarfsfall wird das Freon dabei durch ein spezielles elektrisches Heizsystem erwärmt. Allerdings gestaltet sich diese Vorgehensweise einer aktiven Beheizung als relativ „energieintensiv“. Daher soll in erster Linie die aufgrund des natürlichen Zerfalls der im Inneren des Radioisotopengenerators befindlichen Plutoniumisotope freigesetzte Wärme dazu genutzt werden, um das Kühlmittel mit der nötigen Wärmeenergie zu versorgen.

Durch dieses Wärmekontrollsystem soll jedoch nicht nur eine Unterkühlung des Inneren der WEB verhindert werden. Zugleich ist das System auch dazu ausgelegt, um das Innere der Warm Electronics Box vor einer zeitweiligen, eventuell durch die Wärmeabgabe des MMRTG ausgelösten, auftretenden Überhitzung zu schützen und dabei überschüssige Wärmeenergie aus dem Inneren der WEB abzuleiten.

Die Energiequelle

Als Energiequelle dient Curiosity ein Radioisotopengenerator, ein sogenannter MMRTG. Dieser Generator, welcher über eine Abmessung von 67 x 64 Zentimetern verfügt, ist an der Rückseite des Rovers platziert.

Die Räder

An den beiden Längsseiten der WEB befinden sich zwei Rohrgestänge, welche mittels einer durch den Schwerpunkt des Rovers verlaufende Achse miteinander verbunden sind. Diese Konstruktion bildet das Fahrgestell, das sogenannte „Rocker Bogie Suspension System“, an dem die Räder des Rovers befestigt sind. Aufgrund der Konstruktion des Fahrgestells und des Durchmessers der Räder – jedes der insgesamt sechs Räder weist einen Durchmesser von 51 Zentimetern auf – verfügt Curiosity auf einem ebenen Untergrund über eine Bodenfreiheit von 66 Zentimetern.

Das Rover Equipment Deck

Die Oberseite der WEB wird durch das „Rover Equipment Deck“ (kurz „RED“) gebildet, welches sich 1,1 Meter über der Planetenoberfläche befindet. Auf der Oberseite des RED sind verschiedene Instrumente – zum Beispiel der Strahlendetektor RAD – platziert. Des Weiteren befinden sich hier im hinteren Bereich die drei Antennen (HGA, LGA und UHF-Antenne), mittels derer Curiosity mit seinem Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien kommuniziert. Außerdem sind auf dem RED verschiedene Kalibrierungsscheiben platziert, welche der Feinjustierung der verschiedenen Kamerasysteme und der Kalibrierung dienen.

Der Kameramast

Im vorderen rechten Bereich des RED befindet sich der Kameramast (Fachbezeichnung „Remote Sensing Mast“) des Rovers, welcher erst nach der erfolgreichen Landung auf dem Mars entfaltet werden wird. Im Kopfteil dieses etwa einen Meter hohen Mastes sich zwei der wesentlichen wissenschaftlichen Instrumente des Rovers platziert.

An der Spitze des Mastes ist in der nebenstehenden Aufnahme die Öffnung der ChemCam erkennbar. Durch die kreisrunde Optik dieses Instruments wird ein Laserstrahl ausgesandt, mit dessen Hilfe die Zusammensetzung von Gesteinen ermittelt werden kann, welche sich dabei bis zu sieben Meter von dem Rover entfernt befinden. Auf diese Weise ist eine „Fernuntersuchung“ potentieller Forschungsziele möglich. Auch aufgrund der Resultate dieser Untersuchungen wird anschließend von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern entschieden, ob ein potentiell interessantes Ziel einer näheren Untersuchung unterzogen werden soll.

Unterhalb der ChemCam sind zwei viereckige Öffnungen sichtbar, bei denen es sich um die beiden Objektive der MastCamera handelt. Diese aus zwei Einzelinstrumenten bestehenden „MastCam“ bildet die Hauptkamera des Rovers. Mittels verschiedener Farbfilter kann dieses Kamerasystem die Umgebung nicht nur in einer hohen bildlichen Auflösung, sondern zudem auch in Echtfarben darstellen. Durch die Verwendung verschiedener Farbfilter kann die Kamera dabei auch sogenannte „Falschfarbenaufnahmen“ erzeugen, durch denen Auswertung sich Rückschlüsse auf die chemische und mineralogische Zusammensetzung der abgebildeten Objekte ziehen lassen.

Bei den vier runden Öffnungen rechts und links der MastCam-Objektive handelt es sich um die Optiken der sogenannten Navigationskameras. Mit Hilfe dieser vier identischen „NavCams“ kann die Umgebung des Rovers mit einer Auflösung von jeweils 1024 x 1024 Pixeln aufgezeichnet werden. Die Optiken dieser Kameras weisen eine Brennweite von 15 Millimetern auf und können die Umgebung mit einem Sichtfeld von 45 Grad aus einer Distanz von mindestens 50 Zentimetern erfolgreich abbilden. Die so erstellten Aufnahmen werden von der für die Fortbewegung des Rover zuständigen, zum Großteil autonom arbeitenden „Drive-Software“ für die Erstellung der weiteren Fahrtroute verwendet. Zu diesem Zweck können die zeitgleich von jeweils einer rechts und einer links platzierten NavCam angefertigten Aufnahmen zu Stereoaufnahmen kombiniert werden, um das vorausliegende Gelände in 3D darzustellen.

Weiter unten am Mast sind die Sensoren der „Rover Environmental Monitoring Station“ (REMS) platziert. Hierbei handelt es sich um eine Wetterstation, welche verschiedene Parameter des aktuellen Wettergeschehens (Windgeschwindigkeiten und -richtungen, Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit) aufzeichnen.

Der Instrumentenarm

An der Vorderseite des Rovers befindet sich ein Roboterarm, an dessen Spitze zwei weitere Instrumente und verschiedene der Probenuntersuchung und -aufbereitung dienende Hilfsinstrumente befestigt sind. Dieser als „Sample Acquisition, Processing, and Handling“ (kurz „SA/SPaH“) bezeichnete Arm verfügt über eine ähnliche Bewegungsfreiheit wie ein aus Schulter-, Ellbogen- und Handgelenk bestehender menschlicher Arm. Curiositys aus einer Titanlegierung angefertigte Roboterarm verfügt dabei über zwei Gelenke in der „Schulter“, ein Gelenk im „Ellbogen“ und nochmals zwei Gelenke im „Handgelenk“. Jedes dieser fünf Gelenke wird durch einen eigenständigen, kältetoleranten Aktuator gesteuert. Im voll ausgestreckten Zustand erreicht der eigentliche Roboterarm eine Länge von 1,9 Metern.

Am Ende des Roboterarms ist ein fast 60 Zentimeter durchmessender und rund 33 Kilogramm schwerer, drehbarer Aufbau befestigt. Die beiden darin untergebrachten Instrumente, das APXS-Spektrometer und das Mikroskop des Rovers, können somit Oberflächenziele analysieren, welche bis zu maximal 2,2 Meter von der Vorderseite Curiositys entfernt sind. Zusätzlich sind in diesem Kopfstück drei weitere Hilfsgeräte platziert, welche ebenfalls der Untersuchung der Marsoberfläche dienen. Es handelt sich hierbei um einen Gesteinsbohrer, eine Bürste und um das so genannte „Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis“-System (kurz „CHIMRA“). Das CHIMRA setzt sich aus einer kleinen Baggerschaufel, mehreren Sieben und verschiedenen Auffangbehältern zusammen. Die durch das CHIMRA gesammelten Proben der Marsoberfläche werden im Bedarfsfall von dort zu zwei in der Warm Electronics Box angeordnete Instrumenten, es handelt sich um SAM und CheMin, geleitet und von diesen näher analysiert.

Um eine erfolgreiche Platzierung der verschiedenen Instrumente auf der Marsoberfläche zu gewährleisten, muss der Roboterarm trotz seiner Länge und des an seinem Ende lastenden Gewichtes in der Lage sein, millimetergenaue Bewegungen auszuführen. Brett Kennedy, einer der an der Curiosity-Mission beteiligten Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien, erläutert diese Herausforderung folgendermaßen: „Dieser Arm muss präzise genug arbeiten können, um eine Aspirin-Tablette in einem Fingerhut zu platzieren.“

Die HazCams

An den vier Ecken der WEB ist jeweils eine so genannte „Hazard Avoidance Camera“ (kurz „HazCam“) platziert. Diese „Gefahrenerkennungskameras“ versorgen den Rover mit Informationen über die Gestalt und Formation des unmittelbar vor und hinter dem Rover liegenden Geländes. Jede dieser vier Kameras ist mit einem Fisheye-Objektiv ausgestattet und bildet die Umgebung bei einer fest eingestellten Brennweite von 5,58 Millimetern mit einem Sichtfeld von 120 x 120 Grad in Form von Schwarz-Weiß-Aufnahmen ab. Aus den durch die rechte und linke vordere beziehungsweise hintere HazCam angefertigte Aufnahmen generiert eine spezielle Software 3D-Aufnahmen des unmittelbar vorausliegenden Geländes. Diese 3D-Bilder werden von der Navigationssoftware des Rovers – parallel zu den auf vergleichbare Weise erstellten Aufnahmen der Navigationskameras – dazu genutzt, um eventuell auftretenden Geländehindernissen bei der weiteren Fahrt selbstständig auszuweichen. Die Auflösung der HazCams ist ausreichend, um das umliegende Gelände zu diesem Zweck bis zu einer Entfernung von bis zu drei Metern ausreichend aufzulösen.

Diskussion zu diesem Artikel

• Marsrover Curiosity
• MSL Rover Curiosity auf Atlas V (541)
• Planet Mars

Der Beitrag Der Aufbau des Rovers erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: INL, JPL, NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Am 17. November 2011 wurde die auch als MMRTG für Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator bezeichnete Anlage mit einem Durchmesser von circa 64 Zentimetern und einer Länge von rund 67 Zentimetern vom RTGF für RTG Facility genannten Vorbereitungsgebäude zum Integrationsgebäude auf der Startanlage 41 mit der Atlas-V-Trägerrakete und dem Rover an ihrer Spitze gebracht.

Durch spezielle Zugangsluken in der großen Nutzlastverkleidung an der Raketenspitze und in der aerodynamischen Verkleidung der Marslandestufe konnte die Stromerzeugungsanlage unter Zuhilfenahme einer speziellen Lademaschine anschließend in eine Halterung am hinteren Ende des Rovers eingeführt werden. Vier Bolzen halten den etwa 45 Kilogramm schweren Generator jetzt an seiner Einbauposition. Wegen seiner möglichen Gefährlichkeit bei Missgeschicken wurde er als letzte Komponente am Rover angebracht.

Am 18. November 2011 begann eine Reihe von abschließenden Tests des ab da mit Strom vom Radioisotopengenerator versorgten Rovers. Von diesem Zeitpunkt an hat die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) keine Abschaltung ihres Rovers mehr vorgesehen.

Nach dem aktuell für den 26. November 2011 vorgesehenen Start dauert es nicht ganz ein Jahr, bis der Rover mit einer Masse von rund 890 Kilogramm den Mars erreicht. Mit Hilfe eines neuartigen Himmelskrans („Sky Crane“) soll Curiosity den derzeitigen Planungen zufolge im August 2012 im Krater Gale die Marsoberfläche erreichen.

Auf dem Mars ist es vorrangige Aufgabe von Curiosity, festzustellen, ob der Mars in der Vergangenheit einmal geeignet war für Formen des Lebens, wie wir sie kennen. Die Auslegung des Rovers erfolgte so, dass er eine Fahrstrecke von mindestens 20 Kilometern zurücklegen kann. Für die Primärmission des Rovers auf der Marsoberfläche ist ein Marsjahr, das entspricht etwa zwei Erdjahren, angesetzt. Möglicherweise reicht die vom Radioisotopengenerator bereitgestellte elektrische Energie mit einer Spannung zwischen 28 und 32 Volt für eine anschließende Missionsverlängerung.

Beladen ist Curiositys von Boeing und Teledyne Technologies Incorporated (TESI) gebaute Stromquelle mit rund 4,8 Kilogramm vom US-Energieministerium (Department of Energy, DOE) bereitgestellten Plutoniumdioxid, dass das Isotop Plutonium 238 enthält. Das keramische Plutioniumdioxid steckt in acht sogenannten universellen Hitzequellen (General Purpose Heat Source, GPHS). Erfährt es Schlageinwirkung, beispielsweise beim Aufprall auf der Erde nach einem Fehlstart, soll es in größere Bruchstücke zerplatzen und dabei keine lungengängigen Stäube erzeugen.

Nach Angaben von Steve Brisbin von NASAs Kennedy Space Center (KSC) in Florida liegt die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Fehlstart Plutonium frei wird, bei 1:400. Um Plutoniumfreisetzungen bei einem katastrophalen Versagen der Trägerrakete zu verhindern, ist das Radionukleid in kleinen Kapseln, die aus korrosionsbeständigem Iridium bestehen, untergebracht, welche in Graphitzylindern stecken. Je zwei dieser Graphitzylinder wiederum sind zusammen von einem Graphitblock umgeben, der einen unbeabsichtigten Wiedereintritt überstehen können soll.

Der jetzt mit Curiosity verbundene Generator sollte mit seinen tellurhaltigen Thermoelementen ursprünglich in der Lage sein, insgesamt rund 14 Jahre lang Strom zu erzeugen. Da der Generator aber einen vorher nicht erwarteten Leistungsabfall aufweist, und der Start des Rovers wegen Entwicklungsschwierigkeiten um rund 2 Jahre verschoben wurde, wird die tatsächliche Nutzbarkeit des Generators vermutlich kürzer ausfallen.

Für den Zeitpunkt seiner Fertigstellung (beginning of life, BOL) wurden dem Generator 125 Watt elektrische Leistung zugeschrieben. Im Jahr 2011 wurden für die elektrische Leitung bei Missionsbeginn (beginning of mission, BOM) noch 115 Watt genannt. Der schnellere Abfall der Wärmeproduktion durch den Plutoniumzerfall könnte auch zu längeren Ladezeiten der beiden Lithiumionenakkumulatorensätze des Rovers mit einer Kapazität von jeweils 20 Amperestunden und einer Nennspannung von 28 Volt führen.

Raumcon:

• MSL Rover Curiosity
• Startkampagne: Atlas V mit MSL Rover Curiosity

Der Beitrag Atomstrom für Marsrover Curiosity erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA/JPL. Vertont von Peter Rittinger.

„Wir haben den Mars fest im Blick“, so NASA-Administrator Charles Bolden. „Curiosity wird nicht nur eine Fülle wissenschaftlich bedeutsamer Daten liefern, sondern dient als Vorläufermission für die bemannte Erkundung des Roten Planeten.“

Der neue Marsrover der NASA, das Mars Science Laboratory (MSL) mit Namen Curiosity, soll Ende November oder Anfang Dezember auf den Weg zum Roten Planeten gebracht werden und dort im August 2012 landen. Dazu wird das Fahrzeug in der Endphase durch mehrere Seile von einer Skycrane genannten, raketengetriebenen Plattform heruntergelassen und abgesetzt. Dieses Verfahren soll ein genaueres Absetzen ermöglichen, ist aber vollkommen neu.

Der nach dem australischen Astronomen Walter Gale benannte Krater hat einen Durchmesser von etwa 154 Kilometern und verfügt in der Mitte über einen Berg mit mehreren Schichten und Schluchten.

Der Bereich um den Zentralberg bildet einen Schwemmkegel, wie er durch fließende Flüssigkeiten verursacht wird. Dies bietet gute Chancen, hier genau die Untersuchungen anstellen zu können, die man für die Mission vorgesehen hat. Das Landegebiet verfügt nicht nur über interessante geologische Strukturen sondern in der Vergangenheit wohl auch über günstige Bedingungen für mikrobielles Leben.

„Wissenschaftler sehen Gale als erste Wahl, ihre ambitionierten Ziele der neuen Rover-Mission zu verfolgen“, sagte Jim Green, Leiter der Abteilung für planetare Wissenschaften im NASA-Hauptquartier. „Das Gelände bietet eine augenscheinlich dramatische Landschaft, aber ebenso großes Potential für wichtige wissenschaftliche Entdeckungen.

Im Jahre 2006 begannen etwa 100 Wissenschaftler damit, eine geeignete Landezone für das MSL auszuwählen. Aus zunächst 30 Möglichkeiten wurden 2008 vier ausgewählt. Curiosity ist bedeutend größer und schwerer als die bisher eingesetzten Marsfahrzeuge. Zudem ist er mit einem Radioisotopengenerator zur Energieversorgung ausgerüstet. Dies macht ihn unabhängiger von Sonneneinstrahlung und Wetter. Curiosity verfügt über 10 komplexe wissenschaftliche Instrumente und soll mindestens ein ganzes Marsjahr lang den Roten Planeten aktiv erforschen.

Ebenfalls Ende November soll mit Fobos-Grunt auch eine russische Raumsonde in Richtung Mars bzw. dessen Mond Phobos starten und huckepack einen kleinen chinesischen Marsorbiter mitnehmen.

Raumcon:

• Thema MSL-Rover Curiosity ab 18. Juli

Der Beitrag Curiosity soll im Marskrater Gale landen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: universetoday. Vertont von Peter Rittinger.

Das bis heute verwendete Plutonium war ein Nebenprodukt der Aktivitäten während des Kalten Krieges. Seit 1980 stellte die USA kein eigenes Plutonium mehr her und alle seit 1993 verwendeten Radionuklidgeneratoren wurden mit Plutonium aus Russland ausgestattet. Aber auch deren Vorräte werden knapp und so wird es für künftige interplanetare Missionen mangels marktreifer Alternativen notwendig sein, nun selbst neues zu produzieren.

Letztes Jahr hat der amerikanische Kongress eine Budgetanfrage im Umfang von 30 Millionen Dollar zur Neuproduktion abgelehnt. Im neuen, noch im Kongress diskutierten NASA-Budget für 2011 ist nun ein Posten von 15 Millionen Dollar für die Produktion des wertvollen Plutoniums inbegriffen. Dennoch ist der Erfolg der Produktionsanfrage nicht garantiert und es gibt einen Appell der Division for Planetary Sciences (DPS) an Kollegen, mit Briefen den Senat auf die Dringlichkeit aufmerksam zu machen.

Der erste im All betriebene Radioisotopgenerator der USA, ein Modell vom Typ SNAP 3, gelangte 1961 an Bord des Marinenavigationssatelliten Transit 4A in den Weltraum. Das letzte NASA-Projekt, für das noch ein RTG vorrätig ist, ist das Mars Science Laboratory, der neue Marsrover der noch 2011 auf den Weg geschickt werden soll.

Plutonium-238 hat eine Halbwertszeit von 87,7 Jahren. Dies bedeutet, dass nach diesem Zeitraum ein 450-Watt-Generator noch 225 Watt Leistung liefern kann. 300 Gramm liefern beispielsweise schon etwa 11 Watt elektrische Leistung. Damit eignet sich Plutonium-238 außerordentlich gut für Langzeitmissionen, auf denen der Abstand zur Sonne so groß ist, dass Solarzellenflächen zu groß und schwer werden würden, um ein eine ähnliche Leistung zu erzielen.

Raumcon:

• Plutonium für RTG

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Weil die wissenschaftlichen Daten an Bord von Voyager 2 nicht mehr so formatiert werden, dass sie nach dem Empfang auf der Erde sinnvoll verwendet werden können, wurde die Sonde in einen Modus versetzt, in dem sie nur noch Statusdaten über Flug und Zustand des Raumfahrzeugs sendet. Am 1. Mai 2010 empfangene Telemetrie zeigt, dass sich das Raumfahrzeug an sich in gutem Zustand befindet, und die Ursache für die unlesbaren Wissenschaftsdaten vermutlich im System zur Aufbereitung der Flugdaten (flight data system) zu suchen ist.

Am 22. April 2010 trat zum ersten Mal eine auffällige Veränderung in den von Voyager 2 zur Erde geschickten Daten auf. Nachdem man noch ein vorher geplantes Rollmanöver der Sonde abgewartet hatte, wurden zur Analyse der Anomalie vorgesehene Kommandos am 30. April 2010 Richtung Sonde ins All ausgestrahlt. 13 Stunden dauerte ihr Weg zur am 20. August 1977 gestarteten Sonde, teile NASAs Jet Propulsion Lab (JPL) aus dem kalifornischen Pasadena am 6. Mai 2010 mit.

Nach Vorbeiflügen an den Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun ist die von drei Radioisotopengeneratoren mit Strom versorgte Voyager 2 mittlerweile rund 13,8 Milliarden Kilometer entfernt von der Erde. Mit einem Verstummen der Sonde wird derzeit im Jahre 2020 gerechnet, wenn die Radioisotopengeneratoren nicht mehr genug Strom zur Versorgung der Systeme der Sonde liefern können, und nicht vorher technische Probleme zur Beendigung der Aktivität der Sonde führen.

Raumcon:

• Voyager / Pioneer 10 + 11

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Die Bilder, die aus dem Mondorbit vom Fra-Mauro-Hochland geschossen wurden, veröffentlichte die NASA am Mittwoch. Man erkennt darauf drei Pfade aus den Fußspuren der Astronauten sowie den Reifenabdrücken des Handkarrens MET (Modular Equipment Transporter). Der Weg zur Position des ALSEP-Instumentenkomplexes (Apollo Lunar Surface Experiments Package) wurde mehrfach genommen, was auch deutlich zu sehen ist. Desweiteren erfolgte eine kurze Expedition zu einem Punkt südlich des Weird Crater und eine längere über eine Strecke von etwa 3 Kilometern zum Saddle Rock südlich des Cone Crater und zurück.

Alan Shepard und Edgar Mitchell verbrachten am 5. und 6. Februar 1971 insgesamt 9 Stunden und 21 Minuten außerhalb ihrer Mondlandefähre Antares. Bei ihrem Ausflug zum Krater Cone stellten sie fest, dass man mit dem Handkarren deutlich schwerer vorwärts kam, weshalb sie es nicht ganz bis zum Ziel schafften. Es gibt aber ein Bild des südlich davon liegenden Saddle Rock.

Bei den letzten drei Expeditionen zum Mond konnte man auf ein elektrisch betriebenes Mondauto, das Lunar Roving Vehicle zurückgreifen, was die Arbeit deutlich erleichterte und den Aktionsradius der Astronauten vergrößerte.

Zur wissenschaftlichen Ausrüstung von Apollo 14 auf dem Mond gehörten Seismometer, ein Experiment, welches Sprengladungen zur Simulation von Mondbeben in die Mondoberfläche schoss, ein Gasdetektor, mehrere Strahlen- und Partikeldetektoren, ein Wärmeflussmessgerät, ein Laserreflektor zur präzisen Abstandsmessung zwischen Erde und Mond, ein Magnetometer, Instrumente zur Untersuchung der Mondgeologie und des Mondgesteins sowie ein Radioisotopengenerator (RTG) zur Energieversorgung.

Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) war am 18. Juni 2009 mit einer Atlas-5-Trägerrakete von Cape Canaveral aus gestartet, am 23. Juni in eine Mondumlaufbahn eingetreten und hatte am 17. Juli erstmals Bilder von Mondlandestellen aufgenommen. Mit seiner hochauflösenden Kamera soll er Bilddetails mit einer Größe von etwa 50 Zentimetern registrieren können.

Ausführlicher Artikel:

• LRO und LCROSS: Die NASA kehrt zum Mond zurück (18. Juni)

Der Beitrag Arbeitswege auf dem Mond zu sehen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Planetary Society/ESA.

Anfang 2008 hatte es noch so ausgesehen, dass Ulysses maximal bis Mitte des Jahres in Betrieb zu halten sei: Die Energieabgabe des Radioisotopengenerators an Bord war nach 17 Jahren Betrieb so weit gefallen, dass einige Verbraucher abgeschaltet werden mussten. Darunter befanden sich auch Heizelemente für Treibstoffleitungen. Einige besonders kalte Stellen der Leitungen sind seitdem ständig vom Einfrieren bedroht. Geschieht dies, wird die Sonde manövrierunfähig und kann ihre Funkantenne nicht mehr auf die Erde ausrichten.

Das Ulysses-Team begegnet dieser Gefahr seither mit einer „Ausbluten“ genannten Strategie: Alle zwei Stunden werden sehr kleine Mengen Treibstoff so ausgestoßen, dass sich die Lage der Sonde nicht ändert. Dadurch rückt wärmerer Treibstoff an den kalten Stellen vorbei und verhindert so das Einfrieren.
Klar ist aber auch, dass diese Strategie ihr Ende findet, wenn der Tank leer ist. Ursprünglichen Schätzungen zu Folge hätte es schon Mitte 2008 so weit sein sollen. Dass das „Ausbluten“ die Sonde nun schon ein Dreivierteljahr länger als vorausgesagt über die Zeit gerettet hat, liegt daran, dass das Team schlichtweg nicht genau weiß, wie viel Treibstoff genau im Tank ist: Das Lageregelungssystem der Sonde arbeitet teilweise automatisch und es gibt keine Telemetriedaten darüber, wie viel Treibstoff dabei verbraucht wurde. Daher wird man erst sagen können, dass es mit Ulysses vorbei ist, wenn es vorbei ist.

Da 2008 bei einem Versuch, Energie zu sparen, auch der Haupttransmitter der Sonde ausgefallen war, stand seitdem nur noch der Hilfstransmitter mit Bandbreiten von nur 128 Bit/s zur Verfügung. Diese Datenrate ist so gering, dass es sich nicht lohnte, dafür den Datenrekorder in Betrieb zu nehmen – auf der Erde wurden einfach die Livedaten der Instrumente während der Dauer der Übertragung aufgezeichnet. Im Moment ist die Sonde der Erde wieder so nahe, dass selbst mit dem Hilfstransmitter Datenraten von 1.024 Bit/s möglich sind, somit wird der Rekorder derzeit wieder benutzt.

Frühere Meldungen:

• Ulysses: Missionsende steht bevor (Februar 2008)
• Ulysses: Ausbluten lassen oder einfrieren? (April 2008)

Der Beitrag Ulysses ist noch immer nicht tot erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: FuturePlanets, NASA.

Aufgrund nicht ausreichender Tests einiger Hardwarekomponenten des MSL-Rovers entschloss sich die NASA, diese Mission von 2009 auf 2011 zu verschieben. Dadurch entstehen Zusatzkosten in Höhe von etwa 400 Millionen US-Dollar, die aus den Budgets von 2010 und 2011 gedeckt werden müssen. Außerdem kommt der neue Starttermin des MSL mit dem Start der Jupitersonde Juno in Konflikt. Beide Missionen sollen vom selben Startplatz aus auf den Weg gebracht werden. Möglicherweise muss MSL nun eine längere Route fliegen.

Auf einer Beratung des Planetary Science Subcommittee der NASA wurden verschiedene Optionen diskutiert, wie diese Deckung erfolgen kann. Zunächst will man die Missionen der nächsten Jahre unangetastet lassen. Die Missionen Juno (Start 2011), GRAIL (ebenfalls 2011) und MAVEN (2013) werden wie geplant fortgeführt. Zum einen würden deren Verschiebungen aufgrund der weitgehenden Fertigstellung der Sonden eher weitere Kosten verursachen als Einsparungen zu ermöglichen. Zum zweiten könnte MAVEN aufgrund des fortgeschrittenen Alters der gegenwärtig noch aktiven Marsorbiter als Relaisstation notwendig werden, obwohl die Treibstoffreserven beim Mars Reconnaissance Orbiter eine Funktionsdauer bis in die 2020er erwarten lassen können.

Auch an den Budgets für Planetenforschung und Analyse auf der Erde soll nicht geschraubt werden, um nicht die Abwanderung von Fachkräften zu begünstigen.

Zur Diskussion stehen die Kürzung der Reservemittel für die Juno-Mission, die Verschiebung des Auswahlverfahrens für weitere Missionen im Rahmen des Discovery-Programms und eine Verschiebung des Umstiegs von bisheriger Energietechnik für solarzellenungeeignete Umgebungen auf Radioisotopengeneratoren, deren Energieumwandlung über einen Stirling-Prozess erfolgt. Diese sogenannten Advanced Stirling Radioisotope Generators (ASRG) nutzen die Abwärme von Plutonium-238 zum Betrieb eines Stirling-Motors und sind dabei viermal effektiver (geschätzter Wirkungsgrad 28%) als bisherige Radioisotopengeneratoren (Wirkungsgrad 6,6 – 6,8%). Ein ASGR soll eine Energieausbeute von 6,7 kWh pro Tag erbringen. Allerdings ist bisher noch nicht ausreichend bekannt, welche Auswirkungen die durch den Motor erzeugten Vibrationen auf die Messtechnik einer derart versorgten Sonde hätten. Auf jeden Fall sind Änderungen im Sondendesign erforderlich. Die ASRG böten aber auch ein großes Einsparungspotenzial, da die knappen Plutoniumvorräte weltweit deutlich länger reichen würden.

Die Liste der möglichen Missionen jedenfalls liest sich überaus spannend. Hier einige Beispiele:

• Mobiler Mondlander ExoMoon
• Polarer Mondrover JEDI
• Schwimmender Titanseeroboter Titan Mare Explorer (TiME)
• Io-Vulkansonde Io Volcano Observer (IVO)
• Jupiter-Lagrangepunkt-Trojaner-Lander Trojan Asteroid Mission
• Kometenlander Comet Hopper (CHopper)
• Kometen-Probensonde Comet Coma Sample Return Mission
• Mars-Bohrer Kuklos
• Venus-Atmosphärenballons Polar VALOR

Eine weitere Einsparungschance böte die Zusammenlegung der für 2016 geplanten Marssonden von NASA und ESA zu einem Raumfahrzeug.
Abzuwarten bleiben aber in jedem Falle mögliche Änderungen auf politischer Ebene. Am 20. Januar wird die NASA auf der Parade zur Amtseinführung von Barack Obama mit der STS-126-Crew und einem neu entwickelten Mondfahrzeug auftrumpfen.

Raumcon:

• MSL-Rover
• Fragen des Obama Transition Teams an die NASA

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, computerweekly.com.

Im Hinblick auf die neuerlich geplanten bemannten amerikanischen Mondlandungen ist der Mondstaub wieder in den Fokus geraten, nachdem sich in den 1970ern niemand besonders für die damaligen Messergebnisse interessiert hatte. Der Mondstaub könnte das am schwierigsten zu beherrschende Umweltproblem auf dem Mond sein.

Bevor die Mondlandungen stattgefunden hatten, glaubte man, dass der Aufstieg des Lunar Modules LM nach einem Mondaufenthalt eine erhebliche Staubschicht auf zurückgelassenen Anlagen mit Experimentierausrüstung hinterlassen würde. Dass derartiges passieren könnte, schrieb man seinerzeit außerdem unbekannten Langzeiteinflüssen zu. Nachdem man auf dem Mond kurze Zündungen der Triebwerke unbemannter Surveyor-Lander vorgenommen hatte, um das Verhalten des Mondstaubes besser einschätzen zu können, zeichnete sich ab, dass sich Staubansammlungen nicht so rasch aufbauen würden wie zunächst angenommen.

Daraufhin wurde der Mondstaubdetektor entwickelt, der bei den Apollomissionen 11, 12, 14 und 15 zum Einsatz kam. Bei Apollo 11 war der Detektor am passiven seismischen Experimentierpaket (EASEP, Early Apollo Scientific Experiments Package) montiert.

Gemessen wurde die Leistungsabgabe eines Satzes von Solarzellen. Die Leistungsabgabe nahm langsamer als erwartet ab, die Staubansammlung auf dem Detektor war geringer als vorausgesehen. So konnte der Detektor auch verwendet werden, um die durch Strahlung und Temperatureffekte verursachte Degradation der verwendeten Solarzellen über längere Zeit zu beobachten, was insbesondere bei den Missionen 14 und 15 möglich war. Bei Apollo 12 wurde die zuerst entwickelte Originalversion des Detektors benutzt.

Entsprechend seiner Nutzung wurde das Experiment auch DTERM, Dust, Thermal and Radiation Engineering Measurements package genannt. Ab Apollo 12 war das Experiment Teil des Apollo Lunar Surface Experiments Package, abgekürzt ALSEP, einer komplexen Kombination von auf der Mondoberfläche aufzubauenden Mess-, Registrier- und Kommunikationsausrüstung, die von einem RTG, einem Radioisotopengenerator vom Typ Snap 27 mit etwa 70 Watt Leistung mit Strom versorgt wurde. DTERM bestand aus zwei zentralen Komponeten, einem Sensorpaket, das in einem eigenen Gehäuse oben auf der Central Station von ALSEP montiert war, und einer Elektronik in der Central Station, welche die Verbindung mit einem Messdatenvorverstärker und der Energieversorgung besorgte.

Im Sensorpaket waren drei Siliziumsolarzellen mit je zwei Quadratzentimetern Fläche eingebaut, die Spannungen zwischen Null und 150 Millivolt abgeben konnten. Zwei der Zellen waren mit einem blauen Filterglas versehen, das die Zellen vor Partikel und ultravioletter Strahlung schützte. Eine der beiden geschützen Zellen war zuvor mit einer definierten Menge von Elektronen ganz bestimmter Energie bestrahlt worden. Die dritte der Zellen war weder von einem Filterglas geschützt, noch zuvor bestrahlt. Zusätzlich waren drei Temperatursensoren vorhanden, von denen einer direkt bei den Solarzellen montiert war, ein weiterer innen an der Sensorgehäusewand, und einer außen an der Sensorgehäusewand.

Die Ausgangspannungen der einzelnen Solarzellen und die Messwerte der Temperatursensoren wurden als eine Funktion der Zeit während des Mondtages aufgezeichnet, zur Erde übermittelt, und bei der NASA in den Vereinigten Staaten sowie in Australien an der Universität von Sydney auf den bereits erwähnten Magnetbändern aufgezeichnet. Im Falle der seit 5. Februar 1971 betriebenen Central Station von Apollo 14 wurden die letzten Daten 1976 empfangen, bevor das ALSEP von Apollo 14 im Januar 1976 seine Arbeit einstellte.

Nachdem jetzt die Aufzeichnungen der Messdaten für die NASA erneut verfügbar sind, will man versuchen, die Bänder mit einem heute sehr selten gewordenen IBM729-Mark-V-Bandlaufwerk aus den 1960ern, das man von einem Australischen Computermuseum zur Verfügung gestellt bekommt, auszulesen, damit die Daten einer weiteren Verwendung zugeführt werden können. SpectrumData, ein Unternehmen, das sich unter anderem mit Datenwiederherstellung beschäftigt, will das IBM729-Mark-V-Bandlaufwerk im Januar 2009 so weit gereinigt und gewartet haben, dass ein Auslesen der 173 Bänder versucht werden kann. Sofern das ohne besondere Vorkommnisse möglich ist, wird es etwa eine Woche dauern, bis alle Daten transferiert sind.

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Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: ESA.

Die Energieversorgung durch Ulysses´ thermischen Radioisotopengenerator ist nach 17 Jahren Missionszeit so weit gefallen, dass die Sonde ihren Betrieb nicht mehr aufrecht erhalten kann. Der gleichzeitige Betrieb von Instrumenten, X-Band-Sender und thermischen Heizelementen ist nicht mehr möglich. Um das Energiemanagement zu verbessern, wurde im Januar 2008 der Sender im X-Band abgeschaltet. Die frei werdende elektrische Leistung sollte für den Betrieb wissenschaftlicher Instrumente und der Heizelemente der Sonde genutzt werden. Gesammelte und zwischengespeicherte Daten sollten während kurzer Betriebsphasen des Senders zur Erde übertragen werden.

Alle Versuche den Sender wieder in Betrieb zu nehmen sind allerdings fehlgeschlagen. Alle Daten deuten auf ein grundlegendes Problem mit der Energieversorgung hin, so dass auch keine zusätzliche Leistung für die Heizelemente gewonnen werden konnte. Ohne ausreichende Heizleistung wird das Hydrazin des Lageregelungssystems bei Unterschreiten von 2°C einfrieren und das System blockieren.

Damit geht die Kontrolle über Lage und Ausrichtung der Sonde verloren, was das Missionsende bedeuten wird. Innerhalb der nächsten Wochen wird das Erreichen dieses Punkts erwartet. Das Bodenteam wird die verbleibende Zeit und die eingeschränkte Kommunikationsverbindung im S-Band nutzen, um so lange wie möglich noch wissenschaftliche Daten zu gewinnen.

Ulysses hatte erst im Januar 2008 den Nordpol der Sonne erneut überflogen. In Verbindung mit einem gerade beginnenden neuen Sonnenzyklus hatten sich Wissenschaftler neue Erkenntnisse erhofft, u.a. auch durch Ulysses, da nur sie uns auf ihrem polaren Sonnenorbit Einblicke in die Polregionen der Sonne ermöglicht.
Mit 17 Jahren hat Ulysses ihre ursprüngliche Lebenszeit um das Vierfache überschritten. Das Ende kommt für die Wissenschaftler am Boden jetzt trotzdem früher und schneller als erhofft.

Der Beitrag ULYSSES – Missionsende steht bevor erschien zuerst auf Raumfahrer.net.