Quelle: MPS/Aktuelles/Nachrichten/ESA-Raumsonde Vigil soll vor Sonnenstürmen warnen, 28. November 2025

• Die ESA-Ministerratskonferenz hat den weiteren Fahrplan für die Weltraummission Vigil beschlossen. Die Raumsonde soll ab 2031 gefährliches Weltraumwetter vorhersagen.
• Vigil schaut aus bisher ungenutzter Beobachtungsposition auf die Sonne. Die Vorwarnzeit vor Sonnenstürmen verlängert sich so um bis zu fünf Tage.
• Der Photospheric Magnetic Field Imager (PMI) von Vigil wird unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung entwickelt und gebaut. Arbeiten an dem Instrument haben bereits begonnen.
• PMI liefert beinahe ununterbrochen und in Echtzeit detaillierte Karten des Magnetfeldes an der sichtbaren Sonnenoberfläche. Das ist auch für wissenschaftliche Zwecke wertvoll.

Von der Erdoberfläche oder aus Erdnähe im All schauen mehrere Teleskope und Raumsonden unentwegt auf die Sonne. Wenn sich dort eine möglicherweise gefährliche Sonneneruption zusammenbraut, merken sie es als erste – jedoch mit einer recht kurzen Vorwarnzeit von höchstens drei Tagen. Denn ebenso wie die Planeten rotiert auch die Sonne um die eigene Achse. Die Regionen, die das künftige Weltraumwetter auf der Erde bestimmen, drehen sich erst nach und nach in unser Sichtfeld; die ersten Anzeichen eines gefährlichen Sonnensturms bleiben uns so verborgen. Ein effektiveres Vorwarnsystem benötigt deshalb in erster Linie einen Perspektivenwechsel.

Die Sonne im Blick mit dem Photospheric Magnetic Field Imager der Raumsonde Vigil
Die Raumsonde Vigil wird aus einzigartiger Beobachtungsperspektive vor gefährlichem Weltraumwetter warnen. Mit an Bord: der Photospheric Magnetic Field Imager vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

Diesen soll die ESA-Sonde Vigil ermöglichen. Ihr Start ist für 2031 geplant. In einem Abstand von etwa 150 Millionen Kilometern wird die Sonde der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne folgen. Vigil schaut so auf die Seite der Sonne, die sich der Erde erst vier bis fünf Tage später zuwendet. Der anvisierte Beobachtungsposten zählt zu den so genannten Lagrange-Punkten. Dies sind insgesamt fünf Positionen im Sonne-Erde-System, an denen eine Raumsonde im Gleichtakt mit der Erde um die Sonne kreisen kann. Der Punkt L5 wurde in der Weltraumforschung bisher noch nicht genutzt.

Vigil wird die Sonne vom Lagrange-Punkt L5 beobachten. Die Sonde folgt der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne und hat so Regionen der Sonne im Blick, bevor sie von der Erde aus sichtbar sind. Der Lagrange-Punkt L1 ist Arbeitsplatz des altgedienten Sonnenobservatoriums Solar and Heliospheric Observatory (SOHO); vom Langrange-Punkt L2 aus blickt das James-Webb-Teleskop (JWT) ins All.

Ein Instrument und sein Vorgänger
Vier Messinstrumente werden an Bord von Vigil in verschiedene Schichten der Sonne schauen: von der Oberfläche über die innere bis in die äußere Atmosphäre. Zudem misst die Sonde mit zwei Instrumenten den Sonnenwind, der die Raumsonde an Ort und Stelle umströmt. Vigils Photospheric Magnetic Field Imager (PMI), der derzeit am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) entsteht, hat die Oberfläche der Sonne im Blick und bestimmt Stärke und Richtung des dortigen Magnetfeldes. Wenn sich das Magnetfeld stellenweise umstrukturiert und Energie freisetzt, kann das eine Sonneneruption auslösen.

Erste Anzeichen für eine drohende Sonneneruption zeigen sich oftmals schon an der Oberfläche der Sonne. Solche Hinweise wird Vigil dank PMI früher als andere Sonnenspäher erkennen.
Sami K. Solanki, MPS-Direktor und wissenschaftlicher Leiter des PMI-Teams

Vorbild für PMI ist das Instrument PHI (Photospheric and Helioseismic Imager), das seit 2020 an Bord der ESA-Raumsonde Solar Orbiter um die Sonne kreist. Auch PHI wurde unter Leitung des MPS entwickelt und gebaut. „Die Erfahrung, die wir in den vergangenen Jahren beim Bau von PHI gesammelt haben, sind für unseren Beitrag zu Vigil sehr wertvoll“, so PMI-Projektmanager Jan Staub vom MPS. Eine exakte Kopie von PHI ist das neue Instrument jedoch nicht. Anders als PHI soll PMI beinahe in Echtzeit und im Dauerbetrieb die Grundlage für Weltraumwettervorhersagen liefern.

Der Einsatz für Weltraumwettervorhersagen stellt höchste Anforderungen an die Verlässlichkeit unseres Instruments.
Jan Staub, PMI-Projektmanager

Wissenschaftliche Anwendungen
Der ununterbrochene Datenstrom aus einzigartiger Perspektive ist nicht nur zur Vorhersage von Sonnenstürmen, sondern auch unter Forschenden gefragt. Besonders in Zusammenarbeit mit anderen Raumsonden ergeben sich neue Möglichkeiten:

• Ansichten der Sonnenrückseite:
  Durch Methoden der Helioseismologie könnte Vigil seinen Wissensvorsprung noch weiter vergrößern. Schallwellen durchlaufen die Sonne und verbinden so ihre erdabgewandte und ihre erdzugewandte Seite. Da sich solche Wellen unter dem Einfluss starker Magnetfelder schneller ausbreiten, ist es möglich, durch Beobachtungen der Schallwellen an der erdzugewandten Sonnenoberfläche auf Regionen hoher magnetischer Aktivität auf der Rückseite der Sonne zu schließen. Große und komplexe aktive Regionen sind oftmals potentielle Ausgangsorte zukünftiger Sonneneruptionen. „Vigils Perspektive vom Lagrange-Punkt L5 wird es uns erlauben, aktive Regionen auf der Rückseite der Sonne mit verbesserter Genauigkeit und Verlässlichkeit aufzuspüren“, so Laurent Gizon, Geschäftsführender Direktor des MPS.
• Magnetfeldmessungen:
  Das Magnetfeld der Sonne ist Motor vieler Prozesse auf unserem Stern – und Schlüssel zu seinem Verständnis. Doch bisher lässt sich nur die Magnetfeldkomponente in Blickrichtung eindeutig und routinemäßig messen. Für Abhilfe kann ein Stereo-Blick auf die Sonne aus zwei Perspektiven sorgen. So lässt sich auch die Magnetfeldkomponente senkrecht zur Blickrichtung zweifelsfrei bestimmen, wie Forschende des MPS bereits zeigen konnten. Dafür werteten sie gleichzeitig aufgenommene Daten der ESA-Raumsonde Solar Orbiter und der erdnahen NASA-Raumsonde Solar Dynamics Observatory (SDO) aus. Durch Vigil werden solche Daten erstmals ständig zur Verfügung stehen.
• Helligkeit von Sonnenfackeln:
  Um die Gesamthelligkeit der Sonne und ihre Schwankungen einzuschätzen, sind neben den dunklen Sonnenflecken auch Sonnenfackeln von maßgeblicher Bedeutung. Das sind besonders helle Gebiete auf der Sonnenoberfläche mit hohen magnetischen Feldstärken. Entscheidende Eigenschaften von Sonnenfackeln lassen sich nur unzureichend messen, wenn sie von der Erde aus betrachtet am Rand der Sonne liegen. „Mit einer Seitenansicht auf diese Regionen können wir die Magnetfelder der Fackeln besser bestimmen und mehr über ihre Helligkeit erfahren“, erklärt Kinga Albert vom MPS, die entsprechende Studien mit Daten der ESA-Raumsonde Solar Orbiter und SDO durchgeführt hat.

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• ESA Sonnenmission Vigil (früher Lagrange)

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Quelle: ESA/Enabling&Support/SpaceEngineering&Technology, 19. März 2026

Nach mehr als einem Monat Funkstille empfing die Bodenstation der ESA in Villafranca, Spanien, Telemetriedaten vom Koronagraph der Raumsonde. Telemetriedaten sind ein Datenpaket, das von einer Raumsonde gesendet wird und Informationen über deren Temperatur, Spannungen und den Zustand der Bordsysteme enthält. Der Koronagraph befindet sich nun im Safe-Mode und ist stabil; das Missionsteam und die Betreuer führen derzeit Zustandsprüfungen an der Raumsonde durch, um festzustellen, ob Teile davon beschädigt wurden.

Das Solarpanel des Raumfahrzeugs ist der Sonne zugewandt, versorgt die wichtigsten elektronischen Bauteile an Bord mit Strom und lädt mit der überschüssigen Energie die Batterie auf.

Nachdem das Raumfahrzeug einen Monat lang im Weltraum getrieben ist und extremer Kälte ausgesetzt war, benötigen die Bordsysteme Zeit zum Aufwärmen, bevor größere Maßnahmen ergriffen werden können.

„Die Rückmeldung vom Koronagraphen ist eine fantastische Nachricht und eine große Erleichterung!“, kommentiert Damien Galano, Missionsleiter von Proba-3. „Seitdem das Problem vor einem Monat entdeckt wurde, haben das Missionsteam, die Betreuer und unsere Industriepartner unermüdlich daran gearbeitet, das Raumfahrzeug wieder einsatzfähig zu machen. „Als wir den Anruf von den Betreibern in Villafranca erhielten, war die Begeisterung im Team förmlich greifbar. Aber die harte Arbeit ist noch nicht vorbei – wir müssen die Daten sorgfältig prüfen, bevor wir weitere Schritte unternehmen.“

Weitere Updates werden auf dem Proba-3-Blog der ESA veröffentlicht, sobald sie verfügbar sind.

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• ESAs Proba-3-Mission auf PSLV

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Autor: Thomas Geuking Quelle: NASA.

Eine Zeit lang sah es so aus, als wäre die aktive wissenschaftliche Reise der Raumsonde Voyager 1 zu Ende. Die am 05. September 1977 gestartete Sonde ist mit Ihrer Schwestersonde das am weitesten entfernte von Menschen erbaute Objekt. Sie befindet sich mittlerweile im interstellaren Raum. In etwas über 17.000 Tagen im All hat sie bis zum heutigen Tag ca. 24,42 Milliarden Kilometer zurückgelegt. Ein Funksignal von der Erde benötigt heute 22,5 Stunden bis zur Raumsonde.
Noch immer sendet die Raumsonde wissenschaftlich Daten zur Erde, zumindest bis Mitte November 2023. Plötzlich sendete die Raumsonde scheinbar keine lesbaren Daten mehr, sondern in einer Art Dauerschleife immer denselben Datensatz.

Nach einer ausführlichen Analyse konnte die Ursache zunächst auf das FDS (Flight Data System) der Sonde eingegrenzt werden. Es handelt sich dabei um einen der drei Bordcomputer der Raumsonde. Das FDS kommunizierte nicht ordnungsgemäß mit einem der Subsysteme der Sonde, der sogenannten Telemetrie-Modulationseinheit (TMU). Infolgedessen werden keine wissenschaftlichen oder technischen Daten zur Erde zurückgesendet. Das FDS soll unter anderem Daten von den wissenschaftlichen Instrumenten sowie technische Daten über den Zustand und Status des Raumfahrzeugs sammeln. Anschließend werden diese Informationen zu einem einzigen Datenpaket zusammengefasst, das von der TMU zur Erde zurückgesendet wird. Nun begann die TMU, ein sich wiederholendes Muster aus Einsen und Nullen zu übertragen, als ob sie „stecken geblieben“ wäre. Nachdem ein Neustart des FDS keinen Erfolg brachte, mußten oft Jahrzehnte alte Unterlagen zur Fehleranalyse herangezogen werden. Die Spezialisten brauchten Zeit um zu verstehen, wie sich neue Befehle auf den Betrieb der Raumsonde auswirken, um unbeabsichtigte Probleme zu vermeiden.

Sie sendeten am 01. März 2024 ein Signal an die Raumsonde, das die FDS dazu veranlassen sollte, ein vollständiges Speicherabbild zu senden. Dies konnte am 03. März dann auch tatsächlich empfangen und von einem Ingenieur des Deep Space Network der Agentur, das die Funkantennen betreibt, die sowohl mit Voyager als auch mit anderen Raumfahrzeugen kommunizieren, entschlüsselt werden.
Das Speicherabbild war der Schlüssel zur Lösung des Problems!
Man stellte fest, dass 3 Prozent des Speichers des FDS beschädigt sind. Es handelt sich wahrscheinlich um einen einzelnen Chip, der entweder durch energiereiche Teilchen aus dem Weltraum, oder einfach durch die lange Betriebsdauer beschädigt worden ist. Dies führte zum Verlust eines Teils des Softwarecodes des FDS-Computers.

Der Verlust dieses Codes machte die wissenschaftlichen und technischen Daten unbrauchbar. Da der Chip nicht repariert werden kann, beschloss das Team, den betroffenen Code an einer anderen Stelle im FDS-Speicher abzulegen. Aber kein einzelner Speicherort ist groß genug, um den gesamten Codeabschnitt aufzunehmen. Deshalb entwickelte man eine Lösung, den betroffenen Code in Abschnitte zu unterteilen und diese Abschnitte an verschiedenen Stellen im FDS zu speichern. Damit dieser Plan funktioniert, müssen diese Codeabschnitte angepasst werden, um sicherzustellen, dass sie alle weiterhin als Ganzes funktionieren. Alle Verweise auf den Speicherort dieses Codes in anderen Teilen des FDS-Speichers müssen ebenfalls aktualisiert werden. Am 18. April sendete das Team ein erstes Softwareupdate an die Voyager Sonde. Als das Team im Missions-Kontrollzentrum am 20. April nach 45 Stunden eine Rückmeldung von der Raumsonde bekam, wussten sie, dass die Modifikation funktionierte. Zum ersten Mal seit fünf Monaten konnten sie den Zustand und den Status der Raumsonde überprüfen. Nach einem weiteren Update wird die Sonde dann wieder wissenschaftliche Daten zur Erde senden können. Die wissenschaftliche Mission kann weiter gehen.

Wie lange die Sonde insgesamt noch betrieben werden kann, hängt im Wesentlichen von den Radionuklidbatterien sowie der Abnutzung der thermoelektrischen Elemente ab. Pro Jahr sinkt die elektrische Leistung um etwa 4 Watt. Durch die Abschaltung einzelner Instrumente konnte die Lebensdauer der Sonde bisher immer wieder verlängert werden.

Raumfahrer.Net wird weiter berichten.

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• Voyager / Pioneer 10 + 11

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Quelle: ESA 8. April 2024.

8. April 2024 – Die Proba-3-Raumsonde „Occulter“ wird etwa 150 m von der zweiten Proba-3-Raumsonde, „Coronograph“ entfernt fliegen. Am vergangenen Mittwoch konnten Medienvertreter*innen in der Redwire Space Facility in Kruibeke, Belgien, die Sonden besichtigen, wo sie vor dem Flug getestet werden. Das Paar wird sich so genau nach der Sonne ausrichten, dass der Occulter einen Schatten auf die Oberfläche der Coronograph-Sonde wirft und somit die Sonne ausblendet und die Sonnenkorona sichtbar macht.

„Die beiden Raumsonden werden sich wie ein riesiges, 150 m langes Instrument verhalten“, erklärt Dietmar Pilz, ESA-Direktor für Technologie, Entwicklung und Qualität. „Dies zu erreichen wird jedoch eine enorme technische Herausforderung sein, denn bei der kleinsten Fehlausrichtung wird es nicht funktionieren. Der Entwicklungsprozess hat entsprechend lange gedauert – er wurde von einem Konsortium kleinerer ESA-Mitgliedstaaten unter der Leitung von Spanien und Belgien durchgeführt – daher freue ich mich sehr, dass Proba-3 heute hier für den Start vorbereitet wird.“

Künstliche Sonnenfinsternisse im Orbit erzeugen
Die Idee dahinter ist nicht neu: Eine zylindrische Apollo-Kapsel versuchte 1975 im Rahmen des Apollo-Sojus-Testprojekts, denselben Prozess mit einem sowjetischen Sojus-Raumfahrzeug durchzuführen. Das Ziel von Proba-3 ist es jedoch, diese künstlichen Sonnenfinsternisse routinemäßig durch präzise Formationsflüge zu erzeugen, und zwar bis zu sechs Stunden am Stück pro 19 Stunden und 36 Minuten Umlaufzeit.

Sonnenfinsternisse enstehen durch einen bemerkenswerten kosmischen Zufall: Die Sonne ist 400-mal größer als unser Mond, aber auch genau 400-mal weiter entfernt. Das bedeutet, dass der Mond, wenn die beiden Körper im Weltraum genau ausgerichtet sind, das feurige Antlitz der Sonne verdeckt und die Sonnenkorona sichtbar macht, die sich Millionen von Kilometern von unserem Mutterstern erstreckt.

Selten gesehene Region unseres Sonnensystems
Diese selten zu sehende Region unseres Sonnensystems ist sowohl wissenschaftlich als auch praktisch von Interesse: Die Korona ist eine Million Grad wärmer als die Oberfläche der darunter liegenden Sonne und sorgt für Sonnenwind und Weltraumwetter, sowie für heftige Auswürfe, die als „koronale Massenauswürfe“ bekannt sind und Weltraumwetter und Sonnenstürme verursachen, die sowohl Satelliten in der Umlaufbahn als auch terrestrische Energie- und Kommunikationsnetze beeinträchtigen können.

Um mehr von der Korona zu sehen, können spezialisierte Teleskope am Boden und in der Umlaufbahn, so genannte „Koronagraphen“, „Bedeckungsscheiben“ einbauen – sorgfältig konstruierte Blenden, die die Sonne innerhalb ihres Sichtfelds abdecken und so eine Sonnenfinsternis imitieren.

Ihre Wirksamkeit wird jedoch durch ein Phänomen namens „Beugung“ eingeschränkt, bei dem Streulicht über die Ränder der Koronografen austritt. Um diesen Effekt zu minimieren, muss die Blende viel weiter vom beobachtenden Koronografen entfernt sein – das ist aber aufgrund der begrenzten Größe von Raumsonden im Weltraum nicht praktikabel.

Gemeinsam stark
Jedenfalls bis jetzt. – Indem die beiden Raumsonden bis auf den Millimeter genau geflogen werden, wird das Hauptinstrument von Proba-3, ASPIICS (Association of Spacecraft for polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun) Daten liefern, als ob es sich an Bord einer einzigen stationären Raumsonde befände, und so einen bisher schwer zugänglichen Untersuchungsbereich zwischen 3 und 1,1 Sonnenradien von der Sonne aus erschließen.

Diese Genauigkeit wird durch die Kombination einer Reihe von immer präziseren Positionierungstechnologien erreicht: Satellitennavigation; funkgestützte Verbindungen zwischen den Satelliten, Kameras für sichtbares Licht, die auf LEDs gerichtet sind, und schließlich ein Laserstrahl, der zwischen den Raumsonden reflektiert wird. Das zweite Instrument von Proba-3 ist ein Radiometer zur Messung der Gesamtenergie der Sonne, die für die Klimamodellierung wichtig ist.

Vollautonomer Formationsflug
Der Formationsflug findet völlig autonom statt und zwar am oberen Ende jeder Umlaufbahn in 60 000 km Höhe, wo die gravitativen, atmosphärischen und magnetischen Störungen minimal sind. Den Rest der Zeit verbringt das Paar in passivem, sicherem Schwebeflug im Orbit.

Wie bei allen ESA-Missionen zur Technologiedemonstration der Familie Proba wird der Erfolgsnachweis in der Qualität der gewonnenen wissenschaftlichen Daten liegen.

Neuartige Weltraummissionen möglich machen
Wenn es gelingt, einen präzisen Formationsflug durchzuführen, würde dies eine völlig neue Ära für Wissenschaft und Transfer ermöglichen. Es könnten Missionen geflogen werden, die viel größer sind als jede einzelne Raumsonde – wie z.B. riesige Funk- und optische Interferometrie-Arrays in der Umlaufbahn –, während ein präzises Rendezvous im Orbit die Wartung von Satelliten in der Umlaufbahn ermöglichen und die Lebensdauer der Weltrauminfrastruktur verlängern würde.

In der Zwischenzeit nutzen die Mitglieder des Proba-3-Wissenschaftsteams die totale Sonnenfinsternis über Nordamerika, um die für die Mission entwickelte Hardware zu testen: Polarisationsfilterräder, die in ASPIICS verwendet werden, sowie eine alternative LED-Technologie.

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• ESAs Proba-3-Mission auf PSLV

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Quelle: ESA Science & Exploration, 25. Januar 2024

Die Annahme bedeutet, dass die Studienphase abgeschlossen ist und die ESA sich zur Durchführung der Mission verpflichtet. Nach der Auswahl des europäischen industriellen Auftragnehmers im Laufe dieses Jahres werden die Arbeiten zur Fertigstellung des Designs und zum Bau des Raumfahrzeugs bald beginnen. EnVision soll im Jahr 2031 mit einer Ariane-6-Rakete gestartet werden.

„Seit der Auswahl der Mission im Jahr 2021 sind wir von allgemeinen wissenschaftlichen Zielen zu einem konkreten Missionsplan übergegangen“, sagt Thomas Voirin, Leiter der EnVision-Studie der ESA. „Wir freuen uns sehr, den nächsten Schritt zu machen. EnVision wird Antworten auf seit langem offene Fragen zur Venus geben, dem wohl am wenigsten verstandenen terrestrischen Planeten des Sonnensystems.“

Die Venus ist der nächste Nachbar der Erde – viel näher als der Mars – und unserem Heimatplaneten in Masse und Größe sehr ähnlich. Anders als die Erde ist sie jedoch kein angenehmer Ort für einen Besuch. Von allen Gesteinskörpern des Sonnensystems hat sie die dichteste Atmosphäre und ist vollständig von dicken Wolkenschichten bedeckt, die hauptsächlich aus Schwefelsäure bestehen. Die Oberfläche der Venus ist im Durchschnitt 464 °C heiß, und der Luftdruck ist 92-mal höher als auf der Erdoberfläche. Das wirft die Frage auf: Wie und wann ist der Zwilling der Erde so unwirtlich geworden?

Wissenschaft mit EnVision

Die Messungen von EnVision werden dazu beitragen, wichtige Rätsel unseres heißen Nachbarn zu entschlüsseln. So wird EnVision beispielsweise aufdecken, wie Vulkane, Plattentektonik und Asteroideneinschläge die Venusoberfläche geformt haben und wie geologisch aktiv der Planet heute ist. Die Mission wird auch das Innere des Planeten untersuchen und Daten über die Struktur und Dicke des Venuskerns, -mantels und der Kruste sammeln. Schließlich wird sie das Wetter und das Klima auf der Venus untersuchen, einschließlich der Frage, wie diese durch die geologische Aktivität auf dem Boden beeinflusst werden.

Erfahren sie mehr über EnVision

„Das Besondere an EnVision ist der Ansatz der Mission, den gesamten Planeten als System zu untersuchen. Sie wird die Oberfläche, das Innere und die Atmosphäre der Venus mit noch nie dagewesener Genauigkeit untersuchen und es uns ermöglichen zu verstehen, wie sie funktionieren und miteinander interagieren. EnVision wird zum Beispiel mehrere Messverfahren einsetzen, um nach Signaturen von aktivem Vulkanismus an der Oberfläche und in der Atmosphäre zu suchen“, erklärt Anne Grete Straume-Lindner, die Projektwissenschaftlerin der Mission.

Um diese ganzheitliche Untersuchung zu ermöglichen, wird EnVision ein umfangreiches wissenschaftliches Instrumentarium mitführen. Es wird die erste Mission sein, die mit ihrem Radargerät direkt unter der Venusoberfläche sucht. Ein zweites Radarinstrument, VenSAR, wird die Oberfläche mit einer Auflösung von bis zu 10 Metern kartieren und Eigenschaften wie die Oberflächentextur bestimmen. Drei verschiedene Spektrometer werden die Beschaffenheit der Oberfläche und der Atmosphäre untersuchen. Und ein Radiowissenschaftsexperiment wird mithilfe von Radiowellen die innere Struktur des Planeten und die Eigenschaften der Atmosphäre untersuchen.

Starkes Erbe und fruchtbare Zusammenarbeit

EnVision wird sich der ESA-Wissenschaftsflotte von Sonnensystemforschern anschließen. Diese Missionen befassen sich mit zwei wichtigen wissenschaftlichen Themen der Cosmic Vision 2015-2025 der ESA, nämlich: Was sind die Bedingungen für die Bildung von Planeten und die Entstehung von Leben? und Wie funktioniert das Sonnensystem?

Es wird die zweite europäische Mission zur Venus sein. Die ESA-Mission Venus Express (2005-2014) konzentrierte sich auf die Atmosphäre des Planeten, machte aber auch dramatische Entdeckungen, die auf mögliche vulkanische Hotspots auf der Oberfläche des Planeten hinwiesen. (Lesen Sie hier mehr über die wissenschaftlichen Höhepunkte von Venus Express.) Die Erforschung der Atmosphäre wurde mit der Akatsuki-Mission der JAXA fortgesetzt, die immer noch aktiv atmosphärische Bewegungen und das Wetter auf der Venus verfolgt.

Vor längerer Zeit zeichneten die Mariner– und Pioneer-Venus-Missionen der NASA (1960er und 1970er Jahre), die Venera– und Vega-Missionen der Sowjetunion (1960er bis 1980er Jahre) und die Magellan-Radarkartierungsmission der NASA (1990-1994) das Bild einer trockenen Welt mit Landschaften, die von Vulkanen und intensiver geologischer Aktivität geprägt sind. Sie entdeckten weite, von Lavaströmen gezeichnete Ebenen, die von Hochebenen und Bergen begrenzt wurden. Das VenSAR-Instrument von EnVision, das voraussichtlich von der NASA beigesteuert wird, wird die Venusoberfläche mit einer viel höheren Auflösung als Magellan kartieren und Oberflächenmerkmale erkennen, die mehr als zehnmal kleiner sind.

Lesen Sie mehr über frühere Missionen zur Venus

Dieses Mal wird EnVision auf seiner Reise zur Venus nicht allein sein. In Erwartung einer fruchtbaren Zusammenarbeit hat die NASA im Rahmen ihres Discovery-Programms auch zwei neue Missionen zur Venus ausgewählt: DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) und VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Zusammen werden EnVision, DAVINCI und VERITAS die bisher umfassendste Untersuchung der Venus ermöglichen.

EnVision ist eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA. Die NASA wird voraussichtlich das VenSAR-Instrument (Synthetic Aperture Radar) sowie die Unterstützung des Deep Space Network bereitstellen. Die anderen Nutzlastinstrumente werden von den ESA-Mitgliedsstaaten beigesteuert, wobei ASI, DLR, BelSPO und CNES jeweils die Beschaffung des Subsurface Sounding Radar (SRS) und der Spektrometer VenSpec-M, VenSpec-H und VenSpec-U leiten. Das Radiowissenschaftsexperiment wird von Frankreich geleitet und von Deutschland unterstützt.

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• EnVision : ESAs Venus-Mission (M5) auf Ariane 62

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Quelle: ESA Science & Exploration, 25. Januar 2024.

Aufgabe: Verstehen, warum der nächste Nachbar der Erde, die Venus, so anders ist.

Partnerschaft: EnVision ist eine von der ESA geleitete Mission in Partnerschaft mit der NASA, wobei die NASA das Synthetic Aperture Radar (VenSAR) und das Deep Space Network für kritische Phasen der Mission bereitstellt (weitere Informationen zu den europäischen Beiträgen zu EnVision siehe unten)

Warum die Venus? Die Venus ist der erdähnlichste der terrestrischen Planeten der Sonne, was ihre Größe, Zusammensetzung und Entfernung von der Sonne betrifft. Doch zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte der Planeten begannen beide, sich sehr unterschiedlich zu entwickeln. Die Venus ist heute viel zu heiß, um flüssiges Wasser an ihrer Oberfläche zu beherbergen, aber sie könnte über Milliarden von Jahren ein eher erdähnliches Klima gehabt haben, bevor sie einen unkontrollierbaren Treibhauseffekt entwickelte. Daher ist die Venus ein natürliches Laboratorium, um zu untersuchen, wie sich die Bewohnbarkeit – oder das Fehlen derselben – im Sonnensystem entwickelt hat.

Zielsetzungen: EnVision wird die erste Mission sein, die die Venus von ihrem inneren Kern bis zu ihrer oberen Atmosphäre erforscht und die Wechselwirkung zwischen ihren verschiedenen Hüllen – Atmosphäre, Oberfläche/Unterfläche und Inneres – charakterisiert. Ziel ist es, einen ganzheitlichen Blick auf die Venus zu werfen und die Geschichte, die Aktivität und das Klima des Planeten zu untersuchen.

Die EnVision-Mission wird sich mit einer Reihe von Schlüsselfragen zu unserem Nachbarn befassen:

• Wie haben sich die Oberfläche und das Innere der Venus entwickelt?
• Wie aktiv ist die Venus heute geologisch und tektonisch, und wie aktiv war sie in den letzten Milliarden Jahren?
• Wie werden die Atmosphäre und das Klima der Venus durch geologische Prozesse geformt?
• Gab es auf der Venus Ozeane – und könnten sich in den ältesten Gesteinen der Venusoberfläche Hinweise auf vergangenes Wasser finden?
• Wie verliert die Venus Wärme, und wann und warum hat der Treibhauseffekt auf dem Planeten begonnen?

Vorläufer: Die Mission baut auf dem Erfolg von Missionen wie Venus Express der ESA (2005-2014), dem sowjetischen Venera-Programm (1961-1984), der Pioneer-Venus-Mission der NASA (1978-1992) und dem Magellan Orbiter der NASA (1989-1994) auf. Zusammenfassungen dieser Missionen und ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse finden Sie unter ‚Frühere Venusmissionen‚. Das Projekt wird auch die Ergebnisse der Akatsuki-Mission der JAXA nutzen, die 2015 in eine Umlaufbahn um die Venus eintrat. EnVision wird in Synergie mit den bevorstehenden NASA-Missionen VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) und DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) arbeiten, um die bisher umfassendste Untersuchung der Venus zu ermöglichen

Abmessungen: EnVision wird ein grob rechteckiger, dreiachsenstabilisierter Satellit sein, der beim Start 2,5 Tonnen wiegt und in verstautem Zustand ca. 2 m x 2 m x 3 m misst, mit zwei ausfahrbaren Solarzellen

Instrumente: Die wissenschaftliche Nutzlast von EnVision besteht aus VenSAR, einem Dualpolarisations-S-Band-Radar, das auch als Mikrowellenradiometer und Höhenmesser arbeitet und die Venusoberfläche kartieren wird, drei optischen Spektrometern (VenSpec-M, VenSpec-U und VenSpec-H) zur Beobachtung der Venusoberfläche und -atmosphäre sowie dem Subsurface Radar Sounder (SRS), einem Hochfrequenz (HF)-Sondierungsradar zur Untersuchung des obersten Kilometers des Untergrunds. Ergänzt werden diese Systeme durch eine funkwissenschaftliche Untersuchung, bei der das Telemetriesystem TT&C (Telemetry Tracking and Command) des Raumfahrzeugs genutzt wird, um das Schwerefeld des Planeten zu kartieren und seine innere Struktur einzugrenzen sowie die Zusammensetzung und Struktur der Venusatmosphäre zu messen.

Auswahl: Die Mission wurde vom Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA am 10. Juni 2021 als fünfte Mission der mittleren Klasse im Rahmen des Plans Cosmic Vision der ESA ausgewählt. Sie wurde am 25. Januar 2024 angenommen.

Start: Der Start von EnVision ist für die frühen 2030er Jahre geplant. Die Mission soll vom Weltraumbahnhof der ESA in Kourou, Französisch-Guayana, mit einer Ariane 62 starten.

Reise und Umlaufbahn: EnVision wird die Venus nach einer 15-monatigen Reise erreichen. Nach der Ankunft wird die Sonde 15 Monate lang die Venusatmosphäre durchfliegen, um allmählich ihre wissenschaftliche Umlaufbahn zu erreichen, eine niedrige, quasi polare Venusumlaufbahn mit einer variablen Höhe zwischen 220 und 540 km und einer Umlaufzeit von etwa 94 Minuten.

Lebenszeit: Nominale wissenschaftliche Gesamtdauer von sechs Venus-Sternzeittagen (vier Erdjahre)

Beiträge der ESA-Mitgliedsstaaten: ASI, DLR, BelSPO und CNES werden jeweils die Beschaffung der Instrumente SRS, VenSpec-M, VenSpec-H und VenSpec-U leiten. Das radiowissenschaftliche Experiment wird von Instituten in Frankreich und Deutschland geleitet. Start und Betrieb werden durch das ESA Mission Operations Centre (MOC) im ESOC (Darmstadt) und das Science Operations Centre (SOC) im ESAC (Madrid) unterstützt, wobei der Instrumentenbetrieb und die operativen Schnittstellen auf die Instrumententeams verteilt sind.

Fakten zur EnVision-Mission

EnVision wird Beobachtungen im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich sowie im Mikrowellen- und Hochfrequenzradiobereich kombinieren, um geologische und atmosphärische Prozesse in verschiedenen Maßstäben zu untersuchen, vom Kern bis zur oberen Atmosphäre der Venus.

Die Sonde wird die offenen Fragen weiterverfolgen, die durch frühere Missionen zum Planeten aufgeworfen wurden, darunter die ESA-Sonde Venus Express, die sich auf die Erforschung der Atmosphäre konzentrierte, aber auch eine rätselhafte Planetenoberfläche mit Anzeichen geologischer Aktivität zeigte. Weitere Fragen betreffen das Klima und die Geschichte des Wassers auf der Venus.

Jüngste Forschungsergebnisse deuten stark darauf hin, dass die Entwicklung der Atmosphäre und des Inneren der Venus miteinander gekoppelt sind, was die Notwendigkeit unterstreicht, die Atmosphäre, die Oberfläche und das Innere der Venus als ein System zu untersuchen.

Der Beitrag der NASA zu EnVision, VenSAR, baut auf jahrzehntelanger Erfahrung mit planetarischen Radargeräten auf, die auf die 1989 zur Venus gestartete NASA/JPL Magellan-Radarmission zurückgeht.

EnVision ist die erste Mission zur Venus mit einem Sondierungsradar (SRS), das die Eigenschaften des Planeten direkt messen wird.

Darüber hinaus wird das VenSAR-Radar das erste Instrument sein, das Teile des Planeten mit einer sehr feinen Auflösung von 10 Metern abbildet und polarimetrische Aufnahmen macht, um unser Wissen über die Venusoberfläche zu erweitern.

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• EnVision : ESAs Venus-Mission (M5) auf Ariane 62

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Quelle: OHB SE 6. November 2023.

Bremen, 6. November 2023. Bestanden! Die Asteroidensonde Hera, deren Entwicklung von OHB als Hauptauftragnehmer geführt wird, hat in der Testkammer des European Space Research and Technology Centre (ESTEC) der ESA in Noordwijk den ersten Teil der Umwelttestkampagne erfolgreich absolviert. Bei den mechanischen Umwelttests wurden die beim Raketenstart wirkenden Kräfte – Vibration und Schalldruck – nachgestellt und der Satellit ordentlich durchgeschüttelt. Das OHB-Projektteam ist damit bestens im Zeitplan – was bei dieser Mission von hoher Bedeutung ist: Für die Entwicklung, Bau, Test sowie Startkampagne hat das Team gerade einmal vier Jahre Zeit.

Jetzt gehen die Testaktivitäten für Hera bei ESTEC weiter, die Vorbereitungen für den Thermalvakuumtest laufen auf Hochtouren. Nach erfolgreichem Abschluss der Kampagne wird Hera zum Startplatz Cape Canaveral in Florida gebracht. Das knapp dreiwöchige Startfenster der Mission wird sich am 7. Oktober 2024 öffnen. Dann wird sich Hera mit einer Falcon-9 auf den Weg zum Doppelasteroiden Didymos/Dimorphos machen.

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• HERA (vormals AIDA)

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 18. Juli 2023.

18. Juli 2023 – Die Polarlichter des Merkurs sind nicht wie die der Erde mit dem bloßen Auge sichtbar, sondern strahlen ausschließlich Röntgenlicht aus. In der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications beschreibt eine Forschergruppe, zu der auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Göttingen zählen, wie Sonnenwind-Elektronen auf dem Planeten prasseln und so das hochenergetische Leuchten auslösen. Dafür wertete das Team Daten aus, welche die europäisch-japanische Raumsonde BepiColombo bei ihrem Vorbeiflug am Merkur Anfang Oktober 2021 aufgenommen hatte. Die Auswertungen zeichnen erstmals detailliert nach, wie die Polarlichter des sonnennächsten Planeten entstehen. Zudem legen die Daten nahe, dass trotz unterschiedlichster Bedingungen im Sonnensystem, Polarlichter immer auf denselben Prozess zurückzuführen sind.

Neben der Erde schmücken sich auch andere Planeten im Sonnensystem mit einem auffälligen Leuchten über ihren Polarregionen. Die gewaltigen Polarlichter des Jupiters etwa erstrecken sich über eine Fläche mit einem Durchmesser von mehr als 40.000 Kilometern. Dass am Nord- und Südpol des Merkurs extrem energiereiche Röntgenpolarlichter auftreten können, hatten bereits die amerikanischen Raumsonden Mariner 10 in den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts und MESSENGER in der Zeit von 2011 bis 2015 beobachtet. Wie auf der Erde lösen geladene Teilchen des Sonnenwinds, die im Magnetfeld des Planeten eingefangen werden, das Phänomen aus. Während auf der Erde die Sonnenwind-Teilchen jedoch auf die Atmosphäre treffen und dort Moleküle ionisieren, bietet der Merkur keine solch schützende Hülle. Ihn umgibt nur eine so genannte Exosphäre, eine ausgesprochen dünne Gasschicht. Die Sonnenwindteilchen treffen deshalb direkt auf die Oberfläche des Planeten.

Vorbeiflug mit guter Sicht
„Wie genau die Polarlichter des Merkurs entstehen, war bisher nicht geklärt“, so MPS-Wissenschaftler Dr. Markus Fränz, Koautor der aktuellen Studie und Mitglied im Team des BepiColombo-Instruments Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE). Die Flugbahnen von Mariner 10 und MESSENGER ließen lediglich einen Blick auf die Nordhalbkugel des Planeten zu. Zudem konnten beide Missionen nicht die Elektronen in der Umgebung des Merkurs untersuchen. Ein vollständiges Bild des Entstehungsprozesses konnte sich so nicht ergeben. Die neuen Messdaten von BepiColombo schaffen nun eine völlig neue Situation.

Im Oktober 2018 startete die Merkursonde BepiColombo ins All und wird 2025 in eine Umlaufbahn um den Merkur einschwenken. Bis zur Ankunft stehen insgesamt sechs Vorbeiflüge am Zielplaneten im Missionsplan; der erste ereignete sich im Oktober 2021. Aus einer Entfernung von etwa 200 Kilometern hatte dabei das Instrument MPPE Gelegenheit, Verteilung und Energien der Teilchen in der Umgebung des Merkur genau zu bestimmen. Das Instrument besteht aus mehreren Sensoren, von denen jeder auf Teilchen einer bestimmten Sorte und Geschwindigkeit spezialisiert ist. Das MPS hat zu Entwicklung und Bau des Massenspektrometers von MPPE beigetragen.

Ein „Regen“ aus Elektronen
Beim Vorbeiflug vor 21 Monaten konnte MPPE erstmals Messungen über der nördlichen Nachtseite sowie erstmals über der Tagseite der Südhalbkugel durchführen und so die Struktur der Magnetosphäre, des Einflussbereichs des planetaren Magnetfeldes, und ihrer Grenze, der Magnetopause, bestimmen. Wie bei der Erde ist die Merkur-Magnetosphäre auf der sonnenabgewandten Seite zu einem langen Schwanz verzerrt; auf der sonnenzugewandten Seite zeigte sie sich stark gestaucht. „Der Sonnenwind muss zum Zeitpunkt der Messungen besonders kräftig gewesen sein“, folgert MPS-Wissenschaftler Dr. Norbert Krupp, ebenfalls Koautor der Studie und Mitglied des MPPE-Teams.

Zudem konnte MPPE den Entstehungsprozess der Merkur-Polarlichter genau nachverfolgen. Aus dem Schwanz der Magnetosphäre kommend bewegen sich hochenergetische Elektronen entlang der Magnetfeldlinien auf den Planeten zu. Dort „regnen“ sie auf ihn hinunter und wechselwirken so an den Polen mit dem Material an seiner Oberfläche. Dabei werden Moleküle ionisiert, die ihrerseits als Folge hochenergetische Röntgenstrahlung abstrahlen.

„Zum ersten Mal konnten wir beobachten, wie Elektronen in der Magnetosphäre des Merkurs beschleunigt und auf die Planetenoberfläche geschleudert werden. Obwohl die Magnetosphäre des Merkurs viel kleiner ist als die der Erde und eine andere Struktur und Dynamik aufweist, haben wir die Bestätigung, dass der Mechanismus, der Polarlichter erzeugt, im gesamten Sonnensystem der gleiche ist“, so Erstautorin Dr. Sae Aizawa vom Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie im französischen Toulouse. Seit Kurzem forscht die Wissenschaftlerin am Institute of Space and Astronautical Science der japanischen Weltraumbehörde JAXA und an der Universität von Pisa in Italien.

In den nächsten Jahren wir BepiColombo noch dreimal dicht am Merkur vorbeifliegen. Die nächste Begegnung ist für September nächsten Jahres (2024) geplant.

Originalveröffentlichung
Sae Aizawa et al.: Direct evidence of substorm-related impulsive injections of electrons at Mercury, Nature Communications, 18. Juli 2023, dx.doi.org/10.1038/s41467-023-39565-4,
https://www.nature.com/articles/s41467-023-39565-4,
pdf: https://www.nature.com/articles/s41467-023-39565-4.pdf.

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA

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Quelle: OHB SE 12. Juni 2023.

Bremen, 12. Juni 2023. Arbeiten unter Hochdruck ist für das OHB-Team rund um die Asteroidensonde Hera der ganz normale Alltag. Eine im Flur des Hera-Teams angebrachte Uhr mit Countdown verdeutlicht jeden Tag, dass der Zeitplan eng ist. Doch davon lässt sich das Team nicht aus der Ruhe bringen. Jetzt steht der nächste Meilenstein an, bei dem viele ruhige Hände gebraucht werden: Im Juli steht das Mating auf dem Programm, bei dem die Hera-Plattform mit dem Antriebsmodul vereinigt wird. Projektleiter Dr. Stefan Voegt würde den Countdown sicher manchmal gerne zurückdrehen: „Das Projekt mit einem Startfenster im Oktober 2024 war von Anfang an recht sportlich, denn es lässt uns gerade einmal vier Jahre Zeit für Entwicklung, Bau, Test sowie die Startkampagne. Gut, dass wir ein super Team sind, das es schafft, den Zeitplan halten zu können. In den vergangenen 10 bis 15 Jahren haben wir im Satellitenbau enorm viel Erfahrung aufgebaut, unter anderem was Planung und Umsetzung angeht. Von diesem Know-how unserer Belegschaft profitieren wir nun in Hera.“

Hera ist der zweite Teil der gemeinsam von der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchgeführten Mission AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment) deren erster Teil DART (Double Asteroid Redirection Test) bereits einen Impact auf Didymos/Dimorphos durchgeführt hat. Der zweite Teil ist die europäische Sonde Hera, deren Entwicklung von OHB als Hauptauftragnehmer geführt wird. Hera soll die genauen Auswirkungen des Einschlags von DART analysieren.

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• HERA (bisher AIDA)

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Quelle: Airbus Defence and Space 14. April 2023.

Kourou, 14. April 2023 – Heute um 14:00 UTC hat JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) zwei Stunden nach dem erfolgreichen Start an Bord einer Ariane 5 seine Flügel ausgebreitet. Das ESA-Team im Europäischen Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt übernahm die Kontrolle über das Raumfahrzeug und bestätigte den Empfang der ersten Telemetriedaten und die reibungslose Entfaltung der Sonnensegel. Die von Airbus gebaute Raumsonde JUICE ist damit offiziell auf dem Weg zum Jupiter!

In den nächsten Tagen werden nach und nach weitere Ausrüstungen und Instrumente in Betrieb genommen und vom Betriebsteam getestet, um sicherzustellen, dass sie funktionsfähig sind.

„Nach jahrelanger Arbeit war es für alle, die an dieser unglaublichen Mission mitgearbeitet haben, ein sehr emotionaler Moment, den Start live von unseren Standorten in ganz Europa mitzuerleben. Hier kommt das Beste aus Europa zusammen“, sagte Michael Schöllhorn, CEO von Airbus Defence and Space, in Kourou. „Ich bin gespannt auf die nächste große Sache der europäischen Raumfahrt-Community.“

JUICE: ein europäischer Erfolg
Airbus hat JUICE im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) entwickelt und gebaut und dabei 80 Partner aus 23 Ländern zusammengebracht und das Know-how von über 2.000 Menschen genutzt.

Auf ihrer über fünf Milliarden Kilometer langen Reise wird die 6,2 Tonnen schwere Raumsonde JUICE eine Reihe von Vorbeiflügen an Kallisto, Ganymed und Europa unternehmen und dabei Daten sammeln, um herauszufinden, ob die Monde und ihre unterirdischen Ozeane mikrobielles Leben beherbergen könnten. Mit 10 wissenschaftlichen State-Of-the-Art-Instrumenten, darunter Kameras, Spektrometer, ein eisdurchdringendes Radar, ein Höhenmesser, ein Radiowissenschaftsexperiment, ein Partikelpaket und verschiedene Sensoren für magnetische und elektrische Felder, wird JUICE eine einzigartige vierjährige Reise durch das Jupitersystem unternehmen.

JUICE soll 2031 beim Jupiter ankommen, nachdem die Sonde durch eine Reihe von Gravity Assists von der Venus und der Erde Schwung geholt hat und auf den Weg gebracht wurde.

Airbus unterstützt die Europäische Weltraumorganisation schon seit langem bei allen interplanetaren Missionen. Diese Missionen treiben die Raumfahrttechnologien bis an ihre Grenzen, so auch bei JUICE: Die Sonde verfügt über die größten Solaranlagen, die jemals für eine wissenschaftliche Mission gebaut wurden.

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• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) auf Ariane 5 ECA

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Im Jahr 1610 beobachtete Galileo Galilei als erster Mensch die Ringe des Saturn durch ein Teleskop. Er wusste zwar nicht genau, was das für seitliche Ausbuchtungen am runden Planeten sind und notiert sich diese „Ohren“ in seinem Notizbuch. Später erkannten Astronomen die Gestalt der Ringe, aber erst in den 1970er und 1980er Jahren haben Raumsonden vom Ringplaneten atemberaubende Fotos zurück geschickt.

Vor ziemlich genau fünf Jahren ging die letzte Saturnmission erfolgreich zu Ende: Cassini-Huygens versank am 17. September 2017 in der dichten Atmosphäre des Saturn. Der Orbiter Cassini umkreiste mehrere Jahre lang den Planeten und seine Monde und die Landeeinheit Huygens setzte sogar auf dem Saturnmond Titan auf.

Eine Unmenge an Daten hat Cassini zur Erde zurück geschickt. Bis heute läuft die Auswertung und ist für viele Überraschungen gut. In dieser Folge vom AstroGeo-Podcast erzählt Yvonne Maier, wie Forschende nun anhand der Cassini-Daten ausgerechnet haben, wie es dazu gekommen ist, dass die Rotationsachse des Saturns knapp 30 Grad geneigt ist und warum er so ein beeindruckendes Ringsystem hat – und was ein verschwundener Mond damit zu tun haben könnte.

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

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist der Podcast von Die Weltraumreporter, einem Magazin der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement die Weltraumreporter für 3,49 Euro pro Monat oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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• AstroGeo Podcast
• Planet Saturn

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Quelle: DLR.

15. Oktober 2021 – Am Samstag, dem 16. Oktober 2021, wird um 11.34 Uhr MESZ eine ungewöhnliche NASA-Mission mit einer Atlas-Trägerrakete von Cape Canaveral ins Sonnensystem aufbrechen. Ziel der Mission „Lucy“ sind die Trojaner-Asteroiden, die sich auf der Jupiterbahn befinden. Sie unterscheiden sich vermutlich deutlich von den Planetoiden im Asteroiden-Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter. Asteroiden gelten als Zeitzeugen der Entstehung von Planeten und können Aufschluss über die Entwicklung der Planeten unseres Sonnensystems geben. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an der Mission wissenschaftlich beteiligt.

„Lucy“ wird nach einer mehrjährigen Reise zum ersten Mal sogenannte „Trojaner-Asteroiden“ besuchen. Das sind kleine Planetoiden, die ihren Platz im Sonnensystem vor über vier Milliarden Jahren in zwei Regionen auf der Bahn des Jupiter gefunden haben. Im Gegensatz zu den vielen Hunderttausenden Asteroiden im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter wird vermutet, dass es sich bei diesen Körpern in mehr als 700 Millionen Kilometern Entfernung zur Sonne um Asteroiden handelt, die ihren Ursprung jenseits der Jupiterbahn haben. „Das macht diese ‚Zeitkapseln‘ für eine genauere Untersuchung sehr interessant“, freut sich Dr. Stefano Mottola vom DLR-Institut für Planetenforschung auf die Mission, an der er wissenschaftlich beteiligt ist. „Wir erhoffen uns bedeutende neue Kenntnisse über die früheste Zeit des Sonnensystems und die Entstehung der Planeten.“

Allerdings benötigt das 14-köpfige wissenschaftliche Kernteam dafür einiges an Geduld. Denn nach dem Start wird Lucy, die „Wunderbare“ nach einem Wort in einem äthiopischen Dialekt und benannt nach dem „Urmenschen“, einem drei Millionen Jahre alten fossilen Skelett, das 1974 in Äthiopien ausgegraben wurde, auf einer verschlungenen Bahn durch das innere Sonnensystem erst 2027 die Trojaner-Asteroiden auf der Jupiterbahn erreichen. Zuvor wird sie im April 2025 den vier Kilometer großen Hauptgürtel-Asteroiden Donaldjohanson passieren, der den Namen von einem der beiden Entdecker des „Urmenschen“ Lucy trägt.

Die beim Start etwa anderthalb Tonnen schwere Raumsonde führt drei wissenschaftliche Instrumente mit sich, mit denen die Zielasteroiden fotografisch erfasst, sowie ihre chemischen-mineralogische Zusammensetzung und physikalische Parameter mit verschiedenen Spektrometern ermittelt werden.

Lucy ist die 13. Mission der sehr erfolgreichen NASA-Discovery-Klasse, spezialisierten und vergleichsweise kleinen und organisatorisch „schlanken“ Raumsonden. Die wissenschaftliche Leitung liegt bei Hal Levison und Cathy Olkin vom Southwest Research Institute in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. Das Goddard Spaceflight Center der NASA in Greenbelt (Maryland) steuert die Mission.

Das DLR ist mit Dr. Stefano Mottola vom Berliner Institut für Planetenforschung als Mitglied des Wissenschaftsteams von Lucy beteiligt. Mottola wirkte auch maßgeblich an den Missionen Rosetta, Dawn und Hayabusa2/MASCOT mit. „Während der Missionsvorbereitung zu Lucy war mein Schwerpunkt die Untersuchung der Zielkörper mit erdgestützten Teleskopen, um von ihnen Lichtkurven zu erhalten“, erklärt Mottola eine seiner Aufgaben im Team. „Durch diese Beobachtungen können wir die Vorbeiflüge optimieren“. Im Laufe seiner Karriere war Mottola an der teleskopischen Entdeckung von Hunderten von Asteroiden beteiligt. „Außerdem werden wir nach der Ankunft durch Berechnungen von Körperformen, Bildmosaiken, Atlanten und der Kartierung von Helligkeiten und Zusammensetzung die Mission begleiten. Aus den Daten der Navigationskameras wird dann die genaue Gestalt der Asteroiden abgeleitet.“ Ferner wird Dr. Martin Pätzold von der Universität Köln, gefördert von der Raumfahrtagentur im DLR, über die Auswertung des Funkverkehrs (Rot- und Blauverschiebung, also Dehnung und Stauchung der Funkwellen durch den Doppler-Effekt) Masse und Aufbau der Asteroiden untersuchen.

Jupiter, seine „Trojaner“ und die „Hellenen“
Bei den Trojanern handelt es sich um eine besondere Gruppe von Asteroiden, kleine Körper bis zu 250 Kilometer Durchmesser, die in Regionen angesiedelt sind, die auf der Jupiterbahn dem Planeten in einem festen Abstand vorauslaufen beziehungsweise nachfolgen. Es sind die Positionen im Raum eines Zweikörpersystems – wie hier eben Sonne und Jupiter –, an denen sich Anziehungs- und Fliehkräfte die Waage halten. Die insgesamt fünf Punkte, von Lagrange-1 (L1) bis Lagrange-5 (L5), sind nach dem italienisch-französischen Astronomen und Mathematiker Joseph-Louis de Lagrange (1736-1813) benannt.

Zwei dieser Lagrange-Punkte, L4 und L5, sind immer stabil und bilden ein gleichschenkliges Dreieck mit 60-Grad-Winkeln zu Sonne und Jupiter. In der realen Welt befinden sich die Trojaner beziehungsweise Hellenen nicht genau auf diesen beiden Punkten, sondern umkreisen sie in unterschiedlichen Entfernungen, sodass sie quasi eine Wolke von Asteroiden bilden. Heute sind knapp zehntausend dieser Objekte bekannt, es werden aber, wie im Asteroiden-Hauptgürtel, bis zu einer Million von ihnen vermutet. Diese sind aber wegen ihrer dunklen Oberfläche und geringen Größe sehr schwer mit Teleskopen zu entdecken. Die Internationale Astronomische Union (IAU) hat noch eine weitere Anleihe bei der Ilias, der berühmten antiken Sage des Homer, die den Kampf um Troja zum Inhalt hat, genommen: Sie bezeichnete die dem Jupiter vorauslaufenden Asteroiden als Lager der „Hellenen“ mit den Namen der griechischen Helden. Dementsprechend wurden die hinterherlaufenden Asteroiden als „Trojaner“ benannt, mit den Namen der Heroen aus der kleinasiatischen Stadt. Da inzwischen alle in der Ilias auftauchenden Namen an Trojaner-Asteroiden vergeben sind, werden neu entdeckte Körper von der IAU jetzt nach modernen ‚Helden‘ benannt, großen Athleten der Olympischen und Paralympischen Spiele der Neuzeit.

Es ist das erste Mal, dass Körper, die an Lagrange-Punkten entlang einer Planetenbahn um die Sonne kreisen, Besuch von einer Raumsonde bekommen. Jupiter selbst spielt bei der Mission keine Rolle: Er wird in beiden Missionsphasen viele hundert Millionen Kilometer von Lucy entfernt sein. In der Planetenforschung hatten die Trojaner-Asteroiden seit Jahren als neues Ziel höchste Priorität: Die Forscher vermuten, dass diese Trojaner im Gegensatz zu den Hauptgürtel-Asteroiden weniger mit den Körpern des inneren Sonnensystems gemein haben, sondern mehr mit den äußeren Regionen unseres Planetensystems.

Denn mit Jupiter, dem größten Planeten des Sonnensystems, beginnt das Reich der Gasplaneten und ihrer Eismonde. Noch weiter von der Sonne entfernt, jenseits des Neptun, erstreckt sich das Ursprungsgebiet der Kometen, jenen Körpern aus Staub und Eis, die ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems spielten. Es ist die Zone der „transneptunischen Objekte“, zu denen auch Pluto gezählt wird. So wie die Hauptgürtel-Asteroiden Reste der Bildung der vier erdähnlichen Planeten sind, dürften die Jupiter-Trojaner Überbleibsel des Ausgangsmaterials der äußeren Planeten sein, mit Ursprüngen in ganz unterschiedlichen Sonnenentfernungen.

Ins ‚Heerlager‘ der Hellenen, zurück zur Erde – und dann zu den Trojanern
Am Ziel angekommen im Reich der L4-Asteroiden, den ‚Hellenen‘, wird Lucy die Asteroiden Eurybates (August 2027) mit dem erst letztes Jahr vom Lucy-Team entdeckten Mond Queta, Polymele (September 2027), Leucus (April 2028) und Orus (November 2028) aus der Nähe untersuchen. Anschließend wird Lucy wieder zurück ins innere Sonnensystem zur Erde gelenkt – ein Novum in der Geschichte der Raumfahrt. Dort wird die Raumsonde mithilfe eines sogenannten „Gravity-Assist-Manövers“ zum L5-Punkt gelenkt, wo Lucy im ‚Trojanerlager‘ den Asteroiden Patroclus mit seinem binären Begleiter Menoetius erreichen wird. Die nominelle Mission ist dann zu Ende, doch wenn noch Treibstoff und für den Missionsbetrieb notwendige Ressourcen vorhanden sind, könnte die Mission verlängert werden: Lucy würde dann nochmal zur Erde zurückkehren um am Ende des Jahrzehnts erneut in die Asteroidenwolke am L4-Punkt zu fliegen.

Bedeutung der Asteroiden-Forschung
Die Untersuchung der kleinen Körper im Sonnensystem hat in den vergangenen Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung gewonnen. Asteroiden und Kometen sind in den meisten Fällen fast oder kaum veränderte Zeugen der Planetenentstehung vor etwas mehr als viereinhalb Milliarden Jahren. Je weiter sie von der Sonne entfernt entstanden sind und sich noch heute befinden, um so weniger waren sie dem Einfluss der Sonne ausgesetzt und haben sich deshalb nur wenig verändert. Viereinhalb Milliarden Jahre sind ein nach menschlichen Maßstäben nur schwer vorstellbarer langer Zeitraum, doch ist es der Planetenforschung in der letzten Zeit immer besser gelungen, die Vorgänge in den ersten Millionen Jahren, nachdem sich die Sonne vor 4,567 Milliarden Jahren gebildet hat, zu rekonstruieren. Die Planeten bildeten sich damals verblüffend schnell, in nur wenigen Millionen bis Zehnermillionen Jahren. Diese Zeit war entscheidend für ihre weitere Entwicklung und drückt sich in der Verschiedenartigkeit der Planeten und ihrer Monde aus. Weil sie sich aber seither allesamt stark verändert haben, ermöglichen nur noch Asteroiden und Kometen einen Blick zurück in jene Zeit, um die Vorgänge genau entschlüsseln zu können.

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Lucy auf Atlas V von CC SLC-41

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Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Oktober 2019 – Wer ihn in diesem Jahr verpasst, wird dreizehn Jahre auf den nächsten warten müssen… Die Rede ist vom Merkurtransit, einer Konstellation, bei der Merkur an der Sonne vorbeizieht und von der Erde aus (mit Teleskopen) als schwarzer Fleck auf der Sonnenscheibe zu sehen ist. Am Montag, 11. November 2019, wird dieses Himmelsphänomen über Europa zu beobachten sein. Mit Vorträgen, Shows im mobilen Planetarium, Beobachtungen des Transits mit Sonnenteleskopen und weiteren Aktionen bieten das Institut für Astrophysik der Universität Göttingen (IAG), das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) und der Förderkreis Planetarium Göttingen (FPG) in der Zeit von 13 bis 18 Uhr am Nordcampus ein umfangreiches Rahmenprogramm für das Schauspiel am Himmel.

Merkur ist der kleinste und sonnennächste Planet. Etwa alle 116 Tage überholt er auf seiner Innenbahn die Erde. Aber nur wenn dieses in der Nähe der Schnittlinie zwischen Merkur- und Erdbahnebene geschieht, kommt es zu einem Merkurtransit. Dies passiert etwa 13 bis 14 Mal im Jahrhundert und ist aufgrund der Bahngeometrie nur zwischen dem 6. und dem 11. Mai oder zwischen dem 6. und dem 15. November möglich. Während der letzte Merkurtransit vor etwas mehr als drei Jahren zu sehen war, wird der nächste erst für 2032 erwartet.

Der diesjährige Transit beginnt in der Mittagszeit. Um 13.35 Uhr schiebt sich der Planet vor die Sonne. Die Mitte der Sonnenscheibe erreicht er um 16.19 Uhr. Wenige Minuten später geht die Sonne unter.

Wegen der geringen Größe des Merkurs wird dies alles nur mit Hilfe von Teleskopen zu sehen sein. Auf der Beobachtungsplattform des IAG stehen deshalb drei Sonnenteleskope bereit, die den Besucherinnen und Besuchern einen gefahrlosen und hochaufgelösten Blick auf die Sonne ermöglichen. Nach Sonnenuntergang lassen sich von dort auch die Planeten Venus, Jupiter und Saturn ausmachen.

Auch am benachbarten MPS dreht sich an diesem Nachmittag alles um Sonne, Merkur und Planetentransite. Um 15 Uhr beantwortet MPS-Wissenschaftler Dr. René Heller in einem Vortrag für Kinder und Jugendliche die Frage „Wie findet man einen Exoplaneten?“ Bei der Suche nach solchen Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems setzen Forscherinnen und Forscher auf Transite: Wenn der Planet vor seinem Stern vorbeizieht, verdunkelt sich der Stern leicht – und verrät so seinen planetaren Begleiter. Die Entdeckung des ersten Exoplaneten vor 24 Jahren wurde vor wenigen Wochen mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Ebenfalls für Kinder geeignet sind die Shows im mobilen Planetarium des FPG, das im Foyer des MPS aufgebaut sein wird. Um 13 Uhr und 16 Uhr laufen mit „Das Phantom des Universums“ und „Europas Weg zu den Sternen“ Shows, die sich an Kinder ab 10 Jahren sowie an Jugendliche und Erwachsene richten. Während die erste Show die Besucherinnen und Besucher auf die Suche nach der geheimnisvollen Dunklen Materie führt, nimmt die zweite die Zuschauerinnen und Zuschauer mit auf eine epische Reise hinter die Kulissen des leistungsstärksten bodenbasierten Observatoriums der Welt. Um 14 Uhr kommen die jüngeren Weltraumbegeisterten zu ihrem Recht. Die Show „Polaris – Das Rätsel der Polarnacht“ entführt Kinder ab einem Alter von 5 Jahren auf eine spannende Reise um die Erde, zum Mars und zum Saturn.

Nach Sonnenuntergang um 17 Uhr bietet Prof. Dr. Wolfgang Müller von der Hochschule für Angewandte Wissenschaft und Kunst (HAWK) einen Vortrag zum Thema „Planetentransite und die Vermessung des Weltalls“. Dabei spannt er einen breiten Bogen von historischen Expeditionen zur Beobachtung von Venus-Transits bis zum Nobelpreis für die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums.

Zudem werden Live-Bilder des Merkurtransits aufgenommen von der NASA-Raumsonde Solar Dynamics Observatory gezeigt, die gemeinsame Astro-AG des Otto-Hahn-Gymnasiums und des Felix-Klein-Gymnasiums ist mit einem Stand vertreten und es gibt Waffeln und Getränke.

Für die Vorträge und Planetariumshows ist keine Anmeldung erforderlich. Der Eintritt ist kostenlos. Für die Vorstellungen im Planetarium werden Einlasskarten vor Ort ausgegeben. Nach Beginn der Vorstellungen ist kein Einlass möglich.

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Quelle: Airbus Defence and Space.

München, 18. Oktober 2019 – Der von Airbus in Stevenage (UK) gebaute Solar Orbiter wird die Sonne und ihre Wirkung auf das Sonnensystem mit bisher unerreichter Genauigkeit untersuchen. Die Raumsonde verfügt über ein umfangreiches Set an Instrumenten, die Teilchen, Felder und Wellen des Plasmas messen, das sie durchqueren wird. Zugleich wird sie Oberfläche und äußere Atmosphäre der Sonne – Photosphäre und Korona – beobachten.

Der Solar Orbiter wird seit Oktober 2018 im IABG-Testzentrum bei München erprobt. Geprüft wurden unter anderem elektromagnetische Verträglichkeit, Vibration und Thermalvakuum sowie die Entfaltung der Solarpaneele und Schwenkarme an der Raumsonde. Alle Tests wurden erfolgreich abgeschlossen.

„Solar Orbiter ist eine der anspruchsvollsten und spannendsten Missionen, die wir in Stevenage bisher in Angriff genommen haben. Die starke Annäherung an die Sonne bedeutet, dass manche Teile der Raumsonde Temperaturen von bis zu 500 Grad Celsius aushalten müssen, während andere im ständigen Schatten eisigen Temperaturen von bis zu minus 180 Grad Celsius ausgesetzt sind. Damit die hochempfindlichen Instrumente Magnetfelder und Teilchen der Sonne messen können, muss die Sonde selbst für die Sensoren unsichtbar sein. Das hat uns an die Grenzen des technisch Machbaren geführt“, sagte Eckard Settelmeyer, Head of Earth Observation, Navigation and Science Institutional Satellite Projects bei Airbus.

Am sonnennächsten Punkt wird Solar Orbiter der Sonne mit einem Abstand von 0,28 Astronomischen Einheiten (AE) – das entspricht etwa einer Entfernung von 42 Millionen Kilometern – näher sein als der Planet Merkur. Im Laufe der Mission wird sich die Raumsonde aus der Ekliptikebene herausbewegen. So sind Langzeitbeobachtungen eines Ausschnitts der Sonnenoberfläche und ein Blick auf die Pole der Sonne möglich. Noch nie ist eine Raumsonde der Sonne so nahegekommen. Hier ist das Sonnenlicht dreizehnmal so intensiv wie für die Satelliten in der Erdumlaufbahn.

Der Solar Orbiter muss intensiver Wärmestrahlung standhalten und den Schutz seiner Instrumente gewährleisten, ohne den Blick auf die Sonne zu versperren. Der Hitzeschild und die neue Hochtemperatur-Solarpaneel-Technologie sind zentrale Faktoren für den Erfolg der Mission. Um sich zu positionieren und den Orbit über den Polen zu erhöhen, wird Solar Orbiter eine Reihe komplexer Vorbeiflug-Manöver durchführen und so die Anziehungskräfte von Erde und Venus nutzen.

Die Sonne stößt bei Eruptionen Hochenergieteilchen aus (koronale Massenauswürfe), die Stromverteilungssysteme stören, Computer zum Absturz bringen, Satelliten beschädigen und Astronauten gefährden können. Solar Orbiter wird die Sonne aus einer elliptischen Umlaufbahn um das Gestirn beobachten und wissenschaftliche Daten liefern, die zu einem besseren Verständnis der Abläufe beitragen, die auf der Sonne diese heftigen und gefährlichen Eruptionen auslösen.

Solar Orbiter baut auf den enormen Erfolgen der von Airbus gebauten Sonden SOHO und Ulysses auf, die bemerkenswerte Einblicke in die Vorgänge auf der Sonne geliefert haben. Wie bei diesen Programmen handelt es sich bei Solar Orbiter um eine Kooperation von ESA und NASA.

Die Mission wird fast acht Jahre dauern.

Über Solar Orbiter
Solar Orbiter ist Teil einer internationalen Gemeinschaftsmission der ESA und der NASA zur Erforschung der Sonne, ihrer äußeren Atmosphäre und der Ursachen für die von den Sonnenwinden verursachten heftigen Eruptionen, die sich bis auf die Erde auswirken. Mit ihren räumlich hochauflösenden Teleskopen wird die Raumsonde die Atmosphäre der Sonne aus nächster Nähe untersuchen und die Ergebnisse mit Messungen aus der direkten Umgebung der Sonde abgleichen. So lässt sich ein genaues Bild davon zeichnen, welchen Effekt die Sonne auf die Bedingungen im erdnahen Weltraum und in abgelegeneren Regionen unseres Sonnensystems hat. Dank ihrer einzigartigen – und schwer zu erreichenden – Umlaufbahn wird Solar Orbiter erstmalig Bilder der Polarregion der Sonne aufnehmen und wichtige Einsichten über die bisher kaum erforschten polaren Magnetfelder liefern, die den elfjährigen Sonnenzyklus und die periodisch auftretenden Auswürfe der Sonnenstürme beeinflussen. Solar Orbiter kombiniert zehn in Europa und den USA gefertigte Instrumente, die sorgfältig ausgewählt und so konzipiert wurden, dass sich ihre Beobachtungen gegenseitig ergänzen. Gemeinsam liefern sie das bisher umfassendste und ganzheitlichste Bild der Sonne und ihrer Umgebung.

Airbus France in Toulouse hat wesentliche Elemente von Software, Navigation und Treibstoffmanagement beigetragen. Von Airbus in Deutschland kommen die Solarpaneele (Ottobrunn) und wichtige Antriebselemente (Lampoldshausen). Airbus in Spanien lieferte Steuerungs- und Elektriksysteme und Airbus in den Niederlanden Radiatorelemente.

Über Airbus
Airbus ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie den dazugehörigen Dienstleistungen. Der Umsatz betrug € 64 Mrd. im Jahr 2018, die Anzahl der Mitarbeiter rund 134.000. Airbus bietet die umfangreichste Verkehrsflugzeugpalette. Das Unternehmen ist europäischer Marktführer bei Tank-, Kampf-, Transport- und Missionsflugzeugen und eines der größten Raumfahrtunternehmen der Welt. Die zivilen und militärischen Hubschrauber von Airbus zeichnen sich durch hohe Effizienz aus und sind weltweit gefragt.

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• Solar Orbiter (SolO) auf Atlas V (411)

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Quelle: Universität Bern.

16. September 2019 – ExoMars ist eine Weltraummission der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Zusammenarbeit mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos. ExoMars steht für Exobiologie auf dem Mars: Erstmals seit den 1970er-Jahren wird wieder aktiv nach Leben auf dem Mars geforscht. Sogenannte Spurengase, einschließlich Methan und deren Quellen, werden vom ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) untersucht, während das ExoMars-Programm als Ganzes – der TGO in Kombination mit dem Rover «Rosalind Franklin», der nächstes Jahr starten wird – untersuchen wird, wie sich das Wasser und die geochemische Umgebung auf dem Mars im Laufe der Zeit verändert haben.

Das Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) an Bord des TGO wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Nicolas Thomas vom Physikalischen Institut und dem Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern entwickelt. CaSSIS beobachtet seit April 2018 den Mars und liefert hochaufgelöste, farbige Bilder der Marsoberfläche.

Heftige Gasausbrüche in Dünenfeldern
Unter den neusten Bildern von CaSSIS, die heute auch von der ESA veröffentlicht wurden, befindet sich eine Aufnahme von Dünenfeldern in der Nordpolregion des Mars. Dünen gibt es auf dem Mars wie auf der Erde in verschiedenen charakteristischen Formen. Sie liefern Hinweise auf die vorherrschende Windrichtung. «Die kontinuierliche Beobachtung der Dünen liefert Hinweise darauf, wie sich die Dünen entwickelt haben und wie Sedimente auf dem Mars transportiert werden», erklärt Nicolas Thomas.

Im Winter bedeckt eine dünne Schicht Kohlendioxid-Eis die Oberfläche der Polarregionen des Mars. Mit dem ersten Licht des Frühlings taut die Schicht auf. In den Dünenfeldern erfolgt dieses Auftauen im Frühjahr von unten nach oben, wobei das dabei entstehende Gas zwischen der Eisschicht und dem Sand der Dünen eingeschlossen wird. Nicolas Thomas sagt dazu: «Wenn das Eis bricht, erfolgt ein heftiger Gasausbruch, der auch Sand mit sich trägt. Auf dem CaSSIS-Bild, das heute veröffentlicht wird, sind dunkle Flecken und Streifen, die von den Gasausbrüchen verursacht werden, zu sehen.»

Trockene Lawinen, Klimawandel und potenzielle Landeplätze auf dem Mars
Ebenfalls heute erscheint eine Auswahl von Bildern, die von den beeindruckenden wissenschaftlichen Fähigkeiten von CaSSIS zeugen. So zeigt eine Aufnahme von den Hängen in der Region Locras Vallis auf dem Mars markante helle und dunkle Streifen. Der genaue Zusammenhang zwischen diesen Streifen werde noch diskutiert, aber die führende Theorie lege nahe, dass sie durch trockene Lawinenprozesse gebildet werden, so Nicolas Thomas.

Der Gale Crater, heute der Standort des Curiosity Rovers der NASA, hat einen Durchmesser von etwa 150 km und liegt nahe der Grenze zwischen dem südlichen Hochland und dem nördlichen Tiefland des Mars. Auf dem CaSSIS-Bild ist ersichtlich, dass sich im Krater ein massiver zentraler Hügel befindet, der kilometerdicke, geschichtete Sedimentgesteine enthält. Nicolas Thomas erklärt: «Diese Gesteinsschichtungen sind Indikatoren dafür, dass sich das Klima auf dem Mars entwickelt hat von feuchteren Bedingungen, unter denen sich wasserführende Mineralien bildeten, zu den heute beobachteten, trockeneren Klimabedingungen.»

Ein weiteres, heute veröffentlichtes Bild vom Oyama-Krater ist für Nicolas Thomas besonders interessant: «Die verschiedenen Schichten in den Wänden des kleinen Kraters oben im Bild sind freigelegt, was uns gewissermaßen ein Fenster in die Vergangenheit öffnet. Solche Gebiete werden als potenzielle Landeplätze für kommende Einsätze auf dem Mars hoch eingestuft – sie sind besonders interessant für die zukünftige Erforschung des Mars aufgrund des Einflusses von Wasser und damit ihres Potenzials zur Erhaltung von Spuren vergangenen Lebens.»

Die neuen CaSSIS-Bilder und Resultate von den wissenschaftlichen Instrumenten an Bord des TGO werden diese Woche auch am internationalen European Planetary Science Congress and the Division of Planetary Sciences in Genf vorgestellt. Siehe dazu auch die Beiträge mit dem Hashtag #EPSCDPS2019 in den sozialen Medien.

CaSSIS: Spektakuläre Bilder vom Mars
An Bord der ExoMars-Sonde «Trace Gas Orbiter» der Europäischen Weltraumorganistion ESA befindet sich die Berner Kamera CaSSIS – sie liefert die bisher schärfsten Bilder vom Mars in Stereo und Farbe. Die Marskamera wurde von einem Team der Universität Bern unter der Leitung von Prof. Dr. Nicolas Thomas entwickelt. Die Bilder sind wichtig für die Entschlüsselung der Geschichte der Ablagerungen und Schichten auf dem Mars. Kombiniert mit Daten aus anderen Instrumenten, ermöglichen die Bilder den Forschenden, Rückschlüsse zu ziehen auf die verschiedenen chemischen Zusammensetzungen und beispielsweise Regionen zu identifizieren, die durch Wasser beeinflusst wurden. Die CaSSIS-Bilder können auch dabei helfen, zukünftige Landeplätze für Missionen zur Erkundung der Marsoberfläche zu bestimmen. Mehr Informationen: www.cassis.unibe.ch.

Förderung durch das SBFI / Abteilung Raumfahrt
CaSSIS ist ein Projekt der Universität Bern und ist finanziert von der Abteilung Raumfahrt des SBFI durch das PRODEX-Programm (PROgramme de Développement d’Expériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Die Entwicklung der Instrumentenhardware wurde auch von der italienischen Weltraumbehörde (ASI), dem INAF/Astronomischen Observatorium Padua und dem Space Research Center (CBK) in Warschau unterstützt. Bei allen Instrumenten, die in der Schweiz entwickelt werden, stammen wesentliche Beiträge und/oder Teillieferungen aus der Schweizer Industrie. Das PRODEX-Programm, in dessen Rahmen wissenschaftliche Instrumente oder Teilsysteme bereitgestellt werden, verlangt eine industrielle Beteiligung und fördert so einen Wissens- und Technologietransfer zwischen Hochschulen und Industrie und verschafft dem Werkplatz Schweiz einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – nicht zuletzt auch dank Spill-over-Effekten auf andere Sektoren der beteiligten Unternehmen. Beteiligungen der Schweiz an Programmen der ESA erlauben es Schweizer Akteuren aus Wissenschaft und Wirtschaft, sich ideal in entsprechenden Aktivitäten der ESA zu positionieren.

Berner Weltraumforschung: Seit der ersten Mondlandung an der Weltspitze
Als am 21. Juli 1969 Buzz Aldrin als zweiter Mann aus der Mondlandefähre stieg, entrollte er als erstes das Berner Sonnenwindsegel und steckte es noch vor der amerikanischen Flagge in den Boden des Mondes. Dieses Solarwind Composition Experiment (SWC), welches von Prof. Dr. Johannes Geiss und seinem Team am Physikalischen Institut der Universität Bern geplant und ausgewertet wurde, war ein erster grosser Höhepunkt in der Geschichte der Berner Weltraumforschung. Die Berner Weltraumforschung ist seit damals an der Weltspitze mit dabei. In Zahlen ergibt dies eine stattliche Bilanz: 25mal flogen Instrumente mit Raketen in die obere Atmosphäre und Ionosphäre (1967-1993), 9mal auf Ballonflügen in die Stratosphäre (1991-2008), über 30 Instrumente flogen auf Raumsonden mit, und mit CHEOPS teilt die Universität Bern die Verantwortung mit der ESA für eine ganze Mission (Start letztes Quartal 2019). Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie (WP) des Physikalischen Instituts der Universität Bern wurde durch die Gründung eines universitären Kompetenzzentrums, dem Center for Space and Habitability (CSH), gestärkt. Der Schweizer Nationalsfonds sprach der Universität Bern zudem den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS zu, den sie gemeinsam mit der Universität Genf leitet.

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