Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: MPIA, Spitzer, Nature.

Am 2. Januar 2004 passierte die NASA-Raumsonde Stardust den Kometen Wild 2 in einer Entfernung von 238 Kilometern. Dabei wurden Kometenstaubpartikel eingesammelt, welche mit einer Rückkehrkapsel am 15. Januar 2006 zur Erde gelangten. Nach dem Transport zum Johnson Space Center ergab eine erste, noch oberflächliche Sichtung, dass die Mission erfolgreich war. Bereits mit dem bloßen Auge konnten die Wissenschaftler 45 Staubpartikel sichten. Insgesamt fanden sich bei der anschließenden genaueren Untersuchung mehrere Tausend Partikel, deren Analyse letztendlich eine ältere Vermutung bestätigt hat. Untersuchungen von Kometen und Meteoriten haben bereits in den 1980ern ergeben, dass diese Objekte einen auffallend hohen Anteil an kristallinem Silikat aufweisen. Besonders hoch erschien dabei der Anteil an magnesiumhaltigen Forsterit, einem Mineral der Olivingruppe, welches auch in den aktuellen Materieproben von Wild 2 nachgewiesen werden konnte.

Damit stellte sich allerdings auch erneut die Frage, wie diese speziellen Silikate ihren Weg in das Innere von Kometen finden konnten. Zu ihrer Bildung benötigen kristalline Silikate eine extrem heiße Umgebung mit Temperaturen von mindestens 1.000 Grad Celsius. Kometen dagegen, so die gängige Theorie, bildeten sich in der Entstehungsphase unseres Sonnensystems in dessen kalten Außenbereichen. Das kristalline Silikat musste also in den inneren Regionen der protoplanetaren Scheibe erzeugt und anschließend innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes in deren äußere Bereiche transportiert worden sein. Wie genau entsteht dieses kristalline Silikat und wie gelangt es in die äußeren Bereiche einer protoplanetaren Scheibe? Die hierbei ablaufenden Prozesse haben jetzt Wissenschaftler aus Ungarn, Deutschland und den Niederlanden unter der Leitung von Péter Ábrahám vom Konkoly-Observatorium in Budapest mit Hilfe von Infrarotaufnahmen des Weltraumteleskops SPITZER entschlüsselt.

Das Beobachtungsobjekt hierfür war der Stern EX Lupi im Sternbild Wolf. Bei diesem Objekt handelt es sich um einen sehr jungen Stern, welcher unserer Sonne in ihrer jungen Phase vor über viereinhalb Milliarden Jahren sehr ähnelt. Gleichzeitig ist EX Lupi der Prototyp einer bestimmten Art von veränderlichen Sternen, den sogenannten EXors. EX Lupi weist zwei Merkmale auf, welche für viele noch sehr junge Sterne typisch sind. Zum einen ist er von einer sogenannten „protoplanetaren Scheibe“ umgeben. Dabei handelt es sich um eine Scheibe aus Staub und Gas, aus der sich nach dem heutigen Kenntnisstand der Wissenschaft in der Zukunft ein Planetensystem bilden wird.

Zum anderen zeigt der Stern etwa alle vier bis fünf Jahre einen über mehrere Monate anhaltenden starken Helligkeitsausbruch, der in einen Anstieg der Leuchtkraft um das fünf- bis Zehnfache gipfelt. Besonders heftige Ausbrüche können sogar den Faktor 100 erreichen. Der Grund für diese Ausbrüche liegt darin, dass die protoplanetare Scheibe infolge gravitativer Einflüsse in bestimmten zeitlichen Abständen instabil wird und dadurch größere Materialmengen auf den Stern stürzen.

SPITZER hatte bereits im Jahr 2005 während einer ruhigen Phase Infrarotaufnahmen von EX Lupi angefertigt. In den dabei gewonnenen Spektraldaten konnten keinerlei Anzeichen für die Existenz kristalliner Silikate entdeckt werden. Im April 2008 wurde der Stern erneut abgebildet, diesmal allerdings nur mehrere Monate nach dem Höhepunkt einer seiner Helligkeitsausbrüche. Das hierbei angefertigte neue Spektrum unterschied sich deutlich vom vorherigen. Zusätzlich zu den bereits zuvor registrierten amorphen Silikaten konnte man auch kristalline Silikate, unter anderem in Form von Forsterit, nachweisen.

Attila Juhász vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, einer der beteiligten Wissenschaftler, sagt dazu: „Wir sind vermutlich erstmals Zeugen des Kristallisationsprozesses geworden. Offenbar entstehen die Kristalle durch Aufheizen und Ausglühen der Silikatteilchen nahe der Oberfläche der inneren, dicken Staub- und Gasscheibe während der Helligkeitsausbrüche von EX Lupi. Beim Ausglühen wird das Material auf eine Temperatur erhitzt, bei der seine chemischen Bindungen aufgebrochen werden und neue, andersartige entstehen. Dadurch verändern sich auch die physikalischen Eigenschaften der Teilchen.“

Hiermit ergibt sich ein neuer Ansatz für das Verständnis der Entstehung der Kometenkristalle. Unmittelbar nach ihrer Bildung prägen die Kristalle dem beobachteten Spektrum ihr charakteristisches Merkmal auf. Sie befinden sich dabei noch an der Oberfläche der protoplanetaren Scheibe. Im Laufe der Zeit vermischen die Kristalle sich mit dem weiter innen liegenden Material und reichern es auf diese Weise bei jedem weiteren Ausbruch des Zentralsterns etwas mehr mit kristallinen Silikaten an. Solange das System noch relativ jung ist, sind die kristallinen Silikate nur während der Ausbrüche detektierbar, da sie sich lediglich an der Oberfläche der beobachteten protoplanetaren Scheibe konzentriert haben.

Bis zur Auswertung der neuesten Beobachtungen von EX Lupi hat man zwei Möglichkeiten zur Entstehung der kristallinen Silikate in Betracht gezogen. Zum einen könnte das Material im inneren Bereich der protoplanetaren Scheibe durch die Strahlungsabgabe des noch sehr jungen Sterns über einen längeren Zeitraum hinweg erhitzt worden sein. Dies allerdings steht jetzt durch die neuen Daten im Widerspruch zu der Tatsache, dass die zum Zeitpunkt der Inaktivität von EX Lupi durch SPITZER aufgenommenen Spektren keinerlei Anzeichen für kristalline Silikate aufweisen.

Die zweite Möglichkeit wäre, dass ein sich gerade innerhalb der Scheibe bildender Planet eine Schockwelle auslöst, welche kurzzeitig eine erhöhte Menge an Energie auf die Staubteilchen überträgt. Durch diese Energiezufuhr könnte sich dann die zur Kristallisation erforderliche Hitze entwickeln. Allerdings wäre zu erwarten, dass die dabei entstandenen Temperaturen sehr schnell wieder auf „Normalwerte“ absinken. Auch diese zweite Variante scheidet mittlerweile jedoch aus, da die Temperatur der beobachteten Kristalle zum Zeitpunkt von mehreren Monaten nach dem Maximum des Ausbruches immer noch wesentlich höher war als die Temperatur der Scheibe während des Ruhezustandes von EX Lupi.

Die Beobachtungen des Teams von Péter Ábrahám lassen sich somit mit keinem dieser beiden Szenarien vereinbaren. Dieser sagt dazu: „Wir kamen deshalb zu dem Ergebnis, dass ein dritter, bisher noch nicht in Betracht gezogener Prozess die Kristallisation durch Ausglühen bewirkt – nämlich die Aufheizung der amorphen Silikate durch den Helligkeitsausbruch des Zentralsterns. Während der aktiven, durch zahlreiche Ausbrüche gekennzeichneten Phase der jungen Sterne reichern sich die kristallinen Silikate in deren zirkumstellarer Scheibe an und gehen dann in die sich bildenden Kometenkerne ein.“

Michael Werner, Projekt-Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL), äußert sich dazu folgendermaßen: „Diese Beobachtungen zeigen zum jetzigen Zeitpunkt die Möglichkeit der Entstehung kristalliner Silikate auf, wie sie in Kometen und Meteoriten innerhalb unseres eigenen Sonnensystems aufgefunden wurden.“

Die Entstehung der kristallinen Silikate scheint somit geklärt. Aber wie gelangen diese aus der unmittelbaren Umgebung des im Zentum eines gerade entstehenden Sonnensystems befindlichen Sterns in dessen äußere Bezirke? Dazu wurden bereits in der Vergangenheit mehrere Prozesse in Erwägung gezogen, zum Beispiel eine Vermischung der jetzt kristallinisierten Staubkörner in der Mittelebene der protoplanetaren Scheibe. Eine weitere Theorie bringt das sogenannte „X-Wind-Modell“ ins Spiel. Hierbei sollen die Staubkörner von der Scheibenebene durch die Fliehkraft weggeschleudert und in die äußeren Bereiche der Scheibe getragen werden. Mit beiden Theorien lassen sich allerdings die erforderlichen Transportraten nicht vollständig erklären.

In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ stellt jedoch Dejan Vinković von der Universität Split eine neue Studie vor. Von ihm durchgeführte Simulationsberechnungen deuten einen wesentlichen Beitrag der protoplanetaren Scheiben zum Strahlungsdruck an, welcher auf die Staubkörner einwirkt. Bis vor den Zeitpunkt der Erstellung dieser Untersuchung wurde alleine der Einfluss des Zentralsternes selbst berücksichtigt. Dieser allerdings wirkt dabei lediglich in radiale Richtung. Der Stern wäre hiermit also der alleinige Ausgangspunkt für den entstehenden Strahlungsdruck und die Staubkörner würden direkt in die protoplanetare Scheibe hinein befördert. Die Berechnungen Vinkovićs ergeben jedoch, dass die entstehende Infrarotemission der protoplanetaren Scheibe dem entgegen wirkt. Die Staubpartikel würden demzufolge der Oberfläche der Scheibe folgend nach außen strömen. Erst nachdem sie deren äußeren Bereich erreichen, gelangen sie in das Innere der protoplanetaren Scheibe und gehen dort in die Bildung der Kometenkerne ein. Der Grund hierfür ist, dass in den äußeren Bereichen der protoplanetaren Scheibe mit sinkenden Temperaturen auch die Infrarotemissionen abnehmen.

Allerdings trifft dieses Modell nur für solche Teilchen zu, welche über eine Größe von mindestens einem Mikrometer verfügen. Nur diese können so viel Energie von der protoplanetaren Scheibe aufnehmen, um anschließend in Richtung auf den äußeren Rand beschleunigt zu werden. Somit verbleibt letztendlich immer noch die Möglichkeit, dass die kleineren Teilchen, welche für die Bildung von Kometen allerdings zwingend erforderlich sind, durch die weiter oben erwähnte „Vermischung“ oder durch die sogenannten „X-Winde“ schneller nach außen befördert werden als die größeren Exemplare.

Der Beitrag Wie entstehen die Kristalle der Kometen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: NASA.

Am 7. Februar 1999 startete die NASA-Raumsonde Stardust mit dem Ziel Wild 2. Dabei handelt es sich um einen Kometen, dessen Zusammensetzung die Sonde untersuchen und schließlich Proben zur Erde zurückbringen sollte. Fünf Jahre später erreichte sie den Kometen. Die Proben wurden mithilfe einer Aerogel genannten Substanz eingefangen. Nachdem Stardust dort seine Aufgaben erfüllt hatte, kehrte sie zur Erde zurück und setzte eine Landekapsel ab, die am 15. Januar 2006 im US-Bundesstaat Utah landete.

Inzwischen wurden die zurückgebrachten Proben analysiert. Man kam zu dem Ergebnis, dass Kometen aus mehr chemischen Zusammensetzungen bestehen, als man bisher annahm. Darunter finden sich organische Verbindungen und Stoffe, die sich bei höheren Temperaturen als die auf dem Kometen gebildet haben müssen.

Interessant ist, dass einige Mineralien gefunden wurden, die höchstwahrscheinlich im Inneren unseres Sonnensystems oder nahe eines anderen Sternes gebildet wurden. Das wirft einige Fragen auf, denn der derzeitigen Theorie nach werden Kometen am äußeren Rand unseres des Sonnensystems gebildet.

Eine Erklärung dafür lässt sich in einem bestimmten Modell finden: Als die Sonne noch ein Protostern war, könnte sie an den Polen starke Gasstrahlen ausgestoßen haben. Dieses Phänomen, das bei Protosternen auftritt, heißt „bipolarer Ausfluss“ oder „protostellarer Jet“. Die austretenden Gase bewegten nun Mineralien, die sich nahe der Sonne gebildet hatten, weiter nach außen.

Unter den Proben befanden sich auch organische Verbindungen, die sich jedoch von bisher auf Meteoriten gefundenen Stoffen deutlich unterscheiden.

Ein weiterer Bereich der Analyse war der Vergleich von Kometenstaub und interstellarem Staub. Dabei zeigten sich größere Unterschiede in der Dichte als von manchen Forschern vermutet.

Am Beispiel Wild 2 wird klar, dass die Entstehung von Kometen weit komplexer ist, als bisher angenommen wurde.

Der Beitrag Kometenstaub – vielfältiger als angenommen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA. Vertont von Dominik Mayer.

Einige Partikel des Kometen Wild 2 wurden von der Sonne ausgestoßen und vom Kometen aufgenommen, jedoch war zu diesem Zeitpunkt die Sonne noch viel jünger. Die Partikel wurden in der Stardust – Landekapsel gefunden, welche diese im Januar 2006 sicher durch die Erdatmosphäre transportierte. Es steht außer Zweifel, dass das Material vom Sonnensystemzentrum – der Sonne – in das äußere Sonnensystem gelangte, wo auch die meisten Kometen entstanden sind. Dies könnte die Sichtweise von Kometenentstehungen der Forscher revolutionieren. Dadurch kann die Zusammensetzung von Kometen jetzt noch besser bestimmt werden und man weiß, worauf besonders geachtet werden sollte und wonach besonders gesuchen werden sollte.

„Das Interessante dabei ist, dass wir diese heißeren Mineralien in den Materialien gefunden haben, die von den kältesten Plätzen unseres Sonnensystems stammen“, wundert sich Donald Brownlee, Stardust Teammitglied der Universität von Seattle, Washington. Forscher haben lange Zeit gedacht, dass Kometen nichts anderes als kalte, eisige Felsbrocken im Weltall seien, die aus Gas und Staub im äußeren Sonnensystem entstanden. Aber Kometen können scheinbar nicht so einfach erklärt werden! Jeder einzelne scheint eine eigene Vergangenheit zu haben und sich anders zusammenzusetzen. Der Komet Wild 2 hat eine sehr komplexe Vergangenheit. „Wir haben wärmere Mineralien gefunden, die vermutlich von starken bipolaren Strömen, ausgehend von der Sonne, ins äußere Sonnensystem gelangten“, erklärt Michael Zolensky, ebenfalls Stardust Teammitglied, die neuen Erkenntnisse. „Es scheint so, als ob Kometen aus Materialien bestehen, die verschiedene Temperaturen haben. Außerdem scheinen sie auch nicht komplett aus flüchtigen Materialien zu bestehen.“

Ein Mineral, das gefunden wurde, ist Olivin, eine Hauptkomponente des grünen Sandes auf den Stränden Hawaiis. Es ist ein häufig auftretendes Mineral im Universum, jedoch sind die Forscher überrascht, es in Kometenstaubpartikel zu finden. Olivin ist eine Zusammensetzung aus Eisen, Magnesium und einigen anderen Elementen. Neben Olivin wurden in den Wild 2 Staubpartikeln noch Calcium, Aluminium und Titanium gefunden.

Stardust passierte den Kometen Wild 2 in einer Entfernung von 149 Meilen im Januar 2004. Dabei hat er Kometenstaubpartikel gesammelt, welche er im Januar 2006 in Utah ablieferte. Die Partikel wurden auf etwa 150 Wissenschaftlerteams aufgeteilt. „Die Sammlung von Partikeln ist großartiger als wir bisher dachten“, freut sich Peter Tsou vom JPL, über die erfreulichen Nachrichten. „Die Sammlung beinhaltet etwa zwei Dutzend große Stücke, die sogar mit bloßem Auge zu sehen sind.“ Sie sind sehr klein, die meisten kleiner als eine Haarlänge. Alle anderen sind mit bloßem Auge nicht sichtbar – sie haben etwa eine Größe von einem hundertstel Millimeter. Allein ein solches Partikel kann in hunderte Stücke für Forscher geteilt werden.

Neben den Staubpartikeln des Kometen hat Stardust während seiner siebenjährigen Reise auch noch interstellare Staubpartikel gesammelt. Forscher im Johnson Center haben bereits begonnen, diese interstellaren Staubpartikel detailliert zu überprüfen.

Wer weiß, welche Geheimnisse die Stardust-Staubpartikel noch beherbergen? Es sind vermutlich noch sehr viele, die nur darauf warten, von den Forschern entdeckt zu werden. Bereits jetzt kann man den wissenschaftlichen Wert der Stardust-Mission nicht hoch genug einschätzen.

Der Beitrag Stardust: Erste Überraschungen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Sie ist bereits mehr als sieben Jahre im All und hatte eine äußerst interessante, wenn auch komplizierte und gefährliche Mission. Am 15. Januar 2006 ging die sehr erfolgreiche Mission zu Ende. Während sich die Forscher auf der Erde auf die Kometenstaubpartikel stürzen, fragt man sich in Fachkreisen, was nun mit der Raumsonde werden soll? Diese Frage wird die Techniker und Forscher auch weiterhin beschäftigen, doch bis die Entscheidung steht, darf sich Stardust ausruhen. In dieser Woche haben die Techniker alle Geräte der Raumsonde abgeschaltet, ausgenommen Energieversorgung, Empfangssystem und die Systemheizung.

„Wir sangen unsere Raumsonde mit einer Folge von binären 0-en und 1-en in den Schlaf“, scherzte Tom Duxbury, Stardust-Projektmanager beim JPL der NASA. „Stardust hat mehr als sieben Jahre einwandfrei funktioniert und etwa 4,6 Milliarden Meilen zurückgelegt. Da hat sich die Raumsonde sicherlich eine kleine Pause verdient.“ Am 29. Januar 2006, um genau 13:00 Uhr (MEZ), wurden alle Systeme, ausgenommen der oben genannten, abgeschaltet. Dieser Schlafmodus kann über Jahre, ja sogar über Jahrzehnte andauern, ohne dass sich die Geräte an Bord abnutzen. „Dadurch, dass wir Stardust in den Schlafmodus geschickt haben, können wir jetzt in die Zukunft blicken und eine genaue Verwendung für Stardust suchen. Jetzt wäre eine Entscheidung viel zu hastig und vermutlich übereilt. Stardust hat viel Potenzial, das man überlegt anlegen muss“, meint Dr. Tom Morgan vom NASA-Hauptquartier in Washington DC. „Bis jetzt ist die Mission einmalig gut verlaufen. Alles was wir mit dieser Aktion wollen, ist einfach die Ressourcen der Raumsonde für später aufheben.“

Zurzeit befindet sich die Raumsonde in einem Orbit, der sie nahe an die Sonne bringt. Danach geht es wieder zurück zum Mars und sogar noch weiter hinaus. Der nächste Fly-By an der Erde wird erst am 14. Januar 2009 stattfinden – bis dahin sollten die Forscher und Techniker sicherlich eine neue Berufung für die Raumsonde gefunden haben! An diesem Tag wird die Raumsonde in einer Entfernung von einer Million Kilometer die Erde passieren.
Kometenstaubpartikel in sehr gutem Zustand
Während man sich fragt, was mit der Raumsonde Stardust nun zu machen ist, freuen sich die Forscher über die großartigen Kometenstaubpartikel. Sie erhoffen sich dadurch, dass man die Entwicklung des Sonnensystems besser verstehen kann. Die Forscher kommen beim Entfernen der Staubpartikel von der Landekapsel sehr gut weiter und können bald mit den gesamten Staubpartikeln arbeiten und forschen. Erste Forschungsergebnisse werden dann relativ schnell zu erwarten sein.

Der Beitrag Stardust: Zwischen Zukunft und Vergangenheit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA.

Mit der nächtlichen Landung gestern um 3:10 Uhr Ortszeit (11:10 Uhr MEZ, genaueres zur Landung finden Sie hier) auf einem riesigen Militärgelände in der Wüste von Utah kehrte die Rückkehrkapsel der Stardust-Mission sicher und wohlbehalten zur Erde zurück. Projektmanager Tom Duxbury kommentierte dies auf einer Pressekonferenz gestern Nachmittag mit den Worten „Zehn Jahre Planung und sieben Jahre Flug kamen in dieser Nacht zu einem guten Ende, als wir die Rückkehrkapsel vom Wüstenboden auflasen. Das Projekt hat der internationalen Wissenschaftlergemeinde Material geliefert, das sich seit der Formung des Sonnensystems nicht mehr geändert hat.“
Und Dr. Don Brownlee, der Chefwissenschaftler der Mission, ergänzte: „Ich habe auf diesen Tag seit den frühen 1980er Jahren gewartet, als Dr. Peter Tsou vom JPL und ich eine Mission entwarfen, um Kometenstaub zur Erde zu bringen. Diese Kapsel jetzt wieder hier zu sehen, ist für mich wahrhaft ergreifend.“

Die Wissenschaftler feierten Stardust als den Beginn eines neuen Zeitalters in der Planetenforschung: Nachdem bisherige Planeten- und Asteroidensonden ja stets Fernerkundungen anhand von Datenübertragung gewesen seien, wurde nun erstmals Material von einem weit entfernten Himmelskörper zur Erde zurück gebracht, wo dank der Kreativität der Wissenschaftler in den Labors viel tiefgehendere Forschung möglich sei als mit den zwangsläufig beschränkten Mitteln der Fernerkundung. Brownlee rief in Erinnerung, wieviel die Wissenschaft allein über unsere Erde gelernt habe anhand der Apollo-Materialproben vom Mond.
Brownlee schilderte gestern nachmittag auch, wie er zusammen mit Kollegen in der Nacht Ausschau nach der nahenden Kapsel gehalten hatte. Man habe am Nachthimmel die vertrauten Sterne und Planeten gesucht. Jemand sah einen rötlichen Stern knapp über dem Horizont und sagte: „Da ist ja auch der Mars.“ Doch dieser Stern wurde immer heller und stieg schnell immer höher am Nachthimmel und da wurde klar, dass dies nur die heran nahende, von der Reibungshitze glühende Rückkehrkapsel von Stardust sein konnte.

Wenig später hatte auch die Infrarotkamera des NASA-TV die Kapsel erfasst und versuchte, ihr zu folgen. Der spannendste Moment war, als der Zeitpunkt zum Öffnen des ersten Fallschirms gekommen war. Der TV-Sprecher zählte den Countdown herunter, „… three… two… one…“ – und genau im Moment des „zero“ ruckte die fallende Kapsel einen Moment lang nach oben aus dem Blickfeld der Kamera! Bei der Pressekonferenz kommentierte Brownlee diesen Moment mit den Worten: „Auf die Sekunde genau hat der Fallschirm ausgelöst. Besser hätte es gar nicht klappen können. In diesem Moment wussten wir, dass nichts mehr schief gehen konnte.“

Die Kapsel war nach der Landung in sehr gutem, unbeschädigtem Zustand. Sie wurde nach der Bergung in einen Reinraum gebracht und die Rückwand entfernt. Die endgültige Öffnung und Freilegung der Proben wird aber erst in einigen Tagen, nach Überführung der Kapsel in’s Johnson Space Center in Houston erfolgen. Dort sollen die eingefangenen Partikel nach und nach aus dem Trägermaterial geborgen, untersucht, in feinste Teilchen geschnitten und zum Teil an interessierte Wissenschaftler in der ganzen Welt verteilt werden.

Nebenbei pulverisierte die Rückkehrkapsel mit ihrer Reise von 4,6 Milliarden Kilometern die bisherigen Rekorde in der Kategorie „weitgereistester Gegenstand“, die die Landekapseln der Apollo-Missionen vor über 30 Jahren aufgestellt hatten.
Auch das „Mutterschiff“ hat die weite Reise gut überstanden und ist nun auf einem Orbit um die Sonne. Allerdings verfügt sie nur noch über wenig Treibstoff und kann somit wohl nur noch für Beobachtungszwecke eingesetzt werden.

Hier noch einige Eindrücke des Tages:

Der Beitrag Happy End in Utah erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Es wird ein feuriges Wiedersehen werden: Um 10:57 Uhr (MEZ) wird die rund 45 Kilogramm schwere Rückkehrkapsel mit einer Geschwindigkeit von 12,8 Kilometern pro Sekunde in die Erdatmosphäre eintauchen – schneller als jedes andere von Menschenhand gemachte Objekt in der Geschichte der Raumfahrt. Dementsprechend hell wird dieser künstliche Meteorit in den oberen Luftschichten aufleuchten, was nicht nur von interessierten Beobachtern am Boden, sondern auch von mehreren Wissenschaftlern an Bord einer DC-8 aufmerksam verfolgt werden wird: Durch genaue Aufzeichnung der während des Abbremsvorgangs entstehenden Strahlung soll das Verhalten des Karbon-basierten Hitzeschutzschildes beim Wiedereintritt später penibel ausgewertet werden, da das Hitzeschildmaterial unter Umständen auch bei den geplanten bemannten Raumkapseln der NASA zum Einsatz kommen soll.
Die vergleichsweise kleine Raumsonde Stardust war am 7. Februar 1999 als Nutzlast einer Delta II-Trägerrakete in den interplanetaren Raum aufgebrochen, um Proben des Kometen „Wild 2“ zu sammeln und zur Erde zurückzubringen. Um dieses Ziel zu erreichen ist die Sonde mit zwei „Staubsammlern“ ausgestattet, die in Form und Größe einem Tennisschläger ähneln. Einer der beiden Kollektoren wurde am 2. Januar 2004 ausgeklappt, als die Raumsonde in gerade einmal 240 Kilometern Entfernung an dem Kometen vorbeisauste. Außer Kometenpartikeln konnten bei diesem Vorbeiflug auch mehrere Aufnahmen des Kometenkerns in beeindruckender Qualität von der Stardust-Kamera gemacht werden. Der zweite Kollektor an Bord von Stardust hatte eine andere Aufgabe zu erfüllen: Mit seiner Hilfe sollten winzige Spuren interstellaren Staubs gesammelt werden, die aus Richtung des Sternbilds Schütze (Sagittarius) in das Sonnensystem einströmen. Während des jahrelangen Fluges wurde er daher für mehrere Monate ausgeklappt, um dieses Missionsziel zu erreichen.

Sowohl die Kometenpartikel wie auch die Spuren interstellarer Materie sind von den beiden Kollektoren mit Hilfe einer rund 1.000 Quadratzentimeter grossen Fläche so genannten „Aerogels“ aufgefangen worden. Dieser bis zu drei Zentimeter dicke, poröse silikon-basierte Schaum besteht zu 99,8 Prozent aus Luft und soll die mit enormer Geschwindigkeit eintreffenden Partikel auffangen. Die Rückkehrkapsel, die morgen im US-Bundesstaat Utah an einem Fallschirm hängend sanft landen soll, enthält die beiden mit Aerogel gefüllten Kollektoren, die nach der Bergung in Laboratorien vorsichtig geöffnet werden sollen. Vor allem die folgende Suche nach den im Aerogel gefangenen interstellaren Partikeln wird ob ihrer Winzigkeit aufwendig werden. Um sich diese Mammutaufgabe zu erleichtern sucht die University of Berkely unter der Internet-Adresse http://stardustathome.ssl.berkeley.edu/ Freiwillige, die sich an der Suche nach den geschätzten gerade einmal 45 Einschlagstellen im Aerogel beteiligen.

Die letzte Phase der Stardust-Mission wird bereits am kommenden Morgen beginnen, wenn sich um 06:57 Uhr (MEZ) die Rückkehrkapsel von der Raumsonde löst. (Etwa zwanzig Minuten später wird Stardust eine Kurskorrektur vornehmen, mit der die Raumsonde in eine Umlaufbahn um die Sonne einschwenkt.) Richtig spannend wird es dann spätestens um 11:00 Uhr (MEZ), wenn sich der erste Fallschirm der Rückkehrkapsel öffnen soll – aufgrund fehlerhaft eingebauter Sensoren klappte dies bei der mit einem vergleichbaren Landesystem ausgestatteten Genesis-Rückkehrkapsel im September 2004 nicht, doch dieses Mal sind die Missionsmanager optimistisch, dass die Landung wie vorgesehen abläuft und die Kapsel gegen 11:12 Uhr (MEZ) sanft auf dem Gelände der U.S. Air Force Test and Training Range in Utah niedergeht.

Der Beitrag Stardust-Landung am Sonntagvormittag erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Space.com.

Forscher der Universität von Kalifornien in Berkeley/USA kündigten das neue Projekt „Stardust@Home“ an. Dabei handelt es sich um eine Art „virtuelles Mikroskop“, mit dem jeder User sich Bilder von den Proben aus dem Internet laden und darin nach winzigen Staubkörnchen suchen kann. Zur Belohnung winkt die Benennung des Korns nach seinem Finder.
Im ersten Moment mag das widersinnig klingen: Wozu braucht man so viele Helfer, nur um ein paar Staubkörner zu finden? Aber obwohl Stardust mitten durch den Eis- und Staubschweif des Kometen „Wild 2“ geflogen ist, rechnen die Forscher nur mit wenigen Einschlägen in das Trägermaterial. Um diese dennoch sicher zu identifizieren, wird der Träger in winzigste Portionen zerschnitten und diese werden fotografiert. 1,5 Millionen Bilder sollen es werden, und zu deren Auswertung ist jede Hilfe willkommen…

Der Beitrag Neues Projekt Stardust@Home erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Space.com.

Genesis‘ Rückkehrkapsel, die mikroskopische Partikel des Sonnenwindes zurück zur Erde trug, sollte an Fallschirmen landen und in einer spektakulären Aktion mit einem Hubschrauber aus der Luft gefischt werden, um den empfindlichen Sonnenstaubträgern im Inneren der Kapsel einen harten Aufstoß zu ersparen.

Die NASA-Live-Übertragung der Aktion am Tag X war dann auch höchst spektakulär: Anstelle am Fallschirm hernieder zu schweben, fiel die Kapsel wie ein Stein vom Himmel, rammte mit um die 300 km/h in den weichen Wüstenboden und platzte auf wie eine Muschelschale. Die Fallschirme hatten sich erst gar nicht geöffnet (Raumfahrer.net berichtete). Trotzdem waren JPL-Techniker noch in der Lage, aus den Trümmern der Kapsel genug Sonnenstaub-Material zu bergen, um wissenschaftliche Auswertungen machen zu können.
Eine Untersuchung ergab später, dass vier Schalter, die den Eintritt in die Erdatmosphäre registrieren und die Fallschirme in einer bestimmten Höhe auslösen sollten, falsch herum eingebaut worden waren und so gar nicht funktionieren konnten. Der Leiter der Untersuchung, Michael G. Ryschkewitsch, sagte, dass ein ursprünglich geplanter Test bei Lockheed Martin den fatalen Fehler noch vor dem Start aufgedeckt hätte.
Offizielle von Lockheed Martin bestreiten auch nicht, dass die Durchführung dieses Tests den Crash vermieden hätte, der der 264 Millionen Dollar teuren Mission zwar nicht zum Verhängnis wurde, sie aber doch schwer beeinträchtigte. Lockheed-Sprecher Buddy Nelson sagte, dass die Firma sich damals entschieden habe, einen einfacheren Test durchzuführen, der Genesis‘ Konstruktion mit der einer ähnlichen Kapsel vergleichen sollte. Diese Kapsel war früher gebaut worden, beruhte auf den selben Bauteilen und hatte den aufwändigeren Test bereits bestanden.

Dieser Test, der in den späten 1990ern durchgeführt wurde, bestand darin, die Elektronikbox der Kapsel mit den vier Schaltern auf einem Drehtisch so zu montieren, dass ab einer bestimmten Drehzahl des Tisches die Fliehkräfte auf die Box und die Schalter jenen Kräften entsprachen, die beim späteren Wiedereintritt in die Atmosphäre auf die Kapsel wirken würden.

Das Genesis-Untersuchungskomitee plant, seinen abschließenden 15-Seiten-Bericht über den Crash der Kapsel im Laufe dieses Monats zu veröffentlichen, in dem die Ereignisse detailliert werden sollen, die zu dem Unfall führten, und eine verstärkte Testüberwachung empfohlen werden soll.
Und nun die gute Nachricht: Die Kapsel, an deren Elektronik der Test durchgeführt wurde und die den Test erfolgreich bestand, war die originale Rückkehrkapsel von Stardust. Nächstes Wochenende, am 15. Januar soll diese Kapsel an derselben Stelle in der Wüste von Utah landen wie damals Genesis. Die Experten sind zuversichtlich, dass die sanfte Landung am Fallschirm diesmal klappen wird.

Der Beitrag Warum Genesis versagte erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceFlightNow.

Die Daten der Sonde Stardust wurden jetzt genauer unter die Lupe genommen. Man entdeckte das der Komet ungewöhnlicher ist als man zunächst annahm. Man glaubte bis zum Vorüberflog von Stardust am 2. Januar 04 das Wild 2 nur ein etwas größerer Schneeball im All ist. Äusserlich wirkt die Oberfläche von Wild 2 sehr kahl und starr. Da sie große Klippen, Krater und hohe Berge hat ist die Oberfläche weniger ausgestorben als bisher angenommen.

„Wir kannten den Kometen Wild 2 als einen schmutzigen, dunklen runden Schneeball im All“, sagt Dr. Donald Brownlee von der Universität in Seattle. „Stattdessen ist er wie ein ganz normaler Mond mit diversen Landschaften. Dies weißt darauf hin das es eine geschlossene Oberfläche ist, die nicht gebrochen wurde.“ Stardust nahm diese Bilder beim Vorbeiflug am 2. Januar auf. Damals war die Raumsonde nur 236 Kilometer vom Ziel entfernt und ermöglichte die genaueste Kometenerforschung die bisher durchgeführt werden konnte. „Wir wussten zwar das sich Wild 2 etwas von anderen Kometen unterscheidet, deswegen haben wir ihm auch als Ziel gewählt, aber dass er sich so gewaltigt unterscheidet hätten wir nie gedacht“, fügt Brownlee hinzu.

Verwundernd sind auch die Partikelströme die von der Oberfläche des Kometen ausgehen. Dabei ist nicht die Zusammensetzung seltsam sondern das Verhalten dieser Ströme. Dies wurde beim Vorbeiflug festgestellt. Das Verhalten solcher Partikelströme wurde bisher nur bei Kometen entdeckt die länger der Sonnenstrahlung ausgesetzt wurden. Dies könnte bedeuten das sich Wild 2 öfters im inneren Sonnensystem befindet oder das die Sonnenstrahlen weiter als bisher angenommen solche Effekte erzielen können.
Dies sind die ersten genaueren Daten die von der Raumsonde Stardust ausgewertet wurden. Stardust soll im Jahr 2006 mit den Partikeln, die sie gesammelt hat, zur Erde zurückkommen.

Der Beitrag Komet Wild 2 anders als angenommen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Dominik Mayer. Quelle: Space.com.

Das Ereignis diente als Probe für den 2. Januar 2004, an dem der Satellit auf sein eigentliches Ziel, den Kometen Wild 2 treffen wird. Obwohl die Daten noch analysiert werden sieht es so aus, als ob Stardust den Asteroiden, dessen Durchmesser zuerst auf 4 Kilometer geschätzt wurde, mit einem Abstand von 3000 Kilometern passierte. Obgleich noch keine Bilder veröffentlicht wurden geht man davon aus, dass der Himmelskörper doch größer als erwartet war.

Die Stardust-Ingenieure bei Lockheed Martin Astronautics nahe Denver, Colorado, sind zufrieden mit der Leistung ihres Produkts. „Es war äußerst erfolgreich. Wir sind hier sehr glücklich,“ sagte Allan Cheuvront.

Radiosignale, die die volle Funktionsweise des Satelliten bestätigten, wurden 30 Minuten nach dem Aufeinandertreffen im Komplex des NASA Deep Space Network in Canaberra, Australien, empfangen. Das bestätigte Thomas Duxbury, Stardust-Projektleiter am NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif, das die Mission leitet.

Stardust ermittelte 30 Minuten lang Daten, während er mit einer relativen Geschwindigkeit von 7 Kilometern pro Sekunde an dem Asteroiden vorbeiflog. „Wir haben immer gedacht es würde zu dunkel, oder außerhalb des Blickfeldes sein. Es war eine Hoffnung, die eingetreten ist. Die anfängliche Belichtungszeit der Kameras wurde verlängert, da das Objekt sonst zu dunkel und nicht erkennbar gewesen wäre. Es funktionierte alles wie ein Uhrwerk,“ sagte Cheuvront. „Stardust war 35 Minuten lange allein und begann dann, genau rechtzeitig, mit der Übermittlung,“ fügte er hinzu.Insgesamt wurden 106 Bilder geschossen, von denen 72 archiviert und zur Erde übertragen wurden. „Es sieht aus als ob Annefrank auf 71 dieser Bilder ist,“ erklärte Cheuvront. Obwohl schon einige Bilder empfangen wurden, wird es bis Freitag dauern, bis alle Aufnahmen auf der Erde angekommen sind.

Eine Überraschung waren die Ausmaße des seltsam geformten Körpers, der größer als erwartet war. „Im Grunde haben wir erwartet nur einen Tropfen zu sehen, aber wir haben eine besondere Form entdeckt. Es ist eine Art dreieckiges Objekt auf dem es klare Berge und Täler gibt,“ sagte Cheuvront.

Obwohl um den Asteroiden herum nicht mit Staub gerechnet wurde, verwendete man den Staubzähler und die anderen Instrumente in der selben Weise wie sie auch bei Wild 2 genutzt werden sollen.

Bilder und Informationen von dem Flug werden während der gesamten Woche übermittelt, und NASA-Meldungen zufolge von den Wissenschaftlern und Ingenieuren analysiert um die Wahrscheinlichkeit eines Erfolges für das Zusammentreffen mit Wild 2 im Jahr 2004 zu steigern.

Stardust wird im Jahr 2006 Proben von Kometenstaub zurück zur Erde bringen, wo er dazu beitragen wird fundamentale Fragen über den Ursprung des Sonnensystems zu beantworten.

Wir halten Sie natürlich auch weiterhin auf dem Laufenden.

Der Beitrag Stardust analysierte Annefrank (Nachtrag) erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von dominikpuckert. Quelle: NASA JPL.

Annefrank hat einen Durchmesser von 4 Kilometer. Stardust flog am 1. November um 8:50 Uhr Pacific Standard Time knapp 3.300 Kilometer an Annefrank vorbei. Funksignale über die grundlegende Funktionsfähigkeit wurden 30 Minuten später in Canberra (Australien) empfangen sagte Thomas Duxbury, Projektleiter von Stardust.
Stardust verfolgte den Asteroiden 30 Minuten lang im Flug bei einer relativen Geschwindigkeit von 7 km/s.Obwohl kein Staub nahe des Asteroiden erwartet wurde, waren die Staubinstrumente in Betrieb wie sie es bei Wild 2 sein werden: Der Staubsammler öffnete sich, der Zähler aus der Universität in Chicago und das Spektrometer wurden eingeschalten. Bilder und Informationen des Vorbeifluges wurden heute übertragen. Stardusts Wissenschaftler und Techniker analysieren die Daten, um die Wahrscheinlichkeit eines Erfolges beim Kometen Wild 2 im Jahre 2004 zu steigern.
Stardust wird im Jahr 2006 Staubteile zur Erde zurückbringen, und somit fundamentale Fragen über die Entstehung des Sonnensystemes klären. Der Hauptzuständige der Mission ist Professor Donald Brownlee, Astrophysiker an der Universität von Seattle. Lockheed Martin Astronautics (Denver, Colorado) baute das Raumschiff.

Der Beitrag Stardust gelang Sekundärziel erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von franzschmied, bearbeitet von Star-Light Quelle: NASA JPL.

Stardust, ein Raumschiff der NASA, ist auf einer Mission erste Proben eines Kometen zu sammeln und sicher zur Erde zurückzubringen. Gestern begann die Raumsonde mit dem Sammeln der ersten festen Brocken, sogenannte interstellare Staubkörner, die die Galaxy durchdringen.

„Wenn du die Milchstraße in einer dunklen Nacht beobachtest, wirst du ein schwarzes Band erkennen, welches sich um das Zentrum erstreckt. Das Band ist interstellarer Staub, welcher das Licht von entfernten Sternen blockiert. Dies sind die Partikel, die Stardust sammeln wird,“ so Dr. Don Brownlee, ein Astronomie Professor.

Dieser Staub, der durch das Sonnensystem wie Wind bläst, ist aufgebaut auf Partikeln, die schmaler sind, als ein hundertstel eines menschlichen Haares. Die meisten Partikel bestehen aus Elementen des Periodensystems. Die Stardustmission wird versuchen diese kleinen Festkörper zu fangen, während es mit dem Strom mitfliegt.

Die Stardustmission wird sowohl alten als auch jungen Staub einsammeln. Kometen sind Klumpen, bestehend aus interstellaren Partikeln mit Eis, welche mehr als 4,5 Mrd. Jahre alt sind. Wenn das Raumschiff hinter Wild 2 fliegt, wird es Staub einsammeln der für Jahrmilliarden in Eis eingeschlossen war.

Interstellarer Staub könnte die Bausteine des Lebens – Kohlenstoff und andere organische Materialien – zur jungen Erde gebracht haben. Auch Kometeneinschläge mögen diese Materialen zur Erde transportiert haben. Brownlee erwartet daher eine Menge Kohlenstoff in den Staubkörnern zu finden. „Wenn sich erdähnliche Planeten bilden, könnten Kometen und interstellare Körner Kohlenstoff und organische Materialien auf dem Planeten freisetzen,“ so Brownlee.

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Ein Beitrag von meiklampmann, bearbeitet von Star-Light. Quelle: ESA.

Die in New Norcia (Australien) liegende neue Bodenstation der Europäischen Weltraumagentur wurde zur Absicherung der kommenden anspruchsvollen interplanetaren Missionen der ESA errichtet.
Hierzu gehören die Marssonde Mars Express und der Kometenjäger Rossetta. Anfang Juni bestand die Bodenstation erfolgreich ihre Feuertaufe. Erstmals wurde das Signal einer Tiefraumsonde empfangen und verfolgt. New Norcia ist damit betriebsbereit.

7. Juni 2002: Die Spannung in New Norcia an der Westküste Australiens steigt. Kann die riesige Satellitenschüssel mit einer Masse von 630 Tonnen und 35 Metern Durchmesser das Signal der NASA-Raumsonde Stardust einfangen? Die Weltzeituhr zeigte 21.11 Uhr, als das erste extraterrestrische Stardust-Signal von den irdischen Instrumente registriert wurde. Riesenjubel bei dem ESA-Team Gerard Galtie, Peter Droll, Marco Ianucara und Sandro Salvatori.

Damit war eine wichtige Hürde genommen. Nun galt es, die amerikanische Raumsonde bei ihren Flug durch die Tiefen des Alls mit der Antenne zu verfolgen, um ihre Signale weiter aufzeichnen zu können. Das ist für einen derartigen Koloss keine leichte Aufgabe.
Aber auch dieser Schritt konnte zur vollsten Zufriedenheit gelöst werden. Stardust wurde anderthalb Stunden verfolgt. Danach verschwand die Sonde wieder hinter dem Erdhorizont.

Die aufgenommenen Signale wurden sorgfältig analysiert. Dabei zerlegte sie ein so genannter Spektrum-Analyser in seine unterschiedlichen Frequenzbestandteile. Die Ingenieure können aus diesen Daten qualitative Aussagen über die Arbeit der Bodenstation gewinnen. Für die Bahnverfolgung ist dabei die exakte Nachführgenauigkeit von allergrößter Bedeutung, denn bereits geringste Abweichungen führen zur Abschwächung des zu empfangenden Signals.
Es ist äußerst schwierig, derartige schwache Signale im starken Rauschen des Weltalls auszumachen. Im Fall von Stardust halfen die vom amerikanischen Jet Propulsion Laboratory (JPL) zur Verfügung gestellten Signalcharakteristiken und die von der NASA ermittelten Bahndaten. So konnte das ESA-Team gezielt im kosmischen Rauschen am richtigen Ort suchen. Wenn derartige Informationen nicht vorhanden sind, wird es schwierig. Dann helfen nur sehr trickreiche Aktionen weiter.

Am 11.Juni erfolgte ein weiterer Test. Kurz vor 18.00 Uhr Weltzeit konnte wieder ein Stardust-Datenstrom eingefangen werden. Diesmal wurde noch mit zusätzlichen Tests geprüft, ob sich aus der Auswertung des Trägersignals die Flugbahn von Stardust mit der geplanten Genauigkeit ermitteln lässt.
Die erste Auswertung der Daten ergab, dass die Bodenstation in New Norcia alle in sie gesetzten Erwartungen voll erfüllen wird.

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Die neue ESA-Bodenstation befindet sich in Australien, 140 Kilometer nördlich von Pearth. Die Großantenne hat einen Durchmesser von 35 Metern und dient zur Übertragung von Telemetrie-, Verfolgungs- und Kommandodaten von und an Raumfahrzeuge. Die Genauigkeit beträgt 0,01 Grad und ist somit auch in der Lage, den Kontakt zur ESA-Sonde Rosetta zu halten, die den Kometen Wirtanen besuchen soll. Diese Mission ist eine der ehrgeizigsten Wissenschaftsmissionen, die starten soll. Rosetta soll voraussichtlich Anfang 2003 ins All geschossen werden.

Die neue 630 Tonnen schwere Antenne der ESA wird der wichtigste Kommunikationsschnittpunkt zwischen Rosetta und der ESA-Missionskontrolle am ESOC (European Space Operations Centre) in Darmstadt sein. Die Antenne wird außerdem genutzt, um Daten von Raumsonden zu empfangen und an diese zu senden, die sich auf Missionen außerhalb der Mondbahn bewegen, zum Beispiel von der ESA-Sonde Mars Express, die 2003 starten wird.

Stardust, die eine Mission des NASA Jet Propulsion Laboratory ist, wurde für den Funktionstest der neuen Deep Space-Antenne gewählt, da sie auf ihrer interplanetaren Flugbahn derzeit mehr als 300 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Als sie den Himmel über Australien am 8. Juni passierte, konnte die neue Antenne das Signal von Stardust empfangen und die Sonde verfolgen.

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