Quelle: ArianeGroup 26. Oktober 2023.

Vernon, 26. Oktober 2023 – Vor allem wurde die Testkampagne zur Zündung des Prometheus®-Triebwerks auf dem wiederverwendbaren Themis-Demonstrator am ArianeGroup-Standort Vernon kontinuierlich fortgesetzt.

Am 22. Juni hatte ArianeGroup mit Unterstützung des französischen Konjunkturförderprogramms France Relance(1) die erste Kampagne zur Zündung des Prometheus®-Triebwerks abgeschlossen. Beim letzten Test der Kampagne lief das Triebwerk für eine Dauer von zwölf Sekunden.

Ein zweiter Test am 23. September hat die erste Phase des Vertrags mit der europäischen Weltraumorganisation ESA abgeschlossen.

Am 20. Oktober wurde ein weiterer Heißlauftest durchgeführt, bei dem das Prometheus®Triebwerk gezündet und für eine Dauer von 30 Sekunden betrieben und wiedergezündet wurde.

In den kommenden Monaten soll nun der Betrieb des Triebwerks in seinem kompletten Schubspektrum getestet werden. Die Fähigkeit des Triebwerks, seine Schubstärke zu variieren, ist entscheidend für die Rückkehr der Themis-Stufe zur Erde.

Gleichzeitig schreitet der Fahrplan für den wiederverwendbaren Hauptstufen-Demonstrator Themis voran. Für die ArianeGroup-Teams beginnt damit die Vorbereitungsphase für den Erstflug. In den nächsten Etappen wird das Prometheus®Triebwerk für den Flug auf Themis validiert, um die Flugtests in Kiruna, Schweden, vorzubereiten.

Die Hauptbauteile der Trägerrakete sind in Vernon eingetroffen, insbesondere die von SABCA (Belgien) gebaute Multi-Engine Bay (MEB), welche die drei Prometheus®Triebwerke aufnehmen wird, und die von APCO Technologies (Schweiz) gelieferte Flight Control Bay (FCB), die hauptsächlich die Avionikgeräte beherbergen wird.

Die Themis-Stufe selbst hat im Laufe des Sommers wichtige Fortschritte gemacht.

Auch die Themis-Landebeine haben ihre ersten Einsatztests durchlaufen. Die vom Schweizer Unternehmen Almatech für ArianeGroup gebauten Füße sind darauf ausgelegt, die Rückkehr der Hauptstufe zur Erde zu unterstützen.

Die Themis-Treibstofftanks durchlaufen in Vernon derzeit eine Testserie zur Validierung der Unterbaugruppen für den Flug. Die Struktur für die beiden Tanks auf einem gemeinsamen Sockel ist eine der Hauptkomponenten der Trägerrakete. Die Kampagne umfasst mehrere Betankungstests mit flüssigem Sauerstoff (-183°C) und flüssigem Methan (-160°C). Der Erfolg dieser Tests ist ein wichtiger Schritt, um vor den Flugtests den Betrieb und das Verhalten der Tanks zu überprüfen.

Alle in Vernon durchgeführten Tests werden im Rahmen der Verträge zwischen der ESA und ArianeGroup zur Entwicklung der Demonstratoren Prometheus® und Themis durchgeführt. Nach dem erfolgreichen Abschluss der verschiedenen Testkampagnen wird die Themis-Hauptstufe am ArianeGroup-Standort Les Mureaux integriert und für die Flugtests vorbereitet.

Anschließend wird der Demonstrator für die Flugerprobung nach Schweden gebracht, um die sogenannten Hop-Tests durchzuführen, die im Esrange Space Centre in Kiruna im Rahmen des EU-Projekts SALTO (Horizon Europe) stattfinden.

Über ArianeGroup
ArianeGroup ist Hauptauftragnehmer für zivile und militärische Trägerraketen-Systeme und verantwortlich für die Entwicklung und den gesamten Produktionsablauf der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, die von ihrer Tochtergesellschaft Arianespace vermarktet und betrieben werden. Außerdem ist sie für die Entwicklung, den Bau, die Integration und die Wartung der Raketen der französischen See-Streitkräfte zur nuklearen Abschreckung zuständig. Als weltweit anerkannter Spezialist für innovative und wettbewerbsfähige Lösungen beherrscht ArianeGroup die ganze Palette der fortschrittlichsten Antriebstechnologien und Anwendungen in der Raumfahrt. Über ihre Tochtergesellschaften stellt sie anderen Industriezweigen ihre Fachkompetenz in Ausrüstung, Service, Weltraumüberwachung und sicherheitsrelevanten Infrastrukturen zur Verfügung. ArianeGroup ist ein 50:50-Joint Venture von Airbus und Safran und beschäftigt mehr als 8.000 hochqualifizierte Mitarbeiter in Frankreich und Deutschland. Der konsolidierte Umsatz der Gruppe im Jahr 2022 belief sich auf 2,4 Milliarden Euro.

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• Prometheus + Callisto

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Quelle: ArianeGroup 23. Juni 2023.

Vernon, 23. Juni 2023 – Am 22. Juni 2023 haben die Teams der ArianeGroup am Standort Vernon erfolgreich den letzten Test der Kampagne zur Zündung des wiederverwendbaren Prometheus®-Triebwerks mit dem Demonstrator der wiederverwendbaren Stufe Themis als Prüfstand durchgeführt. Das Triebwerk lief für eine Dauer von zwölf Sekunden.

Prometheus® und Themis sind Programme der europäischen Weltraumorganisation ESA, für die ArianeGroup der Hauptauftragnehmer ist. Die Testreihe konnte dank der Unterstützung durch das französische Konjunkturförderprogramm France Relance⁽¹⁾ durchgeführt werden, bei dem CNES für den Betrieb der Raumfahrtkomponente zuständig ist.

„Der erfolgreiche Abschluss der Testkampagne stellt einen ersten konkreten Schritt in der Entwicklung von in Europa hergestellten wiederverwendbaren Trägerraketen dar. Vor allem der vollständige Test des Prometheus®-Triebwerks, der direkt auf dem Demonstrator der wiederverwendbaren Stufe Themis durchgeführt wurde, wurde mit Spannung erwartet, da er einen sehr vielversprechenden Weg zur Vorbereitung der zukünftigen Familie europäischer Trägerraketen eröffnet. Dieser Test in Vernon wurde durch die enge Zusammenarbeit zwischen den Teams von ArianeGroup, ESA und CNES und mit der Unterstützung von France Relance ermöglicht“, erklärte Martin Sion, Executive Chairman der ArianeGroup.

Prometheus® wird von ArianeGroup zusammen mit ihren europäischen Partnern entwickelt und ist ein Triebwerk einer neuen Generation, das wiederverwendbar ist und über eine hohe Schubkraft (100 Tonnen) verfügt. Es wird mit flüssigem Sauerstoff (LOX) und flüssigem Methan (LCH₄) betrieben. Im Laufe der Testserie wird das Prometheus®-Triebwerk auf Themis als Prüfstand getestet. Die erfolgreiche Zündung von Prometheus® ist in dieser Triebwerksklasse eine Premiere in Europa. Für diesen Testlauf verwendet ArianeGroup Biomethan als Treibstoff und unterstreicht damit die Absicht, in der Innovation umweltfreundlicher Technologien eine Vorreiterrolle zu spielen.

Die Fortsetzung der Prometheus®-Themis-Tests auf dem PF20-Prüfstand in Vernon wird die Arbeitsweise des Triebwerks und der Stufe für ein erweitertes Missionsprofil veranschaulichen. Die Tests des Prometheus®-Triebwerks werden Ende 2023 auf dem Prüfstand am DLR-Standort Lampoldshausen in Deutschland fortgesetzt.

Nach dem Vorbild des „Ariane 6 Users Club“ wird ArianeGroup zudem in Kürze den „Prometheus® Users Club“ gründen. Damit beginnt die Vermarktung von Prometheus® an alle interessierten Akteure in Europa.

Themis ist ein Demonstrator für eine wiederverwendbare Raketenstufe, bei dem ArianeGroup die Federführung hat. Zwei Jahre nach Unterzeichnung des Vertrags mit der ESA über die erste Phase von Themis stellt diese erste Testkampagne in Kombination mit dem Prometheus®-Triebwerk einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung des Projekts dar. Sie bildet die Basis für die nächste Testkampagne, die im Rahmen des Programms Horizon Europe der Europäischen Union (Projekt SALTO) im schwedischen Kiruna stattfinden wird.

Das Prometheus®-Triebwerk und die wiederverwendbare Raketenstufe Themis sind Kernelemente der europäischen Strategie zur Entwicklung künftiger Trägerraketen.

Über ArianeGroup
ArianeGroup ist Hauptauftragnehmer für zivile und militärische Trägerraketen-Systeme und ist für die Entwicklung und den gesamten Produktionsablauf der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6 verantwortlich, die von ihrer Tochtergesellschaft Arianespace vermarktet und betrieben werden. Sie ist auch für die Entwicklung, den Bau, die Integration und die Wartung der Raketen der französischen See-Streitkräfte zur nuklearen Abschreckung zuständig. Als weltweit anerkannter Spezialist für innovative und wettbewerbsfähige Lösungen beherrscht ArianeGroup die ganze Palette der fortschrittlichsten Antriebstechnologien und Anwendungen in der Raumfahrt. Über ihre Tochtergesellschaften stellt sie anderen Industriezweigen ihre Fachkompetenz in Ausrüstung, Service, Weltraumüberwachung und sicherheitsrelevanten Infrastrukturen zur Verfügung. Die Unternehmensgruppe wird zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehalten und beschäftigt mehr als 8000 hochqualifizierte Mitarbeiter in Frankreich und Deutschland. Der konsolidierte Umsatz der Gruppe belief sich in 2022 auf 2,4 Milliarden Euro.

⁽¹⁾ Vertrag vom 12. Januar 2021 zwischen CNES und ArianeGroup im Rahmen der Raumfahrtkomponente des Programms France Relance über die Tests von Prometheus® am Standort Vernon.

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Quelle: Universität Waterloo; 16. August 2022.

Simulationen sagten voraus, dass sich hinter dem diffusen orangefarbenen Leuchten ein dünner, heller Lichtring verbergen sollte, der von Photonen erzeugt wird, die durch die starke Schwerkraft um die Rückseite des Schwarzen Lochs geschleudert werden.

Ein Forscherteam unter der Leitung des Astrophysikers Avery Broderick verwendete ausgeklügelte Bildgebungsalgorithmen, um die Originalbilder des supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 im Wesentlichen „neu zu mastern“.

„Wir haben die Scheinwerfer ausgeschaltet, um die Glühwürmchen zu sehen“, so Broderick, der am Perimeter Institute und an der University of Waterloo lehrt. „Wir konnten etwas Tiefgreifendes tun – wir konnten eine fundamentale Signatur der Schwerkraft um ein Schwarzes Loch herum auflösen.“

Indem man Elemente des Bildmaterials im Wesentlichen „abschält“, so Mitautor Hung-Yi Pu, Assistenzprofessor an der National Taiwan Normal University, „kann man die Umgebung des Schwarzen Lochs klar erkennen.“

Um dies zu erreichen, setzte das Team einen neuen Bildgebungsalgorithmus innerhalb des Event Horizon Telescope (EHT)-Analysesystems THEMIS ein, um das ausgeprägte Ringmerkmal aus den ursprünglichen Beobachtungen des Schwarzen Lochs M87 zu isolieren und zu extrahieren – und um den verräterischen Fußabdruck eines starken Jets zu erkennen, der vom Schwarzen Loch nach außen schießt.

Die Ergebnisse der Forscher bestätigen sowohl theoretische Vorhersagen als auch neue Wege zur Erforschung dieser mysteriösen Objekte, von denen man annimmt, dass sie sich im Herzen der meisten Galaxien befinden.

Schwarze Löcher galten lange Zeit als unsichtbar, bis Wissenschaftler sie mit einem weltumspannenden Netz von Teleskopen, dem EHT, aus ihrem Versteck lockten. Mit Hilfe von acht Observatorien auf vier Kontinenten, die alle auf dieselbe Stelle am Himmel gerichtet und mit Nanosekunden-Taktung miteinander verbunden sind, beobachteten die EHT-Forscher 2017 zwei Schwarze Löcher.

Die EHT-Kollaboration enthüllte 2019 zunächst das supermassive Schwarze Loch in M87 und dann 2022 das vergleichsweise kleine, aber turbulente Schwarze Loch im Herzen unserer eigenen Milchstraßengalaxie, das Sagittarius A* (oder Sgr A*) genannt wird. Supermassive schwarze Löcher befinden sich im Zentrum der meisten Galaxien und vereinen eine unglaubliche Menge an Masse und Energie auf kleinem Raum. Das Schwarze Loch M87 zum Beispiel ist zwei Billiarden Mal (das ist eine Zwei gefolgt von 15 Nullen) massereicher als die Erde.

Das Bild von M87, das die Wissenschaftler 2019 vorstellten, war ein Meilenstein, aber die Forscher waren der Meinung, dass sie das Bild schärfen und neue Erkenntnisse gewinnen könnten, wenn sie intelligenter und nicht härter arbeiten würden. Sie wendeten neue Softwaretechniken an, um die ursprünglichen Daten aus dem Jahr 2017 zu rekonstruieren, um nach Phänomenen zu suchen, die nach Theorien und Modellen unter der Oberfläche lauern sollten. Das neue, resultierende Bild zeigt den Photonenring, der aus einer Reihe von immer schärferen Unterringen besteht, die das Team dann übereinanderlegte, um das vollständige Bild zu erhalten.

„Der Ansatz, den wir verfolgten, bestand darin, unser theoretisches Verständnis davon, wie diese schwarzen Löcher aussehen, zu nutzen, um ein maßgeschneidertes Modell für die EHT-Daten zu erstellen“, sagte Dominic Pesce, ein Teammitglied am Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. „Dieses Modell zerlegt das rekonstruierte Bild in die beiden Teile, die uns am meisten interessieren, so dass wir beide Teile einzeln untersuchen können, anstatt sie miteinander zu vermischen.“

Das Ergebnis war möglich, weil der EHT im Kern ein „Recheninstrument“ ist, so Broderick, der den Delaney Family John Archibald Wheeler Chair am Perimeter innehat. „Es ist genauso abhängig von Algorithmen wie von Stahl. Modernste algorithmische Entwicklungen haben es uns ermöglicht, wichtige Merkmale des Bildes zu untersuchen und den Rest in der nativen Auflösung des EHT darzustellen.“

Die Ergebnisse der Forscher wurden am 16. August in The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Kontakt
Ryon Jones
Universität von Waterloo
rnjones@uwaterloo.ca

Mike Braun
Perimeter-Institut für Theoretische Physik
mbrown@perimeterinstitute.ca

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• Schwarze Löcher

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Quelle: ArianeGroup 4. Juli 2022.

Vernon, 4. Juli 2022 – Im Rahmen einer Ausschreibung der Europäischen Kommission und als Teil des Innovationsförderungsprogramms Horizon Europe hat ArianeGroup den Zuschlag für zwei besonders ambitionierte Schlüsselprojekte erhalten, die die Entwicklung von wiederverwendbaren und umweltverträglichen Trägerraketen in Europa beschleunigen soll.

ArianeGroup wird die Leitung der Projekte SALTO und ENLIGHTEN übernehmen und dabei zahlreiche wissenschaftliche und industrielle Partner sowie innovative Start-ups einbeziehen.

„Diese Initiative der Europäischen Kommission wird es uns ermöglichen, die Entwicklung der ersten europäischen wiederverwendbaren und umweltfreundlichen Trägerraketen zu beschleunigen, indem wir unser gesammeltes Fachwissen mobilisieren und das Know-how von Industrie, Forschungsinstituten und innovativen Start-ups zusammenführen“, sagte André-Hubert Roussel, CEO der ArianeGroup. „Nach der konsequenten Unterstützung der Europäischen Weltraumorganisation ESA bei den Demonstratoren Prometheus und Themis für wiederverwendbare Triebwerke und Stufen ist dieser zusätzliche Schub der Europäischen Kommission bei der Finanzierung ehrgeiziger Projekte ein starkes Signal für Europas souveränen Zugang zum Weltraum.“

SALTO steht für „reuSable strAtegic space Launcher Technologies & Operations“ und wird es innerhalb von zwei Jahren erlauben, die vertikale Landung des Prototyps einer wiederverwendbaren Raketenstufe zu testen. Das Projektbudget beträgt 39 Millionen Euro.

SALTO bezweckt insbesondere die Validierung des Landevorgangs, der für die Wiederverwendbarkeit einer Trägerrakete von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Schritt ist von besonderer Komplexität und erfordert einen breit angelegten Lernprozess und Praxistests, mit denen Europa die Beherrschung dieser Technologie vorantreiben kann. Der zukünftige Launcher ist so konzipiert, dass er diverse, von ArianeGroup und seinen Partnern entwickelte Technologien zum Einsatz bringt und es erlauben wird, noch ehrgeizigere Demonstrationen vorzubereiten und die hohe Schubkraft realer Weltraumstarts abzubilden.

Das SALTO-Projekt enthält ein vollwertiges Flugmodell, das vom Standort Kiruna in Schweden aus eine Reihe von Flügen in niedriger Höhe durchführen wird. Die Vorbereitung dieser Tests erfolgt im Verein mit dem Themis-Programm der ESA für eine wiederverwertbare Stufe, bei dem ArianeGroup die Leitung hat, und in Ergänzung zum Callisto-Projekt, das von den Weltraumagenturen Frankreichs (CNES), Deutschlands (DLR) und von Japan (JAXA) getragen wird. Das Entwicklungsprogramm Agile soll helfen, mit den Flugtests die Technologien zur Marktreife zu bringen.

Im Rahmen von SALTO koordiniert ArianeGroup ein Konsortium von 26 Partnern aus zwölf Ländern, bestehend aus:

• Industrie: MT Aerospace, ArianeGroup GmbH, Safran Data System, Safran Electronics & Defense, Avio S.p.A., Sabca, Thales Alenia Space Belgium S.A., GTD Sistemas de Informacion S.A., GMV Aerospace and Defence S.A., Deimos Engineering and Systems S.L.U., Sener TAFS SAU, Swedish Space Corporation, Amorim Cork Composites A
• Forschungsinstituten: DLR, CNES, ONERA, IRT Jules Verne, INCAS
• innovativen Start-ups: ETAEM, ID-Services, Shark Robotics SARL, G.L. Electronics s.r.o., SIA WIT Berry, Realtime Technologies Ltd, SpaceForest sp. z o.o.

ENLIGHTEN steht für „European INitiative for Low cost, Innovative & Green High Thrust Engine“. Es setzt das Entwicklungsprogramm Prometheus fort und soll fortschrittliche Technologien für die Produktion und den Betrieb wiederverwendbarer Raketentriebwerke entwickeln und testen. Das Projektbudget beträgt 17,4 Millionen Euro.

ENLIGHTEN unterstützt die Initiativen im Bereich neuer Antriebssysteme, mit denen die ESA ArianeGroup betraut hat, um eine Familie wiederverwendbarer Hochleistungstriebwerke auf Basis von Biomethan oder grünem Wasserstoff zu bauen. Diese Motoren sollen ab 2030 die Familie zukünftiger europäischer Trägerraketen antreiben.

Dabei geht es vor allem darum, Schlüsseltechnologien für Raketentriebwerke wie etwa zusätzliche Fertigungstechnologien oder künstliche Intelligenz zu entwickeln, die für die Funktionskontrolle (das Monitoring) und die Wartung wiederverwendbarer Triebwerke wichtig sind.

Das ENLIGHTEN-Konsortium unter Leitung von ArianeGroup besteht aus 18 Partnern aus acht Ländern (Deutschland, Österreich, Belgien, Estland, Frankreich, Niederlande und Portugal) und setzt sich folgendermaßen zusammen:

• Industrie: ArianeGroup GmbH, Avio S.p.A., APP, ADIRA Metal Forming Solutions
• Forschungsinstitute und Universitäten: DLR, Fraunhofer, IREPA, KU Leuven, Onera, Silicon Austria Labs
• mittelständische Unternehmen und Startups: Aiko, Areelis, AZO, Edgise, Erneo, Laser Cladding Venture, Proekspert.

Über ArianeGroup
ArianeGroup, Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, ist für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die vollständige Fertigung bis hin zu Vermarktung und Betrieb über sein Tochterunternehmen Arianespace. ArianeGroup beschäftigt ca. 7000 hochqualifizierte Mitarbeiter in Frankreich und Deutschland und ist ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Das Unternehmen ist zudem Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, Services und Weltraumüberwachung. Ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen und in der kritischen Infrastruktur Anwendung. Der Konzernumsatz betrug im Jahr 2021 rund 3,1 Milliarden Euro.

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• ArianeGroup

Der Beitrag ArianeGroup soll Entwicklung moderner Trägerraketen vorantreiben erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ArianeGroup.

Paris – Anlässlich des Besuchs des französischen Staatspräsidenten Emmanuel Macron und des Ministers für Wirtschaft, Finanzen und Aufschwung Bruno Le Maire sowie des Ministers für die Überseegebiete Sébastien Lecornu am ArianeGroup Standort in Vernon unterzeichneten André-Hubert Roussel, CEO von ArianeGroup und Jean-Yves Le Gall, Präsident der französischen Raumfahrtbehörde CNES, ein Abkommen zur Vorbereitung der Tests des neuen Triebwerks Prometheus. Diese finden dann am Standort in der Normandie statt. Das Projekt Prometheus wurde im Jahr 2015 von der CNES und ArianeGroup ins Leben gerufen. Es handelt sich hierbei um einen Demonstrator für ein kosteneffizientes, wiederverwendbares Triebwerk. Es kostet letztendlich nur ein Zehntel des Preises des derzeitigen Vulcain-2-Triebwerks der Ariane 5. Es ist vorgesehen, die Trägerraketen der Zukunft, also die Nachfolger der Ariane 6 und der Vega-C, mit Prometheus-Triebwerken auszurüsten.

Das am 12. Januar unterzeichnete Abkommen zielt auf eine Konsolidierung der Entwicklung von Prometheus ab. Insbesondere steht die Durchführung von Tests am Standort Vernon ab 2021 im Fokus. Die Finanzierung erfolgt im Rahmen der Weltraumkomponente von France Relance, das französische Förderprogramm zur Konjunkturbelebung, in dem auch spezifische Mittel für die Ariane 6 sowie weitere zweckgebundene Investitionen zum Ausbau der Kapazitäten am Standort von ArianeGroup in Vernon vorgesehen sind. Die CNES fungiert hierbei im Namen des französischen Staates als ausführende Einheit.

Das Abkommen soll dem Erstarken des weltweiten Raumfahrt-Wettbewerbs Rechnung tragen, und die Rolle Frankreichs auf dem Gebiet der Flüssigstoffantriebe forciert werden. Ziel ist es, den Zeitplan für Prometheus voranzutreiben und die ersten Tests am Standort Vernon bereits ab Ende 2021 durchzuführen. Das Programm France Relance sieht außerdem Investitionen zur Unterstützung von Diversifizierungsprojekten im Bereich der Wasserstofftechnologien am Standort Vernon vor.

Das Prometheus-Triebwerk ist ein zentrales Element der europäischen Strategie zur Entwicklung zukünftiger Trägerraketen: Prometheus soll als wiederverwendbares Triebwerk beim Demonstrator Themis und später bei der neuen Familie von europäischen Trägerraketen – also den Nachfolgern der Ariane 6 und der Vega-C – eingesetzt werden. Prometheus wurde 2016 als europäisches Projekt in das Programm zur Vorbereitung künftiger Trägerraketen (Future Launchers Preparatory Programme – FLPP) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) aufgenommen. An dem Projekt sind acht Länder beteiligt: Deutschland, Österreich, Belgien, Frankreich, Italien, die Niederlande, Schweden und die Schweiz. Die ESA hat ArianeGroup den Auftrag für die erste Entwicklungsphase von Themis erteilt, wobei vor allem auf ArianeWorks, dem von der CNES und ArianeGroup ins Leben gerufenen Innovation-Accelerators, gesetzt wird.

Über ArianeGroup
ArianeGroup entwickelt und liefert innovative und wettbewerbsfähige Lösungen für zivile und militärische Trägerraketen mit den modernsten Antriebstechnologien. Der Konzern ist als Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketenfamilien Ariane 5 und Ariane 6 für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die gesamte Produktionskette bis hin zur Vermarktung über sein Tochterunternehmen Arianespace. Zudem ist ArianeGroup Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen Anwendung. ArianeGroup ist ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Mit circa 9.000 hochqualifizierten Mitarbeitern in Frankreich und Deutschland erzielte der Konzern 2019 einen Umsatz von 3,1 Milliarden Euro.

Über die CNES
Die französische Raumfahrtbehörde CNES unterbreitet den staatlichen Stellen das Konzept der französischen Raumfahrtpolitik und setzt diese in Europa um. Sie konzipiert die Satelliten von morgen und entwirft die Raumfahrtsysteme der Zukunft, sie fördert die Entstehung neuer Dienste, die im Alltag von praktischem Nutzen sind.
Die 1961 gegründete CNES hat die Impulse für die großen Raumfahrt-, Trägerraketen- und Satellitenprogramme geliefert und ist der logische Ansprechpartner der Industrie bei der Förderung der Innovation. Die CNES arbeitet an einer Vielzahl von Nutzungsmöglichkeiten in den fünf Bereichen Ariane, Forschung, Beobachtung, Telekommunikation und Verteidigung. Die CNES ist ein wesentlicher Faktor der technologischen Forschung, der wirtschaftlichen Entwicklung und der Industriepolitik Frankreichs. Sie schließt Forschungspartnerschaften und engagiert sich in zahlreichen internationalen Kooperationen.
Vertreten durch die CNES leistet Frankreich den größten Beitrag zur Europäischen Weltraumorganisation (ESA), die im Auftrag ihrer 22 Mitgliedstaaten für die europäische Raumfahrtpolitik verantwortlich ist.

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• Prometheus + Callisto

Der Beitrag Vertrag für Prometheus-Tests unterzeichnet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ArianeGroup.

Paris – Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat der ArianeGroup den Auftrag für die erste Phase der Entwicklung des Themis Demonstrators – einer wiederverwendbaren Trägerraketenstufe – erteilt. Der Vertrag mit einem Volumen von 33 Millionen Euro wurde an die ArianeGroup vergeben. Er ist das Ergebnis der Vorbereitungsarbeiten von ArianeWorks, einem von der französischen Raumfahrtagentur CNES und ArianeGroup ins Leben gerufenen „Innovation Accelerators“. Themis ist mit dem Triebwerk Prometheus ausgestattet und ermöglicht künftig die Entwicklung kostengünstiger und wiederverwendbarer Trägerraketen in Europa.

ArianeGroup hat von der Europäischen Weltraumorganisation einen Auftrag über ein Volumen von 33 Millionen Euro für die erste Phase der Entwicklung von Themis erhalten. Themis ist ein Demonstrator für eine wiederverwendbare Raketenstufe. Der Antrieb von Themis soll über Prometheus erfolgen, dem in der Entwicklung befindlichen ESA Programm Demonstrator für ein besonders kosteneffizientes Triebwerk. Das Projekt, mit dessen Entwicklung ArianeWorks betraut wurde, soll die technische Leistungsfähigkeit Europas im Bereich Wiederverwendbarkeit demonstrieren. Die ESA-Mitgliedstaaten können ab 2022 auf dieser Grundlage entscheiden, welches Trägerraketenangebot für Europa ab 2030 hinaus in Frage kommt.

„In einem internationalen Umfeld, in dem die großen Raumfahrtnationen massiv in ihre Startsysteme investieren und die Entwicklung der Technologien vom Geiste des Wettbewerbs oder gar von Vormachtsbestrebungen bestimmt wird, ist der Fortbestand des europäischen Zugangs zum Weltraum mehr denn je von strategischer Bedeutung. Wir müssen daher unbedingt bereits jetzt die Technologien entwickeln, die in den Trägerraketen der nächsten Jahrzehnte zum Einsatz kommen werden, und dieser erste Vertrag für die Entwicklung eines Demonstrators einer wiederverwendbaren Raketenstufe ist ein wichtiger Schritt auf diesem Weg“, erklärte André-Hubert Roussel, CEO von ArianeGroup „Themis soll die Validierung und Entwicklung besonders kostengünstiger Trägerraketenlösungen ermöglichen und wird mit Prometheus ausgestattet sein, einem Triebwerksdemonstrator, der sowohl mit einem Flüssigsauerstoff/Methan-Gemisch als auch mit einem Sauerstoff/Flüssigwasserstoff-Gemisch betrieben werden kann. Der Demonstrator leistet damit einen Beitrag zur Energiewende und ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer umweltverträglicheren Trägerraketenindustrie.“

Prometheus ist ein sehr kostengünstiges und potenziell wiederverwendbares Triebwerk. Der erste Prototyp befindet sich aktuell in der Produktion. Die Entwicklung im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation erfolgt an den ArianeGroup-Standorten Ottobrunn in Bayern und Vernon in der Normandie. Die Erprobung soll dann am DLR-Standort Lampoldshausen in Baden-Württemberg stattfinden.

Prometheus, das unter der ESA Schirmherrschaft entwickelt wird, dient als Wegbereiter für die zukünftigen Triebwerke der europäischen Trägerraketen. Ab 2025 ist ein Einsatz bei einer späteren Ausführung der Ariane 6 möglich. Das System ist so ausgelegt, dass die Landung einer Raketenstufe durch Rücktrieb möglich wäre. Es handelt sich daher um einen wichtigen Technologiebaustein für die Entwicklung von Themis.

Das Themis-Programm ist die erste vielseitig verwendbare Entwicklung, die in der europäischen Raumfahrtindustrie auf breiter Front zum Einsatz kommt. Die in weniger als einem Jahr im Rahmen des Innovation Accelerators ArianeWorks (Kooperation der ArianeGroup und der CNES) abgeschlossene Vorentwicklung wurde bei der ESA-Ministerratskonferenz „Space 19+“ validiert. Themis ist der schnellste Weg zur Erprobung aller Technologiebausteine, die für die Wiederverwendung einer kompletten Raketenhauptstufe erforderlich sind. Ein erster Test-Raketentank in Originalgröße ist bereits im historischen Testbereich PF20 in Vernon aufgebaut, wo schon die Ariane 1 erprobt wurde.

Zum Themis-Team zählen bereits jetzt Industrieunternehmen aus Frankreich, Schweden, Belgien und der Schweiz. In den kommenden Monaten, wenn die Vorbereitung der nächsten Phasen beginnt, werden weitere europäische Partner folgen. Ab 2023 sind Suborbital-Flugtests am Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana geplant.

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• Prometheus + Callisto

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Quelle: ArianeGroup.

Kreativität, Zusammenarbeit und Schnelligkeit für die Konkretisierung der Projekte
17. Juli 2020 – Um die Roadmap künftiger europäischer Trägerraketen zu beschleunigen, wurde im Februar 2019 ArianeWorks ins Leben gerufen. Insbesondere ging es dabei um den Demonstrator einer wiederverwendbaren Stufe, Themis. Nun beginnt eine neue Phase mit der Konkretisierung der geplanten Projekte.

Weniger als ein Jahr nach der Gründung von ArianeWorks konnte es bei der Ministerkonferenz der Europäischen Weltraumorganisation ESA im 2019 mit der Vertrauenswürdigkeit des Themis-Projekts überzeugen. Soeben wurde die Fortsetzung der Arbeiten genehmigt, während man auf den Abschluss eines ersten Entwicklungsvertrags wartet.

Dank dieser ersten Unterstützung der ESA konnte ArianeWorks seine Leistung bei der Entwicklung von Themis hochfahren und bereitet die ersten Tests mit dem Prometheus-Demonstrator für ein Triebwerk der neuen Generation ab 2021 vor.

Das Team hat sich für seine ersten Tests am französischen Standort Vernon von ArianeGroup eingerichtet, wo es verschiedene Tankkonfigurationen und Operationen testet. Die ersten Exemplare wurden in den letzten Wochen bereits in der historischen Testzone „PF20“ installiert.

Mit dem Demonstrator Themis soll es möglich sein, Lösungen sehr kostengünstig zu validieren. Gleichzeitig soll er zur Energietransformation der Trägerraketenindustrie beitragen, um sie völlig umweltfreundlich zu machen: Biokraftstoff, Sanierung der Infrastruktur, sauberer Transport usw..

Während dieser innovativen 18 Monate wurde die vom CNES und ArianeGroup ins Leben gerufene Initiative auf fünf Industriepartner ausgeweitet, die Ideen, Innovationen und Know-how für Themis einbringen. (Die Integration weiterer Mitglieder in diesem Sommer wird bereits vorbereitet).

Mehrere experimentelle Umsetzungen in diesem Zeitraum haben die Ideenfindung für Themis beschleunigt. Häufig waren dynamische Organisationen (KMU oder Start-ups) außerhalb des Raumfahrtsektors daran beteiligt: drahtlose Avionik, kostengünstiger Wärmeschutz, Einsatz von Robotern für die verschiedenen Operationen usw..

Diese Ideen werden jetzt in das größere Testprogramm aufgenommen, das im Auftrag der ESA anläuft.

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• ArianeGroup

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Quelle: ArianeGroup.

Vor einem Jahr haben ArianeGroup und die französische Raumfahrtagentur CNES die Gründung von ArianeWorks besiegelt. Was wurde in diesen ersten 12 Monaten erreicht? Und wie wird die Zukunft aussehen?

12 Monate Zusammenarbeit

ArianeWorks unterstützt eine neue Art der Partnerschaft. Für die Zukunft unserer Trägerraketen streben wir gemeinsam mit externen Partnern nach Innovation und setzen dabei vor allem auf Zusammenarbeit und Schnelligkeit. Ziel ist insbesondere die Entwicklung von Themis, dem Demonstrator für eine wiederverwendbare und kostengünstige Stufe.

Innerhalb weniger Monate konnte das Team erste Entwürfe präsentieren: eine 30 m hohe Rakete mit Biomethanantrieb und drei Prometheus-Triebwerken der neuen Generation.

Seit der Gründung von ArianeWorks sind zahlreiche Unternehmen auf der ganzen Welt dem Ruf gefolgt und beteiligen sich an der Entwicklung. Heute tragen fünf Industriepartner mit ihren Ideen, innovativer Technologie und Know-how zu Themis bei: ONERA, APCO Technologies SA (Schweiz), ADF-LATESYS, RUAG (Schweiz), SABCA (Belgien).

Darüber hinaus arbeitet ArianeWorks mit zahlreichen Start-ups zusammen.

So sind etwa dem Berliner Start-up R3Communication Experimente zur drahtlosen Kommunikationstechnik zu verdanken. Ein weiteres Beispiel ist die OpenSpaceMakers-Plattform, wo die „Makers“-Community zusammengeführt wird, um konkrete Projekte umzusetzen. Und nicht zuletzt soll auch das junge Unternehmen myCTO aus der Île-de-France erwähnt werden, das den Prototyp eines Rückholsystems für wiederverwendbare Raketen entwickelt hat.

Nach nur 8 Tagen Arbeit an vertraglichen Vereinbarungen wurde innerhalb von drei Monaten ein Prototyp im Maßstab eines kleinen Demonstrators entworfen.

Entwickelt wird er von Planète Sciences und Polyvionics unter Beteiligung der technischen Universität von Cachan sowie Innovlab. ArianeWorks und myCTO haben in diesem Jahr die Gelegenheit genutzt, ihre Erfahrungen mit dieser neuen Form der Partnerschaft auf verschiedenen Messen zu präsentieren. Eine einzigartige Erfolgsgeschichte, die die Vielfalt und die Ressourcen des Ökosystems Ariane veranschaulicht.

Ende 2019 schließlich wurde ein wichtiger Meilenstein erreicht: die Europäische Weltraumorganisation ESA und ihre Mitgliedstaaten konnten von Themis überzeugt werden. Bei der Konferenz von Sevilla wurde ein Anfangsbudget von 35 Millionen Euro bereitgestellt.

Zukünftige Expansion

Heute feiert ArianeWorks sein einjähriges Bestehen und hat keineswegs an Dynamik verloren: Die Zusammenarbeit mit der ESA läuft und die Herstellung der ersten Teile für Betankungstests im Jahr 2020 hat bereits begonnen. Gleichzeitig wird das Teamformat an diese neue Herausforderung angepasst und es wird bereits nach neuen Talenten und Partnerschaften gesucht.

Und auch die Technik schreitet voran: In Vernon (Frankreich) wird gerade ein Tank im Maßstab 1:1 installiert, um Schnittstellen zu validieren, Prozesse zu entwickeln und Konzepte zu testen. Wir fühlen uns dabei ganz an die Anfänge von ArianeGroup erinnert, denn die Tests werden an dem historischen PF20-Standort stattfinden, auf dem gleichen Gelände wie die Tests für die Ariane 1.

Und auch weiterhin wartet ein spannendes Programm auf ArianeWorks: Verfahren zur Verbindung/Trennung per Roboter in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen SharkRobotics, Messungen unter Verwendung von Funktionsfarben, Glasfasernetzwerke zur Messung von Schäden an der Trägerrakete, um nur ein paar der Projekte zu nennen.

Nach nur einem Jahr sind zahlreiche Innovationsmöglichkeiten zu erkennen, die den Bau der Trägerraketen der Zukunft weiter beschleunigen. ArianeWorks ist auf dem richtigen Weg und seine Geschichte beginnt gerade erst.

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• ArianeGroup

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Quelle: ArianeGroup.

Paris, 17. September 2019 – ArianeWorks, die Anfang 2019 von CNES und ArianeGroup ins Leben gerufene und in Pilotprojekten bereits aktive Beschleunigungs- und Innovationsplattform, entwickelt sich weiter. Mit ONERA tritt ein zentraler Akteur der Luft-und Raumfahrtforschung und wichtiger Partner bei der Entwicklung des Ariane-Sektors der Initiative bei.
Dank dieser Partnerschaftsvereinbarung kann ArianeWorks nun bei ihren Projekten auf die Erfahrung und das Wissen der französischen Luftfahrtforschungsorganisation zurückgreifen, insbesondere in den Bereichen Structural Health Monitoring und Aerothermodynamik.

Zwei Ingenieure von ONERA gehören jetzt auch zu der Plattform für Systementwicklung und bringen die herausragenden Kompetenzen und Fertigkeiten des Forschungszentrums für alle kommenden Aktivitäten und Herausforderungen mit. Dieses Wissen wird in die Konzeption von THEMIS einfließen, einem Demonstrator für eine kostengünstige, wiederverwendbare Raketenstufe. Es ist das zentrale Projekt von ArianeWorks und dient der Vorbereitung zukünftiger Weiterentwicklungen der Ariane.

Seit drei Monaten läuft bei der ArianeGroup die Vorplanung zu THEMIS parallel zu den Tests von PROMETHEUS, dem Triebwerk der neuen Generation, mit dem der Demonstrator ausgestattet werden soll. Zugleich entwickeln die CNES und das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt DLR mit einem dritten internationalen Partner die Versuchsrakete CALLISTO, die in verschiedenen Bereichen technologisches Neuland erschließt.

Auf Veranlassung von ArianeWorks wurden mehrere Experimente durchgeführt, um wichtige Innovationen im Rahmen des THEMIS-Projekts zu evaluieren und zu beschleunigen. Schon im November soll es der Ministerkonferenz der Europäischen Weltraumorganisation ESA präsentiert werden.

ArianeWorks ist eine Beschleunigungsplattform, die an den zukünftigen Generationen der europäischen Trägerraketen arbeitet. Sie setzt sich zusammen aus einem Team von etwa fünfzehn begeisterten Entwicklern, die große Freiheit genießen und gleichzeitig vom außergewöhnlichen Know-how und den Kapazitäten von CNES und ArianeGroup profitieren. Die Plattform ist völlig offen für jede neue, fruchtbare Mitarbeit mit neuen Akteuren, insbesondere innovativen Start-ups, Labors, KMU und Industrieunternehmen.

Über ArianeWorks
ArianeWorks ist eine Innovationsplattform, die von CNES und ArianeGroup ins Leben gerufen wurde, um die Entwicklung der zukünftigen Generationen der europäischen Trägerraketen zu beschleunigen. Sie besteht aus einem vollständig integrierten, extrem flexiblen Projektteam, dessen weitgehend unabhängige Arbeit auf revolutionäre Ansätze und flexible Verfahren setzt. Die Initiative agiert wie ein Start-up, was eine dynamische Steuerung der Vorprojekte ermöglicht, kann aber auf die Unterstützung der Teams von ArianeGroup und CNES zählen. ArianeWorks ist insbesondere für die Entwicklung von THEMIS zuständig, einem Demonstrator für eine kostengünstige, wiederverwendbare Raketenstufe.

Über ONERA
ONERA ist Frankreichs zentraler Akteur auf dem Gebiet der Luft-und Raumfahrtforschung und beschäftigt rund 2.000 Mitarbeiter. Es ist dem französischen Verteidigungsministerium unterstellt und verfügt über ein Budget von 235 Millionen Euro, mehr als die Hälfte davon entstammt kommerziellen Aufträgen. Als staatliche Einrichtung bereitet ONERA die künftige Verteidigung vor, reagiert auf die kommenden Herausforderungen in der Luft-und Raumfahrt und unterstützt die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Luft- und Raumfahrtindustrie. Das Forschungszentrum ist in allen Disziplinen und Technologien dieses Bereichs tätig. Alle großen zivilen und militärischen Luft-und Raumfahrtprogramme in Frankreich und Europa tragen DNA von ONERA in sich: Ariane, Airbus, Falcon, Rafale, Flugkörper, Hubschrauber, Triebwerke, Radare usw.. Die weltweit angesehenen und vielfach ausgezeichneten Forscher der Einrichtung betreuen zahlreiche Doktoranden.

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• Prometheus + Callisto

Der Beitrag ONERA schließt sich ArianeWorks an erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marssonde Mars Odyssey hatte sich nach dem Auftreten eines Problems mit einem der drei für die Lageorientierung im Raum benötigten Reaktionsräder bereits am 8. Juni 2012 in einen vorsorglichen Sicherheitsmodus versetzt (Raumfahrer.net berichtete). Nach einer ausführlichen Analyse des zugrunde liegenden Problems und der Aktivierung eines Reserve-Reaktionsrades konnte Mars Odyssey den Sicherheitsmodus am 16. Juni 2012 verlassen (Raumfahrer.net berichtete).

Mittlerweile befindet sich der dienstälteste Marsorbiter der NASA wieder in seinem normalen Betriebsmodus. Bereits am vergangenen Montag wurden die beiden noch einsatzfähigen Instrumente des Orbiters, das Thermal Emission Imaging System (THEMIS) und das Gammastrahlen-Spektrometer, reaktiviert und begannen mit der erneuten Sammlung von wissenschaftlichen Daten. Am Mittwoch nahm der Orbiter schließlich auch erneut seine Funktion als Datenrelaisstation zwischen dem auf der Marsoberfläche operierenden Marsrover Opportunity und dem Deep Space Network (DSN) der NASA auf.

Die am 7. April 2001 an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. Die Mission wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC geleitet.

Raumcon-Forum

• 2001 Mars Odyssey

Der Beitrag Mars Odyssey sendet wieder Daten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Die am 7. April 2001 von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. In den folgenden Monaten reduzierte die Raumsonde mit Hilfe eines komplizierten Aerobreaking-Manövers ihre Geschwindigkeit und senkte so die Höhe der Umlaufbahn immer weiter ab (Raumfahrer.net berichtete).

Am 19. Februar 2002 – also vor mittlerweile über zehn Jahren – begann die THEMIS-Kamera, eines von drei wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Mars Odyssey, mit dem wissenschaftlichen Vollbetrieb. Seitdem hat der Orbiter den Mars fast 45.000 Mal umkreist. Im selben Zeitraum hat die THEMIS-Kamera mehr als 500.000 Bilder im infraroten und sichtbaren Wellenlängenbereich angefertigt und an das Mars Odyssey-Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt.
„THEMIS hat sich als ein wahres Arbeitstier erwiesen“, so Philip Christensen von der Arizona State University (ASU) in Tempe/USA, der Principal Investigator und Konstrukteur der Kamera. „Besonders erfreulich ist dabei die Bandbreite der Entdeckungen, welche mit dem Instrument gelangen.“

Besonders erwähnenswert sind hierbei die folgenden Entdeckungen:

• Bestätigung von Mineralablagerungen am Landeplatz des Marsrovers Opportunity
• Entdeckung von Kohlendioxid-Jets im Bereich der südlichen Polarkappe des Mars während des dortigen Frühlings
• Nachweis von Chloridsalzen in verschiedenen Regionen auf der Marsoberfläche
• Erstellung einer globalen Karte des Mars in hoher Auflösung
• Hilfestellung bei der Suche nach einem sicheren Landeplatz für den Marslander Phoenix
• Kontinuierliche Beobachtung von Staubaktivitäten in der Marsatmosphäre
• Nachweis, dass der Krater Aram Chaos einstmals einen See beherbergte
• Nachweis diverser durch Wassereinfluss geformter Talsysteme
• Nachweis von Dazit, einem zuvor nicht auf dem Mars bekannten magmatischen Gesteinstyp

Die THEMIS-Kamera erfasst die Marsoberfläche in fünf Spektralbereichen des sichtbaren Lichts und in zehn Spektralbereichen des infraroten Lichts.

Durch den Vergleich der Infrarot-Aufnahmen, welche während des Marstages angefertigt wurden, mit den Infrarot-Nachtaufnahmen der gleichen Region lässt sich aufgrund der gewählten Wellenlängenbereiche die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche ermitteln (Raumfahrer.net berichtete). Weitere wissenschaftliche Missionsschwerpunkte sind die Messung der kosmischen Strahlung im niedrigen Marsorbit und die Erfassung der Verteilung von Wassereisvorkommen in den obersten Bodenschichten des Mars.

Das nebenstehende Foto wurde am 19. Februar 2012 – also auf den Tag genau 10 Jahre nach der Inbetriebnahme – mit der THEMIS-Kamera angefertigt. Die Aufnahme zeigt einen 19 x 52 Kilometer großen Teilausschnitt der Region Nepenthes Mensae im sichtbaren Licht. Die Nepenthes Mensae befinden sich südwestlich der Elysium-Vulkanregion und bilden eine Übergangszone zwischen dem südlichen Hochland und dem nördlichen Tiefland des Mars. Die Region ist durch steile Geländekanten und zahlreiche tafelbergartige Erhebungen – daher die Bezeichnung Mensae – charakterisiert.

Aufgrund des wissenschaftlichen Erfolges wurde die Mission, welche eigentlich laut den ursprünglichen Planungen bereits im August 2004 enden sollte, von der NASA bisher viermal verlängert – zuletzt bis zum September 2012. Laut Philip Christensen befinden sich sowohl die THEMIS-Kamera als auch der Orbiter in einem „exzellenten Zustand“ und können eventuell noch über mehrere Jahre erfolgreich weiter betrieben werden.

Dies würde nicht zuletzt auch den Rovermissionen auf der Marsoberfläche zugute kommen. Mars Odyssey fungiert seit der Landung des Rovers Opportunity im Januar 2004 als primäre Datenrelaisstation zwischen diesem und dem JPL-Kontrollzentrum in Pasadena, wobei über 90 Prozent der zwischen der Erde und Opportunity ausgetauschten Daten den „Umweg“ über Mars Odyssey nahmen. Der Orbiter könnte nach der Landung des Rovers Curiosity, welche am 6. August 2012 erfolgen wird, auch bei dessen Mission eine ähnlich wichtige Rolle einnehmen.
Die Mission Mars Odyssey wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC geleitet.

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• 2001 Mars Odyssey

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• Sonderseite Mars Odyssey

Der Beitrag Mars Odyssey ist seit über 10 Jahren aktiv erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Mars Odyssey umkreist den Mars innerhalb von 90 Minuten in einer über die beiden Pole führenden Orbitalbahn in einer Höhe von etwa 350 Kilometern. Da der Planet innerhalb dieser 90 Minuten unter der Sonde rotiert, ist es Mars Odyssey möglich, jeden einzelnen Punkt der Oberfläche zu überfliegen und dabei wissenschaftlich zu untersuchen. Der neu eingenommene Orbit um unseren äußeren Nachbarplaneten war von einer von der NASA zusammengestellten Expertengruppe empfohlen worden, um so die wissenschaftliche Datenausbeute dieser Mission zu maximieren. Die Orbitverschiebung von Mars Odyssey wurde am 30. September 2008 mit einer sechsminütigen Inbetriebnahme der Triebwerke eingeleitet und mit einer erneuten Zündung über 5,5 Minuten am 9. Juni 2009 erfolgreich abgeschlossen.

Die bereits vor zwei Wochen abgeschlossene Änderung der Umlaufbahn um den Mars liegt darin begründet, dass Mars Odyssey die Oberfläche des Planeten jetzt zu einem früheren Zeitpunkt überfliegt und dadurch dem Thermal Emission Imaging System (THEMIS), einem der Instrumente an Bord der Raumsonde, bessere Arbeitsbedingungen geboten werden. „Der Orbiter ist nun jeweils direkt über einer bestimmten Region, wenn es dort etwa 15.45 Uhr Ortszeit ist. Zuvor war es 17.00 Uhr“, erläutert Jeffrey Plaut, einer der Missionswissenschaftler des JPL. Aus diesen früheren Überflugszeiten erhoffen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weiterführende Erkenntnisse über die mineralogische Zusammensetzung der Marsoberfläche. „Der Marsboden wird jetzt wärmer sein und für die Infrarotsensoren gibt es demzufolge mehr zu erkennen.“

Die hierfür erforderlichen Daten werden vom THEMIS-Instrument der Sonde geliefert. Bei diesem Instrument handelt es sich um eine Kamera, welche den Mars sowohl in den Bereichen des sichtbaren Lichts als auch der Infrarotstrahlung abbildet. Mit Hilfe der gewonnenen Bilder ist es möglich, die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche zu analysieren. Lediglich in den ersten sechs Monaten der Mission nahm der Orbiter eine für das THEMIS-Instrument vergleichbar günstige Position ein. In diesem Zeitraum gelangen den beteiligten Wissenschaftlern mehrere bedeutende Entdeckungen. Zum Beispiel konnten Salzablagerungen detektiert werden, welche in der Folgezeit als Verdunstungsrückstände von einst vorhandenem Wasser interpretiert wurden.

Im weiteren Missionsverlauf stellte der Orbit von Mars Odyssey dann lediglich einen Kompromiss zwischen den Anforderungen von THEMIS und denen anderer Instrumente an Bord der Sonde dar. „Dank des neuen Orbits können wir jetzt exakt die detaillierten Untersuchungen auf der restlichen Oberfläche des Mars durchführen, welche wir bisher für nur 10 bis 20 Prozent des Planeten im Laufe der ersten sechs Monate der Mission durchführen konnten“, so Philip Christensen von der Arizona State University, der für das THEMIS-Instrument verantwortliche Wissenschaftler.

Leider wird die jetzt erlangte bessere Sicht auf die Planetenoberfläche allerdings auch ihren Tribut fordern. Eines der restlichen Instrumente des Orbiters, das Gammastrahlen-Spektrometer (GRS), wird aller Voraussicht nach nicht länger voll funktionsfähig sein. Sehr wahrscheinlich wird durch die Neuausrichtung von Mars Odyssey eine wichtige Komponente des Gammastrahlen-Detektors infolge der dauerhaften Sonneneinstrahlung überhitzt werden. Mit diesem Instrument gelang in der Vergangenheit der Nachweis von großen Mengen an Wassereis direkt unter der Oberfläche des Planeten. Weitere wichtige Erkenntnisse waren der Nachweis verschiedener chemischer Elemente, zum Beispiel von Eisen, Silizium und Kalium. Das Neutronen-Spektrometer und der Hochenergie-Neutronen-Detektor, die beiden anderen Komponenten des GRS, sollten dagegen auch weiterhin ohne Probleme aktiv sein.

Weitere Auswirkungen betreffen die aktuellen und zukünftigen Rover-Missionen auf der Oberfläche des Mars. Mars Odyssey wird als Haupt-Relaisstation für den Datentransfer mit dem beiden aktiven Rovern Spirit und Opportunity genutzt. Da der Überflug über den Gusev-Krater und die Meridiani-Ebene, den Operationsgebieten dieser beiden Rover, jetzt um über eine Stunde früher erfolgt, verkürzen sich die Zeitfenster für den Transfer von gewonnenen Daten und zu übermittelnden Kommandos entsprechend. Der neue Orbit, so das JPL, ist allerdings auch dazu geeignet, um Mars Odyssey ab dem Jahr 2012 als Relaisstation für den voraussichtlich im Herbst 2011 startenden Marsrover Curiosity, bisher bekannt als Mars Science Laboratory, zu nutzen.

Der Beitrag Mars Odyssey schließt Orbit-Änderung ab erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: NASA; Spaceflight Now.

Nachdem der ursprünglich für Freitag Abend geplante Start der Delta II-Rakete wegen zu starker Winde um einen Tag verschoben wurde, lief beim Countdown für den zweiten Startversuch am 17. Februar 2007 alles glatt.
Um 18:01 Ortszeit war es dann auf der Startrampe des Kennedy Space Centers in Florida so weit: Die Triebwerke der Delta II zündeten und die Rakete hob ab. Bereits eine Minute später waren die sechs auf der Startrampe gezündeten Feststoffbooster ausgebrannt und wurden abgesprengt, die drei weiteren Feststoffbooster wurden gezündet. Sie brannten ebenfalls ungefähr eine Minute lang, bevor auch sie abgetrennt wurden.

Viereinhalb Minuten nach dem Start wurde das Haupttriebwerk abgeschaltet. Die erste Stufe wurde abgetrennt und das Triebwerk der zweiten Stufe zündete.

9 Minuten und 53 Sekunden nach dem Start wurde auch dieses ausgeschaltet – aber nur vorrübergehend. 54 Minuten später schaltete man es erneut für eine Minute ein, bevor die zweite Stufe abgetrennt wurde und die dritte Stufe zum Einsatz kam.

Etwas mehr als 73 Minuten nach dem Start waren schließlich alle fünf THEMIS-Satelliten erfolgreich ausgesetzt worden.
THEMIS steht für Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms. Die fünf identischen Satelliten sollen aus unterschiedlichen Positionen magnetosphärische Substürme erforschen und dabei Antworten auf viele Fragen finden.
Die Sonne sendet ständig elektrisch gelandene Teilchen aus, den Sonnenwind. Wenn dieser auf das Magnetfeld der Erde trifft, beeinflussen sich Sonnenwind und Magnetosphäre gegenseitig. Sichtbar wird das in den Polarregionen als Aurora oder Polarlicht.

Wenn der Sonnenwind stark ist, entstehen sogenannte magnetosphärische Substürme. Diese verursachen jedoch nicht nur besonders schöne Polarlichter, sondern können zum Beispiel die Elektronik von Satelliten lahm legen. Die Auswirkungen dieser Substürme sind zwar gut bekannt, aber über ihre Entstehung und den detaillierten Verlauf sind sich die Wissenschaftler noch nicht ganz einig.

Mit einem einzelnen Satelliten lässt sich kaum der exakte Entstehungsort und Zeitpunkt der Substürme bestimmen. Die fünf THEMIS-Satelliten werden jedoch, aufeinander abgestimmt, von unterschiedlichen Positionen aus die Magnetosphäre beobachten und dabei hoffentlich den Forschern Antworten liefern.

Der Beitrag THEMIS startet auf Delta II erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Seit Anfang 2002 registriert THEMIS (= „Thermal Emission Imaging System„) an Bord der im April 2001 gestarteten NASA-Sonde 2001 Mars Odyssey in zehn verschiedenen Spektralbereichen die Wärmestrahlung, die von der Marsoberfläche emittiert wird. In einem Artikel, der demnächst im Wissenschaftsmagazin Science erscheinen wird, berichten Wissenschaftler der Arizona State University in einem ersten Überblick über die wichtigsten Erkenntnisse, die sie nach dem ersten Beobachtungsjahr gewonnen haben. Die Auswertung der von THEMIS gewonnenen Daten zeigt eine erstaunlich vielfältige und dynamische Planetenoberfläche, die auch heute noch ständigen Veränderungen unterworfen ist.

Infrarotaufnahmen der Marsoberfläche wurden in der Vergangenheit auch schon durch ein vergleichbares Instrument an Bord der Raumsonde Mars Global Surveyor (MGS) gemacht, allerdings liefert THEMIS Aufnahmen mit 30-fach höherer Auflösung als der Thermal Emission Spectrometer an Bord des MGS.
„Die Kamera von Mars Global Surveyor macht hervorragende Aufnahmen, die Schichten zeigen, aber sie verrät mir nichts über die Zusammensetzung – ist es eine Gesteinsschicht mit einer Schicht Sand darüber? Mit den Temperaturdaten von THEMIS kann ich eine Vorstellung davon bekommen, da die Schichten variieren – und jede Schicht hat bemerkenswert verschiedene physikalische Eigenschaften“, erläutert Philip Christensen, Geologieprofessor und Principal Investigator des THEMIS-Instruments.

Die Beobachtung der Tag- und Nachttemperaturen ermöglicht es den Wissenschaftlern, zwischen massivem Gestein und verschiedenen Arten losen Materials wie Felsbrocken, Sand und Staub zu unterscheiden. An jedem Strand unserer Erde lässt sich beispielsweise beobachten, dass sich feiner Sand viel schneller als ein massiver Felsbrocken erhitzt, aber auch deutlich schneller wieder abkühlt. Genau diese unterschiedlichen Temperaturkurven machen es den Wissenschaftlern möglich, mit Hilfe von THEMIS auch da unterschiedliche Zusammensetzungen der Planetenoberfläche zu erkennen, wo eine Aufnahme im sichtbaren Licht keine Differenzierungen sichtbar werden lässt.

Eine der wichtigsten Erkenntnisse ist die Entdeckung von Schichten in der Marsoberfläche, die auf große Veränderungen der früheren Umweltbedingungen hinweisen. „Wir haben in Gebieten wie Terra Meridiani Schichten beobachtet, jede mit dramatisch unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften“, so Christensen. „Warum ändern sich die physikalischen Eigenschaften in den verschiedenen Schichten? Sie ändern sich, weil die Umwelt, in der diese Gesteine abgelagert worden sind, sich veränderte. Es ist sehr schwierig genau zu sagen was an jedem einzelnen Ort geschehen ist, aber wir haben herausgefunden, dass an vielen Stellen auf dem Mars nicht Jahr für Jahr über Milliarden Jahre hinweg immer das Gleiche passiert ist.“

Unter anderem wurden kilometerweit reichende Gebiete entdeckt, an denen das nackte Gestein des Untergrunds zutage tritt. Angesichts der staubigen Marsatmosphäre ist das natürlich eine überraschende Entdeckung und legt den Schluss nahe, dass immer noch Kräfte am Werk sind, die Sedimente aus früheren Zeiten wie auch den allgegenwärtigen Staub von diesen Gesteinsformationen „herunterschmirgeln“. Genauso unerwartet war die Entdeckung, dass marsianische Hänge oft mit losen Felsbrocken bedeckt sind – ohne das Vorhandensein von Verwitterungsprozessen wären sie schon lange von Staub bedeckt worden. „Das zeigt einen dynamischen Mars – es ist ein aktiver Platz“, so hebt Christensen hervor.

Eine weitere wichtige Entdeckung von THEMIS ist das Vorhandensein von Anzeichen dafür, dass an vielen Stellen des Planeten Wasser bei der Entstehung der beobachteten geologischen Strukturen wahrscheinlich keine Rolle gespielt hat. So wurde beispielsweise eine aus Olivinen (Mischkristalle aus der Gruppe der Silikate) bestehende Schicht nahe des Grundes der viereinhalb Kilometer tiefen Ganges Chasma-Schlucht entdeckt. Olivine allerdings – und das macht diese Entdeckung interessant – lösen sich in Wasser sehr schnell auf, es kann also an diesem Ort niemals größere Wassermengen gegeben haben. Angesichts der Tatsache, dass es an anderen Stellen des Mars sehr wohl Wasser gegeben hat – und immer noch gibt – ist dies natürlich eine erstaunliche Entdeckung.
Zusammenfassend lassen diese neuen Erkenntnisse das Bild eines überaus vielfältig strukturierten Planeten entstehen, der für zukünftige Forschungsmissionen mit Sicherheit noch viele Überraschungen bereithält.

Der Beitrag Mars – alles andere als eine tote Wüste! erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Karl Urban

1. Zusammenfassung
Die Mission der Sonde 2001 Mars Odyssey benutzt viele innovative Technologien, doch die wichtigsten darunter sind die drei Hauptinstrumente. Diese werden die wissenschaftlichen Untersuchungen durchführen, wenn die Raumsonde am Mars eintrifft. Alle drei basieren auf dem Einsatz von Spektrometern.
Die Mission von 2001 Mars Odyssey macht den Einsatz von drei verschiedenen Arten von Spektrometern nötig:

THEMIS (Thermal Emission Imaging System – Wärmeabstrahlungs-Abbildungssystem): Das Gerät ist eine Art Kamera, die den Mars in den Bereichen des sichtbaren Lichts und der Infrarotstrahlung fotografieren wird. Mit Hilfe der Bilder soll die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche erforscht werden.

GRS (Gamma-Ray Spectrometer – Gammastrahlenspektrometer): Diese Komponente soll auf der Marsoberfläche das Vorhandensein von 20 verschiedenen Elementen des Periodensystems überprüfen. Zu den Elementen gehört unter anderem Silicon, Eisen, Magnesium usw. Die GRS-Neutronendetektoren sollen an der Oberfläche sowie in den obersten Schichten des Marsbodens – bis in etwa einen Meter Tiefe – Ausschau nach Wasserstoff bzw. Wasser und Wassereis halten.

MARIE (Martian Radiation Experiment – Marsianisches Radioaktivitätsexperiment): MARIE wird einen geladenen Partikelspektrometer dazu verwenden, die Atmosphäre des Mars auf radioaktive Stoffe zu überprüfen. Auch bereits während des Flugs von der Erde zum Mars wird mit diesem Instrument permanent die auftretende Strahlenbelastung gemessen.

2. Spektrometer
Spektrometer sind Instrumente, die es den Wissenschaftlern erlauben Daten zu sammeln, die sonst für uns unsichtbar wären. Unsere Augen sind komplexe Organe, die uns helfen viel um uns herum wahrzunehmen, doch sie können trotzdem nur einen sehr kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums wahrnehmen, der unser gewöhnliches Licht darstellt.
Wir nennen den Teil des elektromagnetischen Spektrums, den wir sehen können, „sichtbares“ oder „optisches“ Licht. Um unsere komplexe Umwelt jedoch vollständig erforschen zu können, brauchen wir Geräte, die auch die für uns unsichtbare Welt erforschen zu können. Zu dieser „unsichtbaren Welt“ gehören die Gamma- und Röntgenstrahlung sowie ultraviolette, Infrarot-, Mikro- und Radiowellen.
Alle diese verschiedenen Energietypen sind „Licht“, auch wenn das menschliche Auge nur einen winzigen Teil dieses Spektrums sehen kann. Der einzige Unterschied zwischen ihnen sind ihre unterschiedlichen Wellenlängen. Gehen wir von der Gammastrahlung zu den Radiowellen durch das elektromagnetische Spektrum, vergrößert sich die Wellenlänge. Die Wellenlänge des für uns sichtbaren Lichts beträgt ungefähr ein Zehntel Mikrometer, doch das elektromagnetische Spektrum besitzt auch kürzere und längere Wellenlängen.
Eine bekannte Methode, „unsichtbares Licht“ (mit größerer oder kleinerer Wellenlänge als unser sichtbares Licht) zu nutzen, sind zum Beispiel die Nutzung von Röntgenstrahlen für medizinische Zwecke oder für das Radar. Durch die Benutzung von Spektrometern auf dem Mars, können die Forscher sehr viel über die Zusammensetzung des roten Planeten und die auf ihm enthaltenen radioaktiven Stoffe zu erfahren.

Die Aufgabe besteht im wesentlichen darin, Licht in seine Bestandteile aufzuspalten. Daraus ergeben sich Farben, die an den Regenbogen erinnern. Mit Hilfe dieser entstehenden Spektren können Wissenschaftler Emissions- oder Absorptionslinien einzelner Elemente erkennen, die wie Fingerabdrücke jedes einzelne Element anzeigen. Jedes Atom besitzt einen eigenen „Fingerabdruck“ im Spektrum, da jedes Atom unterschiedliche Energien (mit unterschiedlichen Wellenlängen) aufnehmen (absorbieren) und abgeben (emittieren) kann. Aus diesem Grund kann ein Wissenschaftler mithilfe eines durch einen Spektrometer gewonnenen Spektrums genau feststellen, aus welchen Elementen ein leuchtendes Objekt am Himmel besteht – wie zum Beispiel bei einer Sonne oder bei einem Planeten wie dem Mars.

Verwandte Webseiten:

• THEMIS-Homepage (englisch)
• GRS-Homepage (englisch)

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