Ein Beitrag von Roman van Genabith. Quelle: ESA, Raumfahrer.net.

Die ESA-Sonde Venus Express (VEX) hat nach über acht Jahren das Ende ihrer Mission erreicht, nachdem ihr 570 kg umfassender Treibstoffvorrat erschöpft war. Venus Express startete am 09. November 2005 auf einer Sojus-Fregat-Trägerrakete nach einer vergleichsweise kurzen Bauzeit von drei Jahren.

Die ESA hatte um Vorschläge gebeten noch vorhandene Komponenten der bereits 2003 gestarteten Sonde Mars Express für eine weitere Planetenforschungsmission zu nutzen und schließlich einen Konstruktionsauftrag an EADS Astrium vergeben, eine 100%ige Tochter der Airbus Group, die inzwischen mit Cassidian und Airbus Military in der neuen Sparte für militärische und zivile Luft- und Raumfahrt Airbus Space aufging.

So gesehen kann man bei Venus- und Mars Express von Schwestersonden sprechen, obgleich spezifische Modifikationen vorgenommen wurden, um dem geänderten Missionsprofil gerecht zu werden. Eine davon betrifft die deutlich kleiner ausfallenden Solarpaneele von Venus Express, die aufgrund der geringeren Sonnennähe und daraus resultierenden höheren Sonneneinstrahlung zudem mit kleinen, zwischen den einzelnen Solarmodulen eingesetzten Spiegeln versehen wurden, um eine Überhitzung zu verhindern.

Nähere Details über Unterschiede und Gemeinsamkeiten führt das ESA-Papeir „The Venus Express Spacecraft System Design“ in einer vergleichenden Betrachtung auf.

Venus Express hatte beim Start eine Masse von 1270 kg, wovon 93 kg auf die Nutzlast bestehend aus wissenschaftlichen Instrumenten entfielen. Die Größe des Sondenbusses fiel mit 1,4 m × 1,65 m × 1,7 m ähnlich kompakt wie bei Mars Express aus. Die Solarzellenausleger mit einer Spannweite von acht Metern und einer Oberfläche der Panels von 5,7 Quadratmetern versorgten VEX in Erdnähe mit einer Arbeitsleistung von 800 Watt in Erdnähe und rund 1.100 Watt während des Aufenthalts bei der Venus, die die Sonde am 11. April 2006 erreichte.

Knapp einen Monat dauerte es, bis VEX am 7. Mai 2006 ihre endgültige Umlaufbahn erreichte und mit dem wissenschaftlichen Betrieb begonnen werden konnte. Zentrales Ziel der Mission war u.A. die nähere Erforschung der rund 20 km dicken, außerordentlich dichten Venusatmosphäre und ihrer komplexen Wolkenbildungsvorgänge. Dabei sollten beispielsweise Erkenntnisse über Entstehung und Ursachen des überaus starken Treibhauseffekts der Venus, sowie weitere Einblicke über die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre gewonnen werden. Darüber hinaus stand die Suche nach seismischen und vulkanischen Aktivitäten auf der Agenda.

Zudem erhofften sich die Forscher am Beispiel der Venusatmosphäre weitere Rückschlüsse über mögliche zukünftige Klimaszenerien der Erde. Zur Übertragung ihrer Forschungsdaten verfügte Venus Express über zwei Parabolantennen mit 1,3 bzw. 0,3 Metern Durchmesser, sowie zwei Rundstrahlantennen. Die S-Band-Sender mit einer Sendeleistung von fünf Watt und die X-Band-Sender mit einem Output von 65 Watt ermöglichten einen Downlink mit einer Datenrate von 19–288 kbit/s und einen Uplink mit 2000 bit/s. Zur Zwischenspeicherung von Messdaten diente ein Massenspeicher mit einem Fassungsvermögen von 1,5 GByte.

Diese Werte zeigen ein weiteres Mal sowohl die Unterschiede zu irdischer Consumertechnik, als auch die beträchtliche logistische und kreative Leistung der Raumfahrttechniker auf, die die Gewinnung signifikanter wissenschaftlicher Resultate mit stark limitierten informations- und kommunikationstechnischer Kapazitäten möglich machen.

Die Primärmissionsdauer war von der ESA ursprünglich für exakt zwei Venusrotationen, das entspricht 486 Erdtagen, angelegt worden und wurde im Februar 2007 erstmals verlängert. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Raumfahrtmissionen ihre veranschlagte Dauer teils deutlich übertreffen. Die Spezifikationen für eine als erfolgreich zu wertende Mission werden von den Ingenieuren zumeist eher konservativ angesetzt und lassen sich als eine Art Mindesthaltbarkeitsdatum verstehen, bis zu dessen Erreichen das Raumfahrzeug höchst wahrscheinlich einwandfrei funktionieren und bei voller Kapazität arbeiten sollte. Die nächste Missionsverlängerung erfolgte am 10. Februar 2009, zunächst nur bis Ende des Jahres, doch am 2. Oktober 2009 erfolgte dann die dritte Verlängerung bis Ende 2012.

Der zentrale limitierende Faktor der meisten Raummissionen ist der mitgeführte Treibstoff. Neben anderen Größen, etwa die Vorräte hoch wirksamer Kühlmittel, auf die manche Weltraumteleskope angewiesen sind, um bestimmte Instrumente zu kühlen, ist Treibstoff für Bahnkorrekturmanöver meist unverzichtbar. Venus Express hatte 570 kg Monomethylhydrazin, einen hypergolischer Raketentreibstoff, der u.A. in der Aestus-Oberstufe der Ariane 5 eingesetzt wird, sowie gemischte Stickstoffoxide als Oxidator zur Erhaltung seiner Drei-Achsen-stabilisierten Umlaufbahn an Bord. Die letzte Verlängerung der Mission bis Mitte 2015 wird die Sonde nun nicht mehr vollständig abschließen können.

Wie die ESA nun mitteilte, brach der volle Kontakt zu Venus Express bereits am 28. November 2014 ab und konnte danach nur partiell wiederhergestellt werden. In ihren letzten Monaten ließen die Missionsverantwortlichen die Sonde sogenannte Aerobraking-Manöver fliegen, bei denen das Raumfahrzeug auf die obersten Schichten einer Atmosphäre trifft und von ihnen abprallt; Raumfahrer.net berichtete.

Im Rahmen dieser Aerobraking-Kampagne näherte sich der planetennächste Punkt der Umlaufbahn zwischen Mai und Juni diesen Jahres auf eine Höhe von 130-135 km, wobei die Sonde jeweils für wenige Minuten die obersten Schichten der Atmosphäre durchflog.

Aus den Erfahrungen, die sie aus den Messdaten von Venus Express während dieser Manöver sammeln konnten, erhoffen sich die ESA-Forscher neue Strategien für den Eintritt in Planetenorbits. So können Aerobraking-Manöver bei Planeten oder Monden mit Atmosphäre dazu dienen elliptische in eher kreisförmige Umlaufbahnen zu überführen und so eine größere Menge mitzuführenden Treibstoffs einsparen helfen.

Ferner liefern sie interessante Aufschlüsse über das Verhalten von Raumsonden unter extremen thermalen Bedingungen und großen Drücken, Raumfahrer.net berichtete. Regulär lag der planetenfernste Punkt in den Jahren zuvor in einer Entfernung von rund 66.000 km über dem Südpol und der Punkt der größten Annäherung bei 200 km über dem Nordpol.

Bei der letzten der geplanten Annäherungen sei der Schub zur erneuten Anhebung der Umlaufbahn auf eine Höhe von etwa 460 km ausgeblieben, was ESA-Ingenieure auf den hierfür fehlenden Treibstoff zurückführten. Ohne aktive Steuerbarkeit kann Venus Express auch nicht länger in Richtung auf die Erde ausgerichtet werden, was eine weitere planmäßige Kommunikation verhindert.

Dennoch kann die Mission von Venus Express als äußerst erfolgreich angesehen werden. Zu den zentralen Erkenntnissen zählt u.A. die Entdeckung, dass die Venus noch über geologische Aktivität verfügt. Hierauf deuten die gemessenen großen Variationen des Schwefeldioxidanteils in der Atmosphäre ebenso hin wie die Existenz zahlreicher Lavaströme mit einem Alter von nicht mehr als 2,5 Millionen Jahren, ein in geologischen Begriffen eher kurzer Zeitraum.

Auch Hinweise auf einst große Wassermengen, womöglich sogar in Form erdähnlicher Ozeane auf der Venus zählen zu den interessanten Ergebnissen der achtjährigen Mission. Demnach ging der allergrößte Teil des Wassers im Laufe von Milliarden von Jahren am Rande der Atmosphäre verloren, wo es nach Verdunstung von der Oberfläche von Sonnenwinden abgetragen wurde. Der Verlust atmosphärischen Volumens auf der Tagseite der Venus konnte erstmals mit dem Magnetometer namens MAG konkret belegt werden.

Bemerkenswert sind überdies die messbaren Veränderungen atmosphärischer Bedingungen im Verlauf nur einer Sondenmission. So beobachteten die Forscher eine Zunahme der durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten in der Atmosphäre von 300 km/h bei VEX Ankunft 2006 auf 400 km/h nur sechs Jahre später. Die Ursachen hierfür sind noch unklar.

Auch die Verlangsamung der ohnehin schon extrem trägen Eigenrotation der Venus um 6,5 Minuten innerhalb von 16 Jahren, seit den Messungen der Magellan-Sonde der NASA, ist mit Blick auf die üblicherweise buchstäblich astronomischen Zeiträume planetarer und kosmischer Vorgänge zumindest erstaunlich zu nennen.

Die Existenz oder gar die Natur von Zusammenhängen zwischen diesen verschiedenen Entdeckungen ist völlig offen.

Am Ende der Mission blickt ein glücklicher Alvaro Giménez, ESA-Direktor für unbemannte Missionen auf acht ertragreiche Jahre zurück. Es sei eine aufregende Erfahrung gewesen dieses wundervolle Raumschiff in der Nähe der Venus zu fliegen, berichtete er. Giménez ist sich sicher, dass die Wissenschaft noch weitere Jahre von den gesammelten Daten profitieren werde.

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• Venus Express

Der Beitrag Acht Jahre erfolgreiche Erforschung der Venus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA Rocket Science Blog.

Nach einer Vorbereitungs- (Walk-in-) Phase begannen die jetzigen Aerobrake-Manöver von Venus Express offiziell am 18. Juni 2014 mit einem Perizentrum (niedrigster Punkt eines Orbits) von 136 Kilometer. Venus Express absolvierte am 25. Juni 2014 die bis dahin niedrigste Flughöhe von 132,7 Kilometern. Die Höhenangabe wurde inzwischen vom Flugdynamik-Team beim European Space Operation Center (ESOC) in Darmstadt bestätigt. Sie ist leicht niedriger als im Vorfeld angekündigt, 133 Kilometer sollte die Untergrenze sein.

Offensichtlich will man sich aber noch etwas weiter nach unten tasten. Einen Atmosphärenwiderstand von bis zu 0,55 Newton/Quadratmeter möchte man der Sonde zumuten. Das wäre dann schon an der vermuteten Belastungsobergrenze. Die Planung war hinsichtlich des Maximums etwas unkonkret. Abhängig von den Zustandsdaten nach jedem Umlauf sollte Venus Express einem Atmosphärendruck von höchstens 0,4 bis 0,6 Newton/Quadratmeter ausgesetzt werden. Noch wenige Tage zuvor hat man in rund 140 Kilometer Höhe mit Hilfe der Beschleunigungsmesser an Bord einen Druck von 0,13 Newton/Quadratmeter ermittelt, was einen Eindruck von Zunahme der Atmosphärendichte über wenige Kilometer Absenkung gibt.

Kräfte des Atmosphärenwiderstandes in dieser Größenordnung sind aus Sicht der Flugingenieure jedoch nicht die eigentliche Herausforderung. Sehr viel stärkeres Augenmerk muss man laut Colin Wilson von der Universität Oxford (Department of Atmospheric, Oceanic and Planetary Physics) auf die Temperaturentwicklung an verschiedenen Bauteilen der Sonde legen. Venus Express streift die oberen Atmosphärenschichten mit 36.000 Stundenkilometern oder 10 Kilometer pro Sekunde. Dadurch schnellt die Temperatur der in Flugrichtung liegenden Flächen extrem schnell an. Am 24. Juni stieg die Temperatur an den Solarpaneelen während der rund 100 Sekunden im Perizentrum um 70 Grad Celsius. Zur Flugvorbereitung hatte man die Paneelen durch Minimierung der auf sie wirkenden Sonnenstrahlung auf minus 100 Grad Celsius abgekühlt. Während des kurzen Fluges in niedrigster Höhe schnellte diese auf plus 10 bis 15 Grad Celsius.

Für die Solarzellenpaneele ist dieser Wert an sich kein Problem. Bei Sonnenausrichtung sind auf den Oberflächen 50 Grad Celsius üblich. Bedenklich ist eher der rapide Anstieg, weil ein unterschiedliches Temperaturaufnahme- und -dehnungsverhalten einzelner Komponenten zu mechanischen oder anderen Fehlern führen kann. Ab 350 Grad Celsius würde beispielsweise die Wärmeisolierfolie der Sonde geschädigt. Wenn derartige Temperaturen drohen, müsste über das Risiko eines Verlustes der Wärmekontrolle und damit über die Funktionsfähigkeit von Venus Express nachgedacht werden.

Die Aerobrake-Manöver von Venus Express stellen nicht nur eine Herausforderung an Technik und die autonome Steuerungsfähigkeiten der Sonde. Zur Vorbereitung gehört auch die regelmäßige Bereitstellung eines Weltraumwetterberichtes durch das Space Weather Coordination Center (SSCC) der ESA in Belgien. Im Rahmen der Venus-Aerobrakes liefert das SSCC erstmals für einen fremden Planeten Weltraumwetterprognosen. Da die Sonnenaktivität großen Einfluss auf die Atmosphärendichte und Strahlung in großen Höhen hat und diese wiederum die Flugbahn beeinflussen können, ist es notwendig, die Weltraumwetterdaten zur jedem Zeitpunkt zu kennen. Seit Mai werden von den VEX-Flugoperateuren die täglichen Weltraumwetterberichte des SSCC bei der Auswertung der Flugdaten berücksichtigt. Adam Williams, Stellvertretender VEX-Flugleiter am ESOC in Darmstadt, rechnet allerdings nicht damit, dass die Aerobrake-Umläufe, die unter der Annahme üblicher Sonnenaktivität geplant wurden, korrigiert werden müssen. Die Wetterdaten sind in erster Linie wichtig, weil damit nachträglich ein eventuell unerwartetes Verhalten der Sonde erklärt werden könnte. Im Ernstfall, etwa wenn die Strahlung die der Navigation dienenden Sternensensoren lahmzulegen droht, könnte man aber auch korrigierend eingreifen.

Die Weltraumwetterrohdaten werden von verschiedenen ESA- und NASA-Satelliten so schnell wie möglich an das SSCC geliefert. Hinzu kommen Daten von Sonnenbeobachtungsstationen am Boden (Expert Service Centres). Beim SSCC hat man den Anspruch, täglich einen Bericht über augenblickliche Weltraumwetterlage und eine Kurzfristprognose der Sonnenaktivitäten und ihre Auswirkungen auf die Venus-Atmosphäre abzugeben. Bei unerwarteten Sonnenaktivitäten wird zusätzlich ad hoc eine Kurzanalyse verfasst. Weltraumwetterberichte für die Erde und ihre nähere Umgebung sind, so Juha-Pekka Luntama vom Büro für das Space Situational Awareness-Programm der ESA, inzwischen durchaus Routine. In Sachen Venus bringen sie aber einige neue Herausforderungen mit sich. Da ist zum einen die Planetenstellung, die Venus läuft momentan rund 59 Grad vor der Erde um die Sonne, und zum anderen die komplexe Venus-Atmosphäre. Das Problem – es fehlt ein sonnenbeobachtender Satellit zwischen Sonne und Venus. Entsprechend müssen die Weltraumwettervorhersagen bezüglich der Erde für die Venus angepasst werden. Die auch beim Weltraumwetter üblichen Prognoseunsicherheiten werden dadurch eher noch größer.

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• Venus Express

Der Beitrag Bei Venus Express geht’s heiß her erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: ESA.

Durch die natürliche Entwicklung des hochelliptischen 24-Stunden-Orbits hatte sich das Perizentrum unter 180 Kilometer abgesenkt. Diese Nähe eröffnete erneut die Möglichkeit, verschiedene Widerstands- und Gravitationsexperimente in der äußersten Atmosphäre der Venus durchzuführen, bevor der Orbit wieder angehoben werden musste:

• Atmosphärisches-Widerstands-Experiment 3b (ADE 3b)
  Zwischen dem 11. und 16. April 2010 wurden erneut die kumulierten Einflüsse des atmosphärischen Widerstands gemessen. Dabei wurden durch die ESA-Station New Norcia ausschließlich vom Orbiter ausgesandte Trackingdaten erfasst. Das Entladen der Reaktionsräder wurde in die Kommunikationsphasen außerhalb des Perizentrums mit der Station in Cebreros gelegt.
• Kippexperiment der Solarzellen
  Die beiden Solarzellen der Sonde wurden bei Perizentrumspassagen asymmetrisch angestellt. Das so durch den atmosphärischen Widerstand erzeugte Moment konnte in den Reaktionsrädern an Bord gemessen werden, welche die Störung ausglichen. Insgesamt wurden am 3. April und vom 12.-16. April sechs Versuche durchgeführt. Bei jedem Versuch wurde die Asymmetrie der Solarzellen erhöht, und so auch das Störmoment.
• VeRa-Gravitationsexperimente
  Zwischen dem 11. und 16. April 2010 wurden parallel zu den Widerstandsexperimenten tägliche Radio-Science-Messungen der Orbitstörungen durch die Massenverteilung der Venus durchgeführt.

• Orbit-Kontroll-Manöver (OCM)
  Nach dem Abschluss der Widerstandsexperimente war die Perizentrumshöhe fast auf die minimal erlaubten 175 Kilometer abgesunken. Am 17. April 2010 wurde das Perizentrum durch eine Beschleunigung um 5,978 m/s um 96,65 Kilometer angehoben
• Delta Differential One-Way Ranging (DDOR)
  Mit den beiden ESA-Stationen New Norcia und Cebreros wurde die Sonde am 10. April gleichzeitig verfolgt. Durch diese hochgenauen Messungen der Sondenposition sollten die aktuellen Ephemeriden der Venus selbst bestimmt werden.

Insgesamt arbeitet Venus Express weiterhin nominal. Im Lagekontrollsystem sind dabei zwei Besonderheiten aufgetreten. In Reaktionsrad 2 kommt es wiederholt zu höheren Reibungswerten der Lager, während die Sonde zur Erde ausgerichtet ist. Ursache sind erhöhte Temperaturen in dieser Konfiguration. Reaktionsrad 4 zeigte für fünf aufeinander folgende Tage ebenfalls erhöhte Reibungswerte, arbeitet momentan aber wieder nominal. Der Vorfall wird noch untersucht.

Der Beitrag Venus Express – Statusbericht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

In der vergangenen Woche wurden erneut ein Solarzellenausleger des seit dem 11. April 2006 um die Venus kreisenden Orbiters Venus Express eingesetzt, um diesen in den dünnen Schichten der Hochatmosphäre des Planeten geringfügig abzubremsen. Die Bahn von Venus Express führte dabei teilweise in nur noch rund 180 Kilometern Höhe über die Planetenoberfläche. Die durch den aerodynamischen Widerstand erzeugten Kräfte würden eine Drehung des Raumfahrzeuges verursachen, wenn dessen Reaktionsräder dem nicht entgegenwirken. Aus dem zum Halten der Lage auf der Flugbahn nötigen Einsatz der Reaktionsräder sind Rückschlüsse auf die Dichte der Hochatmosphäre möglich.

Zwischen dem 12. und dem 16. April 2010 war Venus Express mit unterschiedlichen Stellungen seiner Solarzellenausleger unterwegs, wobei einer der beiden Ausleger immer zur Sonne ausgerichtet blieb, um die Energieversorgung während der Versuchsreihe sicherzustellen. Am 16. April 2010 wurde der zur Widerstandserzeugung verwendete Ausleger schließlich in um 45 Grad gedrehten Positionen eingesetzt, um zusätzliche Informationen über die in der Hochatmosphäre auf den Ausleger auftreffenden Moleküle zu gewinnen.

Am 21. April 2010 berichtete die europäische Weltraumorganisation ESA, dass die neuerliche Kampagne von Widerstandsexperimenten in der Venusatmosphäre ohne Probleme abgeschlossen wurde. Venus Express hat wieder einmal gezeigt, dass der Orbiter sicher eingesetzt werden kann, um die Dichte der Venusatmosphäre mit hoher Genauigkeit zu messen.

Den Atmospährenmesskampagnen in den Jahren 2008 und 2009 sowie im Februar und April 2010 sollen auch im Oktober 2010 und im Jahre 2011 weitere entsprechende Einsätze von Venus Express folgen. Möglicherweise wird der Orbiter dann tiefer in die Atmosphäre der Venus eindringen, wenn eine Auswertung der bisher gewonnenen Daten ergibt, dass dies, ohne das Raumfahrzeug substanziell zu gefährden, möglich ist.

Venus Express ist mit zwei symmetrischen Solarzellenauslegern ausgestattet. Mit Hilfe der Galliumarsenid-Zellen auf den Auslegern können im Venusorbit bis zu 1.400 Watt elektrischer Leistung bereitgestellt werden. Die Gesamtfläche der Ausleger beträgt 5,7 Quadratmeter.

Raumcon:

• Venus Express

Der Beitrag Venus Express wieder in Venusatmosphäre unterwegs erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA, JPL.

Die Observationen zeigen, dass es Ausbrüche vor wenigen Hundert Jahren bis 2,5 Millionen Jahren gegeben hat. Daraus schließen Wissenschaftler beim JPL, dass geologische Aktivität weiterhin existiert. Das macht die Venus zum Mitglied im erlauchten Club der Planeten, wo innerhalb der letzten 3 Millionen Jahre eine vulkanische Aktivität nachgewiesen werden konnte.

Mit Hilfe von Aufnahmen der europäischen Venus-Express-Mission, welche den Planeten seit 2006 umkreist, konnten diese Ergebnisse präsentiert werden. Zusätzlich wurden auch Daten von Magellan, einer NASA-Raumsonde, verwendet, welche von 1990 bis 1994 die Oberfläche untersuchte.

Wissenschaftler konnten Unterschiede in 3 vulkanischen Regionen feststellen, wo neuere Lavaströme aufgrund Ihrer Infrarot-Ausstrahlung ausgemacht wurden. Dabei müssen höhere Temperaturen nicht automatische Hitze aus vulkanischer Aktivität bedeuten, aber man weiß, dass das intensive Wetter auf der Venus die Oberflächentemperatur normalerweise dominiert, was wiederum das Indiz für Vulkanismus ist. Die gemessenen Temperaturunterschiede sind nicht so deutlich wie sie die Farben suggerieren. Es geht hier lediglich um wenige Grade Differenz zur Umgebung.

Wie auf der Erde sind Täler wärmer als Berge. Da ja die Atmosphäre der Venus so dicht ist, dass sie komplett die Temperatur auf der Oberfläche bestimmt, ermöglichte dies den Wissenschaftlern, eine Vorhersage über die Temperatur an den verschiedenen Stellen der Oberfläche zu tätigen und ein Modell zu erstellen. Durch Messungen von VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer, einem Instrument von Venus Express) im letzten Jahr konnten bestimmte Geländebereiche gefunden werden, wo die Temperatur von der Vorhersage um 2-3 Grad abweichen. Genau auf diese Stellen hat sich das Team bei seiner Studie konzentriert.

Sue Smrekar, einer der Wissenschaftler von NASA’s JPL in Kalifornien, meint, dass die geologische Geschichte auf Venus lange ein Rätsel war. Zwar gaben vorangegangene Venus-Missionen Hinweise auf vulkanische Aktivität, allerdings konnte der Zeitraum laut Smrekar bisher nicht eingegrenzt werden.

Etwas musste für eine Erosion auf Venus‘ Oberfläche verantwortlich sein, da man bisher nur etwa 1.000 Krater finden konnte. Eine kleine Anzahl verglichen mit anderen Himmelskörpern im Sonnensystem.

Raumcon:

• Planet Venus

Der Beitrag NASA findet Beweis jüngerer Vulkanaktivität auf Venus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller und Günther Glatzel. Quelle: ESA.

Die Kampagne lief in der Zeit vom 22. bis zum 28. Februar 2010 und war nach August 2008 und Oktober 2009 die dritte ihrer Art. Das Perizentrum, den Venus-nächsten Punkt der Bahn, hat man dabei von 187 Kilometern auf 182 Kilometer fallen lassen. Im Rahmen der Orbitbestimmung hat man von der Erde aus Bremseffekte aufgespürt, um so die Hochatmosphäre der Venus zu untersuchen. Die Bremswirkung ist allerdings sehr gering, die Sonde gerät dabei nicht in Gefahr.

Speziell die polaren Regionen interessieren bei diesen Kampagnen. Während der nächsten Messkampagne im April fällt das Perizentrum dann bis unter 180 km. 175 km ist das erlaubte Minimum, nach dessen Erreichen die Bahn wieder angehoben werden soll. Die Messzeiträume während der Passagen umfassten jeweils 4 Stunden. Dabei sendete die Sonde nur ein Trägersignal aus, übermittelte also eigentlich keine Daten. Diese wurden erst aus Verschiebungen der Frequenz beim Empfang auf der Erde gewonnen. Die Signale werden entweder von der Deep Space Station 35 der NASA in Canberra (Australien) oder der Deep Space Antenna 1 der ESA in der Nähe von New Norcia (ebenfalls Australien) empfangen.

Während des Durchflugs der Hochatmosphäre der Venus wird die Sonde stärker gebremst als in größeren Höhen. Diese Verlangsamung lässt sich aus den Veränderungen des Funksignals berechnen. Während dieser Zeit bleiben weitere Systeme der Sonde inaktiv, die Entlademanöver für die Reaktionsräder wurden ebenso außerhalb dieser Zeiträume gelegt. Außerdem wurden die Solarzellenpaneele für die Atmosphärenflüge „passend“ ausgerichtet, und zwar asymmetrisch. Eine Fläche zeigte zur Sonne, die andere wurde weggedreht. Durch die asymmetrische Konfiguration baute sich eine leichte Rotation beim Atmosphärendurchflug auf, welche man über die Reaktionsräder messen konnte. Damit hat man einen weiteren Datensatz, neben dem standardmäßigen Tracking von der Erde aus.

Am 21. Februar hat man außerdem ein Bremsmanöver im Perizentrum durchgeführt und das Apozentrum um 56 km abgesenkt. Das Manöver ist etwas zu stark ausgefallen. Durch die um 92 Sekunden kürzere Umlaufzeit hat man das „Phasing“ des Sondenorbits wieder mit dem Zeitrahmen des Missionsbetriebs auf der Erde synchronisiert.

Mehr über Venus Express finden Sie auch auf unserer ausführlichen Sonderseite zu der Sonde.

Raumcon:

• Venus-Express-Thema (seit August 2005)

Der Beitrag Venus Express mit Luftwiderstandsexperiment erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Unmanned Spaceflight.

Die Tagung des Science Programme Committee (SPC) der ESA fand bereits am 2. Oktober statt. Während dieses Treffens wurde eine Verlängerung der Missionen von Venus Express und Mars Express bis Ende 2012 vereinbart. Die Entscheidung soll demnächst offiziell veröffentlicht werden.

Mars Express startete am 2. Juni 2003 zum Roten Planeten, den es am 25. Dezember gleichen Jahres erreichte. Die wichtigsten Instrumente sind ein Radar und eine hochauflösende Stereo-Kamera mit einer Auflösung bis zu 2 Metern. Der Lander Beagle 2 ging allerdings verloren.

Venus Express startete am 9. November 2005 zu unserem inneren Nachbarplaneten, den die Sonde seit dem 11. April 2006 umläuft. Mit ihr wird seitdem mittels mehrerer Spektrometer vor allem Atmosphärenforschung betrieben.

Verlängert wurden auch XMM-Newton, Integral und Cluster sowie die Missionen vom Hubble Space Telescope und von SOHO mit ESA-Beteiligung.

Der Beitrag Missionen der ESA-Express-Sonden werden verlängert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESA.

Wissenschaftler nutzen die ESA-Sonde Venus Express, um durch Beobachtungen aus dem Venusorbit zu bestätigen, dass die Erde ein bewohnbarer Planet ist. Dies ist keineswegs eine sinnlose Übung, wie man zunächst annehmen könnte. Aus der Ferne festzustellen, ob ein Planet bewohnbar ist gehört zukünftig mehr denn je zum Aufgabenbereich von Planetenforschern, nur dass die Untersuchungsobjekte von uns noch viel weiter entfernt sind als die Erde von der Venus.

Venus Express richtete sein abbildendes Spektrometer VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), das im optischen und infraroten Bereich arbeitet, bereits kurz nach seinem Start im November 2005 auf die Erde. Mittlerweile wurde daraus ein eigenständiges Forschungsprojekt.

„Wenn die Erde in einer günstigen Position ist, beobachten wir sie zwei- oder dreimal im Monat“, sagt Giuseppe Piccolini, einer der leitenden VIRTIS-Wissenschaftler. Mittlerweile hat man bereits etwa 40 Spektren der Erde im sichtbaren bzw. nahen Infrarotbereich vorliegen, in denen man nach den Signaturen der in der Erdatmosphäre vorkommenden Moleküle fahndet. So konnten trotz der Tatsache, dass die Erde in der Kamera weniger als ein Pixel einnimmt, Sauerstoff und Wasserdampf nachgewiesen werden. VIRTIS war ja für einen solchen Zweck niemals vorgesehen.

Seit 1995 wurden mehr als dreihundert Exoplaneten, also Planeten bei anderen Sternen nachgewiesen. Bei den meisten geschah dieser Nachweis aufgrund von rhythmischen Bewegungen oder kurzzeitigen geringfügigen Helligkeitsabsenkungen des Sterns, den sie umlaufen. Nur von wenigen Exoplaneten sind Spektraldaten ihrer Atmosphären vorhanden. Doch die Technik entwickelt sich. Mittlerweile werden Systeme speziell für die Planetensuche entworfen. Die Beobachtungen der Erde aus großer Distanz sind für derartige Zwecke wegweisend.

Noch gibt es dabei aber viele Probleme zu lösen. „Wir sahen Wasser und molekularen Sauerstoff in der Erdatmosphäre, aber die Venus weist diese Anzeichen ebenfalls auf. Nach diesen Stoffen zu suchen ist also nicht ausreichend“, sagt Piccioni.

Stattdessen suchen die Astronomen nach weiteren, eindeutigeren Anzeichen für Leben. Ein Kandidat dafür ist die sogenannte Rotflanke, ein besonderer Ausschlag im nahen Infrarotbereich des Spektums, der durch Photosynthese betreibende Pflanzen hervorgerufen wird. Ob dieses Signal von der Venus aus messbar ist, soll demnächst genauer untersucht werden.

Raumcon:

• Venus Express

Der Beitrag Ist die Erde bewohnt? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Dass die Venusatmosphäre sehr starke, sehr schnelle Winde hervorbringt, war lange bekannt. Jetzt konnte aus den Daten der ESA-Sonde Venus Express ein Modell geschaffen werden, dass die Geschehnisse in der Atmosphäre der Südhalbkugel wiedergibt.

Seit Beginn der Beobachtungen 2006 hat Venus Express kontinuierlich Daten aufgezeichnet. Dabei kam den wissenschaftlichen Ergebissen die Fähigkeit der Sonde zugute, durch die dichten Atmosphärenschichten hindurchschauen und Daten aus verschiedenen Höhen über der Oberfläche der Venus sammeln zu können.

Venus Express wurde am 9. November 2005 von Baikonur aus auf einer Sojus-FG-Rakete auf den Weg gebracht. Die Sonde schwenkte am 11. April 2006 nach Verzögerung durch ihr S400-Hauptriebwerk in eine Umlaufbahn um die Venus ein.

Unter den sieben Instrumenten aus fünf europäischen Ländern an Bord ist ein Spektrometer, eine Adapatierung eines für die Rosetta-Mission entwickelten Gerätes. Es entstand in französich-italienisch-deutscher Koproduktion. Das Gerät namens VIRTIS (Venus Express Visual and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) wurde eingesetzt, um Wolkenbänder im sichtbaren und infraroten Bereich zu beobachten. Dafür gibt es drei Beobachtungskanäle. Die Wellenlängen liegen bei 0,25 bis 1 µm für den sichbaren, bei 1 bis 5 µm für den nah-infraroten und bei 2 bis 5 µm für den infraroten Bereich.

Aus dem Zug der Wolken in definierten Höhen konnte die dort jeweils herrschende Windgeschwindigkeit bestimmt werden. Die gesamte südliche Hemisphäre vom Pol bis zum Äquator wurde im Höhenbereich zwischen 45 und 70 Kilometern über Grund untersucht.

Da VIRTIS je nach der zur Beobachtung verwendeter Frequenz durch verschiedene Wolkenschichten hindurchschauen kann, war es möglich, die Untersuchungen der Wolkenschichten in drei unterschiedlichen Höhen durchzuführen. Dort wurden jeweils hunderte von Wolken verfolgt.

Insgesamt wurden 625 Wolken bei etwa 66 Kilometern Höhe über Grund verfolgt, 662 bei etwa 61 Kilometern Höhe und 932 im Bereich zwischen 45 und 47 Kilometern Höhe. In den einzelnen Wolkenschichten wurde jeweils über mehrere Monate immer zwischen ein bis zwei Stunden am Stück beobachtet. In diesem zeitlichen und räumlichen Umfang und auf unterschiedlichen Wellenlängen hat dies nie zuvor stattgefunden.

Es wurde festgestellt, dass die Winde im Gebiet zwischen Äquator und dem Bereich 50 bis 55 Grad südlicher Breite stark variieren. Bei 66 Kilometern über Grund maß man Winde von 370 Stundenkilometern, im Bereich zwischen 45 und 47 Kilometer über Grund Winde von 210 Stundenkilometern.

In den Breiten oberhalb 65 Grad ist die Situation dramatisch anders: Dort spielt die wirbelsturmartige Struktur über den Polen die Hauptrolle. In allen beobachteten Höhen ziehen die Wolken mit gleicher Geschwindigkeit, die zum Auge des Wirbels hin immer weiter abfällt.

Die Geschwindigkeit von Winden, die sich parallel zu bestimmten Breitengraden bewegen, hängt auch stark von der Venus-Tageszeit am beobachteten Ort ab. Abends war die Windgeschwindigkeit jeweils höher als zu Beginn eines Venustages, was auf die Erwärmung der Venus durch die Sonne zurückgeführt und als Solarer Tideneffekt bezeichnet wird.

Regelmäßig alle fünf Tage, so wurde noch festgestellt, ändern die Winde ihre Geschwindigkeit. Was Auslöser für diesen Rhythmus ist, muss noch genauer untersucht werden.

Der Beitrag Venus Express: Schnelle Winde in der Venusatmosphäre erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Alexander Höhn. Quelle: ESA.

Ständig in Wolken gehüllt, ist die Venus schon seit Jahrhunderten ein Mysterium. Obwohl sie der erdnächste Planet ist, ist es aufgrund der Wolkengürtel sehr schwierig, Details über ihre Oberfläche herauszufinden. Die Venus hat ungefähr die gleiche Masse wie die Erde, allerdings liegt die Oberflächentemperatur bei über 400° Celsius und der Druck an der Oberfläche ist hundertmal größer als auf der Erde.
Die Ergebnisse von Venus Express liefern wertvolle Details über die Zusammensetzung und die Bewegungen innerhalb der Atmosphäre von der Oberfläche bis in die oberste Schicht. Außerdem ist nun die detaillierte Temperaturverteilung bekannt, was das Wissen über globale Wettervorgänge auf der Venus enorm vergrößert. Diese sind, vor allem im Bereich der Wolkenentwicklung, ähnlich den Vorgängen, die auch auf der Erde stattfinden.

Weitere Daten wurden über die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre gewonnen. Hierbei erkannte Venus Express auch Anzeichen von Gewittertätigkeiten. Die große Herausforderung der Forscher ist es nun, die gewonnenen Erkenntnisse auf bereits bekannte Atmosphären zu übertragen. Hierbei stellt sich als größtes Problem der enorme Druck dar, der im Gegensatz zu Mars oder Erde auf der Venus herrscht. Auch auf diesem Gebiet rechnen die Forscher mit weiteren Überraschungen.

Ein drittes Forschungsgebiet ist das Entweichen von Teilen der Venus-Atmosphäre in den Weltraum. Hierbei spielt der Sonnenwind eine große Rolle, der Gaspartikel der Atmosphäre ionisiert, für immer vom Planeten trennt und in den Weltraum bläst.

Insgesamt haben die Ergebnisse von Venus Express die Forscher enorm vorangebracht, allerdings sind immer noch einige Fragen offen. Zum Beispiel ist nicht klar, in wie weit Vulkane auf der Oberfläche die Atmosphäre der Venus beeinflussen. Dennoch lassen die gewonnen Daten darauf schließen, das viele Prozesse der Atmosphäre der Venus Ähnlichkeiten mit den Prozessen auf der Erde haben.

Die Forscher bezeichnen Venus und Erde nun als Zwillinge, die nach der Geburt getrennt wurden.

Der Beitrag Venus als Doppelgänger der Erde? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Am 4. April 2006 schwenkte die erste ESA-Venusmission in eine Umlaufbahn um den umwölkten Schwesterplaneten ein. Obwohl die Venus bereits in der Frühzeit der Sonden-gestützten Raumfahrt das vielfache Ziel amerikanischer und sowjetischer Raumfahrzeuge war – Venus Express machte bereits im Juni erste Entdeckungen: Danach wird der Planet ständig von extremen Winden umweht, was in der Südpolregion zur Entstehung von zwei Wirbelstürmen führt. Wie genau dieses komplexe Sturmsystem am Pol zustande kommt, ist unklar und ein wichtiges Ziel aktueller Forschung.
Eine neue Serie von Aufnahmen wendet sich nun den Sturmsystemen zu. Dafür wurden Tag- und Nacht-Aufnahmen aus unterschiedlichen Höhen kombiniert und so aufbereitet, dass eine Animation entsteht. Ziel der ESA-Forscher ist es, damit die komplexe Dynamik der Venusatmosphäre zu verstehen, deren Winde in nur vier Tagen den Planeten komplett umrunden. Damit wäre zu erwarten, dass es zu je einem Wirbelsturm an jedem Pol kommt – die Entstehung von zwei Sturmsystemen nur am Südpol ist daher völlig unverstanden.

Die ersten Aufnahmen der nun veröffentlichten Bilderreihe wurde vom Punkt mit maximalem Abstand auf der Bahn der Sonde gemacht. In diesem Bereich der Bahnellipse bewegt sich die Sonde nach dem zweiten Keplerschen Gesetz am langsamsten und kann somit das Ziel am besten im Fokus halten. Dabei konnten die Vorteile des Instruments VIRTIS (Ultraviolet, Visible and Near-Infrared Mapping Spectrometer) ausgenutzt werden, dass vor allem Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge um drei Mikrometer nutzte, um so sowohl Tag- als auch Nachtseite der Venus gleichzeitig beobachten zu können. Bei kürzeren Wellenlängen sind die thermischen Emissionen zwischen Tag- und Nachtseite zu unterschiedlich und die Tagseite würde die Nachtseite leicht überstrahlen.
„Das Ganze ist vergleichbar mit einem Blick auf hellen, von der Sonne angestrahlten Schnee und gleichzeitig an einen dunklen Himmel“, sagte Giuseppe Piccioni, Co-Principal Investigagor für das VIRTIS -Instrument. „Mit dieser Technik können wir nicht nur gleichzeitig Tag- und Nachtseite der Venus beobachten; wir können auch in verschiedene Tiefen der Atmosphäre blicken. Derzeit erstellen wir eine vollständige 3D-Datensammlung der Venusatmosphäre.“

Allerdings ist das aktuelle Video bei weitem noch nicht das Optimum. Das hat jedoch keine technischen Ursachen: Vielmehr ist das Wetter Schuld. Denn Venus Express, die während jeweils acht Stunden Beobachtungszeit in fünf Venusumläufen benötigte, hatte mit schlechten Wetterbedingungen zu kämpfen. Gerade im Bereich von 1,7 Mikrometern Wellenlänge – die für die Beobachtung der Nachtseite gewählt wurde – störten hohe atmosphärische Wolken eine klare Auflösung des Sturmsystems.
„Wenn es das Wetter zulässt, werden wir vielleicht mit Hilfe einer ausgeweiteten Beobachtungszeit in Zukunft in der Lage sein, einen deutlicheren Blick auf den polaren Vortex werfen zu können“, sagte Piccioni.

„Mit Hilfe solcher Videos, die alle gesammelten Informationen zusammenführen, werden wir in der Lage sein, sowohl kurz- als auch langfristige Aspekte der Entstehung des Vortex´ besser zu verstehen“, sagte Pierre Drossart, ebenfalls Co-Investigator für VIRTIS. „Wir wollen die übergeordnete dreidimensionale Struktur des Vortex´ durchschauen, vor allem die Unterschiede in horizontalen Winden.“

Jedoch werden die nächsten Schritte der Forschung auf diesem Feld auf der Erde stattfinden: So sollen die Daten von Venus Express nun mit Fluiddynamik-Computermodellen verglichen werden. Damit könnte das bisher beste Modell der Venusatmosphäre entstehen.

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Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: ESA.

Auf der Venus herrschen starke Winde, die den Planeten innerhalb von vier Erdentagen mit 400 Kilometern pro Stunde umkreisen, während die Venus selbst 243 Tage braucht, um sich einmal um ihre Achse zu drehen – man nennt das „Superrotation“. Forscher fragen sich nun: Wodurch werden diese gewaltigen Stürme und Turbulenzen verursacht? Spielt die Oberflächentopografie eine Rolle in der komplizierten Dynamik der Atmosphäre?

Die dichten Wolken verhindern die Beobachtung der unteren Schichten der Atmosphäre und der Oberfläche mit sichtbarem Licht. Die ESA-Raumsonde Venus Express kann mit dem Instrument Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) jedoch in verschiedene Schichten der Atmosphäre blicken, indem sie mit unterschiedlichen Infrarotwellenlängen arbeitet. VIRTIS kann auch Beobachtungen auf der Nachtseite der Venus durchführen. Das Instrument lieferte schon viele Bilder der Wolkenstrukturen und wird seine Beobachtungen auch in der nächsten Zeit fortsetzen, um Antworten auf die vielen Fragen zu finden.

Die atmosphärischen Turbulenzen und Wolkenstrukturen variieren in unterschiedlichen Breiten: Am Äquator sind die Wolken unregelmäßig und bilden eine seltsame „Blasenform“. In mittleren Breiten hingegen sind die Wolken regelmäßiger und parallel zur Superrotation ausgerichtet. In den polaren Gebieten formen die Wolken einen Wirbel.

Die komplexen Wolkenformen am Äquator entstehen, weil dort die extrem starken Winde der Superrotation auf lokale Turbulenzen und Winde treffen. Eine Ursache für diese regionalen Winde ist die Sonne: Wenn die Sonneneinstrahlung die Atmosphäre erwärmt, steigt das warme Gas auf, weiteres Gas strömt nach und es entsteht ein Wind.

Auf der Nachtseite der Venus sind die Wolkenformationen und Winde denen auf der Tagseite jedoch verblüffend ähnlich, obwohl der Einfluss der Sonne fehlt. Daher versuchen die Wissenschaftler herauszufinden, ob noch andere Mechanismen außer der Erwärmung durch die Sonne die äquatorialen Turbulenzen verursachen.

Möglicherweise spielt die Oberflächentopografie dabei eine bedeutende Rolle. Die Forscher vermuten, dass sowohl eine Verbindung zwischen der Oberfläche und den lokalen atmosphärischen Turbulenzen als auch der globalen Dynamik der Atmosphäre besteht. Dies zu beweisen und besser zu verstehen, ist ein Hauptziel der Venus Express-Mission.

Verwandte Webseiten

• Venus Express-Seite der ESA

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

Die Raumsonde und die meisten ihrer Instrumente befinden sich in gutem Zustand und funktionieren normal. Eines der Instrumente, das Planetary Fourier Spectrometer (PFS), zeigt allerdings eine Fehlfunktion, die bisher trotz aller Versuche nicht behoben werden konnte: Der Spiegel des Instruments ist in geschlossener Position mechanisch blockiert, so dass das Instrument zwar an sich funktioniert, aber dennoch nichts sieht.
In den nächsten Monaten sollen weitere Versuche unternommen werden, den Spiegel frei zu bekommen. Außerdem werden unabhängige Untersuchungen angestellt, wie es überhaupt zu der Blockierung kommen konnte. In der Zwischenzeit können andere Instrumente an Bord hoffentlich die Aufgaben des PFS mit übernehmen. Das PFS soll die chemische Zusammensetzung und Temperatur der Venus-Atmosphäre untersuchen sowie die Temperatur der Venusoberfläche messen und so nach Anzeichen vulkanischer Aktivität suchen.

Erste wissenschaftliche Ergebnisse
Schon seit Erreichen ihres endgültigen 24-Stunden-Orbits um die Venus – also lange vor der jetzt offiziell verkündeten Betriebsbereitschaft – sammelt Venus Express unermüdlich Daten. Die ersten spektakulären Bilder des doppeläugigen Wirbels am Venus-Südpol waren bereits ein „Erstmals“ in der Geschichte der Planetenforschung und eine sehr angenehme Überraschung für die Wissenschaftler, da niemand erwartet hatte, dass der Wirbel, obzwar schon bekannt, eine derart komplexe Struktur hat.

Infrarot-Bilder, die mit dem Ultraviolet/Visible/Near-Infrared spectrometer (VIRTIS) der Sonde aufgenommen wurden, hatten Ende Mai die ersten klaren Ansichten des Wirbels gezeigt. VIRTIS kann in verschiedenen Wellenlängen abbilden. Jede Infrarot-Wellenlänge zeigt die Venusatmosphäre in einer anderen Höhe, also jeweils eine andere Schicht der Atmosphäre. Und der Wirbel präsentiert sich von Schicht zu Schicht unterschiedlich: „Als wir uns diesen gigantischen Wirbel in verschiedenen Höhen ansahen, realisierten wir erst, wie sehr seine Form über die Höhe variiert“, sagte Pierre Drossart, Co-Forschungsleiter des Instruments. „Es ist, als ob wir auf verschiedene Strukturen schauen würden, statt auf eine einzige.“

Warum sich die Form des Südpolwirbels über die Höhe so stark ändert, ist bisher noch ungeklärt. „Dieses Rätsel zu lösen, ist genau der Grund, warum wir eine eigene Beobachtungskampagne nur für den Wirbel organisieren wollen“, sagte Giuseppe Piccioni, ebenfalls VIRTIS-Co-Forschungsleiter. „Erst wollen wir die Form des Wirbels verstehen, indem wir mit VIRTIS sein dreidimensionales Bild ermitteln. Dann hoffen wir, die treibenden Kräfte besser zu verstehen, die ihn formen.“

Wolken und Winde
In den ersten Wochen zeichnen sich bereits viele andere Details der dicken Atmosphäre ab. Sowohl die Venus Monitoring Camera (VMC) als auch VIRTIS begannen damit, das Wolkensystem und seine komplexe Dynamik zu beobachten, während die Spektrometer SpicaV/SOIR Untersuchungen über Chemie und Temperatur der Atmosphäre zu sammeln begannen.

Ultraviolett-Bilder der VMC zeigen die komplexe Form der Wolkendecke, charakterisiert durch sehr dünne, zarte Streifen. Möglicherweise sind dafür starke Winde verantwortlich, die oft solche länglichen Strukturen produzieren. Periodische Wellenmuster in den Wolken wurden ebenfalls gesichtet und könnten ein Hinweis auf lokale Variationen von Druck und Temperatur sein, oder aber eine Form von Gezeitenkäften.

Eine der wichtigsten Bestätigungen früherer Entdeckungen aus den ersten analysierten Datensätzen ist die Beobachtung der so genannten „UV-Absorber“: Ultraviolette Markierungen auf der Wolkendecke, als dunklere Strukturen sichtbar in den VMC-Bildern. Sie werden so genannt, weil sie fast die Hälfte des einstrahlenden Sonnenlichts absorbieren. Die mysteriöse Substanz, die dafür verantwortlich ist, stellt ein weiteres Rätsel für die Wissenschaftler dar.
„Die Entstehung dieser Markierungen und ihre enorm starke Absorptionsleistung zu verstehen, ist eines der Hauptziele von Venus Express„, sagte Wojciech J. Markiewicz, der VMC-Forschungsleiter vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Lindau am Bodensee. „Wir haben jetzt die Bestätigung, dass wir sie tatsächlich mit unserem Instrument sehen können – somit können wir jetzt mit der Arbeit beginnen, ihre Quelle zu enträtseln.“

Die Venus Express-Wissenschaftler haben bereits damit begonnnen, die Bewegungen der Wolken zu verfolgen und Windgeschwindigkeiten zu analysieren. Eine spektakuläre Nachtansicht der mittleren bis niedrigen Wolkenschichten über niedrigen Breitengraden von VIRTIS zeigt Wolken, die eindeutig von Winden angetrieben werden.

„Wir können jetzt eine erste qualitative Abschätzung der Windfelder und der Zirkulation geben, in guter Übereinstimmung mit früheren Messungen der Galileo-Mission am Jupiternordpol“, sagte Giuseppe Piccioni. „Wir sammeln auch bereits die ersten Informationen über die weniger häufigen chemischen Bestandteile der Atmosphäre, wie etwa Kohlenmonoxid“, fügte Pierre Drossart hinzu. „Mit VIRTIS können wir tiefer in die Atmosphäre der südlichen Hemisphäre blicken als bei jeder früheren Mission. Die Variation der weniger häufigen Bestandteile über verschiedene Tiefen und Breitengrade ist ebenfalls eine sehr nützliche Informationsquelle für die globale Bewegung der Atmosphäre.“

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Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: New Scientist.

Frühere Missionen zur Venus haben eine ähnliche Struktur über dem Nordpol des Planeten entdeckt und beobachteten stürmische Verhältnisse am Südpol. Ein doppelter Wirbel ist bisher jedoch nicht am Südpol beobachtet worden.

Die Struktur war auf dem ersten von der ESA veröffentlichten Bild im April nicht genau zu erkennen. Da war Venus Express gerade in eine Umlaufbahn um die Venus eingeschwenkt. Weitere Aufnahmen innerhalb einer Woche während des ersten Umlaufs zeigten dann die beiden Wirbel über dem Südpol. Die Wirbel werden von Stürmen verursacht, deren Stärke jenseits der irdischer Hurrikane liegen.

Die Winde auf der Venus legen hunderte von Kilometern in der Stunde zurück und umrunden den Planeten, der nur wenig kleiner ist als die Erde, innerhalb von nur vier Tagen. Diese „Superrotation, zusammen mit der natürlichen Zirkulation der heißen Luft in der Atmosphäre würde normalerweise über jedem Pol einen Wirbel erzeugen. Warum jeweils zwei Wirbel entstehen, ist bisher ein Rätsel.“

„Wir wissen bisher nur sehr wenig über den Mechanismus, der die Superrotation und die polaren Wirbel verbindet“, sagte Projektwissenschaftler Håkan Svedhem. „Wir wissen auch nicht, warum es zu einer doppelten Wirbelbildung kommt. Atmosphärische Wirbel sind komplexe Strukturen und schwierig zu modellieren, auch auf der Erde.“

Venus Express ist die erste europäische Mission zur Erforschung der Venus. Die Sonde schwenkte am 11. April in eine erste, lang gestreckte Umlaufbahn ein. Am 7. Mai erreichte sie ihre endgültige 24-stündige Umlaufbahn.

Venus Express wird die Atmosphäre des Planeten untersuchen, um die extreme globale Erwärmung zu verstehen. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur beträgt 457 Grad Celsius, heiß genug um Blei zu schmelzen. Selbst auf dem Merkur, der sich noch näher an der Sonne befindet, ist es nicht so heiß. Die Atmosphäre besteht zu 96 Prozent aus Kohlendioxid, durchsetzt mit gelblichen Wolken aus Schwefel und Schwefelsäure.

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Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: ESA.

Venus Express war am 11. April 2006 in eine Umlaufbahn um die Venus eingetreten. Der Spiegel der sich nicht drehen lässt ist Teil des Planetary Fourier Spectrometer (PFS). Der Spiegel befindet sich vor dem Interferometer und lenkt eintreffendes Licht auf das Interferometer. Das Licht stammt entweder von der Venus, aus dem All oder von einem schwarzen Gegenstand, den die Sonde für die Kalibrierung des Instrumentes mitführt.

Während des Starts im November 2005 war der Spiegel auf diesen schwarzen Gegenstand gerichtet. Das PFS überstand den Start scheinbar ohne Probleme, als die Missionsleitung jedoch den Spiegel bewegen wollte, saß dieser fest.

Im März bewegte sich der Spiegel ein wenig. Am 27. April gelang es dem Team, den Spiegel um etwa 30 Grad zu drehen, so dass er sich nun auf halbem Wege zwischen Kalibrierugskörper und offenen Weltraum befindet. PFS Instrumentleiter Vittorio Formisano vom italienischen Institute for Interplanetary Space Physics sagte, dass sein Team es hoffentlich noch diese Woche schaffe, den Spiegel um 90 Grad zu drehen. Erst dann kann das Instrument eingesetzt werden.

Vulkanische Aktivitäten
Nach der hoffentlich erfolgreichen Reparatur soll das PFS im Infrarotbereich Temperaturmessungen der Oberfläche und der Atmosphäre der Venus vornehmen. Eine Karte der Oberflächentemperaturen könnte den Wissenschaftlern helfen, Quellen vulkanischer Aktivität auszumachen. PFS kann außerdem die Zusammensetzung der Atmosphäre ermitteln.

Mars Express besitzt ein baugleiches Instrument und hat im vergangenen Jahr ähnliche Probleme gehabt. Das PFS an Bord von Mars Express setzte seit April 2005 immer wieder aus.

Bis Juli wurden die Ausfälle immer häufiger und dann hörte das Instrument ganz auf zu funktionieren. Im Oktober 2005 schaltete die Bodenkontrolle auf den Ersatzmotor des Spiegels um und brachte das Instrument wieder in Gang.

Trotzdem scheinen die Probleme der beiden Instrumente nicht miteinander verwandt zu sein. „So weit ich das jetzt sagen kann“, sagt Kevin Baines vorsichtig. Er ist der stellvertretende Instrumentleiter des PFS von Venus Express. „Wir hoffen alle, dass das Problem schnell behoben werden und das Instrument in Betrieb gehen kann“, sagt er.

Das PFS ist eins von sieben wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Venus Express. Die übrigen sechs Instrumente haben bisher keine Anzeichen von Problemen gezeigt.

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