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FLUG REVUE 12/2014

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Topgun: Eliteschule der US Navy, Ebola-Epedemie: Airlines sorgen sich um Hygiene an Bord, Bundeswehr: schwere Mängel in der Ausrüstung, großes Extra: Raumfahrt

Raumfahrt-EXTRA Dem Mars

Raumfahrt-EXTRA Dem Mars geht die Luft aus 2 3 4 1 5 6 Das Instrumentenpaket 7 8 1 MAG: Magnetometer zum Aufspüren möglicher Reste des einstmals am Mars vorhandenen Magnetfeldes 2 APP: frei bewegliche Instrumentenplattform für die Fernerkundung der oberen Atmosphäre und Ionosphäre 3 STATIC: Gerät zur Ermittlung des Anteils supraleitender Ionen, und NGIMS für die Bestimmung der Zusammensetzung neutraler Gase 4 SEP: Instrument für die Messung der Teilchenmenge des Sonnenwindes 5 HGA: feststehende Hochleistungsantenne für den Datenverkehr zwischen Sonde und Bodenstation 6 SWIA: Gerät zur Analyse von Ionen des Sonnenwindes, ihrer Häufigkeit und Geschwindigkeit 7 LPW: Langmuir-Sonden (zwei Stück) zur Bestimmung der Elektronendichte, -temperatur und des Potenzials von Plasma 8 SWEA: Gerät zur Analyse von Elektronen des Sonnenwindes, ihrer Häufigkeit und Geschwindigkeit begeistert von dieser Zusatzaufgabe, „auch wenn ihre Erledigung eigentlich in die sogenannte Kommissionierungsphase der Sonde fällt“. Immerhin war der Übergang in die geplante elliptische Flugbahn um den Planeten erst am 21. September, also zwei Tage nach dem Vorbeiflug des Kometen, geschafft, und jetzt stehen einige Wochen der Kalibration und des gründlichen Finetunings aller Instrumente auf dem Plan. Die Experten sind sich darüber einig, dass sie selbst bei Beginn der regulären Arbeitsperiode noch genügend Spuren des Sliding Spring in der Marsatmosphäre finden werden. Der Komet war mit einer Geschwindigkeit von 56 Kilometern pro Sekunde am Planeten vorbeigerast und ihm dabei bis auf 139 500 Kilometer nahe gekommen, was etwa einem Drittel der Entfernung Erde – Mond entspricht. Etwa 100 Minuten später durchquerte MAVEN Reste des Kometenschweifs, und weil die Wissenschaftler annahmen, dass auch diese sich noch mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegen, hatte man den Satelliten in eine sogenannte Kauerstellung versetzt, in der er der Gas- und Staubwolke möglichst wenig Angriffsfläche bot. In dieser Position wies die Hauptantenne von der Erde weg, so dass die Kommunikation nur mit sehr geringer Datenrate über eine Ersatzantenne möglich war, und so lenkte man die Sonde zu ihren beiden Schwestern hinter dem Planeten – „duck and cover“, wie bereits erwähnt. PRIMÄRMISSION BEGANN MIT VERZÖGERUNG Inzwischen hat MAVEN begonnen, regelmäßig Daten zur Erde zu senden, darunter auch solche über die Zusammensetzung von Gasen und Staub aus dem Schweif des Kometen sowie über deren mögliche Wechselwirkung mit der Marsatmosphäre. Gleich am Anfang der sogenannten Primärmission, also jenes Forschungsprogramms, das innerhalb der geplanten Lebensdauer absolviert werden soll, gelang der Sonde der Nachweis eines starken Sonnensturms. Die Bordgeräte lieferten Daten, mit denen es möglich war, bisher beispiellose Aufnahmen im ultravioletten Bereich zu generieren. Sie zeigen dünne, schleierhafte Koronen von Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff rings um den Planeten. Diese Leuchterscheinungen entstehen infolge der Lichtbrechung an den Atomen beziehungsweise Ionen der Gase, denen mittels Spektralanalyse verschiedene Farben zugeordnet werden. Dementsprechend wird Kohlenstoff immer rot, Sauerstoff grün und Wasserstoff blau dargestellt. Auf der Grundlage dieser Analysen gelang zudem die ausgedehnte Kartierung des stark veränderlichen Vorkommens von Ozon in der Marsatmosphäre. Erste „Testbilder“ stellte die NASA bereits einen Tag nach dem Einschwenken der Sonde in die Umlaufbahn ins Netz. Dazu noch einmal Bruce Jakosky: „Alle Instrumente liefern Daten in sehr hoher Qualität, besser, als man es in dieser frühen Phase der Beobachtungen erwarten konnte. Obwohl die Funktionschecks noch nicht abgeschlossen sind, können wir äußerst zufrieden sein. Das ist eine einfach und geradlinig zu bedienende Raumsonde, und wir können uns jetzt schon auf eine aufregende Wissenschaftsmission freuen.“ Der Solarsturm als Folge eines Masseauswurfs (Coronal Mass Ejection – CMA) war übrigens rechtzeitig auf der Erde erkannt worden. Sie befand sich zu dieser Zeit auf der dem Mars gegenüberliegenden Seite der Sonne. Von hier aus konnte man den Zeitpunkt bestimmen, zu dem der Rote Planet den Partikelstrom kreuzen würde, und rechtzeitig 72 FLUG REVUE DEZEMBER 2014 www.flugrevue.de

Zur Erinnerung und für den Größenvergleich: MAVEN in der Montagehalle. das SEP einschalten sowie kalibrieren (siehe die Übersicht zum Instrumentenpaket von MAVEN links oben). Interessant ist, dass der leichtere Wasserstoff den Planeten in einer viel größeren „Blase“ umgibt als der Sauerstoff, der von der Marsanziehungskraft enger an der Oberfläche gehalten wird. Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Vorkommen atomaren Wasser- und Sauerstoffs in der Atmosphäre des Planeten auf die Spaltung von Wasserdampf in der Hochatmosphäre zurückzuführen ist: Zuerst verdunstete das flüssige Wasser von der Planetenoberfläche, und dann wurden die Moleküle unter dem Einfluss der starken Solarwinde gespalten. Zu guter Letzt reißen diese Partikelströme die Ionen aus den oberen Atmosphärenschichten mit sich in die Tiefen des Alls. Gut möglich, dass ein Teil der Gase in der Erdatmosphäre einst auf diesem Wege vom Mars zu uns gelangte. Auf der Erde sind wir glücklicherweise vom starken Magnetfeld vor diesen rabiaten Wechselwirkungen mit dem „Weltraumwetter“ geschützt, aber der Mars, der ohnehin nur etwa halb so groß ist wie die Erde und zudem noch die niedrigste Dichte und dadurch die geringste Anziehungskraft aller erdähnlichen Planeten des Sonnensystems hat, verfügt zu allem Unglück schon seit Jahrmilliarden über kein Magnetfeld mehr. Der Planet hat nämlich keinen festen Kern, und im flüssigen Inneren gibt es zu wenig Konvektion, um einen Dynamoeffekt zu erzielen. Ergo: Nicht nur die Sonnenstürme, sondern die gesamte kosmische Strahlung kann sich über den Planeten und seine dünne Lufthülle hermachen und diese so nach und nach zerreißen. Die Natur dieser Prozesse zu untersuchen ist nun MAVENs Hauptaufgabe. Schon jetzt gibt es Hypothesen, nach denen der Mars in wenigen Millionen Jahren keine eigene Atmosphäre mehr haben wird. Wenn das stimmen sollte, sieht es wohl nicht gut für eine künftige Besiedelung des Planeten aus. FR Wasserstoff Sauerstoff reflektiertes Sonnenlicht kombiniertes Bild Mars Phobos Deimos Der Imaging Ultraviolet Spectrograph machte diese Beobachtungen bereits in der Endphase des Anfluges am 21. September 2014, kurz vor dem Einschwenken in die Umlaufbahn. MAVEN MAVEN wurde auf eine hochelliptische Umlaufbahn gebracht, auf der die Sonde alle Schichten der Marsatmosphäre durchfliegt und Vergleichsmessungen anstellt. Fotos: NASA www.flugrevue.de FLUG REVUE DEZEMBER 2014 73

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