Stardust: Nahaufnahmen sind da – und der Krater?

In der vergangenen Stunde sind Stardusts Bilder der größten Annäherung an den Kern von Tempel 1 in der Sammlung erschienen – detailreicher als viele erwartet hatten: eine beeindruckende Animation der ersten 30 Bilder (und gleich noch eine). Die Sonde ist also „auf der richtigen Seite“ des Kerns vorbei geflogen, aber wo ist nun der Krater, den vor 5 1/2 Jahren der Impaktor von Deep Impact schlug? Zur relativen Orientierung hilft z.B. diese Montage; dass dies Auswurfmaterial aus dem Krater sei, hat sich bereits als Irrtum herausgestellt. Auch im Deep-Impact-Team sehen sie nichts Offensichtliches. In 2 1/2 Stunden wissen wir vielleicht schon mehr: Die Pressekonferenz ist soeben für 21:30 MEZ angesetzt worden.

Der neue Blick auf den Süden von Phobos

3 x ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Die Nahaufnahmen vom Mars-Express-Besuch bei Phobos am 9. Januar sind da: oben ein Bild der Kamera HRSC mit 4.1 Metern pro Pixel, darunter ein Ausschnitt rund um den Südpol, um die Auflösung zu demonstrieren, und unten ein anderer, mit einmontierten Bildern des Super Resolution Channel der HRSC, die sogar 3 m/px haben, aber etwas bewegungsunscharf scheinen. Anklicken der Bilder fördert jeweils eine andere Version der heute präsentierten Galerie zutage, darunter insbesondere auf eine spektakuläre 3D-Aufnahme für Rot-Grün-Brillen! Während des Vorbeiflugs in 100 km Höhe scannte die HRSC den etwas über 20 km großen Marsmond mit fünf der neun Sensoren, die auf der Kamera hintereinander angeordnet sind [NACHTRAG: wie die Kamera funktioniert]: Gerade einmal eine Minute waren die Sensoren insgesamt angeschaltet, für jeden Sensor war Phobos nur neun Sekunden im Blickfeld.

Wichtig ist die Auswertung der Aufnahmen unter anderem für die russische Mission Fobos-Grunt, die im November 2011 starten und ein Landemodul auf dem Marsmond absetzen, Gesteins- und Staubproben mit einem Roboterarm einsammeln und diese in einer Rückkehrkapsel zurück zur Erde transportieren soll. Das Landemodul selbst soll dann noch ein Jahr lang von der Phobos-Oberfläche aus wissenschaftliche Messungen in der Marsumgebung vornehmen. Bereits früher waren Messungen der Radaranlage MARSIS von der neuen Phobos-Passage zur Erde gelangt: Möglicherweise hat es Echos von etwas unterhalb der Oberfläche gegeben. Die Datenübertragung war gerade noch vor der Konjunktion des Mars mit der Sonne abgeschlossen worden, wegen der auch die Operation des Marsrovers Opportunity stark eingeschränkt werden muss: Vom 27.1. bis 11.2. werden keine Kommandos geschickt, aber er wird die Zeit sinnvoll nutzen. Und immerhin kann man ihm noch zum 7.(!) Jahrestag seiner Landung am 25.1. (MEZ) gratulieren …

Nicht zuviel erwarten vom Stardust-Besuch bei Komet Tempel 1

sollte man am 15. Februar: Um 5:37 MEZ geht es mit 10 km/s in 200 km am Kern vorbei, und um etwa 10:30 MEZ sollten die ersten Bilder vorliegen – aber weil die 1999 gestartete Raumsonde doch deutlich primitiver als das 6 Jahre so jüngere Mutterschiff von Deep Impact ist, wird, dürften die 72 erwarteten Bilder höchstens 12 Meter/Pixel Auflösung erreichen. Auch sind sie nur Schwarzweiß, da das Filterrad kaputt ist (aber wenigstens in der Clear-Stellung klemmt). Und dass darauf der Krater zu sehen ist, den Deep Impacts Impaktor schlug, ist auch alles andere als sicher: Das Rotationsverhalten des Kerns ist vertrackt, mit zwei sehr ähnlichen Peaks der Lichtkurve, so dass die Chance kaum besser als 50% ist, dass Stardust an der richtigen Seite vorbei geschickt wird.

Ein gelungenes Krater-Bild wäre daher ein „Bonus“, so die Sprachregelung der NASA: Stattdessen geht es darum zu sehen, wie sich der Kern nach einem ganzen Sonnenumlauf verändert hat; zwei Kometenbesuche in solchem Abstand gab es noch nie. Den Ort von Tempel 1 im Raum kennt man vermutlich präziser als von jedem anderen Kometen – aber trotzdem hat ihn die Kamera Stardusts immer noch nicht gefunden, was eine weitere Abänderung der wegen der geringen Treibstoffreserve („Stardust hat …“) eh schwierigen Encounter-Planung erzwingt: Jetzt werden im Anflug zunächst keine wissenschaftlichen und dafür weitere Navigationsaufnahmen des Kometen gemacht und die letzten Bahnkorrekturen später durchgeführt. (Mission Status 1. Quartal 2011; JPL Release, NASA Visuals, Planetary Society Blog 19., Centauri Dreams 21.1.2011)

Akatsuki ein Jahr früher wieder bei der Venus – und vielleicht auch bei Asteroiden?

Weil das defekte und vielleicht schwer beschädigte Triebwerk der japanischen Venus-Sonde auf Abwegen bei einer zweiten Annäherung an den Planeten vermutlich wieder nicht den nötigen Schub für einen Orbiteintritt zustande bringen dürfte, wird nun erwogen, es stattdessen kontinuierlich einzusetzen, um die Relativgeschwindigkeit zu verringen und auch schon ein Jahr früher – also 2015 – wieder bei der Venus zu sein. Das nötige Delta-v wäre dann geringer als im ersten Notplan, und das Triebwerk – das nach neueren Tests etwa 60% seiner normalen Leistung schaffen sollte – könnte den Orbiteintritt schaffen. Unterwegs könnten ggf. auch noch Asteroiden auf Venus-nahen Bahnen besucht werden; da sind die Aussagen aber noch sehr vage. (Asahi Shimbun [japanisch] 4., Mainichi Daily News, Planetary Society Blog 5.1.2011. Und das Dawn Journal zur Orbit-Planung an Vesta)

Klumpen aus Eispartikelchen in den Jets von Hartley 2: ein neuartiges Kometen-Phänomen

Zwei Wochen nach dem Vorbeiflug von Deep Impact am Kometen Hartley 2 und den Erkenntnissen der ersten Stunden und Tage sind heute auf einer Pressekonferenz weitere Einsichten über die „Funktionsweise“ des Kometen vorgestellt worden – inklusive bisher zurück gehaltener Aufnahmen mit der hochauflösenden Kamera wie dem Bild oben. Zu sehen sind nicht nur das schattige Ende des Kerns und einige Jets – sondern auch jede Menge helle Objekte, bei denen es sich (wie nach der Auswertung von Bildsequenzen feststeht) weder um Artefakte noch Sterne im Hintergrund handelt. Sondern um Golf- bis Basketball-große sehr lockere Klumpen aus Wassereis-Teilchen, die jedes für sich nur 1 bis maximal 10 µm groß sind (wie man der ausnehmenden Tiefe eines IR-Absorptionsbandes um 3 µm entnehmen kann). Von „Schneebällen“, mit denen der Komet um sich wirft, kann also keine Rede sein: Das Material hat eher die Beschaffenheit der haarigen Flugschirme von Löwenzahn, wie sich die Deep-Impact-Spektroskopikerin ausdrückte.

Die Klumpen gibt es offenbar nur in Kernnähe und kaum in den 700 km Vorbeiflugdistanz: Schwere Treffer hat es jedenfalls keine gegeben, und allenfalls 9 leichte Touchierungen der Sonde sind aus kleinen Schwankungen der Lage im Raum während der 10 kernnächsten Minuten zu erschließen. Die einzelnen Eisteilchen-Klumpen bewegen sich mit weniger als 1 m/s relativ zum Kometenkern – aus dem sie unterirdische Kohlendioxid-Reservoire an beiden Enden des langen Kerns heraus getrieben haben. Dieselben CO2-Jets sind es auch, die dort Staub mitreißen (auf den im mittleren Bild der geringer auflösenen Kamera der Schatten des Kerns fällt). Dies ist vermutlich ungewöhnlich unter den Kometen: Von dem knappen Dutzend, deren CO2-Produktion man kennt, ist sie bei keinem so groß wie bei Hartley 2. Aber das ist nur die halbe Geschichte!

Infrarot-Scans im Licht verschiedener Komponenten zeigen nämlich, dass zwar der Staub und die Eisklumpen mit dem CO2 korrelieren, der – ebenfalls reichlich vorhandene – Wasserdampf aber nicht: Dieser tritt vor allem aus der schmaleren „Taille“ des Kometenkerns aus, wo es offenbar unter der Oberfläche Eisdepots gibt. Dieses Eis sublimiert und gelangt durch die poröse Oberfläche ins Freie. Genau auf diese Weise setzt der andere von Deep Impact besuchte Komet Tempel 1 (siehe Artikel A80) seinen Wasserdampf frei, der bei ihm die (auf Nahaufnahmen nicht zu erkennenden) Staubjets antreibt. Noch laufen übrigens die Beobachtungen von Hartley 2, 32’000 Aufnahmen sind nach dem Encounter schon entstanden, und am Ende wird es 22 GB Daten geben. Thanksgiving ist die Sache zuende, und den Dezember wird Deep Impact ruhig verbringen und auf neue Kommandos warten: Eine Anzahl Vorschläge für die weitere Verwendung sind bis zur Deadline eingegangen und werden nun bewertet.

Der Vorbeiflug an Hartley 2 – in Bewegung!

Mindestens drei verschiedene Animationen der Aufnahmen von Deep Impacts MRI-Kamera rund um die größte Annäherung tummeln sich bereits im Web: eine des EPOXI-Teams aus 40 Bildern und zwei von Fans, die die ersten 5 Bilder durch bekannte Morphing-Software zum Leben erweckt haben. Hier zunächst ein hektisches Video, das die Sicht von 37 Minuten vor bis 30 Minuten nach dem Closest Approach auf sechs Sekunden komprimiert, in einer YouTube-Version:

Den Clip gibt es hier dreimal nacheinander. Bereits eine Weile vorher hatte eine gemorphte Version der 5 Bilder von Daniel Macháček aus dem bekannten Bildverarbeiter-Forum Unmanned Spaceflight für Aufsehen gesorgt, hier ebenfalls in YouTube-Fassung:

Aus aufeinanderfolgenden Bildern dieses Films konnten dann 3D-Paare erzeugt werden, was dann – als Vorwärts-Rückwärts-Endlosschleife in einem animated GIF – diesen Anaglypen-Clip ergibt:

Inzwischen sind eine Menge weitere MRI-Bilder vom Encounter-Tag veröffentlicht worden – auf die noch schärferen Aufnahmen des Hartley-Kerns durch die Kamera HRI, deren Entfaltung sich hinzieht, warten wir indes weiterhin. NACHTRAG: Wie das EPOXI-Team via Facebook mitteilt, liegt die Zurückhaltung nicht an Deconvolutions-Problemen … sondern daran, dass in den HRI-Bildern genug Wissenschaft steckt, die man erst für eigene Papers ausschlachten will. (Hoffen wir mal, dass es bis zu deren Veröffentlichung nicht ein Jahr wie bei LCROSS dauern wird.)

Fünf Stunden danach: erste Erkenntnisse über das Betragen des Kometen Hartley 2

Genau 5 Stunden nach dem Eintreffen der fünf Nahaufnahmen von Hartleys Kern gab es auf einer JPL-Pressekonferenz schon allerlei Interpretationen zu hören – und dieses Bild zu sehen, das das „dunkle“ Ende des Kerns aufgehellt zeigt: Am Terminator aber auch auf der ‚Nachtseite‘ sind einzelne Jets zu erkennen, mit denen man dort nicht gerechnet hatte. Hartley ist der erste der fünf aus der Nähe betrachteten Kometen, bei denen man einzelne Jets direkt bis auf die Oberfläche verfolgen kann, und der Großteil entsprang während der heutigen Beobachtungen im Vorbeihuschen aus dem anderen Ende. Hier sitzt, so die ersten Vermutungen, dicht unter der Oberfläche ein Depot aus gefrorenem Kohlendioxid („Trockeneis“), das die staubigen Jets antreibt und – so zeigte eine Bilderserie vom 31.10.-2.11. durch einen engen Filter – regelmäßig zu Ausbrüchen von CO2 führt.

Die Wasser-Emission (bisher quantitativ nicht erfasst) schwankt dagegen kaum mit der Zeit. Zwar sind bereits einige IR-Spektren auf der Erde eingetroffen aber noch nicht einmal angeschaut worden (und die chemischen Verhältnisse in diesem speziellen Kometen noch entsprechend unklar). Und die Bilder der hochauflösenden Kamera bedürfen noch intensiver Scharfrechnung, da sie bekanntlich defokussiert ist – erste Versuche hinterließen so hässliche Artefakte, dass die Bilder noch nicht präsentiert werden konnten, was aber „in the near future“ der Fall sein soll. Alle Operationen in der Nähe des Kometen sind wie am Schnürchen verlaufen: Der Closest Approach lag nur 2 Zeitsekunden daneben, d.h. der Komet sollte auf allen Bildern da sein, wo man ihn haben wollte, und die Flyby-Distanz von 700 km wurde nur um 3 km verfehlt.

Noch drei Wochen laufen die intensiven Beobachtungen Hartleys weiter, und am Ende werden allein 120’000 Bilder im Kasten sein. Die Mission an sich läuft noch bis Jahresende, aber die wissenschaftliche Gemeinde ist bereits aufgefordert worden, sich rasch eine neuerliche Verwendung von Deep Impact auszudenken! Treibstoff für eine weitere signifikante Kursänderung zu noch einem anderen Kometen hat die Anfang 2005 gestartete Sonde (siehe Artikel 999) nach Milliarden Kilometern leider nicht mehr genug, aber für eine stabile Lageregelung würde es schon reichen. Schon jetzt ist die Missionsverlängerung EPOXI ein Meilenstein im Sonden-Recycling: Für Gesamtkosten von 45 Mio.$ hat man praktisch eine komplette neue Discovery-Mission erhalten, die heute neu 300 bis 350 Mio.$ kosten würde!

Begegnung mit Hartley: Live-Blog zum Encounter von Deep Impact mit Komet 103P

Die fünf Bilder vom Flyby als Animation, zusammengestellt von Emily Lakdawalla, die sich auch schon erste Gedanken über die Interpretation der heutigen Aufnahmen von Deep Impact (hier eine andere Animation der besten 5) gemacht hat. Weitere frühe Artikel gibt’s u.a. hier, hier, hier, hier und hier sowie einen JPL Press Release. [17:40 MEZ]

Die drei besten Aufnahmen des Kerns von 103P/Hartley 2, die bereits die Erde erreicht haben, in der Originalauflösung, in der sie z.Z. auf der EPOXI-Homepage zu sehen sind, zusammen mit den vorher downgelinkten Aufnahmen von 18 bis 2 Stunden vor der größten Annäherung. Der gesamte Downlink wird 3 Tage dauern, darunter auch Aufnahmen mit der Telekamera, die noch mehr Auflösung versprechen. Aber erstmal gibt’s um 21:00 MEZ eine Pressekonferenz mit allerersten Auswertungen! [16:30 MEZ]

Die ersten Nahaufnahmen sind da!!!

Und der Komet sieht genau so aus wie auf den Radarbildern („Die ersten …“): extrem länglich, quasi zwei verbundene Körper. Jedes Bild wird bejubelt. Ein Schnappschuss aus der TV-Übertragung; die Webseite für die Bilder ist ziemlich überlastet … [16:05 MEZ]

Die ersten wissenschaftlichen Daten – und Bilder – kommen jetzt

Aber erst erscheinen Bilder von 18 Stunden vor dem Vorbeiflug: Die müssen zuerst raus, weil der Speicher de facto voll ist und immer noch weiter Bilder aufgenommen werden. In diesen Strom der Fern-Aufnahmen werden aber auch 5 Nahaufnahmen eingeflochten, die es in etwa 1/2 Stunde zu sehen geben wird. Platzhalter auf der Homepage sind schon mal eingerichtet. [15:35 MEZ]

Der Download der ersten Daten sollte jetzt laufen …

… aber zu sehen gibt es ca. 20 Minuten lang noch nichts: Daher zeigen sie jetzt im NASA TV lieber, wie man selber einen Kometen bastelt. Da Twitter weiter weitgehend unbrauchbar ist (und damit wollen die irgendwann Geld verdienen?) sei zur Abwechslung mal auf die Facebook-Seite von EPOXI verwiesen, wo es derzeit wohl die schnellsten ‚gedruckten‘ Updates geben könnte. Ach ja: Vergangene Nacht wurde von japanischen Amateuren ein ziemlich heller Komet entdeckt, der bisher weder einen Namen noch einen Orbit hat. [15:25 MEZ]

Es kommt wieder was über die High-Gain-Antenne!

Nach einer fünfminütigen Sendepause ist die Aquisition of Signal (AOS) erfolgt (jetzt haben sie am JPL gejubelt), und der Download der ersten Bilder (der noch bis zum 6. November dauern soll) beginnt in ein paar Minuten. Das bedeutet auch, dass Deep Impact den Flug durch Hartleys Koma offenbar unbeschadet überstanden hat. Die Datenrate ist jetzt 200’000 Bit/s, gegenüber den 512 Bit/s über die LGA. [15:10 MEZ]

Deep Impacts Bahn war auf ein paar km genau

So viel lässt sich – trotz der extrem geringen Datenrate über die Low-Gain-Antenne (die Hauptantenne zeigt ja z.Z. nicht zur Erde) – schon jetzt sagen. Ansonsten war der Vorbeiflug selbst ein eher „antiklimaktisches“ Ereignis, wie auch gerade ein Kommentator auf NASA TV sagte: Hier ein Bit und da ein Bit; irgendwelcher Jubel brandete nicht auf … [15:05 MEZ]

Closest Approach (Earth Received Time)!

Jetzt ist es passiert! Größte Annäherung von Deep Impact an Hartley 2 im Rahmen der Deep Impact Extended Investigation (DIXI), die wiederum Teil der EPOXI-Mission ist. Während der kritischen Minuten wird der Speicher an Bord nahezu komplett voll geschrieben, was auch die Aufnahmerate der Bilder beschränkt. Daher beginnt auch in wenigen Minuten der Download all der Köstlichkeiten. [15:00 MEZ]

Automatische Navigation funktioniert problemlos

Der Kometenkern ist genau im Zentrum des Gesichtsfelds der Kamera auf Deep Impact, die jetzt für die automatische Navigation zuständig ist, wurde gerade in der Live-Sendung berichtet. In diesem Augenblick sollte die Sonde am Kometenkern vorbei fliegen, aber in der interplanetaren Raumfahrt ist es üblich, statt dieser Spacecraft Event Time in Ground Received Time zu denken, bei der die Lichtlaufzeit addiert wird. Danach sind es noch 10 Minuten bis zum Encounter. Leider ist Twitter gerade mal wieder sehr instabil, aber wenn’s läuft, gibt’s die besten Updates von dem Deep-Impact-Team selbst und einer Reporterin der Planetary Society vor Ort. Ach ja, die Discovery startet heute nicht, diesmal wegen schlechten Wetters: Deep Impact hat die Weltraum-News heute ganz für sich! [14:50 MEZ]

Eine halbe Stunde bis zum Vorbeiflug der Sonde!

Um 14:50 MEZ (Sondenzeit) wird die gebrauchte Kometensonde Deep Impact in 700 km Entfernung am Kern des Kometen 103P/Hartley alias Hartley 2 vorbeischießen, aber Livebilder gibt es nicht, da die Hauptantenne schon seit gestern Abend aus geometrischen Gründen von der Erde fortgedreht ist (außerdem beträgt die Signallaufzeit rund 10 Minuten). Mit dem Erscheinen erster Bilder (aus größerer Distanz) auf irdischen Bildschirmen wird gegen 15:30 MEZ gerechnet, mit Nahaufnahmen des Kerns kurz nach 16:00 MEZ. Informationen zum Encounter gibt es im is Newsletter vom 15.10. und 29.10., zum Betragen des Kometen bei Cosmos 4 U vom 15.10. und 1.11. und allgemein im Header des Cosmic Mirror #338. Eine detaillierte Timeline des Encounters gibt es hier – und was Deep Impact vor 5 1/3 Jahren bei Tempel 1 erlebte, habe ich damals hier gebloggt. Diesmal gibt’s das Live-Blog hier, wie auch schon bei der Rückkehr von Hayabusa, mit Mini-Updates auch bei Twitter. Oben noch der Kometenentdecker Malcolm Hartley selbst bei einem Vortrag vorletzte Nacht am JPL, ein Screenshot aus einer Liveübertragung bei UStream. Dort wie auch auf NASA TV gibt es ab 14:30 MEZ eine Livesendung vom Encounter; der Ablauf ist hier zu finden. [14:20 MEZ]