Kleiner Bilderbogen aus dem Saturn-System

Wir stitchen uns einen Globus des Titan aus zahlreichen Aufnahmen des VIMS-Instruments (das bei bestimmten IR-Wellenlängen bis auf die Oberfläche schaut) auf Cassini, der dem Saturnmond schon 78-mal nahe kam – und jedes Mal war eine andere Region aus anderem Abstand, unter anderem Winkel und anderer Beleuchtung zu sehen; sogar das Wetter änderte sich im Lauf der Jahre. Ein mühsames Geschäft, und die Mission läuft ja noch bis 2017 … (EPSC Release, UNAWE Space Scoop 4.10.2011)

Der Schatten der Saturnringe ist wieder breiter geworden, zwei Jahre nach dem Äquinoktium auf diesem Bild vom 22. August 2011: Jetzt fällt er auf die Südhalbhugel, während er bei Cassinis Ankunft 2004 noch auf die andere Seite fiel. Auch Planetary Society Blog 7.10.2011 zum plötzlichen Ende des großen Sturms auf dem Saturn, als er sich sozusagen selbst in den Schwanz biss, und Science News 7.10.2011 zu einem weiteren postulierten Kometensturz auf die Saturnringe („Wellen …“), nunmehr aber nicht im 20. sondern im 14. Jh., dessen Spätfolgen sich als gleich zwei eng aufgewickelte Spiralen bemerkbar machen sollen.

Es schneit kräftig auf dem Saturnmond Enceladus, das beweist dieses Bildpaar: oben eine Prognose, wo das ausgefrorene Wasser wieder herunter rieseln sollte, nachdem es aus den Fontänen am Südpol heraus geblasen wurde, unten eine Farbkarte des Mondes, wo der Boden in den Haupt-Fallzonen tatsächlich deutlich blauer ist. Im Schnitt 100 m dick liegt hier der extrem feine Pulverschnee, der auch die Konturen der Landschaft sanfter erscheinen lässt. Die Ergiebigkeit des Schneefalls spricht für eine Aktivität der Fontänen, die dutzende Jahrmillionen anhält. (EPSC Release, Nature News 3.10.2011)

Nachrichten aus der Raumfahrt kompakt

Zwei geheimnisvolle Starts (Delta 4, Atlas 5) gelungen – Glory auf Taurus XL verloren

Ohne Probleme gelangten am 12. März ein geheimer Satellit des National Reconnaissance Office – NROL-27 alias Gryphon – auf einer Delta 4 (oben) und am 5. März das zweite Exemplar des mysteriösen Minishuttles X-37B auf einer Atlas 5 (Mitte) in den Orbit, doch der Glory der NASA („Start des Klimasatelliten …“) ging beim erneuten Fehlstart einer Taurus XL am 4. März (unten) verloren. Bereits der letzte Start dieser Rakete vor 2 Jahren hatte einen NASA-Klimaforscher vernichtet (Kurzmeldung unten), als sich – genau wie jetzt wieder – die Nutzlastverkleidung nicht löste und Rakete samt Satellit in antarktische Gewässer stürzten. Der Mechanismus des Verkleidungsabwurfs war daraufhin durch den seither dreimal bewährten der Minotaur-4-Rakete ersetzt worden; dass sich das Versagen nun wiederholte, war ein totaler Schock für die Firma Orbital Sciences, die der NASA sowohl die Rakete wie den Satelliten geliefert hatte: NASA Release 9., Nature 7. Space Today 4.3.2011; viele weitere Links im Cosmic Mirror #341.

Auch diesmal kann wieder nur spekuliert werden, was an Bord des 2. X-37B ist, der ca. 270 Tage im Orbit bleiben soll: Verraten hat die USAF lediglich, dass man diesmal gezielt bei stärkerem Wind landen will, um diese Technik weiter zu testen. Beobachter tippen, dass an Bord Sensor-Technologie für künftige Aufklärungssatelliten getestet werden soll (für Aggressiveres wäre der Shuttle weder groß noch wendig genug); der Verdacht, dass ein Programm ein weitgehend zweckfreier Selbstläufer sei steht aber weiter im Raum. Wann der 1. Shuttle zum 2. Mal starten soll – was erst seine Wiederverwendbarkeit beweisen wird – scheint noch nicht fest zu stehen: Boeing, USAF Releases, Start-Bilder (mehr), Spaceflight Now, Space.com (später), TIME, LA Times, Universe Today, Space Today (früher), Tagesschau, Welt. Zum Start des Gryphon – spektakulär bei Sonnenuntergang; Amateurbilder hier, hier, hier, hier und hier und Videos hier und hier – gab es offiziell nur heiße Luft, man mutmaßt aber, dass es sich um einen leistungsfähigen Kommunikationssatelliten für Aufklärungsdaten handelt: Universe Today, Space Today, Eureka.

Europäischer GPS-Overlay fertig: EGNOS für Flughäfen

Das European Geostationary Navigation Overlay System ist nach 15 Jahren Entwicklung seit dem 2. März zertifiziert und damit reif für die Anwendung im Luftverkehr, der kritischsten aller möglichen Nutzungen von Satellitennavigation: Gut 40 über Europa verteilte ortsfeste Empfänger bekommen ständig ihre vermeintliche Position durch das amerikanische GPS-System geliefert, ermitteln die Fehler und verteilen diese Information über drei geostationäre Satelliten. Wer also gleichzeitig GPS nutzt und diesen Zusatzservice empfängt, dessen jährlicher Betrieb rund 110 Mio. Euro kostet (Finanzierung nach 2013 noch unklar!), kann seine Position im 3D-Raum mit absoluter Genauigkeit angeben. (Space News 3.3.2011)

Zumindest die erste Phase der GPS-Konkurrenz Galileo ist nun sicher finanziert: Damit können die ersten 18 („Galileo-NavSats …“) – bereits im Bau befindlichen – Satelliten gestartet werden, und es bleiben noch Reserven für Unvorhergesehenes. Die Komplettierung des Systems auf 30 Satelliten dürfte indes vor 2014 kaum anzugehen sein. (Space News 3.3.2011)

Die erste Buchung wissenschaftlicher Flüge auf bemannten Suborbitalraumschiffen

hat das Southwest Research Institute vorgenommen: Mit dem SpaceShipTwo („Zoff …“) von Virgin Galactic soll es bis in mindestens 100 km Höhe gehen und mit dem Lynx Mark 1 von XCOR immerhin noch 60 km hoch (was zwar kein Weltraum aber immer noch ziemlich hoch ist). Materialwissenschaft unter µg – zum Verhalten von Asteroiden-Regolith – und medizinische Selbstversuche sind ebenso geplant wie der Wiederflug des astronomischen UV-Teleskops SWUIS (Southwest Ultraviolet Imaging System), das 1997 auf dem Space Shuttle Discovery im Orbit war. In der US-Wissenschaft besteht generell ein großes Interesse an der Nutzung („Suborbital-Raumschiffe …“) der kommerziellen Suborbitalschiffe: Sie stellen eine Nische zwischen Parabelflügen und der ISS dar, auf die nur sehr schwer zu kommen ist. Noch unklar ist, wie viel Training die Wissenschaftler, die die Experimente in den 5 Minuten µg betreuen, benötigen werden – und ob sie sich auch in der Schwerelosigkeit amüsieren dürfen oder fest angeschnallt werden … (Virgin Galactic Press Release 28.2., Space Today 1., The Space Review 14.3.2011)

China verfolgt offenbar Pläne für eine große Raumstation: Der dieses Jahr startenden Ministation Tiangong-1 („In rund einem Jahr …“), die erst unbemannt Shenzhou 8 und dann zwei Besatzungen aufsuchen werden, sollen 2013 eine größere und 2015 eine noch größere Station folgen – und im Zeitraum 2020-22 wird dann eine 60-Tonnen-Station aufgebaut, die 10 Jahre halten soll. Und etwas Sinnvolles damit anfangen wollen die Chinesen angeblich auch. (Space.com 7.3.2011)

Neue Chance für DSCOVR als Weltraumwetterwächter?

Im NASA-Budget-Entwurf für 2011 steht es jedenfalls drin: Der einst von Al Gore („Der „GoreSat“ …“) als kurioser Erdbeobachter, der immer auf die Tagseite schaut, initiierte Satellit, der politischen Ränkespielen zum Opfer fiel und seit 7 Jahren eingelagert ist, wird demnach mit Detektoren für solare Teilchen erweitert und soll im Lagrangepunkt 1 den uralten Advanced Composition Explorer ablösen, der seine Nennlebensdauer schon um 12(!) Jahre überschritten hat. Mit einem Start Ende 2013 käme er gerade recht zum Sonnenmaximum. (Spaceflight Now 21.2.2011) NACHTRAG: ein langer Artikel zur Odyssee des Satelliten. NACHTRAG 2: weitere Entwicklungen.

Die dritte Generation der Meteosats ist gesichert, nachdem die Statthalter-Regierung Belgiens als letzte die Mittel für Meteosat Third Generation („Meteosats der 3. …“) freigegeben hat – damit wird es Euro-Wettersatelliten auch die nächsten 30 Jahre geben. Und zwar sechs MTG-Satelliten, die ab 2018 starten sollen, Kostenpunkt rund 3.4 Mrd. Euro. (Eumetsat Release, BBC 25.2.2011. Und Chosun Ilbo 10.3.2011 über den Beinahe-Zusammenstoß u.a. eines koreanischen Wettersatelliten mit einem im GEO herumirrenden russischen Satelliten)

Die ersten kalibrierten Messungen der UV-Strahlung der Sonne durch den Satelliten PROBA-2

und sein LYRA-Instrument liegen nun vor: Es misst mindestens 20-mal pro Sekunde die Irradianz in vier Wellenlängen und ist damit ein ideales Frühstwarnsystem für Flares und Ähnliches. Die Kamera SWAP auf demselben ESA-Satelliten („Proba-2 …“) – der auch noch diverse Technologie- und weitere wissenschaftliche Experimente trägt – kann dann nachschauen, wo auf der Sonnenscheibe die zusätzliche UV-Strahlung her kommt. (ESA Release 10.3.2011. Und eine DLR PM 15.3.2011 zur zeitweiligen Übernahme der Kontrolle des PRISMA-Satellitenpärchens durch das DLR [NACHTRAG: DLR Blog dazu] – ab Sommer sind wieder die Schweden dran)

GOCE hat das beste Geoid aller Zeiten bestimmt und am 2. März das erste Jahr seiner Vermessung des Schwerefelds der Erde abgeschlossen – die Verlängerung der Mission bis Ende 2012 ist bereits beschlossen, um die Daten noch weiter zu verbessern. (ESA Release 4.3.2011)

Vier Finalisten für die dritte Mittelklasse-Mission der Cosmic Vision

der ESA (M3) sind aus 47 eingegangenen Vorschlägen ausgewählt worden: ein Exoplaneten-Spektrograph, ein großflächiger Röntgensatellit, eine Sample Return von einem Asteroiden und ein Satellit für fundamentalphysikalische Experimente. Der Gewinner darf auf einen Start im Zeitraum 2020-22 hoffen, nach M1 und M2 in den Jahren 2017-18: Noch dieses Jahr werden die beiden Glücklichen aus den drei Kandidaten („Drei Finalisten …“) Euclid, PLATO und Solar Orbiter ausgewählt. (ESA Release 25., BBC 26.2.2011. Und Space News 25.2., New Scientist 2., Space News 11.3.2011 zu neuem – diesmal technischem – Ärger mit dem JWST, dessen Detektoren aus unerfindlichen Gründen rapide vergammeln und u.U. für 30 Mio.$ ersetzt werden müssen)

Der nächste große US-Astrosatellit WFIRST kann frühestens 2025 starten, weil die enormen Kosten- und Terminüberschreitungen beim JWST den Astro-Etat massiv belasten. Am liebsten würden die Amerikaner doch noch bei Euclid einsteigen, aber der Zug scheint abgefahren. Ein Szenario steht aber noch im Raum: Fällt Euclid bei der M2/M3-Wahl durch, dann könnte die Mission eines Dunkelenergie-Forschers vielleicht separat als 50:50-Partnerschaft mit der NASA gerettet werden – die sonst in der Weltraumastronomie ähnlich ins Hintertreffen zu geraten droht wie es die US-Teilchenphysiker gegenüber dem CERN bereits sind … (Science 4.3.2011 S. 1121)

Voyager 1 dreht sich auf Kommando im Raum

Inzwischen im Heliosheath am Rande des Sonnensystems angekommen, hat sich die 33 Jahre alte Raumsonde am 7. März planmäßig gedreht, um den Anströmwinkel eines Messgeräts für den Sonnenwind zu ändern – es misst seit einer Weile die Geschwindigkeit Null (siehe ISAN 126-10), und das bedeutet vermutlich, dass der solare Teilchenstrom hier aufgehalten wird und zur Seite abknickt. Die Analyse der Daten wird dauern, und auch weitere Pirouetten Voyagers sind geplant – ein Manöver, das (bis auf einen Vortest) seit 21 Jahren nicht mehr durchgeführt wurde, damals zur Aufnahme des Portraits des Sonnensystems. (JPL Release, Universe Today 8.3.2011)

Der Saturnmond Enceladus hat eine noch viel stärkere innere Wärmequelle als bisher gedacht, 15.8 GW, haben IR-Messungen Cassinis am Südpol (wo die ‚Tigerstreifen‘ einen Blick ins Innere erlauben) gezeigt – und eine offensichtliche Ursache gibt es nicht! Vielleicht verändern sich die orbitalen Verhältnisse von Enceladus und Dione in einer Weise, dass die Gezeitenheizung zeitweise stark erhöht ist, und wir haben gerade Glück („Enceladus nur …“)? Jedenfalls ist nun noch wahrscheinlicher, dass es im Enceladus-Inneren flüssiges Wasser gibt, was den kleinen Mond astrobiologisch noch interessanter macht. (JPL Release 7.3.2011)

MESSENGER vor dem Eintritt in den Merkur-Orbit!

In der Nacht vom 17. zum 18. März wird die NASA-Sonde MESSENGER, die bereits dreimal am Merkur vorbei flog, von 1:45 bis 2:00 MEZ ihr Triebwerk zünden, 31% des Treibstoffvorrats verbrennen und die Geschwindigkeit um 862 m/s verringern: Schon während des Manövers sollte dessen genereller Erfolg zu bemerken sein, und gegen 3:00 MEZ wird feststehen, ob der Zielorbit („MESSENGER keine 100 Tage …“) erreicht wurde. Nur sehr vorsichtig werden dann in der neuen permanent heißen Umgebung die wissenschaftlichen Instrumente wieder in Betrieb genommen, mit dem Beginn regulärer Beobachtungen am 4. April: Bilder aus dem Orbit wird es z.B. noch zwei Wochen lang keine geben. Und auch danach wird nur ein ausgewähltes Bild pro Tag gezeigt: Im Gegensatz zu etwa Cassini wird das Projekt den ständigen Fluss der Rohbilder unter Verschluss halten, so dass der Rest der Welt sie erst nach Monaten über das zentrale Archiv zu Gesicht bekommen wird. (JHU APL Release, Visuals, U. Colorado PR, Science@NASA, Planetary Society Blog, New Scientist 15., UA News 11.3.2011)

Dawn nähert sich dem Asteroiden Vesta mit nur noch 700 m/s, und die Geschwindigkeit sinkt jeden Tag, den das Ionentriebwerk eingeschaltet („Asteroidensonde …“) ist, um 7 m/s: Im Juli wird die erste Umlaufbahn in 2400 km Höhe erreicht, später geht es auf 660 und schließlich sogar 200 km hinunter, bevor die Reise im Juli 2012 in Richtung Zwergplanet Ceres fortgesetzt wird. Schon jetzt ist Vesta übrigens am Dawn’schen Himmel das nach der Sonne hellste Objekt. Um dessen systematische Kartierung zu trainieren (80% der Oberfläche liegen im Licht), ist schon mal das bestmögliche 3D-Modell aus Hubble- und erdgebundenen Bildern (siehe ISAN 121-9) erstellt worden. (Dawn Journal 27.2., JPL Release, DLR PM 10.3.2011. Und das Planetary Society Blog 7.2.2011 über den Vesta-Körper mit seinem großen Krater)

Schon mehrere Flares des NanoSail D fotografiert!

Vesa Vauhkonen, Rautalampi, Finland via NASA MFSC

Allmählich erscheinen eindeutige Fotos von Strichspuren des NanoSail D am Himmel („Fotowettbewerb …“) auf Webseiten der NASA: Vor allem in Finnland am 30. Januar waren etliche Fotografen erfolgreich, wie hier V. Vauhkonen in Rautalampi, für den das Sonnensegel bis +3.5 mag. flare-te – und für einen anderen wurde es sogar kurz Vega-hell. Die Erwartung ist weiterhin, dass es später bis zu Venus-helle Flares werden könnten, wenn das Segel in tieferen Atmosphärenschichten nicht nur näher ist sondern auch aerodynamisch geglättet wird.

ESA/NASA

Die abnehmende Mondsichel von der ISS aus aufgenommen am 1. Februar.

HiRISE/Planetary Science Institute

Veränderungen an einer Düne auf dem Mars bei 84° Nord in einem 285 x 140 m Feld: Oben ist sie im Sommer eisfrei, in der Mitte vereist mit allerlei Effekten, und unten wieder eisfrei, gegenüber dem Sommer davor aber mit veränderter Morphologie als Folge der Sublimation des CO2-Eises.

NASA/JPL/SSI

Enceladus‘ Fontänen am 31. Januar im Gegenlicht von Cassini aus größerer Distanz aufgenommen, kuriose Beleuchtungseffekte (und Kompressionsartefakte) inklusive.

NASA/JPL-Caltech/WISE Team

Vier der 20 vom IR-Satelliten WISE entdeckten Kometen (die nicht alle seinen Namen tragen, da vier schon als Asteroiden bekannt waren): Die Missionsverlängerung NEOWISE ist zuende und der Satellit nun in Hibernation – falls ihn nochmal jemand haben will.

Nachrichten vom Saturn-System kompakt

Noch mehr Enceladus-Bilder vom 30. November im Zusammenhang mit dem engen Vorbeiflug, mit ungewöhnlicher Beleuchtung. Die Hinweise auf flüssiges Wasser im Inneren des kleinen Saturnmonds untermauern übrigens weitere Modellrechnungen – und wieder andere Rechnungen erklären seine Wärmequelle mit Gezeiten plus leichter Libration.

Rhea ohne Ring – aber mit Sauerstoff/CO2-Atmosphäre

Während neue tiefe Aufnahmen der Cassini-Kamera die These von einem kleinen Ringsystem um diesen Saturnmond inzwischen arg in Frage stellen (womit die gemessenenTeilcheneffekte um so mysteriöser erscheinen; auch sie waren nicht reproduzierbar), wartet Rhea nun mit einer extrem dünnen Atmosphäre – besser wohl: Exosphäre – aus Sauerstoff und Kohlendioxid auf. Während der Sauerstoff leicht durch aus der Oberfläche aus Wassereis herausgeschlagene Moleküle erklärt werden kann, müssen für das C02 komplexere chemische Prozesse angenommen werden. Und die Vielfalt der Saturnmonde ist wieder reicher geworden – zumal es eine Sauerstoff-reiche Atmosphäre im Sonnensystem sonst nur bei der Erde gibt. (JPL Release 29., New Scientist Blog, BdW 26.11.2010 zur Atmosphäre, Planetary Society Blog 12.10.2010 zum Ringproblem)

Die Saturnmonde beeinflussen gegenseitig ihre Oberflächen durch Austausch von Material untereinander sowie mit bestimmten Ringen, wobei das Saturnmagnetfeld auch noch eine gewichtige Rolle spielt: Nach Jahren unzähliger Cassini-Beobachtungen formt sich allmählich ein schlüssiges Bild, das so manchen rätselhaften Aspekt der einzelnen Körper verstehen hilft. So könnte das kuriose Temperaturmuster auf Mimas auf eine ungleichmäßige „Bestrahlung“ der Oberfläche durch energiereiche Elektronen zurück gehen. Und ein äquatoriales Fleckenmuster auf Rhea würde zumindest zu einem ehemaligen Ring o.ä. passen, der vor nicht allzulanger Zeit auf die Oberfläche gestürzt ist. (Cassini Release 7.10.2010)

Massenweise Produktion komplexer organischer Chemie in der oberen Atmosphäre des Titan

ist zu erwarten, dank freien Zugangs für UV-Photonen und energiereiche Teilchen von der Sonne: Das legen Laborversuche in Frankreich nahe, bei denen unter halbwegs realistischen Bedingungen Aerosole wachsen durften, die dann spektroskopiert wurden. Mehrere tausend verschiedene komplexe organische Verbindungen waren da zu finden, darunter alle 5 Nukleotidbasen von DNS und RNS und die zwei einfachsten Aminosäuren. Damit dürfte die Titanatmosphäre ein wahres Reservoir an präbiotischer Chemie sein (was direkt nachzumessen Cassini leider die Instrumente fehlen) – und auch auf der Erde könnte man sich vorstellen, dass wichtige Vorstufen des Lebens hoch in der Atmosphäre entstanden und dann auf den Boden regneten. (Univ. of Arizona News 7.10.2010. Auch ein EPSC Release zu Wolken-Trends auf Titan, Cassini League-Artikel zu Chemie im Saturn selbst, die durch Gewitter angetrieben wird, und ein JPL-Release zu merkwürdigen Trends bei der Wärmeabstrahlung Saturns)

Dynamik der Saturnringe auch ein Modell für andere Astronomie wie die Physik protoplanetarer Scheiben oder die Spiralbildung in Galaxien: Der Titan z.B. verursacht durch seine leicht geneigte Bahn umlaufende dreidimensionale Wellen (was bei entstehenden Planetensystemen Parallelen haben dürfte), während komplizierte Muster auch ganz von sich aus durch die Schwerkraftwirkung der Ringteilchen untereinander entstehen können, so am Rande des B-Rings. Und das hat gewisse Parallelen zu den Dichtewellen, die Spiralgalaxien ihre Arme geben. (Wired 4.10.2010 zu den Titan-Effekten, Cassini Release 1.11.2010 zu den ‚galaktischen‘ Effekten. Und allgemeine Gedanken zu den Erkenntnissen über die Ringe und den Fortgang der Cassini-Mission von der Kamera-Frau)

Bis auf 48 km an Enceladus‘ Oberfläche heran …

… gekommen ist gestern Cassini: der erste der zwei engsten Besuche der gesamten Solstice-Missionsverlängerung (der andere ist schon am 21. Dezember); gerade rechtzeitig war der Orbiter aus einem längeren Safemode – der einen Titanbesuch gekostet hatte – erwacht.

Vor allem Messungen der Schwerkraft von Enceladus und seiner Teilchenumgebung stehen im Mittelpunkt, aber ein paar Pretty Pictures sind auch schon abgefallen, die gerade auf der Rohbilder-Seite einlaufen, natürlich extrem komprimiert und mit bescheiden wenigen Graustufen: Oben Fontänen im Gegenlicht aus 88’882 km Distanz, unten das Gesamtbild aus 96’418 km. (NACHTRAG: Ausgewählte Rohbilder von Enceladus Rev. 141 werden nun auch hier gesammelt.)

Kurz zuvor waren Wärmekarten der Tigerstreifen-Region des Südpols von Enceladus vom einem Vorbeiflug am 13. August veröffentlicht worden, der Quellregion der Fontänen (darunter gelegt aus einer Aufnahme von 2005; Bildbreite 130 km). Das Streifenmuster ist offenbar komplizierter – mit Seitenarmen – als gedacht; das Temperaturmaximum in den Streifen liegt bei 190 K, anderswo hat es nur 52 K. Dies war die letzte Gelegenheit bis 2015 für derartige Temperaturscans: Bei all den anderen Enceladus-Besuchen bis dahin passt die Perspektive nicht.

Drei aktuelle Bilder aus dem Sonnensystem

Testbeobachtungen mit dem Radarsatelliten-Paar TerraSAR-X und TanDEM-X im interferometrischen Modus aber noch vor Erreichen der endgültigen relativen Bahn sind für allerlei Darstellungs-Experimente verwendet worden: hier eine (deutlich überhöhte!) Schrägsicht auf den Teide-Vulkan auf Teneriffa nebst Caldera …

… und hier der gerade in Grönland abgebrochene Rieseneisberg. Dabei zeigt die interferometrische Phase nicht nur die „Höhenlinien“ sondern auch minimale Bewegungen der Eisschollen in den 3 sec Zeitunterschied zwischen den zwei Satellitenaufnahmen, erkennbar an den schnellen Farbwechseln auf den kleineren Eisschollen.

Enceladus und ein Saturnmond im Gegenlicht, eines von zahlreichen Rohbildern, die beim Vorbeiflug Cassinis am 13. August entstanden und sogar Material für ein Filmchen hergeben.

Fünf aktuelle Bilder aus dem Sonnensystem

Die Milchstraße über der Erde, aus dem Orbit aufgenommen von Bord des Space Shuttle Discovery während der letzten Mission STS-131 – ist das das deep-sky-igste Bild eines Astronauten aus dem LEO?

Discovery & ISS huschen um die Erde, eine andere Langzeitaufnahme während der Mission STS-131.

Das erste IR-Bild der ganzen Erde durch den neuen US-Wettersatelliten GOES-15 entstand am 26. April – und hat ein deutlich besseres Signal/Rausch-Verhältnis als entsprechende Instrumente auf GOES-8 bis -12.

Opportunity sieht ferne Krater am Horizont: Auf einem Mosaik vom 28. April (Sol 2226 seit der Landung) sieht man links einen Teil des Randes des neuen Zieles Endeavour in 13 km Entfernung (Durchmesser: 21 km) und rechts den Rand des noch weiter entfernten Iazu. NACHTRAG: was man hier sehen könnte.

Im Anflug auf den Saturnmond Enceladus schoss Cassini am 26. April diese Aufnahme – einen Tag später flog die Sonde in nur 100 km Höhe vorbei und konnte dabei das Schwerefeld des Mondes vermessen: Aus den Daten erhofft man sich Rückschlüsse auf sein Innenleben, z.B. ob es tatsächlich flüssiges Wasser unter den Fontänen gibt („Die überzeugendsten Indizien …“) und ob in Enceladus‘ Tiefe Blasen aus wärmerem Eis wie in einer Lavalampe hochsteigen.

Radio Science bei Phobos: die Auswertung der Mars-Express-Bahn bleibt schwierig

Die Daten als solche sind gut vom bisher engsten Vorbeiflug einer Raumsonde am Marsmond Phobos am 3. März – aber die Erhöhung der Distanz zur Oberfläche auf 72 km bereitet größere Probleme für die Analyse als die scheinbar kleine Differenz andeuten mag: So war es gestern auf der DPG-Tagung in Bonn aus erster Hand im Vortrag EP 9.2 zu vernehmen. Denn der Anteil des sphärisch-harmonischen Koeffizienten C20 des Gravitationspotentials, der (wie in Kap. 4 dieses Papers nachzulesen ist) die „Abplattung der Gravitation“ eines Körpers beschreibt, ist nun 8-mal geringer und nur noch mit großer Mühe in der Geschwindigkeitsveränderung des Mars Express im Schwerefeld des Phobos zu erkennen. Genau darin steckt aber die erhoffte Information über dessen innere Dichteverteilung: Vielleicht wird es noch gelingen, globale Aussagen darüber zu machen, aber eine Lokalisierung konkreter Hohlräume dürfte nicht eindeutig möglich sein.

Daß der Phobos-Körper zumindest pöros sein muss, steht indes außer Frage: Für alle im Prinzip in Frage kommenden Zusammensetzungen – wie ein C- oder ein D-Asteroid oder die Marskruste – muss der Marsmond mit seiner gemessenen mittleren Dichte von nur 1.88±0.02 g/cm^3 zu 32 bis 36 Prozent hohl sein. Das spricht auch dagegen, dass Phobos ein direkt eingefangener Asteroid ist: Am besten passt noch, dass ein Asteroid mit einem schon im Marsorbit vorhandenen Körper kollidierte und die Trümmer dann neu zusammen fanden. Der genaue Dichte-Wert ist übrigens das Ergebnis eines früheren Vorbeiflugs des Mars Express von 2008, als die Sonde bis auf 275 km heran kam und die Phobos-Masse bis auf 0.3% genau abgeleitet werden konnte – wobei die Beobachtung subtiler Bahnveränderungen von anderen Marsorbitern, die stets tausende km entfernt blieben, über mehrere Jahre hinweg ähnlich gute Phobos-Massen liefert.

Die überzeugendsten Indizien für flüssiges Wasser im Inneren von Enceladus

liefern Massenspektren von Eisteilchen in den Fontänen des Saturnmondes, die der Heidelberger Staubanalysator auf Cassini CDA beim Durchstoßen dieser Gasströme – mit festen Partikeln darin – im Jahre 2008 (Encounter E5) in großer Zahl messen konnte: Das machte der invited talk EP 9.1 o.g. DPG-Session klar. Bereits letzten Sommer war über die Salze in einigen dieser Teilchen in einem Paper berichtet worden (siehe Press Releases von ESA, MPG und JPL): Sie gelten geradezu als ‚Lackmus-Test‘ für flüssiges Wasser, das Natrium aus Gestein gelöst hat. Salzarme Partikel sind aus dem Wasserdampf der Fontänen kondensiert, die salzreichen sind schockgefrostete Aerosole, die eher die ursprüngliche Chemie des Wassers repräsentieren. Auch im – von den Enceladus-Fontänen produzierten – E-Ring Saturns hatte der CDA solche Teilchen gefunden, mit einem Anteil von 0.5 bis 2%. In den Fontänen selbst, so zeigen jetzt Modellierungen der CDA-Daten, liegt er jedoch bei 90%!

Die schon Jahre währende Diskussion über den Zustand des Wassers im Inneren von Enceladus war auch durch das CDA-Paper nicht beendet worden, aber vielleicht ist es bald so weit: Die Heidelberger sind sich inzwischen sicher, alle Szenarios bis auf eines ausschließen zu können, bei dem im Mondinneren Wasser von einer großen Fläche – in regelrechten Höhlen oder einer schwammartigen Struktur – verdampft und durch 100 m bis 2 km lange Spalte an die Oberfläche gelangt. Bei den Alternativen würden die Spalten (die berühmten Tiger-Streifen) sofort zufrieren, oder die Fontänen sähen anders aus. Die Temperatur des unterirdischen Ozeans muss dabei mindestens 250 Kelvin betragen, wobei aber nicht gesagt werden kann, ob es eher -20°C (bei denen das Wasser wegen der gelösten Salze auch flüssig wäre) oder 0°C sind. Auch die Wärmequelle, die es flüssig hält, ist unklar, weshalb eine nur zeitweise Aktivität („Enceladus nur 1-10% der Zeit …“) als gute Erklärung erscheint.

Modellrechungen zu den Polarlichtern von Io im Jupiterschatten wurden im Vortrag EP 9.5 der o.g. Session vorgestellt: Cassini 2001 und New Horizons 2007 haben jeweils leuchtendes Gas über der Oberfläche des Jupitermondes aufnehmen können, während dieser im Schatten des Planeten stand – Auroraerscheinungen sowohl in seiner Atmosphäre wie in der Gaswolke des Vulkans Tvashtar. Die Sondenbilder können durch die Modelle beider Komponenten recht gut reproduziert werden: So kann man zeigen, dass die Säulendichte der dünnen Io-Atmosphäre (die durch Photosublimation der Oberfläche und Ausgasen entsteht) während der Sonnenfinsternis auf 10 bis 1 Prozent absinkt, weil sie weitgehend ausfriert.

Nachrichten aus der Raumfahrt kompakt

Rund 30 Fontänen auf dem Saturnmond Enceladus zeigt laut BU diese neue Version eines bekannten Mosaiks aus Cassini-Bildern vom November-Flyby, von denen 20 zuvor unbekannt waren. Unter den heute veröffentlichten Produkten des Besuchs sind auch Temperaturkarten des „Tigerstreifens“ Baghdad Sulcus. (JPL Release 23.2.2010. Auch ein Cassini Release und Space Today zu chemischen Direktuntersuchungen der Fontänen, die für flüssiges Wasser im Inneren von Enceladus sprechen sollen) NACHTRAG: erste Gedanken zu den Sulcus-Temperaturen.

Mars Express fliegt 12x am Phobos vorbei – und kommt am 3.3. bis auf 50 km heran!

Am 16.2. hat eine Serie immer engerer und dann wieder entfernterer Vorbeiflüge des ESA-Orbiters an Phobos begonnen, die bis zum 26.3. dauert und deren „Höhe“punkt am 3. März die engste Begegnung einer Raumsonde mit dem Marsmond sein wird – die Wissenschaftler wären gerne noch näher heranmanövriert, aber die Flugkontrolleure bestanden auf 50 km Mindestabstand. Aus Beleuchtungsgründen sind erst ab dem 7.3. Nahaufnahmen möglich (u.a. von der möglichen Landestelle der russischen Sonde Fobos-Grunt), aber bei den größten Annäherungen sollte sich u.a. messen lassen, welche Teile von Phobos den Orbiter stärker anziehen: Das erlaubt Rückschlüsse auf sein Innenleben. (ESA PM 16.2.2010, ESA Phobos Fly-By 2010 Blog, insbesondere vom 16. und 11., ScienceBlogs 23.2.2010) NACHTRAG: ein weiterer ESA Press Release zum engsten Vorbeiflug.

Spirit fährt nun gar nicht mehr und wartet auf seinen 4. Mars-Winter – leider mit den Solarzellen weiterhin um 9° nach Süden geneigt, während die Sonne immer tiefer im Norden steht: Zwar hat sich der Marsrover zuletzt noch erstaunlich weit bewegt, aber leider dabei seine Neigung nicht optimieren können. Daher ist davon auszugehen, dass von März bis mindestens September, vielleicht sogar 2011, alle Kommunikation zum Erliegen kommt – aber Spirit wird immer wieder checken, ob wieder genug Strom vorhanden ist, um via Mars Odyssey anzurufen: Die Zeiten von dessen Überflügen sind einprogrammiert, und Spirits Uhr läuft weiter. (JPL Release 11., MarsPages 12., Raumfahrer 13.2.2010. Auch Wehklagen von Cumbrian Skies 13.2. – kann den mal jemand trösten? – und ein JPL Spotlight 22.2. mit sonifizierten Roverfahrten sowie BBC 17.2.2010 zum Status des nächsten Rovers MSL, den manche für eine schlechte Idee halten)

Die erste Falcon 9 steht am Cape auf der Rampe

Allerdings wurde die neue Rakete („Alle Teile …“) jetzt nur für einen ‚feuchten‘ Probe-Countdown und eine 4-sekündige Testzündung der 1. Stufe in den nächsten Tagen aus ihrer Montagehalle an der Rampe 40 der Cape Canaveral Air Station herausgerollt und aufgerichtet (Abb.), dann geht es wieder zurück ins Häuschen, und gestartet wird frühestens am 22. März, wahrscheinlicher Ende April oder im Mai. Hersteller Space X um den rührigen Visionär Elon Musk (38) lässt sich nicht drängen, hat man doch den milliardenschweren NASA-Auftrag, 12-mal mit der wie die Rakete größtenteils in-house entwickelten Dragon-Kapsel Lasten zur ISS zu befördern, was das erste Mal der ersten Hälfte 2011 stattfinden könnte.

Zumindest Musk selbst hat auch keine Zweifel, dass sich die Dragon mit relativ wenig Aufwand zu einem bemannten System umbauen lässt: Da fehle eigentlich nur noch ein Rettungssystem für den Fall eines Fehlstarts. Für den kommerziellen Astronauten-Träger in den LEO, den die NASA nun anstelle des Space Shuttle wünscht, gilt das als heißer Anwärter, zumal Musk einen Ticketpreis von nur 20 Mio.$ verspricht – da ist selbst die Soyuz inzwischen deutlich teurer geworden. (Space.com 23., 18., Discovery 22., Spaceflight Now 20., New York Times 16.2.2010. Und Spaceflight Now 18.2.2010 über die mögliche Verwendung des für die Ares I entwickelten Rettungssystems)

Die ISS ist jetzt zu gut 98% fertig, hat eine Masse von 363 Tonnen und ein bewohnbares Volumen von 352 Kubikmetern, nachdem beim fünftletzten Shuttlebesuch der Node 3 „Tranquility“ nebst Aussichtskuppel „Cupola“ installiert werden konnte – hier der Anblick nach Endeavours Ablegen. Die letzten 4 Shuttles (der nächste Start ist für den 5. April geplant) werden nur noch Vorräte, Experimente – darunter aber das gewaltige Alpha Magnetic Spectrometer, das gerade beim ESTEC getestet wird – und Kleinteile anliefern. (NASA Releases 23., 21., Space.com 23., Spaceflight Now 21., ESA Release 16.2.2010)

NASA, SwRI und Co. investieren in Experimente auf suborbitalen Raumflügen – Forscher gleich mit an Bord

Großer Andrang herrschte letzte Woche auf einer Next-Generation Suborbital Researchers Conference in Colorado, auf der zahlreiche Interessensbekundungen zu hören waren, kleine wissenschaftliche Experimente an Bord von suborbitalen Raumschiffen aus der erwarteten All-Tourismus-Branche mitfliegen zu lassen – und das SwRI hat gleich angekündigt, selbstverständlich würden die eigenen Leute auch an Bord sein, um die Experimente zu betreuen. Während dieses Institut für drei solche Einsätze 1 Mio.$ einsetzen will, hat die NASA bei derselben Gelegenheit gleich die Investition von 75 Mio.$, verteilt auf 5 Jahre, angekündigt. Als geeignetes Vehikel wird immer wieder der „New Shepard“ von Blue Origins ins Spiel gebracht – die Firma war zwar auch da, erlaubt aber nach wie vor so gut wie keine Einblicke in ihren Status. (Commercial Spaceflight 22., 18., The Space Review 22., SwRI Releases 21., 18., Planetary Society Blog 19., Cosmic Log, Universe Today, Parabolic Arc 18.2.2010) NACHTRAG: noch ein längerer, ein mittellanger und ein kürzerer Artikel über das Meeting.

Der „GoreSat“ alias DSCOVR könnte 2013 starten, nachdem der politischen Wirren zum Opfer gefallene und jahrelang eingelagerte Erdbeobachter im neuen NASA-Etatplan wieder vorkommt. (Science Insider 3.2.2010) Und Frankreich und Deutschland wollen zusammen für 120 Mio. Euro einen CH4 Atmospheric Remote Explorer alias Charme bauen, dessen Hauptinstrument ein vom DLR entwickeltes Lidar ist. (BMWi PM 4., Space News 12.2.2010)

Raumfahrt-Nachrichten kompakt

Das beste Bild des Saturnmonds Prometheus ist Cassini vor vier Tagen geglückt, aus 36’000 km Entfernung im sichtbaren Licht – und aus Rohbildern wie diesem kann noch weit mehr herausgeholt werden, erst recht aber aus den finalen Bildprodukten, die mit gewissem Zeitverzug allgemein zugänglich werden. (Auch interessant: was Prometheus mit den Saturnringen anstellt.) NACHTRAG: eine verbesserte Fassung eines etwas anderen Bildes desselben Flybys.

Enceladus nur 1 bis 10 Prozent der Zeit aktiv?

Wahrscheinlich haben wir großes Glück, dass wir die starke Geysir-Tätigkeit des Saturnmonds gerade jetzt erleben dürfen: Nach einem neuen Modell seines Innenlebens (basierend auf der Konvektion der Erdkruste, auf Enceladus-Verhältnisse skaliert) ist er jeweils 100 Mio. bis 2 Mrd. Jahre völlig inaktiv, dann hat sich genug Wärme aufgestaut, dass es 10 Mio. Jahre lang zu heftigem Gasaustritt und Neubildung der Oberfläche kommt. Dieses Szenario – bei dem noch viele Details fehlen – würde die derzeit verblüffend große Wärmefreisetzung wie auch das junge Alter der Geysir-Gegend erklären. (UCSC, JPL Releases 11., Scientific American 10.1.2010) NACHTRAG: Da ist ja noch einer aufgewacht …

Hayabusa kommt der Erde immer näher und ist nach seiner erneuten Wiederauferstehung („Cleverer Rettungsplan …“) tatsächlich weiter auf Kurs. Nach gemischten Erfahrungen in der interplanetaren Raumfahrt (insbesondere Nozomis missglücktem Marsbesuch) halten sich die Japaner allerdings über die genauen Zeitpläne – und Chancen – für eine Landung der (nur vielleicht gefüllten) Probenkapsel in Australien bedeckt. (Status– und Activities-Seiten, JAXA Release 14., Spaceflight Now 11.1.2010, Planetary Society Blog 17.12.2009)

Drei Finalisten für die M-Klasse-Missionen von Cosmic Vision stehen fest

Die ESA wird – zumindest in der ersten Runde – keine Sample Return von einem Asteroiden (Marco Polo) durchführen und auch auf die Geophysikmission Cross-Scale verzichten: Diese zwei der sechs Kandidaten („Nächste Auswahlrunde …“) haben sich bei näherer Betrachtung als zu teuer erwiesen. Damit bleiben das Dunkelenergie-Observatorium Euclid, der Solar Orbiter (mit der NASA) und der Exoplanetenjäger Plato im Rennen (wobei aber nur 2 davon gebaut werden können), und außer der Reihe dürfte auch das IR-Observatorium SPICA zusammen mit Japan realisiert werden – man geht davon aus, dass das Science Programme Committee diese Auswahl am 18.2. bestätigen wird. (Space News 19., BBC 20.1.2010) NACHTRAG: So kam es in der Tat – was in Kiel für Freude sorgt.

Die NASA will bis zu 50-mal schneller mit ihren Raumsonden kommunizieren können, mittels neuer Ka-Band-Sender, vor allem aber Laser-Kommunikation: Bis zu einem Gigabit pro Sekunde von Mond oder Mars könnte es dann geben. Der Mondorbiter LADEE, Start Ende 2011, wird letzteres schon mal ausprobieren. (Space.com 22.1.2010)

Die Spiegelsegmente des JWST beginnen umfangreiche Kältetests

Bis 2011 werden alle 18 Segmente, die einmal den Hauptspiegel des superteuren IR-Teleskops („Die Gesamtkosten des JWST …“) bilden sollen, am MSFC extremer Kälte ausgesetzt – ihre Herstellung hat bereits vor 6 Jahren begonnen. (NASA Release 7.1.2010)

Lichtreflexe verraten Wasserflächen, auf der Erde und anderswo: Was beim Titan klappte, geht natürlich auch bei der Erde, wie die Raumsonde EPOXI vergangenen März sehen konnte – und mit (futuristischen) Weltraumteleskopen sollte es mit demselben Trick auch gelingen, grobe Aussagen über die Oberflächeneigenschaften von Exoplaneten zu treffen. (NASA Release 5., BdW 7.1.2010)

Drei wichtige Aufträge für das operationelle Galileo-System

hat die Europäische Komission vergeben: Die ersten 14 (von 32) Satelliten, die das europäische Navigationssystem aufbauen werden, darf überraschend die deutsche Firma OHB bauen und nicht der einst siegessichere Mega-Konzern EADS. Von den 566 Mio. Euro gehen zwar 236 Mio. an den britischen Subkontraktor SSTL; montiert wird aber in Bremen. Ebenfalls wurde Arianespace (keine Mitbewerber) mit dem Start der Satelliten ab Oktober 2012 in Kourou beauftragt (397 Mio. Euro) und ThalesAleniaSpace mit System-Support (85 Mio. Euro). Wer die folgenden 18 Satelliten bauen darf, bleibt offen: Erneut dürfen sich OHB und EADS im Wettbewerb; durch dieses ‚double sourcing‘ sollen weitere Verzögerungen („Navigationssystem Galileo …“) vermieden werden, falls einer der beiden Probleme haben sollte. Die ersten Galileo-Dienste sollen Anfang 2014 zur Verfügung stehen. (EU, SSTL Releases, Spaceflight Now, BBC, Space News, Tagesschau 7., Space Today 8.1.2010)

Überzeugende Schwerkraftkarten des GOCE-Satelliten wurden auf dem AGU-Herbstmeeting präsentiert: Obwohl der Satellit („GOCE bei der Arbeit …“) da erst 47 Tage gemessen hatte, sollen sie besser als alles bisher dagewesene sein. Und dank der ungewöhnlich niedrigen Sonnenaktivität dürfte sich GOCE weit länger auf seiner niedrigen Bahn halten als gedacht. (BBC 24.12.2009)

Deutscher Satellit „Heinrich Hertz“ soll Comsat-Technologien testen

Vorbereitungen laufen für einen kleinen deutschen Satelliten, der verschiedene neuartige Systeme für Nachrichtensatelliten testen soll – denn die Hersteller solcher Satelliten selbst stehen jedweder Innovation erst einmal skeptisch gegenüber. Neben den Experimenten soll der Satellit aber auch eine kommerzielle Telekommunikations-Nutzlast tragen, und deren Lieferant und das DLR wollen sich die Startkosten teilen. (Space News 22.1.2010)

Ein Datenrelaissatelliten-System auch für die ESA – nach dem Vorbild des amerikanischen TDRSS („Der erste Daten-Relais-Satellit …“), bereits 2008 im Prinzip beschlossen, soll dieses Jahr konkret werden: Auf zwei kommerziellen und mindestens einem speziellen Satelliten im GEO werden die Transponder untergebracht; GMES wird der erste Kunde. (Spaceflight Now 22.1.2010)

In rund einem Jahr beginnt der Bau einer chinesischen Raumstation

Ende 2010 oder Anfang 2011 soll nach allmählich klarer werdenden Plänen mit Tiangong-1 („Himmlischer Palast“) die erste Komponente einer chinesischen bemannten Raumstation in den Orbit gelangen, gefolgt von Ankoppelübungen mit der unbemannten Shenzhou 8 und der ersten Dreier-Besatzung mit Shenzhou 9. Lange kann sie nicht bleiben, da Tiangong-1 noch sehr klein ist und es auch an Vorräten fehlen wird, aber später sollen mindestens zwei Module dazu kommen. Und Fernziel bleibt eine große eigene Raumstation, von der aus es möglicherweise in den 2020-ern weiter zum Mond gehen soll. (Universe Today, Space Daily 20.1.2010, CCTV 29.12.2009. Und Spaceflight Now 28.12.2009 zur chinesischen Raumfahrtplanung insgesamt sowie Xinhua 29.12.2009 zu einem angedachten Satelliten zur Erforschung der Dunklen Materie) NACHTRAG: Der Start von Tiangong-1 ist definitiv erst 2011 möglich.

Indischer Sonnenforschungs-Satellit mit Mehrfach-Aufgabe: Aditya-1 soll 2013 gestartet werden und zum einen die Befindlichkeit der Sonne während bzw. nach dem tiefen Aktivitätsminimum ergründen. Aber es soll auch erforscht werden, wie sich Raumflugkörper im Sonnenschein aufheizen, denn da hat Indien noch Nachholbedarf: Der Mondorbiter Chandrayaan-1 fiel wegen Überhitzung vorzeitig aus, und von dem für 2015 angekündigten Einstieg in die bemannte Raumfahrt will man dieses Problem im Griff haben. (DNA 25.1.2010)

Alle Teile der ersten Falcon 9 sind am Cape angekommen

Und da im Oktober 2009 sowie am 2.1.2010 auch Testzündungen der ersten bzw. zweiten Stufe dieser u.U. wichtigen Rakete („Der erste kommerzielle Transporter zur ISS“) erfolgreich waren, darf in den kommenden Monaten – theoretisch ab dem 3. März – mit dem Start gerechnet werden. Wenn er gelingt, folgen drei Demonstrationsflüge zusammen mit der Dragon-Kapsel, der die NASA dann die Erlaubnis zum Besuch der ISS erteilen würde. (Spaceflight Now 29., 5., Space Today 6., Int’l Space Fellowship, Orlando Sentinel Blog, Nature Blog 5.1.2010) NACHTRAG: ein Press Release von Space X.

Indischer Riesenbooster-Test geglückt: Der Feststoffbooster S200, nach den Shuttle-Boostern und denen der Ariane 5 der drittstärkste der Welt, hat am 24. Januar tadellos 130 Sekunden lang gebrannt, womit das GSLV-Mk. III („Im Januar …“) auf Kurs für einen Erstflug Ende 2011 bleibt. Der Start des GSLV-D3 ist derweil auf März gerutscht. (ISRO Release 24., Hindu, DNA, Domain B 25., Hindu 23., 1.1.2010. Und Express Buzz 1.1.2010 zur – rosigen – Lage der indischen Raumfahrt insgesamt) NACHTRAG: Jetzt heißt es April.