Verformung Japans durch das Erdbeben auch aus dem Weltraum vermessen

Oben radar-interferometrische Messungen der Deformation des japanischen Erdbebengebiets durch das Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) auf dem Advanced Land Observing Satellite (ALOS) der JAXA (wie sie auch für das Neuseeland-Beben [„Verformungen Neuseelands …“] gemacht wurden): Wie die mindestens 25 Interferenzstreifen bei der Kombination von Daten vor und nach dem Beben zeigen, die der veränderten Distanz von Bodenpunkten zu einer festen Höhe im Orbit entsprechen (ein Farbzyklus = 11.8 cm), hat sich die Topografie um mehrere Meter verändert. Das kann sowohl ein Einsinken wie eine Verschiebung nach Osten bedeuten – letzteres ist der Fall, wie bereits zuvor direkte Messungen mit Netzen von GPS-Empfängern gezeigt hatten: In der Mitte ist dargestellt, wie sich aufgrund der Daten von 1200 Stationen Verschiebungen um 6 bis 28 Meter infolge des Tohoku-Bebens nachweisen ließen, generell nach Südosten. Unten eine Analyse der USGS: Hier werden eine Ostwärts-Bewegung von bis zu 4 Metern und ein Absinken der Küstenlinie um bis zu 1.1 m festgestellt. Weitere Analysen des Bebens und seiner Folgen für den Planeten Erde durch indische Seismologen sind auch in PDF-Postern hier und hier zu finden.

Die Folgen des japanischen Riesenbebens aus dem Weltraum

zu sehen, ist nicht immer überzeugend: Es sind vor allem die Auswirkungen des gewaltigen Tsunamis, die sich durch Vorher/Nachher-Vergleiche zeigen wie hier einem Paar der Rapid-Eye-Satelliten. Andere Bildpaare wurden bereits vom Satelliten IKONOS [NACHTRAG: (auch als Animation), von DigitalGlobe] und vom NASA-Satelliten Terra veröffentlicht; klassische Luftbilder zeigen das Ausmaß der Zerstörungen allerdings viel deutlicher. Auch dieses große Beben hatte wieder globale geophysikalische Effekte. NACHTRAG: weitere Berechnungen zu Effekten auf Tageslänge und Erdachse. NACHTRAG 2: Das Beben ließ den ganzen Planeten schwingen, Periode 6.5 min.

Verformungen Neuseelands nach dem Beben vom 21. Februar hat hier der japanische Advanced Land Observing Satellite vermessen: Wie sich aus der interferometrischen Verarbeitung von Radardaten – differential interferometric SAR – vom Januar und Februar ergibt, wurde die Erdkruste um bis zu 40 cm deformiert.

Auch der Hawaii-Vulkan Kilauea hat sich verformt, im Zusammenhang mit einem Ausbruch seit dem 5. März: Diesmal stammen die interferometrischen Radardaten von den italienischen COSMO-SkyMed-Satelliten.

Patagonische Gletscherseen haben verschiedene Farben, zeigt ein Echtfarbbild des Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer auf dem Terra-Satelliten: Unterschiedliches Gestein wurde von den Gletschern abgeschliffen, das dann als Sediment in den Seen landete.

Die junge Mondsichel vor ein paar Tagen über der Erde, aufgenommen von der ISS aus – bei solchen Anblicken wird auch der abgeklärte Raumfahrer zum Astrofotografen …

Ein superscharfes Mosaik der Rückseite des Mondes aus 15’000 Aufnahmen der WAC auf dem Lunar Reconnaissance Orbiter – dank des oft schrägen Lichteinfalls tritt die Topografie und Morphologie besser hervor als auf bisher verfügbaren Mondmosaiken.

Ein bemerkenswerter Doppelkrater auf dem Mars ist dem Mars Reconnaissance Orbiter vor die HiRISE-Linse gekommen: Hier ist offenbar ein Körper aus zwei nur locker zusammen hängenden Brocken – vielleicht wie Komet Hartley 2 – eingeschlagen, die sich allerdings kurz vor dem Aufprall getrennt hatten.

Noch ein kurioser Marskrater, außergewöhnlich lang und vom Mars Express erfasst: Hier scheint eine ganze Kette von Körpern eingeschlagen zu sein, unter einem sehr schrägen Winkel.

Jede Menge schmale Gullies auf dem Mars, nur 1 bis 10 m breit, dominieren dieses HiRISE-Bild eines Abhangs – jedenfalls entsprechen diese Minikanäle der Geologen-Definition für das englische Wort „Gully“, während die berühmteren breiten „Mars-Gullies“ eher „Ravine“ alias Tobel genannt werden müssten.

Drei ganz verschieden große Saturnmonde sind auf diesem Cassini-Bild vom 15. Januar zu entdecken: der dicke Titan (5150 km), Enceladus (504 km; ganz rechts, knapp unter den Ringen) und Pandora (81 km) ganz links hinter dem F-Ring.

Eine bemerkenswerte Sonnenprotuberanz am 7. März, erwischt vom SDO – seither hat es auch wieder einen X-Flare gegeben, mit Aurora-Effekten im hohen Norden.

Nachrichten aus der Raumfahrt kompakt

‚Sah‘ ein Satellit eindeutige Vorläufer des Haiti-Erdbebens?

Die konkrete Vorhersage von Erdbeben – über die rein statistische Gefährdung einzelner Regionen hinaus – ist eines der großen ungelöstend Probleme der Geophysik. Jetzt soll in den extrem niederfrequenten elektromagnetischen Wellen (ULF), die der kleine Satellit DEMETER – Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions – in den 30 Tagen vor dem schweren Erdbeben in Haiti diesen Januar maß, ein signifikanter Energieanstieg aufgespürt worden sein, der mit der ‚Vorbereitung‘ des Bebens in der Tiefe zusammen gehangen haben könnte. Mehr oder weniger plausible Hypothesen für die Erzeugung solcher Strahlung (und anderer angeblich vor Erdbeben aufgetretener EM-Effekte) gibt es durchaus – aber dass sich daraus jemals eine operative konkrete Warnmöglichkeit ergeben könnte, gilt als fraglich. Die Mission des Satelliten ist derweil am 9. Dezember nach über 6 Jahren beendet worden. (Homepage; Athanasiou & al., Preprint 7., arXiv Blog 9.12.2010) NACHTRAG: Auch beim Japan-Beben 2011 könnte was gewesen sein.

Venus-Express-Beobachtungen stellen Geoengineering-Idee in Frage: Vielleicht ist es doch keine so gute Idee, künstlich Schwefelsäuretröpfchen in die Erdatmosphäre zu bringen, um dem anthropogen Temperaturerwärmung entgegen zu wirken – das legen Modellrechnungen nahe, die die Entstehung einer Schwefeldioxid-Schicht in der oberen Venusatmosphären erklären, auf die der Venus Express gestoßen ist. Das Gas entsteht offenbar durch Verdampfen der Schwefelsäuretröpfchen, wobei die Säuremoleküle von der Sonnenstrahlung zerbrochen werden (und der Schwefelkreislauf der Venus mithin komplizierter als gedacht ist). Genau das würde küntlichen Schwefelsäuretropfen in der Erdatmosphäre wohl auch blühen, deen Einbringung in Analogie zu der temporär global kühlenden Wirkung des Pinatubo-Ausbruchs 1991 öfters mal vorgeschlagen wird – in Gasform geht die kühlende Wirkung indes verloren. (ESA Release 30.11.2010)

IKAROS passierte Venus – mit Gravity Assist

Am 8. Dezember ist auch der zusammen mit Akatsuki gestartete Sonnensegler IKAROS an der Venus vorbei gekommen und sollte sich dem Planeten bis auf 80’800 km Entfernung genähert haben. Dabei wurde die Bahn des Seglers durch die Schwerkraft des Planeten deutlich abgelenkt: das erste Mal, dass ein Gravity Assist einem Sonnensegler widerfuhr! (Eureka 13.12.2010. [NACHTRAG: noch ’ne Notiz dazu.] Und Kyodo zu einem Programmierfehler von Hayabusa, der 2005 das Zünden der Pellet-Kanone verhinderte)

MESSENGER keine 100 Tage mehr vor dem Eintritt in den Merkurorbit am 18. März 2011: Nach 6 Planeten-Vorbeiflügen und 5 Bahnkorrekturen dazwischen steht dem entscheidenden Manöver nun nichts mehr im Wege – das haben dem Projekt jedenfalls auch externe Gutachter bestätigt. (MESSENGER Mission News 7.12.2010. Auch CollectSpace zu einer US-Briefmarke anlässlich der Ankunft)

Elf Wissenschaftsmissionen der ESA werden verlängert

Das hat das Science Programme Committee am 18./19. November entschieden: Die Missionen von Cluster, Integral, Planck, Mars Express, Venus Express und XMM-Newton sowie die ESA-Beteilungungen an Hinode, Cassini, Hubble, SOHO und Proba 2 werden fortgesetzt. Alle zwei Jahre müssen Projekte, die sich dem Ende ihrer regulären Finanzierung nähern, ausgiebig geprüft werden: Kann noch weiterer wissenschaftlicher Gewinn aus den großen Investitionen der Vergangenheit gepresst werden? (ESA Release 22., Physics World, Planetary Society Blog 23.11.2010)

Labortests einer entscheidenden Technologie für die LISA-Satelliten zur Messung von Gravitationswellen haben gezeigt, dass das Rauschen ihrer Laser weit genug unterdrückt werden kann, um per Interferometrie die extrem geringen Verschiebungen der drei Satelliten zueinander beim Durchlaufen einer Welle messen zu können. Konkret sollen die Lichtphasen auf den Satelliten bestimmt werden, während die eigentliche Interferometrie erst mathematisch am Boden erfolgt – und am Ende sind die relativen Positionen der Satelliten auf einen Picometer genau bekannt. (JPL Release 23.11.2010)

SOFIA hat alle drei Wissenschaftsflüge absolviert, und es kehrt bereits eine gewisse Routine ein. (Allerdings nicht in der Öffentlichkeitsarbeit: Von keinem der drei Flüge, auch dem ersten vor 2 Wochen, sind bisher Bilder publik geworden.) Nächstes Jahr geht es mit einem neuen wissenschaftlichen Instrument, GREAT, weiter. (365 Days of Astronomy 12., DLR Blog [mit schönen Impressionen vom 3. Flug], S. Casey Tweet 8., Ithaka College Release 7., Daily Camera 4.12.2010)

New-Millennium-Mission EO-1 schon seit 10 Jahren im Einsatz: Erdbilder auf Bestellung

Das entsprechende NASA-Technologie-Programm gibt es schon lange nicht mehr – aber einer der wenigen Satelliten, die daraus hervorgegangen sind (Artikel 411), arbeitet immer noch: Earth Observing 1 ist jetzt 10 Jahre im Orbit, obwohl eigentlich nur für ein Jahr ausgelegt. Nach ausgiebigen Technologietests dient der Satellit jetzt als Erdbeobachter mit ungewöhnlicher Autonomie, der einfach und schnell kommandiert werden kann, um sich spezielle Dinge von oben anzusehen. Und weil das alles nicht viel kostet, gibt’s die Bilder sogar gratis! (Homepage; NASA Feature 22.11., ASU Press Release 2.12.2010)

CryoSat 2 ist jetzt operativ: Die Inbetriebnahme des Eis-Forschungs-Satelliten ist nun abgeschlossen, und am 19.11. wurde die Kontrolle feierlich an das Operationsteam übergeben. (ESA Release 22.11., UKSA Release 6.12.2010. [NACHTRAG: ein paar erste wissenschaftliche Ergebnisse von CryoSat.] Auch eine Missionsverlängerung für GOCE – und die CubeSats, die Glory begleiten werden)

Die NASA bekommt vermutlich 18.9 Mrd.$ im FY2011

im Rahmen einer modifizierten Continuing Resolution, die das Repräsentantenhaus beschlossen hat, die aber den Senat noch passieren muss: Das würde weitgehend dem entsprechen, was die Authorization Bill vorsieht und die prinzipielle Umsetzung der Weltraumpläne Obamas einleiten. Das Constellation-Programm – bisher durch eine Klausel im FY2010-Haushalt künstlich am Leben erhalten – kann endgültig abgewickelt werden, jedenfalls die Ares-Raketen, während an der Orion-Kapsel weiter gearbeitet und rasch die Konstruktion einer Schwerlastrakete aufgenommen wird (ohne vorher erst nach besseren Technologien zu suchen). Eine explizite Genehmigung für einen zusätzlichen Shuttle-Flug nach den zwei letzten im Manifest ist allerdings nicht enthalten. (Space News 7., Space Politics 8., Space Policy Online 9.12.2010. [NACHTRAG: Der Senat scheint es ähnlich zu sehen.] Auch Wired und Space Policy Online zur unklaren Zukunft des JWST – und Space.com zur Versenkung der ISS)

Deutschland hat eine neue Raumfahrt-Strategie – und ein Rahmenabkommen mit den USA: Stark auf wirtschaftlichen Nutzen ausgerichtet ist das neue Dokument, das Projekte der wissenschaftlichen Grundlagenforschung nur noch im Rahmen der ESA und in bilateralen Unternehmungen vorsieht. Von rein deutschen Mondflügen, die immer wieder mal gepuscht wurden, kann man sich also endgültig verabschieden, aber ein neues Rahmenabkommen mit den USA, das kurz danach am 8.12. unterzeichnet wurde, sieht zwar keine konkreten neuen Projekte vor, führt aber explizit die Mondforschung beider Seiten näher zusammen. Auch ein gemeinsames Paar Radarsatelliten scheint möglich. (Strategie-Dokument; PMn von BMWi und DLR, Welt, Tagesschau 30.11., Nature Blog 1., Deutsche Welle, Alles was Fliegt 2., SpaceMart 6., DLR PM, NASA PR, Spiegel 8., Space News 9., NASA Ames Release 13.12.2010) NACHTRAG: eine Glosse zur deutschen Erdfahrt-Stragie …

Auch Südafrika bekommt eine eigene Weltraumagentur, auch wenn die South African National Space Agency (SANSA) erst ab April 2012 voll funktionsfähig sein wird. Mehrere Forschungseinrichtungen werden unter dem neuen Dach und im Rahmen eines nationalen Weltraumprogramms zusammen geführt, und auch eingemottete Anlagen aus der Apartheid-Zeit wieder belebt. (Engineering News, Sify 9.12.2010. Und die Irish Times zu Mondplänen in, ääh, Uganda?)

Zuviel Treibstoff in die Oberstufe getankt – Proton kommt nicht hoch genug!

Hat es schon einmal solch einen Grund für einen Fehlstart in der Raumfahrt gegeben? Da sitzt ein neues Modell der DM-Oberstufe (DM-03) auf der Proton-Rakete, das über einen größeren Tank als der Vorgänger verfügt – und die Startmannschaft macht ihn einfach bis zu der Marke voll, wie man das früher auch immer tat. Dumm nur, dass damit nun 1 bis 2 Tonnen Sprit zuviel im Tank sind, die Stufe damit zu schwer – und die 3. Stufe der Proton schaffte es nicht, sie samt drei Satelliten für das Navigationssystem GLONASS in den Orbit zu bringen, die stattdessen im Pazifik landen. Immerhin war die Proton nicht schuld, die vielleicht noch dieses Jahr wieder starten darf. (Space Today 11., Spaceflight Now, Space News, Novosti, UPI, AFP 10., Space News, TASS, Spiegel 6., Spaceflight Now, Novosti [man beachte die Formulierung, dass die Satelliten im Pazifik „may fail to function as normal“ …], BBC, Space Today, Eureka 5.12.2010) NACHTRAG: Laut dem Abschlussbericht wurden 1.5 bis 2 Tonnen zuviel Oxidator in die Tanks gepumpt.

Mysteriöser Schaden beim Start lässt Nachrichtensatellit auf Transferorbit stranden: Es ist nach wie vor unklar, wie bei Eutelsat W3B während des Ariane-5-Starts am 28. Oktober die Leitung vom Oxidator-Tank zum Triebwerk einreissen konnte, während einem anderen Satelliten an Bord nicht das Geringste passierte und es auch keinerlei Anzeichen für Anomalien bei der Ariane gab. Jedenfalls kann sich der Satellit mangels Antriebs weder in den Graveyard oberhalb des geostationären Orbits heben noch kontrolliert zum Absturz gebracht werden: Eutelsat hat ihn wenigstens so ‚inert‘ wie möglich gemacht, damit es bei einer eventuellen Kollision mit einer alten Raketenoberstufe (sonst treibt sich auf dem elliptischen Transferorbit wenig herum) nicht zu einer Explosion kommt. Modellieren lässt sich der natürliche Verfall solch einer Bahn auch kaum: 20 bis 30 Jahre es wohl bis zum Wiedereintritt dauern. (Space News 3.12., Spaceflight Now 8., Space News 5.11.2010. Auch Space News und Raumfahrer zur mühsamen Entfaltung der Riesenantenne von SkyTerra 1 [NACHTRAG: Jetzt ist sie offen])

Was wird aus US-Forschungssatelliten nach dem Ende der Delta 2, die seit 1998 zahlreiche Starts besorgte aber inzwischen nicht mehr hergestellt wird? Die – dieses Jahr zweimal erfolgreiche – Falcon 9 und die Taurus 2 sind als Träger für kleinere wissenschaftliche Satelliten ausgeguckt, aber bis sie für den Einsatz zertifiziert sind, v.a. wenn es um wertvolle Nutzlasten geht, vergehen typischerweise drei Jahre. (Space News 24.11.2010)

Wie die Astronomie in Chile das schwere Erdbeben überstanden hat

Erst 9 Tage nach dem schweren Erdbeben in Chile am 27. Februar kann mit einiger Sicherheit gesagt werden, dass zumindest die in diesem Land besonders stark vertretene Astronomie keine gravierenden Verluste zu beklagen hatte. Da viele Kommunikationswege zunächst unterbrochen waren, dauerte es mitunter Tage, bis der Zustand der großen Sternwarten in der Mitte und im Norden Chiles ins Ausland gemeldet werden konnte, und noch schwieriger war es, das Schicksal der – auch deutschen – Astronomen von der Universität in Concepción (UdeC) zu ergründen. Da halfen auch Bilder aus dem Orbit nichts, und auch soziale Netzwerke wie Twitter lieferten mehr Fragen als (vereinzelte) Antworten.

Erst heute kann dank eines Press Release der Royal Astronomical Society aufgeatmet werden, die u.a. auf Listen in Heidelberg und Florida verweist: Alle Astronomen der UdeC sind wohlauf. Einer hatte sich bereits per Twitter gemeldet, und es hatte – am Ende dieses Artikels – immerhin schon indirekte gute Nachrichten gegeben. Das Universitätsgebäude ist allerdings erheblich beschädigt, wie insbesondere den Bildern in diesem Bericht zu entnehmen ist, wenn auch nicht komplett abgebrannt, wie Gerüchte gelautet hatten (doch bzgl. des chemischen Instituts waren sie leider korrekt) – und wie es deutschen Geodäten in Concepción erging, schildert diese dramatische E-Mail. Über die sonstigen Zustände in Concepción ist schon genug geschrieben worden.

Über das Schicksal der zahlreichen Sternwarten Chiles waren schneller Informationen nach außen gedrungen: Schon nach Tagen stand fest, dass keines der großen Instrumente Schaden genommen hatte. Bei Gemini Süd mussten die Beobachtungen nur 20 Minuten unterbrochen werden, auch auf dem Cerro Tololo und La Silla gab es nur kurze Unterbrechungen – und auf dem Paranal hat der VLT-Beobachter überhaupt nichts mitbekommen und erst nach 12 Stunden von dem Beben gehört! Keine Schäden gab es auch auf der Baustelle von ALMA, und die diversen Amateursternwarten in Chile haben es auch überstanden. Ebenso wie übrigens ein Satellit in Argentinien samt NASA-Instrument. NACHTRAG: Astronomen-Berichte aus Chile vom 8. und 10. März.

Relativ schwacher Tsunami zeigt Wissenslücken auf

Während der Tsunami nach dem Beben an der chilenischen Küste schwere Schäden anrichtete, fiel er im Rest des Pazifiks – wo es die erste ozeanweite Warnung seit Jahrzehnten gegeben hatte – nur schwach aus: Das zeigt (wieder einmal; siehe eine Notiz von einer Tagung Ende 2006!), dass nicht nur die Stärke eines Seebebens sondern eine Fülle anderer Faktoren eine Rolle spielen. Neben der Tiefe des Hypozentrums unter dem Meeresboden und der Höhe der Wassersäule darüber spielen offenbar sogar Resonanzeffekte in Meeresbuchten eine Rolle: Das soll z.B. erklären, warum in Hilo kaum etwas zu sehen war. (CU Boulder Release, Star Bulletin, Universe Today 28.2., Times, Professor Astronomy, New Scientist, SZ 1., AGU Blog, New York Times, AP 2., Science Journalism Tracker 3.3.2010. Und ein Bericht aus 1. Hand aus dem Tsunami-Warnzentrum)

Hat das Erdbeben an der Erdachse gedreht? Ein Press Release des JPL mit der Berechnung, dass die Tage nun 1.3 msec kürzer geworden und die Figurenachse um 8 cm verrutscht seien, wurde prompt allerorten aufgegriffen – aber ausgerechnet die BILD-Zeitung betrieb echten Journalismus und fragte bei deutschen Geophysikern nach, die die Zahlen für falsch halten. Unbestritten sind aber rekordverdächtige Erdverformungen in Chile selbst, um bis zu 3 Meter – und die ganze Erde wurde in langsame Schwingungen versetzt. (JPL Release, Business Week 1., Water Seems Inviting, PM der Bayr. AdW 3., Cosmic Log 5., OSU und SIRGAS Releases 8.3.2010) NACHTRÄGE: mehr zu Beben-Statistik, den chilenischen Erd–Verschiebungen – und esoterischem Mißbrauch der aktuellen Erdbeben. NACHTRAG 2: In Sachen Erdachse hofft die NASA auf einen tatsächlichen Nachweis des berechneten Effekts. NACHTRAG 3: eine schnelle italienische Messung zeigt keine Verlagerung der Erdachse wie vom JPL berechnet.