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4 m Auflösung: die Nahaufnahmen von Phobos

15. März 2010

ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

So sah die High Resolution Stereo Camera des Mars Express den Marsmond Phobos mit ihrem Nadir-Kanal beim Vorbeiflug am 7. März – mit den Bildern hat’s was länger gedauert als angekündigt, dafür haben sie aber auch 4.4 m/Pixel Auflösung. Und die geplante Landeregion von Fobos-Grunt ist bestens zu sehen. Nach der Verschiebung dieser russischen Sample Return-Mission scheint übrigens China zu erwägen, seinen Mitpassagier alleine zum Mars zu schicken.

Diese Daten beweisen ([NACHTRAG] vermutlich): Der Marsmond Phobos ist kein homogener Körper!

9. März 2010

Hier sieht man den Dopplereffekt, der dem Mars Express in den 10 Minuten nach der größten Annäherung an den Marsmond Phobos am 3. Februar widerfahren ist: Die waagerechte Achse ist in Sekunden (Abstand der Striche 200 s), die senkrechte in Hertz, aber ohne Skala, doch das macht nichts. Denn entscheidend ist erst einmal, dass die Messungen (schwarze Kurve; systematische Effekte sind entfernt) signifikant von einem Modell (blaue Linie) abweichen, für das ein Phobos mit der bekannten Gestalt aber darin konstanter Dichte angenommen wurde. Abweichungen gab es auch in den Minuten vor der größten Annäherung, aber nicht so ’schön‘. Offensichtlich ist das Innere des Marsmond also inhomogen – bis zu Rückschlüssen auf die tatsächliche Massenverteilung wird es aber noch dauern.

NACHTRAG vom 11. März, im Hinblick auf die Diskussion in den Kommentaren: Nach Auskunft des Chefauswerters dieser Daten in Köln basiert das ‚blaue Modell‘ auf einem Ellipsoid, das aus Aufnahmen der Mars-Express-Kamera berechnet wurde, und einer auf 0.3% genauen Phobos-Masse von einem Vorbeiflug 2008, die homogen in diesen Körper ‚gefüllt‘ wurde. Das Modell ist also eine völlig unabhängige Berechnung, kein Fit an die Daten. Der Vergleich der neuen Radio-Daten – die sich noch geringfügig geändert haben – damit läuft natürlich noch, und mit Schlussfolgerungen sollte man noch vorsichtig sein, „aber es ist seeeehr spannend. :-)“ NACHTRAG 2 vom 11. April: Der Großteil der Abweichungen der Kurven ist verschwunden, nachdem die Sondenbahn besser bekannt war – aber gewisse Anzeichen für innere Inhomogenität bleiben.

Naher Vorbeiflug am Phobos geglückt – und am Mittwoch gibt’s auch pretty pictures

5. März 2010

Genau nach Plan ist vor zwei Tagen die größte Annäherung des Mars Express („Morgen engste …“) an den Phobos verlaufen, und in zwei Tagen geht es wieder dicht an Marsmond heran: Dann kann zum ersten Mal in der Serie von insgesamt 12 Flybys auch die Kamera HRSC arbeiten, deren Bilder ungefähr nach drei Tagen vorgezeigt werden sollen. Während der Annäherung am 3. März war der Mars Express hingegen so inaktiv wie nur möglich: Allein der passive Teilchendetektor ASPERA nahm Daten auf, die aber erst später zur Erde gefunkt werden sollten. Denn der bordeigene Sender des Mars Express war abgeschaltet: Stattdessen sendete die 70-Meter-Antenne des Deep Space Network in Spanien eine extrem stabile Trägerwelle zur Raumsonde, 100’000-mal besser als was der eigene Sender kann, die der Mars Express dann unverändert zurückschickte und die die 70-m-Schüssel wieder auffing.

Zugleich lauschten noch drei kleinere Radioteleskope in Finnland, Spanien und Deutschland auf das Signal, von denen es mindestens zwei klar empfingen: Zusammen mit den spanischen Aufzeichnungen wird sich in den nächsten ca. 2 Wochen ein superpräzises Bild der Sondenflugbahn ergeben und wie sie vom Schwerefeld des Phobos verändert wurde, was sich durch einen Doppler-Effekt bemerkbar macht. Dem Vernehmen nach ist die Qualität der Daten exzellent: Nicht nur die Gesamtmasse des Marsmonds wird sich daraus ergeben, sondern wohl auch einiges zur Massenverteilung in seinem Inneren. Das wiederum verspricht einerseits Erkenntnisse über den Aufbau und vielleicht auch die (immer noch ungeklärte) Herkunft des Phobos, zum anderen ist die Kenntnis seines exakten Schwerefeldes wichtig für die Landung der russischen Sonde Fobos-Grunt, die 2011/12 starten und binnen drei Jahren eine Phobos-Probe zur Erde bringen soll. Auch die Bilder der HRSC am Sonntag, wenn der Mars Express bis auf 107 km an den Mond heran kommen wird, dürften bei der Auswahl des Landeplatzes eine Rolle spielen.

Vorgestern war der Mars Express sogar bis auf 67 km an die Oberfläche des Mondes heran gekommen, doch auch gleich drei Gründen war da kein Betrieb der Kamera möglich gewesen: Erstens war auf der überflogenen Seite Nacht, zweitens hätte sich die Sonde gar nicht schnell genug drehen können, um während des Vorbeihuschens die HRSC auf einen festen Punkt der Oberfläche auszurichten – und dritten war es für die ultrapräzisen Dopplermessungen ohnehin zwingend erforderlich, dass die Hochgewinnantenne des Mars Express permanent zur Erde zeigte. Damit dies ohne Unterbrechung der Fall war, hatte man auch die Überflughöhe durch ein kleines Extramanöver von 50 auf 67 km anheben müssen – ein zu starkes Manöver kurz davor hatte nämlich die Bahn der Sonde versehentlich so verschoben, dass sie kurz hinter dem Phobos verschwunden wäre. Der Bahnvermessung hat die leichte Vergrößerung des Mindestabstands dem Vernehmen nach nicht geschadet: So lange man deutlich unter 100 km blieb, war der Schwerkrafteffekt stark genug.

ESA Phobos Blog, v.a. am 5., 4. und 3. März sowie zu den ASPERA-Messungen und HRSC-Nicht-Messungen, der Bahnänderung, den vielen Antennen – und zur Verfolgung des Mars Express während des Flyby durch einen Amateurfunker mit 3.5-m-Schüssel. Außerdem ESA Release, BBC, Science Blogs 4., Science Blogs 3.3.2010.

Spirit-Fahrer sind sich sicher: Wir kommen wieder frei – und können zumindest noch ein wenig herumfahren

Inzwischen steht der Marsrover Spirit still („Spirit fährt nun gar nicht mehr“) und dürfte irgendwann zwischen jetzt und Ende April auch die ersten Male in eine Art Schlafzustand rutschen, wenn die Sonnenenergie zu schwach wird – im schlimmsten Fall wird er monatelang nicht ansprechbar sein. Aber wenn die Elektronik den vierten und schwierigsten Winter übersteht und der Strom ab etwa September wieder reichlicher fließt, dann ist es nach Einschätzung des Projekt womöglich nur eine Frage von Wochen, bis sich der Rover ganz aus seiner Sandfalle befreit haben kann! Schon bei der offiziellen Einstellung der Befreiuungsversuche am 26. Januar hatte man im Spirit-Team die Endgültigkeit der Verwandlung des Rovers in einen stationären Lander nicht wahrhaben wollen – und Spirit selbst wohl auch nicht.

Denn bei seinen letzten 10 Fahrmanövern bis zum 8. Februar legte der Rover doch glatt 34 Zentimeter in die richtige Richtung zurück, während er sich in den Wochen zuvor nur um Millimeter bewegt hatte! Eine „Brustschwimmen“ getaufte Wackelbewegung der Räder in Kombination mit beherzten Fahrmanövern hatte das möglich gemacht – und wenn die Sonne nicht gerade jetzt zu tief gesunken wäre, dann könnte Spirit womöglich bereits frei sein. „I think we solved the extrication problem,“ glaubt MER-Forscher Ray Arvidson – und inzwischen scheint es bereits quasi NASA-Politik geworden zu sein, die letzte Phase der Befreiung nach dem Winter nachzuholen. Doch auf große Fahrt wird der beliebte Marsrover auch dann nicht gehen: Mit nur noch 4 von 6 Rädern funktionsfähig ist er doch sehr behindert.

Aber die wieder gewonnene Freiheit wird ihm helfen, bestimmte Ziele in seiner unmittelbaren und an spannender Geologie reichen Umgebung anzusteuern – während er gleichzeitig im globalen Maßstab als „stationär“ betrachtet werden kann und das dann zunächst im Mittelpunkt stehende Radio-Science-Experiment zur Marsrotation nicht gestört wird. Und was der unverwüstlichliche Spirit danach noch treiben kann – wer weiss. Die – siebte! – Missionsverlängerung für beide Mars Rover ist jedenfalls gerade beantragt worden. (Universe Today 3., Planetary Society und Nature Blogs, New Scientist 2.3., Planetary Society News 28.2.2010. Auch Martian Chronicles, Planetary Society Blog 5.3.2010 zu wissenschaftlichen MER-Ergebnissen, MarsPages 4.3.2010 zu Opportunitys Fortschritten und Planetary Society Blog 3.3.2010 zum neuesten Mars-Unfug, diesmal affiger Art …)

Der Mars Reconnaissance Orbiter hat bereits 100 Terabit Daten zur Erde gefunkt, seit er vor genau vier Jahren in die Umlaufbahn eintrat (siehe Artikel B99): Das ist mehr als dreimal so viel wie alle Daten aller Raumsonden, die jemals über die Mondbahn hinaus ins Sonnensystem vorgedrungen sind! Mit bis zu 6 Megabit/Sekunde kann der MER über seine 3-m-Antenne senden: U.a. hat er den halben Mars mit 6 m und fast 1% der Oberfläche mit 30 cm pro Pixel abgelichtet. (JPL Release 3.3.2010)

Große Eis-Mengen in mittleren Breiten des Mars

2. März 2010

hat der Mars Reconnaissance Orbiter mit seiner italienischen Radaranlage SHARAD („Shallow Radar“) aufgespürt: Die gelben Linien sind die Überflüge des NASA-Marsorbiters, blau sind die bis zu einem Kilometer dicken Eisvorkommen auf ein topografisches Bild aus MOLA-Höhenmessungen der Region Deuteronilus Mensae durch den Mars Global Surveyor gezeichnet. Der gezeigte Ausschnitt ist hunderte Kilometer groß. Diese Eis-Depots sind vermutlich zurückgeblieben, als sich Gletscher zurückzogen, die zu einer anderern Zeit weite Teile des Mars bedeckten. Später schützte dann eine Schicht Bodenmaterial die eisigen Reste, die einen beachtlichen Teil des nicht-polaren Marseises ausmachen.

Morgen engste Phobos-Begegnung des Mars Express

Um 21:55:40 MEZ wird sich der Mars Express der ESA am 3. März dem Marsmond bis auf 67 km Abstand (bzw. 77 km vom Massenzentrum) nähern: Das ist etwas weiter als die geplanten 50 km („Mars Express fliegt …“), weil nach ein Bahnmanöver im Vorfeld etwas daneben gegangen war und nun nur so alle wissenschaftlichen Aufgaben zu erfüllen sind. (ESA Phobos Blog, v.a. vom 2., ESA Release vom 1.3.2010) NACHTRAG: noch eine Vorschau des Fly-By.

Phoenix schweigt weiter, obwohl der polare Lander von 2008 inzwischen ganz vom Eise befreit ist und nach MRO-Bildern zumindest keinen großen Schaden (wie abgebrochene Solarzellen) erlitten hat: Auch im Februar lauschte Mars Odyssey 60-mal vergebens. Nun wird es Anfang April neue Versuche geben. (JPL Release, Universe Today 1.3., Mars Pages 28.2.2010)

Nachrichten aus der Raumfahrt kompakt

23. Februar 2010

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)

Ein Film vom Mars Express: „Begegnung“ von Phobos und Deimos

12. Dezember 2009

ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Noch nie sind die beiden kleinen Marsmonde Phobos und Deimos gemeinsam als aufgelöste Himmelskörper in irgendeinem Bild zu sehen gewesen – bis zum 5. November 2009, als der ESA-Orbiter Mars Express in einer 130-Bilder-Sequenz mit der Teleoptik SRC der deutschen Kamera HRSC diesen bemerkenswerten Film aufnahm. Mit 26’200 km war Deimos dabei doppelt so weit vom Orbiter entfernt als Phobos (11’800 km); die Auflösungen liegen bei 240 bzw. 110 Metern pro Pixel. Während insbesondere Phobos auch als solcher interessierte (allein die HRSC nahm ihn schon 127-mal auf), ging es auch um die Bestätigung der Bahnen beider Monde. Mehr beim DLR, im Planetary Society Blog und bei Discovery, Space.com und den KosmoLogs.