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T-minus 5 Minuten: Lust auf einen Ausflug nach Französisch-Guayana?

Javier Galnares

Javier Galnares

AERTEC / Aerospace & Defence Systems

Wir alle haben die berühmten Starts der Apollo-Raumschiffe von Cape Canaveral im Fernsehen verfolgt und sicherlich davon geträumt, im Steuerraum zu sitzen und den Live-Countdown mitzuhören, mit diesen nervenaufreibenden T-minus 5 Minuten vor dem Start.

Die weltweite geopolitische Lage hat die Aktivitäten in den Start von Trägerraketen in Französisch-Guayana angekurbelt, von wo aus die ESA viele Weltraummissionen von großem wissenschaftlichen Interesse plant.

Weniger bekannt sind jedoch die Abschüsse von Französisch-Guayana, das für gewöhnlich auch die Startbasis für ESA-Missionen ist, an denen meist europäische Länder beteiligt sind. Wenn es uns gelingt, die 6379 km (etwas mehr als der durchschnittliche Erdradius!), die Europa vom Startpunkt in Südamerika trennen, zu überwinden, können wir beim nächsten großen Ereignis in der Raumfahrt persönlich im Steuerraum sitzen. Dazu müssen wir lediglich einen “Termin” unter diesem Link zu vereinbaren.

Und was sind die nächsten geplanten Raketenstarts? Es sind viele und vielfältige Starts geplant, aber die, die von der ESA betrieben werden und von wissenschaftlichem oder technologischem Interesse sind, sind die folgenden:

  • Biomass (Erdbeobachtung) Q3 2023
  • EarthCARE (Erdbeobachtung) Q1 2024
  • Euclid (Wissenschaftlich) Q1 2023
  • ExoMars RSP (Planetenforschung) 2028
  • Flex (Erdbeobachtung) Q2 2025
  • Juice (Planetenforschung) Q2 2023
  • Plato (Wissenschaftlich) 2026
  • Sentinels / Copernicus (Erdbeobachtung) 2028
  • Arial (Wissenschaftlich) 2029 

Von denen, die zeitlich etwas näher liegen, sollte man sich die Missionen Euclid und Juice ansehen. Schauen wir uns einige ihrer Besonderheiten an und betrachten die Entwicklung, die dazu führt, dass sie in das Startfenster aufgenommen werden oder aus bestimmten Gründen verzögert werden (wie es kürzlich bei ExoMars und anderen Missionen aufgrund des Krieges in der Ukraine und der unmöglichen Nutzung der Sojus-Trägerrakete der Fall war).

Am 24. Januar 2013 unterzeichneten die NASA und die ESA ein Kooperationsabkommen für ihre Beteiligung an der Euclid-Mission. Das Ziel war klar: Der Bau eines Teleskops zur Beobachtung der Dunklen Energie und der Dunklen Materie, die den Weltraum bevölkern, und zum besseren Verständnis der Expansion des Universums und seiner Beschleunigung. Dazu werden sie mehrere sichtbare und Nahinfrarot-Kameras mit mehreren Millionen Pixeln verwenden, sodass die zusammengeführten Bilder bis zu 10 Mal genauere Messungen des Phänomens der Rotverschiebung (Redshift) liefern können als ihre Vorgängermodelle. Die Messung dieser Abweichung im unsichtbaren Spektrum durch das Phänomen des Doppler-Effekts des Lichts liefert ein Maß für die Expansionsgeschwindigkeit des Universums, und damit kann man auf die Menge an Dunkler Energie und Dunkler Materie schließen, die verhindert, dass die Geschwindigkeit höher oder niedriger ist.

Weitere Informationen zu diesem spektakulären Teleskop:

  • Die Sonnenkollektoren werden mit einem Stabilisierungssystem ausgestattet, das die Ausrichtung und Zielerfassung mit einer Genauigkeit von einer Bogen-Millisekunde ermöglicht, d. h. 0,001 Bogensekunden oder weniger als 5 Nanoradiant.
  • Das sichtbare Spektrum wird von einer 6 x 6 Kameraanordnung mit einer Empfindlichkeit von 600 Millionen Pixeln abgedeckt.
  • Das Nahinfrarotspektrum wird mit 4 x 4 Kameras im Spektrum von 1000 bis 2000 Nanometern ausgestattet, die zusammen 65 Millionen Pixel aufweisen.
  • Das Telekommunikationssystem wird in der Lage sein, 850 Gigabit pro Tag zur Erde zu übertragen. Es wird das Ka-Mikrowellenband mit einer Geschwindigkeit von 55 Megabit pro Sekunde während der vier Stunden nutzen, in denen die 35 Meter große Parabolantenne von der Basis Cebreros in Spanien aus sichtbar sein wird.
  • Die Datenspeicherkapazität an Bord wird 300 GB betragen, um die Daten im Falle einer eventuellen unmöglichen Übertragung zur Erde speichern zu können.

Zum anderen gibt es die Juice-Mission, die darauf abzielt, die Eismonde des Jupiters zu erforschen und zu untersuchen, ob sie auf ihrer Oberfläche solides Wasser enthalten und wie sich ihre Atmosphäre zusammensetzt. Es wird auch das Magnetfeld analysiert, das von seinem Wirtsplaneten, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, erzeugt wird und das in gewissem Maße dem der Erde ähnelt, was weitere Theorien über seine Entstehung und die Beschaffenheit seines inneren Kerns liefern könnte.

Die für Juice vorgeschlagene Weltraumkarambolage wird, wenn ihr Start wie geplant im April 2023 durchgeführt wird, zweimal den Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter durchqueren sowie mehrere Impulsflüge oder Flyby-Manöver zwischen der Erde und anderen Himmelskörpern (Mond, Venus und Mars) machen. Es wird erwartet, dass sie im Jahr 2029 ihre letzte Rückkehr zur Erde macht und im Juli 2031 an ihrem Ziel ankommt. Sie wird dann in eine kreisförmige Umlaufbahn eintreten, um das Galileo-Mondsystem zu untersuchen (Ganymede, Callisto und Europa werden untersucht; der Mond ist von der Mission ausgeschlossen, da er ein Vulkan und kein Eissystem ist).  Am Ende ihrer Nutzungsdauer wird die Sonde ein Kippmanöver durchführen, um die magnetischen Pole des großen Gasplaneten zu untersuchen. Sie können sich das Manöver sogar in animierter Form unter diesem Link zu vereinbaren.

Die Instrumente dieses Forschungssatelliten sind zahlreich und vielfältig: JANUS, MAJIS, UVS, SWI, GALA, RIME, J-MAG, PEP, RPWI, 3GM und PRIDE. Bei den ersten drei handelt es sich um Sichtsysteme (Kameras) mit verschiedenen Wellenlängen, um die Oberflächen der einzelnen Satelliten und des Planeten zu untersuchen, während die anderen spezifische Instrumente für bestimmte Messungen sind: Spektrometer, Radar- und Laser-Höhenmesser zur Untersuchung der Atmosphäre, der Schwerkraft, der Radiowellen-Interaktion und der Eistiefe sowie verschiedene hochempfindliche Magnetometer zur genauen Kartierung des jovianischen Magnetfeldes und seiner Auswirkungen auf die Satelliten.

Gerade das letztgenannte Instrument war am schwierigsten zu entwickeln und am Boden zu testen, da es auf einem 10,5 Meter langen Mast montiert ist, damit die Interaktion der satelliteninternen Elektronik die Ultra-Empfindlichkeit des Magnetometers an der Spitze nicht stört.

Für den Test und die Aufstellung, die von SENER in Spanien durchgeführt wurde, mussten Heliumballons verwendet werden, um die Erdanziehungskraft zu “neutralisieren”, die während des Einsatzes in der Jupiterumlaufbahn nicht vorhanden sein wird, sowie ein Reinraum, in dem der gesamte Körper des Instruments untergebracht werden konnte, ohne das Experiment zu beeinträchtigen.

Sobald JUICE die letzte Qualifikationsphase abgeschlossen hat, wird es an Bord eines Schiffes in Richtung Französisch-Guayana transportiert werden. Wir wünschen ihm und allen seinen Brüdern viel Glück und hoffen (wir wünschen!), dass er die Entdeckung des Weltraums fortsetzen und viele Geheimnisse enthüllen kann. Und wenn wir dann auch noch als Publikum bei dem Start dabei sein können, umso besser.

 

Kourou spaceport, French Guayana

 

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