Warum startete Mariner 10 als Einzelsonde?

Das Marinerprogramm umfasste zehn Sonden, bis auf zwei waren alles Doppelstarts. Die beiden Ausnahmen waren Mariner 5 und Mariner 10. Mariner 5 war das Reserveexemplar von Mariner 3+4, das umgebaut und zur Venus geschickt wurde. Doch Mariner 10 war nicht das Reserveexemplar von Mariner 8+9, auch wenn man viele Teile aus diesem Programm übernahm. Die Anforderungen waren doch zu unterschiedlich. Mariner 10 sollte sich bis auf 67 Millionen km der Sonne nähern, während Mariner 10 den Mars in 206 bis 249 Millionen km Entfernung umrundete. Daneben war Mariner 8+9 Orbiter und Mariner 10 eine Vorbeiflugsonde die die Daten in kurzer Zeit sammeln musste, während Mariner 9 sich am Mars viel zeit lassen konnte und die ersten Wochen auch erst warten bis ein globaler Staubsturm abflaute. Warum also war Mariner 10 nur ein Einzelstart? Meinte man das Risiko für einen Fehlstart sei mittlerweile geringer als vorher?

Ich lese ja gerade ein Buch (siehe Buchkritik) und da gab der Autor als Begründung für den Einzelstart von Mariner 10 an, dass man bei der NASA nicht meinte innerhalb des Startfensters zwischen dem 16 10.1973 und dem 21.11.1973 zwei Sonden starten könnte, es wäre zu kurz. Nun ich teile die Meinung nicht. Die NASA hatte für die Atlas Centaur zwei Startrampen 36A und 36B. Bei  Mariner 6+7 und 8+9 startete jeweils eine Sonde von jeder Rampe, so konnte man sie parallel auf den Start vorbereiten. Zwischen dem Start von Mariner 8 und 9 lagen 21 Tage – also genug Zeit im Startfenster. Beim Start von Mariner 6+7 waren es 30 Tage. In der Historie betrug der kürzeste Abstand zwischen zwei Starts von LAD LC36A/B 8 Tage. Das kann es also nicht sein.

Auch das die Centaur so zuverlässig war, das es keinen Fehlstart gab kann kein Grund sein. Wie die Statistik zeigt, gab es 1970/71 als die Entscheidung fiel zwei Fehlstarts.

Es gibt zwei andere Gründe, die stichhaltiger sind. Mariner 10 war eine der ersten „cost capped“ Sonden. 98 Millionen Dollar dürfte die Mission kosten. Das wären heute 514 Millionen Dollar, weniger als die aktuelle „cost capped“ Mission MAVEN kostet (670 Millionen Dollar). Die Doppelsonden Mariner 8+9, mit weitaus kleinerer Instrumentierung, kosteten 138 Millionen Dollar und das zu einem Zeitpunkt als die Inflation hoch war. Alleine eine Trägerrakete kostete schon 18 Millionen Dollar. Mit den Mitteln zwei Sonden zu bauen dürfte wohl nicht gelingen.

Ein zweiter Grund war die Trajektorie. Der italienische Wissenschaftler Bepi Colombo, nach dem die nächste Merkursonde benannt ist hatte schon vor dem Start festgestellt, das man die Sonde so an Merkur vorbeilenken kann, das sie eine neue Umlaufbahn mit 176 Tagen Umlaufdauer hat, da Merkur die Sonne in 88 Tagen umrundet passiert sie ihn nach zwei Merkurumläufen wieder. Das klingt toll, aber Merkur dreht sich in 59 Tagen um die Achse, nach 176 Tagen hat er genau drei Umdrehungen absolviert: die Sonde sieht also die genau gleiche Szene. Unter diesem Aspekt ist es relativ doof zwei Sonden zu haben, denn die sehen auch nicht mehr.

Etwas anderes kam mir noch spanisch vor. Paolo Uhli schreibt, es gäbe Fluggelegenheiten 1970, 1973 und dann erst wieder in den Achtzigern. Nun ein Startfenster Venus-Mars ist natürlich rechnerisch genau berechenbar, aber es ist auch abschätzbar. Es gibt eines zur Venus alle 584 Tage und alle 88 Tage hat Merkur die gleiche Position an der Stelle wo die Sonde ihn passieren soll. Wenn also ein Vielfaches von 88 Tagen gleichzeitig ein vielfaches von 584 Tagen ergibt hat man die gleiche Situation wie im November 1973. Nun sind zwei Startfenster von 584 Tagen 1168 Tage, das entspricht 13 Umläufe des Merkurs mit 1144Tagen. Die 24 Tage liegen innerhalb dessen was auch das Startfenster bei der Erde beträgt. Eine Simulation zeigt das in der Tat 1977 (Start am 24.1.1977, Ankunft an der Venus am 19.4.1977, am Merkur am 2.6.1977) mit einer Startgeschwindigkeit von 11,86 km/s möglich ist. Allerdings muss man sich der Venus bis auf 177 km nähern wegen der größeren Umlenkung. Bei drei Startfenstern (1752 Tage = 20 Merkurumläufen 1760 Tagen) stehen die Planeten dagegen richtig. Auch bei einer Passage der Venus in 5000 km Entfernung erreicht die Sonde noch Merkur. Nur die Startgeschwindigkeit ist mit 12,28 km/s höher (Mariner 10 startete mit 11,38 km/s). Also Startgelegenheiten gab es auch danach, nur wahrscheinlich keine so optimale mit großer Passagedistanz und niedriger Startgeschwindigkeit.

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