Bernd Leitenbergers Blog

Bevor ich zu meiner kleinen Serie zum bevorstehenden 50 sten Jubiläum von Sputnik 1 komme, eine kleine Bemerkung zu der Werbung. Wie sicherlich offensichtlich ist setze ich seit etwas mehr als einer Woche auch Layer Werbung ein. Es gab deswegen schon Beschwerden im Gästebuch und per E-Mail. Ich bin auch nicht ganz zufrieden, denn eigentlich sollte eine IP über 3 Stunden lang gespeichert sein, d.h. wenn man die Werbung einmal angesehen und dann abgeknickt hat sollte man 3 Stunden Ruhe haben. Das ist nicht der Fall, aber ein Surfen ist noch möglich ohne dass man die Seiten dauernd zu sehen bekommt. Was man nicht machen sollte ist die Werbung ignorieren und auf den nächsten Link klicken. Man bekommt sie dann solange zu sehen, bis einmal das Layer aufgebaut und quittiert wurde. So schlecht ist sie übrigens nicht. Ich bin derzeit auf der suche nach einem DSL Anschluss und konnte erfahren das ich bei Arcor einen mit 6 MBit/s bekommen kann, bei Alice (Hansanet) aber nur einen mit 1536-4448 KBit/s (nicht mal eine feste Zahl). Entschieden habe ich mich dann aber für Internet über TV Kabel. Nun ja schauen wir mal ob der Trend so anhält und ich auch Geld für die Werbung sehe. Immerhin den DSL Anschluss sollte ich damit finanzieren können. (Oder es hebt die Bezahlung pro Stunde Websitearbeit von 0.25 auf 0.5 Euro – Jetzt habe ich fast einen 1 Euro Job !)

Sputnik 1 war ein Satellit der im Rahmen des geophysikalischen Jahres gestartet wurde und viele der Satelliten des ersten Jahrzehntes hatten geophysikalische aufgaben, d.h. die Erforschung der Umgebung er Erde, ihr Magnetfeld, ihre Strahlungsgürtel, ihre Gestalt, die Wechselwirkung mit der Sonne. Auch die ersten Satelliten neuer Weltraummissionen hatten diese Ausrichtung. Den ersten Satelliten die nur einen Aspekt untersuchten folgten dann in den 70 er Jahren weitere ausgeklügeltere und bis heute ist die Erforschung der Erde und ihrer Umgebung im Gange. Es seit nur an die deutschen Missionen Grace, Champ, Equator-S und die europäische Cluster Mission erinnert.

Sehr bald, nämlich schon 1961 begann man in den USA mit dem Start der Tiros Wettersatelliten. Noch vor der Kommunikation waren Wettersatelliten die erste Nutzanwendung der Raumfahrt: Die Aufnahmen erlaubten es erstmal auch einen Kompleten Überblick über das Wetter auf den Ozeanen zu gewinnen. Vorher gab es nur vereinzelte Messungen von bojen und Schiffen. Und sie ermöglichten es Stürme rechtzeitig zu erkennen und die Vorwarnzeit zu verbessern. Das insgesamt die Wettervorhersage präziser wurde und dadurch Ernteausfälle verhindert werden konnten war ein weitere rund warum die NASA die Betreuung Derr Wettersatelliten an die Umweltbehörde abgaben. Diese ersten Wettersatelliten flogen auf polaren Umlaufbahnen. Jeder Punkt auf der Erde wurde zweimal am Tag überflogen. Mit 2 Satelliten bekam man alle 6 Stunden neue Aufnahmen, in polnahen Gebieten sogar öfter. Europa, welches nördlicher als die USA liegt startete jedoch zuerst geostationäre Wettersatelliten die Mitte der 70 er Jahre eingeführt wurden. Sie können den halben Globus überblicke und liefern viel häufiger eine Aufnahme, wenn auch mit geringerer Auflösung, dafür ist die Abbildung polwärts verzerrt. Erst 2006 startete die ESA den ersten polaren Wettersatelliten. Die UdSSR mit einer sehr langgestreckten Form und viel mehr polnahen Gebieten blieb dagegen bei den Polaren Satelliten. Kleines Bonbon am Rande: Die Sendesysteme von analogen Aufnahmen waren bei dem russischen und amerikanischen System kompatibel. Eine Station konnte beide Satelliten empfangen – und das mitten im kalten Krieg. Den Bereich der heute die meisten Menschen interessiert – die Erderkundung kam erst langsam in Gang. Anfang der 70 er Jahre starteten die USA das Landsatsystem, zuerst mit einer Auflösung von 80 m. In den 80 er Jahren kam als Konkurrenz das französische SPOT System mit 10 m Auflösung dazu. Die Medien forderten lange einen hochauflösenden Satelliten um sich selbst ein Bild von Krisensituationen machen zu können. Seit Ende der 90 er Jahre umkreisen erste private Satelliten dieser Art mit Auflösungen im 1 m Bereich die Erde. Doch wenn ein Krieg ansteht kauft sich einfach das US Militär die Bildrechte an dem abzulichtenden Gebiet für Jahre. So geschehen beim Ikonos System.

Radarsatelliten gibt es seit 1978. Sehr lange Zeit hat das aufwendige Aufbereiten der Daten diese Technologie nur langsam weiter entwickeln lassen. Dem ersten US Satelliten folgten dann vor allem europäische Satelliten (ERS 1+2, Envisat) aber auch Japan und Canada betrieben diese Form der Erderkundung. Deutschland startet in 3 Jahren 7 Satelliten: 5 SARLupe der Bundeswehr und 2 TerraSAR Satelliten der DLR. Heute kann jedermann sich im Internet aktuelle Wettersatellitenbilder ansehen oder sich bei dem NASA Worldwind Programm Satellitenaufnahmen von Erderkundungssatelliten ansehen. (Google Earth ist populärer präsentiert aber die Welt nur in natürlichen Farben und von einem Satellitensystem). Das Landsatsystem, einstmals Vorreiter ist inzwischen zum Nachzügler geworden. In den 80 er Jahren mangelte es durch den Ausbau an Mitteln für die Entwicklung und zeitweilig sollte es privatisiert werden. Dann folgte nach langen Verzögerungen 1993 Landsat 6, ging jedoch beim Start verloren. 1999 gelang dann der Starts von Landsat 7, der jedoch seit 2003 mit schlechterer Bildqualität arbeitet. So ist immer noch der Landsat 5 (gestartet 1984!) in Betrieb, macht seit 2004 jedoch nur noch von Teilen der Erde Bilder.

In diesem Teil zu 50 Jahre Raumfahrt geht es um Kommunikationssatelliten. Die ersten Versuche Satelliten zur Kommunikation zu nutzen fanden fast unmittelbar nach dem Beginn des Raumfahrtzeitalters statt. Der erste Versuch ist das Experiment Score: Einen Testflug einer Atlas D nutzte man um einen 183 kg schweren Satelliten am 18.12.1958 in eine elliptische Umlaufbahn zu bringen. Man sandte an diesen Satelliten Sprechfunkt und er verstärkte das Signal und sendete es über eine Niedriggewinnantenne zurück. Da er sich bis zu 1800 km von der Erde entfernte konnte man so sehr lange Strecken überbücken.

Satelliten die einen elliptischen Orbit hatten bestimmten denn auch die Versuche der ersten Jahre. Der wohl bekannteste war Telstar, der benutzt wurde um die erste Life – TV Übertragung zwischen Europa und Amerika zu bewerkstelligen. Im erdfernsten Punkt seiner elliptischen Bahn war er für einige Zeit im Empfangsbereich beider Kontinente.

Andere Versuche der frühen 60 er Jahren waren die Echo Satelliten – passive Satelliten die eigentlich aus einem riesigen Ballon bestanden und in 1000 km Höhe als Reflektoren für Funkwellen genutzt wurden.

Dosch schon 1948 erkannte Arthur C. Clarke, dass ein Satellit in 36000 km Höhe sich so schnell um die erde dreht wie diese selbst für eine Umdrehung braucht und daher von der Erde aus gesehen am Himmel "festgenagelt" ist. Das hat zwei Vorteile. Als erstes muss man die Antennen nicht nachführen und zum zweiten ist er dauernd erreichbar. Bei einem Telstar" System hätte man sehr viele Satelliten auf elliptischen Bahnen benötigt, bei diesem geostationären Orbit nur 3 um die ganze Welt (mit Ausnahme der polnahen Gebiete) abzudecken.

Continue reading „50 Jahre Raumfahrt: Kommunikationssatelliten“ →

Heute startete Phoenix zum Mars. Für die breite Öffentlichkeit ist Phoenix nur eine weitere Raumsonde zum Mars (schließlich starten seit 1997 bei jedem Startfenster das sich alle 26 Monate öffnet) eine oder mehrere. Für den mit Raumfahrt vertrauten aber eine besondere. Der Name Phoenix drückt es schon aus: Es ist eine wiedergeborene Raumsonde. Alles begann 1992 als die NASA unter ihrem damaligen Administrator einen neuen Kurs einschlug: Kleinere Raumfahrtprojekte sollten in kürzerer Zeit fertiggestellt werden und billiger werden. Man hoffte damit der Kritik zu begegnen, dass Planetensonden (aber auch Satelliten) immer teurer werden und vor allem dadurch auch das Risiko eines Ausfalls steigt. Weiterhin kam es zu einer Rückbesinnung auf den Mars. Die ersten beiden Raumsonden: Mars Global Surveyor (MGS) und Pathfinder hatten noch nicht viel mit diesem Projekt zu tun. MGS war aus den Resten des 1993 verlorenen Mars Observers gebaut worden und Pathfinder war eine Raumsonde zur Technologieerforschung wie der direkten Landung ohne einen Orbit einzuschwenken, die Landung mit Airbags oder dem Testen eines Rovers.

1998 sollten dem dann die beiden ersten Sonden des neuen "Discovery" Programmes folgen: Der Mars Polar Lander (MPL) und der Mars Climate Orbiter (MCO). Gegenüber den Sonden von 1996 mussten diese schon erheblich im Budget zurückstecken, insbesondre der Lander sollte aber erheblich mehr leisten als Pathfinder. Beide Sonden gingen innerhalb weniger Wochen beim Mars verloren. Beim MCS fand man die Ursache innerhalb eines Tages: Ein Navigationsfehler hatte die Sonde zu nah an den Mars heran gesteuert. Beim MPL wusste man nicht woran es lag, da er während der Landung keine Funkverbindung mit der Erde hatte.

Zu diesem Zeitpunkt wurde an den beiden Sonden die 2001 starten sollten schon gearbeitet und sie wurden montiert. Die Landesonde die noch keinen offiziellen Namen hatte sondern unter der Projektbezeichnung "Mars Surveyor 2001 Lander" lief ist Phoenix. Als man sie im Februar 2000 eingehenden Tests unterzog entdeckte man, dass ein Fühler der den Bodenkontakt anzeigen sollte widersprüchliche Werte lieferte, sobald die Landebeine ausgefahren waren aber noch nicht in ihrer endgültigen Position eingerastet waren. Dies konnte der Bordcomputer als Bodenkontakt interpretieren und das Raketentriebwerk abstellen. Da der Lander sehr viele Teile des MPL verwendete, sowohl von der Raumsonde selbst wie auch von den Experimenten schaute man natürlich nach ob dies nicht auch beim MPL der Fall war – und dies war gegeben. Dort hatte man aber den Sensortest nicht durchgeführt und diesen Fehler nicht bemerkt.

In der Folge kam es zu einer Umstrukturierung des Discovery Programmes. Auch der MCO war verloren gegangen weil ein Fehler über Monate nicht bemerkt wurde – das Team das sich um den Orbiter kümmern sollte war zu klein und es fehlten erfahrene Leute. Fehlende Tests verursachten auch den Ausfall des MPL. Nun bewilligte man für den 2001 zu startenden Orbiter mehr Geld, das jedoch von irgendwo herkommen musste. Es gab nur eine Möglichkeit: Den Lander. Als er fertiggestellt wurde, wurde er nicht gestartet sondern eingelagert. Die kosten für die Trägerrakete und Missionsdurchführung bekam der Orbiter zugeschrieben, der bis heute den Mars umkreist.

Damit wurde der Lander erst einmal vergessen. Für 2003 war schon der Start der beiden Rover geplant und diese wurden teurer als geplant. 2005 sollte dann wieder ein Orbiter folgen und für 2007 bewarb man sich nun um die Raumsonde doch noch zu starten. Da Phoenix schon fertig gebaut war fiel die Entscheidung der NASA leicht. Technologisch ist Phoenix ein Zwitter. Die meisten Experimente und Hardware stammen vom Mars Polar Lander. Schon die Mars Surveyor 2001 Lander Sonde war nur eine evolutionäre Verbesserung dessen. Man nutzte allerdings die Zeit und die neue Finanzspritze um Details zu verbessern. Auffälligstes Detail sind neue CCD Chips für die Kamera mit 1024 x 1024 Pixeln anstatt 256 x 256. Da die alten von Deutschland stammten (die damals für Huygens einen Satz CCD Chips kauften und davon nur einen Teil brauchten, so dass man damit auch die Kameras der Landesonden von 1996-2001 bestückte) schwindet der deutsche Anteil an Phoenix zusammen, nun stammt nur noch die Kamera am Roboterarm von Deutschland. Internationale Kooperation findet sich auch in anderen Instrumenten die von der Schweiz und Kanada stammen.

Phoenix ist nun seit heute unterwegs und wird im Mai 2008 landen. Man hat aus dem Fehler von Mars Polar Lander gelernt und überträgt Daten bei der Landung. Da allerdings die amerikanischen Orbiter sich in niedrigen Umlaufbahnen befinden wird die ESA mit ihrem Mars Express Schützenhilfe leisten und Funksignale auffangen und zur Erde weiterleiten. Mars Express könnte auch die Daten übermitteln, doch das wird nicht nötig sein. derzeit hat die NASA zwei Orbiter am Mars welches dies durchführen könnten.