Was wäre wenn … es eine dritte Voyager gegeben hätte?

Heute, fast 40 Jahre nach dem Start sind beide Voyagers noch aktiv. Etwas woran man sicher nicht glaubte, als man die Raumsonden entwarf. Man war sich beim JPL relativ sicher, dass die Sonden über ein Jahrzehnt arbeiten würden, was schon ein enormer Sprung zu den bisherigen Missionen war (die längste Planetenmission die es beim Entwurf gab war Mariner 9 mit zwei Jahren Betriebszeit), doch Budgetrestriktionen zwangen dazu die Primärmission auf 5 Jahre festzulegen. Damit waren als Ziele Jupiter und Saturn festgesteckt.

Von 1976 bis 1979, mit etwas höherer Startenergie bis in die frühen Achtziger gab es zahlreiche Bahnen die an mindestens zwei der äußeren Bahnen vorbeiführten. Das JPL untersuchte drei genauer: Continue reading „Was wäre wenn … es eine dritte Voyager gegeben hätte?“

Die Stiefkinder des Sonnensystems – Teil 2

Teil 1 des Aufsatzes erschien gestern. Heute geht es weiter dort wo dieser aufhörte….

Nur eine Wiederholung von Voyager wird jedoch nicht begründbar sein. Doch es gibt etwas was Voyager nicht leistete und das war die Mitführung einer Atmosphärensonde. Bislang wurde eine von Galileo abgesetzt. Sie würde uns Daten über die Atmosphären der Planeten liefern. Ein Nachbau der Eintauchsonde von Galileo mit moderner Instrumentierung und kleinem Hitzeschutzschild (da neunmal weniger Energie abgeführt werden muss) wäre ausreichend. Da man beide Sonden näher als Galileo an die Planeten heranführen kann, schließlich soll keine in eine Umlaufbahn eintreten, wird auch die Datenmenge bedeutend größer sein und so resultiert auch hier ein Erkenntnisgewinn.

Vor allem ist diese Sonde absolut notwendig, wenn später tatsächlich mal ein Aerocapturemanöver geplant ist. Dieses nur aufgrund von theoretischen Modellen der Atmosphären durchzuführen erscheint riskant. Continue reading „Die Stiefkinder des Sonnensystems – Teil 2“

Die beiden Stiefkinder im Sonnensystem – Teil 1

… sind Uranus und Neptun. Alle anderen Planeten wurden und werden von Orbitern umrundet, nur diese beiden nicht. Das ganze hat natürlich einen sehr einfachen Grund: ein Orbiter ist heute noch eine technische Herausforderung. Das liegt an der großen Entfernung von der Sonne. Will man sie auf einer schnellen Bahn erreichen, also in ein paar Jahren so ist die Ankunftsgeschwindigkeit so hoch, dass sie mit chemischen Treibstoffen nicht reduzierbar ist. Auf einer langsamen Bahn dauert die Reise zu lange (15 bzw. 30 Jahre). Doch selbst dann ist die Nutzlast gering und viel mehr als rund 1000 kg können auch die größten Trägerraketen nicht zu Uranus und Neptun transportieren.

Natürlich gibt es Alternativen. Doch für diese muss noch viel Entwicklungsarbeit geleistet werden. Das eine sind Mini-Orbiter die sich zu den Planeten hochspiralen und einen Ionenantrieb gespeist von RTG mitführen. Mehr als wenige Hundert Kilo dürfen die nicht wiegen. Das zweite ist das Aerocapture wo man in die Atmosphäre eintaucht und innerhalb von wenigen Minuten einige Kilometer Überschussgeschwindigkeit abbaut. ein Manöver, das so noch nicht probiert wurde und ohne Kenntnis über Druck- und Temperaturverlauf sehr riskant ist. Continue reading „Die beiden Stiefkinder im Sonnensystem – Teil 1“

Eine Vorbeiflugsonde zu Uranus und Neptun?

Auf den heutigen Blogeintrag bin ich gekommen, nachdem ich einen Artikel über das Jubiläum von Pluto las – er wurde vor 80 Jahren entdeckt. Da kam auch der Hinweis auf New Horizons, die momentan zu Pluto unterwegs ist. das bringt mich auf die Idee für eine kleine Diskussion: Sollte man heute noch Vorbeiflugsonden zu Uranus und Neptun schicken?

Nun warum nur zu diesen beiden Planeten? Alle anderen Planeten kann man auf den langsamen Hohmannbahnen innerhalb von 6 Jahren erreichen. Für Uranus sind dagegen 16 Jahre und Neptun 30 Jahre auf diesen Bahnen notwendig. Daher wird man durch ein Fly-By oder andere Maßnahmen beschleunigen – um die Flugzeit zu verkürzen. Der Preis ist eine hohe Ankunftsgeschwindigkeit, die dann mit chemischen Treibstoff nicht mehr abzubauen ist. Auf absehbare Zeit sind also Orbiter zu diesen beiden Planeten nicht denkbar. Auf der anderen Seite sind die Planeten noch so groß, dass eine Erforschung mit Vorbeiflugsonden sich über Wochen hinzieht, während andere Ziele im äußeren Sonnensystem wie die Transplutoprojekte so klein sind, dass die nur während einiger Tage im Blickfeld von Fernerkundungsinstrumenten brauchbare Bilder liefern und andere Instrumente wie Magnetometer, Partikelsensoren mangels eigener Magnetfelder kaum Ergebnisse erhoffen lassen. Continue reading „Eine Vorbeiflugsonde zu Uranus und Neptun?“

Voyager 2 bei Neptun

Triton über NeptunHeute vor 20 Jahren passierte Voyager 2 den letzten Gasriesen, Neptun. Damit ging eines der anspruchsvollsten und längsten Weltraumabenteuer zu Ende. Ich glaube die wenigsten Beteiligten haben tatsächlich beim Start daran geglaubt, das Voyager bei Neptun noch aktiv sein sollte. Dazu etwas Vorgeschichte: Schon Mitte der 60 er Jahre wusste das JPL, das zwischen 1976 und 1979 alle äußeren Planeten im selben Raumsektor standen, so dass eine Raumsonde ohne größere Zeitverluste alle nacheinander besuchen konnte, So wurde ein größeres Program, namens TOPS aus der Taufe gehoben, das rund 750 Millionen Dollar kosten. Doch TOPS war der NASA zu teuer und so genehmigte sie nur den Bau der beiden Voyager, die rund die Hälfte davon kosten sollten. Die Einsparungen kamen neben der Anzahl der Sonden vor allem durch die geforderte Lebensdauer zustande. Voyager sollten für 5 Jahre Betrieb ausgelegt werden – genug um den Saturn anzufliegen. Es wurden wie damals üblich (um Fehlstarts oder einen frühzeitigen Ausfall abzufangen) zwei Sonden gebaut. Voyager 1 hatte die primären Missionsziele zu erfüllen. Voyager 2 konnte bei Verlust von Voyager 1 diese nachholen (im Falle von Saturn war dafür eine größere Kurskorrektur notwendig um Titan zu erreichen). Bei einem erfolgreichen Verlauf konnte Voyager 2 Dinge genauer untersuchen, die Monate vorher bei Voyager 1 aufgefallen waren und andere Monde in der Nähe passieren, die Voyager 1 nur aus größerer Distanz aufnahm. Dies nutzte man aus um die Jupiter und Saturnmonde zwischen beiden Raumsonden aufzuteilen.

Voyager 2 hatte aber auch einen Kurs der sie zu Uranus und Neptun führte. Voyager 1 konnte nach Saturn keinen Planeten mehr passieren, weil die nahe Titanpassage eine Saturnpassage näher am Pol nötig machte und die Sonde so aus der Ekliptik herausgeschleudert wurde. Das JPL schlug noch während der Entwicklung vor, eine weitere Sonde zu bauen, die recht preiswert sein würde, da ja die Entwicklungskosten wegfielen. Sie wäre 1979 gestartet und hätte Jupiter 1981 und Uranus schon 1985 passiert, weil die Route kürzer war. Es gab ein fast fertiges Flugexemplar und Kopien der Instrumente, die später auf anderen Missionen zum Einsatz kamen (Magellan, Stardust, Galileo), und das Entwicklungsteam hätte nur die Sonde fertig stellen müssen. Doch der NASA waren die Kosten für Start und Missionsüberwachung zu hoch. Woran damals keiner dachte, was aber sicher auch interessant gewesen wäre, wäre die Route Jupiter-Saturn-Pluto, der bei einem Start im September 1977 im Februar-September 1986 erreicht werden würde. Continue reading „Voyager 2 bei Neptun“