Bye Bye Raumfahrt

Es hat etwas länger gedauert als normal. Aber nun ist er da, der zweite und letzte Band über Raumsonden. Ich hatte ja als „Bruchdatum“ 1993 angesetzt, ich hätte aber auch 1991 oder 1992 nehmen können, denn in diesen Jahren starteten keine Raumsonden. Die Überlegung war zum einen, dass beide Bände ungefähr gleich groß sein sollten. Zum anderen suchte ich nach einem guten Datum für den Bruch und das waren diese Jahre. 1988 starteten Phobos 1+2, die letzten Raumsonden der Sowjetunion. Im Band 1 findet man rund 100 russische Sonden, in Band 2 nur zwei. Zudem startete 1992 das Discoveryprogramm was ab 1996 zu vermehrten US-Starts führte. Continue reading „Bye Bye Raumfahrt“

Mini-Planetensonden – eine Alternative?

So, wie ihr bestimmt gemerkt habt gab es wenig neues in den letzten Tagen. Ich hatte die letzten zwei Wochen bei einem Kunden zu tun und die erste Woche konnte ich mit vorausgeschriebenen Blogs füllen, aber die zweite Woche eben nicht. Der nächste Termin ist in der Woche vom 7-11.10, und kurz darauf werde ich nach Nesselwang gehen. Also haben Gastautoren die Gelegenheit 1-2 Wochen lang ganz alleine den Blog zu gestalten.

Ich bin über diesen Artikel gestoßen, der sich mit kleinen Raumsonden (unter 100 kg Masse beschäftigt). Das Konzept ist nicht neu. Ich hatte eine ähnliche Verwendung der ASAP-5 Plattform auch kleine Raumsonden zu transportieren. Die ASAP erlaubt in der verwendeten Version maximal 300 kg schwere Einzelnutzlasen, mit einem Gesamtgewicht von 1200 kg. Damit kann man mit chemischen Antrieb etwa 100 kg in eine Umlaufbahn um den Mond, Venus oder Mars bringen oder 150 kg auf eine Vorbeiflugmission entsenden. Der Artikel geht von noch kleineren Raumsonden aus, die nur etwa 50 bis 100 kg wiegen. Die Frage ist, wie sinnvoll solche Konzepte sind. Continue reading „Mini-Planetensonden – eine Alternative?“

Navigation von Raumsonden – Teil 2

So, die Idee für den heutigen Blog habe ich von einem Kommentar den es letzte Woche gab, wo sich der Autor über die Genauigkeit der Navigation erstaunt äußerte. Das hat mich zu einem zweiteilligen Artikel über die Navigation von Raumsonden inspiriert. Der erste Teil kam schon gestern raus.

Alleine durch die Vermessung des Funksignals kann man also feststellen, wo sich die Raumsonde befindet. Innerhalb der sechziger Jahre machte die Technik enorme Fortschritte. Lag die Unsicherheit der Raumsondenposition bei einem Mars oder Venusvorbeiflug 1960 noch bei rund über 10.000 km, so war es ein Jahrzehnt später rund 1000 km. Dadurch sank die Vorbeiflugdistanz auch ab. Bei Mariner 2 waren es noch 35.000 km und bei Mariner 6+7 nur noch 3.500 km. Da man nicht riskieren will, dass die Raumsonde auf den Planet aufschlägt, musste man einen Sicherheitsabstand der mindestens so hoch, wie die Unsicherheit in der Position war, einhalten. Weitere Verbesserungen waren abzusehen, was erst das flapsig als planetarisches Billard bezeichnete Swing-By ermöglichte. Continue reading „Navigation von Raumsonden – Teil 2“

Navigation von Raumsonden – Teil 1

So, die Idee für den heutigen Blog habe ich von einem Kommentar den es letzte Woche gab, wo sich der Autor über die Genauigkeit der Navigation erstaunt äußerte. Das hat mich zu einem zweiteilligen Artikel über die Navigation von Raumsonden inspiriert. Der zweite Teil folgt dann morgen.

Laien staunen immer wieder über die Genauigkeit, mit der Raumsonden gesteuert werden. Diese Tatsache wird auch vom JPL gerne dramatisch dargestellt. So wirkt sich eine Abweichung bei Voyager 2 von 1 km bei Uranus eine um 14.000 km verschobene Passagedistanz bei Neptun. Andere gerne benutzte Vergleiche sind der Golfball, der über 300 m geschlagen genau das Loch trifft. Nur dieser Vergleich ist falsch.

Fangen wir zuerst einmal mit einer historischen Betrachtung an. In den Anfangszeiten der Raumfahrt hatten die Raumsonden noch keine Triebwerke zur Änderung der Umlaufbahn. Da die Raketen damals noch größere Fehler im Einschuss auf die Zielbahn aufwiesen, waren sehr große Passagedistanzen normal. Hier eine Liste von Abweichungen: Continue reading „Navigation von Raumsonden – Teil 1“

Warum Raumsonden eine aktive Steuerung brauchen

So während der Upload des Buchblocks für Buch Nummer Sechs – und damit das letzte in diesem Jahr lauft ein neuer Blog. Etwas Reklame dafür gibt es dann wenn es in 1-2 Wochen lieferbar ist an dieser Stelle. Nachdem meine Kurzweilligen Blogs wohl keinen interessieren oder meine Blogleser Angst vor ihren Frauen haben und keinen Kommentar hinterlassen wollen, heute wieder einen tiefschürfenden Blogeintrag aus der Rubrik „Bernd erklärt die Raumfahrt“. Satelliten kommen ja im Extremfall ohne Steuertriebwerke aus. Für viele reicht es die räumliche Lage zu ändern. Das geht auch mit anderen Maßnahmen wie Drallrädern oder der Ausrichtung nach dem Magnetfeld mit metallenen und unter Spannung gesetzten Auslegern.

Kann man auch Raumsonden ohne Steuerungsmöglichkeiten bauen? Nun die ersten hatte keine, doch dazu später mehr. Fangen wir an mit einem ersten Beispiel. Wir schicken eine Raumsonde zum Mond. Nun gibt es erst mal Fehler beim Einschuss. Eine Stufe berechnet zwar die Bahn laufend neu, aber zwischen zwei Berechnungen beschleunigt sie weiter. Bei 10-20 Bestimmungen pro Sekunde und 0,5 – 2 g Beschleunigung resultiert ein Fehler von rund 1 m/s. Je langsamer die Stufe beschleunigt desto kleiner ist der Fehler. Bei der letzten Ariane 5 Mission waren es z.B. nur 0,3 m/s. Continue reading „Warum Raumsonden eine aktive Steuerung brauchen“