Missionen die Swing-Bys an Venus und Erde durchführten – Teil 1

Heute erneut, aus Zeit- und Synergiegründen ein Teil eines neuen Aufsatzes auf der Website als Blog.

Wenn erneut an Swing-By oder an Fly-By oder planetarisches Billard denkt, dann fallen den meisten die Voyager Missionen ein. Ein Planet schickt die Raumsonde zum nächsten. So wurde das äußere Sonnensystem erkundet. Doch die meisten Swing-Bys erfolgen heutzutage mit den sonnennahen Planeten. Vor allem Venus und Erde. Ich will zuerst einmal einige Missionen erwähnen, die dies nutzen.  Heute kommen die ersten und morgen die letzten Missionen. (mehr …)

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Raumfahrträtsel 11

Mariner 10 Aufnahme der VenusDie erste Raumsonde die ein Swing-By Manöver durchführte war Mariner 10. Zwar startete Pioneer 11 vorher, doch als sie bei Jupiter ankam und dort das zweite Fly-By durchführte, war Mariner 10 schon an der Venus vorbeigeflogen.

Ich will nicht die Grundlagen des Fly-By oder Swing-By erläutern. Das habe ich an anderer Stelle getan. Das Grundprinzip ist, dass ein Vorbeiflug an einem Planeten die Bahn eines Himmelskörpers krümmt. Relativ zum Planeten behält die Raumsonde ihre Geschwindigkeit. Durch die Bahnkrümmung und die Eigengeschwindigkeit des Planeten wird aber die solare Bahn verändert.

Beobachtet wurde das schon bei den ersten Raumsonden. Mitte der sechziger Jahre war es erstmals möglich die Bahnen zu berechnen die resultierten und damit zu planen eine Raumsonde von einem Planeten zum nächsten zu schicken. Doch bis dies in praktisch umsetzbar wurde vergingen noch einige Jahre. Das erste war dass die Lebensdauer der Raumsonden zu steigern – Mariner 2 fiel kurz nach dem Vorbeiflug aus. Doch Mariner 4 arbeitet noch zwei Jahre nach dem Start. Das zweite war es eine Bahn mit hoher Genauigkeit zu erreichen: Ein Fehler beim Vorbeiflug von 1 km bewirkt typischerweise eine Bahnabweichung von über 1.000 km beim nächsten Ziel. Bei den ersten Raumsonden war man froh wenn man einen Zielpunkt auf 10.000 oder 1.000 km genau erreichte. Beim Swing-By musste mit den damals vorhanden Treibstoffvorräten dies auf unter 100 km gesteigert werden. 1969 gelang dies bei Mariner 6+7. (mehr …)

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New Horizons hat Jupiter passiert

IoNew Horizons hat gestern den nächsten Punkt ihrer Bahn zu Jupiter passiert – 2.26 Millionen km von ihm entfernt, außerhalb der Bahn aller vier großen galileischen Monde. Diese Bahn war nötig, weil Jupiter zwar die Sonde beschleunigen sollte (trotz dieser Entfernung um 3.83 km/s) und damit die Reisezeit zu Pluto, dem eigentlichen Ziel der Sonde um 3 Jahre verkürzen sollte, aber die Bahn nicht nennenswert beeinflussen dürfte. (Siehe Grafik weiter unten). Wenn man eine Sonde zu einem Planeten sendet, dann verbiegt er die Bahn, er krümmt sie. Im Extremfall kann Jupiter z.B. eine Bahn so krümmen, dass die Sonde danach in die Sonne rast – ein Manöver das schon einmal für eine Sonnensonde überlegt wurde). Da Pluto steht aber 2007 so ungünstig hinter Jupiter, dass man die Bahn nicht wesentlich krümmen konnte. Wäre die Sonde erst dieses Jahr gestartet (diese Möglichkeit bestand auch), so hätte sie sogar Jupiter gar nicht passieren können, da sie sonst nicht zu Pluto gelangt. In den letzten Jahren stand Jupiter deutlich günstiger so dass man sich ihm besser nähern konnte und dabei sogar die Reisezeit noch weiter verkürzen (bis auf 7 Jahre zu Pluto anstatt 9.5 wie bei New Horizons).

Aufgrund der Entfernung gibt es nur mäßig aufgelöste Bilder der galileischen Monde (Jupiter ist so groß, dass er schon vor ein paar Wochen das Blickfeld von LORRI, der hochauflösenden Kamera ausfüllte). Veröffentlicht wurden bislang wenige Bilder mit großer Zeitverzögerung. Das Bild links ist eines von Io, aus der nächsten Distanz gemacht. Es zeigt zum einen Io mit den Vulkancalderen (die dunklen Punkte im Bild) und daneben Io in einer überbelichteten Aufnahme, bei der man die Wolke eines Ausbruchs deutlich erkennen kann. Damit man einen Eindruck von der Empfindlichkeit der Kamera hat: Die normale Io Aufnahme hat eine Belichtungszeit von 1/300 sec. Und dies bei einem Objekt das 25 mal weniger Licht abgibt (durch die größere Entfernung von der Erde) als der Mond. Auf der Erde würde das also einer Belichtungszeit von 1/8000 Sekunde entsprechen – Wenn ihre Digicam nun 1/100 Sekunde belichtet liegt dies nicht nur an den verbesserten Detektoren and Bord von New Horizons, sondern eher, dass ein Pixel etwa 12 x 12 µm groß ist, während es bei ihrer Digicam eben 2-3 µm sind – 4-6 mal kleiner = 16-36 mal weniger Licht (nun wissen sie warum sich der Autor zu seinem Geburtstag Anfang Februar eine 3 MP Kamera gekauft hat und keine 6 MP)… (mehr …)

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