Voyager 2

Die Sternstunde der NASA

Am Sonntag kam auf 3sat die Weiderholung von Apollo 13, die ich mir immer wieder gerne anschaue obwohl ich sie schon gut kenne. Berücksichtigt man die künstlerischen Freiheiten so orientiert sie sich ziemlich gut an Jim Lovells gleichnamigen Buch. Da fiel mir ein Spruch von Gene Kranz auf (Nein nicht das berühmte „Failure is not an option“, das auch seine Autobiographie ziert) sondern, als andere NASA Verantwortliche darüber debattieren wie die Mission gescheitert ist und welche Auswirkungen das auf das Apollo Programm hat. Da sagt der Schauspieler: „Meine Herren mit Verlaub, das ist eine der Sternstunden der NASA“.

Es ist in der Tat kein Zufall, dass Apollo 13 die bisher (in der Besetzung) hochkarätigste und erfolgreichste Verfilmung des Apolloprogrammes ist, oder wie schon während des Fluges von Apollo 13 eine Laufschrift auf dem Times Square lautete: „Moonshot life and Death Drama“. Die NASA konnte die Astronauten retten, auch wenn die Mission scheiterte. (mehr …)

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Die Frogs haben zugeschlagen!

Bitfehler 1986Voyager 2 befindet sich nach 33 Jahren Flug inzwischen 13,8 Milliarden km von der Erde entfernt. Längst haben die beiden Raumsonden, die im August und September 1977 gestartet sind, alle Rekorde gebrochen – nicht nur hinsichtlich der zurückgelegten Strecke, sondern vor allem hinsichtlich des Erkenntnisgewinns und ihrer Langlebigkeit (wie viele Geräte, deren Leistung vor allem auf Elektronik beruht, arbeiten nach 33 Jahren Dauerbetrieb noch?).

Nun hat es Voyager 2 erwischt. Die NASA kontaktiert die Sonde regelmäßig, aber nur mit geringer Priorität, schließlich benötigen die beiden Sonden aufgrund der Entfernung die großen 70 m Antennen des DSN. Etwa einmal pro Woche gibt es den Abruf der auf Band gespeicherten Messdaten. Am 22.4.2010 stellten Techniker erste Veränderungen in den Datenpacketen fest, wegen eines am 23.4.2010 geplanten Drehmanövers (für die Aufnahme eines 360 Grad Überblicks über die Plasmaumgebung) konnte man die Sonde aber erst wieder am 30.4.2010 kontaktieren. Nun gab es weitere Veränderungen in den Datenpacketen und die Daten waren unlesbar. Eine schnell durchgeführte Diagnose ergab am 1.5.2010, dass die Raumsonde prinzipiell gesund ist und sie wurde nun am 6.5.2010 angewiesen nur noch Telemetrie, also Daten über ihre Subsysteme, aber keine wissenschaftlichen Daten zu senden.

Das ist nichts besonderes. Doch welch skurrile Theorie entspannst sich nun über die unlesbaren Datenpackete? Aliens sollen die Sonde umprogrammiert oder entführt haben! Das erinnert mit an die erste Folge von „Raumpatrollie“, als die Frogs MZ4 besetzt und die Station Nonsens sendete! Wusste Commander Allister McLaine schon damals was und heute blüht? Und was ist mit den zahllosen unleserlichen Festplatten, Disketten und CD’s? Sind nicht die Alien unter uns und wollen die Macht übernehmen? Leute bewacht die Fernsehstationen, bald tauchen die Zylonen auf und wollen einen Funkspruch absenden! Wo ist der intergelaktische Sicherheitsdienst wenn man ihn braucht?

Nun die Erklärung ist sicher viel einfacher. Voyager hat zwei Sendesysteme im S-Band und X-Band. Weiterhin gibt es zwei Arten von Daten: Die sogenannte Telemetrie, das sind Statusinformationen über die Raumsonde selbst, wie Messwerte von Temperatursensoren, Auslastung der Bordcomputer, gelieferte Energie etc. Diese wird auf einem anderen Weg und anders kodiert (oder gar nicht, in dem Fall bin ich auch kein Experte) übertragen als die Daten der Experimente.

Das zweite sind die wissenschaftlichen Daten. Zur Fehlerkorrektur und Erhöhung der Datenrate werden diese kodiert übertragen, wobei die Sonde zwei Methoden als Hardware vorliegen hat: Den Reed-Solomon Code und den Golay Code. Der Golay Code wurde bis zum Uranus eingesetzt, er benötigte für ein Datenbit aber zwei Bits. Um die Datenrate zu erhöhen wurde ab Uranus der Reed-Solomon Code benutzt (der auch Basis für die Fehlerkorrektur von CD’s ist) der auf 6 Bits nur ein Zusatzbit benötigt. (mehr …)

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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. (mehr …)

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