{"id":13652,"date":"2018-12-14T11:17:55","date_gmt":"2018-12-14T10:17:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=13652"},"modified":"2018-12-14T11:17:55","modified_gmt":"2018-12-14T10:17:55","slug":"jupiter-als-sprungbrett-im-sonnensystem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2018\/12\/14\/jupiter-als-sprungbrett-im-sonnensystem\/","title":{"rendered":"Jupiter als Sprungbrett im Sonnensystem"},"content":{"rendered":"<p>Ich habe das heutige Thema sicher schon mal im Blog erw&auml;hnt, aber ich will es heute mal konkreter machen.<\/p>\n<p>Im Prinzip funktioniert das Swing-By an Jupiter wie bei anderen Planeten. Der Planet zieht eine Raumsonde an, sie passiert ihn an einem n&auml;chsten Punkt und verl&auml;sst seine Einflusssph&auml;re wieder. Der wesentliche Unterschied ist Jupiters Masse. Er ist 318-mal massereicher als die Erde und die M&ouml;glichkeiten, die er bietet, sind daher viel gr&ouml;&szlig;er als bei einem Vorbeiflug an Venus oder Mars. Eine Raumsonde hat im Prinzip drei M&ouml;glichkeiten, von denen zwei auch kombiniert werden k&ouml;nnen.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/vg08.met.vgwort.de\/na\/3b304fafe4ed42eb91ea8239676ad1c7\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><!--more--><\/p>\n<ul>\n<li>Die Raumsonde kann die Jupiterbahn passieren, nachdem der Planet sie passiert hat, also \u201ehinter\u201c ihm<\/li>\n<li>Die Raumsonde kann die Jupiterbahn passieren, bevor der Planet sie passiert hat, also \u201evor\u201c ihm<\/li>\n<li>Die Rausonde kann schr&auml;g zum &Auml;quator Jupiter passieren.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Im ersten Fall wird die Sonde von Jupiter relativ zur Sonne beschleunigt, d. h. Ihr Aphel steigt an, es kann soweit ansteigen, dass die Bahn hyperbolisch wird und die Sonde das Sonnensystem f&uuml;r immer verl&auml;sst.<\/p>\n<p>Im zweiten Fall bremst Jupiter die Sonde ab. Das reduziert ihr Perihel. Es kann soweit absinken, das sie in die Sonne st&uuml;rzt. Die typische Startgeschwindigkeit zu Jupiter betr&auml;gt 14.300 bis 14.400 m\/s relativ zur Erdoberfl&auml;che. Sobald man sich der Sonne n&auml;her als etwa 46-47 Millionen km n&auml;hern will, ist ein Swing-By an Jupiter energetisch g&uuml;nstiger als ein direkter Flug.<\/p>\n<p>Der dritte Punkt dreht die Bahnebene, die bei Starts von der Erde in der N&auml;he der Ekliptik liegt, also des Sonnen&auml;quators. Sie kann nun viel steiler verlaufen und die Sonne nahe der Sonnenpole passieren. Rein technisch ist dabei der Geschwindigkeitsgewinn am gr&ouml;&szlig;ten, den die Erde umkreist die Sonne mit einer Geschwindigkeit von 29.700 m\/s. Um die Bahnebene um 90 Grad zu drehen, m&uuml;sste man das 1,4-fache dieser Geschwindigkeit aufbringen, was in etwa viermal mehr ist, als bisher Raumsonden nur durch chemischen Antrieb erreicht haben.<\/p>\n<p>Der letzte Punkt wurde bisher nur einmal umgesetzt, bei der Raumsonde <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/ulysses.shtml\">Ulysses<\/a>. Das Abbremsen war geplant f&uuml;r die Solar Probe. Sie wurde als zu teuer befunden und die <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/Parker-Solar-Probe.shtml\">Parker Solar Probe<\/a> erreicht das niedrige Perihel nun nicht durch einen Vorbeiflug an Jupiter, sondern einem Dutzend an der Venus.<\/p>\n<h3>Auswirkungen auf Reisezeit und Startgeschwindigkeit<\/h3>\n<p>Bisher nutze man Jupiter vor allem, um Geschwindigkeit aufzunehmen. Fr&uuml;her habe ich das gerne mit den Hohmannbahnen vergleichen, doch das ist nicht zielf&uuml;hrend, denn bei Hohmannbahnen braucht man wirklich sehr lange um ein Ziel zu erreichen. Es geht aber auch schneller und man braucht daf&uuml;r nur wenig mehr Energie. Ich habe mal f&uuml;r Voyager 1 die Vergleichszahlen ermittelt:<\/p>\n<table>\n<colgroup>\n<col \/>\n<col \/>\n<col \/> <\/colgroup>\n<thead>\n<tr>\n<th><\/th>\n<th>Voyager<\/th>\n<th>Selbe Distanz nach gleicher Zeit ohne Jupiterswingby<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Jupiter<\/td>\n<td>Startv: 39.682 m\/s<\/td>\n<td>38.315 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Saturn<\/td>\n<td>(3 Jahre 67 Tage)<\/td>\n<td>40.934 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Uranusbahn<\/td>\n<td>(6 Jahre, 175 Tage)<\/td>\n<td>42.293 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Neptunbahn<\/td>\n<td>(9 Jahre 164 Tage)<\/td>\n<td>43.191 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft\" style=\"float: left;\" src=\"\/img\/fly-by.jpeg\" alt=\"Fly By Geschwindigkeits&auml;nderungen\" width=\"339\" height=\"217\" \/>Eine kleine Erkl&auml;rung. Die erste Geschwindigkeit ist kleiner, weil das die Bahn mit einem Perihel bei Jupiters Umlaufbahn ist, die Bahn von Voyager 1 f&uuml;hrte aber weiter ins Sonnensystem hinaus. <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/voyager-jupiter-saturn.shtml\">Voyager 1<\/a> passierte auch noch Saturn, das ver&auml;nderte auch die Bahn. Trotzdem erh&auml;lt man nicht dieselbe Geschwindigkeit bei <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/voyager-uranus-neptun.shtml\">Uranus und Neptun<\/a>. Das liegt daran, dass die Sonde laufend an Geschwindigkeit verliert. Sie tut das, wenn sie die Erde verl&auml;sst, aber auch nachdem sie Jupiter und Saturn passiert hat. Das folgende Diagramm zeigt die Geschwindigkeit von Voyager 2. Man sieht die Abnahme aber auch die Boosts durch die Vorbeifl&uuml;ge. Wie man sieht, nimmt die Geschwindigkeit am Anfang stark ab \u2013 die Sonne zieht nat&uuml;rlich nahe der Erde st&auml;rker an der Sonde als wie, wenn sie schon Saturn passiert hat. Die Geschwindigkeit, die man f&uuml;r eine vorgegebene Distanz und vorgegebene Flugzeit ben&ouml;tigt, daher durch die laufende Abnahme anders, als wenn die Sonde erst nach dem Planetenvorbeiflug schneller wurde, dann ist die Abnahme ab diesem Punkt nat&uuml;rlich kleiner.<\/p>\n<p>Die angegebenen Geschwindigkeiten sind solare Geschwindigkeiten. F&uuml;r den Start von der Erdoberfl&auml;che aus ist noch die Fluchtgeschwindigkeit zu ber&uuml;cksichtigen, die zuerst erreicht werden muss. F&uuml;r 11.000 m\/s, die typische Geschwindigkeit um Fluchtgeschwindigkeit aus einem minimalen Erdorbit heraus zu erreichen, sieht die Tabelle dann so aus:<\/p>\n<table>\n<colgroup>\n<col \/>\n<col \/> <\/colgroup>\n<thead>\n<tr>\n<th>Geschwindigkeit f&uuml;r gleiche Reisedauer wie Voyager 1<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Jupiter<\/td>\n<td>14.034 m\/s (Voyager 1: 14.920 m\/s)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Saturn<\/td>\n<td>15.793 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Uranusbahn<\/td>\n<td>16.795 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Neptunbahn<\/td>\n<td>17.483 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Die letzten beiden Geschwindigkeiten sind schon h&ouml;her als die Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem. Die Zusatzgeschwindigkeit ist nun nicht so viel h&ouml;her als, wie man denkt, wenn man ber&uuml;cksichtigt, dass die Reisedauer zu Neptun weniger als ein Drittel der Dauer auf einer Hohmannbahn betr&auml;gt. Aber 2,5 km\/s mehr sind auch eine Ansage. Dieselbe Tr&auml;gerrakete (<a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/titan34.shtml\">Titan 3E<\/a>) h&auml;tte anstatt der 825 kg schweren Voyager nur eine 277 kg schwere Sonde auf die Geschwindigkeit f&uuml;r einen direkten Neptunvorbeiflug beschleunigen k&ouml;nnen \u2013 das w&auml;re nur eine Sonde wie <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/pioneer10-11.shtml\">Pioneer 10<\/a> gewesen.<\/p>\n<p>Sehr oft wird die Zusatzgeschwindigkeit von den Raumfahrtagenturen ausgewiesen, das ist jedoch etwas irref&uuml;hrend. Zum einen wegen des oben erw&auml;hnten Umstands. Zum anderen bezieht sich das auf die Bahnen, und da bedeutet eine Geschwindigkeitsdifferenz nicht unbedingt das die Raumsonde um so viel schneller wird, sondern sich die Bahn &auml;ndert. Extremes Beispiel: Ulysses hatte nach ihrem Vorbeiflug noch nahezu die gleiche Bahn, doch die Bahnebene wurde um 80 Grad gedreht, was die Geschwindigkeit in der Bahn aber nicht &auml;ndert. Trotzdem kann man ein <span style=\"font-family: Arial Narrow, sans-serif;\">\u0394<\/span>V f&uuml;r diese neue Bahn angeben. Zudem erh&auml;lt man eine neue Bahn \u2013 alle Vorbeifl&uuml;ge, bei denen die Sonden beschleunigt wurden, hatten dann Bahnen mit hohem Perihel, das ist so, doch optimaler w&auml;re es bei Vorbeiflugmissionen, wenn das Perihel gar nicht ver&auml;ndert wird, dann w&auml;re die Sonde n&auml;mlich noch schneller unterwegs. Aber auch diese Perihelanhebung erfordert Energie.<\/p>\n<table>\n<colgroup>\n<col \/>\n<col \/> <\/colgroup>\n<thead>\n<tr>\n<th>Sonde\/Vorbeiflug<\/th>\n<th>Geschwindigkeit<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Voyager 1 an Jupiter<\/td>\n<td>9.949 m\/s (775,56 x -1962 Mill. km)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Voyager 1 an Saturn<\/td>\n<td>9.934 m\/s (1310,4 x -2272,2 Mill. km)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Voyager 2 an Jupiter<\/td>\n<td>4.635 m\/s (751,1 x -5191,7 Mill. km)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Voyager 2 an Saturn<\/td>\n<td>6.378 m\/s (1436,17 x -2494,26 Mill. km)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Voyager 2 an Uranus<\/td>\n<td>7.861 m\/s (2154,2 x -3050,54 Mill. km)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Cassini an Jupiter<\/td>\n<td>2.100 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>New Horizons an Jupiter<\/td>\n<td>3.890 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Gerade die beiden letzten Sonden zeigen, dass man nicht mal so nahe an Jupiter heran muss, um viel Geschwindigkeit aufzunehmen. <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/cassini.shtml\">Cassini<\/a> hatte nur eine Distanz von 10 Millionen km. 2.100 m\/s mehr sind aber mehr als ein Marsvorbeiflug liefern kann. <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/new-horizons3.shtml\">New Horizons<\/a> eine von 2,27 Millionen km. F&uuml;r die knapp 4 km\/s mehr muss man die Erde oder Venus schon sehr nahe und in g&uuml;nstiger Konstellation passieren. F&uuml;r Cassini war nicht der Geschwindigkeitsgewinn so wichtig, er d&uuml;rfte sogar nicht zu hoch ausfallen, schlie&szlig;lich sollte die Sonde ja bei Saturn noch abgebremst werden, sondern das Anheben des Perihels auf das von Jupiter.<\/p>\n<p>Jupiter ist wegen dieser Eigenschaft ein gutes Etappenziel auch f&uuml;r Orbiter um Uranus und Neptun, selbst, wenn er dann das Aphel kaum anhebt. Denn auch bei Uranus und Neptun senkt ein hohes Perihel die Geschwindigkeit ab, die der Orbiter beim Einschwenken in die Umlaufbahn vernichten muss.<\/p>\n<h3><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright\" style=\"float: right;\" src=\"\/img\/jupiter-flyby.png\" alt=\"Abst&auml;nde nach Distanz\" width=\"781\" height=\"700\" \/>Startfenster<\/h3>\n<p>F&uuml;r zwei Planeten kann man ein Startfenster noch relativ einfach berechnen. Es gilt ganz einfach:<\/p>\n<p><sup>1<\/sup>\/<sub>Startfenster<\/sub> = <sup>1<\/sup>\/<sub>k&uuml;rzere Umlaufszeit<\/sub> \u2013 <sup>1<\/sup>\/<sub>l&auml;ngere Umlaufszeit<\/sub><\/p>\n<p>Bei mehr als zwei Planeten ist die Ermittlung des Startfensters nur noch durch numerische Simulation m&ouml;glich, wobei es sein kann, dass man kein optimales Startfenster, sondern nur einen g&uuml;nstigen Zeitpunkt erh&auml;lt. Es ist aber auch nicht notwendig genau die Periode zu ermitteln, nach der sich die drei Planeten um genau denselben Winkel fortbewegt haben, da der Vorbeiflug ja die Bahn &auml;ndert. Je nach Distanz erh&auml;lt man einen anderen Winkel um den das erfolgt. Die folgende Grafik zeigt die Drehung einer Bahn mit gleichen Startparametern aber unterschiedlicher Passagedistanz zwischen 200.000 und 2 Millionen km von Jupiter. Die Position ist nach 3.000 Tagen jeweils eine andere. Die starke Ablenkung links kommt von der gro&szlig;en Ann&auml;herung und die geringe rechts von einer Passage in gro&szlig;er Distanz. F&uuml;r jeden &auml;u&szlig;eren Planeten gibt es, wenn man ihn nur passieren will, daher ein Zeitfenster von rund 3 Jahren, in denen er erreichbar ist. Bei Pluto sieht man dies ganz gut. Es gab mehrere Pl&auml;ne f&uuml;r <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/new-horizons1.shtml\">Plutosonden<\/a>. Die fr&uuml;heste (Pluto Fast Flyby) w&auml;re 2003 gestartet. Sie h&auml;tte sich Jupiter bis auf 143.000 km gen&auml;hert, der sie dann stark umgelenkt h&auml;tte. Nach acht Jahren w&auml;re sie dann bei Pluto gewesen. Die N&auml;chste, Pluto Kuiper Express, deren Start f&uuml;r Ende 2004 geplant war musste schon weniger stark umgelenkt werden, nur bis auf 585.000 km an Jupiter herankommen. Trotzdem h&auml;tte sie Pluto nach 8,5 Jahren erreicht. New Horizons startete weitere 13 Monate sp&auml;ter im Januar 2006, n&auml;herte sich Jupiter nur auf 2,3 Millionen km und braucht daf&uuml;r 9,5 Jahre zu Pluto. &Auml;hnliche Zeitfenster von zwei bis drei Jahren gibt es auch bei Fl&uuml;gen zu den anderen Planeten. F&uuml;r die <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/voyager-gandtour.shtml\">Grand Tour<\/a> erstreckten sich auch die Startm&ouml;glichkeiten von 1977 bis 1979, allerdings mit einer Passage aller vier Gasplaneten nur im Jahre 1977. F&uuml;r nur drei Objektpassagen, bei denen man mehr Freiheiten im Umlenken hatte, w&auml;ren auch Starts 1978 oder 1979 m&ouml;glich gewesen. Auch Cassini sollte urspr&uuml;nglich ein Jahr vorher Jupiter passieren.<\/p>\n<p>Die Erde kann man bei den Betrachtungen &uuml;brigens herauslassen. Ihre Periode ist so viel kleiner als die des Jupiters, dass es im Prinzip alle 13 Monate ein Startfenster gibt. Notfalls kann man durch eine h&ouml;here Startgeschwindigkeit die Flugdauer zu Jupiter verk&uuml;rzen, die minimal 27 Monate betr&auml;gt.<\/p>\n<p>Die Startfenster zu den &auml;u&szlig;eren Planeten sind dann immer l&auml;nger als ein Umlauf von Jupiter, der 11.5 Jahre dauert. Zwischen knapp 20 Jahren zu Saturn (genutzt: Startfenster 1977 und 1997, 2016 ist schon vorbei, 2035\/36 ist das n&auml;chste) bis 12 Jahren bei Neptun.<\/p>\n<h3><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft\" style=\"float: left;\" src=\"\/img\/jupiter-flyby2.png\" alt=\"Vorbeiflug bei verschiedenen Startgeschwindigkeiten\" width=\"777\" height=\"700\" \/>Wie nahe?<\/h3>\n<p>Bei den meisten Planeten ist es so, dass, wenn man beschleunigen will, man m&ouml;glichst nahe den Planeten passiert. Bei Jupiter ist das nicht so. Den Grund sieht man bei den Grafiken. Durch das Umbiegen der Bahn wird diese zunehmend tangential zur Jupiterbahn. Damit steigt die Sonnenentfernung aber langsamer, als wenn die Sonde nicht so stark zur Seite abgelenkt wird. Bei meinen Simulationen mit typischen Transfergeschwindigkeiten zu Jupiter errechne ich einen optimalen Abstand von rund 180.000 km &uuml;ber der Wolkendecke. Der optimale Abstand wird kleiner, wenn die Startgeschwindigkeit h&ouml;her wird. Dann bei einer h&ouml;heren Startgeschwindigkeit wird die Bahn nicht so stark verbogen. Auch bei einer hohen Startgeschwindigkeit bringt ein Vorbeiflug in jedem Falle einen Gewinn. Die Grafik zeigt dies: bei gleichem Passageabstand wird die Bahn der blau eingezeichneten Sonde st&auml;rker gebogen und damit aus der Zielrichtung abgelenkt als die beim Start etwa 2 km\/s schnellere rote Bahn. Noch deutlicher wird das bei den Parametern: Die zweite Sonde hat 3 Jahre fr&uuml;her eine Distanz von 3 Milliarden km erreicht (die langsamere ist noch nicht mal soweit vorgedrungen) und das bei nur 2 km\/s mehr Startgeschwindigkeit, was etwa 1,4 km\/s mehr von der Erde aus entspricht. Entsprechend ist auch der gr&ouml;&szlig;ere Vorsprung von Voyager 1 zu erkl&auml;ren \u2013 neben der gr&ouml;&szlig;eren Ann&auml;herung hatte die Sonde auch schon eine h&ouml;here Startgeschwindigkeit. Bei der Grafik kommt die Sonde urspr&uuml;nglich von links.<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<th>Parameter<\/th>\n<th>Erste Bahn<\/th>\n<th>Zweite Bahn<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Distanz<\/td>\n<td>2.903.231.280,3<\/td>\n<td>3.000.003.620,6<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Offset<\/td>\n<td>-15.800.000,0<\/td>\n<td>-4.200.000,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Geschwindigkeit<\/td>\n<td>12.978,9<\/td>\n<td>21.734,9<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Startbahn Perihel<\/td>\n<td>149.600.000,0<\/td>\n<td>149.600.000,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Startbahn Aphel<\/td>\n<td>865.721.347,8<\/td>\n<td>2.456.138.468,6<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Perihel<\/td>\n<td>780.855.383,6<\/td>\n<td>763.319.645,9<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Aphel<\/td>\n<td>-4.228.645.565,9<\/td>\n<td>-1.454.876.633,8<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Minimaldistanz<\/td>\n<td>184.220,9<\/td>\n<td>181.883,8<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Startgeschwindigkeit<\/td>\n<td>38.900,0<\/td>\n<td>40.900,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Maximale Geschwindigkeit<\/td>\n<td>32.342,1<\/td>\n<td>34.709,6<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Simulationsdauer<\/td>\n<td>8 J 80 d 36 s<\/td>\n<td>5 J 57 d 3 h 16 m 27 s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Zeit bis Planet erreicht<\/td>\n<td>1 J 336 d 11 h 43 m 21 s<\/td>\n<td>1 J 97 d 5 h 18 m 45 s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Distanz Zueinander<\/td>\n<td>2.433.117.232,5<\/td>\n<td><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Risiken und Nebenwirkungen<\/h3>\n<p>Das Hauptrisiko ist die Strahlenbelastung, wie die Abbildung links zeigt, ist diese nicht linear ansteigend. Die Abbildung zeigt die Dosis hinter verschiedenen Abschirmungen. Geht man bei einer gegebenen Dosis nach links, so sieht man, wie viel dicker der Schutz werden muss, wenn man n&auml;her an Jupiter herankommt. Wer einen Blick auf die Skala links wirft, sieht das diese exponentiell ist. Die Strahlenbelastung steigt von 16 RJ (1,142 Mill. km vom Zentrum Jupiters entfernt) um das 100-fache bei 11 RJ (785.600 km) an, bleibt dann konstant bzw. geht leicht zur&uuml;ck um bei 6 Radien (428.400 km) wieder anzusteigen. Beim letzten Punkt, 3 Jupiterradien ist sie 1.000-mal st&auml;rker (hinter 1 mm Al) als in 16 Radien. Kennt man nun die Orbitparameter der Monde, so kann man sich leicht ausrechnen, wie die Situation aussieht:<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright\" style=\"float: right;\" src=\"\/img\/jupiter-strahlung.jpeg\" alt=\"\" width=\"641\" height=\"437\" \/><\/p>\n<table>\n<colgroup>\n<col \/>\n<col \/>\n<col \/>\n<col \/> <\/colgroup>\n<thead>\n<tr>\n<th>Mond<\/th>\n<th>Entfernung<\/th>\n<th>In Jupiterradien<\/th>\n<th>Belastung\/Tag bei 4 mm Al<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Io<\/td>\n<td>421.800 km<\/td>\n<td>5,9<\/td>\n<td>15<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Europa<\/td>\n<td>671.100 km<\/td>\n<td>9,4<\/td>\n<td>35<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Ganymed<\/td>\n<td>1.070.400 km<\/td>\n<td>15<\/td>\n<td>0,5<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Kallisto<\/td>\n<td>1.882.700 km<\/td>\n<td>26,3<\/td>\n<td>&#8211;<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Die Angaben sind in krad\/Tag. Wei&szlig; man, das eine Raumsonde &uuml;blicherweise f&uuml;r 100 krad ausgelegt ist so bleibt da nicht viel Zeit zum Beobachten. Daher meine ich auch das Io auch nur von zuk&uuml;nftigen Vorbeiflugsonden besucht wird. Bei Io selbst ist die Dosis relativ gering. Das zeigen auch die Messungen von Galileo (siehe Grafik). Io ist vulkanisch aktiv. Eruptionswolken sind noch in Hunderten von Kilometern H&ouml;he nachweisbar. Ein Teil der Partikel kann Io verlassen und bildet einen Torus um Ios Bahn und diese Partikel binden die hochenergetischen Elektronen und Protonen. Allerdings h&auml;tte ein Io-Orbit mit demselben Problem zu k&auml;mpfen, denn durch eine Eruptionswolke zu fliegen ist nicht gerade angenehm. Das Problem ist, dass die Sonde aber um zu Io zu kommen die Region zwischen 6 und 10 RJ, in der die Strahlenbelastung hoch durchqueren muss und das bei jedem Vorbeiflug, w&auml;hrend eine Europa-Vorbeiflugsonde zwar bei Europa hohe Belastungen hat, aber dann sinkt sie bei zu nehmender Entfernung auch schnell wieder ab.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ich habe das heutige Thema sicher schon mal im Blog erw&auml;hnt, aber ich will es heute mal konkreter machen. Im Prinzip funktioniert das Swing-By an Jupiter wie bei anderen Planeten. Der Planet zieht eine Raumsonde an, sie passiert ihn an einem n&auml;chsten Punkt und verl&auml;sst seine Einflusssph&auml;re wieder. Der wesentliche Unterschied ist Jupiters Masse. 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