Kürzlich las ich die Ankündigung das China zwei Raumsonden für die Heliosphärensondierung baut. Sie sollen eine Distanz von 100 astronomischen Einheiten (AE), also knapp 15 Milliarden km bis 2049 erreichen \u2013 das wäre schneller als Voyager, zumal die Sonden erst noch gebaut werden sollen. Die erste Sonde soll 2024 starten, Jupiter 2029 passieren. Die zweite Raumsonde 2033 Jupiter passieren. In nur 21 bzw. 20 Jahren 15 Mrd. km zu erreichen ist anspruchsvoll (ich habe nur die Zeit ab Jupiter genommen, da am Startdatum 2024 sichtbar ist, dass die Sonden vorher noch im inneren Sonnensystem unterwegs sind, um zum Beispiel an der Erde nochmals Geschwindigkeit durch ein Swing-By aufzunehmen). Die derzeitigen Rekordhalter Voyager 1+2 sind derzeit 152 bzw. 126 AE von der Sonne entfernt \u2013 aber ihr Jupitervorbeiflug war 1979, das heißt, sie haben diese (wenn auch größere) Distanz in 42 Jahren erreicht nicht in 20. Ich war daher auch zuerst skeptisch. Bei einer hohen Ankunftsgeschwindigkeit bei Jupiter ist das möglich \u2013 bei 41.3 km\/s in der Erdbahn \u2013 ohne Swingby würde die Bahn dann bis 5,4 Mrd km Distanz reichen \u2013 kommt man in 20 Jahren in diese Distanz. Auch danach ist die Sonde dann 1,6-mal schneller als Voyager 1 unterwegs und würde diese irgendwann überholen.<\/p>\n
Als ich mich noch nicht für Raumfahrt interessierte, sondern für Astronomie, waren die Planeten das interessanteste Objekt in der Astronomie. Logisch, denn nur von ihnen wusste man mehr, das auch für einen Teenager verständlich war. Bei Sternen, schwarzen Löchern oder dem Urknall kommt dann schon ziemlich viel Physik dazu. Damals war Neptun mein Lieblingsplanet. Das lag zum einen am Namen: Neptun war der Meeresgott und ich bin eigentlich immer gerne geschwommen oder im Wasser unterwegs. Es war aber das er im Teleskop blau war. Blau ist eigentlich eine ungewöhnliche Farbe. Die meisten anderen Planeten sind grau, oder gelb-rötlich. Vor allem aber wusste man von den äußeren drei Planeten (heute sind es ja nur noch zwei) fast nichts. Ihre Größe, Farbe, Schätzungen über die Masse, das war es dann auch. Das lädt zu Spekulationen ein. Da eine der beiden Sonden Neptun passiert, kam ich auf mein heutiges Thema.<\/p>\n
Ich meine, das mehr als 30 Jahre nach Voyager es mal wieder an der Zeit ist Vorbeiflugsonden zu diesen Planeten zu schicken. Eine der chinesischen Sonden soll auch Neptun passieren. Uranus ist nicht dabei, doch ich denke das liegt an den Positionen. Das Diagramm zeigt, das Uranus und Neptun im Jahr 2033 etwa 60 Grad voneinander entfernt sind. Die Sonden sollen aber in entgegengesetzte Richtungen fliegen. Eine zur Stoßfront der Heliosphäre, eine in den Schweif. Die Vorbeiflugdaten an Jupiter müssten für ein solches Vorhaben so auch um einen halben Jupiterumlauf also fünf bis sechs Jahre auseinanderbiegen. Es sind vier Jahre, allerdings passiert die zweite Sonde noch Neptun, der sie auch noch ablenken kann.<\/p>\n
Ich habe mich schon, damit beschäftigt ob auch nicht ein Orbiter um beide Planeten mit der heutigen Technik<\/a> möglich ist. Die Himmelsmechanik macht aber einen Strich daraus. Die Vorbeiflüge an Jupiter dienen ja dazu Geschwindigkeit aufzunehmen, um schnell zu Uranus und Neptun zu kommen. Die langsamsten Bahnen ohne ein Swing-By dauern 30 bzw. 45 Jahre. Bei ihnen ist aber auch die Differenzgeschwindigkeit am kleinsten. Will man die kurze Reisezeit behalten, so muss man kurz vor dem Ziel schnell abbremsen. Das geht heute eigentlich nur mit Ionentriebwerken und in der Entfernung benötigt man dann schon einen leistungsstarken Kernreaktor als Stromversorgung, den es nicht gibt. Chemisch hat man keine Chance die überschüssige Geschwindigkeit abzubauen. Die Vorbeilfluggeschwindigkeit liegt bei der unteren Tabelle bei > 26,7 km\/s für Neptun und > 22,1 km\/s für Uranus. Die Fluchtgeschwindigkeiten für 200 km Kreisbahnen, Basis für die Ausgabe des NASA Trajectory Browsers<\/a> liegt bei 21,2 bzw. 23,4 km\/s. Zwei Uranusbahnen liegen im Bereich dessen, was chemisch möglich ist, mit etwa 1 km\/s über der Fluchtgeschwindigkeit. Beim Neptun liegt man aber mindestens 3,4 km\/s drüber.<\/p>\n Daher denke ich wäre es an der Zeit wieder jeweils eine vorbeifliegende Sonde zu Uranus und Neptun zu schicken, anstatt zu warten, dass man irgendwann doch einen Orbiter bauen kann.<\/p>\n Fluggelegenheiten zu Neptun zwischen 2024 und 2040:<\/p>\n