{"id":5295,"date":"2011-08-29T11:25:15","date_gmt":"2011-08-29T09:25:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=5295"},"modified":"2011-09-04T11:37:21","modified_gmt":"2011-09-04T09:37:21","slug":"die-beiden-stiefkinder-im-sonnensystem-teil-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2011\/08\/29\/die-beiden-stiefkinder-im-sonnensystem-teil-1\/","title":{"rendered":"Die beiden Stiefkinder im Sonnensystem &#8211; Teil 1"},"content":{"rendered":"<p>&#8230; sind Uranus und Neptun. Alle anderen Planeten wurden und werden von Orbitern umrundet, nur diese beiden nicht. Das ganze hat nat&uuml;rlich einen sehr einfachen Grund: ein Orbiter ist heute noch eine technische Herausforderung. Das liegt an der gro&szlig;en Entfernung von der Sonne. Will man sie auf einer schnellen Bahn erreichen, also in ein paar Jahren so ist die Ankunftsgeschwindigkeit so hoch, dass sie mit chemischen Treibstoffen nicht reduzierbar ist. Auf einer langsamen Bahn dauert die Reise zu lange (15 bzw. 30 Jahre). Doch selbst dann ist die Nutzlast gering und viel mehr als rund 1000 kg k&ouml;nnen auch die gr&ouml;&szlig;ten Tr&auml;gerraketen nicht zu Uranus und Neptun transportieren.<\/p>\n<p>Nat&uuml;rlich gibt es Alternativen. Doch f&uuml;r diese muss noch viel Entwicklungsarbeit geleistet werden. Das eine sind Mini-Orbiter die sich zu den Planeten hochspiralen und einen Ionenantrieb gespeist von RTG mitf&uuml;hren. Mehr als wenige Hundert Kilo d&uuml;rfen die nicht wiegen. Das zweite ist das Aerocapture wo man in die Atmosph&auml;re eintaucht und innerhalb von wenigen Minuten einige Kilometer &Uuml;berschussgeschwindigkeit abbaut. ein Man&ouml;ver, das so noch nicht probiert wurde und ohne Kenntnis &uuml;ber Druck- und Temperaturverlauf sehr riskant ist.<!--more--><\/p>\n<p>Was heute technisch m&ouml;glich ist, ist eine Vorbeiflugsonde. Sinnvollerweise eine, welche Jupiter als Sprungbrett nutzt. Das reduziert die Startgeschwindigkeit um etwa 1 km\/s und weil Jupiter ebenfalls ein Gasriese ist, kann er so auch besser erforscht werden. Beide Planeten und Jupiter haben Startfenster die sich alle 13-14 Jahre wiederholen. Zwischen 2019 (Neptun Startfenster &ouml;ffnet sich) und 2024 (Uranus Startfenster schlie&szlig;t sich) k&ouml;nnen beide besucht werden.<\/p>\n<p>Nun gab es schon mal eine Raumsonde, die beide Planeten besucht hat &#8211; Voyager 2. Warum also erneut nur eine Vorbeiflugsonde konzipieren? Nun es gibt eine Reihe von Gr&uuml;nden.<\/p>\n<h3>Es gibt seitdem enorme Fortschritte im Instrumentenbau<\/h3>\n<p>Voyager hatte noch wenig lichtempfindliche Videocon R&ouml;hren. Ihre spektrale Empfindlichkeit war schlecht. Heute k&ouml;nnen normale CCD Sensoren auch im nahen Infrarot aufnahmen machen und Aufnahmen von Hubble zeigen so teiefere Wolenschichten, die Voyagers Kamera nicht sehen konnte, weil im sichtbaren Bereich ein Nebel das Licht absorbiert. Cassinis CCD sind so lichtempfindlich dass man Aufnahmen der Saturnmonde im Gegenlicht von Saturn anfertigte.<\/p>\n<p>Neben der Sensitivit&auml;t haben Instrumente auch neue F&auml;higkeiten. MIMS fertigt eine dreidimensionale Ansicht der Magnetosph&auml;ren an, Staubdetektoren ermitteln nicht nur Masse und Energie, sondern auch chemische Zusammensetzung und Vis\/IR-Spekrometer sind nicht nur hochaufl&ouml;sender, sondern k&ouml;nnen heute auch Bilder\u00a0 in jedem Spektralbereich anfertigen, anstatt wie fr&uuml;her nur Punktmessungen anzufertigen.<\/p>\n<p>Das bedeutet, das man heute nicht nur quantitativ mehr Ergebnisse erh&auml;lt, sondern auch qualitativ bessere Ergebnisse und wahrscheinlich neue Erkenntnisse<\/p>\n<h3>Fortschritte in der Datenverarbeitung erlauben es mehr aus einer Vorbeiflugmission herauszuholen.<\/h3>\n<p>Das grunds&auml;tzliche Problem einer Vorbeiflugmission ist das sie zum einen nur ein Schnappschuss ist und zum anderen nur kurze Zeit der Planet wirklich bildf&uuml;llend ist. An der ersten Problematik kann man nicht viel &auml;ndern, am zweiten schon etwas mehr. Leichtgewichtige Teleskoptuben erlauben es gr&ouml;&szlig;ere Teleskope mitzuf&uuml;hren. Voyager hatte ein 176,5 mm Teleskop mit einem Gewicht von 28 kg und New Horizons ein 20,8 cm Teleskop mit 8,8 kg Gewicht. Auch die empfindlichen Chips ben&ouml;tigen weniger Fl&auml;che pro Pixel wodurch eine gr&ouml;&szlig;ere Vergr&ouml;&szlig;erung resultiert.<\/p>\n<p>Das zweite ist die Datenverarbeitung. Voyager sandte fast ausschlie&szlig;lich die Daten direkt zur Erde. Da Bandrekorder als mechanische Bauteile empfindlich sind, wurden sie nur eingesetzt wenn die Funkverbindung nicht m&ouml;glich war, aber z.B. niemals um bei nahen Vorbeifl&uuml;gen die Zahl der Bilder zu erh&ouml;hen, weil die Daten&uuml;bertragungsrate zum Bandrekorder h&ouml;her als zur Erde ist.<\/p>\n<p>Heute ist es kein Problem SSD mit Hunderten von Gigabytes mitzuf&uuml;hren und dort alle Daten abzulegen und sie dann &uuml;ber Monate nach dem Vorbeiflug zur Erde zu &uuml;bertragen. Durch Nutzung des K-Bandes und damit erheblich h&ouml;herer Daten&uuml;bertragungsrate kann so auch die Gesamtdatenmenge erheblich erh&ouml;ht werden. SSD haben keine mechanischen Elemente, behalten ihren Inhalt auch ohne Stromversorgung und sind daher ein viel besserer Datenspeicher als Magnetbandger&auml;te und sind noch dazu viel schneller (sowohl bei der Datenrate wie auch beim Zugriff).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&#8230; sind Uranus und Neptun. Alle anderen Planeten wurden und werden von Orbitern umrundet, nur diese beiden nicht. Das ganze hat nat&uuml;rlich einen sehr einfachen Grund: ein Orbiter ist heute noch eine technische Herausforderung. Das liegt an der gro&szlig;en Entfernung von der Sonne. 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