{"id":5908,"date":"2012-02-11T00:12:29","date_gmt":"2012-02-10T23:12:29","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=5908"},"modified":"2012-02-04T20:13:26","modified_gmt":"2012-02-04T19:13:26","slug":"jupiterforschung-on-the-fly","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2012\/02\/11\/jupiterforschung-on-the-fly\/","title":{"rendered":"Jupiterforschung on the Fly"},"content":{"rendered":"<p>Jupiter nimmt eine Sonderstellung im Planetensystem ein. Er ist der Planet, der am st&auml;rksten eine Raumsonde beschleunigen kann, er ist aber trotzdem von allen Riesenplaneten noch am einfachsten zu erreichen. W&uuml;nschenswert w&auml;re zwar aus energetischen Gr&uuml;nden, dass er noch n&auml;her an der Erde w&auml;re. Nur f&uuml;r uns w&auml;re, das wohl nicht so w&uuml;nschenswert.<\/p>\n<p>Jupiter ist eine Art Sprungbrett im Sonnensystem. Bedingt durch seine Masse kann er eine Raumsonde stark beschleunigen, sodass sie das Sonnensystem verlassen kann oder einen Zielplaneten viel schneller erreicht. Alternativ kann er die Bahn um 90 Grad umlenken, sodass die Sonde nun die Pole der Sonne &uuml;berfliegt oder den sonnenfernsten Punkt soweit absenken, dass eine Raumsonde in die Sonne st&uuml;rzt. W&uuml;rde man diese Man&ouml;ver ohne Jupiter durchf&uuml;hren, dann br&auml;uchte man erheblich mehr Treibstoff.<!--more--><\/p>\n<p>Mehr noch: Bei jedem Planeten kann man den Energieerhaltungssatz zum Vorteil ausn&uuml;tzen. Das Paradoxon das dabei entsteht ist, dass wenn man beim Passieren eines Planeten ein Raketentriebwerk z&uuml;ndet und um 1 km\/s beschleunigt wenn man im Unendlichen ist, man mehr als 1 km\/s gewonnen hat. Das klingt paradox, liegt aber daran dass die Energie im Quadrat ansteigt und wenn die potentielle Energie die durch die Gravitationskraft des Planeten zuerst addiert wird wieder abgezogen wird, so verbleibt mehr Restenergie als wenn 1 km\/s ohne die potentielle Energie addiert wurde. So kann man durch einen Antrieb bei Jupiter noch st&auml;rker beschleunigen oder abbremsen.<\/p>\n<p>Auf der anderen Seite ist Jupiter auch ziemlich gro&szlig;. Von der Erde aus hat einen Durchmesser von 48 Bogensekunden. Das ist zwar drei&szlig;igmal kleiner als der Mond, aber selbst in kleinen Teleskopen ist er mehrere Monate bevor eine Raumsonde ihn erreicht bildf&uuml;llend. Die Grenze des Magnetfelds wird auf der sonnenzugewandten Seite auch etwa einen Monat vor der Passage passiert. Auf der R&uuml;ckseite kann sich der Schweif bis zum Saturn erstrecken.<\/p>\n<p>Auf der anderen Seite kann sich eine Raumsonde nahe des Jupiters nur kurze Zeit aufhalten. Die verschiedenen Projekte f&uuml;r Europa-Orbiter gehen maximal von einigen Monaten bei Europa aus. An einen Io Orbiter ist gar nicht erst zu denken.<\/p>\n<p>Nun ist die Galileomission ja im wesentlichen gescheitert. Juno wird vor allem die Umgebung Jupiters erforschen, also sein Magnetfeld und die Strahleng&uuml;rtel. Ansonsten gibt es seit Jahrzehnten Pl&auml;ne f&uuml;r weitere Nachfolgemissionen, sowohl auf ESA wie NASA Seite. Sowohl Orbiter die wie Galileo den Mond umrunden sind geplant, wie auch Orbiter die Europa kartieren sollen.<\/p>\n<p>Die Frage ist: Gehts nicht auch einfacher? Gerade weil Jupiter ein Sprungbrett ist, eignet er sich f&uuml;r einige Missionsszenarien:<\/p>\n<p>Vorbeiflugsonden zu Neptun und Uranus: Beide Planeten sind wahrscheinlich f&uuml;r Orbiter in den n&auml;chsten Jahrzehnten unerreichbar. Man ben&ouml;tigt dazu entweder enorm viel Zeit um hinzukommen oder muss viel Energie bei der Ankunft vernichten. Vorbeiflugsonden scheinen daher noch der sinnvollste Ansatz sein. Vorbeiflugsonden k&ouml;nnten auch Atmosph&auml;renkapseln mitf&uuml;hren. Jupiter kann die Raumsonden rapide beschleunigen und wegen seiner Natur (er ist auch ein Gasplanet) kann er durch die gleichen Instrumente untersucht werden. Es gibt zu Neptun und Uranus jeweils alle 12-13 Jahre ein Startfenster, bei dem Jupiter g&uuml;nstig steht. Will man zu Saturn aufbrechen (alle zwanzig Jahre gibt es hier ein Startfenster), so kann Jupiter die Reise um 1-2 Jahre verk&uuml;rzen. Dazu kommen dann noch Missionen die das Sonnensystem verlassen m&uuml;ssen, z.B. um das interstellare Medium zu erforschen oder Orbiter &uuml;ber die Sonnenpole und Sonden, welche in die Sonne st&uuml;rzen.<\/p>\n<p>W&uuml;rde man jede dazu nutzen die Jupiterforschung voranzubringen, wozu dann auch nahe Vorbeifl&uuml;ge an den galileischen Monden geh&ouml;ren, dann w&uuml;rde in der Summe die Me&szlig;zeit von Galileo erreicht oder &uuml;berschritten werden. Ja mehr noch durch die verschiedenen Ein\/Austrittsrouten sind die Missionen flexibler als Galileo, deren Orbitalebene fest lag. Der Vorteil verschiedener Missionen ist, dass Instrumente weiterentwickelt oder ausgetauscht werden k&ouml;nnen, wodurch man mehr Informationen als von Galileo oder einer einzelnen Jupitermission erh&auml;lt.<\/p>\n<p>Nat&uuml;rlich w&auml;re eine dezidierte Jupitermission w&uuml;nschenswert. Doch seien wir mal ehrlich: seit Galileo warten wir auf eine, und alle Pl&auml;ne werden regelm&auml;&szlig;ig weiter in die Zukunft projiziert. Besonders schade finde ich dabei, dass man die Chance auslie&szlig;, Juno mit einem wirklich leistungsf&auml;higen Kamerasystem auszur&uuml;sten. Nichts gegen die Junocam, aber ein Nachbau der Abstiegskameras die bei Marsraumsonden nur einige Aufnahmen beim Abstieg machen sollten mit Weitwinkelobjektiv und Bayer-Pattern auf dem Chip kann wohl kaum mit einem Teleskop, einem gro&szlig;en Chip und einem Filtersystem bis zum Nah-IR konkurrieren.<\/p>\n<p>Aber wahrscheinlich gehts Jupiter wie der Venus: Solange man nicht &uuml;ber Mikroben spekulieren kann wie beim Mars (auch wenn die wenigsten Wissenschaftler glauben dass man auf dem Mars welche finden wird), erscheint er uninteressant.\u00a0 So gesehen sollte man direkt die Idee eines Ozeans voll von Leben unter Europas Eisedecke pushen&#8230;.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Jupiter nimmt eine Sonderstellung im Planetensystem ein. Er ist der Planet, der am st&auml;rksten eine Raumsonde beschleunigen kann, er ist aber trotzdem von allen Riesenplaneten noch am einfachsten zu erreichen. 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