Home Raumfahrt Raumsonden Asiatische Raumsonden Site Map counter

Hiten

Einleitung

Nach den ersten interplanetaren japanischen Raumsonden Sakigake und Susei zu dem Kometen Halley wurde als nächsten Ziel der Mond ausgewählt. Wie Sakigake und Susei hatte die japanische Mondsonde Hiten mit der Tochtersonde Hagoromo vorwiegen eine technologische Funktion.

Die Raumsonde

HitenHiten hat eine Startmasse von 196 kg, wovon 42 kg auf den Treibstoff entfielen. Der Aufbau erinnerte sehr stark an die beiden Vorgänger Susei und Sakigake, die den kometen Halley unetrsuchten Wie diese war Hiten eine zylindrische Raumsonde von 140 cm Durchmesser und 80 cm Höhe. Die Solarzellen auf der Mantelfläche lieferten 110 W an Strom. Es gab eine kleine Batterie als Backup-System. 42 kg Hydrazin, welches katalytisch zersetzt wurde, diente als Treibstoff für Kurskorrekturen und die Lageregelung. Für die Korrektur von Lage und Kurs gab es 8 Triebwerke mit 23 Newton Schub und 4 kleinere mit jeweils 3 Newton Schub.

Die Sonde rotierte mit 10-20.5 Umdrehungen pro Minute um ihre Achse und stabilisierte auch so ihre Lage. Die Lage wurde kontrolliert durch Sonnen- und Sternensensoren sowie drei Beschleunigungsmesser. Die Lage wurde durch die Düsen verändert und durch eine Nutationsdämpfung stabilisiert. Experimentell getestet wurde ein System zur optischen Navigation, welches mit zwei CCD Kameras den Mond und helle Sterne erfasste.

Die Kommunikation erfolgte durch eine Mittelgewinnantenne (MGA) die aus dem Boden herausragte mit Sendern und Empfängern im X Band und S Band. Sowie durch zwei gekreuzten Dipol Niedriggewinnantennen (LGA). Diese arbeiteten nur im S Band. Eine befand sich auf dem Kopf und eine auf dem Boden der Sonde. Daten von der Erde wurden mit 1 KBit/sec zur Sonde geschickt. Der Bordcomputer bestand aus drei voneinander unabhängigen Prozessormodulen mit insgesamt 256 KByte RAM und 64 KByte ROM. Er war fehlertolerant und dreifach redundant ausgelegt.

12 kg der Sonde entfielen auf einen kleinen Subsatelliten den Hagoromo Mondorbiter. Er war ein 26-eckiger Körper von nur 36 kg Masse. Davon entfielen 4 kg auf ein Feststofftriebwerk des Typs KM-L. 1000 Solarzellen aus Indiumphosphid auf der Oberfläche lieferten eine Leistung von 10 W. Die Kommunikation erfolgte über einen S-Band Sender/Empfänger und eine gekreuzte Dipolantenne. Hagoromo hatte keine instrumentelle Ausrüstung an Bord, konnte durch den Sender aber verfolgt werden und Telemetriedaten übermitteln.

Hagoromo MondorbiterDie Experimente

Die Raumsonde hatte einen Staubdetektor an Bord, an dem auch Deutschland beteiligt war. Leider gibt es keine Daten über das Experiment. Ziel der Mission war es aber nicht Daten zu gewinnen, sondern Know-How. Als Ziele wurden genannt:

  1. Test der Bahnkontrolle unter Benutzung von Swing-By Techniken und Mondvorbeiflügen.
  2. Insertion eines Subsatelliten in eine Mondumlaufbahn.
  3. Versuche mit Optischer Navigation auf einer spinnstabilisierten Sonde. Dazu wurde eine Kamera mit einem 284 x 490 Pixel CCD Sensor verwendet und das Bild pixelweise entsprechend der Rotation verschoben um das Schmieren zu reduzieren. Die Bilder wurden mit 4 Bit pro Pixel quantisiert und zum Boden übertragen.  Die Auflösung betrug etwa eine Bogenminute.
  4. Test eines fehlertoleranten Computers und Datenübertragung im Packet Format.
  5. Test von Aerobraking.
  6. Detektion, Messung von Masse und Geschwindigkeit von Mikrometeoriten.

In einer erweiterten Mission kamen folgende 3 Punkte hinzu:

  1. Detektion von Staub in den L4 und L5 Librationspunkten.
  2. Einschwenken in eine Mondumlaufbahn.
  3. Harter Aufschlag auf dem Mond.

Die Mission

My 3S-II RaketeHiten startete am 24.1.1990 mit einer My-3SII Rakete vom Kagoshima Weltraumzentrum. Vor dem Start lief die Sonde unter dem Namen Muses-A. (Japanisch für "Planet-A"). Erst nach dem erfolgreichen Start werden in Japan die Raumsonden offiziell benannt. Hiten war ein fliegender, Musik spielender buddhistischer Engel, nach dem die Sonde benannt wurde. Der Mondorbiter Hagoromo wurde nach dem Schleier benannt, den Hiten trug.

Die Sonde gelangte durch eine Minderleistung der My-3SII Rakete von 50 m/s in eine Bahn mit einem Apogäum von 290.000 km Erdentfernung, anstatt einem von 476.000 km. Die Sonde glich dies in den nächsten Wochen durch Zündung ihrer eigenen Düsen aus. Am 18.3.1990 näherte sich die Sonde bis auf 16.472,4 km an den Mond und setzte dort den kleinen 12 kg schweren Orbiter in eine 7400 × 20000 km Bahn aus. Allerdings hatte der S-Band Sender/Empfänger des Orbiters schon am 21. Februar 1990 den Betrieb eingestellt, man konnte die Zündung des Triebwerks aber durch Teleskopbeobachtungen vom Boden aus verfolgen. Ohne Kommunikation war der Orbiter Hagoromo aber nutzlos.

Hiten begann nun eine Simulation der Bahn des geplanten Geotail Raumschiffs. Nach 7 weiteren Mondvorbeiflügen begann Hiten das Testen des Aerobraking und näherte sich am 19.3.1991 bis auf 126 km an die Erde. Das Manöver senkte die Geschwindigkeit um 1.712 m/s und das Apogäum um 8.665 km. Das nächste Aerobraking Manöver fand am 30.3.1991 in 120 km Höhe statt und senkte die Geschwindigkeit um 2.8 m/s und das Apogäum um 14.000 km. Beide Manöver waren der erste Einsatz des Aerobraking überhaupt, bevor die Raumsonde Magellan diese Technik zum ersten mal nutzte um einen Orbit gezielt zu verändern.

Damit war die Primärmission von Hiten beendet und es begann eine erweiterte Mission, in der Hiten zu den L4 und L5 Librationspunkten geschickt wurde. Ein neuer Mondvorbeiflug erhöhte das Apogäum auf 1.532 Millionen km. Ein zehnter Vorbeiflug am Mond am 2.10.1991 brachte die Sonde schließlich in einen die Erde umrundenden Sonnenorbit, der auch die beiden L4 und L5 Librationspunkte kreuzte. Dort sollte Hiten nach Staubpartikeln in dieser Gravitationssenke suchen, fand aber keine erhöhte Konzentration.

HitenAls sich die Sonde am 15.2.1992 wieder dem Mond näherte, wurde der restliche Treibstoff genutzt, um die Sonde zu einem Mondsatelliten zu machen. Die Sonde zündete bei der Annäherung auf 422 km an den Mond ihr Triebwerk und schwenkte in eine Mondumlaufbahn ein. Mit dem restlichen Treibstoff versuchte man diese zu halten. Nach Verbrauch der Vorräte zerschellte die Raumsonde am 10.4.1993 auf dem Mond zwischen den Kratern Stevnus und Furnerius. Auf dem Mosaik der ONS Kamera ist dieser Punkt mit einem Stern markiert. Eine 5 km große Wolke von aufgewirbelten Material wurde dabei auf der Erde beobachtet.

Die Mondsonde Hiten erfüllte damit alle Missionsziele. Sie war auch nach Luna 24 im Jahre 1976 die erste Sonde, die eine Mondumlaufbahn erreichte. Zudem war Japan die dritte Nation überhaupt, die eine Mondsonde gestartet hatte. Die Technik des Swing-Bys am Mond die Hiten erprobte, sollte später die Marssonde Nozomi nutzen um zum Mars aufzubrechen.

Ted Stryk hat sich die Mühe gemacht die Bilder von Hiten zu bearbeiten und dabei auch dieses Mosaik erstellt. Die Wiedergabe geschieht mit seiner freundlichen Genehmigung. Mehr über die Verarbeitung der Bilder auf seiner Website: http://pages.preferred.com/~tedstryk/phobos2.html


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
Sitemap Kontakt Neues Hier werben Bücher vom Autor Top 99