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MAVENs Mission

MAVEN (MAVEN - Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission) ist eine Discovery Class Mission. Wie bei anderen Raumsonden-Aufsätzen habe ich den Aufsatz in zwei Teile geteilt. In einem ersten  Aufsatz wird die geplante Mission, die Raumsonde und ihre Experimente beschrieben. Über die Mission den tatsächlichen Ablauf) informiert dann dieser zweite Aufsatz (den sie gerade lesen), der unregelmäßig aktualisiert wird.

Missionsablauf

Start von MavenAn dieser Stelle folgt nun die Berichterstattung der Mission, zumindest in den wesentlichsten Ereignissen.

Nachdem nach kurzer Pause wegen des Showdowns der NASA die Arbeiten an MAVEN weitergehen konnten (es gab eine Ausnahmegenehmigung), absolvierte die Atlas 401 mit der MAVEN startete am 2.11 ein Countdown Rehersal, dabei wird der gesamte Countdown bis zur Zündung durchlaufen, nur eben nicht gestartet. Die Rakete wird jedoch betankt und später wieder enttankt. Am 8.11.2013 wurde Maven verpackt in die Nutzlastspitze auf die Atlas V montiert, am 16.11.2013 rollt sie die 1800 m vom Hangar zur Startrampe.

Die Atlas 401 ist das kleinste Modell der Atlas V Familie, allerdings immer noch mehr als ausreichend MAVEN zu transportieren. So konnte die NASA sich den Luxus leisten trotz hohen Geschwindigkeitsbedarfs für das Erreichen des Orbits und die "deep dips" nur den monergolen Treibstoff Hydrazin einzusetzen (anstatt der leistungsstärkeren Kombination MMH/NTO) und verzichtete auch auf das Aerobraking mit dem alle Mars Orbiter der NASA seit 1997 Treibstoff einsparten. Als Preis dafür besteht MAVEN zu mehr als 65% nur aus Treibstoff.

Ereignis Zeit
Zündung RD-180, Check der Funktion -2,7 s
Abheben 0,0 s
Rollprogramm auf Azimut 94 Grad, Neigeprogramm initiiert 17,3 s
MAX-Q 90,3 s
Brennschluss erste Stufe 242 s
Stufentrennung 246 s
Erste Zündung der SEC Centaur 258 s
Abtrennung Nutzlastverkleidung 266 s
Erster Brennschluss Centaur 828 s
Zweite Zündung der SEC Centaur 2484 s
Zweiter Brennschluss Centaur 2813 s
Abtrennung MAVEN 3162 s

Am 17.11.2013 begannen an der Startrampe die Startvorbereitungen, gefolgt vom pünktlichen Start um 18:22 UTC am 18.11.2013. Maven gelangte in einen Orbit mit einem sonnennächsten Punkt von 0,97 AE, einen sonnenfernsten von 1,47 AE, 2.1 Grad zur Ekliptik geneigt. Er führt die Raumsonde bis in 220 Millionen km Entfernung von der Sonne.

Das nächste wichtige Ereignis ist eine Kurskorrektur am 3.12.2013. Beim Start "zielt" man bewusst etwas neben den Mars, da auf die Umlaufbahn auch die Centaur Oberstufe gelangt und so vermieden wird, dass sie auf dem Mars einschlägt. Im Dezember werden die Instrumente aktivieret und geprüft werden, mit wenigen Ausnahmen ist aber kein Datensammeln während der interplanetaren Phase vorgesehen, obwohl gerade ie Instrumente für geladene Teilchen hier nützlich wären. Eine Ausnahme ist die Beobachtung des Kometen ISON mit dem abbildenden UV Spektrometer im Dezember.

Eine positive Nachricht gab es vor dem Start. Es sieht so aus, als würde Maven nicht das bewilligte Budget von 671 Millionen Dollar ausschöpfen. Die NASA würde in diesem Falle das Geld nicht behalten, sondern in die Phase E, das sind alle Aktivitäten nach dem Start transferieren. Das könnte eine intensivere Beobachtung der Atmosphäre oder eine erweiterte Mission möglich machen.

Der Flug zum Mars war dann problemlos. Am 3.12.2014, in 4,67 Millionen km Entfernung von der Erde fand die erste Kurskorrektur TCM-1 statt. Sie beseitigte die geplante Verschiebung der Bahn, die beim Start nicht direkt zum Mars führte. Am Tag darauf wurde das Massenspektrometer QMS für einen Testbetrieb in Betrieb genommen. Am 5.12.2014 folgte das Spektrometer. Beide Instrumente funktionierten einwandfrei.

Am 27.2.2014 folgte die nächste Kurskorrektur TCM-2. Sie veränderte die Geschwindigkeit um lediglich 0,688 m/s und näherte die Bahn weiter an den Mars an. Die Bahn nach TCM-2 war so gut das die beiden folgenden planmäßigen Korrekturen TCM-3 und TCM-4 im Juli und September nicht nötig waren. Am 28.2.2014 wurde als letztes der Instrumente der Empfänger für Signale von Landern überprüft. Er gehört nicht zur eigentlichen Instrumentensuite, ist aber da es keinen weiteren US-Mars Orbiter in den nächsten Jahren gibt und MRO, der zweite Orbiter mit einem leistungsfähigen Empfänger schon seit 7 Jahren im Marsorbit ist wichtig ist.

Am 22.9.2014 schwenkte MAVEN in den ersten Marsorbit ein. Die Brennzeit betrug 34 Minuten 26 s. Das waren 11 s länger als geplant. Sie sollte um 1233 m/s abgebremst werden. Der erste Orbit sollte einen marsnächsten Punkt von 378 km haben und bis auf 44570 km sich von der Oberfläche entfernen. Die Umlaufperiode sollte 35 Stunden betragen. Erreicht wurde nach 1230 m/s Abbremsung ein 380 x 44.600 x 75 Grad Orbit. Ab dem 2.10.2014 sollte er sukzessive abgesenkt werden, um Anfang November den wissenschaftlich genutzten nahen Orbit zu erreichen. Das Eintreten in den Orbit erfolgte nur einen Tag vor dem etwas früher gestarteten indischen Mars Orbiter.

Am 24.9.2014 senkte MAVEN zuerst mit den 22 N Triebwerken  die Periaposis von 380 auf 204 km mit einer Geschwindigkeitsänderung von 6 m/s. Am 29.9.2014 wurde mit den großen Triebwerken die Geschwindigkeit um 455 m/s gesenkt, was die Umlauf Periode auf 8 Stunden und die Apoapsis auf 8.000 km absenkte. Am 2.10.2016 wurde sie auf 6.000 abgesenkt. Nach zwei weiteren Zündungen war am 9.10.2014 der wissenschaftliche Orbit erreicht.

Am 31.10.2014 wurde die Bahn erneut abgesenkt und eine Bahn mit einer Umlaufsdauer von 4,6 Stunden erreicht. Die Periapsis war mit 175 km höher als die geplanten 150 km. Alle Instrumente sind inzwischen aktiviert worden. Vom 19-21.11.2014 ging MAVEN in einen Safemode. Erst am 28.11.2014 nahmen die Instrumente den Betrieb wieder auf.

Am 10.2.2015 fand das erste Deep-Dip statt. Die Periapsis wurde von 155 auf 134 km abgesenkt. 5 Tage und 20 Orbits wurde die Atmosphäre erforscht, die in 125 km Höhe 30-mal dichter als in 150 km Höhe. Über die folgenden wurden wenig verlautbart. Das vierte fand von 10-15.9.2015 statt. Für das letzte der (zu Missionsbeginn geplanten) 5 Manöver lies man sich Zeit. Am 10.6.2016 tauchte MAVEN bis in 119 km Tiefe ab.

Die Mission wurde am 1.7.2016 um zwei weitere Jahre verlängert. Kurz danach fand vom 30.7.2016 bis 4.8.2016 der sechste Deep-Dip statt. Die Zeitumstände wurden nun größer auch weil jeder "Deep Dip" Treibstoff kostet. Vom 15-22.8.2017 fand die siebte Absenkung auf 125 km statt.

Der laufende Betrieb nach Ende der Primärmission kostet rund 22 Millionen Dollar pro Jahr.

Quellen:

MAVEN PM-Plan 0115 : Planetary Protection implementation Dokument

NASA Fact Sheet MAVEN

Office of Audits: Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission

MAVEN Science Community Workshop: Presentations

http://www.spaceflightnow.com/mars/maven/140921moi/

Artikel erstellt am 5.11.2013, zuletzt geändert am 24.9.2014


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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