Sonntag, 9. August 2015

Raumfahrtgeschichte von Voyager bis New Horizons

Gestern zeigte Arte mal wieder den Film über die Voyager-Missionen. Neben der Apollo-Mission, die 1968 zur ersten Mondlandung führte, ist Voyager eines der wenigen vergleichbar erfolgreichen Projekte der NASA. Beide Raumsonden, Voyager 1 und Voyager 2,  funktionieren auch heute noch einwandfrei, fast 40 Jahre nach ihrem Start. Einige der damaligen Ingenieurinnen und Ingenieure der NASA und des Jet Propulsion Laboratory (JPL) haben heute Enkel. Diese dürfen stolz auf ihre Großmütter oder Großväter sein.
 
Die Grundlagen für das Voyager-Programm wurden Mitte der 1960er Jahre von dem Mathematiker Michael Minovich vom JPL gelegt. Er erkannte als Erster die Möglichkeit, die starke Gravitation des Jupiters zu nutzen, um Raumsonden zu beschleunigen („Swing-by“-Effekt). Ohne diesen Effekt wären die Möglichkeiten der Menschheit durch den Treibstoff beschränkt gewesen, den Raumsonden von der Erde aus mitführen können.
 
Einige Jahre später berechnete der Ingenieur Gary Flando, ebenfalls beim JPL, einige Flugbahnen für Sonden, die die günstigen Stellungen der äußeren Planeten Ende der 1970er Jahre ausnutzen sollten. Jupiter sollte als „Sprungbrett“ dienen, um die Planeten Saturn, Uranus, Neptun und Pluto in akzeptabler Zeit zu erreichen. Es ergaben sich Möglichkeiten zu Routen („Planetary Grand Tour“) in der Zeit zwischen 1976 und 1978, und zwar: Jupiter–Saturn–Uranus–Neptun, Jupiter–Saturn–Pluto sowie Jupiter–Uranus–Neptun. Diese Chancen ergaben sich, da alle Planeten sich auf derselben Seite der Sonne aufhielten. Eine ähnlich günstige Konstellation von Planeten wird sich erst in 176 Jahren wiederholen. Hier der Begleittext des Films:  

Im Spätsommer 1977 starteten auf Cape Canaveral im amerikanischen Bundesstaat Florida in kurzem Abstand die beiden identischen „Voyager“-Schwesternsonden. Sie wurden auf unterschiedliche Umlaufbahnen gebracht, um sich ergänzende Forschungsergebnisse aus dem äußeren Planetensystem und dem interstellaren Raum zur Erde zu senden. Der Betrieb von „Voyager 1“ und „Voyager 2“ hat seitdem die Erwartungen aller Wissenschaftler übertroffen, sowohl was die Qualität der Ergebnisse als auch die Langlebigkeit der Instrumente betrifft.
 
1979 schickten die Sonden Bilder vom Jupiter, ein Jahr später vom Saturn, 1986 vom Uranus und 1989 vom Neptun. 1990 konnten sich die Forscher erstmals anhand von 67.000 Bildern einen Gesamtüberblick über die Sonne und sechs ihrer Planeten verschaffen. Weitere einmalige Entdeckungen der Schwestersonden sind die Vulkantätigkeit auf Io, die Ringe des Jupiters und die Oberfläche seines Mondes Europa, die Atmosphäre des Saturn-Mondes Titan, die Unregelmäßigkeit der Ringe des Saturns, das Magnetfeld von Uranus, das Zyklonsystem auf Neptun, die Geysire des Neptun-Mondes Triton sowie die Entdeckung von 23 neuen Monden. Damit gelten die „Voyager“-Missionen als die erfolgreichsten in der Geschichte der Raumfahrt.
 
Beide Schwestersonden sollten ursprünglich fünf Jahre lang arbeiten, doch wider Erwarten funktionieren sie, von einigen Instrumenten abgesehen, auch heute noch. Sie führen die Datenplatte „Voyager Golden Record“ mit, auf der Bild- und Toninformationen über die Menschheit gespeichert sind. Dem letzten Stand zufolge sind die Sonden derzeit so weit entfernt, dass ihre Signale - in Lichtgeschwindigkeit gemessenen - mehrere Stunden brauchen, bis sie die Erde erreichen. Es wird vermutlich 40.000 Jahre dauern, bis sich die Sonden erneut einem Stern nähern. Die NASA-Ingenieure gehen davon aus, dass der Kontakt dank der vorhandenen Energiereserven der Sonden bis ins Jahr 2020 oder gar 2025 gehalten werden kann.
 
Ein anderes Projekt der NASA mit dem Namen ‚New Horizons‘ machte erst in diesem Sommer von sich reden. Es ist die Expedition zum Pluto. Es wird dasselbe Prinzip der ‚Swing-by‘-Beschleunigung benutzt wie bei Voyager. Eine ausführliche Dokumentation des Pluto-Vorbeiflugs wurde dankenswerterweise von Lothar Monshausen aus Bitburg vorgenommen. Seine Datei finden Sie hier.

1 Kommentar:

  1. Gestern schrieb Otto Buchegger aus Tübingen:

    Wieder aktuell: The Infinite Voyager: The Golden Record 1977. http://web.mit.edu/lilybui/www/.

    Interessant die Musik-Tracklist: 3 mal Bach, aber kein Italiener.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Contents_of_the_Voyager_Golden_Record

    Heutzutage würde man wahrscheinlich einen solarbetriebenen iPod mit tausenden von Titeln und Fotos beilegen.

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