Okay, aufgepasst! Während ich gerade an dem einem längeren Dokument für Geschichte der Astronomie sitze, das dauert auch noch etwas länger, und bereits noch ein anderes großes Dokument im Hintergrund für GSA schreibe, welches ich bereits mehrmals erwähnt habe, habe ich mich entschieden solange einen kleineren Beitrag zu schreiben um keine so lange Pausen zu erzeugen. Wundert euch nicht, ich bin noch nicht tot. Na gut.
Die Chinesen haben heute Nacht einen weiteren im Grunde unbedeutenden Satelliten ins All geschossen. Nein, wirklich, schließt bitte jetzt nicht den Tab. Ich werde es euch genau erläutern. Bei dem Raketenstart, welcher heute um 01:16 UTC abging, handelte es sich um eine Kuaizhou 1A-Rakete der chinesischen ExPace. Die Kuaizhou ist ein Mikrolauncher, eine Kleinrakete, sie kann maximal etwa 300 kg in den Orbit hieven. Es war der 31. Start dieses Jahr an öffentlich bekannten Raketenstarts. Die Nutzlast ist der Satellit Xingyun-2 01&02. Sie sind ein Duo für die chinesische LEO (Low Earth Orbit?)-Konstellation bestehend aus den zwei Satelliten. Die zwei Satelliten wiegen so viel wie ein größerer Mensch, nämlich insgesamt 93 kg und werden von Xingyun Satellite Co. Betrieben, welches ein Tochterunternehmen von „CASIC“, einer der großen chinesischen Raumfahrtunternehmen darstellt. Die Satelliten haben ein L-Band Kommunikationssystem und kommunizieren auch untereinander per Laser. Sie haben einen Uplink-Wert von bis zu 9,6 kbit/s und einen Downlink-Wert von 2,4 kbit/s.
Das besondere daran ist, dass 01 nun den offiziellen Spitznamen Wuhan trägt, welches der Name für die chinesische Stadt ist, in der maßgeblich das Coronavirus SARS-CoV-2 ausgebrochen ist. Es soll an dem Beginn der Pandemie erinnern und die Opfer der weltumspannenden Katastrophe ehren. Witzig insofern, dass ich wohl nie ein Satellit, oder ein sonstiges Objekt Wuhan, oder COVID-19 nennen würde. Ein Neugeborenes namens Corona wäre schon irgendwie denkbar. Naja, darüber kann man sich jetzt streiten.
Ich kannte es bisher eher als Periheldrehung, aber Apsidendrehung als allgemeinen Begriff zu verwenden, erscheint mir sinnvoll. Ähm. Noch was anderes: Ich habe ja geschrieben, dass ich mehr Zeit hätte, ja, es stimmt, aber ist auch tagesäbhangig, es gibt auch Tage, an denen ich echt ziemlich viel tun muss. Ich sitze aber im Moment noch an einem anderen Dokument, welches zwar in Zeit liegt und für u.a. GSA gedacht ist (Die Geheimnisse von Maugri) und daher kommen jetzt auch nicht öfters Beiträge. Ich versuche mir immer neue Themen einfallen zu lassen, (aktuell gibt es viel Input!), und an der Astronomie-Geschichte weiterzuschreiben, aber es gibt weiterhin vermutlich im 3-Tage-Zyklus halbregelmäßig Beiträge. So! Genug dazu.
Wir kennen ja alle unser Sonnensystem, ja? Da gibt es acht
Planeten, Merkur bis Neptun, da gibt es auch unzählige verschiedene
Himmelskörper, die sonst noch im Sonnensystem verweilen und glücklich ihre
Bahnen ziehen.
Genau, sie ziehen Bahnen. Das ist schon eine ganz alte Erkenntnis, die wir
schon seit mindestens 5 Tausend Jahren oder mehr haben. Man brauchte den Himmel
über wenige Jahre sich ansehen und bereits wichtige andere Erkenntnisse machen.
Z.B. gibt es dort den Mond, eine kugelrunde Fläche welche abhängig von der
Sonne angestrahlt wird und dementsprechend dann einen Stand am Himmel hat. Man
hat auch 5 weitere „Wandelgestirne“ bemerkt, welche über Wochen sich relativ zu
den Fixsternen bewegen, da gab es schnelle Wandelgestirne und langsamere, es
gab die Venus und den Merkur, die scheinbar eine andere Art von Bahn besitzen
und immer der Sonne nahe bleiben und die Helligkeit auch verändern und die
anderen drei Wandelgestirne, welche eine Bahn beschreiben, die der (scheinbaren)
Sonnenbahn, auch Ekliptik, ähneln. Doch wenn man sie genau beobachtet, und auch
die, die immer nahe an der Sonne liegen, haben nach einer gewissen Zeit eine
höchst eigenartige Flugbahn: Sie fliegen in einem bestimmten Zeitrahmen
plötzlich eine Schleife. Ja, sie wandern für meist einige Wochen rückläufig,
erreichen den Stillstand, und bewegen sich wieder normal. Das macht der Jupiter
alle 13 Monate, der Saturn etwa alle 12 ½ Monate und der Mars nur alle 26
Monate. Bei der ersten Kategorie erreicht die Venus den Ausgangspunkt nach etwa
7 ½ wieder und der Merkur sogar nach fast 4 Monaten wieder. Wobei ich sagen
muss, dass es auch damals ohne Lichtverschmutzung es schwierig geworden wäre,
den Merkur zu sichten.
Die Menschen taten sich immer besser darin, die Planetenbahnen genau vorherzusagen. Sie konnten sich schon vor der Antike zusammenreimen, dass diese Schleifen, und Häufigkeit der Schleifen, Helligkeit und die Geschwindigkeit, den Fixsternhimmel einmal zu umrunden, scheinbar eine Reihenfolge vorgibt. Man stellte sich oft die Sonne als Zentrum vor und alle anderen Wandelgestirne inklusive der Erde als Trabanten. Der Mond kreiste ohne eine Veränderung der Oberflächenform weiterhin um die Erde und man stellte sich ihn daher als Erdtrabant vor. Es ist das Heliozentrische Weltbild, mehr oder minder. Neben dem gab es auch noch das geozentrische Weltbild. Die Erde ist der Mittelpunkt der Welt und alle Planeten (Die Sonne und der Mond sind für das damalige Verständnis so etwas ähnliches) drehen sich um die Erde. Um die Schleifenbahnen der Planeten zu erklären, bewegen sich die Planeten noch zusätzlich auf „Nebenkreisen“ (welche natürlich befestigt sein müssen, ist ja klar…; das ist übrigens die Epizykeltheorie) und so um die Erde. Allerdings ist dieses Modell viel mehr komplexer, als das erste Weltbild und es sollt sich auch als das richtige herausstellen, auch wenn noch Feinarbeit an dem Heliozentrischen Weltbild notwendig war. Dann kam Kepler mit seinen Rudolfinischen Tafeln in der frühen Neuzeit und brachte die Erkenntnis. Die Bahnen der Planeten konnten nun jahrelang vorausbestimmt werden ohne größere Abweichungen. Aber Kepler brachte nicht die Erkenntnis, warum sie sich bewegen. Warum bewegten sie sich immer noch in angenäherte Kreisbahnen, bzw. Kegelausschnitte/Ellipsen? Das konnte man mit dem Wissen von Kepler nicht herausfinden. Kepler benutzte für seine drei Keplerschen Gesetze die Daten der Marsbahn, welche für die Präteleskopische Ära äußerst akkurat waren. Der Fehler lag nur bei vielleicht einer Bogenminute! Wir kennen alle die Formeln des Keplers?
Das bedeutet, dass
und
ist. Die Variablen folgern hier interessanterweise AE und Jahr, daraus kann man ein Verhältnis erhalten:
Dann kam Newton. Er revolutionierte die Astronomie mit seiner Entdeckung der Mechanik hinter den Planetenbewegungen: Die Gravitation! Alles was Masse besitzt, vom Neutrino bis zum Großen Attraktor zeiht alle sonstige Materie des Universums an. Zum Glück ist die Gravitation gar nicht so stark, oder? Stell dir mal vor, wie es wäre, wenn alles in deiner Nähe zu deinem Körper hingezogen wird, oder Seifenblasen sich gegenseitig anziehen würden, oder gar die Luft sich verklumpen würde! Zwar wären wir dann von der Übermasse unter uns (dein Heimatplanet) zu einem Teilchenbrei zusammengequetscht. Okay, genug davon. Die Gravitation ist nämlich die schwächste, der vier bekannten Grundkräfte. Es gibt zwei verschiedene Gravitationskonstanten, wobei jedoch die eine mit veralteten Einheiten, bzw. mit non-SI-Einheiten arbeitet. Logischerweise haben jedoch beide Zahlen denselben Wert. Einmal die SI-Gravitationskonstante mit
Und das zweite die sog. „Gaußsche Gravitationskonstante, wobei … ich sag sie euch doch nicht, es verwirrt nur. Ich habe einen Link anbei gesetzt. Dabei ist die Anziehungskraft zwischen zwei kugelsymmetrischen Körpern bei
Wenn zwei Bleikugeln mit jeweils einem Radius von 10 cm 40 cm vom Mittelpunkt her gesehen auseinander liegen, (Dichte: 11,342 g/cm2, Masse bei RT (Raumteperatur):
) liegt die gemeinsame Anziehungskraft bei
Diese zwei Bleikugeln ziehen sich mit 2,35 µN an. Das ist wenig, sehr wenig. Auf der Erde würden 240,5 ng so eine Gewichtskraft ausüben. Es wäre auch am wenigsten schlimm, wenn sich die universelle Gravitationskonstante im Universum geringfügig verändern würde. Deshalb ist die Gravitation in der Astroteilchenphysik sehr irrelevant. Nicht nur die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten konnte ermittelt werden, sondern auch die Masse der Erde, welche wichtig für Bahnberechnungen der Erde sind. G ist die Gravitationskonstante, ME ist die Erdmasse und r die Entfernung vom Erdmittelpunkt.
Jetzt wusste man warum die Planeten sich um die Sonne drehen. Sie mussten eine gewaltige Masse haben. Heute kennt man die Sonnenmasse relativ genau und man hat sie auf
bestimmen können. Und man konnte die Geschwindigkeit der Planeten bestimmen. Man konnte jetzt durch die Umlaufszeit von z.B. Merkur mit Berücksichtigung der Eigenbewegung der Erde gut berechnen. In einer Kreisbahn sollten sich die Gravitationskräfte und die Zentripetalkräfte die Waage halten, die sie durch ihre immense Geschwindigkeit erzeugen. Also können wir die beiden Formeln dafür gleichsetzen.
. Das können wir an einem Beispiel Sonne – Erde testen: Die Masse der Sonne steht schon oben. Die Masse der Erde haben wir bereits auch ausgerechnet. Der Abstand der Erde zur Sonne beträgt im Mittel eine AE. Das sind 149 597 870 700 Meter. Hier kommt die Rechnung:
. Mit so genauen Zahlen zu rechnen macht nicht unbedingt so viel Sinn, da es genügend andere Störfaktoren gibt. Die erste Möglichkeit ist nicht unbedingt ein Störfaktor, sondern einfach der Fakt, dass die Erde keine wirkliche Kreisbahn hat und diese Bahngeschwindigkeit nur bei dieser Entfernung tatsächlich hat, denn die Entfernung ist die Große Halbachse (a), die mittlere Entfernung. Um herauszufinden, wie schnell die Erde ist, wenn sie 152 Mio. km von der Sonne weg ist, oder aber auch nur, wenn die Erde gerade mal 147 Mio. km von ihr entfernt ist, brauchen wir die Vis-Viva-Gleichung:
. Die Geschwindigkeit ist also in der
Erdferne nur wenig verschieden.
Beim nächsten Teil, welcher bestimmt in etwa einer Woche herauskommt, bist du bestimmt schon Profi darin und dann schauen wir uns die ganz harte Nummer an, die Apsidendrehung. Mein nächster Beitrag handelt sich wieder um Galileo und wird vermutlich ähnlich lang wie dieser Beitrag werden. Im Moment kam nicht so viel wegen dieses längeren Beitrags und wegen dem einen anderen großem Dokument nichts. Ich denke, ich werde mich in dieser Zeit mehr auf kleine Themen konzentrieren, nach dem zweiten Teil hiervon neben meinem großen Dokument und die Geschichte der Astronomie.
Quellen:
Kompendium der Astronomie, Hans-Ulrich Keller, Kosmos, 2019, ISBN 978-3-440-16276-7, Kapitel 3
Die Geschichte der Astronomie: von Kopernikus bis Stephen Hawking, Peter Aughton, National Geographic Deutschland, 2009, ISBN: 978-3-866-90113-1
Wenn die Crew den LiOH-Kanister modifiziert. AS13-62-9004
Der Rest vom Sauerstoff war gesichert, jedoch stellte sich ein neues Problem heraus: Sie waren zu dritt im LM noch für mehr als 62 Stunden zusammen, aber das LM war bei zwei Personen nur für 45 Stunden ausgelegt. Das bedeutet für den CO2-Filter, der mit Lithiumhydroxid (LiOH) das CO2 aus der Atemluft absorbieren sollte, war nun zu wenig und der ursprüngliche Filter schnell gesättigt. Im CSM waren genügend Kanister für den Filter, aber sie hatten leider die falsche Form und Größe, um in der Umgebung des LM zu arbeiten. Techniker auf der Erde improvisierten also einen Adapter für die Benutzung oben im All für die Aquarius. Sie bastelten mit Dingen, die sie da oben auch zur Verfügung haben, einen Adapter und übermittelten später die Bauanleitung. Sie bauten das Gerät da oben innerhalb einer Stunde. Lovell nannte diesen Akt später als eine gute, beispiellose Zusammenarbeit zwischen Boden und Raumschiff. Unmittelbar nach der Inbetriebnahme sank der CO2-Gehalt in der Luft.
Der Strom des CSM kommt aus den drei Brennstoffzellen, aber im
LM nur aus den Silberoxid-Zink-Batterien. Vorteil der Brennstoffzellen sind
die, dass als Endprodukt sogar Wasser rauskommt. Das Wasser verwendete man zum
Kühlen und mit Zugabe einiger Mineralien logischerweise zum Trinken. So
entschieden sie, dass der Stromverbrauch des LMs so gering wie möglich sein
musste, um zu überleben. Swigert konnte noch einige Trinkbeutel voll mit
Trinkwasser aus dem CSM abfüllen, welches sie stark rationieren mussten. Haise
rechnete damit, dass ihnen das Kühlwasser für die Systeme des LMs etwa fünf Stunden
vor dem Wiedereintritt ausgehen würde. Wäre nicht weiter schlimm gewesen, denn
das LM könnte ohne Kühlwasser maximal 8 Stunden weiterlaufen.
Im Raumschiff musste sogar die Energie für die Bordheizungen
abgeschalten werden und es wurde bis zu 3 °C kalt. Lovell und Haise überlegten,
ob sie ihre EVA-Anzüge anziehen sollten, jedoch wäre es dann zu heiß geworden.
Stattdessen zogen sie sich mehr an, inklusive der EVA-Stiefel. Swigert bekam
nasse Füße (ich frage mich wie, in der Schwerelosigkeit <joy>) während
dem Befüllen der Trinkbeutel. Wasser kondensierte trotzdem an den Wänden des
Raumschiffs und nach dem peinlichen Apollo-1-Feuer verbesserte die NASA die Isolierung
der elektrischen Systeme, so dass hier nichts passierte. Zum Glück.
Das komplett zerstörte SM. AS13-59-8500, 17.04.1970
Trotz der Genauigkeit des PC+2-Manövers glitt das Raumschiff langsam von seinem Kurs ab, was eine Korrektur bedeutete. Nachdem PC+2-Manöver wurde das Leitsystem auch abgeschalten, d.h das sie nach der scheinbaren Position der Erde und ihrem Terminator (Tag-Nacht-Grenze von kugelförmigen Objekten) brennen mussten. Diese Technik wurde noch nie auf dem Rückflug vom Mond zur Erde angewandt, sondern nur innerhalb einer Erdumlaufbahn. So führten sie mit dem DPS ein drittes Manöver von 14 Sekunden Brennzeit bei 105:18:42 durch. Und ein viertes Manöver legten sie um 137:40:13 für 21,5 Sekunden mit dem RCS (Lageregelungssystem) ein. Dann wurde das SM weniger als eine halbe Stunde abgeworfen und erstmals wurde der Schaden für die Crew sichtbar. Es gibt ein Foto, welches ich fand, aber wahrscheinlich wegen der Spontanität dieser Aufnahme von niederer Qualität. Ein ganzes Panel des SM fehlte, die Hochleistungsantenne stark beschädigt wurde, die Brennstoffzellen deplatziert wurden. Außerdem konnte Haise noch eine mögliche Zerstörung der Triebwerks-“Glocke“ sehen.
Das letzte Problem bestand nur noch darin, die Mondfähre
noch vor dem Wiedereintritt in einer sicheren Position zum CM (Kommandomodul,
die Kapsel) zu bringen. Grumman, der Hersteller des LM, beauftragte ein Team
von Ingenieuren der Universität von Toronto unter der Leitung von Bernard Etkin
für eine Lösung dieses Problems. Sie stoßen mit einem größeren Luftdruck das LM
einfach ab. Die wunderbar einfache Lösung hatte Erfolg. Das LM ist in der
Atmosphäre aufgrund der hohen Eintrittsgeschwindigkeit wie geplant komplett
zerschmolzen und zerstört.
Das CM kurz vor dem Wassern. S70-35652
Das CM tritt ebenfalls um 142:40:46 in die Atmosphäre und
war ist ebenfalls komplett verglüht. … Oh Mist, ich habe den ersten April
verschlafen. Sie wurde nicht zerstört, das Hitzeschild hielt und durch die
Ionisierung der Luft um das CM durch große Reibungskräfte brach typischerweise
der Funkkontakt ab. Allerdings nicht wie erwartet für etwa 4 Minuten, sondern
für 6 Minuten, weil das CM die Atmosphäre zu flach passiert hat. Die Odyssey stellte wieder den Funkkontakt
her, wenn die Reibung das CM verlangsamte und landete um 142:54:41 sicher im
Südpazifik bei 21°38′24″S, 165°21′42″W. Das ist südöstlich von Amerikanisch-Samoa
und 6,5 Kilometer von dem damals nächsten Rettungsschiff „USS Iwo Jima“.
Die Apollo 13 war im Nachhinein doch irgendwie eine Art Erfolg.
Auch wenn Haise eine Harnwegsinfektion während dem Flug durch das rationierte
Wasser bekommen hat, und vielleicht auch an der Tatsache, dass durch die
Einwirkung der Kosmischen Strahlung sowie Schwerelosigkeit sein Immunsystem beeinträchtigt
hat.
Lovell liest über sich selbst in der Zeitung. S70-15501
Die Einwirkung auf die Öffentlichkeit und Medien waren jedoch stark. Die Sowjetunion hat sogar vier Schiffe in dem Landebereich zur Hilfe geschickt und auch andere Staaten haben ihre Hilfen angeboten. Präsident Nixon hat sogar Termine abgesagt, um z.B. dessen Familien zu telefonieren. Die Rettung erhielt sehr viel Aufmerksamkeit weltweit und wurde mehr beachtet, als alle anderen Raumflüge zuvor, Apollo 11 ausgenommen. Selbst der Papst, Paul VI., betete mit mehr als 10 Tsd. Mensch für eine sichere Rückkehr. Die NASA hat danach die Sauerstofftanks verbessert, denn durch beschädigte Teflon-Isolierungen im Tank wurden Kabel durchtrennt, als der Umrührventilator in Funktion gebracht wurde, allerdings führten auch noch andere Fehler zu der Katastrophe, die noch recht glücklich abgewendet werden konnte.
Mein vorletzter Beitrag zum 50jährigen Apollo 13 Jubiläum.
Start
Sie flogen jetzt richtig zum Mond. Der Start verlief bis auf
eine Anomalie reibungslos. Denn während die zweite Antriebsstufe der Saturn V musste
das mittlere Triebwerk abgeschalten werden. Die Triebwerkskonfiguration der
ersten sowie der zweiten Stufe ist angelegt auf „4+1“, also vier Triebwerke
außen 90° zueinander, also wie die Ecken in einem Quadrat und dann noch ein
Triebwerk in der Mitte. Also quasi wie die fünf auf einem Spielwürfel. Und
dieses mittlere Triebwerk musste wegen Pogo-Oszillationen, also Dichtewellen im
Triebwerk, etwa zwei Minuten vorzeitig abgeschalten werden. Es sind spontane
selbstauslösende Vibrationen im Triebwerk, welche, wenn die Bauart des
Triebwerks es nicht zulässt, die Schubkraft des Triebwerks variabel hoch und
runter geht, und somit die Belastung der Rakete selbst sich vergrößert, wie bei
regelmäßig variablen Sternen. He, he. ^^
Dieses Problem war allerdings nicht unbekannt: Auch schon
mit der Titan-Trägerrakete, welche für das Gemini-Raumfahrtprogramm der NASA
verwendet wurde und bereits auf Apollo-Flügen zuvor. Das Problem war allerdings
nicht weiter tragisch, denn es musste kein spiegelsymmetrisch liegendes
Triebwerk ebenfalls abgeschalten werden und so verlängerte sich bloß die
Brennzeit um einige Sekunden. Dann warfen sie die zweite Stufe ab und brannten
den Rest mit der dritten Stufe ab.
2 Stunden 35 Minuten und 46 Sekunden später (11.04.1970; 21:48:47 UTC) startete Apollo 13 das Manöver für die TLI (translunar injection/“Mondtransferbahn“). Dazu zündeten sie die dritte Stufe erneut. Als sie die dritte Stufe abwerften um das Raumschiff umzubauen, änderte sich die Flugbahn der dritten Stufe auf direkten Kurs zum Mond und schlug dort in der Nacht vom 14. Auf den 15.04.2020 später mit 2,5 km/s auf den Mond ein und hinterließ einen spannenden Krater.
Die Crew machte sich bereit auf ihren Drei-Tage-Flug zu Fra
Mauro, dieser Region auf dem Mond. 30:40:50 nach dem Start erfolgte eine
Kurskorrektur während sie live vom Apollo-Raumschiff aus zusehen waren. Jack
Swigert fiel in dem Moment ein, dass er seine Steuern noch nicht abgegeben
hatte und bittet um eine Fristverlängerung. He, he ^^
Der Unfall
Missionsleiter Kranz und anderes Bodenpersonal schauten der vierten Liveübertragung, welche nur wenige Minuten vom Unglück entfernt war, an. (S70-35139)
Am dritten Tag der Mission verschob sich der Zeitplan um
drei, später um vier Stunden und die Kontrolle des LM, Landemoduls war für
58:00:00 geplant und eine Live-Übertragung gegen 55:00:00. Leider wurde sie auf
keinem US-Sender übertragen und hatte deshalb keine nennenswerten
Zuschauerzahlen. Doch etwa 6 ½ Minuten nach dem Ende der Liveübertragung, als
Jack Lousma, ein anderer Astronaut an der Verbindung auf der Erde, weniger
bedeutende Instruktionen der Apollo 13 Crew gegeben hat. Da die Drucksensoren
nicht richtig zu funktionieren schienen, sollte die Swigert die
Rührventilatoren im Sauerstofftank aktivieren. Es wird normalerweise sowieso
einmal täglich getan. Außerdem dient das Rühren dazu, dass die Druckwerte sich
wieder normalisieren, sofern der Sensor nicht kaputt ist. Das verlief normal,
sie hatten das Ventilatorsystem für wenige Sekunden an und haben es auch ganz
gut geschafft. Doch … 95 Sekunden nach dem die Ventilatoren aktiviert waren, gab
es einen Riesenknall! Zuerst haben sie gedacht, dass Hause die zwei anderen
wieder erschrecken wollte, in dem er das Bruckbeaufschlagungsventil des LM
betätigte, aber schnell stellten sie fest, dass es was anderes war. Mit dem
Knall verbunden, war auch ein Spannungsabfall, was bedeutet, dass einer der
Brennstoffzellen des CSM etwas hatte (sie wurden versorgt mit Wasserstoff und
Sauerstoff aus dem Antriebstank. Und 1,8 Sekunden Telemetrieverlust, bis auf
die S-Band-Antenne umgeschalten wurde Vielleicht wurde das LM von einem
Meteorit getroffen. Die Spannung kehrte kurzzeitig zurück, aber die Spannung
von „Hauptbus A und B“ sind danach abgesackt. In diesem Moment hat Lovell auch
den berühmten Satz gesagt: Houston, we‘ve had a problem here (Houston, wir hatten
hier ein Problem)
Minuten danach gab es immer wieder merkwürdige Anzeigen. Der
Tank 1 war leer und die Anzeige vom zweiten Tank war abfallend, der Computer
wurde zurückgesetzt und die Hochleistungsantenne arbeitete nicht. Die Situation
geriet zunehmend außer Kontrolle. Liebergot, der der an einer der wichtigen
Positionen für Apollo 13 auf der Erde saß, sagte, dass die Instrumente verrücktspielen
würden. Lovell berichtete nach einem Blick durch ein Fenster in der Kapsel über
ein austretendes Gas. Spätestens jetzt war klar, dass es ein Problem gab. Ohne
die vollständige Funktion der Brennstoffzellen, die ja die notwendige Energie
produziert, wäre die Mondlandung im Eimer. Da die Brennstoffzellen und das
austretende Gas auf die Treibstofftanks hinweisen, wäre die Mondlandung eh im
Eimer. Die Computernavigation war nicht mehr möglich, der Computer war resettet
und die manuelle Navigation macht keinen Sinn, denn diese Gaswolken und zehntausende
Splitter machte die Sicht zu den Sternen unmöglich.
Das Servicemodul nach der Abtrennung kurz vor dem Atmosphäreneintritt. (AS13-59-8500)
Und tatsächlich! Das Sauerstoff havarierte und der Rest der übrig geblieben war, brauchte man für eventuelle Manöver noch, auch wenn fast jedes System an Bord nicht ohne Strom der Brennstoffzelle funktionierte. Zum Glück lädt die Brennstoffzelle eine Batterie auf, welche noch Ladung besaß. Der Missionsleiter ordnete an, das übriggebliebene Sauerstoff zu isolieren, obwohl ihm klar war, dass dann die einzig verbliebene Brennstoffzelle ebenso nicht mehr funktionieren würde. Das Hauptziel der Mission änderte sich: Wie bringen wir unsere Astronauten sicher und gesund wieder zurück zur Erde?
Da das LM scheinbar noch halbwegs intakt war, ordnete der
Missionsleiter Kranz an, dass LM als Rettungsboot zu verwenden, denn dessen
Ressourcen sahen noch vielversprechend aus. Ein solches Szenario wurde geplant,
es aber als unliebsam deklariert, da das LM eigentlich für zwei Astronauten
gebaut war und eben als LM und nicht als CSM oder SM (Servicemodul). Eigentlich
Glück gehabt, denn wäre es nicht so gewesen, wären die Astronauten kläglich
gestorben, oder wenn es auf dem Rückweg passiert wäre und das LM bereits
abgetrennt gewesen, wären sie genauso gestorben!
Jetzt blieb die Frage, wie holten sie die Astronauten ab? Ein „Direkt-Abbruch“ mit einer Rückkehr bevor sie den Mond umrundet haben, wäre mit einem großen Manöver mit dem SPS (Service Propulsion System, der Antrieb des CSM) möglich gewesen, aber zu riskant, denn vielleicht würde die Lage sich dadurch verschlechtern, sie wussten schließlich immer noch nicht, was genau passiert war. Das Apollo-Raumschiff war immer noch auf der „Hybrid-Transferbahn“ welche es möglich machte, zu (mond-)äquatorferneren Orten zu gelangen, wie das eigentliche Ziel Frau Mauro. Sie mussten davon runterkommen, zu einer normalen Transferbahn. Kranz entschied, dass sie den langen Weg über den Mond nutzen müssten. Aber sie mussten wieder auf einen anderen Kurs kommen. Das LM hatte noch das Triebwerk für den eigentlich geplanten Abstieg zum Mond (DPS), allerdings ist nicht so stark wie das SPS, sie könnten es theoretisch tun, aber es gab keine Software dafür, dass das DPS das ganze Raumschiff fliegt. Die Daten vom Computer des CSM wurde in das des LM transferiert. Um 61:29:43,49 brannten sie mit dem DPS das Raumschiff doch noch auf den normalen Kurs.
Apollo 13 beim Mond. (AS13-62-909)
Das war es. Sie könnten nun wieder zur Erde nach vier Tagen zurückkehren, doch leider war der berechnete Rückkehrort im Indik, statt im Pazifik. Weil dort die NASA nur wenige Bergungskräfte hat, und von dort aus es lange bräuchte, um in die USA zurückzukehren, entschied sich die NASA kurzerhand für ein weiteres Manöver, welches die Flugzeit um zwölf Stunden verkürzen würde und die Apollo 13 im Pazifik landen lies. Das Manöver trägt den lustigen Namen „PC+2“ wegen Pericynthion + 2 (Stunden) und sagt quasi schon alles aus: es ist zwei Stunden nach der größten Nähe zum Mond angesetzt. Während die Apollo-13-Crew im Pericynthion sind, haben sie noch einen Weltrekord aufgestellt: Der, bzw. de Menschen, die am weitesten von der Erde entfernt waren. Sie waren 400 171 km von der Erde um 00:21 UTC am 15.04.1970 entfernt.
Das CSM und der Mond im Hintergrund. (AS13-61-8727)
Das PC+2-Manöver war ein Erfolg! Trotz des manuellen Manövers
betrug die Genauigkeit etwa 0,3 m/s bei einer Manöverlänge von 4 Minuten 23
Sekunden. Das Manöver startete um 79:27:38,95. Danach wurden die meisten
Systeme des LM abgeschalten, um Energie und Ressourcen zu sparen.
Wie sie zurückgekehrt sind und was das Problem zum Abbruch veranlasst hat, morgen!
Vor 50 Jahren, es war der 11. April 1970 um 13:13 Ortszeit (bei uns war es damals 20:13, MEZ) startete die Mondmission Apollo 13 mittels einer Saturn-V-Rakete vom Kennedy Space Center aus zum Mond. Kurz: sie kamen leider doch nicht bis zum Mond und konnten sich in einer abenteuerlichen Weise wieder nach Hause mogeln.
Die Crew der Apollo-13-Mission bestand aus Jim Lovell, Jack
Swigert und Fred Haise.
Die Besatzung der Apollo 13 Mission. vlnr.: Fred Haise, Jack Swigert, Jim Lovell. (70-HC-541; 10.04.1970)
Jim Lovell: Er unternahm als erster Mensch vier Raumflüge überhaupt und flog auch als erster und bislang einziger Mensch zweimal mit einer Apollo-Mission ohne dabei den Mond betreten zu haben. Er diente der Apollo-13-Mission als Kommandant.
Jack Swigert: Diente als Mitglied der Unterstützungsmannschaft von Apollo 7 und Apollo 11. Er wurde kurz nach Apollo 11 ein Mitglied der Unterstützungsmannschaft von Apollo 13. Er ersetzte glücklicherweise für ihn den eigentlichen Kommandokapselpilot Ken Mattingly drei Tage vor dem Start, da man befürchtete, dass dieser an Rötteln erkranken könnte. Er war für die Apollo 13 Mission ein Pilot des CSM.
Fred Haise: Es sollte sein einziger Weltraumflug sein, allerdings ohne Erfolg. Sein Mondflug sollte zur Panne werden. Trotzdem war er Teil der Ersatzmannschaft für die Apollo-8-Mission. Für Apollo 13 war er Pilot der Landefähre.
Die Apollo 13 Saturn V wird ausgerollt. (69-H-1908; 16.12.1969)
Das Apollo-Raumschiff bestand aus der Saturn-V-Rakete SA-508
und war ähnlich mit der von der Apollo 8 und der von der Apollo 12. Das CSM-109
(Kommandomodul) trug den Namen Odyssey und das LM-7 (Landefähre) Aquarius. Die
Saturn-V-Rakete wurde dieses Mal als Test für die späteren J-Missionen (die
Mondlandungen mit einem Mondrover dabei) mehr Treibstoff mitgenommen, was die
Rakete auch viel schwerer machen ließ. Sie wog fast 2 950 Tonnen. Dadurch, und dadurch,
dass die Antriebskonfiguration der ersten Stufe der Saturn (S-IC) etwas weniger
Schub lieferte, hob die Saturn-V weniger schnell ab.
Die verschiedenen Raumschiff-Teile für die Apollo 13 kamen
bereits im Juni 1969 am KSC an. Nach diversen unzähligen Tests wurde die zusammengebaute
Rakete am 15. Dezember 1969 ausgerollt. Eigentlich war der Start vorerst am 12.
März 1970 geplant, jedoch entschied sich die NASA im Januar 1970 dafür, die
Crew ein Monat mehr Zeit zu geben und gleichzeitig den Rhythmus zwei
Apollo-Mondflüge pro Jahr zu tun. Diese
Entscheidung hing auch damit zusammen, dass die Apollo 20 Mission gestrichen
wurde.
Die Apollo-13-Crew, also die, die tatsächlich geflogen ist, haben fünfmal so viel auf ihren speziellen Flug sich vorbereitet, im Simulator gesessen, sonstige Übungen gemacht, als ihr tatsächlicher Flug lang war. Auch trainierten sie, logischerweise, wie im Ernstfall zu reagieren ist. Sie genossen mehr geologisches Training für wissenschaftliche Experimente, obwohl Schmitt, ein Astronaut der Apollo 17 Mission, später sagte, dass das geologische Training nicht so viel Spaß bereitet hätte. Schmitts ehemaliger Professor Lee Silver von „Caltech“ wurde in diese Trainings sehr stark eingebunden.
Jim Lovell arbeitet und trainiert mit dem ALSEP. (70-HC-73; 03.02.1970)
Deren eigentlicher Landeort war in der Frau Mauro Region, bei diesen Formationen dort glaubte man Rückschlüsse auf die gemeinsame Entstehung des Monds mit der Erde machen zu können. Bei der Apollo 11 Mission hat der Seismometer, welcher solarbetrieben war, die zwei wochenlange Nacht nicht überlebt. Die Apollo 12 hatte das ALSEP dabei, ein kompaktes Instrument mit mehreren wissenschaftlichen Experimenten, welches sie in der Nähe ihres Landeorts aufstellten. Für die Energieversorgung des ALSEP hatte man 3,79 Kilogramm Plutoniumoxid mitgenommen und es in ein RTG (eine frühe Art von Radionuklidbatterien) verpackt. Auch ein ALSEP war bei der Apollo 13 Mission dabei, darunter das PSE (Passive Seismic Experiment), welches den exakt kalkulierten und bewussten Aufschlag der Aufstiegsstufe der Landefähre nach Brennschluss aufzeichnen soll, oder das HFE (Heat Flow Experiment), welches den inneren Wärmetransfer vom Kern nachweisen soll. Tatsächlich hat der Mond kein sehr aktiver Kern. Die meiste Aktivität hat interessanterweise vor etwa 1 Milliarden Jahre aufgehört. Das CPLEE (Charged Particle Lunar Environment Experiment) beschäftigt sich mit der Wechselwirkung des erst kürzlich nachgewiesenen Sonnenwindes mit der Mondoberfläche und dann noch das LAD (Lunar Atmosphere Detector), das sich mit dem Staub in direkter Mondnähe befasst. Eine Flagge der Vereinigten Staaten war natürlich auch ein Muss sie dabei zu haben und in die Oberfläche zu rammen.
Die Apollo 13 Saturn V hebt ab! (KSC-70PC-159; 19:13:03 UTC am 11.04.1978)
Doch dann, 55 Stunden und fast 55 Minuten, am 14. April um 03:07:54 MEZ nach dem Start der Apollo 13 Mission passierte etwas sehr Ausschlaggebendes… (Poste ich Morgen oder Übermorgen)
Ja, ich habe mal Lust gehabt, so einen lustigen Titel zu nehmen. Vielleicht lesen dann ein paar mehr diesen Artikel. Heute soll es darum gehen, wie das Coronavirus die Raumfahrt und Astronomie stark einschränkt. Es ist tatsächlich so, dass es weltweit starke Einschränkungen zur aktuellen Forschungsarbeit gibt, da sämtliche Abläufe trotzdem immer noch menschliches zutun benötigen, selbst wenn mittlerweile viel von zu Hause aus möglich ist. Also wollen wir heute mal auflisten was alles eingeschränkt wird/ist.
Der ExoMars Rover Rosalind Franklin dessen Start zum Mars
während dem Startfenster von Sommer 2020 in gemeinsamer Sache von ESA und
Roskosmos wird zum nächsten Zeitfenster, alle 26 Monate gibt es ein günstiges
Zeitfenster, im Jahr 2022 verlegt. Schuld daran sind eher weniger die
einschränkenden Maßnahmen zur Eindämmung des Coronavirus, sondern kleinere
Schwierigkeiten: Wegen diversen Problemen mit den Verpackungssäcken der
Fallschirme für den ExoMars Rover sind einige umfangreichere Tests notwendig.
In den USA sollten zwar die finalen Fallversuche durchgeführt werden, mussten
aber von der Seite der USA geringer priorisiert werden, so wurden diese Tests
verschoben werden. Auch von der elektronischen Seite gibt es noch kleinere
Probleme, welche Softwarestests notwendig machen. Und nun kommt das Coronavirus
ins Spiel: Wenn diese verschiedenen Arbeiten und Arbeitsteams aus den
verschiedenen Ländern der ESA bzw. Russland kommen, was jetzt nicht mehr
möglich ist, verzögert sich die Arbeit rund um den Rover sehr.
Vom aktuellen Marsrover der NASA, Perseverance, habe ich keine gemeldeten Verzögerungen gesehen und es sieht auch im Moment so aus, als ob der Starttermin im Sommer 2020 stehen würde.
In China sieht es dabei ganz anders aus. Trotz der massiven
Reiseeinschränkungen auch innerhalb des Landes, geht der Raumfahrtbetrieb dort
unbeeindruckt weiter: Am 16. März startete eine Langer Marsch 7A Rakete, am 09.
März eine Langer Marsch 3B/E und für die Zukunft ist für den 24. März eine
Langer Marsch 2C-Rakete angesetzt. Und zwei weitere sollen noch diesen Monat von
der chinesischen Seite aus starten.
Das europäische Kontrollzentrum in Darmstadt läuft seit dem
16. März mit einer Mindestbesatzung. Trotzdem werden die Aufgaben nicht
weniger: Sie müssen ihre millionenschweren Satelliten in einer Woche mehrmals in
eine andere Bahn bringen, weil sie sonst möglicherweise mit Trümmerstücken
kollidieren können.
Die NASA läuft ebenfalls auf stand-by. Einige wenige Mitarbeiter in vereinzelten Instituten sind an dem Coronavirus erkrankt und so mussten die Institute die allermeisten Mitarbeiter nach Hause schicken. Unklar ist es, wie es dieses Jahr scheinbar weitergeht. Aktuelle Tests um das Orion-Raumschiff laufen gerade und „das Orion-Raumschiff könne man schlecht mit nach Hause nehmen“, heißt es.
In Kourou, in Französisch-Guayana, dort wo die Raketen für die ESA abheben, stehen ebenso mehrere Raketenstarts in den kommenden Wochen an, die verschoben werden müssten. Der Start der Vega-Rakete mit 44 Kleinsatelliten an Bord, die heute am 23. März starten sollte, die zwei nächsten Starts der europäischen Soyuz-2-Raketen. Anfang Juni soll die Ariane 5 zum nächsten Mal starten und die Ariane 6, der Nachfolger von der Ariane 5, soll noch dieses Jahr starten. Diese Starts wurden bisher noch nicht verschoben oder abgesagt.
OneWeb mit seinen Internetsatelliten, die vergeblich mit
SpaceX konkurrieren, startete am 21. März 34 neue Internetsatelliten mit einer
Soyuz 2.1b/Fregat von Baikonur trotzdem. Außerdem steht dieses in London
ansässiges Unternehmen kurz vor der Insolvenz.
Die ESO, Europäische Südsternwarte, betreibt an drei
Standorten in der Atacama-Wüste in Chile Observatorien und will den Betrieb ebenso
herunterregulieren. Die Grenzen wurden am 18. März geschlossen und alle Arbeitsreisen
der Techniker und Forscher zu den Observatorien wurden abgesagt, welche nicht
notwendig sind. Alle Veranstaltungen bei den Observatorien sind schon länger
abgesagt. Die meisten Teleskope vor Ort laufen derzeit im eingeschränktem
Betriebszustand.
Genauso wie mit dem Event Horizon Telescope (EHT): Die
Beobachtungskampagne vom 26. März bis zum 06. April wurde abgesagt. Sie wollten
ursprünglich in dem Zeitraum weiter mit ihrem weltumspannenden Netz aus Radioteleskopen
die Supermassiven Schwarzen Löcher von M87 und der Milchstraße beobachten.
Auch AURA reduziert ihre Forschungsbemühungen. Sämtliche
amerikanische Teleskope sowie das Gemini South Telescope fährt ihren Betrieb
drastisch herunter. Der für dieses Jahr angesetzte Release 3 der neuen Daten
vom Himmelskartografierungssatellit Gaia, der Daten von rund eine Milliarde
neuer Sterne und sehr viele Sterne davon mit Angaben von Spektren, Entfernungen,
etc. enthält, muss leider verschoben werden. Diese Kataloge stellen wichtige
Arbeitsgrundlagen dar. Die bisherigen Kataloge stehen natürlich nach wie vor
zur Verfügung.
Wann? Am 10. Februar 2020 um 05:03 MEZ Wer? ESA, im Rahmen des Cosmic Vision Programms, NASA (führt den Start durch) Trägerrakete: Atlas V 411 Was? Eine Sonnenerforschungssonde, die von verschiedenen „Konsortien“ in Europa gebaut wird. (wissenschaftliche Nutzlast) Ziel: Heliozentrische Umlaufbahn, die endgültige Umlaufbahn hat eine Inklination von 33° und kommt bis auf 42 Millionen km an die Sonne heran Start von: LC-41, Cape Canaveral AFS, Florida, USA Masse: SolO: 1800 kg
Der Startvorgang und die weiteren Abläufe im Überblick.
Startablauf
Der Solar Orbiter ist eine ESA-Raumsonde im Rahmen des Cosmic Vision Programms. SolO hat insgesamt 10 Instrumente an Board, die von verschiedenen „Konsortien“ Europas gebaut werden. Am 09. Februar 2020 um 23:03 Ortszeit, oder um 05:03 MEZ ein Tag später bei uns in Mitteleuropa. Falls dieser Anlauf nicht gelingt, gibt es auch ein zweistündiges Fenster jeden Tag bis zum 23. Februar, weil bis dahin die Bahnmanöver noch energetisch mit der Schubkraft des Triebwerks passt.
Weil der SolO nicht sofort in der Sonnennähe sein kann, wird er sich bis November 2021 annähern, um die nominelle Missionsphase einzuläuten. Die Reise des SolO führt auf eine elliptische Sonnenbahn. SolO wird außerdem in einer resonanten Umlaufbahn mit der Venus liegen, jeder dritte Umlauf wird SolO also dicht an die Venus gelangen. SolO wird, wie Parker Solar Probe auch, durch Flyby-Manöver Sprit sparen und dadurch ihre Bahn verändern können. So bremst SolO 8mal an der Venus und einmal an der Erde ab, um auch näher der Sonne zu kommen und dabei die Inklination, die Bahnebene zur Ekliptik, steigern. Seine kleinste Annäherung ab 2031 führt den SolO bis auf 60 RS heran.
Die Reise von SolO im Überblick.
Weil bei einer solchen Nähe ein Strahlungsdruck von
, (E ist die
Beleuchtungsstärke, Ls ist die Sonnenleuchtkraft, O ist die
Oberfläche). Das wäre etwa das 12,7-fache im Weltraum in der Höhe der Erdumlaufbahn
= 1 AE. Deshalb wurde bei der
Planung natürlich nicht auf einen Hitzeschild verzichtet. Der Hitzeschild
besteht aus mehreren Schichten, und ist u.a. aus einer
Hochtemperatur-Mehrschicht-Isolierfolie, beschichtet mit „Solar
Black“.
SolOs Aufgabe ist es, die Sonne, ja
wirklich die Sonne, in verschiedenen Wellenlängenbereich (sichtbares Licht,
Radio, extremes UV und Röntgenstrahlung) zu untersuchen, und das mit einer
bisher unerreichten Auflösung. Sie wird nicht nur die Sonne an sich
untersuchen, sondern mit ihren In-Situ-Instrumenten SolOs direkte Umgebung.
Auch wenn Parker Solar Probe
viel näher an die Sonne herankommen kann, ist es SolOs Aufgabe speziell die
Polarregionen von der Sonne ausgiebig zu untersuchen. Auch ein Vorteil der
gewählten Höhe ist es, dass die Parker Solar Probe im Perihel, also am
sonnennächsten Punkt etwa so schnell sich bewegt, wie die Sonne rotiert, somit
können auch ganz gut Langzeitaufnahmen von zumindest einer größeren Region der
Sonne angefertigt werden.
SolOs Instrumente
Flugmodell von Imager & Detektor-Elektronik-Modul des “Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays (STIX)”
STIX (Spectrometer/Telescope for Imaging X-rays)
ist ein Spektrometer und ein Teleskop, gebaut von der Fachhochschule Nordwestschweiz.
für die Beobachtung im Röntgenstrahlenbereich.
Der beobachtete Energiebereich wird etwa 4 keV bis 150 keV mit einer
Winkelauflösung von etwa 7 Bogensekunden und einem Sichtfeld von 2 Grad umfassen.
Das STIX wird die Intensität, Spektrum, Zeit und Ursprung von Röntgenquellen
beobachten. So können Rückschlüsse auf Elektronen gezogen werden, die in der
Korona der Sonne auf beachtliche Energien beschleunigt werden. Im Hintergrund steht
dabei das Rätsel, wie sich die Korona nach der Sonnenoberfläche massiv bis etwa
eine Millionen Kevin erhitzen kann. Das AIP (Leibniz-Institut für Astrophysik
Potsdam) hat sich ebenso am STIX beteiligt, genauso wie am Instrument EPT-HET
für den EPD. Mehr zum STIX
PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager)
vermisst das Magetfeld in der Photosphäre. Dessen Daten könnten aufschlussreich
sein, über Sonnenflecken mehr herauszufinden. Der PHI kommt aus dem MPS
(Max-Planck-Institut für Sonensystemforschung) und in Zusammenarbeit mit dem KIS
(Kiepenheuer Institut für Sonnenphysik).
EUI (EUV full-Sun and high-resolution Imager)
fertigt Bilder der verschiedenen Schichten der Sonnenatmosphäre an. Das EUI
kommt auch aus dem MPS.
Coronagraph METIS beobachtet die Korona im
Bereich des sichtbaren Lichts bis ins Ultraviolette in hoher räumlicher und
zeitlicher Auflösung. METIS kommt wie einige andere Instrumente auch vom MPS.
SoloHI (Heliospheric Imager) beobachtet Anomalitäten
des sichtbaren Lichts durch die Elektronen im Sonnenwind. Dadurch können Massenbewegungen
in der Korona aufgedeckt werden.
SPICE (Spectral Imaging of the Coronal
Environment) vermisst die
untere Korona und die Photosphäre durch ein UV-Spektroskop. SPICE kommt ebenso
vom MPS.
Die In-situ-Instrumente (für die unmittelbare Umgebung):
EPD (Energetic Particle Detector) besteht aus SIS, STEIN, EPT-HET und LET (Suprathermal Ion Spectrograph, Suprathermal Electrons, Ions and Neutrals Telescope, Electron and Proton Telescope-High Energy Telescope, Low Energy Telescope) und untersucht Ionen, Elektronen und Atome, energiegeladenen Teilchen bei wenigen keV, bis zu hochenergetischen Elektronen und Ionen, 100 MeV (Protonen) und 200 MeV/Nukelon (schwere Ionen). Der EPD kommt vom CAU (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel).
SWA (Solar Wind Plasma Analyser) untersucht den Sonnenwind auf Eigenschaften und Zusammensetzung.
MAG (Magnetometer) misst das lokale Magnetfeld.
RPW (Radio and Plasma Waves) misst ebenso lokale Magnetfelder und elektrische Felder mit auch einer hohen zeitlichen Auflösung.
Das Spitzer-Weltraumteleskop wird heute am 30.01.2020
abgeschaltet. Das wurde bereits Ende Mai des letzten Jahres bekannt. Was das SST
geleistet hat, und wie die letzte Missionsphase im Zusammenhang mit dem James-Webb-Weltraumteleskop
JWST steht, dazu jetzt. Das Spitzer-Weltraumteleskop wurde nach Astrophysiker
Lyman Spitzer benannt.
Das Teleskop
Das Spitzer-Weltraumteleskop (SST) ist ein Infrarotteleskop und arbeitet auf den Wellenlängen von 3 bis 180 µm. Mit dem Spitzer-Weltraumteleskop kann man besser protoplanetare Scheiben erkennen, in Sternentstehungsgebieten vordringen oder durch interstellare Wolken besser durchschauen, außerdem kann man mit Spitzer theoretisch besser Rote Zwerge, oder Braune Zwerge, aber auch ganz andere Objekte wie Galaxienkerne, weitentfernte Galaxien mit starker Rotverschiebung entdecken. Der Vorteil von dem infraroten, langwelligeren Licht ist, dass dieses Licht nicht so einfach gestreut, geblockt oder abgelenkt werden kann, so kann Spitzer ja auch teilweise durch diese interstellaren Wolken aus Staub und Gas blicken.
Das Herzstück des Teleskops besteht aus einem
85-Zentimeter-Hauptspiegel, einem kleineren Nebenspiegel aus Beryllium. An Bord
befinden sich drei verschiedene Instrumente als Detektoren:
IRAC: (von Infrared Array Camera), das sind vier
Infrarotkameras, die simultan vier verschiedene Bereiche mit den Wellenlängen 3,6;
4,5; 5,8 und 8 µm aufnehmen können. Das Gesichtsfeld beträgt 5,12 mal 5,12 Bogenminuten.
IRS (von Infrared Spectrograph), ein
Infrarotspektrometer, die in vier verschiedenen Wellenlängen arbeiten. (von 5,3
bis 14 µm und von 14 bis 40 µm niedrig auflösend; von 10 bis 19,5 und von 19
bis 37 µm hochauflösend)
MIPS (von Multiband Imaging Photometer for Spitzer)
ist hauptsächlich für das Ferne Infrarot zuständig, so ist es aus drei Detektorfeldern,
die bis zu 160 µm ausgelegt sind. Sen Gesichtsfeld beträgt bei kürzeren
Wellenlängen 5 mal 5 Wellenlängen und bei längeren Wellen 5 mal 0,5 Bogenminuten.
Um die störenden Wärmeeinstrahlungen von der Erde zu
verhindern, wurde seine so Position ausgewählt, dass Spitzer für die Kommunikation
nicht allzu weit weg ist, und nicht allzu nah zur Erde. Spitzer soll sich so
also um eine Bahn um die Sonne, also heliozentrisch, bewegen. Auch wurde das
Teleskop und die Instrumente mit flüssigem Helium auf etwa 5,5 K runtergekühlt,
was nahe dem absoluten Nullpunkt ist. Das integrierte Hitzeschild hält die
Wärme von der Sonne dem Teleskop fern und auch wärmere Teile der Raumsonde auch.
Das SST, zu Zeiten des Starts noch SIRTF (Space Infrared
Telescope Facility) startete am 25. August 2003 mit einer Delta II 7920H. Eine
Delta II 7920H besitzt 8 Booster und laufen mit Wasserstoff, darauf weit das „H“
hin. Es war ein Nachtstart für Spitzer und bei uns war es noch 07:35 MESZ. Der
Start lief reibungslos ab. Das Ziel von Spitzer, der Zielorbit ist ein
heliozentrischer Orbit und es fiel nach dem Start allmählich von der Erde
zurück. So entfernt sich Spitzer der Erde und somit beschränkt sich die
Kommunikationszeit. Die Kommunikationszeit beschränkt sich in den letzten
Monaten auch, weil die Erde inzwischen von Spitzer aus gesehen einen nahen
Winkel zur Sonne hat, so kann man Spitzer nur kurz zur Erde ausrichten und
Daten austauschen, weil dabei die Sonneneinstrahlung nicht mehr auf die Solarzellen
trifft und außerdem sich die Raumsonde wegen der Stellung erwärmt. Wie auch
immer, der Start war supi!
Missionsverlauf
Ursprünglich war bloß eine Missionsdauer von 2,5 Jahre angesetzt. Diese wurde nun bei weitem übertroffen. Vom Startdatum bis zum heutigen Datum vergingen 6 002 Tage, oder 16 Jahre, 5 Monate und 5 Tage. Weil eine solange Betriebsdauer gar nicht vorgesehen war, war bis zum 15. Mai 2009 das flüssige Helium langsam ins All diffundiert oder aufgebraucht. Seitdem war der Betrieb von einigen wesentlichen Instrumenten, aufgrund der höheren Temperatur von 31 K nicht mehr möglich. Lediglich der Betrieb von zweien der vier IRAC-Kameras war mehr möglich. Deshalb unterscheidet man zwischen der Spitzer Cold Mission, und auch der primären Mission, und der Spitzer Warm Mission.
Gegenwärtig ist das Spitzer-Weltraumteleskop etwa 265,7 Mio. km von der Erde entfernt (30.01.2020, 19:09)
Herbst 2005: Man erhielt aus einer Aufnahme im Sternbild Drache, nach der Ausfilterung störender Quellen, z.B. naheliegende Galaxien, ein Bild des frühen Universums, welches mit den gängigen Theorien übereinstimmte.
Frühjahr 2006: Durch Kombination (Stacking) mehrerer Tausend Einzelaufnahmen ein Bild mit hoher Qualität vom Zentrum der Milchtraße, das hätte man mit dem HST (Hubble-Weltraumteleskop) nicht machen können, da das sichtbare Licht im Bereich vom HST nicht durch die interstellaren Wolken zum Zentrum der Galaxie vordringen kann.
Nach Oktober 2006: Mithilfe von Aufnahmen aus Oktober 2006 konnte man eine recht gute Temperaturkarte, ähnlich einem Bild aus einer Wärmebildkamera, von HD 189733b erstellen.
Mai 2007: Spitzer hat eine Menge bis dato noch unbekannte Zwerggalaxien im Coma-Cluster, in etwa 320 Millionen LJ Entfernung, nachweisen können. (Im Sternbild Haar der Berenike)
Ab Februar 2007: Nachdem man im Februar noch kein Wasser auf HD 189733b nachweisen konnte, gelang ein Nachweis im Juli 2007, und im Dezember 2008 ein eindeutigerer Nachweis.
Frühjahr 2008: Bei AA Tauri wurde eine protoplanetare Scheibe entdeckt, die auch organisches Material enthielt, außerdem wurde bei HD 189733b Methangas in der Atmosphäre nachgewiesen.
Dezember 2008: Eine eindrucksvolle Aufnahme zeigt die Zerstörung der protoplanetaren sehr junger Sterne durch den Sonnenwind von nahen massereichen Sternen.
Oktober 2009: Ein sehr dünner Ring wurde erstmals um Saturn entdeckt. Er ist viel dünner und größer als die anderen Saturnringe, der Ring geht bis ins Mondsystem, z.B. an die Bahnen von Iapetus.
März 2010: Zwei „urtümliche“ Schwarze Löcher wurden in 12,7 Mrd. LJ entdeckt. Urtümliche Schwarze Löcher sind vermutlich nicht von Staubtori (Singular: Staubtorus, diese Donut-Form) umgeben, wie die meisten später entstandenen Quasare.
Juli 2010: Es wurden erstmals Fullerene, das ist eine Kohlenstoffmodifikation im Kosmos nachgewiesen, genauer: im Planetarischen Nebel Tc 1.
Juli 2012: Mit dem Spitzer-Weltraumteleskop wurde um Gliese 436 zwei Planeten festgestellt. Gliese 436b ist ein Planet, der nur 2/3 Größe der Erde hat. Seine geschätzte Effektive Oberflächentemperatur beträgt etwa 600 °C.
Nachtrag: Mysteriös, das Exoplanetenarchiv meldet, dass Gliese 436b scheinbar ein Neptun-ähnlicher ist.
Andere Infrarot-Weltraumteleskope
z.B.: das Hubble-Weltraumteleskop (Nahes Infrarot), IRAS (Infrared Astronomical Satellite, ISO (Infrared Space Observatory), Herschel-Weltraumteleskop, und auch das JWST (James-Webb-Weltraumteleskop).
