vom 9.-20.3.2001
Zu den aktuellen Meldungen
Keck und VLT Interferometer erreichen Meilensteine
Das Wettrennen dauerte schon Jahre, und am Ende erreichten beide Projekte
das Ziel mit nur 5 Tagen Abstand: Am 12. März funktionierte das
Keck Interferometer auf dem Mauna Kea zum ersten Mal, bei dem das Licht der
beiden 10-m-Teleskope wellengenau zusammengeführt wird - und am 17.3.
gelang derselbe Trick auch auf dem Paranal. Allerdings benutzt das VLT
Interferometer noch nicht die grossen 8-m-Spiegel, sondern kleine
»Siderostaten«, um das unterirdische Optiklabor erst ausgiebig
zu testen.Optische Interferometrie gibt es schon seit Jahrzehnten, und auch schon einige wissenschaftliche Ergebnisse, doch immer konnten nur sehr kleine Teleskope eingesetzt werden, was die Anwendung auf sehr helle Sterne beschränkte. Das Keck Interferometer (bei dem die wissenschaftliche Arbeit bereits im Herbst beginnen soll) und das VLTI sind die ersten, bei denen das Licht von Grossteleskopen zusammengeführt wird, um die Winkelauflösung eines Instruments von dutzenden Metern Durchmesser zu erreichen. Dass dies mit der nötigen Präzision gelungen ist, zeigt das Auftreten von Interferenzstreifen (»Fringes«): Es sind diese »First Fringes«, die nun auf Hawaii und in Chile gefeiert werden. [20.3.2001]
[240] Links: Pressemitteilungen zu den »First Fringes« von Keck und ESO, die Homepages der Keck und VLT Interferometer - und ein ausführlicher Artikel über optische Interferometrie aus dem Scientific American.
Der Plan für die letzten 2 1/2 Jahre der Galileo-Mission
Die Planung der bereits dritten Verlängerung der Mission des Jupiterorbiters Galileo (siehe auch Artikel 203) ist endlich abgeschlossen worden - noch bis Sommer 2003 darf weiter geforscht werden:
- Im Mai, August und Oktober 2001 gibt es einen engen Vorbeiflug an Callisto und zwei Flüge über die Pole von Io.
- 2002 kümmert sich Galileo nur noch um Feld- und Teilchenexperimente, wobei es zu einem weiteren Io-Besuch und einer Passage von Amalthea kommt.
- Im August 2003 schliesslich wird Galileo direkt in den Jupiter gelenkt.
[239] Link: JPL Press Release.
Eine neue Technik zur Datierung der Oberfläche von Io, wo Impaktkrater durch neue Lava gleich wieder entfernt werden, könnte das Abkühlverhalten eben dieser Lava ausnutzen: JPL Press Release.
Satellitenrettung und Mondmission in einem?
Die NASA und amerikanische Versicherungen denken ernsthaft über eine exotische Shuttle-Mission nach, bei der ein auf einem unbrauchbaren Orbit gelandeter Nachrichtensatellit mit einem neuen Motor versorgt werden würde - und zusammen mit einer wissenschaftlichen Sonde Richtung Mond geschossen würde. Während sich der Mondorbiter auf halben Weg selbständig machen würde, könnte der Satellit das Schwerefeld des Mondes ausnutzen, um zur Erde zurückzukehren, diesmal auf einer besseren Bahn. Der Trick ist 1998 schon einmal gelungen (siehe Artikel 172), damals mit den eigenen Triebwerken des Satelliten.
Noch ist völlig unklar, ob es zu der aussergewöhnlichen gemischten Mission zur Rettung des 1999 gestrandeten Orion 3 samt Start einer Mondsonde (für die es noch gar keine Pläne gibt) kommen wird: Sie dürfte etwa 200 Mio.$ kosten und 18 Monate Vorbereitungszeit erfordern. Nur wenn es sich für die Versicherungen rechnet, die damals den Schaden ersetzen mussten, wird das Projekt vorangetrieben. Und es ist auch nicht klar, ob dafür wirklich ein Space Shuttle eingesetzt werden darf, da dieser seit 1986 für kommerzielle Starts nicht mehr benutzt werden darf. Die »Zugabe« der Mondsonde könnte allerdings ein gewichtiges Argument sein. [20.3.2001]
[239] Quelle: Space News vom 12.3.2001.
Mirs Ende: Wie der Plan geändert wurde
Ursprünglich wollte die Flugkontrolle den kontrollierten
Absturz Mirs schon kurz nach dem natürlichen Absinken
der Bahn auf eine mittlere Höhe von 250 km einleiten und
insgesamt vier Bremsmanöver über drei Tage
verteilen - doch Anfang März wurde die Prozedur
geändert. Nun wartet man ab, bis die Luftreibung die Bahn
bis auf 220 km gedrückt hat (s.a. Artikel
231) - und dann soll es innerhalb von nur 6 bis 7 Stunden
zuendegehen. Die sicherste Strategie ist ein Kompromiss:
Einerseits möchte man genug Zeit haben, um nach jedem
Manöver die Bahn neu zu vermessen - aber andererseits
benötigt die permanente Stabilisierung der
räumlichen Lage Mirs gegen den immer stärkeren
Luftwiderstand eine Menge Treibstoff.Für einen kontrollierten Crash in den »Raumschrott-Friedhof« im Pazifik muss der Mir-Komplex bis zum letzten Moment in einer stabilen Fluglage gehalten werden, um einerseits die letzten Düsen-Zündungen in eine eindeutige Richtung zielen zu lassen, aber auch, um die ständige Beleuchtung der Solarzellen sicherzustellen (die Akkus der Station sind nicht mehr zuverlässig). Aus dem Verfall von Mirs Bahn, der am 13. März bereits 2.2 km pro Tag betrug (in 220 km Höhe werden es 4 km/Tag sein) ergibt sich, dass die 220-km-Marke am 21. März (+2,-1 Tage) erreicht werden wird, so der Moskauer Trajectory Report # 55 vom 14.3. Die Prognosen sollten immer besser werden, weil die schwankende Sonnenaktivität nur die obersten Atmosphärenschichten stark variieren lässt und die unteren von relativ konstanter Dichte sind.
Wenn es so weit ist, werden mehrere Orbits in Folge zur Auswahl stehen, die alle in dasselbe generelle Absturzgebiet führen, und der beste wird erst kurz vorher ausgewählt. Die Raumstation wird so gedreht, dass die Triebwerke des Progress-Transporters genau in Flugrichtung zeigen, und die gegenwärtige langsame Rotation (2 Umdrehungen pro Stunde um die Längsachse) wird angehalten. Zwischen 215 und 220 km Höhe werden dann in zwei aufeinanderfolgenden Orbits die ersten zwei Bremsmanöver durchgeführt, die die derzeit noch fast kreisförmige Bahn (13. März: 238 x 247 km) elliptischer machen, mit dem ca. 150 km tiefen Perigäum bereits über 47 Grad südlicher Breite. Wenn das geklappt hat, ist die Nordhalbkugel ausser Gefahr.
Im 4. oder 5. Orbit zündet dann Progress das dritte Mal, rund 13 Minuten lang, bis der Treibstoff alle ist, während Mir von Afrika bis Russland fliegt: Das Perigäum schrumpft nun auf hypothetische 80 km, was knapp 45 Minuten später den Eintritt in tiefere Atmosphärenschichten über der »Friedhofsregion« des Pazifik erzwingt, rund um 140 Grad West und 47 Grad Süd. Eventuell kann das Auseinanderbrechen von einer amerikanischen Radarstation auf dem Kwajalein-Atoll direkt verfolgt werden, sicher auch das unvermeidliche Infrarotsignal von US-Frühwarnsatelliten - wieviel dieser Informationen in Echtzeit zur Verfügung stehen wird, ist aber noch offen. [14.3.2001]
[237] Quellen: Interviews mit Mir-Experten von DLR und ESA am 12.+13. März. Links: der aktuelle Trajectory Report direkt aus Moskau, die Mir-Seiten des DLR, jede Menge Meldungen von der RP (in Deutsch) und aus Space.com (in Englisch), Science@NASA mit deutschen Amateurbildern von Mir, Space.com über die Risiken des neuen Plans und Space Daily über die australische Perspektive.
Eine mysteriöse infrarote Hintergrundstrahlung
bei 1.3 und 2.2 Mikrometer Wellenlänge ist überraschend in Daten des alten Kosmologie-Satelliten COBE aufgespürt worden - dank des gigantischen Sternkatalogs der Himmelsdurchmusterung 2MASS (siehe Artikel 224). Denn er hat es möglich gemacht, die Infrarot-Strahlung aller einzelnen Sterne von den präzisen Messungen der gesamten IR-Strahlung durch den Satelliten abzuziehen. Diese Prozedur wurde in ingesamt 550 Quadratgrad des Himmels angewandt, wo Störungen durch interstellares Medium und interplanetaren Staub besonders gering und gut mathematisch zu modellieren waren.
Eigentlich sollte nach der Subtraktionen dieser Quellen und der Sterne nur noch die Strahlung zahlloser ferner Galaxien übrigbleiben, auch sie quantitativ gut im Griff. Doch zum Staunen eines Teams von Infrarotastronomen blieb immer noch eine Menge Strahlung übrig: Der nah-infrarote »Hintergrund« war um ein Mehrfaches stärker als berechnet. Das kann nur heissen: Entweder gibt es dramatisch mehr ganz schwache Galaxien, die zusammen die Zusatzkomponente produzieren - das gilt als unwahrscheinlich. Oder aber sie hat einen völlig anderen Ursprung: Mögliche Kandidaten sind eine längst wieder vergangene allererste Generation von Sternen (»Population III«) oder prägalaktische Schwarzen Löcher oder schwere Elementarteilchen, die zu Photonen zerfallen sind. [14.3.2001]
[236] Link: ein Paper von Cambresy et al.
Millionen Sekunden lang belichtete Chandra-Bilder ausgeählter Himmelsfelder setzen die Auflösung der Röntgen-Hintergrundstrahlung in ferne Aktive Galaktische Kerne fort: Chandra, ESO und JHU Press Releases.
Fliegt der Euro-Sonnensegler schon 2002?
Cosmos 1 - siehe Artikel 227 - wird nicht lange das einzige Sonnensegel-Experiment im Erdorbit bleiben: Eine vergleichbare Demonstration, aber mit deutlich anderer Mechanik, wird derzeit in Europa vorbereitet. Noch steht die Finanzierung nicht endgültig, aber wahrscheinlich werden sich das deutsche DLR und die ESA die Kosten 50:50 teilen - und gestartet werden soll Ende 2002, vielleicht ebenfalls auf einer russischen Rakete, in 600-1000 km Höhe. Auch über die mögliche Störung von Astronomen hat man sich eingehende Gedanken gemacht und stellt klar: Nach dem Experiment werden Satellit und Segel sofort in die Atmosphäre gelenkt und restlos verglühen.
Das Projekt hat eine wechselvolle Geschichte hinter sich: 1992 begannen bei der DLR (damals noch weiblich) auf kleiner Flamme Arbeiten an einer Konzeption, nachdem sich ein Wissenschaftler von der damaligen Euphorie für ein internationales Wettsegeln zum Mars oder wenigstens Mond anstecken liess. Diese »Weltraumregatta« hat nie stattgefunden, aber dafür kam es Mitte der 90er Jahre zu einer gemeinsamen Studie des amerikanischen JPL mit der DLR, die zu Plänen für ein 40x40 m grosses Segel im Orbit führte - leider hatten auch jetzt wieder weder die amerikanische noch die deutsche Seite die nötigen Mittel (und/oder den Mut) zur Realisierung.
Das Blatt wendete sich erst, als sich die ESA an den Arbeiten zu beteiligen begann und 1999 - nach auch einigen Rückschlägen -ein spektakuläres Entfaltungsexperiment für ein 20x20-m-Segel auf dem (Kölner) Boden gelang: Plötzlich stieg das Vertrauen, und ein entsprechendes Experiment im Orbit rückte in greifbare Nähe. Bis Ende dieses Monats sollen nun Finanzierung und Management-Struktur festgeklopft werden, und das Projekt tritt allmählich in seine entscheidende Phase. Wichtige Rollen werden dabei das DLR-Institut für Strukturmechanik in Braunschweig und die Firma Kayer-Threde spielen. Für das DLR ist der Sonnensegler jedenfalls ein »absolutes Topprogramm, was die Werkstoffe betrifft«, so ein Sprecher zu SuW, und er ist bereits »als Kerngebiet definiert«.
Der Hauptunterschied zwischen Cosmos 1 und dem deutschen Ansatz ist denn auch die Struktur, die das Sonnensegel trägt: Beim DLR-Konzept sind es vier starre Stangen, die aber für den Start aufgerollt werden können (das klingt verrückt, geht aber wirklich: Dem SuW-News-Redakteur wurde 1998 ein Prototyp vorgeführt). Solch ein Verfahren wurde zwar schon länger diskutiert, aber erst vom DLR in Braunschweig in die weltraumtaugliche Form gebracht. Über die Nutzlast des Satelliten, der allein technologische und keine wissenschaftlichen Aufgaben haben wird, ist bisher nur bekannt, dass er - wie Cosmos 1 - mit Kameras bestückt sein wird, um das Entfalten zu überwachen. Für das eine oder andere Instrument dürfte aber noch Platz sein. [9.3.2001]
[235] Quellen: zahlreiche Interviews mit Beteiligten der Projekte in der ersten Märzwoche. Links: eine - nicht mehr aktualisierte - DLR-Webseite, die Homepage des »Star of Tolerance«, einem Projekt, das eine unklare Rolle bei dem DLR/ESA-Experiment spielt - und ein Heise-Artikel über ein denkbares Sonnensegel-Rennen zum Mond.
Wird die ISS wird zum Schatten ihrer selbst?
Seit dem 8. März ist die zweite Stammbesatzung unterwegs zur ISS, doch über dem Projekt schwebt ein grosses Fragezeichen: Um der erst im Februar bekanntgewordenen drohenden Kostenüberschreitung für den amerikanischen Anteil von 4 Mrd. Dollar Herr zu werden, hat die neue US-Regierung kurzerhand angeordnet, dass »der US-Kern [der ISS] als komplett betrachtet [werden kann], sobald die Station in der Lage ist, wichtige internationale Hardware-Elemente aufzunehmen«. Die drohenden Extra-Kosten werden dann teilweise »dadurch kompensiert, dass Mittel von den verbleibenden US-Elementen (insbesondere hochriskanten wie dem Habitation Module, dem Crew Return Vehicle und dem Propulsion Module) umgeleitet werden.«
Die wichtigste Konsequenz: Auch in Zukunft können nie mehr als drei Besatzungsmitglieder gleichzeitig längere Zeit an Bord bleiben! Die NASA hatte aber vorgehen, dass die Stammbesatzungen aus sieben Astronauten bestehen sollten, 3 für die Wartung der Station und 4 für die Arbeit an den wissenschaftlichen Experimenten. Genau diese 4 fehlen nun. Ein Ausweg könnte sein, überwiegend automatische Experimente zur ISS zu schicken, aber wozu dann überhaupt eine bemannte Station? Zwar wäre das Habitation Module für eine grössere Besatzung nicht zwingend erforderlich: Schlafen kann man auf Raumstationen praktisch überall, wie es die Mir-Passagiere demonstriert haben.
Doch ohne das Crew Return Vehicle bleibt nur eine dreisitzige Soyuzkapsel als potentielles Rettungsboot, und ob die NASA bei der russischen Industrie zusätzliche Soyuzze ordern (und letztere die überhaupt schnell genug produzieren) kann, um immer zwei gleichzeitig angedockt zu haben, ist noch völlig offen. Bleibt es beim Aus für das CRV und nur einer permanent vorhandenen Soyuz, dann sinke die wissenschaftliche Produktivität der ISS um 80 Prozent, fürchtet man in Europa, wo man das »nicht akzeptieren« werde, so ein DLR-Sprecher im Deutschlandfunk am 8.3. Und besonders schmerzen würde die ESA ein Ende des CRV, wollte man doch 150 Mio. Euro in die Entwicklung stecken. [9.3.2001]
[234] Links: Die »Budget-Highlights« und Space.com über die Internationale Reaktion auf die Sparbeschlüsse.
Eine Astronautin nicht mehr von dieser Welt
zieht jetzt als einer der drei Teilnehmer der Expedition Two in die ISS ein: Susan Helms, 42, unverheiratet, keine Kinder, hat kurzerhand ihren Haushalt aufgelöst und die Wohnung gekündigt - nur noch ein Auto, persönliche Gegenstände in einer Lagerhalle, ein Postfach und ein Bankkonto (und ihre Katze Mango) blieben auf der Erde zurück! So radikal brechen NASA-Astronauten in der Regel ihre Brücken zur Erde nicht ab, aber Helms (die erst gar keine Lust auf einen langen ISS-Aufenthalt hatte) möchte sich während ihres 4 1/2- bis 5-monatigen Einsatzes nicht um Rechnungen oder Einbrecher (wie sie manchen Kollegen heimgesucht haben) sorgen müssen. Das Hauptproblem war das Abmelden des Telefonanschlusses: Die Telefongesellschaft wollte Helms partout nicht glauben, dass es an ihrem neuen Wohnort nicht einmal Telefone gibt ... [9.3.2001]
[233] Links: eine Space.com-Story.
Das kommerzielle ISS-Modul »Enterprise« kommt 2003
Das grundlegende Design des Moduls, das die US-Firma Spacehab und RSC Energia zusammen entwickeln, ist abgeschlossen und von der russischen Weltraumbehörde Rosaviakosmos abgenommen worden. Auf einer Proton soll Enterprise 2003 starten und das bisher vorgesehene russische Docking & Stowage Module (DSM) ersetzen. Vor allem aber soll das Modul, das zum russischen Segment der Station (ISS RS) gehören wird, zahlenden Kunden aus aller Welt offenstehen. Und im Paket soll es auch gleich eine eigene angedockte Soyuz-Kapsel geben, als Rettungsboot für zusätzliche Besatzungsmitglieder, die in Enterprise arbeiten. Die in Artikel 234 geschilderten Probleme, mehr als 3 Besatzungsmitglieder in der »normalen« Stammbesatzung zu haben, dürfte dieses Soyuz indes kaum mildern. [9.3.2001]
[232] Links: ein Russian SpaceWeb-Artikel.
Zeitplan klar: Mir fällt um den 20. März
Zwei Marken sind entscheidend: Wenn der natürliche Verfall des Orbits von Mir durch den Luftwiderstand die mittlere Bahnhöhe auf 250 km gesenkt hat, ist die Zeit gekommen, die genauen Zeitpunkte für die insgesamt vier Zündungen der Triebwerke des Progress-Transporters festzulegen (siehe auch Artikel 229) - die erste soll in ca. 220 km Höhe erfolgen, und binnen drei Tagen ist es um die Raumstation geschehen. Anfang März schrumpfte die Mir-Bahn mit relativ konstanten 1.5 km am Tag, und dass am 10. März die 250-km-Marke erreicht sein würde, wusste die Moskauer Flugkontrolle schon am Monatsanfang. Im Prinzip könnte ab diesem Punkt der kontrollierte Abstieg eingeleitet werden, doch um Treibstoff zu sparen, soll die Mir nun von der Luftreibung bis auf 220 km gebracht werden - dann aber, am 19. oder 20. März, geht es wirklich los.
Vier Bremsmanöver sollen in einem Intervall von 72 Stunden stattfinden: Die Station wird so gedreht, dass der Progress in Flugrichtung zeigt, und zwei Impulse in den ersten 24 und ein weiterer in den nächsten 24 Stunden machen den derzeit noch fast kreisförmigen Orbit (9.3.: 245 x 257 km) elliptisch. Dabei liegt das 150- 160 km höhe Perigäum bereits über der Südhalbkugel: Wenn so weit alles glattgegangen ist, dann ist zumindest ein unkontrollierter Absturz über der Nordhemisphäre (wo das noch 220 km hohe Apogäum liegt) ausgeschlossen. In den dritten 24 Stunden schliesslich wird im entscheidenden Moment das vierte Bremsmanöver eingeleitet, rund 800 Sekunden lang, von Afrika bis Russland, das 45 Minuten später einen Eintritt in die tieferen Atmosphärenschichten über der »Friedhofsregion« des Pazifik rund um 140W und 47S sicherstellen soll.
Wie genau die der 130-tönnige Mir-Komplex mit seinen vielen Modulen auseinanderbrechen wird, weiss zwar niemand, aber die Flugkontrolle stellt es sich inetwa so vor: Bereits in 100-110 km Höhe brechen Antennen und Solarpanele ab, und in 80-90 km Höhe brechen auch die Module selbst auseinander. In 40-50 km Höhe sollten die Fragmentation beendet sein und die vielleicht 1500 nicht verglühenden Teile - zusammen 20-25 Tonnen - in einer 3 bis 6000 km langen und 200 km breiten Zone niedergehen, das grösste Einzelstück bis zu 700 kg schwer. Zwar liegt die Verantwortung für die sichere Entsorgung der Station allein bei Russland, aber die USA und die ESA helfen mit ihren Einrichtungen zur Bahnverfolgung und ihren Prognosen zur Entwicklung der Dichte der Erdatmosphäre so gut mit, wie sie können. [9.3.2001]
[231] Links: die Mir-Reentry-Seiten von Russland, Deutschland und der UNO und detaillierte Papiere aus Russland und Australien.
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