Bildnachweis: Arianespace
Die erste Mission Europas zum Mond, SMART-1, startete am Samstagabend erfolgreich an Bord einer Ariane-5-Rakete. Das Raumschiff hat seine Solaranlagen eingesetzt und wird derzeit einer ersten Überprüfung seiner Systeme unterzogen, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert. Sein Ionenmotor wird das Raumschiff am 4. Oktober in Richtung Mond beschleunigen, aber es wird eine lange Reise - er wird erst im März 2005 eintreffen.
SMART-1, Europas erstes wissenschaftliches Raumschiff, das den Mond umkreisen soll, hat den ersten Teil seiner Reise abgeschlossen, indem es nach einem fehlerfreien Start in der Nacht vom 27. auf den 28. September seine erste Erdumlaufbahn erreicht hat.
Die SMART-1 der Europäischen Weltraumorganisation war eine von drei Nutzlasten auf dem Ariane-Flug 162. Die generische Ariane-5 startete am 27. um 2014 Uhr Ortszeit (2314 Uhr GMT) vom Raumfahrtzentrum Guayana, Europas Raumhafen in Kourou, Französisch-Guayana September (01:14 mitteleuropäische Sommerzeit am 28. September).
42 Minuten nach dem Start waren alle drei Satelliten erfolgreich in eine geostationäre Transferbahn (742 x 36 016 km, um 7 Grad zum Äquator geneigt) entlassen worden. Während die beiden anderen Satelliten auf eine geostationäre Umlaufbahn manövrieren sollen, beginnt der 367 kg schwere SMART-1 eine viel längere Reise zu einem Ziel, das zehnmal weiter entfernt ist als die geostationäre Umlaufbahn: dem Mond.
"Europa kann stolz sein", sagte ESA-Generaldirektor Jean-Jacques Dordain, nachdem er den Start des ESOC-Raumfahrtzentrums der ESA in Darmstadt miterlebt hatte. "Wir haben wieder Kurs auf den Mond genommen." Und das ist erst der Anfang: Wir bereiten uns darauf vor, viel weiter zu kommen. “
Das Raumschiff hat seine Solaranlagen eingesetzt und wird derzeit von ESA / ESOC unter Kontrolle seiner Systeme überprüft. Diese Prüfung wird bis zum 4. Oktober fortgesetzt und beinhaltet die erstmalige Zündung des innovativen Ionenmotors von SMART-1.
Mit dem Ionenantrieb zum Mond
Wissenschaft und Technologie gehen bei dieser aufregenden Mission zum Mond Hand in Hand. Die Erde und der Mond haben über 4.000 Millionen Jahre gemeinsame Geschichte. Wenn wir also den Mond besser kennen, können Wissenschaftler in Europa und auf der ganzen Welt unseren Planeten besser verstehen und ihnen wertvolle neue Hinweise geben, wie sie ihn besser schützen können “, sagte die ESA Wissenschaftsdirektor David Southwood nach dem Start von Kourou.
Als erste Mission in der neuen Reihe kleiner Missionen für fortgeschrittene Technologieforschung wurde SMART-1 hauptsächlich entwickelt, um innovative und Schlüsseltechnologien für zukünftige Missionen in der Weltraumforschung zu demonstrieren.
Die erste Technologie, die auf SMART-1 demonstriert wird, ist der Solar Electric Primary Propulsion (SEPP), ein hocheffizientes und leichtes Antriebssystem, das sich ideal für Langzeit-Weltraummissionen in und außerhalb unseres Sonnensystems eignet. Das Antriebssystem von SMART-1 besteht aus einem Einzelionenmotor, der mit 82 kg Xenongas und reiner Sonnenenergie betrieben wird. Dieses Plasma-Triebwerk basiert auf dem „Hall-Effekt“, um Xenonionen auf eine Geschwindigkeit von bis zu 16.000 km / h zu beschleunigen. Es ist in der Lage, 70 mN Schub mit einem bestimmten Impuls (dem Verhältnis zwischen Schub und Treibmittelverbrauch) 5 bis 10 Mal besser als herkömmliche chemische Triebwerke und für eine viel längere Dauer (Monate oder sogar Jahre im Vergleich zu den Betriebszeiten von wenigen Minuten) zu liefern typisch für traditionelle chemische Motoren).
Der Ionenmotor soll am 30. September in Betrieb gehen. Zuerst wird es fast ununterbrochen feuern, "nur wenn das Raumschiff im Schatten der Erde steht", um die Sonde zu beschleunigen (bei etwa 0,2 mm / s2) und die Höhe ihres Perigäums (den tiefsten Punkt seiner Umlaufbahn) von 750 auf zu erhöhen 20 000 km. Dieses Manöver dauert ungefähr 80 Tage und platziert das Raumschiff sicher über den Strahlungsgürteln, die die Erde umgeben.
Flug 162 startbereit
Die Inbetriebnahme wird innerhalb von 2 Wochen abgeschlossen sein. Danach wird das ESA-Kontrollzentrum am ESOC zwei wöchentliche Zeiträume von 8 Stunden mit dem Raumfahrzeug in Kontakt sein.
In sicherer Entfernung von der Erde feuert SMART-1 sein Triebwerk für mehrere Tage ab, um seinen Apogäum (die maximale Höhe seiner Umlaufbahn) schrittweise auf die Umlaufbahn des Mondes zu heben. In 200 000 km Entfernung von der Erde wird es im Vorbeigehen erhebliche Schlepper vom Mond erhalten. Es wird dann Ende Dezember 2004, Ende Januar und Februar 2005 drei Schwerkraft-Manöver ausführen, während es am Mond fliegt. Schließlich wird SMART-1 „erfasst“ und tritt im März 2005 in eine nahezu polare elliptische Mondumlaufbahn ein. SMART- 1 wird dann sein Triebwerk verwenden, um die Höhe und Exzentrizität dieser Umlaufbahn zu verringern.
Während dieser 18-monatigen Transferphase werden die Leistung des solarelektrischen Primärantriebs und seine Wechselwirkungen mit dem Raumfahrzeug und seiner Umgebung durch das Raumfahrzeugpotential-, Elektronen- und Staubexperiment (SPEDE) und das Diagnosepaket für elektrische Antriebe (EPDP) genau überwacht ) um mögliche Nebenwirkungen oder Wechselwirkungen mit natürlichen elektrischen und magnetischen Phänomenen im nahe gelegenen Raum zu erkennen.
Solar Electric Primary Propulsion ist eine vielversprechende Technologie, die auf zahlreiche interplanetare Missionen im Sonnensystem angewendet werden kann. Sie reduziert die Größe und die Kosten von Antriebssystemen und erhöht gleichzeitig die Manövrierflexibilität und die für wissenschaftliche Instrumente verfügbare Masse.
Zusätzlich zum solarelektrischen Primärantrieb wird SMART-1 eine breite Palette neuer Technologien demonstrieren, wie z. B. ein modulares Li-Ion-Batteriepaket. Deep-Space-Kommunikation der neuen Generation mit hoher Datenrate in X- und Ka-Bändern mit dem X / Ka-Band-Telemetrie- und Telecommand-Experiment (KaTE); Eine Computertechnik, mit der Raumfahrzeuge ihre Position autonom im Weltraum bestimmen können. Dies ist der erste Schritt in Richtung einer vollständig autonomen Raumfahrzeugnavigation.
Nach den verbleibenden Geheimnissen des Mondes suchen
Im April 2005 wird SMART-1 die zweite Phase seiner Mission beginnen, die mindestens sechs Monate dauern soll und der Untersuchung des Mondes aus einer nahezu polaren Umlaufbahn gewidmet ist. Seit mehr als 40 Jahren wird der Mond von automatisierten Raumsonden und neun bemannten Expeditionen besucht, von denen sechs auf seiner Oberfläche landeten. Dennoch bleibt noch viel über unseren nächsten Nachbarn zu lernen, und die Nutzlast von SMART-1 wird Beobachtungen durchführen, die noch nie zuvor so detailliert durchgeführt wurden.
Die miniaturisierte CCD-Kamera des Advanced / Moon Micro-Imaging Experiment (AMIE) liefert hochauflösende und hochempfindliche Bilder der Oberfläche, selbst in schlecht beleuchteten Polargebieten. Das hochkompakte SIR-Infrarotspektrometer kartiert Mondmaterialien und sucht in permanent beschatteten Kratern nach Wasser und Kohlendioxideis. Das Demonstration Compact Imaging-Röntgenspektrometer (D-CIXS) liefert die erste globale chemische Karte des Mondes, und der Röntgensolarmonitor (XSM) führt spektrometrische Beobachtungen der Sonne durch und liefert D-CIXS Kalibrierungsdaten zur Kompensation für die solare Variabilität.
Das SPEDE-Experiment zur Überwachung der Wechselwirkungen von Solar Electric Primary Propulsion mit der Umwelt wird auch untersuchen, wie sich der Sonnenwind auf den Mond auswirkt.
Die von SMART-1 gesammelten Gesamtdaten werden neue Inputs für Studien zur Entwicklung des Mondes, seiner chemischen Zusammensetzung und seiner geophysikalischen Prozesse sowie für die vergleichende Planetologie im Allgemeinen liefern.
Wegbereiter für zukünftige Raumsonden
Neben der wertvollen Mondwissenschaft wird die Nutzlast von SMART-1 in die Technologiedemonstrationen der Mission einbezogen, um sich auf Weltraummissionen der zukünftigen Generation vorzubereiten.
Beispielsweise wird die AMIE-Kamera zur Validierung des OBAN-Algorithmus (On-Board Autonomous Navigation) verwendet, der Daten von Sensoren und Sternentrackern korreliert, um Navigationsdaten bereitzustellen. Es wird auch an einem Experiment zur Laserkommunikationsverbindung mit der optischen Bodenstation der ESA am Teide-Observatorium auf Teneriffa, Kanarische Inseln, teilnehmen, um einen vom Boden einfallenden Laserstrahl zu erfassen.
Das Experiment des Radio Science Investigation System (RSIS), das sowohl AMIE- als auch KaTE-Hardware verwendet, wird eine neue Methode zur Messung des Inneren von Planeten und ihren Monden durch Erfassung der bekannten Neigungsbewegung des Mondes demonstrieren. Diese Technologie kann später von ESA-Planetenmissionen verwendet werden.
SMART-1 wurde von der Swedish Space Corporation als Hauptauftragnehmer mit Beiträgen von fast 30 Auftragnehmern aus 11 europäischen Ländern und den USA für die ESA entwickelt. Trotz seiner geringen Größe trägt das Raumschiff 19 kg wissenschaftliche Nutzlast, die aus Experimenten besteht, die von Principal Investigators aus Finnland, Deutschland, Italien, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich durchgeführt wurden.
Trotz seines relativ kleinen Budgets und seines kurzen Entwicklungsplans bietet SMART-1 ein enormes Potenzial für zukünftige Missionen und ist ein klares Beispiel für die Ambitionen Europas bei der Erforschung des Sonnensystems. Dies wird auch durch den Start von Mars Express im Juni unterstrichen, der nun im Laufe des Jahres abgeschlossen wurde Die Hälfte auf seiner Reise zum Mars und der Start von Rosetta im Februar 2004, um den Kometen Churyumov-Gerasimenko zu besuchen.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
