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New Horizons: Forschung jenseits von Pluto in den Weiten des Alls

Die Raumsonde New Horizons, die einst für die Erforschung von Pluto entwickelt wurde, befindet sich nun fast doppelt so weit von der Sonne entfernt wie Pluto selbst. Während die äußeren Planeten immer weiter in die Ferne rücken und der interstellare Raum von der schier endlosen Weite der Milchstraße erhellt wird, ist die Forschungsmission der Raumsonde keineswegs abgeschlossen. Alle Instrumente der New Horizons funktionieren noch einwandfrei, und das Team hinter der Sonde arbeitet hart daran, ihre Fähigkeiten für neue Aufgaben zu nutzen.

Seit ihrem Start im Januar 2006 hat die Raumsonde New Horizons über 5 Milliarden Meilen zurückgelegt, die Monde des Jupiter passiert und das schuppige, gefrorene Methaneis ihres Zielplaneten Pluto untersucht. Im Januar 2019 passierte sie Arrokoth, ein Objekt, das noch eine Milliarde Meilen jenseits von Pluto liegt – das am weitesten entfernte Objekt, das jemals von einer Raumsonde besucht wurde. Die Daten, die sie von diesem intakten Überbleibsel der Bildung unseres Sonnensystems zurückbrachte, haben wichtige neue Erkenntnisse darüber geliefert, wie dieser Prozess ablief.

Doch die Mission der New Horizons ist noch lange nicht vorbei. Obwohl sie wahrscheinlich nie wieder ein nahes Treffen mit einem umlaufenden Objekt haben wird, arbeitet das Team, das die Raumsonde betreibt, daran, die Instrumente für neue Zwecke einzusetzen.

Da sich die New Horizons weiter von der Sonne entfernt, erfordert die Steuerung der Raumsonde nicht nur Geduld, sondern auch eine überarbeitete Ausrichtung. Die Ingenieure unter der Leitung von Alice Bowman – die in etwa dem entspricht, was Scotty in Star Trek für die Enterprise war – beginnen drei Monate im Voraus mit dem Aufbau einer Befehlsabfolge. Diese wird dann auf einem Simulator am Applied Physics Laboratory getestet, um sicherzustellen, dass sie funktioniert. Die Übertragung der Befehle dauert derzeit acht Stunden, um die Sonde von der Erde zu erreichen, und erfordert die Buchung eines Zeitfensters im Deep Space Network der NASA – drei große Radioschüsseln in Kalifornien, Australien und Spanien, die die Kommunikation mit mehreren Raumfahrtmissionen bewältigen. Daher müssen Buchungen Monate im Voraus erfolgen, es sei denn, es liegt ein Notfall vor.

Die New Horizons dreht sich, während sie durch den Raum rast, und obwohl einige Instrumente (wie ihre Partikeldetektoren) im Drehmodus am besten funktionieren, muss die Sonde zur Nutzung ihrer Kameras entdreht und ausgerichtet werden, was kostbaren Treibstoff verbraucht. Die Energie stammt aus einem RTG (Radioisotop-Thermoelektrischer Generator), im Wesentlichen eine nukleare Batterie aus Plutonium-238 mit einer Halbwertszeit von 87,7 Jahren. Es ist derzeit nicht bekannt, wie lange diese Energie reichen wird.

Die beiden Voyager-Raumsonden, die das Sonnensystem bereits vor der New Horizons verlassen haben, sind immer noch in Betrieb, mussten jedoch einige Instrumente ausschalten, darunter die Bordkameras, die viel Energie verbrauchten. Nun betreiben sie nur noch einige Instrumente mit geringem Energiebedarf und senden die Daten zurück. Ähnlich wird es wahrscheinlich auch bei den stromhungrigeren Instrumenten der New Horizons sein, wie den Kameras, die Heizungen benötigen, um ihre Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten. Es ist jedoch schwer vorherzusagen, wann dies geschehen wird, da die Lebensdauer des RTG kontinuierlich durch das Engineering-Team verlängert wird, das ständig immer raffiniertere Tweaks entwickelt, um die Energie zu nutzen.

Die Mission muss auch weiterhin die Ingenieure bezahlen. Glücklicherweise hat die NASA kürzlich angekündigt, dass die Finanzierung für New Horizons mindestens bis 2028 oder 2029 fortgesetzt wird.

Eine der Missionen der Raumsonde ist es, den Kuiper-Gürtel weiter zu erforschen, der sich von der Umlaufbahn des Neptun bei 30 AE bis über 50 AE von der Sonne erstreckt. Er besteht aus Brocken von Gestein, Eis, Kometen und Staub. Seitdem die Raumsonde den größten Kuiper-Gürtel-Körper Pluto hinter sich gelassen hat, nutzt das Geologieteam die entwickelten Fähigkeiten der Raumsonde, um andere KBOs zu untersuchen. Bisher wurden mehr als 100 neue KBOs gefunden und fast 20 KBOs passierten nahe genug, um Oberflächeneigenschaften, Formen, Rotationsperioden und nahe Umlaufmonde zu enthüllen.

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