Reise zum Höllenplaneten MESSENGER erkundet den Merkur Abschlusspräsentation Im Seminar Astrophysik Yannick Kiermeier Q11/12

Gliederung MESSENGER-Sonde MESSENGER allgemein Technik und Aufbau der Sonde Verlauf der Mission Start Swing-Bys bei den Planeten Eintritt in die Umlaufbahn Absturz Ziele der MESSENGER-Sonde Oberfläche Magnetfeld Aufbau Merkurs Beobachtungen/Ergebnisse Merkuroberfläche Magnetfeld des Merkurs Innerer und äußerer Aufbau Merkurs Quellen

MESSENGER-Sonde Allgemein zur Sonde Künstlicher Orbiter Abgeschossen August 2004 MESSENGER: Abkürzung für Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging (dt. Merkur-Oberfläche, -Raumumgebung, -Geochemie und –Entfernungsmessung) Mission: genaue Erkundung des Merkurs Zweite Raumsonde nach Mariner 10, die zum Merkur unterwegs ist, aber die erste die ihn umkreist

Technik und Aufbau der Sonde Besteht aus 1,27 m × 1,42 m × 1,85 m großen Körper einem 2,5 m x 2m großen halbzylindrischen Schutzschild aus Keramikfasern Schutzschild ist schräg ausgerichtet, um nicht die volle Sonneneinstrahlung zu erhalten Sonnensegel schräg gestellt, um nicht volle Sonneneinstrahlung zu erhalten 8 Instrumente für die Erkundung Merkurs Instrumente immer in Richtung Merkurs gerichtet

Verlauf der Mission Start Geplante Startfenster für März und Mai 2004 vorgesehen Jedoch technische Probleme Auf den 02. August 2004 verschoben Aufgrund schlechter Wetterverhältnisse letztendlich auf den 03. August 2004 verschoben Von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida gestartet

Swing-Bys bei den Planeten Direkter Anflug auf Merkur aufgrund Gravitationskraft der Sonne nicht möglich Anwenden der „Fly-By-Methode“ Nutzen der Anziehungskraft der jeweiligen Planeten Erde, Venus und Merkur, um die Sonde abzubremsen Die insgesamt 6 Bremsmanöver der Sonde wurden in einem Zeitraum von 7 Jahren absolviert

Eintritt in die Umlaufbahn Benötigen der richtigen Geschwindigkeit und des exakten Winkels Schubumkehr zur Geschwindigkeitsanpassung des Merkurs Eintritt in die Umlaufbahn in etwa 200 km über der Oberfläche

Absturz Enddatum der Mission im März 2012 Geplanter und kontrollierter Absturz auf die Merkuroberfläche Versammlung am 09. November 2011 beschloss Verlängerung der MESSENGER-Mission um ein weiteres Jahr

Ziele der MESSENGER-Mission Oberfläche Genaue Kartierung der Merkuroberfläche Geologische Geschichte des Planeten Einschläge durch Asteroiden Vulkanismus Neue Ziele: Quellen der flüchtigen Substanzen auf der Oberfläche Veränderung von Merkurs Topografie Zeitraum der Vulkanaktivität

Magnetfeld Bildung des Magnetfelds aufgrund seiner Größe Struktur des Magnetfelds Charakterisierung der Ionen und Elektronen in Magnetosphäre Neue Ziele: Ursprung energiereicher Elektronen

Aufbau Merkurs Genaue Informationen über Merkurs Kern Vermessen Merkurs Gravitationsfeld Analysieren der Exosphäre Neue Ziele: Ursprung lokalisierter Regionen mit erhöhter exosphärischer Dichte Beeinflussung der Exosphäre durch den Sonnenzyklus

Beobachtungen/Ergebnisse Oberfläche Früher: unsicher ob Vulkane oder Einschlagskrater Heute: Anzeichen auf vulkanische Aktivität 40% der Oberfläche –auch Caloris-Becken-bestehend aus Ebenen, wahrscheinlich größtenteils vulkanisch Ausbrechen der Vulkane anders als auf der Erde Auffüllen von Einschlagskratern Entstehen von glatten Ebenen

Unterschied zu Mars und Mond: Gleichmäßige Verteilung großer Ebenen auf den ganzen Planeten Viele Krater zwischendrin Im Vergleich zu Mond und Mars relativ jung Hoher Anteil an metallischen Elementen und Schwefel Radarwellen von Material in Polregionen stark reflektiert  gefrorenes Wasser möglich Wasserdampf von Kometeneinschlägen oder wasserreichen Meteoriten Neue Erkenntnis: Asteroideneinschlag  ungewöhnlicher Tag-Nacht-Rhythmus

Entdeckung sog. Steilstufen (lat. Rupes) Horizontale Verschiebung der Kruste Folge aus dem Schrumpfungsprozess des Merkurs (Abkühlungsphase des Kerns) Neue Entdeckung von Hollows (Mulden) Kleine unregelmäßige Vertiefungen in Kratern Möglichkeiten der Entstehung: Verdampfen von schwefelhaltigen Mineralien durch Sonneneinstrahlung, Sonnenwind, Mikrometeoriten Nur Verdampfen von Schwefel Material brüchig

Magnetfeld Vorwiegend aus Eisen bestehender dichter Kern, um Magnetfeld zu erzeugen Globales Magnetfeld Dipolmagnetfeld (wie Stabmagnet) Kein anderer Himmelskörper mit fester Oberfläche im SoSy außer Ganymed hat diese Eigenschaften Verteilung energetischer Elektronen auf Merkur nicht mit Van-Allen-Strahlungsgürtel- Theorie der Erde übereinstimmend Magnetfeldäquator nicht zentral, sondern 480 km nach Norden verschoben

2. Magnetfeld Magnetfeld verschieden in Nord- und Südpol Anfälligkeit von herausgeschlagenen Ionen im Bereich des Südpols durch Sonnenwind Ähnlichkeit zu Polarlichter Magnetosphäre ändert sich fortwährend Neue Erkenntnisse: Magnetfeld immer schwächer Von Sonnenwind stark zurückgedrängt Kaum Erreichen der Merkuroberfläche

Innerer und äußerer Aufbau Flüssiger Eisen-Nickel-Kern ¾ der Gesamtmasse des Planeten Trotz kleiner Größe, noch nicht erstarrt Sehr dünne Atmosphäre  Exosphäre Besondere Effekte der Exosphäre Nur in der Mitte von Aphel und Perihel

Quellen [1] U. Seidenfaden, "Raumsonde MESSENGER erforscht den Merkur", Astronomie & Raumfahrt 109 (2009), S.10-13   [2] Scott L. Murchie, Ronald J. Vervack jr. Und Brian J. Anderson, „Reise zum Merkur“, Spektrum der Wissenschaft, Nr. 5/2011, S. 46-51 [3] Erik Wischnewski, „Astronomie in Theorie und Praxis: Kompendium und Nachschlagewerk mit Formeln, Fakten, Hintergründen“, Wischnewski, Kaltenkirchen (52011), S.288 [4] Rahel Heule, „Merkur – ein fast vergessener Planet im Fokus“, Sterne und Weltraum, 06/2011, S. 18-20 [8] Tilmann Althaus, „Besuch beim Götterboten – Die Raumsonde MESSENGER passiert Merkur“, Sterne und Weltraum, 1/2008, S.22 [16] Tilmann Althaus, „MESSENGER bei Merkur, die Dritte“, Sterne und Weltraum 49, Nr. 1, 22 (2010) [18] Gerhard Samulat, „Das war ein schöner Schreck“, Spektrum der Wissenschaft, Nr. 5/2011, S.53/54

Internetquellen:   [5] http://de.wikipedia.org/wiki/MESSENGER Stand: 06.08.11 Aufrufdatum: 16.09.11 [6] http://www.nasa.gov/mission_pages/messenger/main/index.html Stand: 07.11.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [7] http://planetary.org/explore/topics/messenger/instruments.html Aufrufdatum: 27.09.11 [9] http://www.astropage.eu/index_news.php?id=337 Stand: 18.06.11 Aufrufdatum: 05.11.11 [10] http://messenger.jhuapl.edu/ [11] http://www.zeit.de/wissen/2011-09/merkur-messenger-mission Stand: 30.09.11 Aufrufdatum: 02.11.11 [12] http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.com/2011/09/planet-merkur-unterscheidet-sich-vom.html Stand: 1.10.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [13] http://www.astropage.eu/index_news.php?id=481 Stand: 28.11.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [14] http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/29092011193733.shtml Stand: 29.09.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [15] http://www.g-o.de/wissen-aktuell-13952-2011-09-30.html Stand: 30.09.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [17] http://www.g-o.de/wissen-aktuell-6464-2007-05-04.html Stand: 04.05.07 Aufrufdatum: 06.11.11

Bildernachweis:  Bild 1: http://www.wochenblatt.de/storage/scl/import/subdir/eins/122311_m3w522h400q75v58823_xiofcmsimage-20110318110036-006016-4d832d449a55e.photo_1300440634115-1-0.jpg Aufrufdatum: 16.07.11 Bild 2: http://regmedia.co.uk/2011/03/30/messenger_instruments.jpg Aufrufdatum: 21.10.11 Bild 3: http://www.astracanada.net/wp-content/uploads/2009/10/800px-MESSENGER_trajectory.svg.png Aufrufdatum: 28.10.11 Bild 4: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/05/MercuryOrbitInsertionDirectionofSunFull.jpg Aufrufdatum: 29.10.11 Bild 5: http://messenger.jhuapl.edu/gallery/sciencePhotos/pics/pressbrief_lava-depths_Head05.jpg Aufrufdatum: 02.11.11 Bild 6: http://messenger.jhuapl.edu/gallery/sciencePhotos/pics/724516_labeled.png Aufrufdatum: 02.11.11 Bild 7: http://www.nasa.gov/images/content/533523main_messenger_orbit_image20110404_1_4by3_946-710.jpg Aufrufdatum: 27.06.11 Bild 8: http://www.astropage.eu/news/news_481.jpg Aufrufdatum: 03.l1.11 Bild 9: http://www.astropage.eu/news/news_337c.jpg Aufrufdatum: 05.11.11 Bild 10: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/7/70/Merkur_schnitt.png Aufrufdatum: 06.11.11