Die Mission New Horizons zum äußeren Ende des Sonnensystems: Pluto

Gliederung Entwicklungsgeschichte Missionsziele Aufbau und Technik 3.1 Struktur 3.2 Lagekontrolle und Kurskorrektur 3.3 Energieversorgung 3.4 Kommunikation 3.5 Instrumente Ablauf der Mission Resümee Quellen

1. Entwicklungsgeschichte „Pluto-Kuiper-Express“ wurde aus Kostengründen gestrichen

1. Entwicklungsgeschichte Das „New Horizons“-Team

2. Missionsziele Hauptaufgaben Wünschenswert

Nahaufnahmen von Oberfläche 2. Missionsziele Hauptaufgaben Nahaufnahmen von Oberfläche Wünschenswert

2. Missionsziele Hauptaufgaben Nahaufnahmen von Oberfläche Chemische Zusammensetzung der Oberfläche Wünschenswert

2. Missionsziele Hauptaufgaben Nahaufnahmen von Oberfläche Chemische Zusammensetzung der Oberfläche Wünschenswert

2. Missionsziele Hauptaufgaben Nahaufnahmen von Oberfläche Chemische Zusammensetzung der Oberfläche Zusammensetzung und Aufbau von Atmosphäre und deren Fluchtrate Wünschenswert

2. Missionsziele Messung der Oberflächentemperatur Hauptaufgaben Nahaufnahmen von Oberfläche Chemische Zusammensetzung der Oberfläche Zusammensetzung und Aufbau von Atmosphäre und deren Fluchtrate Wünschenswert Messung der Oberflächentemperatur

2. Missionsziele Suche nach weiteren Trabanten und Ringen Hauptaufgaben Nahaufnahmen von Oberfläche Chemische Zusammensetzung der Oberfläche Zusammensetzung und Aufbau von Atmosphäre und deren Fluchtrate Wünschenswert Messung der Oberflächentemperatur Suche nach weiteren Trabanten und Ringen

3. Aufbau und Technik 3.1 Struktur

3. Aufbau und Technik 3.1 Struktur 2,1 m 2,7 m 0,7 m

3. Aufbau und Technik 3.1 Struktur Radioisotopen-Generator

3. Aufbau und Technik 3.2 Lagekontrolle und Kurskorrektur Dreiachsenstabilisation Spinstabilisation

3. Aufbau und Technik 3. 3 Energieversorgung 1/900 der Energie würde ankommen Sonnenstrahlung nicht ausreichend

3. Aufbau und Technik 3. 3 Energieversorgung RTG Nutzung der beim Zerfall von 238 Pu entstehende Wärmeenergie

3. Aufbau und Technik 3.4 Kommunikation

3. Aufbau und Technik 3.4 Kommunikation 4000 mal schneller 600-700 Bits/sec

3. Aufbau und Technik 3.5 Instrumente

Untersuchung der Atmosphäre Erkundung der Oberfläche Erkundung aus größerer Distanz

Kombination der Aufnahmen von LEISA und LORRI

Erkundung des Umfelds -> Atmos- und Ionosphäre Bestimmung der Massen, Temperatur, Aufbau der Atmosphäre Erkundung Wechsel-wirkung des Sonnenwinds Untersuchung der Atmosphäre Erkundung der Oberfläche Erkundung aus größerer Distanz Messung von Staubpartikelchen

4. Ablauf der Mission

9,5 Jahre und 5 Milliarden Kilometer… Start Januar 2006

4. Ablauf der Mission → Schnellste Sonde Start Januar 2006 Nach 9h außerhalb des Erde-Mond- System mit 16km/s → Schnellste Sonde

Jupiter-Vorbeiflug Februar-März 2007 Start Januar 2006

4. Ablauf der Mission Jupiter-Vorbeiflug Februar-März 2007 Test der Bordinstrumente Beschleunigung durch „Swing-by-Manöver“

Das Swing-by-Manöver

Das Swing-by-Manöver Relative Geschwindigkeit der Sonde Sondengeschwindigkeit Planetengeschwindigkeit

Das Swing-by-Manöver Geschwindigkeitsvektor wird in Richtung der Planetenbewegung gedreht

Das Swing-by-Manöver Dem Flugkörper wird die Geschwindigkeit des Planeten aufgeprägt

4. Ablauf der Mission Jupiter-Vorbeiflug Februar-März 2007 Test der Bordinstrumente Beschleunigung durch „Fly-by-Manöver“ „Winterschlaf“ für New Horizons

Ankunft bei Pluto 14.Juli 2015 Jupiter-Vorbeiflug Februar-März 2007 „Observatoriumsphase“ „Winterschlaf“ 2007-2014 Start Januar 2006

2018-2020 Untersuchung andere Kuiperobjekte

5. Resümee

5. Quellen Literatur [1] Nasa, „Mission Information“, http://starbrite.jpl.nasa.gov/pds/viewMissionProfile.jsp?MISSION_NAME=NEW%20HORIZONS, Stand: 28.05.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [2] S. Alan Stern, „Aufrbuch zum Pluto, SdW 24, Nr.07, 36-43 (2002) [3] Kayser Rainer, „Gesucht: Eisige Ziele für Raumsonde“,  http://www.wissenschaft- aktuell.de/artikel/Gesucht__Eisige_Ziele_fuer_Raumsonde1771015587745.html, Stand: 29.06.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [4] Bernd Leitenberger, „Solarzellen oder nukleare Stromversorgung?“, http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2008/08/05/solarzellen-oder-nukleare- stromversorgung/, Stand: 05.08.2008, Aufrufdatum: 06.11.11 [5] „Nuklear Stromversorgung mit RTG“, http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/astro/Raumfahrt/Raumfahrt.htm#RTG, 11.10.2009, Aufrufdatum: 06.11.11 [6] Tilmann Althaus, „New Horizons auf dem Weg zum Pluto“, SuW 45, Nr.3, 14 (2006) [7] „Thermoelektrizität“, http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelektrizit%C3%A4t#Seebeck-Effekt, Stand: 25.09.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [8] „Thermoelement“, http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement, Stand: 20.09.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [9] Dr.-Ing. E.h. Richard van Basshuysen und Prof. Dr.-Ing. Fred Schäfer, „Thermoelektrischer Generator (TEG)“, http://www.motorlexikon.de/?I=9624&R=E, , Aufrufdatum: 06.11.11 [10] Bernd Leitenberger, „Struktur“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons2.shtml, Stand: 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [11] Bernd Leitenberger, „Lageregelung und Kurskorrekturen“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons2.shtml, Stand: 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11

[12] Raumfahrer. net Redaktion, „New Horizons ist unterwegs zu Pluto [12] Raumfahrer.net Redaktion, „New Horizons ist unterwegs zu Pluto! “, http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/17012006090445.shtml, Stand: 17.01.2006, Aufrufdatum: 06.11.11   [13] Stefan Deiters, „ Aufbruch zu Pluto und Charon“, http://www.astronews.com/news/artikel/2006/01/0601-012.shtml, Stand: 17.01.2006, Aufrufdatum: 08.09.2011 [14] Stefan Deiters, „Schnellste Sonde wurde noch schneller“,  http://www.astronews.com/news/artikel/2007/03/0703-004.shtml, Stand: 05.03.2007, Aufrufdatum: 08.09.2011 [15] Bernd Leitenberger, „New Horizons – Die Mission“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons3.shtml, Stand: 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [16] Stefan Deiters, „Plutos Atmosphäre dehnt sich aus“, http://www.astronews.com/news/artikel/2003/07/0307-008p.html, Stand: 10.06.2003, Aufrufdatum: 09.09.2011 [17] Lowell Observatory, „Pluto's Atmosphere is Changing“,http://ftp.lowell.edu/media/releases.php?release=20020814, Stand: 14.08.2002 , Aufrufdatum: 06.11.11 Übersetzung (1): „Wir können nicht vollständig erklären was diese dramatischen Veränderungen der Pluto-Atmosphäre hervorgerufen hat.“ Übersetzung (2): „[…] eines der wohl faszinierenden Objekte des Sonnensystems.“  [18] Applied Physics Laboratory der Johns-Hopkins-University, „New Horizons auf Kurs“, SuW 45, Nr.4, 11 (2006) [19] Tilmann Althaus, „New Horizons: Stippvisite im Jupitersystem, Vorbeiflug am Jupiter liefern spektakuläre Bilder" SuW 46 , Nr. 07, 22-23 (2007) [20] Bithika Khargarhia, „NASA's New Horizons gets Gravity Boost from Jupiter”, http://www.themoneytimes.com/articles/20070301/nasas_new_horizons_gets_gravity_boost_from_jupiter- id-102996.html, Stand: 03.01.2007, Aufrufdatum: 09.09.11; Übersetzung: Das Swing-by-Manöver verlief erfolgreich; die Sonde befindet sich auf Kurs und verhielt sich so wie wir es erwartet hatten” [21] S. Alan Stern, „The New Horizons Pluto Kuiper belt Mission: An Overview with Historical Context", http://www.boulder.swri.edu/pkb/ssr/ssr-intro.pdf, Aufrufdatum: 06.11.11 [22] Bernd Leitenberger, „Die Experimente“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons2.shtml, Stand: 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [23] JHU/APL Webmaster, „Science Payload“ http://pluto.jhuapl.edu/spacecraft/sciencePay.html, Stand: 20.12.2007, Aufrufdatum: 06.11.11 [24] Bernd Leitenberger „Kommunikation“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons2.shtml, Stand: 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [25] JHU/APL Webmaster, „Communications with Earth“, http://pluto.jhuapl.edu/spacecraft/commEarth.php, Stand: 26.10.2011, Aufrufdatum: 06.11.11

  [26] Shannon McConnell, „About the Deep Space Network“, http://deepspace.jpl.nasa.gov/dsn/, Stand: 11.11.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [27] Bernd Leitenberger „Die Geburt der Raumsonde“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons2.shtml, Stand: 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [28] JHU/APL Webmaster, „Mission FAQs“, http://pluto.jhuapl.edu/mission/missionFAQs.php, Stand: 26.10.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [29] „Blinkkomperator“, http://www.wissen.de/wde/generator/wissen/ressorts/natur/weltraum/index,page=1064758.html, Aufrufdatum: 06.11.11 [30] Harro Zimmer „Achtzig Jahre Pluto, Aus der Geschichte eines (Zwerg-)Planeten", SuW 49 , Nr. 6, 42-51 (2010) [31] Christoph Gunkel, „Jagd auf Planet X" http://einestages.spiegel.de/external/ShowTopicAlbumBackground/a6326/l0/l0/F.html#featuredEntry , Stand: 09.03.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [32] Tilmann Althaus, „Ein neues Sonnensystem - Wie sollen die Trabanten der Sonne klassifiziert und eingestuft werden?", SuW 45, Nr 10, 14 (2006) [33] Hans-Ulrich Keller, „Astro-Tipps Juni 2006", http://www.pro-physik.de/details/news/1122985/Astro-Tipps_Juni_2006.html , Stand: 29.05.2006, Aufrufdatum: 06.11.11 [34] „Pluto-Raumsonde, Start zum zweiten mal verschoben", http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,395990,00.html, Stand: 18.01.2006, Aufrufdatum: 06.11.11 [35] Bernd Leitenberger, „Der Start“, http://www.bernd-leitenberger.de/new-horizons3.shtml, 14.12.2010, Aufrufdatum: 06.11.11 [36] Donald Wiss, „Swing-by-Manöver-Was steckt dahinter?", SuW 42, Nr.12, 22-26 (2003) , Aufrufdatum: 06.11.11 [37] Dr. Oliver Schwarz, „Swing-by-Manöver-Ein Thema für die Schule?", http://www.wissenschaft-schulen.de/sixcms/media.php/1308/Peatec-Heft_12_03.pdf, Aufrufdatum: 06.11.11 [38] „Das Swingby Manöver“, http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/astro/Facharbeit/Facharbeit-Dateien/Swingby.htm, Stand: 14.05.2004, Aufrufdatum: 06.11.11 [39] Tilman Althaus, „Rendezvous mit Jupiter", SuW 46, Nr. 03, 19-20 (2007) [40] JHU/APL Webmaster „Mission Design“ http://pluto.jhuapl.edu/mission/missionDesign.php , Stand: 26.10.2011, Aufrufdatum: 06.11.11

[41] Mission Press Kit, „The New Horizons spacecraft", http://www [41] Mission Press Kit, „The New Horizons spacecraft", http://www.spaceflightnow.com/atlas/av010/060108spacecraft.html , Stand: 08.01.2006, Aufrufdatum: 06.11.11   [42] Tilmann Althaus, „New Horizons: Stippvisite im Jupitersystem, Vorbeiflug am Jupiter liefern spektakuläre Bilder" SuW 46 , Nr. 07, 22 (2007) [43] Joachim Müller, „Sonnenwind-Kometen- Wechselwirkung", https://www.tu- braunschweig.de/theophys/research/plasma/res5 , Stand: 10.11.2008, Aufrufdatum: 06.11.11 [44] Rainer Kayser, „Hubble entdeckt vierten Pluto-Mond", http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=2922 , 21.07.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [45] „NASA´s Discovers Another Moon Around Pluto“, http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/pluto- moon.html, Stand: 20.07.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 Übersetzung: "Das ist eine fantastische Entdeckung. […] Jetzt, wo wir einen weiteren Mond des Pluto-Systems kennen, können wir die Nahbeobachtung für den Vorbeiflug planen ", nach Rainer Kayser, "Hubble entdeckt vierten Pluto-Mond", http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=2922 , 21.07.2011 [46] NASA, „Astronomen entdecken vierten Mond um Pluto, Hubble-Weltraumteleskop liefert erste Aufnahmen von Pluto- Trabant P4", http://www.g-o.de/wissen-aktuell-13711-2011-07-22.html, Stand: 22.07.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [47] Stefan Deiters, „Pluto, Hubble entdeckt Mond Nummer 4", http://www.astronews.com/news/artikel/2011/07/1107- 022.shtml , Stand: 20.07.2011, Aufrufdatum: 06.11.11 [48] „NASA´s Discovers Another Moon Around Pluto“, http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/pluto- moon.html, Stand: 20.07.2011, Aufrufdatum: 06.11.11

5. Quellen Filmmaterial/Animationen: http://www.youtube.com/watch?v=2C3h2AU9kj8, Aufrufdatum 24.06.11 http://www.messenger- education.org/Interactives/ANIMATIONS/grav_assist/gravity_assist_p3.html, Aufrufdatum 24.06.11

5. Quellen Bilder: S. Alan Stern: "Aufbruch zum Pluto", in: SuW 41, Nr.06, 39 (2002) S. Alan Stern: "Aufbruch zum Pluto", in: SuW 41, Nr.06, 40 (2002) Tilmann Althaus: "New Horizons auf dem Weg zum Pluto", SuW 45, Nr. 03, 14 (2006)   http://www.drfreund.net/astronomy_pluto.htm, Aufrufdatum: 20.01.2012 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/46/Satellite_stabilization_co mparison.svg/330px-Satellite_stabilization_comparison.svg.png, Aufrufdatum: 20.01.2012 http://www.surveyor.in-berlin.de/himmel/astro/Pluto-Charon-Nix-Hydra.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11 http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/06/11/pluto.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11 http://www.retzstadt.de/Sonne.18.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11 http://www.innovations-report.de/bilder_neu/12478_erde.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11 http://www.kapstadt.org/images/images-13/universum-planet/sterne-milchstrasse/sterne-bootes-krone-1g.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/New_Horizons_RTG_in_PHSF.jpg/220px- New_Horizons_RTG_in_PHSF.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11 http://t1.gstatic.com/imagesq=tbn:ANd9GcQ9zRV0kjPXYJmES2S74jBN5cUr6Gjc5trWhDQptzAbdanbUL0GgQ, Aufrufdatum: 24.06.11 http://t1.gstatic.com/imagesq=tbn:ANd9GcRNJFb1s5zmBBmltmAQO6VNBLxH_yFnif1fBiQHcdmQRDK_oniV, Aufrufdatum: 24.06.11 http://pluto.jhuapl.edu/spacecraft/images/dish2.jpg, Aufrufdatum: 24.06.11

Bilder „neu“ http://www- pao.ksc.nasa.gov/kscpao/images/medium/05pd 2498-m.jpg