Pluto, Charon und die Sonde ''New Horizons''

[EREIGNISHORIZONT]

An dieser Stelle mal wieder ein herzliches "Danke schön" an Chris Levitt für diese außerordentlich schöne Art diese Mission hier zu erklären!

Was mich wirklich etwas betrübt sind die Zeitangaben! Man, wenn die Sonde angekommen ist, bin ich fast 50!!

Ich hoffe also auch, dass das Motto "Heim rocks" sich erfüllt und fordere wie Bynaus auch, dass die Sonde mit diesem Slogan versehen wird!!!

Ich bin wirklich gespannt, ob man Pluto dann endgültg den Planeten-Status aberkannt hat.

[Spocky]

Man sollte halt auch erstmal alles ganz lesen, bevor man dumme Fragen stellt, aber zum Glück bist du ja geduldig bereit, diese zu beantworten

Vielen lieben Dank

[STS-Chris]

Das steht direkt unter der Tabelle.

Dadurch, dass bei den späteren Terminen der Jupiter-Flyby wegfällt, würde die zusätzliche Beschleunigung fehlen und die Sonde braucht zum Pluto entsprechend länger.

[Spocky]

Ist das ein Tippfehler, oder braucht NH tatsächlich einen Monat länger, wenn man ihm am 2. Starttermin losschickt, der nur einen Tag nach dem anderen Fenster liegt?

Beim dritten Termin wärs ja sogar ein Jahr

Muss an den Konstellationen für die Swing Bys liegen, oder?

[STS-Chris]

Ich bin gerade auf eine deutsche Internetseite für New Horizons gestoßen, die sehr interessant ist. Hier geht es noch einmal genauer um die "neuen" Pluto-Monde und den derzeitigen Starttermin und die Konsequenzen einer Verzögerung. Letztes Update war am 19. Dezember 2005:


Hubble pusht New Horizons

Mag es Absicht gewesen sein oder nur Zufall: Am 31.10.2005 gab die NASA eine neue aufregende Entdeckung bekannt. Auf Aufnahmen von Hubble vom 15. und 18. Mai 2005 waren zwei Monde von Pluto entdeckt worden. Es gab Anzeichen dafür auf Aufnahmen die schon im Februar 2002 gewonnen wurden. Damals erschienen auf Langzeit belichteten Aufnahmen die Monde als Punkte. Das veröffentlichte Bild ist ein Composite aus mehreren Aufnahmen. Zum einen Kurzzeit belichteten Aufnahmen in 3 Spektralbereichen welche Pluto und Charon farbig zeigen sowie einer Aufnahme mit viel längerer Belichtungszeit aus der die überstrahlten Körper Pluto und Charon ausgeschnitten wurden. Die Aufnahme gibt daher nicht die echten Farben der Monde wieder und zeigt sie auch zu groß.



Relativ gut bekannt ist die Größe der Monde von 45 und 160 km. Die Bahn ist noch unbekannt. Weitere Hubble Aufnahmen im Februar sollen sie präzisieren helfen. Bei der Aufnahme waren die Monde 44000 km von Pluto entfernt, doch weiß man nicht ob die Bahn elliptisch ist und sich vielleicht die Monde sehr weit von Pluto entfernen. Wenn sich die Monde beim Zeitpunkt des Vorbeiflugs von New Horizons nicht weiter als 44000 km von der Sonde entfernt befinden dann kann man auf detaillierte Bilder mit einer Auflösung von 220 m hoffen. Das Problem dürfte eher daran liegen, dass New Horizons wie Cassini fest eingebaute Instrumente hat und man daher bei der nahen Passsage Prioritäten setzen muss: Für das Ausrichten auf einen Mond muss man die ganze Sonde drehen und das geht nicht schnell.

Pluto hat mit den beiden (vorläufig 2005/P1 und 2005/P2 getauften) Monden wieder ein Stück seiner Sonderstellung zurückgewonnen. Nachdem man zuletzt ja ein Kuiper Objekt fand welches größer als Pluto ist und einige bekannt sind die auch Monde haben. Pluto ist aber das einzige KBO welches drei Monde hat. Wahrscheinlich werden es aber nicht mehr. Die NASA verlautete, dass es unwahrscheinlich ist dass man noch weitere Monde findet die größer als 10 Meilen im Durchmesser sind (zirka 16 km). Sie hätte man sonst auf den Aufnahmen entdecken müssen.

Die ersten Untersuchungen ergeben folgende Daten:

Größe .......................... S/2005 P1 ................... S/2005 P2
Helligkeit .......................... 23 mag .................... 23.11 mag
Vorläufige Bahnhalbachse ... 64,700 ± 850 km ... 49500 ± 600 km
Vorläufige Umlaufszeit ........ 38.2 ± 0.8 Tage ..... 25.5 ± 0.5 Tage

Alle Angaben sind derzeit noch vorläufig, da man noch nicht genügend Daten hat um den Orbit zu bestimmen und man bei so kleinen Objekten auch nicht die Größe direkt bestimmen kann sondern nur abschätzen. Weitere Beobachtungen sind nötig.

Am 7.11.2005 gab es neue gute Neuigkeiten: Die Leistung der RTG ist deutlich besser als geplant. 182 Watt waren 2012 nötig für eine Mission ohne größere Einbussen bei Pluto. Mit 190 Watt konnte man nach den Angaben des DOE rechnen, doch die Messungen vor dem Start lassen 200 Watt Leistung 2012 erwarten, das bedeutet, dass man nicht nur den Staubdetektor SDC nicht abschalten muss, sondern auch den zweiten Sender für REX aktivieren kann und so bessere Daten über Plutos Masse und Zusammensetzung bekommt.

Gleichzeitig wurden aber die Erwartungen an den Jupitervorbeiflug gedämpft. Zum einen kommt New Horizons nicht wirklich nahe an einen einzigen der Jupitermonde heran, zum anderen stehen noch nicht die Softwaremodi für ein effektives Datenmanagement zur Verfügung. Dies bedeutet zum Beispiel dass man eine gesamte Scanzeile von 5000 Pixels abspeichern muss auch wenn man nur 100 Pixels für einen Mond braucht. Vor allem aber sind die Kameras für die schwachen Lichtverhältnisse bei Pluto konzipiert und man befürchtet dass die Bilder von Jupiter überbelichtet sein werden.

Geklärt wird in den nächsten Wochen noch wie viel Hydrazin mitgeführt wird. Benötigt wird minimal 60 kg für die Plutopassage. Maximal 80 kg kann der Tank aufnehmen. Wie viel geladen werden kann hängt von der Leermasse der dritten Stufe ab. Derzeit liegen die Schätzungen bei 69 bis 77 kg, also in jedem Falle eine gute Reserve für die Begegnung mit einem KBO.

Allerdings könnte sich der Start noch verschieben. Bei einer Nachinspektion nachdem der Wirbelsturm Wilma durch Florida gezogen war zeigte sich eine leichte Beschädigung bei einem der 5 Feststoffbooster. Der Wirbelsturm riss eine der Türen des Integrationsgebäudes auf und Trümmer fielen auf die Atlas Stufe und ihre 5 Booster. Wahrscheinlich würde der Booster ordnungsgemäß fliegen, doch man wollte kein Risiko eingehen, daher wird dieser Booster durch einen neuen ersetzt. Da zwischen Entdeckung am 2.11.2005 und Start noch mehr als 2 Monate liegen führt dies wahrscheinlich zu keiner Startverzögerung.

Einen Monat vor dem geplanten Start am 11.12.2005 gab es das Launch Manifest, das besagte, das die Trägerrakete zusammengebaut ist, die Raumsonde befüllt (und weniger als 330 g oder 0.05 % von der Zielmasse entfernt) und ein Startcountdown vorgenommen wurde. Anders als bei Cassini und Galileo gab es bislang auch keine Proteste wegen des Starts einer Raumsonde mit Plutonium in den RTG. Der Start wurde vom 11.1.2006 auf den 14-15.1.2006 verschoben. Nicht weil die Raumsonde nicht fertig ist, sondern weil am 6.1.2006 Stardust landen soll und man für die Vorbeiflugsonde noch einige Tage die Antennen des DSN braucht, so dass man den Start von New Horizons um einige Tage verschoben hat.

Dafür gab es eine neue gute Nachricht. Da die Sonde recht genau ihr Sollgewicht eingehalten hat konnte man die Reserven die man veranschlagte hatte dem Treibstoffvorrat zuschreiben. New Horizons wird mit 77 kg Hydrazin starten. Dies ist fast der gesamte Tank voll (80 kg beträgt die maximale Füllmenge) und erheblich mehr als man für die Sollmission braucht (etwa 60 kg. Das Team hoffte auf 68 kg, was schon ein komfortables Polster gewesen wäre). Gibt es keine technischen Probleme und (wahrscheinlicher) finanzielle Probleme, so kann New Horizons wahrscheinlich noch einen KBO besuchen - Treibstoff gibt es zumindest genügend dafür. Die Startmasse beträgt nun 1050 amerikanische Pfund, also 470.4 kg.

Der Start wurde am 16.12.2005 nochmals verschoben auf den 17.1.2006 wegen kleinerer technischer Probleme. Inzwischen gibt es auch eine genauere Aufschlüsselung der Starttermine und Ankunftszeiten:

Start ............. Ankunft Pluto
11-27.1.2006 .... 14.7.2015
28.1.2006 ......... 15.8.2015
29-31.1.2006 .... 12.7.2016
1-2.2.2006 ........ 11.7.2017
3-8.2.2006 ........ 10.7.2018
9-12.2.2006 ........ 7.6.2019
13-14.2.2006 ..... 20.7.2020

Dies macht deutlich wie wichtig es ist, dass die Sonde noch vor dem 28.1.2006 startet. Zwar gibt es danach noch Startgelegenheiten, doch fällt dann nicht nur die Jupiterpassage weg, sondern die Ankunft verzögert sich um bis zu 5 Jahre! Im offiziellen Launch Kit ist inzwischen übrigens keine Rede mehr von einer Passsage an einem KBO.



Eine Meldung kurz vor dem Start am 8.1.2006 zeigte wie wichtig es ist, dass Pluto möglichst rasch erreicht wird. Letzte Messungen der Oberflächentemperaturen ergaben einen Wert von nur 43 Kelvin. Charon ist etwa 10 K "heißer". Alan Stern erwartet dass die Atmosphäre in spätestens 20 Jahren vollständig ausgefroren ist. Doch der Prozess dürfte heute schon beginnen. Bekannt wurden auch neue Messungen der Größe Charons, der einen Stern bedeckt hatte. Charon hat demnach einen Durchmesser von 1216 ± 16 km. Die mittlere Dichte ist für einen so kleinen und weit außen im Sonnensystem liegenden Körper recht hoch und liegt bei 1.72 g/cm³. Dies reflektiert die Zusammensetzung von Charon aus Stein und Eis. Charon ist auch wesentlich dunkler als Pluto. Die Dichte von Pluto ist mit 1.75 g/cm³ genauso hoch, doch ist er erheblich heller.

Quelle: bernd-leitenberger.de



Edit:

Gerade ist ein Bericht von AstroNews.com reingeflattert:

Neunter Planet zehn Grad kälter
von Stefan Deiters
astronews.com
10. Januar 2006

In wenigen Tagen startet die NASA-Sonde New Horizons zum Pluto. Doch auch von der Erde aus lässt sich Überraschendes über den neunten Planeten feststellen: So haben Forscher jetzt die Oberflächentemperatur des Pluto gemessen und die Größe seines Mondes Charon extrem genau bestimmt. Pluto ist demnach zehn Grad kälter als er eigentlich sein sollte.



Pluto und sein Mond Charon
(künstlerische Darstellung)
Bild: ESO


Pluto liegt etwa 30-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde. Selbst am Tag dürfte es daher auf der fernen Welt nicht wirklich hell werden, sondern es wird bestenfalls Dämmerlicht herrschen. Plutos Bahn um die Sonne ist sehr unkreisförmig, was bedeutet, dass der Abstand des neunten Planeten von der Sonne sich im Laufe eines Plutojahrs stark ändert. Zurzeit ist Pluto der Sonne relativ nahe, er entfernt sich aber gerade von ihr und wird in einigen Jahrzehnten 50-mal weiter von der Sonne entfernt sein als die Erde.

Die Folge davon ist klar: Die dünne Atmosphäre des Planeten wird gefrieren – ein Grund dafür, dass die Astronomen es so eilig haben, eine Sonde zu Pluto zu schicken, damit von der Atmosphäre noch etwas zu messen ist. Und das könnte dringender sein als gedacht, denn Messungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Keck-Teleskop auf Hawaii deuteten schon vor einiger Zeit darauf hin, dass die Oberfläche Plutos sogar kälter ist als sie eigentlich sein sollte. Doch blieb dies bislang Vermutung, da es von der Erde nicht gelungen war, die Wärmestrahlung von Pluto direkt zu messen.

Genau dies schafften jetzt aber zum ersten Mal Astronomen mit Hilfe des Submillimeter Arrays, eines Radioteleskops auf Hawaii. Die Messungen zeigen, dass Pluto tatsächlich kälter ist als erwartet und sogar kälter als sein Mond Charon. "Wir wissen recht viel über den Treibhauseffekt auf der Venus", erläutert Mark Gurwell vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Pluto ist ein gutes Beispiel dafür, was man einen Anti-Treibhauseffekt nennen könnte. Die Natur gibt uns immer wieder neue Rätsel auf."

Die neuen Daten ergaben eine Oberflächentemperatur Plutos von -230 Grad Celsius statt der erwarteten -220 Grad Celsius. Die Astronomen erklären sich das Phänomen mit einer bestimmten Reaktion in der Plutoatmosphäre: Ein Teil der Sonnenenergie, die die Oberfläche erreicht, heizt diese nicht auf, sondern wird verbraucht, um das dortige Stickstoffeis in Gas zu verwandeln.

Ein anderes Astronomenteam konnte unlängst die Größe und Masse von Plutos Mond Charon mit hoher Präzision bestimmen: Der Pluto-Begleiter hat danach einen Durchmesser von 603,6 Kilometern und die 1,71-fache Dichte von Wasser. Damit dürfte er aus Wassereis und Gesteinsbrocken bestehen. Auch die Frage, ob es eine Atmosphäre auf dem fernen Mond geben könnte, konnten die Wissenschaftler dank der genauen Beobachtung beantworten: Wenn es eine Stickstoffatmosphäre geben sollte, wäre sie nur extrem dünn und der Druck auf der Oberfläche würde nur etwa einem 10 Millionstel des Druckes auf der Erdoberfläche entsprechen.

Die extrem genaue Messung gelang den Astronomen durch die Beobachtung einer besonderen kosmischen Konstellation: Am 11. Juli 2005 verdeckte Charon kurzzeitig den entfernten Stern UCAC2 26257135. Durch die Beobachtung des Ereignisses mit drei verschiedenen Teleskopen, darunter einem Teleskop des Very Large Telescopes der ESO in Chile, gelang die Messung. Dass Charon einen anderen Stern verdeckt, ist äußerst selten: Der Pluto-Mond hat von der Erde aus gesehen einen Durchmesser, der dem einer ein Euro-Münze in 100 Kilometern Entfernung entspricht.

Quelle: astronews.com

[Bynaus]

Hehe, da musst ich jetzt sponatan an den Thread über den "Heim"-Antrieb denken. Wenn wir endlich mal Glück haben, dann holen wir die Sonde vorher mit einem bemannten Schiff ein.

Vielleicht sollten wir "Heim rocks!" auf die Sonde pinseln...

[Harmakhis]

Ankunft bei Pluto und Charon ist frühestens Juli 2015.

Hehe, da musst ich jetzt sponatan an den Thread über den "Heim"-Antrieb denken. Wenn wir endlich mal Glück haben, dann holen wir die Sonde vorher mit einem bemannten Schiff ein.

[STS-Chris]

Ankunft bei Pluto und Charon ist frühestens Juli 2015.

[Spocky]

Ui, das ist ja jetzt auch gar nicht mehr so lange hin, nur noch 8 Tage. Bin mal gespannt, ob der Start gutgeht

Wie lange dauerts noch, bis der Pluto erreicht wird?

[STS-Chris]

NEW HORIZONS

New Horizons ist eine NASA-Raumsonde des New Frontiers Programms, die den Planeten Pluto, seinen Mond Charon sowie möglicherweise die beiden weiteren 2005 entdeckten kleineren Monde erforschen soll. New Horizons ist die erste Raumsonde überhaupt, die Pluto aus der Nähe untersuchen soll. Der Start ist derzeit für den 17. Januar 2006 geplant, mit einem Swing-by-Manöver im Februar 2007 am Jupiter und dem Vorbeiflug an Pluto und dessen Mond Charon im Juli 2015. Danach soll die Sonde weiter in den Kuipergürtel fliegen und nach Möglichkeit an mindestens einem Objekt des Kuipergürtels vorbeifliegen.

Das Projekt wird vom Applied Physics Labority der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, USA geleitet. Die Kosten des Projekts inklusive der Trägerrakete und der Missionsdurchführung betragen etwa 650 Millionen Dollar.


Prelaunch Mission Briefing:
Jan. 15 at 1 p.m. EST (19:00 CET)
+ Watch NASA TV

Prelaunch Webcast Date:
Jan. 15 at 3:30 p.m. EST (21:30 CET)

Countdown Coverage:
Starts 90-minutes before liftoff.

Launch Date:
No earlier than Jan. 17, 2006

Launch Window:
1:24 p.m. to 3:23 p.m. EST (19:24 to 21:23 CET)

Launch Vehicle:
Lockheed Martin Atlas V




Primary Launch Window:
January 17 - February 14, 2006

Launch Vehicle:
Atlas V 551 first stage; Centaur second stage; STAR 48B solid rocket third stage

Location:
Cape Canaveral Air Force Station, Florida

Trajectory:
• To Pluto via Jupiter Gravity Assist (first 17 days of window)
• Direct to Pluto (last 12 days of window)

Secondary Launch Window:
February 2-15, 2007 ; puts New Horizons on a direct-to-Pluto trajectory with arrival in 2019-2020, depending on exact launch date.




Image Gallery


Kennedy Space Center

For high resolution images: KSC Multimedia Gallery (Keywords: New Horizons Pluto)


November 2, 2005

KSC-05PD-2400 (11/02/2005)



KSC-05PD-2401 (11/02/2005)
An aerial view of the Launch Complex 41 at Cape Canaveral Air Force Station in Florida. At left is the Vertical Integration Facility that holds the Lockheed Martin Atlas V rocket that will launch NASA’s New Horizons spacecraft.



KSC-05PD-2402 (11/02/2005)
A closeup aerial view of the Vertical Integration Facility, on Launch Complex 41 at Cape Canaveral Air Force Station in Florida, which holds the Lockheed Martin Atlas V rocket that will launch NASA’s New Horizons spacecraft.


November 3, 2005

KSC-05PD-2393 (11/03/2005)


November 4, 2005


KSC-05PD-2406 (11/04/2005)
At NASA Kennedy Space Center’s Payload Hazardous Servicing Facility, technicians from the Applied Physics Laboratory are installing blankets that serve as heat shields around the New Horizons spacecraft. Carrying seven scientific instruments, the compact 1,060-pound New Horizons probe will characterize the global geology and geomorphology of Pluto and its moon Charon, map their surface compositions and temperatures, and examine Pluto's complex atmosphere. After that, flybys of Kuiper Belt objects from even farther in the solar system may be undertaken in an extended mission. New Horizons is the first mission in NASA's New Frontiers program of medium-class planetary missions. The spacecraft, designed for NASA by the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Md., will fly by Pluto and Charon as early as summer 2015.

KSC-05PD-2407 (11/04/2005)

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November 5, 2005

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November 7, 2005

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November 8, 2005

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November 14, 2005

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November 29, 2005

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December 1, 2005

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December 5, 2005

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December 7, 2005

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December 11, 2005

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December 13, 2005

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December 15, 2005

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December 16, 2005

KSC-05PD-2630 (12/16/2005)

KSC-05PD-2631 (12/16/2005)



KSC-05PD-2632 (12/16/2005)
In the Payload Hazardous Servicing Facility, technicians lower New Horizons onto a transporter for its move to Complex 41 on Cape Canaveral Air Force Station. The last strip of the mission decal will be installed on the fairing after the spacecraft is delivered to the pad. New Horizons carries seven scientific instruments that will characterize the global geology and geomorphology of Pluto and its moon Charon, map their surface compositions and temperatures, and examine Pluto's complex atmosphere. After that, flybys of Kuiper Belt objects from even farther in the solar system may be undertaken in an extended mission. New Horizons is the first mission in NASA's New Frontiers program of medium-class planetary missions. The spacecraft, designed for NASA by the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Md., will launch aboard a Lockheed Martin Atlas V rocket and fly by Pluto and Charon as early as summer 2015.

KSC-05PD-2632A (12/16/2005)

KSC-05PD-2633 (12/16/2005)


December 17, 2005

KSC-05PD-2634 (12/17/2005)

KSC-05PD-2635 (12/17/2005)

KSC-05PD-2636 (12/17/2005)



KSC-05PD-2637 (12/17/2005)
New Horizons arrives at the Vertical Integration Facility at Complex 41 on Cape Canaveral Air Force Station where buildup of its Lockheed Martin Atlas V launch vehicle is complete.

KSC-05PD-2638 (12/17/2005)

KSC-05PD-2639 (12/17/2005)

KSC-05PD-2640 (12/17/2005)

KSC-05PD-2641 (12/17/2005)

KSC-05PD-2642 (12/17/2005)

KSC-05PD-2643 (12/17/2005)

KSC-05PD-2644 (12/17/2005)

KSC-05PD-2645 (12/17/2005)



KSC-05PD-2646 (12/17/2005)
The fairing enclosing New Horizons awaits further processing upon its arrival atop a Lockheed Martin Atlas V launch vehicle in the Vertical Integration Facility at Complex 41 on Cape Canaveral Air Force Station.

KSC-05PD-2647 (12/17/2005)


Credit: NASA.gov



NASA TV

[Spocky]

Vielleicht findet man ja eines Tages auch noch Satelliten um Monde herum. Würde mich mal interessieren, welchen Namen die dann bekämen, da gibts ja bisher noch keinen Begriff dafür

[Bynaus]

@Challenger: naja, es ist beides gebräuchlich. Satellit ist sicher ein etwas umständlicher Begriff für einen Mond... Aber nicht falsch, natürlich.

@MRM: Die Frage ist nicht ketzerisch, sondern sehr berechtigt. Wie ist das z.B. mit Saturn: kann man seine Ringfragmente "Monde" nennen? Die kleinsten Saturnmonde, die als solche definiert sind, haben einen Durchmesser von gerade mal 1 km... und darunter? Die Frage ist bisher nicht geklärt, denn eigentlich stellte sie sich nicht - man kannte grosse Monde (100te von km), und Ringfragmente (100te von m, maximum) - doch nun verschwimmen die Grenzen. Die Debatte darüber, "wann ist ein Mond ein Mond?" beginnt erst...

[Challenger]

Ist 'Mond' nicht eher umgangssprachlich? Wird in der Astronomie nicht normal der Begriff 'Satellit' verwendet? (Man unterscheidet ja zwischen natürlichen und künstlichen Satelliten...)

Der Begriff Satellit bezeichnet
* in der Astronomie einen Himmelskörper, der einen Planeten auf einer festen Bahn umkreist, siehe Satellit (Astronomie)

[MRM]

Sieht so aus, als hätte Pluto (mindestens) drei Monde: Beobachtungen mit dem Hubbleteleskop haben gezeigt, dass da noch zwei weitere Objekte sind (zwischen 45 und 160 km Durchmesser, rund doppelt bis dreimal so weit von Pluto entfernt wie Charon).

45 km - hm ich stell mal ne ganz ketzerische Frage warum gibts eigentlich eine debatte wann ein Himmelskörper ein Planet ist und wann nicht ( Größe ) aber jeder kleine Felsbrocken darf sich Mond nennen ( gibt ja auch welche die nur 3 km oder so als Durchmesser haben ) - solltes es da nicht auch eine mindestgröße geben ... ?

[Bynaus]

F = G * M * m / r^2, wäre die Formel zur Gravitationskraft.

Kommt halt drauf an, was du mit "Stärke" meinst - natürlich nimmt die Gravitationskraft mit der Entfernung ab - aber in einem ansonsten leeren Universum wird sie nie null, das siehst du ja aus der Formel schon: je grösser du r machst, desto kleiner die Kraft, doch du kannst kein r wählen, so dass die Kraft F = 0 wird.