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«Voyager 1» und «Voyager 2» befinden sich seit 40 Jahren im Weltraum
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NASA: Voyager-Missionen
«Voyager 1» und «Voyager 2» befinden sich seit 40 Jahren im Weltraum

Im August 2012 verliess die NASA-Raumsonde «Voyager 1» nach einer Reise von 12 Milliarden Kilometer unser Sonnensystem und trat in den interstellaren Raum ein.

2017 befand sich «Voyager 2» mehr als 10 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt am äussersten Ende unseres Sonnensystems. In den nächsten Jahren wird «Voyager 2» ebenfalls in den interstellaren Raum wechseln.

Die beiden Raumsonden haben auf ihrer vierzigjährigen Reise durch den Weltraum mehr Planeten, Monde und einzigartige Objekte fotografiert als jedes andere NASA-Raumschiff in der Geschichte der U.S.-amerikanischen Raumfahrt.

«Voyager 1» und «Voyager 2» haben während ihrer Mission viele Aufgaben und Messungen erfolgreich erledigt, darunter sind folgende Höhepunkte:

- «Voyager 2»ist das einzige Raumschiff, welches bisher die Planeten Uranus und Neptun besucht hat. Die Sonde übermittelte dabei die ersten Bilder der Saturnringe sowie von Uranus und Neptun.

- «Voyager 1» und «Voyager 2» entdeckten den ersten aktiven Vulkan auf dem Jupitermond Iound zahlreiche Monde auf den vier äusseren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

- Die Voyager-Raumsonden entdeckten auf Jupiter die ersten Blitze auf einem Planeten ausserhalb der Erde. Aufnahmen der Sonden stärkten die Vermutung, dass sich unter der Eiskruste des Jupitermondes Europa ein Ozean befindet.

- «Voyager 1» verliess 2012 die Heliosphäre und trat als erstes Raumschiff in den interstellaren Raum ein.

- Messungen von «Voyager 1» ergaben, dass die kosmische Strahlung (Atomkerne, welche sich beinahe mit Lichtgeschwindigkeit bewegen) im interstellaren Raum viermal stärker ist als in der Umgebung der Erde.Der blasenähnlichen Raum, in welchem sich die Planeten unseres Sonnensystems bewegen und die Sonnenwinde "wehen", wirkt als Strahlungsschutzschild für diese Planeten.

- «Voyager 1» lieferte als erstes Raumschiff Daten über die volle Kraft der kosmischen Strahlung , die galaktischen Magnetfelder und die Dichteverhältnisse im interstellaren Raum sowie Messungergebnisse über den «solar wind termination shock». Diese Grenzschicht zeigt das Ende unseres Sonnensystems an.

Die Forschungsergebnisse, welch durch die Bilder und Daten derbeiden Voyager-Raumsonden gewonnen wurden, ebneten den Weg für weitere Raummissionen:

Die «Galileo»-Mission und die «Juno»-Mission zum Jupiter sowie die «Cassini»-Missionzum Saturn wurden erst durch Voyager-Daten möglich.

Die Raumsonde «Cassini» beobachtete zum ersten Mal den hexogonal geformten Saturnsturm über dem Saturnnordpol. Der Saturmond Titan wurde als eine orangfarbene Kugel, welche von einer dichten, von den Kameras nicht zu durchdringenden Atmosphäreumhüllt ist, abgebildet. «Cassini» übermittelte Datenmaterial über die Vielfalt und den äusserst komplexen Aufbau der Saturnringe. «Cassini» flog in einem Abstand von 15 km am Saturnmond Enceladus vorbei.

Bevor «Voyager 2» im Jahr 1986 am Uranusund 1989 am Neptun vorbeiflog, waren über die beiden Eisgiganten noch wenig Informationen vorhanden.«Voyager 2» flog in einem Abstand von 5'000 km über die Wolken am Neptunnordpol. Die NASA-Raumsonde «New Horizons» fotografiert 2014 den Neptunmond Triton.

Bei «Voyager 1» wurde zum ersten Mal in einem Flyby-Manöver die «Swing by»-Technik angewendet, bei welcher ein Raumschiff mit Unterstützung der Schwerkraft von Planeten treibstoff- und flugzeitsparend wieder beschleunigt wird. «Voyager 2» erreichte mit dieser Unterstützung die PlanetenJupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Der Zwerplanet Pluto lag nicht auf der Flugbahn der «Voyager»-Raumschiffe.

Flyby - Swing-by
Die Merkursonde BepiColombo hat im April 2020 Flyby-Manöver ausgeführt.
BepiColombo auf dem Weg zur Venus und zum Merkur

Im Juli 2015 gelangte die NASA-Raumsonde «New Horizons» mit Schwerkraftunterstützung des Planeten Jupiter zum Pluto. Die NASA-Raumsonde «Messenger» nutze dieselbe Technik die Massenanziehungskräfte der Erde und der Venus auf ihrem Flug zum Merkur, wo die Sonde 2015 abstürzte. Das NASA-Raumschiff «Orsiris-Rex» wird am 22. September 2017 mit Unterstützung der Erde auf die Reise zum Asteroiden Bennu geschickt.

2020 beabsichtigt die NASA,die Raumsonde «Clipper» auf der Grundlage von Daten der Voyager-Missionen auf die Reise zum Jupitermond Europa zu schicken. Jahre später will die NASA eine Landefähre auf dem Mond Europa absetzen.

«Voyager 1» befand sich im Juli 2017 rund 13 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Die Sonde fliegt von der Erde aus gesehen nordwärts durch den interstellaren Raum und entfernt sich dabei immer weiter von der Planetenebene unseres Sonnensystems.

«Voyager 2» bewegte sich im Juli 2017 rund 11 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt in südliche Richtung. «Voyager 2» wird in den kommenden Jahren in den interstellaren Raum eintreten.

Die verschiedenen Positionen der beiden Raumschiffe ermöglicht es den Wissenschaftlern, an zwei verschiedenen Stellen im Weltraum die Interaktionen zwischen der Heliosphäre und den sie umhüllenden interstellaren Medien zu beobachten. Ab dem Zeitpunkt, an dem beide Voyagersonden im interstellaren fliegen werden, sind die Bedingungen in zwei verschiedenen interstellaren Räumen vergleichbar. Die Raumsonden wurden mit Instrumenten ausgerüstet, welche die Teilchenladungen, das Magnetfeld, die Radiowellen mit tiefer Frequenz und das Solarwindplasma messen.

Die beiden Raumsonden sind mit je 3 thermolektrischen Generatoren ausgestattet. Die Stromerzeuger nutzen dabei die von Plutonium 238-Isotopen erzeugte Wärme. Nach 88 Jahren Betriebsdauer wird erst die Hälfte dieser Isotope umgewandelt bzw. aufgebraucht sein. Die beiden Voyagersonden verlieren jedes Jahr 4 Watt Leistung. Die Raumfahrtingenieure studieren die Baupläne und Software-Angaben aus den 70er-Jahren des letzten Jahrhundert. Mit den damit gewonnenen Erkenntnissen werden Softwareupdates programmiert und zu den beiden Sonden geschickt. Mit den Updates können die Lebensdauer verlängert und das Funktionieren der Messinstrumente verbessert werden.

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien, betreut die Voyager-Raumschiffe. Die JPL-Ingenieure schätzen, dass sie 2030 das letzte wissenschaftlicheInstrument an Bord der beiden Raumschiffe abstellen müssen. «Voyager 1» und «Voyager 2» werden auch nach dieser Abschaltung weiter mit einer Geschwindigkeit von 48'280 km/h je einmal in 225 Millionen Jahren die Milchstrasse umrunden.

Quelle: NASA Jet Propulsion Laboratory - Caltech, Pasadena (USA), 31. Juli und 31. August 2017
Text: RAOnline

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