Cassini, NEAR, Pathfinder, Stardust

Mit Kosten für Bau und Entwicklung in Höhe von über 3 Milliarden US-$ ist die Raumsonde Cassini eines der teuersten Raumsonden-Projekte das bisher durchgeführt wurde.
Mit einem Gewicht (inkl. Treibstoff) von über 5600 kg und einer Höhe von fast 7 Metern ist Cassini die größte und schwerste Sonde die jemals auf eine solch weite Reise geschickt wurde.

Nicht unproblematisch ist die Energieversorgung der Sonde. 3 Radioisotopen-Generatoren, die mit Plutonium (238) betrieben werden. Die extreme Giftigkeit von Plutonium - auch in geringsten Dosen - in Verbindung mit einem nie auszuschließenden Explosionsrisiko beim Start und einem 2 Jahre später folgenden Swing-by-Manöver an der Erde führten zu massiven Protesten gegen den Start der Raumsonde.

Glücklicherweise sind beide Manöver planmäßig verlaufen und Cassini befindet sich auf seiner
3,9 Milliarden Kilometer langen Reise Richtung Saturn.

Ziele der Mission:
Aufgabe von Cassini ist eine etwa 4 Jahre dauernde Erfoschung des Saturn-Systems. Im einzelnen sind das:

• Erforschung der Saturn-Atmosphäre und des Saturn-Magnetfeldes
• Untersuchung des Ringsystems
• Erforschung des Satrun-Modes Titan durch den Orbiter "Huygens"
• Erkundung weiterer Saturn-Monde

.Aufbau der Cassini-Sonde:
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1994 begann die NASA aufgrund von nicht mehr so reichlich fließenden Geldmitteln das "Discovery-Programm ins Leben zu rufen. Das Ziel war, Raumsonden zu entwickeln, die  billig in
Entwicklung, Bau und Betrieb sein sollten und die Sonden alter Generation, die gigantische Geldsummen verschlangen, ablösen sollten. Nach Möglichkeit wurde auch versucht, technisch neue Wege zu gehen (siehe Landung der Pathfinder Mars-Sonde).

Ziel der NEAR-Mission war der 1898 entdeckte Asteroid (433) Eros. Der Asteroid umkreist die Sonne in einer elliptischen Umlaufbahn mit einem Abstand zwischen 170 und 265 Millionen Kilometern mit einer Umlaufzeit von 642 Tagen.
Aufgabe von NEAR ist die Bestimmung von äußeren Merkmalen des Kleinplaneten. Dazu gehören Form, Größe, Volumen, Masse und Oberflächenbeschaffenheit. Das folgende im Jahr 2000 geschossene Bild zeigt einen beinahe fußförmigen Körper mit den Ausmaßen 40 x 15 x 14 km.
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Aus einer  anderen Perspektive erscheint Eros auch kartoffelförmig.
 
 

Gallerie Mathilde:  1  2    Die Asteroiden Mathilde, Ida und Gaspari im Vergleich:  3
Gallerie Eros:  1  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

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.Durch geschickte PR schaffte es die NASA, für ein Raumfahrtprojekt  öffentliches Interesse zu wecken, wie es wohl seit der Mondlandung 1969 nicht mehr bestand.

Pathfinder gehört zuden NASA-Missionen, die unter dem Motto "schneller, besser, billiger" stehen. So kostete die Mission nur ca. 250 Mio. $, was sich im Vergleich zu früheren milliardenschweren Projekten eher bescheiden darstellt.

Wesentliches Ziel von Pathfinder war die Erprobung neuartiger und riskanter Techniken. So sollte die Sonde nicht - wie üblich durch Bremsraketen verlangsamt - auf der Marsoberfläche aufsetzten sondern in "Airbags" gepackt auf den Planeten stürzen.
Highlight war aber sicherlich der ferngesteuerte Rover "Sojourner" (unten im Bild), der nach der Landung die Sonde über eine Rampe verläßt..
 

Mit seiner "Spürnase", dem vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelten Meßinstrument APXS konnte Sojouner chemische Analysen vom Marsboden und von Felsen durchführen.

Der Erfolg der Mission war nicht so spektakulär, wie der Medienrummel vielleicht vermuten ließ. Dennoch wurden interessante Erkenntnisse über die Marsgeologie und -atmosphäre gewonnen. Die Bilder, die zur Erde geschickt wurden, waren wesentlich detailreicher als die der Viking-Sonden in den 70er-Jahren. Zufrieden war man auch mit dem Einsatz der neuen Techniken.
 

Sieben Jahre lang soll die Raumsonde "Stardust" im Weltraum unterwegs sein, bevor sie wieder zur Erde zurückkehrt. Zu Beginn des Jahres 2004 kommt es zu einem Rendevous mit dem Kometen "Wild2". In einer Entfernung von nur 150 km wird "Stardust" mit einer Geschwindigkeit von 6 km/s den Kern des Kometen passieren und dabei Staubteilchen aus der Koma sammeln. Zwei Jahre später trifft die Sonde mit ihrer Fracht wieder auf der Erde ein.

Die Staubpartikel, die "Stardust" auf die Erde bringt, werden die ersten sein, die in irdischen Labors untersucht werden können, ohne dass sie ungeschützt den Weg durch die Erdatmosphäre genommen haben. Die Staubteilchen werden mit Hilfe eines Gels, das aus Silizium mit einer schwammartigen Strukur (Aerogel) besteht, eingefangen. Das Aerogel besteht zu 99% aus leerem Raum und hat eine 1000mal geringere Dichte als Glas.

Die folgende Abbildung zeigt die Flugbahn von Stardust:
 

Kurz vor dem Treffen mit dem Kometen wird die Sonde auf seine Bahn einschwenken und dann von ihm gleichsam überholt werden.

Die bei diesem Treffen gesammelten Staubteilchen sind für die Wissenschaftler auch deshalb interessant, weil "Wild2" ein Neuankömmling im inneren Sonnensystem ist, der erst durch die Gravitationskräfte des Jupiter auf seine derzeitige Bahn gebracht wurde.