SMART-1 erreicht die Mondumlaufbahn

Die ESA-Sonde SMART-1 absolviert derzeit ihre erste Umlaufbahn um den Mond – ein bedeutender Meilenstein für die erste von Europas kleinen Missionen für fortgeschrittene technologische Forschung (SMART).

Während der Reise der Sonde zum Mond und ihrer Vorbereitung auf die bevorstehenden wissenschaftlichen Experimente wurde mit Erfolg eine Reihe neuer Technologien erprobt, die den Weg für künftige interplanetare Missionen ebnen.

SMART-1 hat am 15. November um 18.48 Uhr MEZ ihren ersten mondnächsten Punkt in rund 5 000 km Entfernung von der Mondoberfläche erreicht. Wenige Stunden zuvor - um 6.24 Uhr MEZ - war der solarelektrische Antrieb der Sonde (das „Ionentriebwerk“) aktiviert worden und wird nun für das heikle Manöver der Stabilisierung der Sonde in der Mondumlaufbahn gezündet.

Während dieser entscheidenden Phase wird das Triebwerk während der kommenden vier Tage fast ununterbrochen laufen und anschließend für eine Reihe kürzerer Schübe gezündet, um SMART-1 auf immer engere Umlaufbahnen um den Mond und schließlich auf ihre endgültige Einsatzbahn zu befördern. Ab Mitte Januar wird die Sonde den Mond auf einer Bahn zwischen 300 km (über dem Südpol) und 3 000 km (über dem Nordpol) umrunden und mit ihren wissenschaftlichen Beobachtungen beginnen.

Hauptziel der ersten Missionsphase, die mit der Ankunft auf der Mondumlaufbahn abschließt, war die Erprobung neuer Technologien. Insbesondere das solarelektrische Antriebssystem wurde auf der über 84 Millionen km langen spiralförmigen Flugbahn zum Mond eingehend getestet. Diese Entfernung ist mit einer interplanetaren Reise vergleichbar. Zum ersten Mal wurden von einem elektrisch angetriebenen Raumfahrzeug Vorbeischwungmanöver ausgeführt, die sich bei der Annäherung an den Mond dessen Anziehungskraft zunutze machten. Der erfolgreiche Abschluß dieser Erprobung ist entscheidend für den Einsatz von Ionentriebwerken für künftige interplanetare Missionen.

Mit SMART-1 wurden neue Technologien demonstriert, die eines Tages in die autonome Navigation von Raumfahrzeugen münden sollen. Im Rahmen des Experiments OBAN wurde auf Bodencomputern Navigationssoftware getestet, um die genaue Lage und Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs anhand von Bildern von Himmelsobjekten zu bestimmen, die mit der AMIE-Kamera an Bord von SMART-1 aufgenommen wurden. Künftigen Raumfahrzeugen soll die mit OBAN demonstrierte Technologie gestatten, ihre Position und Geschwindigkeit selbst zu überprüfen und damit das Eingreifen des Bodenkontrollpersonals zu beschränken.

SMART-1s Blick auf den Mond

Mit den Experimenten KaTE und RSIS erprobte SMART-1 durch Funkübertragungen in sehr hohen Frequenzen – im Vergleich zu den herkömmlichen Funkfrequenzen – zudem die interplanetare Kommunikation. Diese Technologie soll die Übertragung immer größerer Volumen wissenschaftlicher Daten von künftigen Raumfahrzeugen zur Erde ermöglichen. Das Laser-Link-Experiment diente dazu, für künftige Kommunikationszwecke nachzuweisen, daß ein Laserstrahl von der Erde auf ein sich bewegendes Raumfahrzeug im fernen Weltraum gerichtet werden kann.

Als Vorbereitung zur wissenschaftlichen Beobachtungsphase wurden auf der Reise vier miniaturisierte Instrumente, die zum ersten Mal im All zum Einsatz kamen, bereits ersten Tests unterzogen: die AMIE-Kamera, die bisher die Erde, den Mond und zwei totale Mondfinsternisse aus dem Weltraum aufgenommen hat, die Rönteninstrumente D-CIXS und XSM sowie das Infrarot-Spektrometer SIR.

Insgesamt hat SMART-1 332mal die Erde umrundet und dabei 289mal seine Triebwerke gezündet, die etwa 3700 Stunden lang in Betrieb waren. Verbraucht wurden hierfür lediglich 59 kg Xenon-Treibstoff (von insgesamt 82 kg). Das Triebwerk hat bis jetzt absolut einwandfrei funktioniert, so daß die Sonde den Mond zwei Monate früher als erwartet erreichen konnte.

Der verbleibende Treibstoff ermöglichte den Wissenschaftlern, die Höhe der endgültigen Mondumlaufbahn erheblich zu verringern. Durch die größere Nähe zur Mondoberfläche werden noch günstigere Bedingungen für die im Januar beginnenden wissenschaftlichen Beobachtungen erreicht. Im Falle einer Verlängerung der wissenschaftlichen Beobachtungsphase soll der zusätzliche Treibstoff auch dazu genutzt werden, die Sonde nach der sechsmonatigen Beobachtungsphase im Juni wieder in eine stabile Mondumlaufbahn zu befördern.

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