Tag: 20. August 2007

Heute vor 30 Jahren hob eine Titan 3E Centaur mit Voyager 2 vom Cape Canaveral ab. Und sie arbeitet heute noch. Und das ist mit Sicherheit das faszinierendste an dieser Raumsonde. Voyager 1+2 wurden für eine 4 Jahremission konzipiert. Schon dies macht bei einigen Teilsystemen Probleme. So gab es eine Thermoelemente für Radioisotopenelemente die nach dieser Zeit noch viel Strom liefern. Die hohe Temperatur führte zu Korrosion. Man löste das Problem und andere Missionen wie Viking und Pioneer 10+11 profitierten davon. Die Computersysteme zu jener Zeit waren nicht für eine solche Betriebsdauer ausgelegt. Die Bordrechner von Viking, von denen die Systeme abstammten waren nur einige Prozent der Missionszeit aktiv, wenn die Sonden nahe des Mars waren. Voyagers Computersysteme sollten 20-30 % der Missionszeit aktiv sein, während der Vorbeiflügen nahezu pausenlos. Man löste das Problem durch extensive Tests und Redundanzen verbunden mit Automatischen Umschaltungen wenn sich ein Computer nach einem bestimmten Zeitpunkt nicht meldete.

Voyagers Kommunikationssysteme waren 100 mal leistungsfähiger als die von Pioneer 10+11 und sie waren die bis zu diesem Zeitpunkt am besten ausgestatten Raumsonden mit jeweils 11 Experimenten die von visuellen Aufnahmen. Radiowellenanalyse, Magnetfeldmessungen, Spektroskopie im UV und IR Bereich, Teilchendetektion, Lichtmessungen bis hin zur Detektion von Teilchen verschiedenster Art reichten. Das einzige was fehlte war ein Staubdetektor. Daher kann New Horizons nun erstmals Staubmessungen jenseits von Saturn machen (in dieser Distanz fiel der letzte an Bord der beiden Pioneer Sonden aus).

Niemand rechnete beim Start damit wie viele Daten die Sonde von Uranus und Neptun senden würde. Zum einen setzte man die Wahrscheinlichkeit, dass die Sonde dann noch aktiv ist recht niedrig an. Zum anderen waren die Instrumente nicht für eine so große Distanz ausgelegt, vor allem ging die Helligkeit der Objekte zurück. Dass man bei Uranus und Neptun überhaupt so viele Daten bekam – Bei Neptun mit fast 9000 Bildern z.B. fast genauso viel wie bei dem Vorbeiflug an Jupiter – lag daran, dass man erstmals die Computer einer Raumsonde umprogrammierte, d.h. mit neuen Programmen versorgte, die es beim Start nicht gab und deren Einsatz man nie erwogen hatte, wie z.B. einem einfachen verfahren für die Datenreduktion. Dabei sind Voyagers Bordrechner nicht gerade besonders leistungsfähig. Der gesamte Speicher aller 6 Computer an Bord ist kleiner als der eines C-64, denn man 5 Jahre nach dem Start für knapp 1400 Mark kaufen konnte. Selbst wenn man Raumfahrzeuge als Vergleicher heranzieht so haben die Apollo Bordcomputer über mehr Speicher verfügt als Voyager. Allerdings funktionieren von 12 gestarteten Rechnern heute immer noch 11.

Voyager ist meiner Ansicht nach das erfolgreichste unbemannte Weltraumunternehmen. Die beiden Sonden haben 4 Planeten und etwa zwei Dutzend Monde besucht und zumindest grob photographiert. Von einigen wie den Jupitermonden oder Triton haben wir sogar so gute Fotos, dass es zum Erstellen mittelauflösender topographischer Karten reicht. Voyager hat uns eine neue Sichtweise des äußeren Planetensystems gebracht: Das es eben nicht eine tote Welt ist, erstarrt in Eis, sondern selbst dort es geologisch aktive Vorgänge gibt: Die Schwefelvulkane auf Io. Der Ozean unter der Eisdecke bei Europa. Plattenbewegungen bei Ganymed. Einen weitgehend kraterfreien Enceladus (der nach den Cassini Erkenntnissen ebenfalls Geysire aufweis) und Titan mit seiner Atmosphäre und Regen aus Methan. Noch weiter außen, in Neptunentfernung weist Triton Geysire auf und bizarre Landformationen aber kaum Krater.

Auch die Planeten gaben Überraschungen preis: Jupiters Bänder und Zonen waren viel komplexer als gedacht, mit Verwirbelungen an den Kontaktstellen und kleinen Wirbeln dies ich bildeten und verschwanden. Blitzentladungen und Nordlichter konnten nachgewiesen werden. Saturn wies ebenfalls kleinere Stürme auf, die Windgeschwindigkeiten warn sogar noch höher als bei Jupiter trotz geringerer Sonneneinstrahlung und die Ringe zeigten sich nicht als gleichmäßige Masse, sondern bestehend aus vielen kleinen Einzelringen in denen Speichen auftauchten und verschwanden.

Uranus zeigte sich dagegen völlig konturlos. Nur im IR hätte Voyager unter die Smogschicht sehen können, doch ihre Videoconröhren waren nicht empfindlich in diesem Spektralbereich. Dagegen konnte man auf Neptun einen Sturm sehen, der im Verhältnis zu der Größe des Planeten noch größer als der rote Fleck des Jupiters war.

Vier Planeten, Entdeckungen über 10 Jahre und dies alles nur mit 2 Sonden die bis zum Start etwa 500 Millionen US-$ kosteten, in etwa so viel wie heute der Unterhalt der ISS für ein Jahr (inflationskorrigiert) oder 1 Tag Irak Krieg. Wenn es einen Award gibt „Erfolgreichste Weltraummission aller Zeiten“ so verdient es Voyager, insbesondere Voyager 2.

Trotz allem gibt es alle Jahre wieder Pläne die Sonden abzuschalten. Sie werden pro Woche für einige Stunden kontaktiert und senden die auf Band zwischengespeicherten Daten zur Erde. Man muss nach und nach mehr und mehr Experimente abschalten, da der Strom langsam aber sicher abnimmt. Bis zum Jahr 2020 wird man mit Sicherheit noch die Experimente betreiben können, vor allem im Time-Sharing Betrieb, also nur eines zu einer bestimmten Zeit aktiv. Die Sonden sollen die Grenze der Heliosphäre erreichen, wo es einen Wechsel gibt von Teilchen die von der Sonne kommen und mit dem Sonnenwind weggeblasen werden zum interstellaren Medium. Mut etwas glück erreicht eine der Sonden diese grenze (man weis nicht wo sie genau liegt). Einige Anzeichen, dass sie nahe an ihr sind gab es schon in den letzten Jahren. Bislang konnte man dieses Schicksal abwenden, vor allem durch Proteste der wissenschaftlichen Gemeinde. Dabei sind die Sonden nicht teuer. Ihr Unterhalt kostet nun einige Millionen US-4 pro Jahr. Ein Klacks bei dem NASA Budget. Alleine mit den Kosten welcher die Verschiebung des Starts der Dawn Sonde von Juni auf September zusätzlich aufwarf könnte man die Sonden 6 Jahre lang weiter betreiben.

Es bleibt zu hoffen, dass sie noch weiter durchhalten und ich in 10 Jahren hier das vierzigjährige Jubiläum feiern kann.

Und hier noch ein link zu einem Buch, das vor allem die Vorgeschichte des Voyager Projektes gut beschreibt: