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Das Ziel der sechsten japanischen Raumsonde Hayabusa ist der Mond, der in der ersten Hälfte des neuen Jahrtausends eine Renaissance erlebt: Außer der Mondsonde Lunar-A wird Japan den Mondorbiter Selene starten. Europa sendet die Raumsonde SMART-1 zum Mond und Mondsonden von der indischen Weltraumorganisation ISRO und der chinesischen Weltraumorganisation sind angekündigt. Die japanische Lunar-A Mission kostet etwa 135 Millionen USD.
Lunar A besteht aus einem Mondorbiter und zwei Penetratoren von je
45 kg Gewicht.
Die Raumsonde hat eine seltsame Konstruktion. Sie ist zylindrisch und wird auch durch Rotation stabilisiert. Anders als bei anderen Satelliten welche dieses Konstruktionsprinzip verwenden, befinden sich die vier Solarpaneele aber an der Seite und nicht auf dem Zylindermantel.
Die Höhe beträgt 1.70 m mit Düse, 1.11 m ohne. Der maximale Durchmesser mit ausgefahrenen Solarpanels beträgt 2.2 m, der des reinen Zylinders 1.20 m. Die Startmasse beträgt 540 kg, davon sind 190 kg Treibstoff.
Einziges Experiment des Orbiters ist eine Kamera unter einem Solarpanel an der Zylinderaußenseite. Sie sollte vom Terminator des Mondes (wo die Schatten am stärksten sind und man geologische Formationen am besten erkennen kann) Bilder mit 30 m Auflösung anfertigen.
Gesendet wird im S-Band. Empfangen wird im S-Band (Erde) und UHF Band (Penetratoren). Die Lageregelung erfolgt durch Hydrazin, die Kurskorrektur durch Hydrazin und Stickstofftetroxid. Der Orbiter wurde schon in den neunziger Jahren entwickelt und 1995 fertiggestellt.
Die Masse eines Penetrators beträgt 45 kg. Er besteht aus einem Deorbit Motor der ihn abbremsen soll und dem eigentlichen Messkopf. Der Deorbit Motor macht den größten Teil der Masse aus. Er verringert die Geschwindigkeit von 1.7 km/s auf 250-300 m/s. Der eigentliche Messkopf wiegt nur noch 13 kg. Jeder Penetrator ist 75 cm lang und hat einen maximalen Durchmesser von 14 cm. Er ist von Zylinderförmiger Gestalt mit einer pfeilförmigen Spitze. Die Penetratoren befinden sich an den Zylinderaußenseiten des Orbiters.
Der Penetrator wird in 40 km Höhe abgetrennt und erreicht die Mondoberfläche nach 30 Minuten. Beim Eindringen in den Mondboden treten negative Beschleunigungen von bis zu 2500 G auf. Die Stromversorgung besteht aus einer Lithiumionenbatterie. (Li-SOCL2 Super Lithium). Sie sollte die Penetratoren über 1 Jahr mit Strom versorgen können. Gesendet sollte im UHF Band werden. Ein Kohlefaser verstärktes Gehäuse und eine Spitze aus diesem Material sollten die Beschleunigung abfangen. Nach dem Abtrennen der Penetratoren sollte der Orbiter die Datenübertragung übernehmen und für etwa 1 Jahr lang Messdaten aus dem Mondorbit funken.
Das Hauptexperiment ist ein Seismometer. Es selbst wiegt nur 0.35 kg, doch die Elektronik und die Mechanik um es vor zu hohen G Kräften zu schützen heben die Masse auf 3.17 kg an. Der Stromverbrauch liegt bei 0.175 W bei Messungen und 0.04 W bei Inaktivität. Weitere Sensoren waren einen Temperaturflussmesser, ein Beschleunigungssensor und ein Neigungsmesser.
Ursprünglich sollte Lunar-A im Jahre 2004 mit einer My-V Rakete starten, doch der Start wurde mehrfach verschoben, zuletzt und am längsten durch Probleme bei den Lageregelungsdüsen, die vom US Hersteller zur Reparatur zurückgerufen wurden. Der Starttermin ist dadurch unbestimmt.
Der Starttermin wurde dann mehrere Male verschoben, schließlich ergaben sich immer neue Probleme bei der Erprobung der Penetratoren eine weitere Verzögerung. Schließlich war von einem Start im Jahre 2010 die Rede. Im Januar 2007 gab die japanische Raumfahrtbehörde JAXA bekannt, dass man plane die Sonde zu streichen, weil durch die zahlreichen Verzögerungen der inzwischen fertig gestellte Sondenkörper technisch veraltet sei. Weiterhin wird die My-V Rakete seit 2006 nicht mehr produziert. Weiterhin waren die Kosten für die Mission recht stark angestiegen. Am Schluss waren es 174 Millionen US-$ (19.2 Milliarden Yen).
Nach einem Start mit einer My-V Rakete in einen Erdorbit zündet die letzte Stufe der Rakete und bringt die Sonde in eine Bahn zwischen Erde und Monddistanz. Nach viereinhalb Umläufen macht die Sonde einen Vorbeiflug am Mond, der den erdfernsten Punkt auf 1185000 km anhebt. Mit höherer Relativgeschwindigkeit zum Mond tritt die Sonde danach bei der nächsten Begegnung in einen um 30 Grad zum Mondäquator geneigten Mondorbit ein.
Zwei Penetratoren sollten auf der erdzugewandten und erdabgewandten Seite des Mondes in den Boden bohren. Dazu senkt der Orbiter den tiefsten Punkt der Bahn auf 40 km ab. Ein Penetrator wird in der Nähe des Apollo 12 und 14 Landeplatzes auf der Mondvorderseite abgesetzt, der andere nahe des Mondäquators auf der Rückseite. Dies geschieht etwa 1 Monat nach Erreichen des Orbits. Jeder Penetrator sollte 1-3 m tief in die Oberfläche eindringen. Danach hebt der Orbiter die Bahn auf eine Kreisbahn in 250-300 km Höhe an.
Die Daten speichert jeder Penetrator auf einem internen Speicher. Beim Überflug des Orbiters alle 15 Tage werden diese von diesem abgerufen und zur Erde übertragen.
© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
Lang Zeit gab es von mir nur ein Buch über Raumsonden: die beiden Mars-Raumsonden des Jahres 2011, Phobos Grunt und dem Mars Science Laboratory. Während die russische Raumsonde mittlerweile auf dem Grund des Pazifiks ruht, hat für Curiosity die Mission erst bekommen. Das Buch informiert über die Projektgeschichte, den technischen Aufbau der Sonden und ihrer Experimente, die geplante Mission und Zielsetzungen. Die Mission von Curiosity ist bis nach der Landung (Sol 10) dokumentiert. Einsteiger profitieren von Kapiteln, welche die bisherige Marsforschung skizzieren, die Funktionsweise der Instrumente erklären aber auch die Frage erläutern wie wahrscheinlich Leben auf dem Mars ist.
2018 wurde dies durch zwei Lexika, im Stille der schon existierenden Bücher über Trägerraketen ergänzt. Jedes Raumsonden Programm wird auf durchschnittlich sechs bis acht Seiten vorgestellt, ergänzt durch eine Tabelle mit den wichtigsten zeitlichen und technischen Daten und Fotos der Raumsonde, bzw., Fotos die sie aufgenommen hat. Ich habe weil es in einen band nicht rein geht eine Trennung im Jahr 1990 gemacht. Alle Programme vorher gibt es in Band 1. Die folgenden ab 1990 gestarteten dann in Band 2. In Band 2 ist ein Raumsonden Programm meist eine Einzelsonde (Ausnahme MER). In Band 1 dagegen ein Vorhaben das damals zumeist aus Doppelstarts bestand, oft auch mehr wie z.B. neun Ranger oder sieben Surveyor. Beide Bänder sind etwa 400 Seiten stark. In Band 1 gibt es noch eine gemeinsame Einführung für beide Bände über Himmelsmechanik und Technik der Instrumente. Beide Bände haben einen Anhang mit Startlisten, Kosten von Raumsonden und Erfolgsstatistiken. Band 2 hatte Redaktionsschluss im Januar 2018 und enthält die für 2018 geplanten Missionen über die es genügend Daten gab.
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