04.07.2016, 14:16 Uhr | 2 |

Extreme Bedingungen Countdown für Begegnung: Nasa-Sonde Juno erreicht Jupiter

Nach fünfjähriger Anreise schwenkt die Nasa-Sonde Juno am 5. Juli in die Umlaufbahn von Jupiter ein. Dann wird sich zeigen, ob die wie ein Panzer gesicherte Sonde der extremen Strahlung und dem starken Magnetfeld dort standhalten kann. Und wenn ja, was werden wir dann Neues über die Entstehung des größten Planeten unseres Sonnensystems erfahren?

Wenn Juno am Dienstagmorgen in aller Frühe in die Umlaufbahn ihres Göttergatten Jupiter einschwenkt, wird das zu einer spannenden Begegnung. Es ist nicht das erste Mal, dass eine Raumsonde dem größten Planeten unseres Sonnensystems begegnet, aber die kleine Juno mit einem Durchmesser von 3,5 m wird die erste sein, die Jupiter auf einem polaren Orbit für mindestens ein Jahr lang umkreisen wird.

Der Name Juno steht aber nicht nur für „Jupiter near-polar orbiter“. Er passt auch deshalb so gut, weil Juno in der römischen Mythologie die Ehefrau des Götterchefs Jupiter war und die Gabe hatte, durch die Wolken hindurchzuschauen, mit denen ihr Ehemann so manche seiner Taten verschleiern wollte.

Juno soll bis auf 5000 km an Jupiter herankommen

Auch die Raumsonde Juno soll durch eine sturmdurchwühlte Wolkendecke blicken, wenn sie bis auf 5000 km an Jupiter herankommt und sich damit zwischen dem Planeten und seinem starken Strahlengürtel befindet.

Im August vor fünf Jahren war Juno gestartet, ausgestattet mit drei jeweils neun Meter langen Solarpanelen mit insgesamt über 18.000 Solarzellen. Die Energie, die Juno daraus ziehen wird, reduziert sich in Jupiter-Nähe auf 400 W, weil dort nur noch vier Prozent des Sonnenlichtes ankommen. Für den Betrieb der sieben Instrumente auf Juno und für die Kommunikation soll das ausreichen.

Wenn Juno mit einem 35-minütigen Manöver in die Jupiterumlaufbahn einschwenkt, hat die Sonde bereits 2800 Mio. km zurückgelegt. Bis zum Ende der Mission, das für Februar 2018 geplant ist, kommen noch einmal 560 Mio. km hinzu. 36-mal soll Juno den riesigen Gasplaneten, der sich zweimal pro Minute um sich selbst dreht, umkreisen. Jupiter hat einen zwölfmal größeren Durchmesser, eine 318-mal größere Masse als die Erde und ist mehr als doppelt so groß wie alle anderen Planeten unseres Sonnensystems zusammen.

Jupiter besteht vor allem aus Helium und Wasserstoff

Juno soll während ihrer Mission Jupiter, dem wahrscheinlich ältesten Planeten unseres Sonnensystems, nicht nur präzise vermessen, sondern auch herausfinden, wie groß die Anteile von Ammoniak und Wasser in der Atmosphäre sind. Außerdem interessieren sich die Astronomen der Nasa für die geladenen Teilchen des Sonnenwindes, die Jupiters Atmosphäre bombardieren und intensive Polarlichter erzeugen, die auch schon vom Weltraumteleskop Hubble beobachtet wurden.

Die Zusammensetzung von Jupiter ist ähnlich wie die der Sonne und besteht vor allem aus Wasserstoff und Helium. Tief in der Atmosphäre steigen Druck und Temperatur und verdichten den Wasserstoff zu einer Flüssigkeit. Dort, so vermuten die Wissenschaftler, wird durch elektrische Ströme das extrem starke Magnetfeld von Jupiter aufgebaut – es ist 20.000-mal stärker als das der Erde. Schwärme geladener Teilchen, Elektronen und Ionen, formen ein intensives Strahlungsfeld, das wiederum für Raumsonden, die sich dort aufhalten, äußerst gefährlich wird. Juno ist deshalb mit zentimeterdicken Titanplatten gesichert, die aus der Raumsonde eine Art Panzer machen.

Videoquelle: NASA Jet Propulsion Laboratory

Bereits zu hören sind die Solarwinde des Planeten. Die Aufnahmen hat Juno bereits zur Erde geschickt. Sie klingen im Video wie das Rauschen eines großen Wasserfalls. Der aufgeheizte Sonnenwind tost mit Überschallgeschwindigkeit – bis er von Jupiters Magnetfeld gestoppt wird.

Jupiter mit bloßem Auge zu sehen

Bis August 2016 dominiert Jupiter den Abendhimmel und ist von der Erde aus auch mit bloßem Auge als heller Stern zu sehen. Mit einem kleinen Teleskop kann man sogar die vier größten Monde des Planeten Io, Europa, Ganymed und Kallisto erkennen und es Galileo Galilei gleichtun, der die Monde 1610 zum ersten Mal und über mehrere Wochen lang beobachtet hatte.

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Von Gudrun von Schoenebeck
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kommentare
05.07.2016, 05:53 Uhr chme
"...den riesigen Gasplaneten, der sich zweimal pro Minute um sich selbst dreht..."
Es sollte - glaube ich - 2 mal pro Tag (ca. 10h) heißen. ;-)

09.07.2016, 10:01 Uhr Siegie
Die Jupitersonde „Juno“ muss wohl ein Phantom sein!
Die Jupitersonde „Juno“ muss wohl ein Phantom sein, weil die astrophysikalischen Parameter absolut fantastisch anmuten! Denn der Radius r des Jupiters beträgt ca. 70.000 km und die Gravitationsbeschleunigung g des am Rande des Sonnensystems befindenden Planeten liegt bei rund 24,8 m/s². Die Sonde soll sich nach Medieninformationen in einem Orbit von h= 4800 km über der Jupiteroberfläche in eine elliptischen Umlaufbahn des Jupiters eingemündet sein. Danach müsste die Orbitgeschwindigkeit vo der Sonde um den Jupiter rund
vo=√(r+h)*g= √74.800.000 m*24,8 m/s² ≈ 43 km/s (1)
betragen. Wo sollte denn die Energie für diese fantastische Geschwindigkeit von 43 km/s hergekommen sein, die rund das Vierfache der Fluchtgeschwindigkeit der Erde (11,2 km/s) beträgt? Und die Fluchtgeschwindigkeit vF im Schwerefeld des Jupiters beträgt
vF= vo*√2= 43*1,41 km/s ≈ 60 km/s. (2)
Die Differenz von vf zu vo beträgt somit ∆v=17 km/s. Nach Informationen von Wikipedia soll die Masse der Sonde ca. Mo= 3625 kg betragen und die Treibstoffkombination aus Hydrazin und Stickstofftetroxid bestehen, womit eine effektive Ausströmgeschwindigkeit ve der Raketengase von maximal 3,2 km/s erzeugt werden kann. Damit müsste der Treibstoffverbrauch zur Einmündung in die Jupiterumlaufbahn
Mtr= Mo*[1-1: (e∆v:ve )]=3625 kg* (1-1:2,725,3) = 3606 kg. (3)
Es ergibt sich damit eine Masse der Sonde zu rund 19 kg und steht somit eklatant im Widerspruch zu der von der NASA deklarierten Dimension von Juno von der Größe eines Basketballfeldes, zumal die aus Titan bestehende Sicherheitsbox bereits 200 kg umfassen soll! Es kann hier also etwas nicht ganz stimmen!
Die Jupitersonde Juno kann niemals in den Jupiterorbit eingemündet sein!
Die Jupitersonde Juno kann niemals in den Orbit des Jupiter eingemündet sein, wie mathematisch-physikalische Berechnungen ergaben, weil die Geschwindigkeit der Sonde in der Umgebung des Jupiters fast 60 km/s betragen haben muss. Damit muss die Sonde Juno logischerweise das Sonnensystem verlassen haben. Als die Sonde die Erde nochmals passierte, bekam diese einen zusätzlichen Geschwindigkeitsschub von ca. 3.9 km/s. Daraus resultierte eine Gesamtgeschwindigkeit von ca. 15 km/s. Diese Geschwindigkeit von 15 km/s wurde bis zum Neutralpunkt durch die Gravitationskraft der Erde und anderer Planeten auf ca. null km/s reduziert. Bis zum Jupiter wurde die Sonde dann durch die Gravitation auf 59 km/s beschleunigt. Damit konnte die Sonde Juno niemals in die Umlaufbahn des Jupiters gelangen, weil dazu eine Treibstoffmenge von 3606 kg erforderlich gewesen wäre (siehe Formel 3 weiter oben).Die Sonde Juno muss also dass Sonnensystem verlassen haben!
Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

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