Der wagemutige Flug zum Saturnsystem und die Entdeckung der faszinierenden Welten des Titan
Deep Space Missionen gehören zu den größten Herausforderungen der Raumfahrt, da hier stets Neuland betreten wird und die technischen und organisatorischen Anforderungen extrem sind. Reisen zu den Gasplaneten unseres Sonnensystems sind dabei besonders selten und durch die großen Distanzen zusätzlicher Nervenkitzel. Die Mission Cassini-Huygens zum Saturnsystem ist eine dieser besonderen Projekte gewesen, die wir in diesem Podcast ausführlich vorstellen möchten.
Cassini-Huygens ist eine Kooperation zweier Raumfahrtagenturen: Cassini (NASA) reiste gemeinsam mit der Sonde Huygens (ESA) zum Saturnsystem und setzte letztere über dem Saturnmond Titan ab. Der Eintritt von Huygens in die dichte Atmosphäre des Titan ist damit auch der erste Kontakt mit einem Himmelskörper unseres Sonnensystem, der trotz grundlegender Unterschiede auch frappierende Ähnlichkeiten mit unserer Erde aufweist.
Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Michael Khan - Missionsanalytiker der ESA beim ESOC in Darmstadt - die Planung, Durchführung und Erkenntnisse dieser außergewöhnlichen Mission und berichtet von den zahlreichen Schwierigkeiten, die im Vorfeld und auch während des Fluges bewältigt werden mussten.
Dauer:
1 Stunde
48 Minuten
Aufnahme:
07.12.2011
Michael Khan Missionsanalyse, ESOC, ESA
Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Michael Khan – Missionsanalytiker der ESA beim ESOC in Darmstadt – die Planung, Durchführung und Erkenntnisse dieser außergewöhnlichen Mission und berichtet von den zahlreichen Schwierigkeiten, die im Vorfeld und auch während des Fluges bewältigt werden mussten.
Themen: Einfluss der Mondlandung auf die Menschheit; Deep Space Missionen zum Jupiter; das Interesse am Saturnsystem; Lockvogel Titan; Beschluss zur Doppelmission Cassini-Huygens als Kooperation von NASA und ESA; Energieversorgung in sonnenlichtarmen Zonen; Cassini-Missionsplanung; Flug durch die Saturnringe; Instrumente an Bord von Cassini; Bordkamera; Spektrometer; Magnetometer; Detektion kosmischen Staubs; Entdeckung des flüssigen Ozeans auf dem Mond Enceladus; Methan-Welt Titan; Abtrennung von Huygens über dem Titan; Entdeckung eines Konstruktionsfehlers der Kommunikation zwischen Cassini und Huygens; Instrumente an Bord von Huygens; Messungen beim Eintritt in die Titan-Atmosphäre; Cassini-Huygens und die öffentliche Wahrnehmung; Fortsetzung der Cassini-Mission und künftige Missionen zu Jupiter und Saturn.
Per Infrarotstrahlung einen Blick in die entferntesten Ecken des Universums blicken
Das Infrarot-Weltraumteleskop Herschel wurde gemeinsam mit dem Schwester-Satelliten Planck 2009 gestartet und erreichte zwei Monate später seinen Aufenthaltspunkt auf der Erd-Sonnen-Achse ca. 1,5 Millionen Kilometer von unserem Planeten entfernt. Von dort beobachtet Herschel den Weltraum im Infrarotteleskop mit dem größten Spiegel, der je von Menschen ins All gebracht wurde.
Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Micha Schmidt, Spacecraft Operations Manager beim ESOC in Darmstadt, die Technik des Satelliten und schildert die besonderen technischen Anforderungen, die für dieses Projekt beachtet werden mussten.
Dauer:
1 Stunde
49 Minuten
Aufnahme:
23.11.2011
Micha Schmidt Spacecraft Operations Manager, ESOC, ESA
Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Micha Schmidt, Spacecraft Operations Manager beim ESOC in Darmstadt, die Technik des Satelliten und schildert die besonderen technischen Anforderungen, die für dieses Projekt beachtet werden mussten.
Themen: Überblick zu Herschel; Persönlicher Hintergrund; Testsatellit der TU-Berlin; Vorgängerprojekt ISO; Anforderungen an ein Infrarot-Weltraumtelskop; Sonnenkollektoren und -schutzschild; Temperatur-Einflüsse von Erde und Sonne; Die Langrange-Punkte und die optimale Wahl der Umlaufbahn; Abstrahlungsprinzip zur Wärmeableitung; Vorteile einer erdumlaufsynchrone Umlaufbahn für tägliche Kommunikation; Gründe für die Doppelmission mit Planck; Technische Synergien von Herschel und Planck; Kommunikation mit der Bodenstation; Aufbau und Komponenten von Herschel; Präzision und Funktionsweise des Lageregelungssystems; On-Board-Data-Handling; Energieerzeugung und -verbrauch; Kühlung der Komponenten schon vor dem Start; Sicherung der Temperatur durch Einschluss in Kühltank; Start von Herschel und Planck; Wissenschaftliche Forschung mit Herschel; Erfolg des Projekts.
Ein internationales Geflecht aus Bodenstationen stellt die Kommunikation mit allen Raumfahrtzeugen sicher
Raumfahrtmissionen erfordern eine permanente und zuverlässige Steuerung und Kommunikation mit der Erde. Diesen Kontakt halten eine Vielzahl von Bodenstationen, die auf unterschiedlichen Frequenzbändern die Aktivität im Orbit und im Deep Space beobachten und die Kontrolle der Missionen ermöglichen.
Das ESTRACK Bodenstations-Netzwerk der ESA ist ein weltumspannender Verbund von Großantennen, die über internationale Datenleitungen vom ESOC in Darmstadt ferngesteuert werden. ESTRACK erlaubt eine Rund-um-die-Uhr-Beobachtung und Steuerung sowohl von erdnahen Starts und Missionen als auch die Fernkommunikation mit weit von der Erde entfernten Sonden und Weltraumteleskopen. Dabei unterstützt ESTRACK sowohl die ESA-eigenen Missionen als auch Projekte anderer Weltraumagenturen weltweit.
Dauer:
1 Stunde
42 Minuten
Aufnahme:
10.11.2011
Thomas Beck Leiter Ground Facilities Services Section, ESOC, ESA
Im Gespräch mit Tim Pritlove berichtet Thomas Beck, Leiter Ground Facilities Services Section am ESOC in Darmstadt, über die Aufgaben und Struktur des ESTRACK und welche Anforderungen heute an Bodenstations-Netzwerke gestellt werden.
Themen: ESTRACK Bodenstationsnetzwerk; Steuer- und Kommunikationsbedarf mit erdnahen und erdfernen Missionen; eingesetzte Frequenzbänder; technische Ausstattung der Bodenstationen; Abstands- und Geschwindigkeitsmessungen; Antennenstruktur; Das Fotomodell in Kourou; ESTRACK Netzwerkstruktur; Bandbreiten; Zentrale Steuerung und Automatisierung der Bodenstationen; Wartung und Problemlösung; Weiterleitung der Missionsdaten für die wissenschaftliche Auswertung; Bedrohungen durch Vögel, Mäuse, Schlangen und Waldbrände; Zuverlässigkeit der Bodenstationen; Standards für Protokolle und Datenformate für die Satellitenkommunikation; Kooperation mit und Hilfeleistungen für andere Weltraumagenturen; Andere Bodenstationsnetzwerke; Internationale Kooperation; Begleitung der Startphase durch das ESTRACK-Team; Teambuilding; Psychologische Belastung der Mitarbeiter; Unterstützung und Motivation durch die ESOC-Family; Ausbildung und Voraussetzungen für das ESTRACK-Team.
Ein Langzeitstudie testet die psychischen Belastungen einer bemannten Marsmission in der Zukunft
Langzeitaufenthalte im All haben ihre ganz eigenen Anforderungen und eine mögliche bemannte Mission zum Mars stellt die internationale Raumfahrt vor ganz neue Fragestellungen sowie organisatorische und vor allem medizinisch-psychologische Herausforderungen. Um letztere genauer zu analysieren und um entsprechende Rahmendaten für eine detaillierte Planung einer Marsmission zu gewinnen wurde von ESA und ROSKOSMOS das Mars500 Langzeitexperiment ins Leben gerufen.
Über einen Zeitraum von 520 Tagen wurde im Juni 2010 dabei ein Team von 6 Männern in einer Raumfahrzeug-ähnlichen Situation untergebracht und wird seitdem Tag und Nacht beobachtet und medizinisch-psychologischen Tests unterzogen. Während der langen Zeit werden möglichst viele Bedingungen eines realen Marsflugs simuliert. Im November 2011 endet das Experiment.
Dauer:
1 Stunde
29 Minuten
Aufnahme:
25.10.2011
Jennifer Ngo-Anh Life Science Department, ESTEC, ESA
Im Gespräch mit Tim Pritlove bietet Jennifer Ngo-Anh vom ESA Life Science Department beim ESTEC einen Einblick in die Vorbereitung und Durchführung des Projektes und die sich jetzt schon abzeichnenden Zwischenergebnisse noch bevor die eigentliche wissenschafltiche Auswertung der Mission beginnt.
Themen: Persönlicher Hintergrund; Bedarf für medizinisch-psychlogische Studien für Langzeitmissionen; Erfahrungen durch Raumstationen und Mondflüge; Auswahl der Mars500-Teilnehmer; Module zur Simulation des Raumfahrtzeugs und der Marsoberfläche; Unterschiede zwischen Simulation und einer richtigen Mission; Einrichtung der Module; Sportprogramm für die Astronauten; Verzögerung der Kommunikation; Tagesplan; Wissenschaftliche Experimente an Bord; Veränderung bei Menschen in Isolation; Die Rolle der Betreuer und des simulierten Kontrollzentrums; Lustige Gruppenfotos und die Bedeutung von Humor und Kreativität für die Motivation; Kameraüberwachung an Bord; Simulierte Notfälle; wie man aufkommende Monotonie erkennt; Auswertung der medizinisch-psychlogischen Tests.
Falltürme, Höhenforschungsraketen und Parabelflugzeuge bieten Wissenschaftlern Alternativen zur und Vorbereitung für die Raumfahrt
Das Experimentieren in Schwerelosigkeit gibt Forschern in vielen Disziplinen die Möglichkeit, Vorgänge und Materialien auf eine Weise zu testen, die auf der Erde normalerweise nicht möglich ist. Wissenschaftler können dabei Nebeneffekte isolieren und ihren Experimenten grundlegende Aussagen abgewinnen. Der Ausschluss der natürlichen Gravitation hat signifikante Auswirkungen für die Forschung in Biologie, Medizin oder Physik und erlaubt große Fortschritte im Bereich der Materialforschung und bei technologischen Erprobungen.
Dauer:
2 Stunden
46 Minuten
Aufnahme:
14.10.2011
Ulrike Friedrich Forschung unter Weltraumbedingungen, Raumfahrt-Management, DLR
Im Gespräch mit Tim Pritlove führt die DLR-Projektleiterin für Parabelflüge, Ulrike Friedrich, in die Hintergründe der Forschung in Schwerelosigkeit ein und erläutert welche Ziele hier verfolgt werden. Der Podcast geht weiträumig auf Beispiele der Schwerelosigkeitsforschung ein und schildert detailliert die Vorbereitung und Durchführung eines Parabelflugs.
Themen: Pflanzen und die Schwerkraft; Schwerelosigkeit durch freien Fall; Materialforschung; Falltürme; Forschungsraketen; Forschungssatelliten; Staub- und Plasmaforschung; Medizinische Forschung; Parabelflüge; Technische Einrichtungen im Flugzeug zur Unterstützung der Wissenschaftler; Steuerung des Parabelflugzeugs; Mikrogravitation; Geschichte der Parabelflüge; Vorbereitung und Auswahl der Experimente für einen Parabelflug; Parabelflüge als technische und organisatorische Vorbereitung für Raumfahrtmissionen; Medizinische Voraussetzungen zur Teilnahme am Parabelflug; Wo Parabelflüge durchgeführt werden können; das Safety Briefing; Vermeidung von Unwohlsein beim Flug; Kooperation mit Schulen; Ablauf eines Parabelflugs; Pullup-Phase; Einstieg in die Schwerelosigkeits-Phase; Simulation der Mond- und Marsgravitation; die Wirkung von Schwerelosigkeit auf den Körper; Verwirrung der sensorischen Wahrnehmung; Pullout-Phase; Astronautentraining auf Parabelflügen; Parabelflugtourismus; Wissenschaft und Kunst.
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Eine kleine Gruppe stellt die Raumfahrt rund um die Uhr in den Dienst der Katastrophenbekämpfung auf der Erde
Das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) des DLR ist eine Diensleistungseinrichtung zur Unterstützung von Staaten, Einsatzkräften oder Hilfsorganisationen bei der Bewältigung von Naturkatastrophen und anderen große Gebiete betreffene Krisen, bei denen eine Aufklärung durch Erdbeobachtungssysteme hilfreich sein kann.
Das ZKI ist rund um die Uhr an jedem Tag des Jahres aktivierbar und ist in der Lage, in kurzer Zeit von den eigenen Satelliten oder auch denen anderer Organisationen Daten zu beziehen und diese der jeweiligen Hilfsanfrage gemäß auszuwerten, aufzubereiten und in strukturierter Form bereitzustellen. Das ZKI leistet damit eine signifikanten und hilfreichen Beitrag bei der Bekämpfung der Auswirkungen der Katastrophen.
Dauer:
1 Stunde
40 Minuten
Aufnahme:
07.10.2011
Tobias Schneiderhan
Im Gespräch mit Tim Pritlove berichtet Tobias Schneiderhan vom ZKI über die Struktur und die Arbeitsweise der Arbeitsgruppe und zeigt anhand zahlreicher Beispiele der letzten Jahre wie vielfältig die Anfragen und Einsatzgebiete des ZKI sind.
Themen: Ziele und Aufgaben des ZKI; Anwendungsfälle für Kriseninformation; Beobachtung von Flüchtlingsströmen; Wie eine Datenermittlung ausgelöst wird; internationale Organisationen zur Krisenbekämpfung; Auswertung des Geländes durch Radarsatelliten; Vorher-Nachher-Vergleiche; Rollenverteilung im Team; Tsunami in Japan; Spezifierung der Aktivierung; Wer die Daten erhalten sollte; Erdbeben in Haiti; Einsatzplanung der Satelliten; Erkennen der Tsunamiauswirkungen auf dem Radarbild; Motivation und psychologische Belastung; Datenformate und Kompatibilität der Vergleichsdaten; OpenStreetMap und Crowdsourcing für Kriseninformationen; Aufgaben der einzelnen Teammitglieder; Verbesserung der Ergebnisse durch Ergebnisvergleich; Einsatz von Flugzeugen und Drohnen für die Informationsgewinnung; Verbindung zur Forschung im DLR.
Die Vorbereitungen für das Wiedereintauchen des ausgedienten Satelliten ROSATs in die Erdatmosphäre
Für den in der letzten Raumzeit-Ausgabe ausführlich behandelten Satellit ROSAT steht in den kommenden Wochen der Wiedereintritt in die Erdatmosphäre bevor. Der nicht mehr steuerbare Satellit wird zum allergrößten Teil verglühen, es muss aber damit gerechnet werden, dass bis zu 30 einzelne Trümmerteile die Erdoberfläche erreichen könnten.
Rund um den Wiedereintritt gibt es viele Fragen, die wir in dieser Ausgabe behandeln möchten. Nach aktuellen Berechnungen steht der Wiedereintritt des ROSAT-Satelliten in die Erdatmosphäre für Ende Oktober 2011 an.
Dauer:
50 Minuten
Aufnahme:
29.09.2011
Manuel Metz Raumfahrtmanagement, DLR
Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Manuel Metz vom DLR-Raumfahrtmanagement in Bonn die speziellen Umstände des Wiedereintritts des Satelliten und welche Maßnahmen seitens DLR, ESA und anderer Organisationen ergriffen werden, um den Satelliten zu beobachten und den mutmaßlichen Eintrittsort möglichst zeitnah zu berechnen – und warum schwer zu kalkulierende Faktoren wie die Sonne dies zu einer Herausforderung machen.
Themen: Weltraumschrott; Verlangsamung von Umlaufbahnen durch die Atmosphäre; Änderung des Abbremsverhaltens durch Sonneneinstrahlung; ursprünglicher ROSAT-Orbit; Zusammensetzung des ROSAT; Hitzebeständigkeit des ROSAT-Spiegels; Reentry-Kampagne des IADC; Berechnung des Absturzweges; Beobachtbarkeit des Satelliten; Verzögerungskräfte beim Eintritt in die Atmosphäre; Beständigkeit von Materialen und aufgefundene Überreste von Missionen.
Das Röntgenteleskop, dass die Röntgenastronomie revolutionierte
Die Röntgenastronomie hat in den 70er Jahren vollkommen neue Einblicke ins All ermöglicht und trug in erheblichem Maße zum heutigen Basiswissen über unser Universum bei. Die ROSAT-Mission - unter Federführung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik und in Kooperation mit der NASA und dem DLR - ermöglichte Anfang der 90er Jahre einen Durchbruch in der umfangreichen Kartografie des Universums und in der Erforschung von Röntgenquellen im All überhaupt.
Dauer:
1 Stunde
55 Minuten
Aufnahme:
04.08.2011
Joachim Trümper Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Im Gespräch mit Tim Pritlove berichtet Joachim Trümper, ehemaliger Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und Projektleiter der ROSAT-Mission, über die wissenschaftlichen Hintergründe der Röntgenastronomie und über die Entstehung und Durchführung der ROSAT-Satellitenmission, die wissenschaftlichen Ergebnisse und der auch heute noch anhaltenden Forschung auf Basis von ROSAT-Daten und den dadurch gewonnenen Erkenntnisse über das Universum.
Themen: Persönlicher Hintergrund; Neutronensterne und die Geburt der Röntgenastronomie; Schwarze Löcher; Emssion von Röntgenstrahlung durch heißes Plasma; Voraussetzungen zur Detektion von Röntgenstrahlung; Experimente mit Höhenforschungsballonen; Beobachtung von Doppelsternsystemen; Erste Röntgensatelliten; Entwicklung von Röntgenteleskopen; Planung von ROSAT als Space-Shuttle-Mission; Start mit Delta-Rakete; Aufnahme des ROSAT-Betriebs; Erstellung einer Übersichtskarte; Zerstörung des primären Detektors durch Sonneneinstrahlung; Wissenschaftliche Erkenntnisse durch ROSAT; Beobachtung von Supernovae; Analyse der Röntgenstrahlung von Komenten; Hitzeverteilung im Universum; Beobachtung von Galaxienhaufen; Drohender Absturz des Satelliten; Fabrikation des ROSAT-Spiegels; Wissenschaftliche Studien auf Basis von ROSAT-Ergebnissen.
Die hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit und die trotz langer Projektplaufzeiten herrschende Zeitnot zwingt Raumfahrtingenieure und -Wissenschaftler oft dazu, auf Bewährtes und Getestetes zurückzugreifen, um das Risiko für die Missionen möglichst niedrig zu halten. Dabei bleiben neue Technologien oder Methoden häufig unerforscht oder ungetestet.
Um den weitergehenden Fortschritt zu ermöglichen und um Neues zumindest mental durchgespielt zu haben hat die ESA 2002 das Advanced Concepts Team (ACT) ins Leben gerufen. Im ACT entwickeln junge Wissenschaftler neuartige Konzepte, Lösungsansätze und Technologieideen die möglicherweiser künftigen Raumfahrtmissionen dienen können. Die Forschung ist hier allerdings bewusst nicht projektorientiert sondern wendet sich eher allgemeinen Problemen der Raumfahrt zu, um die Forschung von genau den Zwängen zu befreien, die sonst den Fortschritt behindern. Das Advanced Concepts Team arbeitet so als Think Tank für andere Bereiche der ESA.
Dauer:
2 Stunden
2 Minuten
Aufnahme:
02.09.2011
Leopold Summerer Advanced Concepts Team, ESTEC, ESA
Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Leopold Summerer die Hintergründe und Ansätze des ACT und mit welchen konkreten Fragestellungen sich das Team auseinandersetzt. Er stellt verschiedene Projekte vor und erklärt, auf welche Art und Weise die Ergebnisse die Arbeit der Projektgruppen der ESA beeinflussen könnten.
Themen: Gründung des ACT; Zielsetzung und Ansatz; Interdisziplinäre Zusammensetzung und Umfang des Teams; Kollaboration mit anderen ESA-Gruppen und Universitäten; Ariadna Kooperationsmodell; Abwehr von Asteroiden; Autonomes Landen; Wurzeln als Studienobjekt für extraterrestrische Exploration und wissenschaftliche Prozesse; Analyse von Pflanzenstengeln für die Materialforschung; Neuartige Antriebssysteme; Elektrische Triebwerke; Fusionstriebwerke; Neue Methoden der Bahnberechnung; Energiegewinnung im Weltraum für Missionen und die Erde; Kabellose Energieübertragung mit Laser oder Mikrowellen; Konzepte zur Entfernung von Weltraummüll; Weltraumschaum und Ionenbeschuss von Weltraumschrott; Das Einfangen des Aha-Effekts; Crowdsourcing; Open Source für Science Tools; ESA Summer of Code; Ausbildung und Karrierechancen im ACT.
Die Belastungen von Astronauten bei Raumflügen und die wissenschaftlichen Erkenntnisse für die Medizin im Weltraum
Eine der größten Herausforderungen in der bemannten Raumfahrt ist die Bewältigung der lebensfeindlichen Bedingungen des Weltraums: Schwerelosigkeit, künstliche Atmosphäre und kosmische Strahlung setzen dem menschlichen Körper in vielfältiger Weise zu und müssen sorgfältig bei jeder Mission mitbedacht werden. Eine medizinische Betreuung der Astronauten beginnt dabei bereits Monate vor dem Start und intensiviert sich während des Einsatzes noch einmal merklich.
Doch bietet die Raumfahrt der medizinischen Forschung auch ein großes Potenzial. Der Wegfall der Gravitation erlaubt das Isolieren und Studieren von Körperfunktionen wie es auf der Erde nicht möglich wäre. So trägt die Raumfahrtmedizin signifikant zum wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn bei - auch weit über die Anforderungen und Bedingungen der Raumfahrt hinaus.
Dauer:
1 Stunde
27 Minuten
Aufnahme:
30.09.2011
Rupert Gerzer Leiter Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR
Im Gespräch mit Moderator Tim Pritlove führt Prof. Dr. Rupert Gerzer, Leiter des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin, in die medizinischen Aspekte der Raumfahrt ein und erläutert die Zusammenhänge von Forschung und Betriebsanforderungen der bemannten Raumfahrt.
