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Infoblatt Raumfahrt


Shuttle-Start (NASA)

Überblick über aktuelle und zukünftige Raumfahrtprojekte

Längst ist der Weltraum nicht mehr nur prestigeträchtiger Spielplatz rivalisierender Staaten. Konkrete wirtschaftliche Interessen bilden heutzutage die Haupttriebfeder für neue zivile Raumfahrtprojekte. In Zeiten des Kalten Krieges waren in beiden Machtblöcken große Summen für die Raumfahrt ausgegeben worden. Vor allem militärische Ziele wie Spionage und Verteidigung standen dabei im Vordergrund. Seit dem Ende der Sowjetunion und somit der politischen Eiszeit zwischen Ost und West haben sich weltweit die Ziele der Raumfahrt grundlegend gewandelt. Mit Ausnahme des noch unter Präsident Reagan beschlossenen Systems zur nationalen Verteidigung der USA (SDI) und diversen hochauflösenden Spionagesatelliten existieren weltweit nur noch wenige Projekte zur militärischen Nutzung des Weltraumes. Mit dem Aufkommen privater hochauflösender Systeme (z. B. IKONOS) stehen heute jedermann brauchbare Satellitenbilder zur Verfügung. Die Welt ist dadurch ein Stück transparenter geworden. Abgesehen von der Raumstation ISS werden weniger bemannte Raumflüge stattfinden, da diese mit zu hohem technischen und finanziellen Einsatz verbunden sind. Die Fortschritte im Bereich der Fernsteuerung von Experimenten, Sonden und Robotern erlauben heute die Steuerung und Überwachung der Experimente vom Boden aus, für die bislang noch unter großem technischen Aufwand Menschen in eine Umlaufbahn gebracht werden mussten. Nachfolgend werden einige aktuelle und zukünftige Raumfahrtprojekte vorgestellt.

Observatorien

Ein Observatorium ist eine wissenschaftliche Beobachtungsstation für astronomische (Sternwarte), meteorologische (Wetterwarte), geophysikalische (Erdbebenwarte) u. a. Forschungen. Observatorien können auf der Erde, auf Planetoiden oder im Weltall aufgabenspezifisch eingesetzt werden. Die zunehmende Verunreinigung unserer Erdatmosphäre hat 1990 zur Installation des Weltraum-Teleskops Hubble geführt. In naher Zukunft werden fast alle Observatorien in einer erdnahen Umlaufbahn platziert, um ungestört von irdischen Einflüssen unser Sonnensystem und das Weltall zu studieren.

2004: Mithilfe von 40.000 neuartigen Minidetektoren spürt das Observatorium SWIFT Ausbrüche von Gammastrahlen schnell und zielsicher auf und soll somit tiefere Einblicke in die Geheimnisse der Gammablitze liefern. Sobald einer dieser Blitze festgestellt wird, dreht sich das Teleskop in Sekundenschnelle um die eigene Achse und konzentriert sich auf das Ereignis. So erhofft sich die Wissenschaft eine genaue Vermessung mehrerer hundert Quellen dieser wahrscheinlich energiereichsten Ereignisse des Universums. Im Februar 2006 wurde mit 33 Minuten der längste Gammablitz gemessen.

2009: Das Teleskop Kepler befähigt zum ersten Mal Menschen dazu, unsere Galaxie nach erdgroßen oder noch kleineren Planeten zu durchforsten. Ständig werden 100.000 Sterne auf regelmäßige Helligkeitsschwankungen überwacht, die entstehen, wenn ein Planet vor dem Stern vorüberzieht. Da die Wahrscheinlichkeit mit 1:100 sehr gering ist, dass eine Planetenbahn in Sichtlinie direkt über die Sternoberfläche führt, müssen Detektoren tausende Sonnen gleichzeitig beobachten. Ziel ist es, erdähnliche Planeten aufzuspüren und durch Bestimmung von Bahn, Temperatur und Größe herauszufinden, ob ein Planet bewohnbar ist oder nicht. Wissenschaftler erwarten die Entdeckung von rund 640 terrestrischen Planeten. Bislang wurden 2421 Planetenkandidaten beobachtet, davon 217 erdähnliche.

Im Mai 2009 schickte die ESA mit Herschel und Planck gleich zwei Weltraumteleskope ins All. Herschel ist bislang das größte Weltraumteleskop, das im fernen Infrarotspektrum einige der kältesten Objekte im Weltraum untersuchen wird. Dieser Teil des elektromagnetischen Spektrums wurde bisher kaum erforscht. Das Weltraumteleskop Planck soll dagegen das Licht aus den Anfängen des Universums mit bisher unerreichter Empfindlichkeit und Genauigkeit aufzeichnen. Die Beobachtungen mit Herschel werden dazu beitragen, Fragen zur Entstehung von Sternen und Galaxien zu beantworten.

Raumsonden

Unbemannte Raumflugkörper, die für Versuchs- und Forschungszwecke des interplanetaren Raums bzw. des Mondes sowie zu raumflugtechnischen Erprobungen in diesen Bereichen eingesetzt werden, nennt man Sonden. Raumsonden sind weit mehr als nur die Wegbereiter für bemannte Missionen. Einige der spannendsten wissenschaftlichen Fragen, z. B. Einsteins Gravitationswellen oder Kometen betreffend, werden in den nächsten Jahren mithilfe von Raumsonden erforscht.
2004: Im März startete MESSENGER im Rahmen der Discovery-Missionen als zweite Raumsonde, die den Merkur besucht. Sie ist jedoch die erste Sonde, die nach zwei Vorbeiflügen am innersten Planeten Merkur im Jahr 2011 einen Orbit um Merkur einschlägt. Ausgestattet ist Messenger mit wissenschaftlichen Instrumenten zur Erforschung des Aufbaus, der Zusammensetzung der Kruste und ihrer geologischen Vergangenheit. Außerdem sollen die Magnetosphäre und die extrem dünne Atmosphäre untersucht werden. Die gesamte Mission ist zunächst bis 2012 ausgelegt.
2007: Die NASA schickte 2007 die Raumsonde Dawn (dt: Morgendämmerung) ins All, um den Asteroisen Vesta und den Zwergplaneten Ceres zu erforschen. Sie soll Erkenntnisse über die Frühgeschichte des Sonnensystems liefern und ist u.a. mit einer Framing Camera ausgestattet, die Daten für detaillierte Karten und Höhenmodelle des Himmelskörpers liefert. Nach vierjährigem Flug hat sie ihr erstes Ziel erreicht und soll noch bis 2015 Daten sammeln. Die Gesamtkosten werden von der NASA mit 357,5 Millionen US-Dollar beziffert.

Raumstationen

Auch wenn die Russischen Raumfahrer den Wettlauf auf den Mond gegen die USA verloren hatten – in Punkto Raumstationen hatten sie lange die Nase vorn. Die MIR (russisch: Welt, Frieden, Weltall) war die erste modulare – d. h. aus verschiedenen nacheinander gestarteten Stationsteilen zusammengesetzte – Raumstation, deren Aufbau durch die Sowjetunion im Frühjahr 1986 begann und über ein Jahrzehnt andauerte. 15 Jahre lang wurde auf der MIR geforscht und gelebt. In den frühen Morgenstunden des 23. März 2001 wurde die MIR mit drei Bremsschüben zum kontrollierten Wiedereintritt in die Atmosphäre gebracht.
Das bislang teuerste und in seiner Dimension größte Weltraumprojekt ist die internationale Raumstation ISS. Das "Großforschungslabor" ISS wird derzeit gemeinsam von den USA, Russland, den Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA, Kanada und Japan betrieben. 31. Oktober 2000 startete die erste ständige Mannschaft mit einer Sojus-Kapsel vom russischen Baikonur aus zur ISS. Ihre Mission bestand vor allem darin, die Station für sich selbst und die nachfolgenden Missionen bewohn- und nutzbar zu machen. Im Dezember 2000 wurden im Rahmen einer Endeavour-Space Shuttle Mission Solarflügel an der ISS installiert. Anfang Februar brachte das Space Shuttle Atlantis das US-Forschungsmodul "Destiny" (Schicksal) zur ISS. Neben den Forschungsaufgaben leistet das rund 16 Tonnen schwere Modul auch einen wichtigen Beitrag zur Steuerung und Versorgung der Station. Am 18. März 2001 verliess die erste Crew die ISS. Dort werden weiterhin wissenschaftliche Experimente durchgeführt, die vorher von allen beteiligten Weltraumagenturen (maßgeblich der europäischen ESA und der russischen Rosaviakosmos) vorbereitet wurden. Neu ist, dass die ISS ausdrücklich für kommerzielle Aufgaben offen steht. Firmen können ihre Forschung an Bord der ISS ausführen. Für diese und andere Aufgaben wird die ISS in den nächsten Jahren weiter ausgebaut. Derzeit fehlt nur noch das Modul Nauka. Die ISS soll voraussichtlich bis 2020 weiter betrieben werden.

Im September 2011 schoss auch China mit Tiangong 1 (dt: Himmlischer Palast) seine erste Raumstation ins All. Im Erfolgsfall sollen nach Beendigung der Einsatzdauer von Tiangong 1 die für 20- bzw. 40-tägige Missionen ausgelegten Raumlabore Tiangong 2 und Tiangong 3 als weitere experimentelle Raumstationen gestartet werden, bevor mit dem Aufbau einer größeren und modularen Raumstation begonnen wird. Im Juni 2012 gelangte auch die Besatzung auf die Raumstation und beginnt nun mit ihrer Arbeit.

Das neue Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) basiert auf einem Ultra Long Range Business Jet G 550 der Firma Gulfstream. Die Kombination aus Reichweite, Flughöhe, Nutzlast und umfangreicher Instrumentierung macht das Flugzeug zu einer weltweit einzigartigen Forschungsplattform. Dadurch werden ganz neue Dimensionen in der Umwelt- und Klimaforschung sowie in der Erdbeobachtung und Atmosphärenforschung mit Flugzeugen möglich. Bereits im Herbst 2010 startete HALO zu Messflügen im Rahmen der so genannten Technomission. Im Frühjahr 2012 hob das Forschungsflugzeug zu seiner ersten wissenschaftlichen Mission ab.

Satelliten

Das Wort Satellit stammt aus dem Lateinischen satteles (satellitis) und bedeutet "Trabant", "Gefolge" oder "Leibwächter". Die Astronomen nennen einen Himmelskörper Satellit, der einen anderen, größeren auf einer unveränderlichen Bahn umkreist. Lagen in der Vergangenheit die Hauptaufgaben von Satelliten bei Spionage, Wettervorhersage und Telekommunikation, so werden in der Zukunft mehr Satelliten für die Erdbeobachtung, die öffentliche und private Forschung und die Exploration des Weltraumes gebaut werden.

Der im März 2002 gestartete ENVISAT ist ein europäischer Umwelt- und Klimasatellit. Mit einer Höhe von 25 m und einer Gesamtmasse von mehr als 8.000 kg beim Start ist er der größte Erdbeobachtungssatellit, der je in Europa gebaut wurde. ENVISAT verfügt über zehn Sensoren zur Beobachtung und Erforschung der Polarregionen der Erde, der Ozeane, der Landmassen und der Atmosphäre. Doch seit April 2012 meldete sich ENVISAT nicht mehr zurück, sodass die ESA nach zahlreichen Kontaktversuchen den Satelliten im Mai 2012 endgültig als verloren meldete und damit diese Mission beendete. Er schwebt nun als kolossaler Weltraumschrott um die Erde.

Der 2001 gestartete deutsche Satellit BIRD umkreist die Erde in 570 Kilometern Höhe. Er besitzt die Form eines Würfels mit einer Kantenlänge von nur 60 Zentimetern und wiegt lediglich 94 Kilogramm. Damit zählt er zu der Klasse der Kleinsatelliten. Man kann davon ausgehen, dass aufgrund von geringer werdenden Budgets und der nach wie vor hohen Gefahr des Verlustes beim Start in Zukunft mehr solcher Kleinsatelliten gebaut werden. BIRD ist ein Technologie-Demonstrator für zukünftige Waldbrandsatelliten. Der Sensor an Bord ermöglicht es, heiße Gebiete wie Vulkane und Waldbrände aufzuspüren und zu fotografieren. Überdies ist er in der Lage, zwischen Wasserdampf- und Rauchwolken zu unterscheiden.

2007: TerraSAR-X ist ein Radarsatellit, der im X-Band (Wellenlänge: 3,1 cm, Frequenz: 9,6 GHz) arbeitet. Er ist der erste Satellit in Deutschland, der in öffentlich-privater Partnerschaft finanziert und realisiert wurde. Mit diesem Instrument ist eine Bodenauflösung von bis zu einem Meter möglich. Auflösung und Abtastbereich lassen sich zudem wie bei einem Zoom (1:10) verändern, um entweder ein größeres Gebiet zu überblicken oder ein kleines Gebiet mit höchster Auflösung zu erfassen. Bei TerraSAR lässt sich das Radar drehen, um den Blickwinkel zu verändern. Der fünf Meter hohe und eine Tonne schwere TerraSAR startete im Juni 2007 und nahm im Januar 2008 den Betrieb auf. Für fünf Jahre wird er auf einer Umlaufbahn in rund 500 Kilometern Höhe fliegen, die über die Pole führt. Nach zwei Jahren folgte ihm der Zwillingssatellit TanDEM-X. Beide fliegen nur wenige hundert Meter voneinander entfernt in enger Formation und ermöglichen so zeitgleiche Aufnahmen des Geländes aus verschiedenen Blickwinkeln. Daraus werden präzise Höheninformationen abgeleitet. Bevorzugte Beobachtungen einer beliebigen Stelle können binnen dreier Tage oder kürzer durchgeführt werden. Die Radardaten haben ein weites Anwendungspotenzial sowohl in der Wissenschaft und bei Umweltproblemen als auch bei kommerziellen Fragestellungen.

2006: Insgesamt drei Satelliten der MetOp-Serie waren die ersten europäischen Wettersatelliten, die auf einer erdnahen Umlaufbahn Daten für mittel- und langfristige Wetterprognosen und für die Klimaforschung sammeln. Etwa 14 Jahre lang werden sie Tag und Nacht wertvolle Informationen über Atmosphäre, Landmassen und Meeresoberflächen liefern. Hauptaufgabe der Satelliten ist die Messung der Temperaturen und der Feuchtigkeit der Atmosphäre. Darüber hinaus wird MetOp Wolken beobachten, die Winde an den Meeresoberflächen messen und den Ozongehalt der Atmosphäre überwachen. MetOp wird die Erde in 835 Kilometer Höhe auf einer polaren Umlaufbahn alle 100 Minuten einmal umrunden. Der erste Satellit, MetOp-A, hob am 19. Oktober 2006 vom Weltraumbahnhof Baikonur ab. Der Start des zweiten Satellits, MetOP-B, ist nach einer Verzögerung aufgrund eines Raketenabsturzes für September 2012 vorgesehen und MetOP-C soll 2018 abheben. Für jeden Satelliten wird eine Lebensdauer von fünf Jahren prognostiziert.

Marsexpeditionen

Von der Erkundung des Mars verspricht man sich neue Erkenntnisse über extraterrestrisches Leben und die Entstehung von Leben auf der Erde. Die Geschichte der Marserforschung ist deshalb schon ziemlich alt und wird auch in der Zukunft fortgeführt. Mitte 2003 starteten zwei baugleiche "Exploration Rover" zum Mars, die im Januar 2004 in verschiedenen Regionen landeten. Die beiden Landeeinheiten tauchten an einem Fallschirm und mit Bremsraketen in die Marsatmosphäre. Bei der Landung wurde jede Sonde von Airbags geschützt, die den Aufprall abfingen. Anschließend klappte die Sonde auf und gab den an Bord befindlichen Rover frei. Die beiden 150 kg schweren Rover halten seitdem die Kommunikation direkt mit der Erde aufrecht und sollten ursprünglich täglich eine Entfernung von 100 Metern auf der Oberfläche des roten Planeten zurücklegen. Unmittelbar nach der Landung wurden Panoramabilder der Umgebung erstellt. Anhand dieser und weiterer Bilder suchen Wissenschaftler von der Erde aus interessante Ziele aus und navigieren die Rover dorthin. Die ursprünglich auf etwa drei Monate angelegte Arbeit zumindest eines Rovers („Opportunity“ genannt) dauert derzeit (Stand August 2012) aufgrund des hervorragenden Zustands der Fahrzeuge noch an. Die Mission des Rovers „Spirit“ endete im Mai 2011. Die Mission gilt als enormer Erfolg, unter anderem konnten so erstmals lokal die Existenz flüssiger Wasservorkommen auf einem anderen Planten nachgewiesen werden und Sedimentgesteine eines fremden Planeten untersucht werden.
2007: Der Satellit Telemars wird als Relaisstation im Marsorbit die Kommunikation der Marsmissionen mit der Erde vereinfachen.
2007: Die NASA plant kostengünstigere und spezialisiertere Missionen zum Mars. Aus Vorschlägen von Wissenschaftlern werden einzelne Projekte ausgewählt. Hierbei könnte es sich um Fluggeräte wie Ballons, Segelgleiter oder Flugzeuge handeln, aber auch um kleinere Landegeräte, die wichtige Informationen liefern sollen. 2020: Nach erfolgreicher Rückkehr zum Mond und Aufbau einer ständigen Mondbasis will die NASA voraussichtlich bis 2030 die ersten Astronauten zum Mars bringen.

Im Juni 2010 begann die 520 Tage andauernde, simulierte Mars-Expedition Mars 500. Sechs Teilnehmer erprobten in einem nachgebauten Forschungsraumschiff in Moskau einen möglichen Flug zu Mars und zurück. Damit sollen Erkenntnisse über bemannte Marsflüge gewonnen werden.

Satellitennavigation

Die Satellitennavigation erlangt durch die rasch anwachsende Zahl von Anwendungsfeldern einen zunehmend größer werdenden Stellenwert. Die Möglichkeit sowohl zur präzisen Bestimmung des eigenen Standorts als auch die Bereitstellung eines hochgenauen Zeitsignals haben dazu geführt, dass die Satellitennavigation, die heute noch auf dem amerikanischen System GPS beruht, ein fester Bestandteil des täglichen Lebens geworden ist. Spätestens seit der Einführung von Navigationsgeräten in Privatfahrzeugen wird die Nutzung der Satellitennavigation immer populärer. Ursprünglich für die rein militärische Nutzung konzipiert, hat die Satellitennavigation immer mehr zivile Anwender gefunden. Das ist auch der Grund, warum viele EU-Staaten zusammen an einem neuen zivilen, eigenständigen Navigationssystem arbeiten: GALILEO. Die ersten beiden Galileo-Satelliten starteten erfolgreich am 21. Oktober 2011. Bis 2020 sollen insgesamt 30 dieser Satelliten um die Erde kreisen und dabei präzise Daten für Positionsbestimmungen auf dem Boden liefern. Für die Überwachung und Steuerung ist das Galileo-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen (Deutschland) zuständig. Finanziert wird GALILEO von der EU.



Quellenangaben:
Quelle: Geographie Infothek
Autor: Lars Pennig, Wiebke Hebold
Verlag: Klett
Ort: Leipzig
Quellendatum: 2004
Seite: www.klett.de
Bearbeitungsdatum: 23.08.2012


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