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Flyby-Vorbereitungen

Zu Beginn des Jahres gab es im Januar 2014 ein erstes von vier während des Jahres 2014 stattfindenden Treffen des New Horizons-Wissenschaftlerteams in Laurel, Maryland, um anderthalb Jahre vor dem Vorbeiflug einige Strategien zum erfolgreichen Abschluß des Missionshöhepunktes im Juli 2015 zu beraten.

Seit dem Start des Raumschiffes von der Erde am 19. Januar 2006 sind einige wesentliche neue Erkenntnisse über die Bedingungen am und im Plutosystem erlangt worden. So wurden bisher fünf Plutomonde entdeckt und die Vermutung liegt nahe, dass es bei Pluto weitere Gesteins- und Staubmassen gibt, die die Mission möglicherweise gefährden könnten. Deshalb ist die Definition und Programmierung von Ausweichrouten unter Berücksichtigung des Treibstoffverbrauches unabdingbar.
 
künstlerische Studie von New Horizons an seinem Ziel, dem Pluto/Charon-Planetensystem

Das Problem: Der Vorbeiflug muß aufgrund der großen Entfernung von der Erde im autonomen Modus unter Kontrolle des Bordcomputers vor sich gehen. Aufgrund der bisher noch dünnen Datenlage über die exakten Bedingungen im Zielsystem ist die Programmierung aller möglichen Alternativmaßnahmen bei Problemen sehr aufwendig. Bisher sind 248 mögliche Fehlersituationen definiert und programmiert und die Messungen von der Erde aus zur genaueren Bestimmung der Situation am Pluto/Charon-System laufen auf Hochtouren. Deren Ergebnisse wiederum geben neuen Input für die Definition von weiteren Contingency-Massnahmen bei Problemen. Als wichtigstes Kriterium überhaupt ist noch vor dem Vorbeiflug die genauere Bestimmung der Position von Pluto und seinen Monden notwendig, um nicht letztendlich nur leeren Weltraum auf die Fotoplatten und Instrumenteneingänge zu bannen.

Während des Vorbeifluges darf das Raumschiff auf keinen Fall in den Safe-Mode gehen. Sollte dies geschehen, sind alle der interessantesten Daten aus nächster Nähe verloren.
 
New Horizon and HGA Shield
Die Hauptantenne non New Horizons ist aufgrund ihrer Größe in der Lage, dem empfindlichen Körper des Raumschiffes mit seinen Bordinstrumenten einen gewissen Schutz gegen in der Flugbahn liegenden Staub zu geben.

Ein weiteres Problem: die Übertragung der Messdaten zur Erde. Sowohl Speicherplatz als auch Übertragungsbandbreite sind begrenzt. Die komplette Übermittlung aller Daten zur Bodenstation wird ein volles Erdenjahr beanspruchen. Sollte New Horizons beim Durchflug durch das Plutosystem oder danach Schaden erleiden, sind alle bis dahin gespeicherten Daten verloren, die nicht schon übermittelt worden sind.

Daher weden schon während der Anflugsphase 53 LORRI-Bilder der Hauptkamera (19 verlustbehaftete und 34 verlustfreie Bilder) zur Erde übertragen. Auch einige wichtige sonstigen Daten  werden während der zentralen Phase des Vorbeifluges übermittelt, damit nicht alles verloren ist, wenn im Falle eines Falles irgendetwas mit dem Raumschiff schiefgehen sollte. Während des gesamten Vorbeifluges werden 1847 LORRI-Bilder aufgenommen, 1041 davon in Vollauflösung und 804 komrimiert, um Speicherplatz zu sparen. Ein Thumbnail Subset dieser Bilder wird nach dem Vorbeiflug über eine Periode von 63 Tagen bis zum 14. September 2015 zur Erde übertragen. Die Übermittlung der vollaufgeklösten Bilder wird danach ein weiteres Jahr bis ins Jahr 2016 hinein dauern. Dies bedeutet, dass es vor Ende 2015 keine hochaufgelösten Bilder des Pluto/Charon-Systems auf der Erde geben wird !
 
SHBOT Trajectories
New Horizons Alternativrouten, die sog. SHBOTs ("Save Haven By Other Trajectory"). Der ursprüngliche Kurs ist rot gezeichnet, der "NH Nominal Trajectory"

Wegen der ungewissen Datenlage im Pluto/Charon-System werden nicht nur von der Erde aus alle Möglichkeiten ausgenutzt, um weitere Details zu ermitteln, sondern New Horizons selbst wird einige Zeit vor dem Vorbeiflug damit beginnen, mögliche Gefahren im Zielgebiet zu orten. So wird das Raumschiff 99, 65, 47, 41, 29, 21, 18 und 12 Tage vor dem nächsten Vorbeiflug nach Gefahren in der Flugbahn suchen. Je früher solche erkannt werden, desto eher kann man einen treibstoffsparenden Alternativkurs fliegen. Ab etwa 18 Tagen vor dem Encounter kann nur noch versucht werden, durch Drehung des Raumschiffes mit der Hauptantenne voran als Schutzschild mögliche Hindernisse aus dem Weg zu rammen, für Kurskorrekturen ist es dann zu spät. Dies ist aber nur für sehr kritische Situationen vorgesehen, denn es bedeutet Verlust der Erdkommunikation und damit Verlust der schnellen Übertragungsmöglichkeiten zur Erde.
 
Kuiper Belt Tour
Film des Fluges von New Horizons Tour durch den Kuipergürtel des Sonnensystems. Bisher sind 51 Objekte in der Flugbahn des Raumschiffes entdeckt worden, davon leider keines in Reichweite. Die Suche nach einem geeigneten Ziel geht weiter.

Über die weitere Zukunft von New Horizons nach dem Plutovorbeiflug und dem Aufbruch in den Kuipergürtel des Sonnensystems entscheidet der dann noch vorhandene Treibstoffvorrat. Bisher sind 51 Trans-Pluto KBOs (Kuiper Belt Objects) gefunden worden, keines davon in Reichweite von New Horizons. Die Hoffnung ist, ein solches so früh zu finden, damit dessen Bahn mindestens ein Jahr lang vermessen werden kann, bevor eine Kursänderung des Raumschiffes erforderlich ist. Eine solche Kursänderung kann frühestens ab Ende 2015 geschehen, wenn der nahe Vorbeiflug an Pluto beendet ist. Das Hubble-Weltraumteleskop ist zur Zeit mit einer intensiven Suche nach solchen KBOs beschäftigt. Japans Subaru-Teleskop wird ebenfalls dabei helfen. Eine mögliche Kursänderung sollte möglichst um diese Zeit statffinden, denn jede weitere Verzögerung bedeutet knappere Treibstoffressourcen für ein solches Manöver. Die Abschätzungen für die Dichte der KBOs in diesem Raumsektor geben eine Wahrscheinlichkeit von 89% für das Auffinden eines passenden Objektes bis zu diesem Zeitpunkt. Der Vorgabe für "in Reichweite" ist momentan, ein solches Objekt in einer Höhe bis mindestens 25.000 km überfliegen zu können.

Die direkte Anflugphase beginnt im Januar 2015, wenn alle Bordinstrumente des Raumschiffes aktiviert werden. Bis dahin fliegt New Horizons weiter im Hibernationsmodus auf sein Ziel zu, unterbrochen von einer Aktivitätsphase vom 15. Juni bis 28. August 2014.
 
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