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MESSENGER Sonde

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Messenger steht für MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging und das Ziel dieser Sonde ist der sonnennächste Planet Merkur, der bislang nur von der Mariner 10 Sonde besucht wurde.

Bei drei Vorbeiflügen wurden damals etwa 45 % der Oberfläche fotografiert, doch da es immer noch zahlreiche offene Fragen gibt, fieberten die Wissenschaftler dem Start dieser Mission entgegen.

Die Hauptfragen, die mit dieser Mission geklärt werden sollen:

1. Warum hat der Merkur eine so hohe Dichte
2. Wie sieht die Geologische Geschichte des Planeten aus
3. Welche Struktur hat der Kern von Merkur
4. Welcher Natur ist das Magnetfeld des Planeten
5. Was für ein ungewöhnliches Material befindet sich an den Polen
6. Welche flüchtigen Anteile des Planeten sind wichtig

Doch neben den Hauptfragen erhoffen sich die Wissenschaftler auch eine Antwort auf die Frage, ob der Merkur Eis beherbergt, denn Radaruntersuchungen von der Erde lassen darauf schließen, da die Oberfläche des Planeten mit zahlreichen Kratern überseht ist und einige dieser Krater so tief sind, dass dort nie ein Sonnenstrahl hinkommt.

Technische Details

Die Sonde hat ein Haupttriebwerk (liquid chemical propulsion system) um in eine Umlaufbahn um den Planeten einschwenken zu können und 16 kleinere Triebwerke mit einem Einkomponententreibstoff für kleinere Kurskorrekturen.

Viele Bauteile der Sonde kamen auch bei anderen Missionen zum Einsatz, doch die Struktur der Sonde ist wirklich einzigartig, denn zum ersten Mal besteht sie komplett aus einem Verbundstoff und ist dementsprechend leicht. Das verwendete Material besteht im Wesentlichen aus Graphit Epoxydharz (graphite epoxy material). Außerdem beherbergt die Sonde zwei Sonnensegel, die zum Schutz vor einem Überhitzen rotierbar sind, und eine Nickel-Wasserstoff Batterie für die Energieversorgung.

Damit die Sonde sich auf ihren Weg zum Merkur nicht verfliegt, benutzt sie star-tracking cameras und eine Inertial Measurement Unit mit 4 Kreiseln und 4 Beschleunigungsmessern mit 6 Digital Solar Sensors als Backupsystem. Ein weiteres wichtiges Bauteil ist der Sonnenschirm, schließlich herrschen am Merkur 450 Grad Celsius in der Sonne, dazu besitzt die Sonde eine hitzebeständige Keramikverkleidung.

Instrumente

MESSENGER's science payload:
Wurde sorgfältig ausgewählt um die sechs Schüsselfragen beantworten zu können.
Mercury Dual Imaging System (MDIS):
Besteht aus einer Weitwinkel und Nahwinkel Kamera und soll den Planeten Kartographieren und Informationen über die Topografie sammeln.
Gamma-Ray and Neutron Spectrometer (GRNS):
Dieses Instrument sucht nach Gammastrahlen und Neutronen, die von radioaktiven Elementen von der Oberfläche Merkurs stammen können oder von Oberflächenelementen die von der kosmischen Strahlung stimuliert werden. Dieses Instrument wird außerdem bei der Suche nach Eis hilfreich sein.
X-Ray Spectrometer (XRS):
Hochenergie Röntgenstrahlung von der Sonne trifft auf die Oberfläche Merkurs und kann andere Elemente anregen ebenfalls schwache Röntgenstrahlung auszusenden. Dadurch können die verschiedenen Elemente und deren Menge aus Merkurs Kruste bestimmt werden.
Magnetometer (MAG):
Diese Instrument befindet sich am Ende eines 3,6 Meter langen Arms und soll das Magnetfeld des Planeten aufzeichnen.
Mercury Laser Altimeter (MLA):
Das Instrument beinhaltet einen Laser und Sensoren und misst hochakkurat die Entfernung.
Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer (MASCS):
Diese Spektrometer reagiert auf Infrarot- und Ultraviolettstrahlung undmisst die Menge von atmosphärischen Gasen und entdeckt Mineralien an der Oberfläche.
Energetic Particle and Plasma Spectrometer (EPPS):
Misst die Zusammensetzung, Verteilung und Energie von geladenen Partikeln im Magnetosphäre des Planeten.
Radio Science (RS):
Dieses Instrument benutzt den Doppler Effekt um kleine Geschwindigkeitsabweichungen im Orbit zu messen

Flugbahn

Bevor die Sonde am 18. März 2011 in eine Umlaufbahn um Merkur einschwenkt, wird sie einen flyby an der Erde (August 2005), zwei flybys an der Venus (Oktober 2006 and Juni 2007) und drei flybys am Merkur (Januar 2008, Oktober 2008 and September 2009) durchführen.

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