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Raumsonde New Horizons: Halbzeit auf dem Weg zu Pluto

Raumsonde New Horizons bei Pluto
In rund fünf Jahren im Juli 2015 wird die US-Raumsonde New Horizons in einem Abstand von 10 000 Kilometern am Zwergplaneten Pluto und seinen drei Monden vorbeiziehen und dabei Bilder und Messdaten zur Erde funken, wenn alles nach Plan funktioniert. Noch ist es nicht so weit, derzeit ist die Sonde 14,63 Astronomische Einheiten (2,2 Milliarden Kilometer) von Pluto entfernt. Selbst mit der leistungsstärksten Kamera von New Horizons erscheint Pluto zurzeit nur als lichtschwacher Punkt. Bei einem Testlauf der Bordkamera LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) im Juni gelangen einige Bilder von Jupiter und Neptun aus großer Ferne, die reizvolle Ansichten bieten.

Die meiste Zeit befindet sich New Horizons auf ihrem langen Weg zu Pluto in Hibernation. Das bedeutet, alle nicht für den Betrieb der Sonde notwendigen Geräte, darunter auch die wissenschaftlichen Sensoren, sind abgeschaltet. Daher sendet die Sonde nur in Abstand von einigen Wochen Funksignale zur Erde, die den Zustand der Sonde den Bodenkontrolleuren mitteilen. Diese Maßnahme erlaubt es, New Horizons mit nur sehr wenig Personal zu betreiben, was Kosten spart. Zudem können sich die Missionskontrolleure der exakten Ausarbeitung des dichten Pluto-Vorbeiflugs widmen, der auf die Sekunde genau verplant ist.

Im Abstand von etwa einem Jahr wird New Horizons aus ihrem Dämmerzustand "aufgeweckt" und einer detaillierten Überprüfung unterzogen. Dabei werden auch die wissenschaftlichen Instrumente aktiviert und der Ablauf des Pluto-Vorbeiflugs durchgespielt. Da aber Pluto für diesen Zweck noch nicht zur Verfügung steht, werden die fernerkundlichen Geräte wie Kameras und Spektrometer auf Ersatzziele ausgerichtet.

Jupiter am 24. Juni 2010 | Aus einer Distanz von rund 16,3 Astronomischen Einheiten (2,4 Milliarden Kilometern) lichtete die US-Raumsonde New Horizons Jupiter als "Halbmond" ab. Links und rechts von Jupiter lassen sich seine beiden Monde Ganymed und Europa erkennen.
Im Juni 2010 spielten Jupiter, Neptun und der offene Sternhaufen Messier 7 im Sternbild Skorpion die Rolle von Pluto und seinen Gefährten. Das Bild von Jupiter entstand am 24. Juni 2010 aus einer Entfernung von 16,3 Astronomischen Einheiten (2,4 Milliarden Kilometer). Deutlich lassen sich die Sichel des Planeten und die beiden Monde Ganymed und Europa erkennen. Die Auflösung der Kamera reicht jedoch nicht aus, die Wolkenbänder von Jupiter zu erkennen.

Neben dem rein ästhetischen Effekt haben die Bilder von Jupiter aber auch einen ernsthaften Hintergrund, denn die Forscher des Projekts New Horizons wollten überprüfen, wieviel Streulicht von der Sonne in die Kamera bei einer derartigen Perspektive eindringt. Kurz nach dem Vorbeiflug an Pluto am 15. Juli 2015 wird die Sonde den Zwergplaneten aus einer sehr ähnlichen Perspektive mit ähnlichem Sonnenstand im Blick haben. Die Bilder belegen, dass die Kamera gegen Streulicht gut abgeschirmt ist und davon nur wenig den CCD-Sensor erreicht.

Neptun am 23. Juni 2010 | Neptuns dreiviertelvolle Scheibe erscheint auf dieser Aufnahme der US-Raumsonde New Horizons aus der Entfernung von 23,2 Astronomischen Einheiten (3,5 Milliarden Kilometern) fast als Punkt.
Schon einen Tag vor den Jupiterbildern nahm New Horizons den äußeren Planeten Neptun ins Visier, um die Fokussierung der Kamera zu testen. Neptun war zu diesem Zeitpunkt 23,2 Astronomische Einheiten (3,5 Milliarden Kilometer) von New Horizons entfernt. Dennoch gelang es, Neptun als dreiviertelvolle Scheibe aufzulösen. Von seinem großen Mond Triton ist jedoch nichts zu sehen. Die Bilder von Neptun eignen sich dazu, die Lichtstreuung in der Neptunatmosphäre zu untersuchen, da von der Erde aus Neptun immer nur als volle Scheibe erscheint und somit kein Blick in die Dämmerungszone des Planeten möglich ist.

Ein weiterer Fokustest war das Ablichten des offenen Sternhaufens Messier 17 im Sternbild Skorpion. Hier zeigten sich dessen hellste Sterne wie erhofft als scharfe saubere Punkte ohne Streulichthöfe und belegen, dass die Hauptkamera von New Horizons optimal in Schuss und für den Pluto-Vorbeiflug bereit ist.
Der offene Sternhaufen Messier 17 im Blick von New Horizons | Als ein Test für die Schärfeeinstellung der Kamera LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) dienten die Sterne des offenen Sternhaufens Messier 17 im Sternbild Skorpion. Die Sterne erscheinen als scharfe Punkte ohne Streulichthöfe – die Kamera ist demnach gut fokussiert.


Auch in den nächsten vier Jahren wird New Horizons überwiegend in Hibernation seine Reise fortsetzen und dabei etwa einmal pro Jahr durchgetestet werden. Anfang 2015 erwacht die Sonde endgültig aus ihrem Schlaf und beginnt die so genannte "Observatory Phase". Dabei richtet sie ihre Instrumente auf den nun schon deutlich näher gerückten Pluto aus und behält ihn von da an permanent im Blick. Schon bald werden ihre Aufnahmen besser sein als die besten Bilder des Weltraumteleskops Hubble. Die Forscher nutzen sie, um die Bahnbewegungen der vier Körper im Plutosystem präzise zu vermessen und den Ablauf des Vorbeiflugs auf die Positionen der Beobachtungsobjekte zu optimieren.

Tilmann Althaus

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