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Jupiter: Junos Endspurt beginnt

Am 5. Juli 2016 soll die US-Raumsonde Juno in eine Umlaufbahn um den Riesenplaneten Jupiter einschwenken und ihn für rund 20 Monate aus der Nähe erkunden. Die Mission gilt aus technischer Sicht als hochriskant, aber wissenschaftlich äußerst wertvoll.
Raumsonde JunoLaden...

Update 2, 1. Juli 2016: Seit dem 24. Juni 2016 befindet sich Juno innerhalb des Jupitermagnetfelds. An diesem Tag trat die Sonde vom interplanetaren Raum in die Bugstoßwelle des stärksten planetaren Magnetfelds ein, was sich in einer deutlichen Veränderung der Dichte und der Geschwindigkeiten der geladenen Partikel äußerte. Einen Tag später erreichte Juno dann das eigentliche Magnetfeld. Am frühen Morgen des 1. Juli wurde Juno endgültig auf den Eintritt in die Jupiterumlaufbahn am 5. Juli programmiert, als die Steuersequenz "ji4040" zur Sonde übertragen und aktiviert wurde. Damit begann die "Jupiter-Einschusssequenz" oder englisch: Jovian Orbit Insertion (JOI). Um zu verhindern, dass irgendwelche elektronischen Störungen den Einschuss verhindern, wurde mit dieser Sequenz alle für das wichtige Manöver nicht zwingend notwendigen Geräte an Bord abgeschaltet, darunter auch die Kamera und die wissenschaftlichen Instrumente. Kurz vorher hatte Juno aber noch einmal Bilder vom näherkommenden Riesenplaneten geliefert. Das Schubmanöver für den Einschuss in die Jupiterumlaufbahn beginnt am 5. Juli um 5:18 Uhr MESZ und dauert rund 35 Minuten. Die Angabe bezieht sich auf die Erdankunftszeit der Funksignale von Juno, die 48 Minuten für die Reise von Jupiter zur Erde benötigen, da uns von Jupiter derzeit 860 Millionen Kilometer oder die 5,7-fache Distanz Erde – Sonne trennen.

Jupiter am 28. Juni 2016, Aufnahme der Sionde JunoLaden...
Jupiter am 28. Juni 2016 | Am 28. Juni 2016 trennte die Raumsonde Juno noch 6,2 Millionen Kilometer oder die 41-fache Distanz Erde-Mond von ihrem Zielplaneten Jupiter, der hier in Halbphase sichtbar ist. Zudem sind drei seiner vier großen Monde zu sehen. Sie erscheinen auf diesem Bild als Punkte, da die Kamera von Juno sie noch nicht als Scheiben auflösen kann.

Update, 29. Juni 2016: Am 24. Juni veröffentlichte die US-Raumfahrtbehörde NASA das erste Jupiterbild der Raumsonde Juno. Es zeigt den Planeten in Halbphase mit seinen vier großen Monden Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Die Sonde nähert sich ihrem Ziel von Norden her, so dass sich ungewöhnliche Perspektiven ergeben. Juno verwendet eine Kamera mit einem extremen Weitwinkelobjektiv, daher sind aus 10,9 Millionen Kilometer Abstand nur wenig Details auf Jupiter zu erkennen.

Jupiter mit Monden am 21. Juni 2016Laden...
Jupiter am 21. Juni 2016 | Aus einer Entfernung von 10,9 Millionen Kilometern nahm die im Anflug auf den Riesenplaneten befindliche US-Raumsonde Juno ihr erstes Bild von Jupiter auf. Es zeigt den Planeten in Halbphase zusammen mit seinen vier großen Monden.

Am frühen Morgen des 5. Juli 2016 wird sich die US-Raumsonde Juno bis auf 4700 Kilometer der sichtbaren Wolkenoberfläche des Planeten Jupiter annähern. Dann wird sie um 4:18 Uhr MESZ für rund 35 Minuten ihr Raketentriebwerk zünden, um in eine Umlaufbahn um den größten Planeten unseres Sonnensystems einzuschwenken. Durch das Schubmanöver wird die Geschwindigkeit von Juno relativ zu Jupiter um 542 Meter pro Sekunde reduziert (knapp 2000 Kilometer pro Stunde) – genug, um sich vom Schwerefeld des Planeten einfangen zu lassen. Sollte die Zündung nicht erfolgen, so würde Juno in eine weite Umlaufbahn um die Sonne eintreten und auf absehbare Zeit nicht wieder in die Nähe des Riesenplaneten gelangen. Falls es während des Manövers zu einer Abschaltung des Triebwerks kommt, kann der Bordcomputer von Juno selbstständig innerhalb von 500 Sekunden das Treibwerk neu zünden. Am 16. Juni 2016 trennten Juno noch 13,8 Millionen Kilometer (knapp 18 Mondbahndurchmesser) von ihrem Ziel. Aber die Distanz wird jetzt rasch geringer, da der massereiche Riese Juno mit seiner starken Schwerkraft immer stärker an sich zieht.

Juno im Umlauf um Jupiter (künstlerische Darstellung)Laden...
Juno im Umlauf um Jupiter | Während ihrer Umläufe um den Riesenplaneten Jupiter soll sich die Raumsonde Juno der Wolkenoberfläche des Planeten bis auf rund 4100 Kilometer nähern.

Die Ziele der Juno-Mission sind die Erkundung der Atmosphäre und des tieferen Inneren des Gasriesen sowie seines Magnetfelds mit den extrem starken Strahlungsgürteln. Juno soll während ihrer auf 20 Monate geplanten Mission bis zu 37 Umläufe um Jupiter absolvieren. Danach wird sie im Februar 2018, dem geplanten Missionsende, gezielt in den Planeten gelenkt, um zu verglühen. Mit Juno soll zum ersten Mal versucht werden, tiefer in das Innere des Jupiters zu blicken. Dabei soll unter anderem die Frage geklärt werden, wie weit sich die an der Oberfläche um den ganzen Planeten erstreckenden hellen Zonen und dunklen Bänder in das Innere erstrecken. Mittels Mikrowellenradiometern kann Juno bis zu 550 Kilometer unter die sichtbare Wolkenoberfläche hineinblicken.

© NASA / JPL-Caltech
Juno im Anflug auf Jupiter
Im Stil klassischer Kinofilm-Trailer stellt die NASA ihre Raumsonde Juno im Anflug auf Jupiter vor.

Jupiter ist vom stärksten planetaren Magnetfeld im Sonnensystem umgeben, das extrem intensive Strahlungsgürtel aus elektrisch geladenen Partikeln enthält. Die Feldstärke des Jupitermagnetfelds ist zwischen 10- und 20-mal so hoch wie diejenige des Erdmagnetfelds. Durch die Wechselwirkung mit dem Sonnenwind wird das Jupitermagnetfeld zu einem mehr als 700 Millionen Kilometer langen Schweif ausgezogen, der sich bis zur Umlaufbahn des Ringplaneten Saturn erstreckt. Die Strahlungsgürtel sind mehrere tausend Mal so intensiv wie diejenigen der Erde. Sie stellen damit auch für unbemannte Raumfahrzeuge wie Juno eine beträchtliche Gefahr dar – sind aber vom wissenschaftlichen Standpunkt aus gesehen äußerst interessant.

Damit Juno Jupiter und sein Magnetfeld für längere Zeit aus der Nähe erkunden kann, mussten sowohl technische Maßnahmnen ergriffen als auch eine besondere Umlaufbahn um den Riesenplaneten gewählt werden. Die Elektronik und die Sensoren von Juno wurden speziell gegen Strahlung gehärtet, und die empfindlichsten Schaltkreise befinden sich in einem "Strahlenschutzraum", der aus zwei Zentimeter dicken Platten des Metalls Titan besteht. Um zu verhindern, dass Juno direkt durch die Strahlungsgürtel hindurchfliegt, wurde eine lang gestreckte elliptische Umlaufbahn gewählt, die direkt über die Pole von Jupiter führt. Die Raumsonde fliegt Jupiter von Norden her an, überfliegt den Nordpol und erreicht am Äquator den geringsten Abstand, der zwischen 4100 und 8000 Kilometer betragen wird. Danach überfliegt sie den Südpol und entfernt sich wieder rasch vom Planeten. Durch diese Bahn vermeidet Juno die Strahlungsgürtel weitestgehend. Dennoch wird ihre Elektronik durch die Strahlung im Jupiterumfeld im Lauf der Zeit immer mehr geschädigt, so dass die NASA beschloss, die Mission auf 20 Monate zu beschränken. Nur für diesen Zeitraum lässt sich davon ausgehen, dass die Sonde einsatzbereit bleibt.

Man mag der Sonde zurufen: viel Glück, Juno!

Juli 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum Juli 2016

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