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Raumsonden: Jupitersonde Juno startet am 5. August 2011

Die Jupitersonde Juno
Mehr als 20 Jahre ist es her, dass sich eine Raumsonde zum Riesenplaneten Jupiter aufmachte, um dort in eine Umlaufbahn einzutreten. Es war die Raumsonde Galileo, die Jupiter in den Jahren 1995 bis 2003 umrundete und im Jahr 1989 startete. Seitdem wurde der König des Planetensystems nur zweimal im Vorbeiflug für nur wenige Tage aus der Nähe erkundet. Dies soll sich im Juli 2016 ändern, wenn die neueste Tiefraumsonde der US-Raumfahrtbehörde NASA am 5. August 2011 ihre fünfjährige Reise zum Jupiter antritt.

Juno ist ihr Name, sie ist benannt nach der Gattin des Jupiter. Sie soll in eine hochelliptische Bahn um den Riesenplaneten einschwenken und sich dabei der Wolkenoberfläche des Planeten bis auf 5000 Kilometer annähern. Die Hauptziele der Mission sind die Erkundung der Atmosphäre des Riesenplaneten und seines mächtigen Magnetfelds mit den Strahlungsgürteln.

Juno soll für rund ein Jahr Jupiter umkreisen und den Planeten dabei 33 Mal umrunden. Dann ist ihre Bordelektronik durch den ständigen Beschuss mit energiereichen Partikeln aus den Jupiterstrahlungsgürteln so stark geschädigt, das eine Fortsetzung der Mission nicht mehr sinnvoll ist. Um zu verhindern, dass die Sonde irgendwann einmal auf dem Jupitermond Europa aufschlägt, auf dem Leben existieren könnte, wird sie am Missionsende gezielt zum Absturz auf Jupiter gebracht, wo sie beim Eintritt in die Atmosphäre verglüht.

Juno ist mit insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumenten ausgerüstet, darunter abbildende Spektrometer für den Ultraviolett- und Infrarotbereich, einem Magnetometer zur Untersuchung des Magnetfelds und Geräte zur Analyse der geladenen Partikel im Jupitermagnetfeld. Da den Verantwortlichen bei der NASA aber klar war, dass man mit diesen eher abstrakten Instrumenten wenig Beachtung in der allgemeinen Öffentlichkeit fände, wurde Juno auch mit einer Weitwinkel-Farbkamera ausgerüstet, die Bilder von der dynamischen Wolkenoberfläche des Gasriesen aufnimmt. Bei der dichtesten Annäherung an Jupiter sollen die Bilder Details ab einer Größe von einem Kilometer enthüllen.

Nach ihrem Start am 5. August 2011 mit einer Atlas-V-Rakete um 17:34 Uhr MESZ wird Juno zunächst eine Bahn durch das Sonnensystem fliegen, die über die Umlaufbahn des Mars hinausführt. Im Oktober 2013 nähert sich Juno bis auf 500 Kilometer der Erde an, um Schwung zu holen für ihre Reise zum Jupiter, den sie dann im Juli 2016 erreicht. Dort zündet sie beim Erreichen des geringsten Abstands ihr Bremstriebwerk für eine halbe Stunde und schwenkt in eine weite Umlaufbahn um den Jupiter ein, wo sie für einen Umlauf rund 107 Tage benötigt. Bei ihrer zweiten Annäherung an Jupiter zündet sie ihr Bremstriebwerk erneut für 37 Minuten, um den jupiterfernsten Punkt ihrer Bahn stark abzusenken. Danach befindet sich Juno in einer stark elliptischen polaren Bahn mit einer Umlaufperiode von rund elf Tagen. Durch die Aufteilung des Bremsmanöver in zwei Phasen lässt sich erheblich Treibstoff sparen.

Ungewöhnlich für eine Raumsonde zu einem Planeten im äußeren Sonnensystem ist die Tatsache, dass Juno mit Solargeneratoren zur Stromversorgung ausgerüstet ist. Alle bisherigen Sonden zum Jupiter und darüber hinaus verwendeten zur Energieversorgung Radio-Isotopengeneratoren, welche die Zerfallswärme von Plutonium zur Stromerzeugung nutzten. Da aber in Jupiterentfernung zur Sonne nur noch ein 25.tel der Sonneneinstrahlung in Erdnähe zur Verfügung steht, müssen die Solarzellenflächen entsprechend groß sein, bei Juno umfassen sie rund 60 Quadratmeter, die sich auf drei Ausleger veteilen. Sie geben der Sonde ein windmühlenartiges Aussehen.

Juno ist spinstabilisiert, das heißt sie rotiert um ihre Zentralachse. Damit lässt sich die Konstruktion der Sonde stark vereinfachen und für die Untersuchung der Strahlungsgürtel und des Magnetfelds von Jupiter ist eine rotierende Sonde sogar von Vorteil, da so die Verhältnisse in allen drei Raumrichtungen um die Sonde herum erfasst werden können. Der Sondenkörper ist ein sechsseitiges Prisma mit einer Kantenlänge von je zwei Metern. Beim Start wiegt die Sonde 3,6 Tonnen, wobei zwei Tonnen auf die Treibstoffe für die Bahn- und Abbremsmanöver entfallen. Juno kostet einschließlich Startrakete und Flug rund 1,1 Milliarden US-Dollar.

Tilmann Althaus

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