Anmerkung der Redaktion: Dr. David Warmflash, leitender wissenschaftlicher Leiter des US-Teams vom LIFE-Experiment an Bord der Raumsonde Phobos-Grunt, gibt ein Update zur Mission für Universe Today.
In einer aufregenden Entwicklung in der laufenden Geschichte der Phobos-Grunt-Mission nahm eine Verfolgungsstation in Perth, Australien, am 22. November um 20:25 UT Kontakt mit der russischen Raumsonde auf. Dies war das erste Signal, das auf der Erde seit dem Start der Mission zum Marsmond am 8. November 2011 empfangen wurde.
Teams der ESA, die den ersten Kontakt herstellten, arbeiten nun eng mit Ingenieuren in Russland zusammen, um herauszufinden, wie die Kommunikation mit der Raumsonde am besten aufrechterhalten werden kann. Während die Controller damit beginnen, herauszufinden, wie sie diese Errungenschaft nutzen können, um dem Raumfahrzeug neue Befehle zu senden, wird diskutiert, ob das Startfenster für das Raumfahrzeug noch geöffnet sein wird, um die Mission abzuschließen.
Die Hoffnung besteht nun darin, dass zumindest Ingenieure verhindern können, dass die Raumsonde zur Erde zurückfällt – und mit zurückhaltendem Optimismus, dass die Mission in irgendeiner Weise fortgesetzt werden könnte.
Vor der Kontaktaufnahme hieß es in einigen Berichten, dass bei einer Kontaktaufnahme bis zum 24. November die Mission wie geplant fortgesetzt werden könnte, während andere Experten sagten, dass das Startfenster für den Abschluss der Probenrückgabemission am 21. November geschlossen wurde.
Dennoch könnte eine Mission, die bis weit in den Dezember hinein aus der Erdumlaufbahn startet, noch erfolgreich sein.
Ingenieure stecken Phobos-Grunt in die Raketenverkleidung. Bildnachweis: Roskosmos
Das Herzstück der unbemannten Raumsonde ist eine kleine Kapsel, in der 200 Gramm Regolith (Oberflächenmaterial bestehend aus Staub und Schotter) zur Erde zurückkehren sollen, um Phobos, den größeren der beiden Marsmonde, zu erreichen. Um die Kapsel zu einem Flug zu starten, der sie 2014 zur Erde zurückbringen sollte, sollte die Raumsonde im Februar 2013 auf Phobos landen, nachdem sie im Oktober 2012 in eine Umlaufbahn um den Mars eingetreten war.
Ein Startfenster ist ein Zeitraum, in dem eine Reise von einem Himmelskörper zum anderen möglich ist, wenn die Antriebsfähigkeiten eines Raumfahrzeugs und die Ausrichtung der Himmelskörper bei ihrer Bewegung durch den Weltraum gegeben sind. In Zukunft könnten fortschrittliche Antriebstechnologien jederzeit Reisen zwischen der Erde und dem Mars ermöglichen, aber vorerst müssen Raumfahrzeuge auf den optimalen Moment warten. Für Flugbahnen von der Erde zum Mars treten Startfenster ungefähr alle 26 Monate auf, ebenso wie Startfenster für eingehende Flüge vom Mars zur Erde.
Das Startfenster für eine Flugbahn von Erde zu Mars würde es Grunt tatsächlich ermöglichen, Mars und Phobos zu erreichen, wenn die Raumsonde innerhalb von zwei oder drei Wochen ab heute zum Abflug bereit ist. In einem solchen Fall würde die Sammlung von Regolith auf der phobosischen Oberfläche jedoch stattfinden, nachdem sich das Fenster für den Rückflug der Kapsel zur Erde geschlossen hat. Deshalb sagen die Leute, dass das Fenster für Phobos-Grunt diesen Donnerstag geschlossen wird.
Aber wie bereits erwähnt, könnte das Fenster noch bis Mitte Dezember geöffnet sein. Um zu sehen, warum, werfen wir einen Blick auf die wissenschaftliche Nutzlast des Grunt und andere Komponenten. Vor dem sogenannten Sustainer Engine, der das Raumschiff von der Erde zum Mars befördern soll, sitzt eine 110-Kilogramm-Sonde namensYinhuo-1. Chinas erste Marssonde,Yinhuo-1soll zwei Jahre lang den Roten Planeten umkreisen und verschiedene wissenschaftliche Studien durchführen. Vorwärts vonYinhuo-1, bringt uns zum interplanetaren Modul, Grunts Abstiegsstufe.
Das 5 Milliarden Rubel oder etwa 160 Millionen US-Dollar kostende interplanetare Modul ist mit einem Abstiegsmotor und Beinen für die Landung auf dem Marsmond, einer Maschine zum Aufnehmen der Regolithprobe und etwa 50 Kilogramm hochmoderner wissenschaftlicher Ausrüstung ausgestattet, deren Wert für die Mission hängt nicht davon ab, ob die Regolithprobe es zurück zur Erde schafft.
Schließlich gibt es noch die Aufstiegsstufe und die Rückflugkapsel, die mit ihr zum Flug zur Erde abhebt. Neben der Aufnahme des Regoliths, der im Inneren abgelagert wird, enthält die Kapsel das LIFE-Biomodul der Planetary Society, eine Studie über die Auswirkungen der interplanetaren Weltraumumgebung auf Organismen während einer langfristigen Reise durch den Weltraum.
Vor und nach dem Abflug der Rückkehrkapsel werden die Instrumente des interplanetaren Moduls im Einsatz sein, Himmelsmessungen durchführen, Sonnenwind untersuchen und geophysikalische Studien durchführen – Experimente, deren Ergebnisse Planetenwissenschaftlern helfen werden, den Ursprung unseres Sonnensystems zu verstehen. Das Wissenschaftspaket wird auch elementare, chemische, mineralogische und thermische Analysen des Regolithen durchführen, nach Spuren von Gasen vom Mars suchen und nach organischer Materie, dem Stoff des Lebens, suchen.
Die ESA-Station Perth, die mit der Raumsonde Phobos-Grunt Kontakt aufgenommen hat, liegt 20 Kilometer nördlich von Perth, Australien. Bildnachweis: ESA
Wenn Grunt eine einfache Reise nach Phobos machen würde, könnten all diese Studien durchgeführt werden, während Yinghuo-1 um den Mars herum eingesetzt werden könnte, wie es bei einer Rundreise passieren soll. Wenn festgestellt würde, dass die Kapsel wirklich keine Chance hätte, von Phobos zurück zur Erde zu gelangen, könnte die Kapsel sogar in einer hohen Erdumlaufbahn abgeworfen werden, bevor die Erhaltungsstufe die letzte Verbrennung abgeschlossen hat, um der Anziehungskraft der Erde zu entkommen. Dies könnte das LIFE-Biomodul zur Erde zurückbringen nach einer langen Flugbahn durch den Weltraum, die die Ziele des Experiments erfüllen würde. Dann könnten wir unser Biomodul wiederherstellen und untersuchen die Organismen wie geplant.
Auf der anderen Seite könnten Lotsen erwägen, die Rückflugkapsel an Phobos zu schicken, obwohl das Startfenster für einen Rückflug geschlossen ist. Nach der Landung auf dem Marsmond auf dem interplanetaren Modul muss die Aufstiegsphase nur warten, bis sich 26 Monate später das nächste Startfenster für die Ankunft auf der Erde im Jahr 2016 öffnet.
Der nun geknüpfte Kontakt mit dem Raumschiff könnte noch mehr Möglichkeiten zur Rettung der Mission eröffnen. Die ESA teilte in einer Pressemitteilung mit, dass die an Phoboos-Grunt gesendeten Signale den Sender der Raumsonde befahlen, sich einzuschalten und ein Signal an die 15-m-Spiegelantenne der Station zu senden.
Die von Phobos-Grunt empfangenen Daten wurden dann zur Analyse von Perth über das Raumfahrtkontrollzentrum der ESA in Darmstadt an russische Missionscontroller übertragen.
Zusätzliche Kommunikationsslots sind am 23. November um 20:21–20:28 GMT und 21:53–22:03 GMT verfügbar, und die ESA-Teams arbeiten eng mit russischen Fluglotsen zusammen, um herauszufinden, wie die Kommunikation mit ihren Raumfahrzeugen am besten aufrechterhalten werden kann.
