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Vor kurzem nutzte die Raumsonde Dawn – auf ihrem Umweg zum Asteroidengürtel – die Schwerkraft des Mars, um der Geschwindigkeit der Raumsonde einen kleinen „Kick“ zu verleihen. Universe Today hatte nach diesem Manöver endlich die Gelegenheit, das Team der Dawn-Mission einzuholen, um herauszufinden, wie die Dinge gelaufen sind und wie sich die Raumsonde nach den Schwerkraftunterstützungsoperationen verhält. „Der Schwerkraftassistent hat genau das erreicht, was wir brauchten, um Vesta auf Kurs zu bringen“, sagte Dawn-Chefingenieur Marc Rayman gegenüber UT. „Zusätzlich zur Schwerkraftunterstützung haben wir uns entschieden, einige Bonus-Instrumentkalibrierungen durchzuführen, um den Flug an einem so gut untersuchten Planeten zu nutzen. Dabei haben wir einige Leistungsdaten einiger unserer Instrumente gewonnen.“ Das hier zu sehende Bild der Marsoberfläche ist eines der Ergebnisse dieser Kalibrierungen.
Dawn wird zwei verschiedene Asteroiden besuchen, Vesta und Ceres. Aufgrund ihres charakteristischen Ionenantriebs wird die Raumsonde im August 2011 in die Umlaufbahn um Vesta eintreten, dort bis Mai 2012 bleiben, dann die Umlaufbahn verlassen und nach Ceres fliegen und im Februar 2015 ankommen.
Die Triebwerke arbeiten, indem sie eine elektrische Ladung verwenden, um Ionen aus Xenon-Treibstoff auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, die zehnmal höher ist als die von chemischen Motoren. Aber was bedeutet dies für eine Schwerkraftunterstützung – gibt es einen Unterschied zwischen einem Ionentriebwerk und einem chemischen Triebwerk in einer Schwerkraftunterstützung?
„In den meisten Fällen gibt es keinen Unterschied“, sagte Rayman. „Wir haben das Ionentriebwerk verwendet, um auf Kurs für die Schwerkraftunterstützung zu kommen, aber die Raumsonde lief die meiste Zeit der 4,5 Monate, bevor sie den Mars erreichte. Als wir die Flugbahn verfeinern mussten, haben wir das Ionen-Triebwerk verwendet, weil es so viel effizienter ist als ein herkömmlicher Antrieb. Da der Ionenantrieb so viel Flexibilität in der Mission bietet, mussten wir außerdem kein so kleines „Fenster“ auf dem Mars treffen.“
Flugbahn der Morgenröte. Bildnachweis: JPL
Im Allgemeinen wird eine Schwerkraftunterstützung verwendet, um die Geschwindigkeit eines Raumfahrzeugs zu erhöhen und es im Sonnensystem nach außen zu treiben, viel weiter von der Sonne entfernt, als es seine Trägerrakete hätte tun können.
Während des Vorbeiflugs am Dienstag, dem 17. Februar, kam die Morgendämmerung dem Roten Planeten bis auf 549 Kilometer nahe. Das JPL sagte, dass, wenn Dawn diese Orbitalanpassungen ohne Mars-Gravitationsablenkung selbst durchführen müsste, die Raumsonde ihre Triebwerke hätte starten und die Geschwindigkeit um mehr als 9.330 Kilometer pro Stunde (5.800 Meilen pro Stunde) ändern müssen.
Bei maximalem Schub erzeugt jedes Triebwerk insgesamt 91 Millinewton – ungefähr die Kraft, die erforderlich ist, um ein einzelnes Blatt Notizbuchpapier in der Hand zu halten. Um auf eine Autobahn zu kommen, möchte man keinen Ionenantrieb verwenden: Bei maximaler Drosselung würde Dawns System vier Tage brauchen, um von 0 auf 100 Meilen pro Stunde zu beschleunigen.
Die Nutzung der Schwerkraft des Mars war ein wichtiger Teil der Dawn-Mission, die es ermöglicht, zum Asteroidengürtel zu gelangen.
Quellen: JPL, E-Mail-Austausch mit Marc Rayman