Seit 50 Jahren starten Menschen Raumfahrzeuge in den Weltraum, angefangen mit Pioneer 1972 im Jahr 10. Wir haben jetzt fünf Raumfahrzeuge, die entweder den Rand unseres Sonnensystems erreicht haben oder sich ihm schnell nähern: Pioneer 10, Pioneer 11, NASA Voyager 1, Voyager 2 und New Horizons.
Die meisten dieser Sonden haben ihren erwarteten Untergang überstanden und werden nach Abschluss der ursprünglichen Missionspläne weiter betrieben. Diese Raumfahrzeuge sollten ursprünglich unsere Nachbarplaneten erforschen, aber jetzt bahnen sie sich einen Weg über das Sonnensystem hinaus und bieten Astronomen einzigartige Aussichtspunkte im Weltraum – und im Jahr 2022 haben sie bereits viel erreicht.
Voyager 1 und 2
In diesem Jahr feierten die Voyager-Missionen ein besonderes Jubiläum: 45 Jahre Betrieb. Von nahen Vorbeiflügen an den äußeren Planeten bis hin zur Erforschung der von Menschen entferntesten Bereiche des Weltraums haben diese beiden Raumfahrzeuge enorme Beiträge zum Verständnis der Astronomen über das Sonnensystem geleistet. Ihr Hauptprojekt besteht nun darin, zu untersuchen, wo der Einfluss der Sonne endet und der Einfluss anderer Sterne beginnt. Voyager 1 überquerte 2012 die Heliopause – den Punkt, an dem der Teilchenstrom der Sonne aufhört, so einflussreich zu sein – und Voyager 2 folgte 2018.
Das Missionsteam stieß dieses Jahr auf ein großes Problem, als das Raumschiff anfing, verstümmelte Informationen über seinen Standort nach Hause zu senden. Die Ingenieure fanden die Ursache – das Raumschiff verwendete fehlerhafte Computerausrüstung, obwohl es dies nicht hätte tun sollen – und nahmen den Betrieb wieder auf.
Solche Zwischenfälle sind jedoch für ein alterndes Raumfahrzeug zu erwarten. Das Team verwaltet auch aktiv die Stromversorgung an Bord jedes Raumfahrzeugs, die jedes Jahr schrumpft, da die radioaktiven Generatoren der Sonden immer ineffizienter werden. In diesem Jahr schaltete das Missionspersonal die Heizungen aus, die eine Reihe von wissenschaftlichen Instrumenten an Bord in der rauen, kalten Weltraumumgebung warm hielten – und überraschenderweise funktionieren die Instrumente immer noch einwandfrei.
Die Kameras wurden vielleicht vor Jahrzehnten abgeschaltet, aber andere Raumschiffinstrumente sammeln Daten über das Plasma und die Magnetfelder der Sonne in großen Entfernungen vom Stern selbst. Da Sonnenwindpartikel – der konstante Strom geladener Teilchen, die von der Sonne ausströmen – Zeit brauchen, um eine so lange Strecke zurückzulegen, ermöglichen Beobachtungen aus der Ferne den Wissenschaftlern zu sehen, wie sich Veränderungen von der Sonne in unserer kosmischen Nachbarschaft ausbreiten.
Auch die Ränder des Sonnensystems steckten voller Überraschungen. Es wäre sinnvoll, dass das Plasma der Sonne dünner wird und sich ausbreitet, wenn es sich vom Zentrum des Sonnensystems entfernt, aber tatsächlich trafen die Voyagers auf ein viel dichteres Plasma, nachdem sie die Heliopause überquert hatten. Darüber rätseln die Astronomen noch immer.
Pionier 10 und 11
Pionier-Raumschiffe nehmen aufgrund ihrer Rolle als, Sie ahnen es, Pioniere einen besonderen Platz in der Weltraumgeschichte ein. Leider sind diese ikonischen 50 Jahre alten Raumschiffe nicht mehr in Betrieb – Pioneer 10 hat bereits 2003 den Kontakt verloren und Pioneer 11 hat seit seiner letzten Kommunikation im Jahr 1995 geschwiegen.
Aber diese beiden Raumschiffe sind Zeichen der Präsenz der Menschheit im Sonnensystem, und sie setzen ihre Reise fort, auch wenn wir ihnen keine Befehle mehr senden oder ihre Raketen starten.
Wenn das Raumschiff eine Flugbahn jenseits der Grenzen des Sonnensystems betreten hat, wird es nach den Gesetzen der Physik nicht mehr anhalten, es sei denn, etwas ändert seinen Kurs.
New Horizons
New Horizons ist die jüngste dieser bahnbrechenden Missionen, die erst 2006 gestartet wurde. Nach ihrem berühmten Vorbeiflug am Zwergplaneten Pluto im Jahr 2015 entfernt sich die Sonde mit Rekordgeschwindigkeit vom Sonnensystem und erreicht um 2040 die Heliopause.
Es hat nicht nur seine Hauptmission erfüllt, sondern ist 2019 auch erfolgreich an einem kleineren Objekt im Kuipergürtel, Arrokot, vorbeigeflogen, der ersten Erweiterung seiner Mission. Anfang dieses Jahres wurde das Raumschiff in den Winterschlafmodus versetzt, da die Fortsetzung der Mission noch nicht genehmigt worden war. Doch nun freut sich das NASA New Horizons Team darauf, die 2. Mission von New Horizons zum Kuipergürtel, kurz KEM2, fortzusetzen. KEM2 begann am 1. Oktober, obwohl sich das Raumschiff bis zum 1. März 2023 im Schlafmodus befinden wird.
Währenddessen bereitet sich das Missionsteam auf aufregende neue Beobachtungen vor. Mit hochmodernen Instrumenten – weitaus fortschrittlicher als die an Bord der Voyager der 1970er Jahre – ist das Team bereit, New Horizons als leistungsstarkes Observatorium im fernen Sonnensystem zu nutzen, das einen Aussichtspunkt bietet, den wir hier nicht erreichen können auf der Erde.
Bonnie Burrati, Planetenwissenschaftlerin am JPL und Mitglied des New Horizons-Teams, freut sich besonders auf neue Ansichten der Kuipergürtel-Objekte, Eisbrocken und Felsen jenseits von Neptun. Ihrer Meinung nach erlaubt uns die einzigartige Position von New Horizons im äußeren Sonnensystem, diese Objekte aus einem neuen Blickwinkel zu betrachten. Die unterschiedlichen Ansichten können Astronomen sagen, wie rau die Oberflächen von Objekten sind, unter anderem basierend darauf, wie Licht gestreut und Schatten auf sie geworfen wird.
Ein weiterer Planetenforscher im Team vom Southwest Research Institute in Colorado, Leslie Young, möchte mit der Raumsonde etwas näher an der Heimat neu betrachten: die Eisriesen Uranus und Neptun. Der einzigartige Aussichtspunkt der NASA New Horizons gibt Wissenschaftlern Informationen darüber, wie Licht von der Atmosphäre der Planeten gestreut wird – Informationen, die wir von der Erde nicht erhalten können, weil wir Uranus und Neptun aus diesem Winkel nicht sehen können.
Zum Glück für New Horizons deuten die Anzeichen darauf hin, dass das Raumschiff genug Leistung haben wird, um bis in die 2040er Jahre und möglicherweise darüber hinaus zu bestehen und jedes Jahr 480 Millionen Kilometer weiter in unbekanntes Gebiet vorzudringen.
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