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Sonntag, 23.07.2017
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NASA findet verschollene Mondsonde

Radartechnik identifiziert Flugbahn der ausrangierten Sonde Chandrayaan-1 im Mondorbit

Lunare Radarfalle: Mit einer neuen Radartechnik lassen sich Weltraumschrott und ausrangierte Raumsonden auch in der Mond-Umlaufbahn aufspüren. In einem ersten Test gelang es NASA-Forschern damit, die verschollene indische Mondsonde Chandrayaan-1 wiederzufinden. Ihre Flugbahn galt seit 2009 als unbekannt, jetzt haben die Forscher sie über dem Mond-Nordpol wieder entdeckt.
Die indische Mondsonde Chandrayaan-1 galt seit 2009 als verschollen, jetzt haben NASA-Forscher sie mittels Radar aufgespürt.

Die indische Mondsonde Chandrayaan-1 galt seit 2009 als verschollen, jetzt haben NASA-Forscher sie mittels Radar aufgespürt.

Die Menschheit schickt immer mehr Satelliten und Raumsonden in die Umlaufbahnen um Erde, Mond und Mars. Doch irgendwann läuft ihre Missionszeit ab, sie gehen kaputt oder werden bei Kollisionen beschädigt. Als Folge enden unzählige menschengemachte "Blechbüchsen" als Weltraumschrott - und werden zur Gefahr für die Raumfahrt und die noch funktionierenden Sonden.

Radarschüsseln als Fahndungshelfer


In der Erdumlaufbahn versuchen die Raumfahrtagenturen, zumindest die ausrangierten Satelliten und größeren Trümmerteile im Auge zu behalten, doch auf dem Mond war dies bisher kaum möglich. Das von der Mondoberfläche reflektierte Sonnenlicht blendet optische Teleskope zu stark, um kleinere Objekte wie beispielsweise eine nur eineinhalb Meter kleine Sonde ausmachen zu können.

Jetzt haben Forscher des Jet Propulsion Laborator (JPL) der NASA eine neue Radartechnik entwickelt, die das Ausspüren von Weltraumschrott auch im Mondorbit ermöglicht. Dafür schicken die Forscher einen starken Mikrowellenstrahl mit der 70-Meter Antenne im kalifornischen Goldstone zum Mond. Kreuzt nun eine Sonde im Mondorbit diesen Strahl, reflektiert sie den Strahl zur Erde, wo er vom Green Bank Radioteleskop in West Virginia aufgefangen wird.


Von dieser 70-Meter Antenne des Goldstone Deep Space Communications Complex weren die Suchsignale ausgesendet.

Von dieser 70-Meter Antenne des Goldstone Deep Space Communications Complex weren die Suchsignale ausgesendet.

Schwerefeld verändert alte Flugbahnen


Wie gut das System funktioniert, belegt ein erster "Fahndungserfolg" der NASA-Forscher: Sie spürten die ausrangierte indische Mondsonde Chandrayaan-1 wieder auf. Die Sonde galt als verschollen, nachdem der Kontakt im August 2009 nach zunächst erfolgreicher Aufnahme ihrer Arbeit in der Mondumlaufbahn abriss. Seither war unbekannt, wo genau die Sonde kreist – und ob sie überhaupt noch im Mondorbit ist.

Das Problem: Auf dem Mond gibt es große Bereiche besonders hoher Gesteinsdichte, sogenannte Mascons – und diese beeinflussen auch das Schwerefeld des Erdtrabanten. Fliegt eine Raumsonde durch diese Bereiche besonders starker Anziehung, kann dies ihren Orbit mit der Zeit dramatisch verändern oder sie sogar zum Absturz bringen, wie die Forscher erklären.

Radarsignale der Mondsonde Chandrayaan-1 beim Flug über den Mond-Nordpol.

Radarsignale der Mondsonde Chandrayaan-1 beim Flug über den Mond-Nordpol.

Über dem Mond-Nordpol entdeckt


Mit ihrer neuen Radartechnik legten sich die Forscher sozusagen auf die Lauer: Sie richteten den Mikrowellenstrahl vier Stunden lang auf eine Stelle rund 160 Kilometer über dem Nordpol des Mondes, weil Chandrayaan-1 zuletzt einem polaren Orbit in etwa dieser Höhe folgte. Und tatsächlich: Zweimal in dieser Zeit registrierten sie ein zurückgeworfenes Signal – jeweils im Abstand von gut einer Stunde, was in etwa der ursprünglichen Umlaufzeit der Sonde entsprach.

"Es zeigte sich, dass sich der Orbit von Chandrayaan-1 seit 2009 zwar um 180 Grad gedreht hat", berichtet Ryan Park von JPL. "Aber in anderer Hinsicht hat die Flugbahn von Chandrayaan-1 noch immer die Ausrichtung und Form, die wir erwartet hatten." Die Sonde kreist demnach in rund 200 Kilometern Höhe in einem polaren Orbit um den Erdtrabanten.

Für die Raumfahrt ist die Fähigkeit zum Aufspüren von Weltraumschrott im Mondorbit wichtig. Denn in den nächsten Jahren sollen wieder vermehrt Raumsonden und sogar bemannte Flüge zum Mond stattfinden. Erst vor wenigen Tagen kündigte der Space X-Gründer Elon Musk an, er wolle schon 2020 zwei Weltraumtouristen auf einen Flug einmal rund um den Mond und zurück schicken. Damit es dabei keine Kollisionen gibt, ist es entscheidend, die Bahnen aller Objekte im Umfeld des Erdtrabanten zu kennen.
(NASA/JPL, 13.03.2017 - NPO)
 
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