Sternenstaub nach Hause bringen

Stardusts Probenrückführungskapsel, sicher zurück auf der Erde. Bildnachweis: NASA / JPL. Klicken um zu vergrößern.
Das NASA-Raumschiff Stardust ist jetzt wieder zu Hause, nachdem es 4,6 Milliarden Kilometer zurückgelegt und seine Mission im Weltraum erfolgreich abgeschlossen hat. Am 15. Januar landete Stardusts Sample Return Capsule (SRC) sicher in der Wüste von Utah und enthielt Proben des Komas eines Kometen und interstellare Staubpartikel. Stardust wurde 1999 gestartet und im Januar 2004 führte das Raumschiff einen riskanten und historischen Vorbeiflug an Comet Wild 2 durch, um die Proben zu erfassen und den Kern des Kometen zu fotografieren.

Der schwierigste Teil der Mission könnte jedoch darin bestanden haben, das Raumschiff nach Hause zu führen. Das Stardust Navigation Team des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien arbeitet seit einigen Wochen rund um die Uhr und bereitet sich darauf vor, Stardusts SRC durch die Erdatmosphäre zurückzubringen, um in der Utah Test and Training Range der US Air Force südwestlich von Salt Lake City zu landen .

Für einen erfolgreichen Wiedereintritt und eine erfolgreiche Landung musste das Navigationsteam den Eintritt der Kapsel auf einen bestimmten Punkt in der Erdatmosphäre auf acht Hundertstel Grad genau festlegen. Ein Missionsmanager verglich dieses Kunststück damit, das Auge einer Nähnadel aus dem ganzen Raum zu treffen.

Während der gesamten Mission haben die Stardust-Wissenschaftler die Leistung dieses schreibtischgroßen Raumfahrzeugs angekündigt. Mitglieder des Navigationsteams haben jedoch behauptet, dass das Design von Stardust während seiner gesamten siebenjährigen Mission beispiellose Navigationsherausforderungen mit sich brachte, die mit der Rückkehr der Erde gipfelten.

"Das Navigieren in diesem Raumschiff war schon immer äußerst schwierig, da die Triebwerke zur Lageregelung alle auf derselben Seite des Raumfahrzeugs montiert sind", sagte Neil Mottinger, Mitglied des Navigation and Entry-, Descent- und Landing-Teams.

Die Triebwerke bieten sanfte Stöße, die es einem Raumschiff ermöglichen, während des Fluges die richtige Position beizubehalten. Normalerweise sind die Triebwerke der meisten Raumfahrzeuge gleichmäßig um alle Seiten angeordnet, aber die Triebwerke von Stardust waren so positioniert, dass die Wolke der Triebwerke den Partikelsammler nicht kontaminiert.

"Dieses" unausgeglichene "Triebwerksdesign verursacht jedes Mal eine Geschwindigkeitsänderung, wenn das Raumschiff seine Fluglage kontrollieren muss, was hunderte Male am Tag auftreten kann", sagte Christopher Potts, der technische Leiter der Flight Path Control Group. "Jeder Triebwerksimpuls ist extrem klein, aber die große Anzahl wirkt sich erheblich auf die Flugbahn aus."

Folglich musste das Navigationsteam die tägliche Aktivität des Raumfahrzeugs genau überwachen. "Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen, einen Knöchel zu fangen", sagte Potts, "als sich die Flugbahn des Raumfahrzeugs merklich änderte, als es auf seine lokale Weltraumumgebung reagierte."

Mottinger sagte, dass das Raumschiff in einigen Aspekten fast wie ein ruckelnder Bronco war. "Es war unmöglich vorherzusagen, wann die Triebwerke während des normalen Betriebs von Raumfahrzeugen feuern würden", sagte er, "geschweige denn die Zeiten, in denen sie in einen sicheren Modus übergehen würden. Die Triebwerke feuerten ziemlich häufig ab, um eine" sichere "Haltung zu erreichen, und warteten auf weitere Anweisungen von der Erde."

Sowohl Mottinger als auch Potts sagten, dass das Navigationsteam in den letzten Wochen Tests, Schulungen und mehrere vollständige Proben für die Rückkehr des Raumfahrzeugs durchlaufen habe. "Wir haben viel Zeit damit verbracht, zu postulieren, was schief gehen könnte", sagte Potts, "und sicherzustellen, dass es eine angemessene Antwort gibt, um das Problem zu beheben."

Aber unter der sorgfältigen Anleitung des Navigationsteams landete das SRC perfekt, sehr zur Freude und Erleichterung aller, die mit Stardust zu tun hatten. Thomas Duxbury, Projektmanager von Stardust, sagte auf einer Pressekonferenz nach der Landung: „Dieses Ding lief wie am Schnürchen. Wir haben diese Kapsel aus unserem Raumschiff befreit und sie traf genau pünktlich die Atmosphäre. “

Mottinger sagte, die harte Arbeit des Teams sei definitiv die Belohnung wert. "Dieses Team muss erschöpft sein", sagte er. "Es war eine echte Herausforderung, vorherzusagen, wohin das Raumschiff unterwegs war, und den Eintrag zu optimieren. Ich habe Ehrfurcht vor allen im Navigationsteam, die all dies möglich gemacht haben. "

Stardusts SRC wird zur Eröffnung in einen Reinraum im Johnson Space Center in Houston gebracht. Wissenschaftler aus der ganzen Welt werden in der Lage sein, die Tausenden von Kometen- und interstellaren Staubpartikeln zu untersuchen, von denen viele kleiner als die Breite eines menschlichen Haares sind. Die Partikel wurden aus dem Koma oder „Schwanz“ gesammelt, einer Wolke aus Gas und Staub, die einen Kometen umgibt.

Kometen sind faszinierende Körper, die in den äußeren Regionen des Sonnensystems gebildet werden. Wissenschaftler betrachten Kometen als die besten verfügbaren Proben der ursprünglichen Bausteine ​​unseres Sonnensystems, und dass die Partikel, die Stardust zurückgebracht hat, uns über die Bedingungen des frühen Sonnensystems informieren können sollten.

Um die Zusammensetzung der gesammelten Partikel zu bestimmen, werden die Wissenschaftler die Proben in noch kleinere Stücke schneiden und sie mit leistungsstarken Mikroskopen untersuchen. Stardust-Wissenschaftler rekrutieren Freiwillige, um mithilfe virtueller Mikroskope nach interstellaren Staubpartikeln zu suchen.

Der Sammler hat etwa die Größe und Form eines Tennisschlägers und besteht aus einer einzigartigen Substanz namens Aerogel. Aerogel besteht aus Silizium, besteht jedoch zu 99,8% aus Luft und ist daher die am wenigsten dichte künstliche Substanz. Es fühlt sich an wie ein extrem leichter, sehr feiner, trockener Schwamm und kann sich schnell bewegenden Staub auffangen. Es ist sehr stark und hat die Landung der Kapsel auf festem Boden leicht überstanden.

Mottinger und Potts freuen sich beide auf die Ergebnisse, die die Untersuchung der Stardust-Proben bringen wird.

"Das gesamte Navigationsteam erkannte, dass wir für die Lieferung einer" unbezahlbaren "Ladung unberührter Kometenmaterialproben aus dem Koma eines Kometen verantwortlich waren", sagte Potts. „Diese Proben geben einen Rückblick auf die frühe Entstehung des Sonnensystems. Es besteht kaum ein Zweifel daran, dass neue wissenschaftliche Entdeckungen gemacht werden, die die Richtung der zukünftigen Weltraumforschung beeinflussen werden. "

Geschrieben von Nancy Atkinson

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