Venus Express

Venus Express ist eine geplante Raumsonde der ESA, die im Oktober 2005 (Startfenster bis 24. November) mit einer Sojus-Fregat-Rakete vom kasachischen Baikonur aus starten und nach etwa 150 Tagen Reisezeit in eine Umlaufbahn und die Venus einschwenken soll. Die Mission ist, nach etwa 20 Missionen meist russischer und amerikanischer Missionen seit den 60er Jahren, die erste europäische Mission zur Venus. Das Satellitenkontrollzentrum der ESA, die ESOC in Darmstadt, steuert die Mission.

Venus Express resultierte aus dem Aufruf der ESA nach einer Wiederverwendung des Mars Express (2003) Ingenieursmodells. Durch die Verwendung der schon existierenden Teile, auch wissenschaftliche Teile (Mars Express, Rosetta), wird Venus Express eine „kostengünstige“ Weltraummission sein. In einer Bauzeit von nur drei Jahren konnte EADS Astrium die Sonde fertigstellen. Die 1.270 kg schwere Raumsonde führt 104 kg Experimente und 570 kg Treibstoff mit. Die Instrumente, die verbaut werden sollen, sind zumeist Nachbauten von Instrumenten, die für die Kometenmission Rosetta vorgesehen waren. Die Mission soll 220 Millionen Euro, davon 82,4 Millionen Euro für den Sondenkörper, kosten.

Wichtigstes Ziel der Mission ist die Erforschung der Venus-Atmosphäre mir ihrer rund 20 km dicken und dichten Wolkendecke. Im Vordergrund stehen zudem die Fragen nach dem Funktionieren des Wolkensystems, nach der Rolle des Treibhauseffekts bei der Klimabildung, nach den Gründen der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, nach dem Vorhandensein von Wasser und nach vermuteten seismischen und vulkanischen Aktivitäten. Die Primärmission ist für zwei Venus-Tage (486 Erdtage) im Venus-Orbit ausgelegt. Die Sonde wird den Planeten in einer eliptischen Umlaufbahn mit Entfernungen von 250 bis 66.000 km umkreisen. Bei gutem Zustand der Sonde soll die Mission um weitere zwei Venus-Tage verlängert werden.

Technik

Venus Express besteht aus einem fast kubischen (1.4 × 1.65 × 1.7 m) Zentralkörper. Die Sonde führt in zwei 267 l Tanks insgesamt 570 kg Treibstoff mit sich. Der Tankdruck wird durch einen 35.5 kg schweren Heliumdrucktank erreicht. Das Triebwerk mit 400 N Schub verbrennt die Treibstoffe Stickstofftetroxid und UDMH. Acht kleinere Triebwerke à 10 N Schub an jeder Ecke können kleinere Kurskorrekturen durchführen. Die räumliche Orientierung wird durch verschiedene Sensoren, Gyroskope und Accelometer bestimmt und durch vier Schwungräder à 12 N verändert. Die Sendeleistung beträgt 5 Watt im S-Band und 65 Watt im X-Band. Die Datenrate zur Erde beträgt zwischen 19 und 228 KBit/sec und von der Erde bis zu 2000 Bit/sec. Man erwartet minimal (bei größter Entfernung zur Erde) 500 Megabyte Daten während der täglichen acht Stunden Kontakt zur Erde. Dies ist vergleichbar mit der Datenmenge, die Mars Express liefert. Bei größter Annäherung sollen es 5 Gigabyte pro Tag sein. Man rechnet mit durchschnittlich 2 GByte/Tag. Als Datenspeicher dient ein RAM Speicher von 12 Gigabit (1.5 Gigabyte) Größe.

Instrumente

Venus Express nutzt Instrumente die für Mars Express und für die Kometenmission Rosetta entwickelt wurden. Dadurch können die Kosten dieser anspruchsvollen Mission gering gehalten werden. Die Gesamtmasse der Instrumente beträgt 104 kg. Venus Express führt keine Landekapseln mit. Die Instrumentierung besteht aus sechs aktiven und einem passiven Instrument. Die Instrumenten können mit einer Genauigkeit von 0.04 Grad auf einen Punkt auf der Planetenoberfläche ausgerichtet werden.

ASPERA-4 (Schweden): ASPERA (Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms), ursprünglich für Mars Express entwickelt und für Venus Express modifiziert, soll unter anderem den Einfluss des Sonnenwinds auf die Venus-Atmosphäre untersuchen.

MAG (Österreich): MAG, eine Weiterentwicklung des Rosetta-Magnetometers ROMAP wird nach einem schwachen Magnetfeld der Venus suchen sowie den Einfluss der Venus auf das interplanetare Magnetfeld erforschen.

PFS (Italien): Das PFS (Planetares Fourier Spektrometer), eine Weiterentwicklung des bereits auf Mars Express benutzten PFS, wird die Venus-Atmosphäre bezüglich Zusammensetzung, Temperaturverteilung und Zirkulation untersuchen.

SPICAV (Frankreich): SPICAV (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Venus) ist ein abbildendes Spektrometer für den ultravioletten- und infraroten Bereich. Es entstand aus dem Mars Express-Experiment SPICAM, das für den Einsatz auf Venus Express mit einem dritten, von Belgien gestellten IR-Kanal ausgestattet wurde. SPICAVs Aufgabe ist die Untersuchung der Venus-Atmosphäre.

VeRa (Deutschland): VeRa (Venus Express Radio Science) ist ein passives Experiment, das die Atmosphäre und Oberfläche der Venus untersucht, indem es durch die Venus-Atmosphäre zur Erde sendet. Aus den Fluktuationen der auf der Erde empfangenen Signale lassen sich Rückschlüsse auf die Atmosphäre ziehen.

VIRTIS (Frankreich/Italien/Deutschland): VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), ursprünglich für Rosetta entwickelt, bildet die Venus im infraroten Bereich ab. Während die dichte Atmosphäre der Venus die Beobachtung unterhalb von 70 km im sichtbaren Bereich des Lichts unmöglich macht, lässt sich mit IR ähnlich wie bei dem Saturnmond Titan tiefer schauen. VIRTIS soll so die untere Atmosphäre erforschen und u.a. auch nach Anzeichen für Vulkanismus und seismischen Wellen suchen.

VMC (Deutschland): VMC (Venus Monitoring Camera) ist das einzige Venus Express-Experiment, das neu entwickelt wurde. Es soll die Venus im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich abbilden und u.a. die Wolkenbewegung untersuchen. Die Bilder in vier Spektralbereichen werden simultan gewonnen und nutzen jeweils einen Teil der Chipfläche. So beträgt das Gesichtfeld 17.5 Grad und die Auflösung 0.74 mrad (entsprechend ~ 405 Pixels² pro Bild). Dies sind 185 m aus 250 km Höhe. Bei größter Entfernung von der Venus sinkt die Auflösung auf 45 km. Im Apozentrum passt die gesamte Venus in das Gesichtsfeld. Die Kamera wird im Apozentrum alle 30 Minuten ein Bild machen; insgesamt 20 Stück. Nahe des Planeten wird die Frequenz gesteigert und jede Minute ein Bild gemacht, sodass pro Orbit 80 Bilder gemacht werden.

Weblinks

Informationen der ESA zum Venus Express (dt.)
Venus Express von Bernd Leitenberger (dt.)
Raumfahrer.net: Venus Express oder: You only live twice (dt.)
ESA Website des Venus Express (engl.)
ESA Venus Express (engl.)

Siehe auch: Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen