Mars Orbiter Mission

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Mars Orbiter Mission

Missionsziel Mars
Auftraggeber ISRO
Aufbau
Trägerrakete PLSV-XL C-25
Startmasse 1337 kg
Instrumente

5

Verlauf der Mission
Startdatum 5. November 2013, 9:08 UTC
Startrampe Satish Dhawan Space Centre, Indien
 
5. November 2013 Start
 
30. November 2013 Verlassen des Erdorbits
 
11. Dezember 2013 Bahnkorrektur (TCM)[1]
 
12. Juni 2014 2. TCM
 
15. September 2014 Initialisierung Marseintritt (MOI)
 
17. September 2014 4. Bahneintrittskorrektur
 
22. September 2014 Testzündung des Hauptriebwerks
 
24. September 2014 Eintritt in den Marsorbit
 
25. September 2014 Erstes Farbfoto der Marsoberfläche
 
10. November 2014 Erstes 3D-Bild der Marsoberfläche
 
Dezember 2015 Methan-Problem
 
 
(noch offen) Ende der Mission

Mars Orbiter Mission (MOM), inoffiziell in den Medien auch Mangalyaan (Hindi मंगलयान (IPA:məŋɡəljaːn) ‚Mars-Reisender‘) genannt, ist eine ca. 66 Mio. € teure Raumsonde der indischen Raumfahrtbehörde ISRO, die mit einer PSLV-Rakete auf den Weg zum Mars gebracht wurde.

Missionsverlauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mars Orbiter Mission ISRO Flugbahn.svg

Der Start erfolgte am 5. November 2013 um 9:08 UTC mit einer PSLV-XL-Rakete vom Satish Dhawan Space Centre in Andhra Pradesh. Zunächst schwenkte sie in eine Umlaufbahn um die Erde ein. Am 30. November 2013 verließ sie dann mit einem 22-minütigen Brennen des Haupttriebwerks ihre Umlaufbahn und nahm Kurs auf den Mars.[2] Sie hat am 24. September 2014 den Mars erreicht und ist dort in eine stark elliptische Umlaufbahn mit 500 × 80.000 km eingeschwenkt.[1] Beim Eintritt in den Mars-Orbit wurde die Sonde um 7:17 Uhr indischer Zeit von einer Geschwindigkeit von 22,2 Kilometern pro Sekunde auf 4,4 Kilometer pro Sekunde abgebremst, sodass die Sonde den Mars derzeit in 3,2 Erdtagen umkreist.[3] Am 25. September 2014 übertrug die Mars Color Camera (MCC) aus rund 8449 km Höhe ein erstes Farbfoto der Mars-Atmosphäre.[4] Am 10. November 2014 machte MOM wieder mit der MCC ein Bild, das diesmal 3D war und mit einer Auflösung von 882 m in einer Höhe von 16,972 km einen 4000 km langen, 200 km breiten und 7 km tiefen Bereich abdeckte, in dem unter anderem die Valles Marineris und Noctis Labyrinthus zu sehen sind.[5][6] Ein Jahr in die Mission, am 24. September 2015 veröffentlichte ISRO einen 120-seitigen "Mars-Atlas", mit ausgewählten Bildern der Mission (Hier extern der Wikipedia zu finden: http://www.isro.gov.in/pslv-c25-mars-orbiter-mission/celebrating-one-year-of-mars-orbiter-mission-orbit-release-of-mars).[7][8] Im Dezember 2016 wird bekannt gegeben, dass es Probleme mit dem Messen und Senden der spektroskopischen Messungen Methan gab.[9]

Missionsziele und -erfolge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Hauptaufgabe der Mission war das erfolgreiche Einschwenken in einen stabilen Orbit um den Mars. Zu den weiteren Zielen zählen die Erprobung von Tiefenraumkommunikation und -navigation, die Planung und Durchführung einer interplanetaren Mission sowie die Integrierung von autonomen Funktionen der Sonde zur Überbrückung von Notfallsituationen.[10]

Mangalyaan[11][3] soll voraussichtlich mindestens sechs Monate den Mars umkreisen und mit seinen solarbetriebenen Instrumenten das Wetter des roten Planeten untersuchen. Als Nebeneffekt erhoffen sich die indischen Wissenschaftler Erkenntnisse über den Verbleib des einstmals flüssigen Wassers auf der Oberfläche und über das in der Atmosphäre enthaltene Methan.[12]

Außerdem wurde am 30. September, von NASA und ISRO ein Vertrag unterzeichneten, der die Planung des Satellitens NISAR beginnen lässt, eine Kooperation der beiden Organisationen. NASA Administrator Charles Bolden sagte dazu: "This partnership will yield tangible benefits to both our countries and the world."[13]

Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Aufbau der Marssonde basiert auf den Erfahrungen mit IRS/INSAT/Chandrayaan-1 und wurde den Erfordernissen entsprechend angepasst. Der Zentralzylinder besteht aus Aluminium und Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP), die Paneele aus Metallwaben und CFRP.[14] Die Strukturbauteile wurden von Hindustan Aeronautics (HAL) in Bangalore hergestellt, montiert wurden die Grundstruktur und die Untersysteme des Marsorbiters im ISRO Satellite Centre (ISAC) in Bangalore, wo auch der Einbau der wissenschaftlichen Nutzlast erfolgte.[15]

Um den zentral eingebauten Treibstofftank und das Haupttriebwerk gruppieren sich acht Steuerdüsen mit je 22 Newton Schub, vier Reaktionsräder für die Lageregelung, die dreiteiligen Solarzellenpaneele sowie je eine Mittelgewinn- (MGA), Hochgewinn- (HLA) und TT&C-Antenne (HGA).[15] Die HGA-Antenne mit einem 2,2 m durchmessenden Reflektor kommuniziert im S-Band und dient zum Empfang und Senden von Telemetrie- und TTC-Daten vom/zum Indian Deep Space Network (IDSN).[16] Die Sensorik wird durch je einen Star Sensor, Solar Panel Sun Sensor und Coarse Analogue Sun Sensor vervollständigt. Die Systeme sind für autonomen Betrieb ausgelegt. Der MAR31750 Prozessor bildet den Kern des Steuerungssystems Attitude and Orbit Control (AOCE).[14]

Das 440 Newton starke Haupttriebwerk (Liquid Apogee Motor) der Marssonde ist sehr robust ausgelegt: Für Treibstoffdrücke von 0,9 bis 2,0 MPa, Treibstofftemperaturen von 0 bis 65 °C, Brennstoff-Oxydator-Mischungsverhältnisse von 1,2 bis 2,0 sowie Spannungen von 28 bis 42 Volt. Das Triebwerk kann mehrfach gezündet werden, könnte für rund eine Stunde unter Volllast betrieben werden[15] und wurde nach der rund 10 Monate dauernden Reise zum Mars für das Einschwenken in den Marsorbit verwendet. Angetrieben werden Haupt- und Lagetriebwerke mit einer hypergolen Treibstoffkombination aus MMH und N2O4, wofür ein Treibstoffvorrat von 852 Kilogramm beziehungsweise 390 Litern zur Verfügung steht.[14]

Die Stromversorgung wird mit drei Solarpaneelen von je 1,8 m × 1,4 m sichergestellt, die für eine Leistung von 840 Watt im Mars-Orbit ausgelegt sind. Eine Li-Ion-Zelle speichert 36 Amperestunden.[14]

Die Startmasse betrug 1337 Kilogramm;[14] die für die wissenschaftliche Nutzlast zur Verfügung stehende Masse musste aus Gewichtsgründen auf rund 14,5 Kilogramm reduziert werden.[15]

Instrumente[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Nutzlast von 14,5 kg verteilt sich auf fünf Instrumente:[17]

Mars Color Camera (MCC)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die 1,27 kg wiegende Kamera erfasst dreifarbige Bilder mit dem Fokus auf die Oberflächenmerkmale und die Zusammensetzung der Marsoberfläche und überwacht dynamische Ereignisse und das Wetter. MCC soll auch Aufnahmen von Phobos und Deimos und Vergleichsdaten für die anderen wissenschaftlichen Nutzlasten liefern.[18][4]

Bereits am 19. November 2013 lieferte die Kamera kurz nach dem Start ein erstes Foto von der Erde. Die erste Aufnahme aus dem Mars-Orbit erfolgte am 25. September 2014. Dabei erweckte die Aufnahme eines Staubsturms auf dem roten Planeten am 28. September 2014 erstmals Aufsehen in der internationalen Presse.[19]

Thermal Infrared Imaging Spectrometer (TISM)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

TIS (3,2 kg) misst die thermische Emission während eines Marstages. Die charakteristischen Spektrallinie von Mineralien und Bodentypen liefern Daten zur Oberflächenzusammensetzung und Mineralogie.[18]

Methane Sensor For Mars (MSM)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

MSM (2,94 kg) misst den Gehalt von Methan in der Marsatmosphäre und erlaubt über die Messung der reflektierten Sonnenstrahlung Rückschlüsse auf seine Quellen und die räumlichen und zeitlichen Schwankungen des Methans.[18]

Mars Exospheric Neutral Composition Analyzer (MENCA)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

MENCA (3,56 kg) ist ein Vierpol-Massenspektrometer zur Messung von relativen Häufigkeiten der neutralen Bestandteile im Massenbereich von 1 bis 300 amu, mit einer Einheit Massenauflösung.[18]

Lyman-Alpha-Photometer (LAP)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Photometer (1,97 kg) misst die relative Häufigkeit von Deuterium und Wasserstoff in den oberen Bereichen der Atmosphäre. Aus dem Häufigkeitsverhältnis können Rückschlüsse auf den Verlust des Wassers geschlossen werden.[18]

Planung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mylswamy Annadurai amtiert als Programmdirektor, S Arunan als Projektverantwortlicher und SK Shivkumar als sein Stellvertreter. Der Zusammenbau der Systemkomponenten mit der PSLV-XL Rakete erfolgte ab 5. August 2013 beim ISRO Satellite Centre in Bangalore, Karnataka, und die Sonde wurde am 2. Oktober 2013 zum Startgelände nach Sriharikotta im Bundesstaat Andhra Pradesh transportiert. Die Entwicklung der Sonde benötigte insgesamt 15 Monate. Am 19. Oktober 2013 verkündete K. Radhakrishnan, der Leiter der ISRO, dass der Start infolge der Verspätung des Telemetrie-Schiffs bei seiner Reise zu den Fidschi-Inseln auf den 5. November 2013 verschoben werden musste.[20] Die Mission sah eine Gesamtdauer ab Startdatumvon mindestens 16 Monaten vor. Im September 2015 wurde jedoch bekannt, dass der Kraftstoffverbrauch der Sonde geringer ist, als angenommen und die Mission dadurch für mindestens 15 JahreVorlage:Zukunft/In 5 Jahren fortgeführt werden könnte. [21]

Vergleich zu anderen Mars-Missionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die indische ISRO ist die vierte Weltraumorganisation, die nach der Sowjetunion, den USA und Europa (ESA) erfolgreich eine Sonde zum Mars gesendet hat.

Der MOM-Orbiter erreichte den Mars beinahe zeitgleich mit der US-amerikanischen MAVEN-Mission, die ähnliche Missionsziele aber mit einem mehr als zehnfachen finanziellen Aufwand erreichen soll. Mit geplanten Gesamtkosten von umgerechnet etwa 57 Millionen Euro gilt die indische Marsmission als sehr günstig. Ihre Sensoren für die Untersuchung der Marsatmosphäre sind zwar nicht so ausgefeilt, Indien kann damit aber beweisen, dass es zu einer Mission im interplanetaren Raum fähig ist.[22]

Banknote[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Seit Anfang November 2016 gibt die Reserve Bank of India eine Banknote zu 2000 Rupien aus, auf dem die Sonde dargestellt ist.[23]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Mars Orbiter Mission – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Mars Orbiter Mission: Updates. In: ISRO. Abgerufen am 15. Oktober 2014 (englisch).
  2. Rocket burn puts Indian probe on course to Mars. In: spaceflightnow. 30. November 2013, abgerufen am 30. November 2013 (englisch).
  3. a b Mission "Mangalyaan": Indiens Sonde erreicht Mars-Umlaufbahn. Spiegel online, Quelle: dpa. 24. September 2014. Abgerufen am 25. September 2014.
  4. a b ISRO: Images from Spacecraft. ISRO, 25. September 2014, abgerufen am 26. September 2014 (englisch).
  5. India's 1st Mars Probe Captures Stunning 3D View of Huge Chasm. In: Space.com. (space.com [abgerufen am 30. Mai 2017]).
  6. 3D- Visualization of Mars Terrain using Mars Color Camera Images onboard MOM - ISRO. Abgerufen am 30. Mai 2017 (englisch).
  7. India's 1st Mars Mission Celebrates One Year at Red Planet. In: Space.com. (space.com [abgerufen am 30. Mai 2017]).
  8. Celebrating one year of Mars Orbiter Mission in Orbit; Release of Mars Atlas - ISRO. Abgerufen am 30. Mai 2017 (englisch).
  9. India's Mars Orbiter Mission Has a Methane Problem. In: Space.com. (space.com [abgerufen am 30. Mai 2017]).
  10. Mars Orbiter Mission: Mission Objectives. ISRO. Abgerufen am 26. September 2014.
  11. Mangalyaan ist die inoffizielle Bezeichnung der Sonde, in Hindi „Mars-Gefährt“, aus dem Sanskrit für Mangal (Mars) und yaan (Gefährt).
  12. Indiens Budget-Marsmission erfolgreich. Tages-Anzeiger. 24. September 2014. Abgerufen am 24. September 2014.
  13. US, India to Team Up on Mars Exploration. In: Space.com. (space.com [abgerufen am 30. Mai 2017]).
  14. a b c d e Mars Orbiter Spacecraft: Mars: The Spacecraft. Indian Space Research Organisation (ISRO). Abgerufen am 4. Dezember 2013.
  15. a b c d Mangalyaan unterwegs zum Mars. Raumfahrer.net News und verlinkte Artikel. 30. November 2013. Abgerufen am 1. Dezember 2013.
  16. Indian Deep Space Network (IDSN). Indian Space Research Organisation (ISRO). Abgerufen am 4. Dezember 2013.
  17. Mars mission gets October, 2013 launch date deadline as India reaches out to the stars. In: The Indian Express. 4. Januar 2013, abgerufen am 5. März 2013 (englisch).
  18. a b c d e Mars Orbiter Mission: Payloads (englisch) ISRO. Abgerufen am 26. September 2014.
  19. Alan Boyle: India's Mars Orbiter Mission Spots Dust Storm ... Plus India? (englisch) NBC News. Abgerufen am 26. September 2014.
  20. Aliya Abbas: Mangalyaan’s 20 interesting facts (englisch) NITI Central. 24. September 2014. Abgerufen am 27. September 2014.
  21. Pallava Bagla: On Mangalyaan’s first anniversary, understanding the gains from India’s foray to Mars and the Moon. In: thehindu.com. 24. September 2015, abgerufen am 19. Januar 2017.
  22. Mangalyaan erforscht Roten Planeten: Indien glückt erste Marsmission. n-tv. 24. September 2014. Abgerufen am 26. September 2014.
  23. Mangalyaan money: India celebrates Mars Orbiter Mission on new banknote. In: collectspace.com. 9. November 2016, abgerufen am 19. Januar 2017.