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12.05.2015

Asteroidenmission gescheitert: Kurzschluss legt Antrieb von Procyon lahm

Mehr als neun Tage hat der Ionenantrieb der Forschungssonde Procyon für Schub gesorgt, bevor der Motor einfach ausging. Damit kann der kleine Forschungssatellit die Reise zu einem Asteroiden nicht mehr antreten, denn dazu hätte er an der Erde rechtzeitig Schwung holen müssen.

Als am 3. Dezember 2014 eine japanische H-2A-Rakete mit der Asteroidensonde Hayabusa 2 ins All startete, war auch ein kleiner Passagier mit dem Namen Procyon an Bord. Dabei handelt es sich um einen Cubesat, einen würfelförmigen Satelliten mit einer Kantenlänge von etwa 60 Zentimeter. Nach dem Abschluss seiner Primärmission sollte Procyon Anfang Dezember bei der Erde Schwung holen und den Asteroiden 2000 DP107 ansteuern. Doch daraus wird nichts, denn der Ionenantrieb der Sonde ist ausgefallen.

Der Antrieb ist so experimentell wie die gesamte Sonde. Deren erste Aufgabe bestand zunächst im Nachweis, dass ein neu entwickelter, deutlich verkleinerter Satellitenbus wichtige Aufgaben wie die Kommunikation der Sonde mit der Erde auch auf einem Flug in den interplanetaren Raum zuverlässig erledigen kann. Ein weiterer Bestandteil der Primärmission war die Erprobung von Verfahren zur Lagekontrolle des Satelliten, auch diese Aufgabe löste die Technik erfolgreich.

Nachdem diese und andere Aufgaben der Primärmission erfüllt waren, machte sich die Bodenkontrolle an die Umsetzung eines weiteren Projekts. Durch den Schub eines Ionenantriebs, der seine Energie aus Solarzellen bezieht, sollte die Sonde zunächst auf den Weg zu einem Swingby-Manöver um die Erde gebracht werden, das sie schließlich zum Asteorid 2000 DP107 geführt hätte. Für insgesamt mehr als neun Tage hat der Antrieb funktioniert, doch Mitte März blieb der Motor stehen. Es begann die Suche nach der Ursache für den Ausfall. Inzwischen gehen die Konstrukteure davon aus, dass zwischen den Elektroden des Antriebs ein Metallspan für einen Kurzschluss sorgt, damit kann die Materie nicht mehr ionisiert und beschleunigt werden.

Seit dem Auftreten des Problems wurde versucht, die vermuteten Metallspäne zu beseitigen. Mit Hilfe der konventionellen chemischen Triebwerke wurde die Ausrichtung der Sonde in Richtung Sonne geändert mit der Hoffnung, dass die Wärme unseres Sterns die Späne beseitigt. Mit einer Überspannung wurde versucht, sie zu schmelzen, und mit mehreren Einsätzen der klassischen Triebwerke wurde die Sonde durchgeschüttelt mit der Hoffnung, dass sich verkantete Späne auf diese Weise lösen. Doch alle Versuche blieben ohne Erfolg.

Inzwischen gehen die japanischen Ingenieure davon aus, dass der geplante Vorbeiflug von Procyon an 2000 DP107 gescheitert ist. Sie können die Sonde nicht mehr rechtzeitig und präzise berechnet auf jene Swingby-Bahn um die Erde steuern, die schließlich zum Asteroiden geführt hätte. Bei einem nahen Vorbeiflug hätte ihn eine optische Kamera ins Visier genommen, die aber auch als optischer Sensor für die Navigation bei einem Annäherungsmanöver genutzt werden kann. Nach dem Asteroiden suchen die Konstrukteure des kleinen Satelliten nun nach einem neuen Ziel, bei dem sie die Leistungsfähigkeit des neuartigen Satellitenbusses demonstrieren können, denn alle anderen Systeme der kleinen, experimentellen Sonde arbeiten auch nach einem halben Jahr noch störungsfrei.

(12. Mai 2015, Dienstag)

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