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Juno-Sonde

Jupiter-Mission der NASA

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Nach fünf Jahren ist die Juno-Sonde der US-Raumfahrtbehörde NASA am 5. Juli an ihrem Ziel angekommen. Sie soll die Geheimnisse des Jupiter entschlüsseln. Doch die Bedingungen sind eine Herausforderung.

Es war eine lange Reise für Galileo Galilei, den römischen Gott Jupiter und seine Frau Juno. Mehr als 2,8 Milliarden Kilometer haben die drei Lego-Figuren an Bord der NASA-Sonde Juno seit ihrem Start am 5. August 2011 zurückgelegt. Mit der eigentlichen Mission hat das Spielzeug nichts zu tun, doch es soll Kinder für Natur- und Ingenieurwissenschaften begeistern.

Und in Sachen Technologie hat die rund 1,13 Milliarden US-Dollar (rund 1,02 Mrd. Euro) teure Jupiter-Mission einiges zu bieten. Juno ist nicht nur das erste Raumfahrzeug, das bei einer solchen Tiefenmission seine Bordenergie aus Solarzellen anstatt aus einer Radionuklidbatterie gewinnt. Juno wird dem Gasplaneten zudem so nah kommen wie keine Sonde zuvor. In einer polaren Umlaufbahn fliegt der um seine eigene Achse rotierende Orbiter in einer Höhe von rund 4667 Kilometern über den Wolken. Das stellt die Sonde auf eine harte Probe. Denn die Bedingungen, unter denen Juno die Struktur, Atmosphäre und Magnetosphäre des Planeten untersuchen soll, sind alles andere als einfach.

Über den Jupiter-Wolken befindet sich eine Wasserstoffschicht, die unter so starkem Druck steht, dass sie wie ein elektrischer Leiter wirkt. Wissenschaftler glauben, dass diese Schicht zusammen mit der schnellen Rotation des Planeten – ein Jupiter-Tag dauert nur zehn Stunden – für das starke Magnetfeld verantwortlich ist. Jupiter ist umgeben von Elektronen, Protonen und Ionen, die fast mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind. Daraus ergibt sich eines der stärksten Strahlungsfelder in unserem Sonnensystem. „Juno wird während ihrer Lebensdauer dem Äquivalent von mehr als 100 Millionen zahnärztlichen Röntgenstrahlen ausgesetzt sein“, sagt Rick Nybakken, Juno-Projektmanager des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien.

Verschiedene Maßnahmen sollen Juno vor der Strahlung schützen, darunter die stark elliptische Umlaufbahn. Die Sonde nähert sich Jupiter über dessen Nordpol und sinkt dann auf dem Weg Richtung Südpol schnell auf eine Höhe unterhalb des Strahlungsgürtels rund um den Äquator. Vom Südpol aus entfernt sich Juno, um Jupiters Strahlung zu entfliehen. 37 solcher Annäherungen sind innerhalb von 20 Monaten geplant. „Auf diesem Orbit wird Juno lange genug überleben, um die wissenschaftlichen Daten zu sammeln, für die wir so weit gereist sind“, so Nybakken.

Ein Tresor schützt die Elektronik vor Strahlung

Doch ohne weitere Maßnahmen würde Junos Elektronik wahrscheinlich nicht einmal den ersten Überflug überleben. Deshalb sind die Verkabelung und die Sensoren besonders abgeschirmt. Zudem befinden sich der Flugcomputer, die Leistungs- und Datenverteilungseinheit sowie die Elektronik zahlreicher wissenschaftlicher Instrumente in einer Art Tresor. Ein 18 Kilogramm schwerer Titanwürfel mit einer Kantenlänge von etwa einem Meter und einer Dicke von einem Zentimeter verringert die Strahlungsintensität um den Faktor 800. 

Am Ende der Mission wird Juno dem Gasplaneten noch viel näher kommen. Dann wird die Sonde gezielt in die Atmosphäre gelenkt, wo sie verglüht. So wird gewährleistet, dass die Jupiter-Monde nicht mit irdischen Mikroben kontaminiert werden. Oder mit kleinen Lego-Figuren in Gestalt von Galileo Galilei, dem antiken Gott Jupiter und seiner eifersüchtigen Frau Juno.

Technische Daten Juno

Hersteller: Lockheed Martin Space Systems
Durchmesser: 20 m
Höhe: 3,5 m
Startmasse: 3625 kg
Antrieb: Leros-1b (645 N)
Bordenergie: 3 Solarpaneele à 490 Watt max.

FLUG REVUE Ausgabe 09/2016

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