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Göttinger Technik fliegt zum Jupiter: MPI für Sonnensystemtechnik baute und teste Messgerät

Angekommen: Airbus-Techniker nehmen im südfranzösichen Toulouse das in Göttingen am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) entwickelte und gebaute Messinstrument SWI für die Raumsonde JUICE in Empfang. Die Mission zum Jupiter startet im Spätsommer 2022.

Wenn sich im kommenden Jahr die ESA-Mission JUICE auf den Weg zum Jupiter macht, hat sie ein Messgerät des Göttinger MPI für Sonnensystemforschung an Bord.

Göttingen/Toulouse – „Voyager“, „Cassini“ und „New Horizons“ – bald wird der riesige Gasplanet Jupiter samt seiner größten Monde Ganymed, Kallisto und Europa wieder Besuch von einer Sonde bekommen: In rund einem Jahr wird sich die ESA-Mission JUICE auf den Weg zum größten Planeten unseres Sonnensystems machen.

An Bord ist dann auch das in Göttingen entwickelte, gebaute und auf seine Weltraumtauglichkeit getestete Instrument SWI. Jetzt trafen beide – Sonde und SWI – bei „Airbus Defence & Space“ im südfranzösischen Toulouse ein.

„Unsere Untersuchungen helfen zu verstehen, wie sich der Jupiter mit seinen 80 Monden und vielen Ringen zu der einzigartigen Welt entwickeln konnte, die er heute ist“, sagt MPS-Wissenschaftlerin Dr. Miriam Rengel. Unter Forschern gilt der Jupiter zudem als Modellsystem für die zahlreichen ähnlichen Gasplaneten außerhalb unseres Sonnensystems.

Für das Submillimetre Wave Instrument (SWI), das dann mit dem „Jupiter Icy Moon Explorer“, so erklärt sich der Name JUICE, der europäischen Weltraumagentur ESA zur Mission ins Jupitersystem aufbricht, ist ein Meilenstein erreicht. Nach achtjähriger Bau- und Entwicklungszeit am Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) unter Beteiligung von 40 Wissenschaftlern und Ingenieuren ist es für die Vorbereitung zum Sonden-Start ausgeliefert worden. Der Einbau von SWI in JUICE beginnt in wenigen Wochen.

Test: Forscher und Techniker am Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) mit dem dort entwickelten und gebauten Messinstrument SWI für die Raumsonde JUICE der ESA.

Bis die Sonde das Jupiter-Umfeld erreicht, werden aber noch neun Flugjahre vergehen. Auf dem Weg dorthin stehen mehrere Vorbeiflüge an der Erde und ein Vorbeiflug an der Venus an. Für 2031 ist die Ankunft dort vorgesehen, wo bereits seit fünf Jahren die NASA-Sonde Juno um den Planeten kreist. JUICE wird nach Aussage der Wissenschaftler in der Lage sein mit seinen zehn Instrumenten, „genauer und umfassender hinzuschauen als ihre Vorgänger“ – auf den Planeten und drei Monde.

Konkret wird JUICE die ultraviolette, sichtbare und infrarote Strahlung – über eine 29-Zentimeter große schwenkbare Antenne – untersuchen, geophysikalische Messungen machen, magnetische Eigenschaften bestimmen und einen Blick auf die hochenergetischen Teilchen in der Jupiter-Umgebung richten.

Das Instrument untersucht die Wärmestrahlung im fernen Infrarotbereich, die Jupiter und die Monde ins All abstrahlen. SWI zerlegt sie extrem genau in ihre Wellenlängen. Im Fall des Gasriesen entsteht diese Strahlung vornehmlich in seiner mittleren Atmosphäre.

Messsystem SWI mit Antenne: Für die ESA-Jupitermission JUICE wurde das Gerät am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) gebaut und getestet.

SWI wird also Messdaten über die chemische Zusammensetzung, Spurengase, Temperaturverteilung und Windgeschwindigkeiten der Atmosphäre enthalten. Bei den Monden mit ihren ausgesprochen dünnen Atmosphären stammt ein Teil der Infrarotstrahlung von der Oberfläche. Auf diese Weise kann das SWI-Team auch die Verteilung des Wassers auf den Monden von der Oberfläche bis in die Atmosphäre nachverfolgen.

„Das Wasser im Jupitersystem interessiert uns besonders“, erklärt Dr. Paul Hartogh vom MPS, wissenschaftlicher Leiter des SWI-Teams. SWI kann das genaue Verhältnis von halbschwerem Wasser, bei dem ein Wasserstoffatom durch ein schwereres Wasserstoff-Isotop ersetzt ist, zu „normalem“ Wasser ermitteln. Dieses Verhältnis gilt als Indikator, wo im Sonnensystem ein Körper entstanden ist.

„Jetzt haben wir uns erst einmal eine Verschnaufpause verdient“, sagt SWI-Projektmanager Juan Pablo Garcia. „Ab Mitte September, wenn SWI in die Raumsonde eingebaut wird, sind wir aber wieder in Toulouse, um mit anzupacken.“ Am MPS in Göttingen wird dann die „Flugersatzeinheit“ von SWI, ein baugleicher Zwilling, entstehen.

Er wird während der Mission als Referenz verbleiben. Dort übrigens hat das SWI-Team „sehr hart daran gearbeitet, die Flughardware für den Einsatz in Jupiters extremer Umgebung zu bauen und zu qualifizieren“, lobt Dr. Ali Ravanbakhsh. (Thomas Kopietz)

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