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Reise zum Höllenplaneten MESSENGER erkundet den Merkur

Abschlusspräsentation Im Seminar Astrophysik Yannick Kiermeier Q11/12. Reise zum Höllenplaneten MESSENGER erkundet den Merkur. Gliederung. MESSENGER-Sonde MESSENGER allgemein Technik und Aufbau der Sonde Verlauf der Mission

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Presentation Transcript

  1. Abschlusspräsentation Im Seminar Astrophysik Yannick Kiermeier Q11/12 Reise zum HöllenplanetenMESSENGER erkundet den Merkur

  2. Gliederung • MESSENGER-Sonde • MESSENGER allgemein • Technik und Aufbau der Sonde • Verlauf der Mission • Start • Swing-Bys bei den Planeten • Eintritt in die Umlaufbahn • Absturz • Ziele der MESSENGER-Sonde • Oberfläche • Magnetfeld • Aufbau Merkurs • Beobachtungen/Ergebnisse • Merkuroberfläche • Magnetfeld des Merkurs • Innerer und äußerer Aufbau Merkurs • Quellen

  3. MESSENGER-Sonde Allgemein zur Sonde • Künstlicher Orbiter • Abgeschossen August 2004 • MESSENGER: Abkürzung für Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging (dt. Merkur-Oberfläche, -Raumumgebung, -Geochemie und –Entfernungsmessung) • Mission: genaue Erkundung des Merkurs • Zweite Raumsonde nach Mariner 10, die zum Merkur unterwegs ist, aber die erste die ihn umkreist

  4. Technik und Aufbauder Sonde • Besteht aus 1,27 m × 1,42 m × 1,85 m großen Körper • einem 2,5 m x 2m großen halbzylindrischen Schutzschild aus Keramikfasern • Schutzschild ist schräg ausgerichtet, um nicht die volle Sonneneinstrahlung zu erhalten • Sonnensegel schräg gestellt, um nicht volle Sonneneinstrahlung zu erhalten • 8 Instrumente für die Erkundung Merkurs • Instrumente immer in Richtung Merkurs gerichtet

  5. Verlauf der Mission Start • Geplante Startfenster für März und Mai 2004 vorgesehen • Jedoch technische Probleme • Auf den 02. August 2004 verschoben • Aufgrund schlechter Wetterverhältnisse letztendlich auf den 03. August 2004 verschoben • Von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida gestartet

  6. Swing-Bys bei den Planeten • Direkter Anflug auf Merkur aufgrund Gravitationskraft der Sonne nicht möglich • Anwenden der „Fly-By-Methode“ • Nutzen der Anziehungskraft der jeweiligen Planeten Erde, Venus und Merkur, um die Sonde abzubremsen • Die insgesamt 6 Bremsmanöver der Sonde wurden in einem Zeitraum von 7 Jahren absolviert

  7. Eintritt in die Umlaufbahn • Benötigen der richtigen Geschwindigkeit und des exakten Winkels • Schubumkehr zur Geschwindigkeitsanpassung des Merkurs • Eintritt in die Umlaufbahn in etwa 200 km über der Oberfläche

  8. Absturz • Enddatum der Mission im März 2012 • Geplanter und kontrollierter Absturz auf die Merkuroberfläche • Versammlung am 09. November 2011 beschloss Verlängerung der MESSENGER-Mission um ein weiteres Jahr

  9. Ziele der MESSENGER-Mission Oberfläche • Genaue Kartierung der Merkuroberfläche • Geologische Geschichte des Planeten • Einschläge durch Asteroiden • Vulkanismus • Neue Ziele: • Quellen der flüchtigen Substanzen auf der Oberfläche • Veränderung von Merkurs Topografie • Zeitraum der Vulkanaktivität

  10. Magnetfeld • Bildung des Magnetfelds aufgrund seiner Größe • Struktur des Magnetfelds • Charakterisierung der Ionen und Elektronen in Magnetosphäre • Neue Ziele: • Ursprung energiereicher Elektronen

  11. Aufbau Merkurs • Genaue Informationen über Merkurs Kern • Vermessen Merkurs Gravitationsfeld • Analysieren der Exosphäre • Neue Ziele: • Ursprung lokalisierter Regionen mit erhöhter exosphärischer Dichte • Beeinflussung der Exosphäre durch den Sonnenzyklus

  12. Beobachtungen/Ergebnisse Oberfläche • Früher: unsicher ob Vulkane oder Einschlagskrater • Heute: Anzeichen auf vulkanische Aktivität • 40% der Oberfläche –auch Caloris-Becken-bestehend aus Ebenen, wahrscheinlich größtenteils vulkanisch • Ausbrechen der Vulkane anders als auf der Erde • Auffüllen von Einschlagskratern • Entstehen von glatten Ebenen

  13. Unterschied zu Mars und Mond: Gleichmäßige Verteilung großer Ebenen auf den ganzen Planeten • Viele Krater zwischendrin • Im Vergleich zu Mond und Mars relativ jung • Hoher Anteil an metallischen Elementen und Schwefel • Radarwellen von Material in Polregionen stark reflektiert  gefrorenes Wasser möglich • Wasserdampf von Kometeneinschlägen oder wasserreichen Meteoriten • Neue Erkenntnis: Asteroideneinschlag  ungewöhnlicher Tag-Nacht-Rhythmus

  14. Entdeckung sog. Steilstufen (lat. Rupes) • Horizontale Verschiebung der Kruste • Folge aus dem Schrumpfungsprozess des Merkurs (Abkühlungsphase des Kerns) • Neue Entdeckung von Hollows (Mulden) • Kleine unregelmäßige Vertiefungen in Kratern • Möglichkeiten der Entstehung: • Verdampfen von schwefelhaltigen Mineralien durch Sonneneinstrahlung, Sonnenwind, Mikrometeoriten • Nur Verdampfen von Schwefel • Material brüchig

  15. Magnetfeld • Vorwiegend aus Eisen bestehender dichter Kern, um Magnetfeld zu erzeugen • Globales Magnetfeld • Dipolmagnetfeld (wie Stabmagnet) • Kein anderer Himmelskörper mit fester Oberfläche im SoSy außer Ganymed hat diese Eigenschaften • Verteilung energetischer Elektronen auf Merkur nicht mit Van-Allen-Strahlungsgürtel- Theorie der Erde übereinstimmend • Magnetfeldäquator nicht zentral, sondern 480 km nach Norden verschoben

  16. 2.Magnetfeld • Magnetfeld verschieden in Nord- und Südpol • Anfälligkeit von herausgeschlagenen Ionen im Bereich des Südpols durch Sonnenwind • Ähnlichkeit zu Polarlichter • Magnetosphäre ändert sich fortwährend • Neue Erkenntnisse: • Magnetfeld immer schwächer • Von Sonnenwind stark zurückgedrängt • Kaum Erreichen der Merkuroberfläche

  17. Innerer und äußerer Aufbau • Flüssiger Eisen-Nickel-Kern • ¾ der Gesamtmasse des Planeten • Trotz kleiner Größe, noch nicht erstarrt • Sehr dünne Atmosphäre  Exosphäre • Besondere Effekte der Exosphäre • Nur in der Mitte von Aphel und Perihel

  18. Quellen [1] U. Seidenfaden, "Raumsonde MESSENGER erforscht den Merkur", Astronomie & Raumfahrt 109 (2009), S.10-13 [2] Scott L. Murchie, Ronald J. Vervack jr. Und Brian J. Anderson, „Reise zum Merkur“, Spektrum der Wissenschaft, Nr. 5/2011, S. 46-51 [3] Erik Wischnewski, „Astronomie in Theorie und Praxis: Kompendium und Nachschlagewerk mit Formeln, Fakten, Hintergründen“, Wischnewski, Kaltenkirchen (52011), S.288 [4] Rahel Heule, „Merkur – ein fast vergessener Planet im Fokus“, Sterne und Weltraum, 06/2011, S. 18-20 [8] Tilmann Althaus, „Besuch beim Götterboten – Die Raumsonde MESSENGER passiert Merkur“, Sterne und Weltraum, 1/2008, S.22 [16] Tilmann Althaus, „MESSENGER bei Merkur, die Dritte“, Sterne und Weltraum 49, Nr. 1, 22 (2010) [18] Gerhard Samulat, „Das war ein schöner Schreck“, Spektrum der Wissenschaft, Nr. 5/2011, S.53/54

  19. Internetquellen: [5] http://de.wikipedia.org/wiki/MESSENGER Stand: 06.08.11 Aufrufdatum: 16.09.11 [6] http://www.nasa.gov/mission_pages/messenger/main/index.html Stand: 07.11.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [7] http://planetary.org/explore/topics/messenger/instruments.html Aufrufdatum: 27.09.11 [9] http://www.astropage.eu/index_news.php?id=337 Stand: 18.06.11 Aufrufdatum: 05.11.11 [10] http://messenger.jhuapl.edu/ Stand: 07.11.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [11] http://www.zeit.de/wissen/2011-09/merkur-messenger-mission Stand: 30.09.11 Aufrufdatum: 02.11.11 [12] http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.com/2011/09/planet-merkur-unterscheidet-sich-vom.html Stand: 1.10.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [13] http://www.astropage.eu/index_news.php?id=481 Stand: 28.11.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [14] http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/29092011193733.shtml Stand: 29.09.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [15] http://www.g-o.de/wissen-aktuell-13952-2011-09-30.html Stand: 30.09.11 Aufrufdatum: 03.11.11 [17] http://www.g-o.de/wissen-aktuell-6464-2007-05-04.html Stand: 04.05.07 Aufrufdatum: 06.11.11

  20. Bildernachweis:  Bild 1: http://www.wochenblatt.de/storage/scl/import/subdir/eins/122311_m3w522h400q75v58823_xiofcmsimage-20110318110036-006016-4d832d449a55e.photo_1300440634115-1-0.jpg Aufrufdatum: 16.07.11 Bild 2: http://regmedia.co.uk/2011/03/30/messenger_instruments.jpg Aufrufdatum: 21.10.11 Bild 3: http://www.astracanada.net/wp-content/uploads/2009/10/800px-MESSENGER_trajectory.svg.png Aufrufdatum: 28.10.11 Bild 4: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/05/MercuryOrbitInsertionDirectionofSunFull.jpg Aufrufdatum: 29.10.11 Bild 5: http://messenger.jhuapl.edu/gallery/sciencePhotos/pics/pressbrief_lava-depths_Head05.jpg Aufrufdatum: 02.11.11 Bild 6: http://messenger.jhuapl.edu/gallery/sciencePhotos/pics/724516_labeled.png Aufrufdatum: 02.11.11 Bild 7: http://www.nasa.gov/images/content/533523main_messenger_orbit_image20110404_1_4by3_946-710.jpg Aufrufdatum: 27.06.11 Bild 8: http://www.astropage.eu/news/news_481.jpg Aufrufdatum: 03.l1.11 Bild 9: http://www.astropage.eu/news/news_337c.jpg Aufrufdatum: 05.11.11 Bild 10: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/7/70/Merkur_schnitt.png Aufrufdatum: 06.11.11

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