Fobos-Grunt

Fobos-Grunt
Modell der Raumsonde Fobos-Grunt
NSSDC ID	2011-065A
Missions­ziel	Marsmond PhobosVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Missionsziel
Träger­rakete	Zenit-2SBVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Traegerrakete
Verlauf der Mission
Startdatum	8. November 2011, 20:16 UTCVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startdatum
Startrampe	TB 45/1Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startrampe
Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Verlauf 8. November 2011 Start 8. November 2011 Einschuss in Marsbahn bleibt aus Anfang Dezember 2011 Keine Kommunikation, Startfenster schließt sich 15. Januar 2012 In der Erdatmosphäre verglüht

(1) Zusatztank für MDA
(2) Antriebseinheit MDU
(3) Yinghuo-1
(4) Landestufe
(5) Rückkehrstufe
(6) Probengefäß

Geplanter Bahnverlauf bei Beginn

Geplanter Bahnverlauf am Mars

Fobos-Grunt ({{Modul:Vorlage:lang}} Modul:ISO15924:97: attempt to index field 'wikibase' (a nil value), englisch Phobos-Grunt, übersetzt Phobos-Boden) war eine russische Raumsonde, die auf dem Marsmond Phobos ({{Modul:Vorlage:lang}} Modul:ISO15924:97: attempt to index field 'wikibase' (a nil value), transkribiert Fobos) landen, dort Proben entnehmen und sie in einer kleinen Rückkehrkapsel zur Erde bringen sollte. Weiterhin sollte die auf dem Phobos verbleibende Landestation über längere Zeit den Mars und Phobos untersuchen. Die Mission scheiterte.

Nach dem erfolgreichen Start am 8. November 2011 befand sich Fobos-Grunt in einem Parkorbit um die Erde. Da der Einschuss in die Übergangsbahn zum Mars wegen einer nicht erfolgten korrekten Ausrichtung der Sonde unterblieb,^[1] konnte die Sonde nicht den Parkorbit verlassen. Am 15. Januar 2012 trat die Sonde in die Erdatmosphäre ein und verglühte über dem Ostpazifik.

Entwicklung

Die Sonde wurde von NPO Lawotschkin entwickelt. Fobos-Grunt war die erste russische Marsmission nach den erfolglosen Fobos-Missionen und dem Fehlschlag von Mars 96 im Jahr 1996.

Die Entwicklung der Sonde lief 2001 an, wurde jedoch bis 2003 kaum finanziert, sodass der ursprünglich geplante Starttermin im Jahr 2007 nicht gehalten wurde. Erst ab 2004 wurden für Fobos-Grunt ausreichend Gelder von der russischen Regierung bereitgestellt, sodass man mit dem Auswählen von wissenschaftlichen Instrumenten und dem Bau von ersten Komponenten beginnen konnte. Ende 2005 wurde schließlich ein Start der Sonde im Oktober 2009 anvisiert. Russland und die VR China sprachen im Juni 2005 über eine Zusammenarbeit bei diesem Projekt. Im August 2006 wurde von chinesischer Seite bestätigt, dass es eine Kooperation geben werde.^[2] Später wurde bekanntgegeben, dass Fobos-Grunt den chinesischen Mikrosatelliten Yinghuo-1 mitnehmen und in der Nähe des Mars aussetzen sollte; dieser sollte dann eigenständige Untersuchungen vornehmen.^[3] Die chinesische Sonde hatte die Aufgabe, den Mars zu umrunden, während das russische Landegerät auf dem Mond Phobos landen sollte, um dort Bodenproben zu entnehmen. Dieser Lander war mit Geräten ausgestattet, die von der Hong Kong Polytechnic University entwickelt wurden.^[4][5] Es gab auch Pläne, zwei MetNet-Marslandungssonden als Nutzlast mitzunehmen.^[6]

Die ursprünglichen Planungen sahen für Fobos-Grunt einen Ionenantrieb vor, der jedoch durch einen gewöhnlichen chemischen Antrieb ersetzt wurde. Dadurch wurde die Sonde zwar schwerer, das heißt, es konnte weniger wissenschaftliche Nutzlast mitgenommen werden, aber die Flugzeit zum Mars hätte sich von etwa 18 auf 11 Monate reduziert.

Der Start war zuerst für Oktober 2009 geplant. Nur wenige Wochen davor wurde die Mission auf 2011 verschoben. Als Grund wurde der enge Zeitplan angegeben, der nicht genügend Raum für ausgiebige Tests ließ.^[7]

Ablauf der Mission

Geplanter Ablauf

Der Transfer zum Mars sollte ungefähr 11 Monate dauern. Nach dem Eintritt in die Marsumlaufbahn hätte Fobos-Grunt sich über eine längere Zeitperiode allmählich Phobos nähern und dabei den Marsmond, aber auch den Mars selbst mit ihren Instrumenten erfassen sollen.

Phobos hat etwa die Durchmessermaße 26,8 × 22,4 × 18,4 km und eine Oberfläche von ca. 6.350 km².

Nachdem die Sonde nah genug an Phobos herangekommen und ihre Relativgeschwindigkeit zu dem Marsmond vernachlässigbar klein geworden wäre, hätte sie im Februar 2013 eine Landung versuchen sollen. Mit dem Vorbeiflug der Sonde Mars Express im März 2010 wurden bereits Landeplätze ausgewählt.^[8] Wäre dann die Landung geglückt, wären mit einem Bohrgerät ungefähr 200 bis 400 Gramm Bodenproben entnommen worden, die in einer kleinen, acht bis neun Kilogramm schweren Rückkehrkapsel, hermetisch verpackt, gelagert worden wären. Die Kapsel wäre kurz darauf mit einer etwa 270 kg schweren Rückkehrrakete zunächst in einen Marsorbit gebracht worden, um dann von dort Richtung Erde zu starten. Die Ankunft der Kapsel auf der Erde war für August 2014 geplant. Die auf Phobos gebliebene Landestation hätte weitere Messungen an ihrer Landestelle durchgeführt, außerdem hätte sie von der Mondoberfläche aus auch den Mars beobachten können.

Tatsächlicher Ablauf

-46-87

Absturzstelle Fobos-Grunt​

Fobos-Grunt wurde am 8. November 2011 um 20:16 UTC mit einer Zenit-2SB-Rakete in eine niedrige Erdumlaufbahn gestartet. Die Sonde war mit einer von der Fregat-Oberstufe abgeleiteten Antriebseinheit namens MDU ausgestattet, die die Raumsonde auf die Reise zum Mars schicken und auch das Einbremsen in die Marsumlaufbahn hätte übernehmen sollen. Die Sonde hatte einschließlich Antriebseinheit MDU eine Masse von 13.200 kg mit Treibstoff. Wegen eines Fehlers war jedoch am 8. November 2011 der Einschuss in die Mars-Transferbahn nicht erfolgt und die Sonde in der Erdumlaufbahn verblieben.^[1]

Weder Fobos-Grunt noch die Bodenstationen waren jedoch auf eine Kommunikation in der niedrigen Erdumlaufbahn ausgelegt. Kontaktaufnahmen seitens der russischen Stationen blieben erfolglos, weder konnten Steuerungskommandos übertragen werden, noch wurden Telemetriedaten empfangen.^[9] In der niedrigen Erdumlaufbahn dauert ein Überflug über eine Bodenstation nur wenige Minuten. Stark bündelnde Satellitenantennen müssen in dieser Zeit zudem nachgeführt werden, um eine Verbindung zur Sonde aufzunehmen. Aus diesem Grunde wurden an einer 15-m-ESTRACK-Antenne der ESA in der Nähe des australischen Perth Veränderungen vorgenommen, um Verbindung zur Sonde aufzunehmen, während sie von der Sonne beschienen wird und von den Solarzellen Energie bekommt. Ein Kontaktversuch am 22. November um 20:25 UTC war schließlich erfolgreich.^[10] Bis zum 25. November 2011 konnte die ESA keinen erneuten Funkkontakt mit der Sonde aufbauen.^[11] Die russische Nachrichtenagentur RIA Novosti habe inoffiziell aus der Weltraumbranche erfahren, dass die russische Bodenstation in Baikonur am 24. November 2011 erstmals ein Signal von der Sonde empfangen habe.^[12] Die in dem Signal enthaltenen telemetrischen Daten legten nahe, dass „der Funkkomplex des Apparates normal“ funktioniere und Informationen „mit dem Hauptbordcomputer austausche“.^[13] Als Ursache des Problems wurde ein für die Lageregelung zuständiger Sternsensor angenommen.^[14]

Anfang Dezember schloss sich das Startfenster zum Mars, womit die eigentliche Mission gescheitert war.^[15] Die russischen Prognosen vom 4. Januar 2012 bewahrheiteten sich und die defekte Sonde stürzte am 15. Januar 2012 in den Pazifik vor Südamerika.^[16] Die 10 Mikrogramm Cobalt-57 aus einem Experiment sollen jedoch keine Gefahr darstellen.^[17]

Am 15. Januar 2012 trat Fobos-Grunt um 18:45 Uhr MEZ in die Erdatmosphäre ein und verglühte über dem Pazifik.^[18] Nach Angaben der Nachrichtenagentur RIA Novosti schlugen Überreste ca. 1.250 Kilometer westlich der Insel Wellington in den Pazifik ein^[19] (46° 0′ S, 87° 0′ W-46-87).^[20] Die Untersuchung der Sondenfehlfunktion hat als wahrscheinlichste Ursache den Ausfall von zwei Computersystemen durch Kosmische Strahlung ergeben.^[21] Spekulationen über eine Beeinflussung der Navigationsinstrumente durch eine amerikanische Radarstation auf den Marshallinseln^[22][23] wären damit haltlos.

Siehe auch

• Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen
• Weltraummüll
• Weltraumhaftung

Weblinks

Commons: Fobos-Grunt Mission – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Bilder von Fobos-Grunt beim Hersteller NPO Lawotschkin (russisch)
• Planetary Society:
  • Timeline for the Phobos Sample Return Mission (Phobos Grunt) (Stand Oktober 2010, englisch)
  • LIFE Experiment: Shuttle & Phobos (englisch)

Einzelnachweise