Neptune Orbiter

Der Neptune Orbiter ist eine vorgeschlagene NASA-Raumsonde zur Erforschung des Planeten Neptun. Der Start würde etwa 2016 erfolgen und die Reisezeit zum Zielplaneten würde weitere acht bis zwölf Jahre dauern. Der Neptune Orbiter soll noch viele ungeklärte Fragen zum Neptunsystem beantworten. Seine Hauptmission ist die Erforschung der Atmosphäre, der Wetterverhältnisse, seines Ringsystems und seiner Monde, insbesondere Tritons.

Das California Institute of Technology hat einen Missionsplan vorgelegt, während die University of Idaho und Boeing Gegenvorschläge unterbreitet haben.

Missionsverlauf

Der Hauptzweck von Neptune Orbiter ist die Erforschung des Planeten aus einer Umlaufbahn heraus. Die Mission wurde bei der NASA zum ersten Mal im Jahr 2005 diskutiert, mit einem geplanten Start um 2016. Die Trägerrakete ist noch nicht ausgewählt, auch ist noch nicht entschieden, ob die Sonde direkt zum Neptun gestartet wird, oder ob sie eine kompliziertere Flugroute mit Swing-by-Manövern an Jupiter (wie New Horizons) und vielleicht Venus und Erde (wie Cassini-Huygens) durchführen wird. Alle diese Möglichkeiten würden eine Reisezeit von acht bis zwölf Jahren benötigen. Es gibt sogar den Vorschlag eines Uranus-Vorbeiflugs, dieser gilt aber als unwahrscheinlich.

Die Sonde tritt nach ihrer Ankunft in eine Neptunumlaufbahn ein. Danach beginnt der Orbiter mit der Erforschung des Planeten und setzt einen Triton-Lander sowie Atmosphärenkapseln aus. Die Mission soll drei bis fünf Jahre dauern (mit der Möglichkeit einer Verlängerung um mehr als drei Jahre).

Gegenwärtiger Status

Zum jetzigen Zeitpunkt (2006) ist der Bau des Neptune Orbiters noch nicht entschieden, ebenso sind Startdatum, Flugbahn und Nutzlast bisher nur spekulativ. Trotz Unterstützung des Vorschlags seitens des NASA-Chefs und der Öffentlichkeit ist das Projekt, wie auch andere wissenschaftliche Projekte der NASA, durch Budgetkürzungen bedroht. Gegenwärtig befindet sich das Projekt in einer frühen Planungsphase und der Beginn der Finanzierung ist für frühestens 2008 geplant.

Ein weiteres Problem könnte die Versorgung mit Radioisotopengeneratoren werden, die in größerer Menge benötigt würden, da die Produktion dieser Elemente nicht gesichert ist. Dennoch sind diese die wahrscheinlichste Wahl für die Energieversorgung.

Energiequellen

Radioisotopengeneratoren

Die Caltech-Sonde wird sehr ähnlich zu den bisherigen Sonden der NASA ins äußere Sonnensystem aufgebaut sein. Sie soll Radioisotopengeneratoren (RTGs) zur Energieerzeugung verwenden. Zur Zeit (2006) wären diese wahrscheinlich die bevorzugte Energiequelle für die Mission. Diese Wahl würde außerdem die Baukosten der Raumsonde verringern, was wegen des beschränkten NASA-Wissenschaftsbudgets wichtig ist. Eine RTG-nutzende Raumsonde wäre außerdem ähnlich zu den bereits gestarteten Raumsonden Galileo, Cassini-Huygens, Voyager, und New Horizons, mit konventionellen Raketentriebwerken für Kurskorrekturen ausgestattet.

Solarzellen

Ein anderer Vorschlag sieht Solarzellenflächen zur Stromerzeugung für die Raumsonde vor. Sie würden aufblasbar sein, um ihre Masse gering zu halten. Die hohen Entwicklungskosten dieser speziellen Solarzellenflächen könnten ihre Verwendung jedoch zu teuer machen und große Risiken für den Entwicklungszeitplan bedeuten. Diese Raumsonde würde auch einen Konventionellen Raketenantrieb verwenden, weil die Stärke des Sonnenlichtes wahrscheinlich nicht ausreicht, um genügend Strom für ein Ionentriebwerk zu Verfügung zu stellen.

Nuklear-elektrischer Antrieb

Bei der dritten Möglichkeit wäre ein nuklear-elektrischer Antrieb vorgesehen, wie er für die gestrichene Jupiter Icy Moons Orbiter Mission entwickelt werden sollte. Diese Sonde würde bis zu 20 Jahre benötigen um Neptun zu erreichen, hätte aber den Vorteil, dass die Sonde nach dem Erreichen der Zielumlaufbahn um Neptun noch viel Treibstoff und Strom in der Umlaufbahn um Neptun zur Verfügung hat. Dieses würde dem Neptune Orbiter ermöglichen, mehrere Körper des Neptunsystems nacheinander zu umkreisen und mehr Forschungsinstrumente mitzuführen. Unter der Berücksichtigung, auf welche Bedenken Radioisotopengeneratoren in Teilen der Öffentlichkeit gestoßen sind, könnte der Start eines ganzen Kernreaktors, der noch viel mehr radioaktives und spaltbares Material enthält, noch weitaus größeren Widerstand hervorrufen als der Start von RTGs. Außerdem würde die Entwicklungszeit für diese Idee wahrscheinlich zu lang sein und die Kosten jeden realistischen Budgetrahmen der NASA sprengen. Dennoch kann eine nuklear betriebene Raumsonde nicht generell ausgeschlossen werden.

Instrumente

Orbiter

Der Orbiter ist der Hauptteil der Mission, der die meisten Messungen vornimmt. Er soll u. a. folgende Instrumente tragen: ein Kamerasystem für multispektrale Beobachtungen um Neptun vom Ultravioletten bis zum Infraroten Bereich. Ein Magnetometer soll Neptuns Magnetfeld erforschen, das versetzt von seiner Rotationsachse entfernt erzeugt wird.

Triton-Lander

NASA-Wissenschaftler und -Ingenieure planen einen oder zwei Minilander auf Tritons Oberfläche niedergehen zu lassen, um ihre Zusammensetzung zu bestimmen sowie Tritons Inneres, die mögliche Stickstoffatmosphäre und nach flüssigem Wasser und mikroskopischen Lebensformen zu suchen. Obwohl die detaillierte Untersuchung eine hohe Priorität für die Planer genießt, könnte das momentan knappe NASA-Budget die Realisierung der Lander bedrohen, so dass sie gestrichen würden. Mögliche Landeplätze wären wahrscheinlich am Nord- und Südpol wo große Mengen von Wassereis entdeckt wurden. Die Lander sollen auf Triton eine Lebenszeit von zwei Wochen bis einen Monat haben, mit der Option einer Verlängerung.

Atmosphärensonden

Zusammen mit den Triton-Landern wurden auch Atmosphärensonden vorgeschlagen, die in der Neptunatmosphäre das Klima und das Wetter des stürmischen Planeten erforschen sollen. Wie bei der Sonde Galileo, die in der Jupiteratmosphäre niederging, würde es 30 Minuten bis 1 Stunde dauern, die Atmosphäre zu erforschen. Danach würden sie ihren Abstieg fortsetzen, bis der hohe Atmosphärendruck sie zerstören würde.

Siehe auch

• Neptun
• Triton
• Voyager 2
• Antriebsmethoden für die Raumfahrt

Weblinks

• Cassini-Huygens-level science from NASA’s “Neptune orbiter with probes” vision mission (PDF)
• The Case For A Neptune Orbiter/Multi-probe Mission (PDF)
• Neptune Revisited
• Reaching Toward Neptune: Two Ways to Explore an Ice Giant

Raumsonden in das äußere Sonnensystem

Pioneer 10 (1972) · Pioneer 11 (1973) · Voyager 1 (1977) · Voyager 2 (1977) · Galileo (1989) · Ulysses (1990) · Cassini-Huygens (1997) · New Horizons (2006) · Juno (2011)

Missionsvorschläge: Europa Jupiter System Mission/Laplace · Titan Saturn System Mission/TandEM · Neptune Orbiter

Gestrichene Missionen: Jupiter Icy Moons Orbiter

(Siehe auch: Jupiter · Saturn · Uranus · Neptun · Pluto · Chronologie der Missionen ins äußere Planetensystem)

 

Dieser Artikel beruht auf einer Übersetzung des Artikels Neptune Orbiter aus der englischsprachigen Wikipedia in der Version vom 24. August 2006. Eine Liste der Hauptautoren (History) gemäß GNU FDL ist hier zu finden.