Institut für Planetenforschung Berlin-Adlershof

Galileo Millennium Mission (GMM)

Mit dem Durchflug der Cassinisonde durch das äußere Jupitersystem und dem für Ende Dezember vorgesehenen sechsten und letzten Ganymed-Vorbeiflug der Raumsonde Galileo wird es in diesen Wochen einen weiteren Höhepunkt in der Jupiterforschung geben. Es ist das erste Mal überhaupt, dass zwei Raumsonden simultan am Jupiter Messungen vornehmen können.

Am 20 Mai 2000 gelang Galileo mit G28 der fünfte und vorletzte nahe Vorbeiflug am Jupitermond Ganymed. Noch immer widersteht die Sonde den starken Strahlungsgürteln der Jupitermagnetosphäre, obwohl sie bereits das dreifache der "erlaubten" Dosis aushalten musste. Für den 28 Dez 2000 ist "G29" geplant; zum Zeitpunkt der größten Annäherung wird sich Ganymed im Jupiterschatten befinden, so dass Aurora-Phänomene beobachtet werden können, die im Normalfall, wenn der Mond von der Sonne beleuchtet wird, nicht erkennbar sind.

Der Galileo-Orbiter erreichte das Jupitersystem im Dezember 1995 und absolvierte zunächst 11 Jupiterumkreisungen bis November 1997. In diesem Zeitraum gab es einen dichten Io-Vorbeiflug (I0; wenige Stunden vor der Ankunft am Jupiter), drei nahe Europa-Passagen (E4, E6, E11), vier Ganymed-Encounter (G1, G2, G7, G8) sowie drei gezielte Annäherungen an Callisto (C3, C9, C10). Im Dezember 1997 begann die erste Missionsverlängerung, die den Namen "GEM" (Galileo Europa Mission) erhielt. Acht gezielte Europa-Vorbeiflüge (E12 bis E19) erfolgten bis Februar 1999. Zwei davon, E16 und E18, konnten wegen technischer Probleme mit der Raumsonde wissenschaftlich nicht genutzt werden. Anschließend begann die "Dive-to-Io"-Phase; so genannt, weil Galileo sich jetzt erstmals wieder bis zur Io-Bahn vorwagen sollte (gewissermaßen tiefer ins Gravitationsfeld von Jupiter "eintauchen" sollte). Vier Callisto-Vorbeiflüge (C20 bis C23) im Frühjahr und Sommer 1999 sorgten für die nötigen Bahnänderungen. Im Oktober und November 1999 folgten dann mit I24 und I25 die ersten gezielten Io-Flybys seit Ankunft am Jupiter. Trotz gravierender technischer Probleme wie dem Komplettausfall des Computersystems wenige Stunden vor der nächsten Annäherung konnten sie erfolgreich durchgeführt werden. Am 03 Jan 2000 flog Galileo zum zwölften und letzten Mal an Europa vorbei (E26), und dieser Encounter markierte das Ende der GEM und den Beginn der dritten Missionsphase, die Galileo Millennium Mission (GMM) heißt.

Folgende Vorbeiflüge wurden dieses Jahr absolviert bzw. stehen auf dem Programm:

Mit I27 am 22 Feb 2000 gelang erstmals ein Io-Vorbeiflug ohne technische Probleme. Entsprechend sind die Daten qualitativ hochwertig, die ersten Veröffentlichungen einiger I27-Bilder erfolgten am 31. Mai. Auch auf unseren Galileo-WWW-Seiten können Sie die faszinierenden Aufnahmen der immer noch aktiven Tvashtar-Region, von gigantischen Tafelbergen, steilen Berghängen, riesigen Calderen, dünenartigen Landschaften und vielem mehr bewundern. Mitgeliefert sind auch deutschsprachige Übersetzungen der englischen Begleittexte -- Sie müssen also keine englischen Sprachkenntnisse besitzen, um etwas über den Inhalt der Bilder zu erfahren!

Ein großes Problem für den I27-Vorbeiflug war die Datenübertragung, die nur für weniger als 1/4 der aufgenommenen Datenmenge ausreichte. Daher wurde eine Spur des Tape Recorders (von vier Spuren) beim nachfolgenden G28-Orbit nicht überschrieben, und tatsächlich konnten alle über G28 hinaus geretteten Daten mit sehr guter Qualität und vollständig in den Sommermonaten 2000 zur Erde übertragen werden. Eine Auswahl hiervon wurde am 26. Oktober veröffentlicht und kann ebenfalls von unserem Server heruntergeladen werden.

Der G28-Vorbeiflug an Ganymed erfolgte wie schon I27 ebenfalls ohne nennenswerte Schwierigkeiten. 35 Ganymed-Aufnahmen der jupiterzugewandten Seite mit Auflösungen zwischen 16 und 43 bzw. zwischen 116 und 150 m/pxl sowie ein "HIS-Summation-Modus-Testbild" mit 570 m/pxl Auflösung wurden auf dem Bandgerät gespeichert. Sie konnten alle in den Sommermonaten zur Erde gefunkt werden, und hielten zum Teil erstaunliche neue Erkenntnisse über die Entstehung und Zusammenhänge von hellen und dunklen Gebieten auf Ganymed bereit. Zwölf vom DLR und von der Brown-University prozessierte Ganymed-Bilder wurden am 16. Dezember veröffentlicht. Auch hier bieten wir Ihnen deutschsprachige Bilderklärungen an.

Der "AI8" genannte Summations-Modus des SSI-Kameraexperiments versagte beim I24-Vorbeiflug (vgl. PIA02517); daher sollte bei G28 getestet werden, ob wenigstens der andere Summations-Modus (HIS genannt) noch brauchbar ist. Auch beim HIS-Bild waren die Pixel falsch summiert und durchmischt, jedoch nicht in der gleichen Weise wie bei den AI8-Bildern. Tatsächlich konnte das Bild vollständig und eindeutig rekonstruiert werden, jedoch war hier die Summation nur in vertikaler Richtung erfolgt, dafür gleich vierfach (korrekt erfolgt die Summierung über eine 2x2 Bildpunkte große Box hinweg, nicht über eine 1x4 große). Im Prinzip wäre dieser Modus also noch brauchbar, wird aber aller Voraussicht nach nicht mehr eingesetzt.

Bei G28 wurden neben den Ganymed-Bildern noch eine Europa-Farbbildsequenz (14 km/pxl) der Tyre-Hemisphäre, vier Europa-"Eclipse"-Bilder während einer "Europa-Mondfinsternis", zwei Jupiterringe-Sequenzen sowie 16 Aufnahmen der Jupiteratmosphäre, welche den Großen Roten Fleck zu drei verschiedenen Zeitpunkten zeigen sollen, gewonnen. Leider konnte in den Europa-Eclipse-Bildern keine Aurora entdeckt werden. Vielleicht wird Cassini hier erfolgreicher sein.

Der nächste geplante Monde-Vorbeiflug soll mit G29 der sechste und letzte Ganymed-Vorbeiflug der Galileosonde sein und ist für den 28 Dez 2000 vorgesehen. Zwischen G28 und G29 sind etwa 7 Monate vergangen. Damit war dieser Orbit genauso lang wie der erste Orbit im ersten Halbjahr 1996 nach Galileos Jupiterankunft und vor dem G1-Vorbeiflug.

Die Cassini-Sonde nähert sich immer weiter dem Jupitersystem, und zunächst nahmen beide Sonden außerhalb der Magnetosphäre Messungen vor. Am 08 Sep 2000 erreichte Galileo mit einem Jupiterabstand von 20,6 Millionen km (= 289 Jupiterradien) das Apogäum seiner Bahn. Seitdem rast Galileo wieder auf Jupiter zu, um am 29 Dez 2000 bis auf 518000 km an die Wolkenoberfläche heranzukommen. Cassini hingegen wird am 30 Dez 2000 in etwa 10 Millionen km Distanz am Riesenplaneten vorbeiziehen. Damit wird erstmals die Möglichkeit gegeben sein, simultan von zwei Standpunkten aus (einer dicht dran, einer weit weg von Jupiter) Messungen des Magnetfeldes vorzunehmen.

Cassini begann am 01 Okt 2000, mehrere "Movies" der Jupiterwolken erstellen. Teile davon sind bereits im Internet (u.a. auf unseren Cassini-Seiten, die auch eine Pressemeldung zum bevorstehenden "Rendezvousē der beiden Raumsonden bereithalten) veröffentlicht. Galileo wird seinerseits ausgewählte Details der Wolken aus der Nähe inspizieren; zur Auswahl der Zielgebiete werden die Cassini-Daten herangezogen. Der Ganymed-Vorbeiflug G29 erfolgt zu einem Zeitpunkt, bei dem Ganymed gerade vom Jupiterschatten verfinstert wird. Diese Gelegenheit wird genutzt, um nach "Polarlichtern" in der dünnen Atmosphäre zu suchen. Der geringste Abstand zur Oberfläche soll 2300 km betragen.

Wie wird es mit Galileo nach dem Rendezvous mit Cassini weitergehen? Natürlich muss man bei jedem Vorbeiflug damit rechnen, dass die Strahlungsgürtel einem lebenswichtigen Bauteil und damit der Sonde den "Todesstoss" versetzen könnten. So trat beispielsweise bei der Kamera ein weiterer Defekt auf, der in Zukunft das Aufnehmen von Bildern im Infraroten erschwert; und auch die meisten anderen Instrumente sowie Teile der Elektronik der Raumsonde zeigen schon "Alterserscheinungen". Dennoch reichen die internen Planungen inzwischen bis ins Jahr 2003. Nach dem gegenwärtigen Stand soll es am 25 Mai 2001 noch einen Callisto-Vorbeiflug (C30) geben, dem im Herbst/Winter 2001/02 ein bis drei Io-Vorbeiflüge folgen könnten (I31 am 06 Aug 2001; I32 am 16 Okt 2001; I33 am 17 Jan 2002; die nächste Annäherung an die Io-Oberfläche soll dabei zum Teil unter 100 km liegen!). Hauptziel dieser möglichen weiteren Missionsverlängerung wäre eine Wiederholung eines polaren Io-Vorbeiflugs, da bei I25 im November 1999 die höchstaufgelösten Daten der Fernerkundungs-Instrumente sowie sämtliche Magnetometerdaten verloren gegangen waren. Sollte Galileo auch diese Vorbeiflüge überstehen, ist es denkbar, am 05 Nov 2002 erstmals einen gezielten Amalthea-Vorbeiflug (A34) auszuführen. Dies wäre nicht nur für die Monde-Forscher interessant. Da Amalthea der Erzeuger des sogenannten "Gossamer-Rings" von Jupiter ist, würde Galileo das Ringsystem durchfliegen, und der "Heidelberger Staubdetektor" an Bord der Sonde könnte unmittelbar Geschwindigkeit, Masse und Flussdichte der Ringteilchen messen (und damit sogar auch das Oberflächenmaterial von Amalthea studieren?!). Galileo würde sich bis auf einen Jupiterradius (!!) an die Wolkenoberfläche des Riesenplaneten heranwagen, so dass auch für die Atmosphärenforscher völlig neue Einblicke gegeben wären. Für die Magnetosphärenforscher gilt dasselbe, und sogar Io kann eventuell nochmals im Detail untersucht werden auf einer Hemisphäre, die bei den anderen Vorbeiflügen nicht ins Blickfeld gelangen wird. Für die Ingenieure, die das Raumschiff steuern, könnten diese Tage freilich ein "Alptraum" werden: Die Belastung der Bordelektronik durch geladene Teilchen im Jupitermagnetfeld wird nie gekannte Ausmaße annehmen.

Nach Abschluss der Datenübertragung von A34, momentan auf Mitte Januar 2003 datiert, wird Galileo definitiv "abgeschaltet". Die Sonde befindet sich dann auf Kollisionskurs mit Jupiter, und im September 2003, fast acht Jahre nach Ankunft im Jupitersystem, soll sie in die Wolkenhülle des Riesenplaneten stürzen.

Wie genau die GMM im neuen Jahrtausend weitergehen soll -- ob das genannte Szenario voll finanziert werden kann, oder ob nur eine "abgespeckte" Version ohne Fernerkundung und ohne Amalthea-Vorbeiflug geflogen werden soll --, will die NASA Anfang 2001 entscheiden.

16 Dez 2000 -- Tilmann Denk, DLR Berlin