Raumsonden

Mondsonde Lunik 3

Landestellen der Raumfahrzeuge der Luna-, Surveyor- und Apollo-Programme auf dem Mond.

Eine Raumsonde ist ein unbemannter Flugkörper, der zu Erkundungszwecken ins Weltall geschickt wird. Im Gegensatz zu einem (Erd-) Satelliten verlässt sie die Umlaufbahn (Orbit) der Erde und fliegt ein entferntes Ziel im Weltraum an, um dieses zu untersuchen (z. B. Mars, Asteroiden, Kometen, Jupitermonde).

Wegen der oft jahrelangen Dauer von Raumsondenmissionen werden an die technischen Einrichtungen von Raumsonden höchste Anforderungen gestellt. Die Komponenten von Raumsonden werden aufwändigst getestet und im Reinraum zusammengebaut, was die hohen Kosten von Raumsonden erklärt. Ein großes Problem bei Raumsonden gegenüber erdumkreisenden Satelliten ist der große Erdabstand, der lange Laufzeiten der von der Bodenstation ausgesandten Steuerbefehle bewirkt. Aus diesem Grund müssen Raumsonden über Systeme verfügen, die sie in gewissem Umfang von Bodenstationen unabhängig machen.

Für Raumsondenmissionen muss der Einschusswinkel mit einer Genauigkeit von unter einer Bogensekunde festgelegt werden. Die Navigation von Raumsonden muss mit höchster Genauigkeit erfolgen. Sie erfolgt mit Hilfe des Dopplereffekts und der Signallaufzeiten. Auf diese Weise wird ihre Position mit einer Genauigkeit von unter einem Meter – unabhängig von ihrer Entfernung zur Erde – ermittelt.

Die Energieversorgung erfolgt bei Raumsonden zum Mond und zu den inneren Planeten Merkur bis Mars meist mit Solarzellen, die über einen Akkumulator gepuffert sind. Für Raumsonden mit kurzer Lebensdauer oder Betriebszeit werden auch Batterien verwendet. Raumsonden für den Flug zu äußeren Planeten verwenden für die Stromversorgung stets Isotopenbatterien, da mit wachsendem Abstand von der Sonne Solarzellenflächen immer ineffizienter werden.

Je nach Aufgabenstellung unterteilt man Raumsonden in:

• Vorbeiflugsonden – Sonden, die nur einen Vorbeiflug an einem Himmelskörper durchführen.
• Orbiter – Sonden, die eine Umlaufbahn um einen Himmelskörper einschlagen.
• Lander – Sonden, die auf einem Himmelskörper landen. Hier ist eine weitere Unterteilung sinnvoll:
  • Hydrobot – eine Sonde, die selbständig die Tiefen unbekannter Gewässer erkunden kann.
  • Kryobot – eine Sonde, die sich durch Eis hindurchschmilzt, um dieses und darunterliegende Medien zu erkunden.
  • Penetrator – eine Raumsonde, die sich bei einer ungebremsten Landung bis zu einigen Metern in den zu untersuchenden Himmelskörper bohrt.
  • Rover – ein mobiles Landegerät, mit dem größere Regionen erkundet werden können.
  • Springer – Lander, der mittels eines Mechanismus auf der Oberfläche herum hüpfen kann. Der Nachteil ist, dass man nur grob bestimmen kann, wo er hinspringen soll.
• Probenrückführung (engl. Sample Return) – Sonden, die Proben eines Himmelskörpers oder im Weltraum eingesammelte Partikel zur Erde zurückführen. Zuvor könnte ggf. eine Landung auf dem Himmelskörper nötig sein.

Eine vollständige Liste aller Raumsonden mit Missionsbeschreibungen ist unter Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen verfügbar.

Literatur

• Jeffrey Kluger: Weiter als Menschen fliegen können - das grosse Abenteuer der Raumfahrttechnik. Scherz, Bern 2000, ISBN 3-502-15374-4
• Gregory L.Matloff: Deep-space probes - to the outer solar system and beyond. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-24772-6
• Claude R. Canizares: Evaluating the biological potential in samples returned from planetary satellites and small solar system bodies - framework for decision making. National Academy Pr., Washington 1998, ISBN 0-309-06136-9
• Valérie Kayser: Launching space objects - issues of liability and future prospects. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht 2001, ISBN 1-402-00061-8
• Mitchell R.Sharpe: Satellites and probes - the development of unmanned space flight. Aldus Books, London 1970, ISBN 0-490-00139-4
• John E.Naugle: Unmanned space flight. Holt, Rinehart and Winston, New York 1965