Gravity Recovery and Interior Laboratory
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GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) ist eine geplante Mondmission der NASA, die im Rahmen des Discovery-Programms durchgeführt wird.

GRAIL besteht aus zwei gemeinsam gestarteten Raumsonden, die ab 2011 den Mond umkreisen sollen. Ziel der Mission ist die genaue Vermessung des lunaren Schwerefelds und der Schwereanomalien, um daraus Aufschlüsse auf den inneren Aufbau des Mondes zu gewinnen.

Inhaltsverzeichnis

Aufbau der Sonden

Funktionsprinzip der GRAIL-Sonden

Die Mission wird vom Jet Propulsion Laboratory geleitet. Die Sonden wurden von Lockheed Martin Space Systems basierend auf dem XSS-11-Satelliten gebaut.[1] Die Stromversorgung erfolgt über zwei ausklappbare, aber nicht schwenkbare Solarmodule, die Lithium-Ionen-Akkumulatoren aufladen. Zur Lageregelung dienen Warmgas-Steuerdüsen und Reaktionsschwungräder. Die Daten werden über eine S-Band-Funkverbindung an das Deep Space Network (DSN) übertragen.[2]

Die Sonden arbeiten, wie die GRACE-Satelliten, nach dem SST-Prinzip (Satellite-to-Satellite Tracking): Sie umrunden den Mond auf derselben Bahn und messen mit dem Lunar Gravity Ranging System (LGRS) mittels elektromagnetischer Wellen im Ka-Band kontinuierlich die gegenseitige Distanz. Dadurch lassen sich Unregelmäßigkeiten des Schwerefeldes mit hoher Präzision analysieren.[2]

Als zusätzliche Nutzlast zu Bildungszwecken für Schüler befinden sich auf jeder der beiden Sonden das Kamerasystem E/PO MoonKam mit jeweils fünf einzelnen Kameras, die Bilder von der Mondoberfläche, der Erde und den Sonden selbst übermitteln.[3]

Missionsverlauf

Flugbahnen zum Mond

Die beiden GRAIL-Sonden starteten zusammen auf einer zweistufigen Delta-7920H-10C-Rakete am 10. September 2011 um 13:08:52.775 UTC von der Cape Canaveral Air Force Station aus.

Nach dem Start erfolgt eine dreieinhalbmonatige Transferphase über den Lagrange-Punkt L1 des Erd-Sonne-Systems zum Mond, um die erforderliche Geschwindigkeitsänderung klein zu halten und andererseits die sehr niedrige Mondumlaufbahn von nur etwa 50 km Höhe möglichst exakt zu erreichen. Die Umlaufzeit der Sonden, um den Mond, beträgt 113 Minuten. Auf dieser Höhe werden die beiden Satelliten in etwa 175 - 225 km Abstand einander folgen.[4]

Die eigentliche Wissenschaftsmission hat eine Dauer von 90 Tagen. Diese ist in drei Zyklen von je 27,3 Tagen gegliedert. Zweimal täglich stehen die Sonden für je acht Stunden mit dem Deep Space Network (DSN) in Verbindung und übertragen die Daten.[4]

Nach der Wissenschaftsphase und einer möglichen Verlängerung erfolgt eine fünftägige Außerdienststellungsphase, nach der die beiden Satelliten etwa 40 Tage später auf dem Mond aufschlagen werden.[4]

Einzelnachweise

  1. Lockheed Martin spacecraft to be flown for NASA’s GRAIL lunar mission
  2. a b GRAIL web page: Spacecraft & Payload. MIT. Abgerufen am 5. September 2011.
  3. GRAIL web page: Education & Outreach. MIT. Abgerufen am 5. September 2011.
  4. a b c GRAIL web page: Mission Design. MIT. Abgerufen am 5. September 2011.

Weblinks

 Commons: Gravity Recovery and Interior Laboratory – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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