Yannick Kiermeier

Zwischenpräsentation
Im Seminar Astrophysik
Yannick Kiermeier
Q11
1
Gliederung
I.
1.
2.
II.
1.
2.
3.
4.
III.
1.
2.
3.
IV.
1.
2.
3.
V.
MESSENGER-Sonde
MESSENGER allgemein
Technik und Aufbau der Sonde
Verlauf der Mission
Start
Swing-Bys bei den Planeten
Eintritt Atmosphäre
Absturz
Ziele der MESSENGER-Sonde
Merkuroberfläche
Magnetfeld
Innerer und äußerer Aufbau Merkurs
Beobachtungen/Ergebnisse
Oberfläche
Magnetfeld
Aufbau
Quellen
in Bearbeitung
in Bearbeitung
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I.
MESSENGER-Sonde
1. Allgemein zur Sonde





Künstlicher Orbiter
Abgeschossen August 2004
MESSENGER: Abkürzung für Mercury Surface,
Space Environment, Geochemistry and Ranging (dt.
Merkur-Oberfläche, -Raumumgebung, -Geochemie
und –Entfernungsmessung)
Mission: genaue Erkundung des Merkurs
Zweite Raumsonde nach Mariner 10, die zum Merkur
unterwegs ist, aber die erste die ihn umkreist
3
4
2. Technik und Aufbau
der Sonde






Besteht aus 1,27 m × 1,42 m × 1,85 m großen
Körper
einem 2,5 m x 2m großen halbzylindrischen
Schutzschild aus Keramikfasern
Schutzschild ist schräg ausgerichtet, um nicht
die volle Sonneneinstrahlung zu erhalten
Sonnensegel schräg gestellt, um nicht volle
Sonneneinstrahlung zu erhalten
8 Instrumente für die Erkundung Merkurs
Instrumente immer in Richtung Merkurs
gerichtet
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6
7
Mercury Dual Imaging System





Weitwinkelkamera mit einem Blickfeld von 10,5°
und Schmalwinkelkamera mit Blickfeld von 1,5°
12cm x 12cm großes Fenster, das nur das
sichtbare und Nahinfrarot-Licht bis zur
Wellenlänge 1µm durchlässt
Aufgaben: Farbaufnahmen des Merkurs,
hochauflösende Bilder ausgewählter Gebiete
und Stereobilder für eine Topographie
40% der Oberfläche werden mit Farbfiltern der
Weitwinkelkamera Aufnahmen erstellt
Sitzt auf 400g Paraffin, dass bei
Sonnenannäherung schmilzt
8
Mercury Dual Imaging System
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Gamma-Ray and Neutron Spectrometer





Zwei Instrumente: Gamma-Ray Spectrometer
und Neutron Spectrometer
Erforscht die Zusammensetzung der
Merkurelemente
Besondere Untersuchung der Vorkommnisse
vom Elementen wie O, Si, S, Fe, H, K, Th, U
Erschließung der geologischen Geschichte des
Planeten
Suche nach Eis an den Polkappen
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Gamma-Ray and Neutron Spectrometer
11
Gamma-Ray Spectrometer





Misst Gammastrahlung entweder entstanden
durch
Aufprall galaktischer kosmischer Strahlung
oder natürlichen radioaktiven Zerfall
bis zu 10 cm Tiefe
Im Spektrometer sind ein Szintillator und
Photomultiplier enthalten
Als Detektor dient ein GermaniumHalbleiterkristall, der auf -183°C gekühlt wird
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Neutron Spectrometer
Erfasst Niedrigenergie-Neutronen
 Entstehen durch Auftreffen kosmischer
Strahlung und anschließender Kollision mit
wasserstoffreichen Material
 Zwei GS20-Glas-Szintillatoren messen thermale
Neutronen
 Zwei neutronen-absorbierende BC454Szintillatoren messen epithermale und schnelle
Neutronen

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Magnometer





Vermisst das Magnetfeld des Merkurs
Entstehen eines dreidimensionalen Modells der
Magnetosphäre
Um Störungen durch das eigene Magnetfeld zu
vermeiden, befindet sich das Instrument an
einem 3,6m langen Stab, der Sonne entgegen
gerichtet
Die Flussdichte wird im Bereich von -1024 –
+1024 nT gemessen
Die erreichbare Messauflösung liegt bei 0,03 nT
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Magnometer
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Mercury Laser Altimeter
Gewinnt topographische Ergebnisse über
Merkur
 Sendet Laserpulse aus
 Zeit von Sonde bis zum Merkur kann gemessen
werden
 Sonde muss sich unter 1000km befinden
 Nur Erfassen der nördlichen Hemisphäre
hochelliptische Bahn, niedrigster Punkt bei 60°
nördlicher Breite

16
Mercury Laser Altimeter
17
Mercury Atmospheric and Surface
Composition Spectrometer

Misst Zusammensetzung der Atmosphäre und
der Oberfläche des Planeten Merkur
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Energetic Particle and Plasma
Spectrometer
Misst Beschaffenheit und Verteilung von
geladenen Teilchen sowie Elektronen und Ionen
im Magnetfeld Merkurs
 Besteht aus 2 Instrumenten dem
EPS und FIPS

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X-Ray Spectrometer





Gamma-Strahlung der Sonne veranlasst
Merkurelemente Röntgenstrahlung auszusenden
XRS spürt sie auf und kann Rückschlüsse auf
die Zusammensetzung des Planeten ziehen
Diese Elemente sind Mg, Al, S, Ca, Ti und Fe
XRS beruht auf dem Instrument XGRS der
Raumsonde NEAR
Besteht aus drei mit Gas gefüllten
Proportionalzähler hinter einem 25 µm dicken
Beryllium-Fenster
20
X-Ray Spectrometer
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Radio Science
Misst durch bordeigenes
Kommunikationssystem mittel Dopplereffekt
kleine Abweichungen in der Geschwindigkeit
 Schließen auf die Massenverteilung Merkurs
 Genaue Abmessungen und Amplitude der
Libration Merkurs durch Radio-Okkultation

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II.
Beobachtungen/Ergebnisse
1.Oberfläche
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

Früher: unsicher ob Vulkane oder Einschlagskrater
Heute: Anzeichen auf vulkanische Aktivität
Ablagerungen von Lava in verschiedener Farbe und
Zusammensetzung
Vielfarbige Materialen aus unterschiedlichen Tiefen
freigelegt durch junge Einschlagskrater
Obere Kilometer der Kruste bestehend aus
vulkanischem Ursprung
Magnesium / Silizium, Aluminium / Silizium und
Calcium / Silizium-Verhältnisse zeigen, dass Merkur
nicht durch feldspatreichen Gestein dominiert wird
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Neue geologische Karte mit Gebieten ähnlicher
Geländeinformation und Farben
 40% der Oberfläche –auch Caloris-Becken-bestehend
aus Ebenen, wahrscheinlich größtenteils vulkanisch
(bräunlich)
 In älteren Regionen mehr Krater vorhanden (gräulich)
 Unterschied zu Mars und Mond: Gleichmäßige Verteilung
großer Ebenen auf den ganzen Planeten
 Jüngste Großfläche etwa nur 1 Milliarde Jahre alt
 Im Vergleich zu Mond und Mars relativ jung
 15% der Oberfläche noch rätselhaft (bläulich)
 Material aus Eisen- oder Titanoxiden oder ältesten
vulkanischem Material
 Radarwellen von Material in Polregionen stark reflektiert
 gefrorenes Wasser möglich
 Genügend kalte Regionen nähe Pole, um Wasserdampf
einzufangen
Wasserdampf von Kometeneinschlägen oder
wasserreichen Meteoriten

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27
2.
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






Magnetfeld
Dichte des Gravitationsfeld: 5,3 g/cm³
Im Gegensatz zur Erde (4,4) und Mond (3,3)
Vorwiegend aus Eisen bestehender dichter Kern, um
Magnetfeld zu erzeugen
Globales Magnetfeld
Dipolmagnetfeld (wie Stabmagnet)
Feldstärke nur etwa 1% des Erdmagnetfelds
aber Merkurs Magnetfeld überhaupt bemerkenswert
Kein anderer Himmelskörper mit fester Oberfläche
im SoSy außer Ganymed hat diese Eigenschaften
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
Magnetfeld zeigt was im Inneren des Planeten
vorgeht (äußerer flüssiger Kern)
Heftige Plasmaphänomene in Merkurs
Umgebung
Magnetfeld lenkt Sonnenwind ab
Magnetfeld erzeugt um Planeten ein Gebiet,
indem merkureigenes Feld anstelle des
interplanetarischen Felds des Sonnenwinds
dominiert
Magnetosphäre ändert sich fortwährend
Bei allen 3 Vorbeiflügen gab es ein anders
gerichtetes Magnetfeld
Magnetfeld verschieden in Nord- und Südpol
Magnetfeldäquator nicht zentral, sondern 480
km nach Norden verschoben
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III. Quellen
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http://www.nasa.gov/images/content/533523main_messenger_orbit_image20110404_1_4by3
_946-710.jpg
http://www.nasa.gov/556995main_messenger_orbit_image20110601_1_4by3_946-710.png
http://www.messenger-education.org/instruments/xrs.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/MESSENGER_-_EPPS.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/MESSENGER_-_NS.jpg
http://rpmedia.ask.com/ts?u=/wikipedia/commons/thumb/9/9e/MESSENGER__MASCS.jpg/107px-MESSENGER_-_MASCS.jpg
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/image/messenger_mla.jpg
http://rpmedia.ask.com/ts?u=/wikipedia/commons/thumb/c/c1/MESSENGER__MAG.jpg/150px-MESSENGER_-_MAG.jpg
http://www.scienceblogs.de/planeten/Merkur_krater_strahlen.jpg
http://messenger.jhuapl.edu/news_room/presscon9_images/3_Solomon_7b-sm.jpg
http://regmedia.co.uk/2011/03/30/messenger_instruments.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b8/MESSENGER_-_MDIS.jpg
http://scienceblogs.burdadigital.de/planeten/upload/2008/01/messenger_model.jpg
http://www.wochenblatt.de/storage/scl/import/subdir/eins/122311_m3w522h400q75v58823_xi
o-fcmsimage-20110318110036-006016-4d832d449a55e.photo_1300440634115-1-0.jpg
http://messenger.jhuapl.edu/
http://www.nasa.gov/mission_pages/messenger/main/index.html
http://de.wikipedia.org/wiki/MESSENGER
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/05/MercuryOrbitInsertionDirectionofSunFull.
jpg
Spektrum der Wissenschaft, Nr. 5/2011, ab S. 46
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