Telemetriedaten fast in Echtzeit

Diese Signale der Rosetta-Sonde wurden am 20. Januar 2014 empfangen: Nach 31 Monaten im energiesparenden „Tiefschlaf“ war die Sonde pünktlich zur Annäherung an den Kometen aufgewacht. Bild: ESA, Jürgen Mai.
Diese Signale der Rosetta-Sonde wurden am 20. Januar 2014 empfangen: Nach 31 Monaten im energiesparenden „Tiefschlaf“ war die Sonde pünktlich zur Annäherung an den Kometen aufgewacht. Bild: ESA, Jürgen Mai.

Die Rosetta-Mission ist eine der faszinierendsten Missionen in der Geschichte der Raumfahrt: Zum ersten Mal folgt eine Sonde einem Kometen über einen langen Zeitraum und setzt sogar eine kleine Landesonde namens Philae ab, die auf dem Kometen landen soll!

Das alles ist eine enorme technische Herausforderung – viele hundert Millionen Kilometern von der Erde entfernt und nach zehn Jahren Flug! Deshalb muss das ganze Vorhaben von Experten auf der Erde kontrolliert werden.

Im Nutzerzentrum für Weltraumexperimente in Köln – kurz MUSC – befindet sich das Philae Lander Kontrollzentrum (LCC). In enger Zusammenarbeit mit der französischen Raumfahrtagentur CNES und der Europäischen Weltraum-Organisation ESA ist das DLR-Team dort für die Steuerung und den Betrieb des Kometenlanders verantwortlich.

Jeden Tag sendet Rosetta sogenannte Telemetriedaten von allen an Bord befindlichen Instrumenten zur Erde, die hier beobachtet und analysiert werden. Und in umgekehrter Richtung sendet die Kontrollstation Kommandos an die Sonde. Da die Kommandos aber nicht sofort dort ankommen, sondern erst mit rund einer halben Stunde Verzögerung, ist es umso wichtiger, dass alles genau überprüft wird, bevor Entscheidungen über die nächsten Schritte getroffen werden können.

Wichtige Fragen, die die Experten zum Beispiel beschäftigen, sind: Ist die Temperatur der Elektronik zu hoch oder etwa zu niedrig? Können Instrumente dadurch kaputt gehen? Wird die Energie des Landers ausreichen, um ihn überhaupt auf den Kometen aufsetzen zu können? Für welches Experiment reicht die vorhandene Energie nach der Landung? Die Telemetriedaten liefern die Antworten auf diese Fragen und sind somit entscheidend für den gesamten Erfolg der Rosetta-Mission!

Wie diese Daten aussehen, könnt ihr hier direkt live verfolgen! Es handelt sich dabei tatsächlich um die echten und aktuellen Telemetriedaten direkt aus den Kontrollräumen des Nutzerzentrums für Weltraumexperimente (MUSC).

Telemetriedaten
ESS
 
 
MSS
 
 
CIVA
 
 
YEbox
 
 
PrimBatt
 
 
Temperatur
 

Angezeigt werden hier die Temperaturen verschiedener Systeme in Rosetta und Philae:

1. Bei ESS – Electrical Support System – handelt es sich um die Datenschnittstelle zwischen Rosetta und Philae. ESS dekodiert die Kommandos und überträgt sie von der Raumsonde auf den Lander und verarbeitet die Datenströme auch in umgekehrter Richtung. Außerdem kontrolliert ESS während der Flugphase, dass alle Systeme mit ausreichend Strom versorgt werden. Sobald Philae von Rosetta getrennt wird, wird die Stromversorgung durch eine Batterieeinheit gewährleistet.

2. Ein Bestandteil dieser Batterieeinheit ist PrimBatt (Primär-Batterie): die Hauptbatterie von Philae. Sie bietet Energie für die Landung und für Experimente in den ersten Tagen (etwa 2,5 Tage). Danach kommt die zweite Batterie an Bord von Philae zum Einsatz (SBat, Sekundär-Batterie). Sie kann sich über Solarzellen aufladen und bietet dann Energie für all die anderen Experimente auf dem Kometen.

3. MSS ist das Mechanical Support System. Es ist ein Abstoßmechanismus, der dafür sorgt, dass Philae sich mit der exakt vorgegebenen Geschwindigkeit von Rosetta ablöst.

4. CIVA ist ein Kamerasystem in Philaes Außenhülle für Panorama- und 3D-Aufnahmen und beinhaltet sogar ein Mikroskop zur Untersuchung von Bodenproben auf dem Kometen.

5. YEbox ist eine weitere Elektronikbox im Inneren von Philae.

Für all diese Systeme gilt, dass die Temperaturen weder zu hoch (max. 40°C) werden dürfen, weil die Elektronikteile dann alle zu heiß werden könnten, noch zu niedrig (max. -45 °C). Dann greift das Philae Lander Kontrollzentrum ein und reguliert über Kommandos die Temperatur.

An diesen nächsten Kurven seht ihr die Stromquellen von Rosetta und Philae und deren Status:

Strom
 

Im Anflug wird der Lander über die Rosetta-Sonde mit Energie versorgt. Nach der Ablösung wird er zuerst von seiner Hauptbatterie versorgt: Diese Energie reicht nach Berechnungen der Experten bis zur Landung und etwas länger. Bei der Landung muss eine Landestelle erreicht werden, die es ermöglicht, dass die sekundäre Batterie sich mit Solarenergie aufladen kann, damit die Experimente auf den Kometen überhaupt durchgeführt werden können. Auch während der Ablösung muss beobachtet werden, wie lange die Energie ausreicht. Denn der Lander wird immerhin bis zu 5 Stunden für die Landung benötigen und verbraucht dabei natürlich auch Energie. Zum Beispiel für den „Kreisel“, der die Lage des Landers nach der Trennung stabilisiert und sicherstellt, dass er richtig aufsetzen kann.

Ihr seht wie wichtig es ist, auch die Stromzufuhr jederzeit zu beobachten. Denn nur dann weiß man, welcher Schritt als nächstes erfolgen kann und auch welche Experimente als erstes stattfinden können. Solange Philae mit der Rosetta-Sonde verbunden ist, ist hier natürlich noch nicht so viel zu sehen. Hin und wieder gehen die Kurven hoch. Dann testet das Philae-Team bestimmt gerade wichtige Funktionen. Ab November 2014, wenn es für Philae so richtig losgeht, wird hier natürlich viel mehr Bewegung zu sehen sein. Denn dann beginnt der spannendste Teil der Rosetta-Mission!