Artemis-1-Mission Spektrumanalyse: Sternwarte Bochum analysiert Daten von Orion

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Rund drei Wochen umkreiste die unbemannte Orion-Kapsel Artemis-1 den Mond. Während dieser Zeit konnte die Sternwarte Bochum die Missionsdaten empfangen und analysieren. Dabei wurden die Forscher von Spektrumanalysatoren unterstützt.

Am 16. November 2022 startet das Raumschiff Orion zur Mondmission. Die Missionsdaten hat die Sternwarte in Bochum empfangen und analysiert.
Am 16. November 2022 startet das Raumschiff Orion zur Mondmission. Die Missionsdaten hat die Sternwarte in Bochum empfangen und analysiert.
(Bild: NASA)

Am 14. Dezember 1972 stand mit Eugene Cernan letztmalig ein Mensch auf dem Mond. Das soll sich mit dem Artemis-Programm ändern. Mitte November startete die NASA mit Artemis-1 nach einigen Verzögerungen mit dem unbemannten Raumschiff Orion wieder eine Mondmission. Ziel ist es, nach über 50 Jahren erneut Menschen zum Mond zu bringen. Aber auch Ziele darüber hinaus sind mit dem Artemis-Programm geplant.

Rund drei Wochen lang umkreiste die unbemannte Orion-Kapsel den Mond. Nach knapp 26 Tagen im All landete die Orion-Kapsel am 11. Dezember im Pazifik. Doch zuvor konnte die Sternwarte Bochum während der Mondumkreisung die Daten von Orion empfangen und detailliert analysieren.

Daten aus 100 Millionen Kilometer Entfernung

Daten von Artemis-1: Die Parabolantenne der Sternwarte in Bochum misst 20 Meter und befindet sich unter einer Wetterschutzkuppel.
Daten von Artemis-1: Die Parabolantenne der Sternwarte in Bochum misst 20 Meter und befindet sich unter einer Wetterschutzkuppel.
(Bild: Sternwarte Bochum)

Möglich wurde das durch ein neues Equipment der Aaronia, ein deutscher Spezialist für Spektrumanalyse. Mit technischer und wissenschaftlicher Unterstützung der AMSAT-Deutschland e.V. empfängt die Sternwarte Bochum über eine Parabolantenne aus über 100 Millionen Kilometern Entfernung Weltraum-Wetter-Daten der Sonde „STEREO-A“ und leitet diese an die NASA weiter. In verschiedenen Universitäten laufen die Informationen zusammen und werden anschließend ausgewertet.

Neben der Kooperation mit der NASA analysieren die Wissenschaftler in Bochum auch die von anderen Sonden übermittelten Daten. Die neue Mond-Mission ist hier ein besonderes Highlight.

„Wir haben schon in den 1960er Jahren von Bochum aus die Mondlandung der NASA verfolgt“, erzählt Thilo Elsner, Leiter der Sternwarte Bochum. „Da ging es aber um die Sprachnachrichten und Analogtechnik.

Signale sind schwach und schmalbandig

Das Signal von Artemis-1 aus einer Entfernung von knapp 300.000 km wurde mit einem SPECTRAN V6 und der RTSA-Suite PRO aufgezeichnet.
Das Signal von Artemis-1 aus einer Entfernung von knapp 300.000 km wurde mit einem SPECTRAN V6 und der RTSA-Suite PRO aufgezeichnet.
(Bild: Aaronia)

Heute empfangen und analysieren die Forscher aus Bochum Daten, welche die Sonden digital übermitteln. Das Problem dabei sind jedoch die oftmals schwachen und schmalbandigen Signale, die zudem noch von Rauschen überlagert werden. Deswegen braucht man auch eine Parabolantenne mit einem Durchmesser von 20 Meter.

Die Qualität der Datenanalyse hängt entscheidend von dem eingesetzten Equipment ab, wofür auch Spektrumanalysatoren zum Einsatz kommen. Rechtzeitig zur Artemis-1-Mission hat die Firma Aaronia der Sternwarte mit dem Spektrumanalysator SPECTRAN V6 in Verbindung mit der Auswertungssoftware RTSA-Suite PRO ihr aktuellstes Mess-Equipment zur Verfügung gestellt.

Signale aller Mars-Missionen gleichzeitig empfangen

Für Peter Gülzow, Präsident der AMSAT-Deutschland, ein Glücksgriff. „Mit der Technik können wir jetzt viel mehr Dinge, die sich im All bewegen, gleichzeitig sichtbar machen und auswerten. Durch die Bandbreite von 250 MHz des Analysators zusammen mit der Echtzeitfähigkeit können wir in Verbindung mit unserer Parabolantenne praktisch die Signale aller Mars-Missionen gleichzeitig empfangen und erfassen. “

Ebenso wichtig wie die Datenerfassung ist deren Auswertung. „Für uns ist es wichtig, die empfangenen Signale auch softwaremäßig vernünftig abbilden zu können, zum Beispiel um die Bahn der Raumsonden mittels des Dopplereffektes zu vermessen oder wie am Beispiel von STEREO-A auch die Telemetriedaten auszuwerten“, führt Peter Gülzow aus. „Hier bietet die RTSA-Suite PRO verschiedene Möglichkeiten. Hinzu kommt, dass die Software auf einem Standard-PC läuft.“

Video: Livestream der Sternwarte Bochum

Die Auswertung der Daten

Schon jetzt ist das Team der Sternwarte und der AMSAT begeistert von der Qualität der Hard- und Software. Problemlos konnte der Flug der Sonde Orion verfolgt werden und die Daten sowohl vor dem Flug hinter den Mond als auch danach so detailreich wie nie zuvor empfangen werden. Das galt auch für den Entfernungsrekord einer Raumkapsel, als die Orion-Kapsel den entferntesten Punkt auf ihrer Flugbahn in 434.500 Kilometern von der Erde erreichte. Die endgültige Auswertung aller Daten erfolgt in den kommenden Wochen.

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