Nächste große ESA-Mission ausgewählt

Drei Missionen bei der ESA standen zur Auswahl als kommende “L-Mission” … also als großes Projekt, das zum Start eine Ariane 5 braucht. ATHENA: ein orbitales Röntgenteleskop, NGO: eine Multisondenmission zur Gravitationswellenmessung und JUICE: eine Mission zum Jupitersystem.

Die ESA-Exekutive ist nun der Empfehlung des Space Science Advisory Committee (SSAC) gefolgt und hat dessen Wahl dem Science Programme Committee zur Genehmigung vorgeschlagen (das möglicherweise den Vorschlag noch ablehnen kann), und zwar fiel die Wahl auf JUICE. Damit wird der planetaren Forschung in dieser Missionsklasse der Vorzug gegenüber Astronomie und fundamentaler Wissenschaft gegeben.  

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Blog-Artikel von Steinn Sigurdson vom 18.4.2012 mit diesem Protokoll der Entscheidung der ESA-Exekutive

Brandneuer BBC-Artikel zum Thema

Ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur und arbeite bei einer Raumfahrtagentur als Missionsanalytiker. Alle in meinen Artikeln geäußerten sind aber meine eigenen und geben nicht notwendigerweise die Sichtweise meines Arbeitgebers wieder.

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  1. Ist unsere LISA noch zu retten …?

    Bei aller Liebe zum Jupiter: Da waren “wir” – als raumfahrende Menschheit, einige Instrumente made in Germany inklusive – inzwischen sieben(!) Mal, und die 8. Sonde ist gerade unterwegs. Mit der zum NGO mutierten Satellitenkonstellation LISA dagegen wäre fundamentales Neuland in der Weltraumforschung, ja der ganzen Physik, betreten worden, und mit hoher Wahrscheinlichkeit wäre ein ganz neues Fenster in den Weltraum geöffnet worden.

    Die offensichtlichen Argumente der Vorentscheidung für JUICE mögen ja Bürokraten bestens einleuchten (geringste Kosten und geringte technische Hürden), aber wo bleibt hier der Mut? Und immerhin zwei der drei Fachausschüsse, die der ESA-Exekutive zuarbeiteten, hatten sich ebenfalls für das NGO stark gemacht.

    Jetzt wird es spannend zu sehen, ob sich die USA noch einmal berappeln und ihrerseits LISA wieder auferstehen lassen: Eine Arbeitsgruppe für ein “space-based gravitational-wave observatory in the tradition of LISA” existiert ja weiter. Mit der Aufgabe “to develop new concepts for a future NASA-led mission, in the event that NGO did not go forward.” Ob dabei die Europäer – und insbesondere der charismatische deutsche LISA-Vorkämpfer – mitspielen dürfen …?

  2. Cosmic Vision vs. Realismus

    Sicher, im Sinne von Neuland betreten hätte NGO ausgewählt werden müssen. Stattdessen ist das genaue Gegenteil passiert, man setzt sozusagen auf Altbewährtes.

    Daß die Chancen von NGO aber letztlich schlecht standen, blickte immer mal wieder durch. Die Techologie hatte nicht nicht bewiesen, daß sie überhaupt funktionieren kann. Dies wird die Aufgabe von LISA Pathfinder sein – vorher konnte NGO eigentlich nicht mit einer Startfreigabe rechnen, und damit sind die Gravitationswellen in dieser Runde raus, auch wenn noch so interessante Wissenschaft daran hängt.

    Tja, und dann ist da noch ATHENA, ehemals IXO, ehemals Constellation-X und XEUS. Die Röntgenastronomie steht ohne ATHENA vor mageren Jahrzehnten, denn die derzeitigen Missionen XMM-Newton und Chandra werden langsam aber sicher altersschwach und kleine Missionen wie eROSITA oder LOFT werden ATHENA nicht ersetzen können…

  3. Raumfahrt – mehr als nur Wissenschaft

    Aus wissenschaftlicher Sicht wird die Entscheidung eine Enttäschung darstellen. Da kommt es allerdings auch darauf an, aus welcher Sparte der Wissenschaftler stammt, den man fragt. Planetologen und Exobiologen werden beispielsweise wohl eher ausgesprochen angetan sein.

    Es gibt in der Weltraumforschung immer die drai großen Bereiche, zwischen denen der Proporz gewahrt bleiben muss: 1.) Astronomie, 2.) Planetologie, 3.) fundamentale Wissenschaft. Diese Aufteilung war auch in der Zuordnung der drei Missionen zu erkennen, die am Ende noch im Rennen um die nächste L-Mission der ESA waren.

    Da jetzt eine planetare Mission gewählt wurde, kann man, insbesondere dann, wenn das Marsforschungsprogramm ExoMars in Kooperation mit den Russen weiter geführt wird, davon ausgehen, dass es in den kommenden Jahren jegliche Vorschläge für weitere planetare Missionen sehr schwer haben werden. Dann werden die beiden anderen Gruppen zum Zuge kommen müssen.

    Dass mit der Jupitermission JUICE nur noch auf “Altbewährtes” gesetzt und ein eigentlich bekannter Himmelskörper nur noch ein bisschen besser erkundet würde, kann ich auch nicht nachvollziehen. Hier wird doch die Erkundungszeit zumindest einiger galileischer Monde um ein Vielfaches gegenüber dem bisher Erreichten vergrößert, bzw. es wird sogar aus einem lunaren Orbit erkundet. Das ist mit den bisherigen Vorbeiflügen überhaupt nicht zu vergleichen. Ich denke, wir werden nach der Mission wirklich so viel mehr wissen, dass die Bücher über die galileischen Monde neu geschrieben werden müssen.

    Was die Technik angeht: das nehmen Wissenschaftler nicht wichtig, weil sie eh nichts davon verstehen und ohnehin eine Raumsonde nur als ein fliegendes Messinstrument verstehen, aber die Schwierigkeiten, mit denen man bei Entwicklung und Bau, aber auch Betrieb der Sonde konfrontiert sein wird, sind eine große Herausforderung für die Ingenieure. Das ist bei NGO wohl eher nicht so.

  4. Andere Röntgenteleskope

    Zusätzlich zu den genannten zukünftigen Röntgenteleskopen eRosita (das AFAIK ja nur eine Nutzlast auf einem russischen orbitalen Teleskop darstellt) und LOFT, das vielleicht irgendwann im nächsten Jahrzehnt kommt, oder auch nicht, ist auch die japanische Mission Astro-H zu nennen, die nächstes Jahr gestartet werden soll.

  5. Das mit der technischen Herausforderung sehe ich genau andersherum. Die Esa will hier mal wieder den Weg des geringsten Widerstands gehen: Athena/Ixo/Xeus hätte mit seinem Wolter-Teleskop auf Basis von Silizium-Wafern (wenn es denn so gekommen wäre) die Röntgenoptik weit vorangebracht, NGO/Lisa hätte den Weg für den Praxiseinsatz von Lasern im All geebnet. Juice dagegen ist im Grunde nur eine große Sonde mit viel Treibstoff, die besonders lang durchhalten muss. Natürlich ist so etwas nicht einfach zu bauen, aber es ist auch nichts grundlegend Neues. Und soll die Raumfahrt in Europa nicht Wissenschaft und technologische Entwicklung zugleich voranbringen?

    Immerhin klingt die Mission von Juice wissenschaftlich neu und interessant. Da hätte ja auch wieder ein sinnloses Projekt (wie bei Bepicolombo) oder ein inzwischen konzeptloses Unterfangen (wie bei Exomars) herauskommen können …

  6. Drei starke Kandidaten

    Ich begrüße die Wahl der planetaren Mission, ohne den Wert der anderen Kandidaten schmälern zu wollen.

    Bei der Wahl waren die Urteile der drei Arbeitsgruppen Astronomie/Sonnensystem-Erforschung/Physik nicht gerade hilfreich. Die Astronomie-Arbeitsgruppe favorisiert die Astronomiemission, die Planetologen die Jupitermission und die Physiker die Gravitationswellenmessung. Na, wer hätte das erwartet?

    Ohne klares Signal von dieser Seite und mit offenbar drei wissenschaftlich starken Kandidaten müssen halt andere Kriterien herangezogen werden. Die Entwicklungsdauer, das Entwicklungsrisiko und die Kosten. In dem Protokoll auf der Webseite von Steinn Sigurdson (Es hat bestimmt eine Menge Aufregung ausgelöst, als der das einfach so ins Netz gestellt hat) findet man in Kapitel 6 auf Seite 16 die endgültige Gegenüberstellung der drei Kandidaten.

    Die Entwicklungsrisiken sind auf den vorhergehenden Seiten abgehandelt. Sowohl bei ATHENA wie auch bei NGO gibt es trotz massiver Herunterskalierung der Experimenthardware immer noch erhebliche Risiken aufgrund des niedrigen Verfügbarkeitsstands. Bei NGO schlägt sich das in einem mindestens 2 Jahre späteren Startdatum und erheblich höheren Kosten nieder.

    Da finde ich die gemachte Empfehlung schon nachvollziehbar. So einfach ist die Entwicklung bei JUICE allerdings auch nicht, denn neben des hohen Delta-v und der langen Missionsdauer ist das Problem hier die radiologische Belastung, verschärft durch die Tatsache, dass diese Sonde Solargeneratoren statt, was sinnvoller wäre, RTGs zur Stromversorgung nutzen soll. Das Jupitersystem ist kein Ponyhof.

    Relevant für das Entwicklungsrisiko ist die Kombination aus dem Massenrisiko wegen der Strahlenbelastung mitdem Multiplikationsfaktor wegen des hohen Delta-v. Wird die Sonde schwerer als geplant, haut das über den dann notwendigen zusätzlichen Treibstoffbedarf gleich doppelt ‘rein.

    Wenn auch die Instrumente selbst nichts wirklich Neues bieten, der zu erwartende wissenschaftliche Ertrag erscheint mir phänomenal. Das werden auch die zugeben, die jetzt noch “Schon wieder Jupiter!” maulen.

    Zu BepiColombo fällt mir auf Anhieb nichts Positives ein – sollte sich das ändern, melde ich mich wieder … aber die Konzeptlosigkeit bei ExoMars, die noch vor 5 Jahren zweifellos herrschte, sehe ich mittlerweile nicht. ExoMars ist ein Programm mit einer Struktur, das sowohl wissenschaftlich und technisch auf der bestehenden Erfahrung aufbaut und das notwendige Neue schafft.

    Inzwischen ist auch die Partnerschaft so angelegt, dass man sich nicht mehr fragen muss, was denn für Europa in technologischer Hinsicht herausschaut. Sollten die geplanten Missionen in 2016 und 2018, mit Folgemissionen im neuen Jahrzehnt in Kooperation zwischen Russland und Europa stattfinden, wäre Europa in der planetaren Forschung von “fener liefen” auf einen Spitzenplatz vorgerückt.

  7. Aus dem wissenschaftlichen Blickwinkel finde ich ja alle drei Vorschläge sehr interessant, und das Risiko, keine neuen, bahnbrechenden Erkenntnisse zu erlangen, ist bei den Jupitermonden wohl am geringsten. Daher kann ich die Auswahl durchaus verstehen, zumal planetare Missionen im Wissenschaftsprogramm der Esa auch kein sonderliches Übergewicht haben.

    Bis zum Ausstieg der Amerikaner hätte ich bei Exomars hinsichtlich eines überzeugenden Konzepts sogar zugestimmt. Die Missionen 2016 und 2018 bauten technisch und wissenschaftlich schön aufeinander auf und hatten eine klare Perspektive fürs nächste Jahrzehnt. Aber aktuell? Mal abwarten, was die Russen als Gegenleistung für die Proton so alles unterbringen wollen und wie viel der nötige Umbau kosten würde. Noch sehe ich Exomars im November beim Ministerrat nicht finanziert, das wird für die Italiener sicherlich kein Selbstläufer.

    Aber schön, dass wir uns wenigstens bei Bepicolombo ausnahmsweise mal einig sind 😉

  8. Überzeugt ExoMars?

    Bis zum Ausstieg der Amerikaner hätte ich bei Exomars hinsichtlich eines überzeugenden Konzepts sogar zugestimmt.

    Überzeugend? Die Europäer waren angeblich fast gleichwertige Partner, wurden aber systematisch vom kritischen Pfad ferngehalten und hätten beispielsweise für die Rover-Mission 2018 gerade mal ein paar Instrumente geliefert? In den Folgemissionen wäre das so weiter gegangen.

    Na, vielleicht können wir uns jetzt über die Semantik des Begriffs “überzeugend” streiten. Die Russen sind da anders. Was genau ist an deren Vorschlägen und Forderungen nicht überzeugend?

    Sollte es jetzt mit ExoMars vorangehen, werden sowohl die Russen als auch die Europäer einen wirklichen technischen Fortschritt in ihren Fähigkeiten zur planetaren Erkundung verzeichen.

    Sollte es nicht weiter gehen, was durchaus sein kann, dann liegt das eher an nationalen Einzelinteressen weniger europäischer Nationen, nicht an Mängeln des Konzepts.

    Zu BepiColombo: Ich habe nur gesagt, dass mir dazu im Moment nichts Positives einfällt. Aber vielleicht ändert sich das ja noch.

  9. Cheers to the winner?

    “Cheers to the winner, jeers to the losers.” Die Losers sind erstmal die Weltraumfans, die jetzt acht Jahre länger auf irgendein Ergebnis warten dürfen, denn ATHENA hätte schon kurz nach dem 2022-er Start (und NGO sicher auch deutlich vor 2030) mit der Arbeit begonnen …

    Warum dauert es eigentlich derart lange mit der JUICE-Reise? Die Voyagers waren nach zwei Jahren am Jupiter, der dicke Cassini nach drei, und selbst die beiden Jupiterorbiter Galileo und Juno brauch(t)en mit 6 bzw. 5 Jahren deutlich weniger als die 8 von JUICE. Schlechtere Stellung der Planeten diesmal? Das wäre ein weiterer Grund für die Auswahl einer der anderen Missionen gewesen …

  10. Warum dauert das so lange?

    @Daniel Fischer:

    Gut beobachtet. Es dauert deswegen so lange, zum Jupiter zu kommen, weil man diese ******-Ariane 5 ECA als Startvehikel nehmen muss. Diese ist mehr oder weniger (meist mehr) ungeeignet für jede Art von Mission außer Starts ins GTO, und im GTO würde JUICE nicht viel nützen.

    Unter Anderem beschert diese Rakete (mit ihren vielerlei “dies geht nicht, das geht nicht .. Wie bitte? bei jeder anderen Rakete geht das? Tja, Pech, bei der Ariane aber nicht”, äh, Features) der Mission also mindestens ein Jahr mehr an Transferdauer, weil man anstatt Start-Venus-Erde-Erde-Jupiter einen Start-Erde-Venus-Erde-Erde-Transfer fliegen muss.

    Aber in Wirklichkeit kostet das mehr als ein Jahr, weil die besonderen Features der Rakete eben Lösungen in der Transferoptimierung ausschließen, die bei Starts mit anderen Raketen wie Proton oder Atlas V prolemlos möglich wären.

    Mit einer für interplanetare Missionen geeigneten Rakete oder selbst mit der Ariane 5 ME, die, falls sie kommt, zumindest (hoffentlich) einige der besonders beliebten features der ECA nicht mehr aufweist, würde man mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Transferdauern von 5-6 Jahren kommen.

    Was nun die bisherigen Missionen angeht, die Pioneers ond Yoyagers waren direkte Transfers ohne Swingbys und damit natürlich schneller, aber mit einem Swingby-Transfer nicht zu vergleichen.

    Cassini brauchte in der Tat nur drei-ein-Viertel Jahre, hatte aber einen Venus-Venus-Erde-Transfer, der schneller, aber meist weniger masseneffizient ist und war außerdem auf dem Weg zum Jupiter in einer bereits h&oum;herenergetischen Bahn, denn es sollte ja zum Saturn gehen, Jupiter gab da nur noch den letzten “Schubs”.

    Galileo und Juno brauchen so lange, wie man halt braucht, wenn man eine geeignete Rakete zur Verfügung hat, nämlich 5-6 Jahre.

  11. Wie siehts bei Juice mit Asteroiden aus? Vor kurzen gabs einen interessanten Artikel (inklusive Kommentar des hochgeschätzten Blogautors) über die Suche nach Gelegenheiten für zusätzliche Asteroidenvorbeiflügen bei der in Planung befindlichen Hera Mission. Auch für Juice sollten theoretisch solche Gelegenheiten existieren, jedoch wird nirgends die Möglichkeit nur erwähnt. Kann man bei Juice noch auf einen Asteroidenvorbeiflug hoffen oder wurde dies bereits ausgeschlossen?

    • Bei JUICE sollte das eigentlich viel unproblematischer sein als bei HERA. JUICE fliegt doch eine EEVEMEJ-Trajektorie mit 2 Jahren zwischen dem zweiten und dritten Erdvorbeiflug? Da sollte doch das Aphel auf diesem Bahnstück schon weit genug in den Asteroidengürtel hineinreichen, um eine Möglichkeit für einen nahen Vorbeiflug zu finden. Die erforderliche Anpassung der Bahn sollte durch kkleine verschiebungen des Zeitpunkts des letzten Erd-Swingby auszufangen sein. Analysiert habe ich das allerdings nicht; an JUICE lässt man so einen wie mich wohlweislich nicht ‘ran.

      Bei HERA ist das alles schwieriger, die Mission 2023 hat nach dem Erdvorbeiflug ein Jahr nach dem Start nur noch eien Swingby am Mars vor der Ankunft am Asteroiden. Die backup-Mission 2024 hat gar nur den einen Mars-Swingby. Da auch noch Umwege einzubauen, ohne dass die beim delta-v ganz erheblich ins Kontor schlagen, wird vielleicht gar nicht gehen. Das habe ich allen Beteiligten auch so kommuniziert.

  12. Erneuerlich wurde ein Umstieg von JUICE auf die Ariane 64 ins Spiel gebracht. Aber ich denke selbst wenn dies eine schnellere Trajektorie zum Jupiter ermöglichen würde, würde es nicht gemacht werden weil durch eine frühere Ankunft beim Jupiter wahrscheinlich die Planung für die Jupiter Tour über den Haufen geworfen würde.

    • Mir ist nicht bekannt, ob bezüglich des Wechsels von der Ariane 5 ECA zur Ariane 64 bereits eine Entscheidung gefallen ist, aber soweit mir bekannt, steht eine Änderung der Transferbahn nicht zur Debatte.

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