🛰️ GIRO: Dieses Instrument kann das Innere jedes extraterrestrischen Objekts kartieren
Der Prototyp der GIRO-Sonde, in Harz gedruckt und mit einer leitfähigen Farbe beschichtet, um die Leistung der Flugversion zu emulieren, die in Aluminium gedruckt wird. Zwei Patch-Antennen sind sichtbar. Das gelbe Instrument ist eine Wasserwaage, die zur Kalibrierung der Antennentestgeometrie verwendet wird.
Der Gravity Imaging Radio Observer, oder GIRO, basiert auf einem bekannten physikalischen Prinzip: dem Doppler-Effekt. Durch die Analyse winziger Verschiebungen in den ausgesendeten und empfangenen Radiosignalen kann das Instrument Gravitationsanomalien erkennen. Diese liefern Informationen über die Massenverteilung im Inneren und könnten so dichte Kerne, Hohlräume oder sogar unterirdische Ozeane aufdecken.
Diese Art der Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für die Planetenforschung, ohne dass eine Landung oder Bohrung an der Oberfläche erforderlich ist.
Aufgrund seiner kompakten Größe und hohen Empfindlichkeit könnte GIRO zu einer Vielzahl von Objekten geschickt werden: Asteroiden, eisige Monde, Riesenplaneten. Ein mögliches Ziel ist die noch wenig erforschte Region der Uranusringe, in die bisher nur wenige Sonden vorgedrungen sind.
Trotz seiner Vorteile muss GIRO mehrere Herausforderungen meistern. Sein Energieverbrauch begrenzt beispielsweise den Betrieb auf etwa zehn Tage in den entlegensten Umgebungen. Die Planung der Umlaufbahn, um nützliche Messungen zu erhalten, ist ebenfalls ein Schlüsselaspekt seiner Umsetzung.
Konzeptdarstellung von zwei auf Enceladus eingesetzten GIRO-Sonden, die das Entfaltungssystem, die bidirektionale Funkverbindung mit der Hochgewinnantenne (HGA) und die Beobachtungskameras zeigen, die das Licht jeder Sonde nutzen, um die Extraktion der Gravitationssignatur zu verbessern.
Die ersten Tests in kontrollierter Umgebung werden in Kürze erwartet. Wenn die Ergebnisse erfolgreich sind, könnte eine Integration in eine echte Mission innerhalb von ein bis drei Jahren erfolgen. Bis dahin verfeinern die Ingenieure die Prototypen, um deren Robustheit und Autonomie zu gewährleisten.
Wie funktioniert der Doppler-Effekt in der Astronomie?
Der Doppler-Effekt bezeichnet die Frequenzänderung einer Welle (Schall oder elektromagnetisch), wenn sich Quelle und Beobachter relativ zueinander bewegen. Im Weltraum wird er genutzt, um die Geschwindigkeiten von Sternen und Galaxien zu messen oder Exoplaneten zu entdecken.
Im Fall von GIRO sind die von der Sonde ausgesendeten Radiosignale empfindlich gegenüber geringsten Veränderungen im Gravitationsfeld. Die erkannten Frequenzänderungen offenbaren dann Details über die innere Struktur des beobachteten Objekts.
Dieses Prinzip wird auch in anderen Bereichen wie der Medizin (Doppler-Sonographie) oder der Meteorologie (Wetterradar) genutzt, was seine Effektivität und Vielseitigkeit beweist.
Was ist Gravitationskartierung?
Die Gravitationskartierung misst lokale Schwerkraftunterschiede, um daraus die innere Materieverteilung eines Himmelskörpers abzuleiten. Je dichter ein Bereich ist, desto stärker ist seine Anziehungskraft.
Diese Methode ermöglicht beispielsweise die Erkennung von Dichteunterschieden in planetaren Krusten oder die Schätzung der Zusammensetzung eines Kerns. Sie ist besonders nützlich für unzugängliche Welten, etwa solche, die von Eis bedeckt sind.
Die gewonnenen Informationen tragen dazu bei, die geologische Geschichte von Planeten zu rekonstruieren und interessante Ziele für zukünftige robotische oder bemannte Missionen zu identifizieren.