Die spektakulären Vorbeiflüge von GALILEO an Europa und Io wurden bereits mit der Entdeckung von gefrorenem Wasser und einigen der frühesten Beispiele von nicht-solaren (durch Gezeiten verursachten) Wärmequellen in unserem Sonnensystem belohnt.

Oben: Amalthea ist der innerste der Monde des Jupiters und gibt den Forschern seit seiner Entdeckung Rätsel auf. (Photo: NASA/JPL)

In den letzten Wochen und Monaten haben sich die Wissenschaftler der GALILEO-Mission für das nächste Ziel der reise vorbereitet: Den Besuch des Jupitermondes Amalthea, den Galileo in weniger als 160 km Entfernung passieren soll. Amalthea ist einer der ungewöhnlichsten Monde im Sonnensystem, weil er mehr Wärme abstrahlt, als er von der Sonne aufnimmt.

Nachdem GALILEO anscheinend auf den Monden Wassereis gefunden hat, haben Wissenschaftler über einige der grundsätzlich notwendigen Umweltanforderungen für Leben (Energie, flüssiges Wasser, kein Vakuum) sowohl auf den Monden, als auch in geringerem Umfang auf Jupiter selbst gemutmaßt. Eine Zusammenfassung darüber, wie man GALILEO ein sicheres Ende bereiten kann, bietet auch faszinierende Einblicke in die Aussichten für Leben auf de Io, Europa, Ganymed und Kallisto.

Der letzte Vorhang

GALILEO hat dreimal länger in der Umlaufbahn des Jupiters funktioniert, als für seine ursprüngliche Mission vorgesehen war. Die Raumsonde ist immer noch in gutem Zustand in Betrieb und bewegt sich weiter für seinen letzten Vorbeiflug im November auf Jupiter zu. Inzwischen (22. Oktober) hat sich Galileo auf weniger als 8,5 Millionen Kilometer angenähert. Die Raumsonde ist noch knapp außerhalb der Magnetosphäre auf der sonnenzugewandten Seite des Riesenplaneten und Daten, gesammelt vom Magnetometer, dem Staubdetektor und dem Extremultraviolettspektrometer, stellen den Wissenschaftlern weiterhin Informationen über das interplanetare Medium zur Verfügung.

GALILEO ist im Dezember 1995 für eine Zweijahresmission in die Umlaufbahn um den Jupiter eingetreten, um intensive Beobachtungen von Jupiters Atmosphäre, den Ringen, der Satelliten und der Strahlungsumgebung durchzuführen. Im Jahr 1997 wurde die Mission um weitere zwei Jahre ausgedehnt, um zusätzliche Beobachtungen von Europa und die ersten Nahbeobachtungen von Io zu ermöglichen. In 1999 schließlich wurde die Mission um ein weiteres Jahr erweitert, sowohl für weitere Beobachtungen von Io und Europa, als auch für eine gemeinsame Untersuchung der Magnetosphäre mit der auf dem Weg zum Saturn befindlichen Sonde CASSINI im Dezember 2000. Zur Zeit befindet sich die Sonde auf einer ballistischen Bahn, auf der sie im September 2003 auf die Atmosphäre des Riesenplaneten trifft und darin verglühen wird.

Der nahe Vorbeiflug an Amalthea

Oben: Am 5. November wird sich GALILEO in die Region intensivster Strahlung in der Nähe des Riesenplaneten Jupiter begeben, um seinem innersten Mond Amalthea einen Besuch abzustatten. (Abbildung: NASA/JPL)

Die routinemäßigen Wartungsaktivitäten der Raumsonde schloß in den letzten Wochen auch einen Test des Antriebssystems am 10. September und am 3. Oktober ein, sowie einen Standardtest des bordeigenen Kreiselstabilisierungssystems am 4. Oktober 2002.

Am Samstag, 21. September, führte GALILEO ein Bahnänderungsmanöver durch, das den Vorbeiflug am Mond Amalthea am 5. November vorbereitete. Dabei wurde die Überflughöhe von nur 134 Kilometern über dem unregelmäßigen Himmelskörper, dessen größte Ausdehnung nur 135 Kilometer beträgt, eingestellt.

Ein relativ naher Vorbeiflug an Amalthea, eines der Jupiter nächsten bekannten Satelliten, ist deshalb von so besonderem wissenschaftlichen Interesse, weil nur so wenig genaues über das strahlungsintensive Gebiet in der näheren Umgebung des Jupiters bekannt ist. Amalthea ist das roteste Objekt, das bisher im Sonnensystem entdeckt wurde und scheint deutlich mehr Wärme abzugeben, als er durch Sonneneinstrahlung aufnimmt. Dieser Wärmeüberschuß stammt entweder aus dem Strahlungsgürtel um den Jupiter herum oder ist eine Folge von Aufheizung durch Gezeitenkräfte.

Obwohl die Strahlungsumgebung des Jupiters immer einen Problemfaktor für die Bordelektronik GALILEOs darstellt, erhoffen sich die Forscher aus diesem Vorbeiflug eine erste genauere Schätzung der Masse und daraus folgend auch der Dichte des Mondes. Die Verfolgung der Flugbahn selbst wird es ermöglichen, auf die Masse Amaltheas rückzuschließen und das unter extrem schwierigen Betriebsbedingungen (die Strahlung wird 3 bis 5 Mal so stark sein, wie bei den vorausgegangenen Vorbeiflügen von Io):

Oben: Amalthea ist ein sehr unregelmäßig geformter Begleiter des Jupiters, wie diese Aufnahmen von GALILEO zeigen. (Photo: NASA/JPL)

Die Dichteabschätzung ist von Bedeutung, da Amalthea ein Fragment eines Objektes sein könnte, das sich näher an Jupiter gebildet haben könnte, als die Galileischen Monde, und wo die Temperaturen in der Geburtswolke des Jupiters höher gewesen sein müßten. Davon ausgehend, daß das Volumen Amaltheas bis auf eine Unsicherheit von 10% genau bekannt ist, würde schon eine auf 20% genau bestimmte Masse Rückschlüsse über die Zustände in der Geburtswolke um den Jupiter herum und die Mondbildungsprozesse ganz allgemein zulassen. Für die Massenbestimmung sind keine bestimmten Geräte notwendig. Aureichend ist bereits die Verfolgung der Sondenflugbahn durch die Überwachung des zur Erde gesandten Radiosignals. Sollten Fernbeobachtungen von Bord der Sonde während des Vorbeifluges möglich sein, so werden monochromatische Aufnahmen die Verfolgung einer Reihe zweitrangiger Ziele ermöglichen, darunter hochauflösende Aufnahmen von Streifen und Kraterinhalten, die Suche nach Hinweisen auf Ablagerungen und eine genaue Kraterzählung.

Was steht als nächstes an?

Die wissenschaftliche Beobachtungssequenz für GALILEOs letzten Satellitenvorbeiflug beginnt in dieser Woche. Am Montag, 21. Oktober werden die Feld- und Partikelmeßinstrumente eingeschaltet und für das kontinuierliche Sammeln von Daten in den nächsten drei Wochen eingerichtet. Die dabei aktiven Instrumente sind der Staubdetektor, der Detektor für energiereiche Partikel, der Schwerionenzähler, das Magnetometer, das Plasmauntersystem und das Plasmawellenuntersystem.

Während die Daten gesammelt werden, erfordern gelegentlich auftretende Unterbrechungen in der Empfangsbereitschaft der Kommunikationsantennen am Boden, daß die Daten auf einem an Bord befindlichen Datenpuffer zwischengespeichert werden und wenn dieser Puffer voll ist, auf ein Speicherband kopiert werden, um später wieder abgespielt und zur Erde übertragen zu werden. Als Vorbereitung für diese Pufferleerungen wurde am Montag das Band auf die richtige Position gespult. In den nächsten zwei Wochen wird der Puffer insgesamt 14 Mal auf das Band kopiert.

Am Donnerstag, 24. Oktober wird ein Test des Kreiselsystems, mit dem die Lage des Raumfahrzeugs bestimmt und geregelt werden kann, durchgeführt. Mit diesem Test soll bestimmt werden, ob ein Update der Softwareparameter, die für die Verarbeitung der Kreiseldaten notwendig sind, erforderlich ist, bevor das Bahnmanöver in der nächsten Woche erfolgt.

Am Freitag, 25. Oktober, wird eine routinemäßige Wartung des Antriebssystems durchgeführt. Außerdem nähert sich die Sonde an diesem Tag dem Jupiter auf weniger als 100 Planetenradien (7.1 Millionen Kilometer) an.