Gravity Recovery and Interior Laboratory

Gravity Recovery and Interior Laboratory
Missionslogo
Typ	Raumsondenpaar
Land	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Organisation	Vorlage:NASA
COSPAR-Bezeichnung	Vorlage:COSPAR Vorlage:COSPAR
Missionsdaten
Startdatum	10. September 2011, 13:08:52 UTC
Startplatz	Cape Canaveral AFS, LC-17B
Trägerrakete	Delta-7920H-10C
Missionsdauer	464 Tage
Enddatum	17. Dezember 2012, 22:29:21 UTC
Landeplatz	kontrollierter Absturz in Nordpolregion (an unbenanntem Berg zerschellt)
Bahndaten
Koordinatenursprung	Mond
Bahnhöhe	55 km (anfänglich)
Umlaufzeit	113 min (anfänglich)
Allgemeine Raumfahrzeugdaten
Startmasse	jeweils 307 kg
Leermasse	jeweils 201 kg
Abmessungen	(H × B × T) 109 cm × 95 cm × 76 cm
Hersteller	Lockheed Martin Space Systems
Sonstiges
Vorherige Mission	Kepler
Nachfolgende Mission	InSight

Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) war eine Mondmission der NASA, die im Rahmen des Discovery-Programms durchgeführt wurde. Der Name spielt auf engl. (Holy) Grail = (Heiliger) Gral an.

GRAIL bestand aus zwei im September 2011 gemeinsam gestarteten Raumsonden, die zwischen Anfang 2012 und Dezember 2012 den Mond umkreisten. Ziel der Mission war die genaue Vermessung des lunaren Schwerefelds und der Schwereanomalien, um daraus Aufschlüsse auf den inneren Aufbau des Mondes zu gewinnen.

Aufbau der Sonden

Die Mission wurde vom Jet Propulsion Laboratory geleitet. Die Sonden wurden von Lockheed Martin Space Systems basierend auf dem XSS-11-Satelliten gebaut.<ref> Vorlage:Webarchiv/WaybackVorlage:Webarchiv/Wartung/URL</ref> Die Stromversorgung erfolgte über zwei ausklappbare, aber nicht schwenkbare Solarmodule (763 W), die Lithium-Ionen-Akkumulatoren aufluden (30 Ah bei 28 V).<ref>NASA: Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) Launch Kit (PDF; 1,2 MB)</ref> Zur Lageregelung dienten Warmgas-Steuerdüsen und Reaktionsschwungräder. Die Daten wurden über eine S-Band-Funkverbindung an das Deep Space Network (DSN) übertragen.<ref name="MIT-SC" />

Die Sonden arbeiteten, wie die GRACE-Satelliten, nach dem SST-Prinzip (Satellite-to-Satellite Tracking): Sie umrundeten den Mond auf derselben Bahn und maßen mit dem Lunar Gravity Ranging System (LGRS) mittels elektromagnetischer Wellen im Ka-Band kontinuierlich die gegenseitige Distanz. Dadurch ließen sich Unregelmäßigkeiten des Schwerefeldes mit hoher Präzision analysieren.<ref name="MIT-SC" />

Als zusätzliche Nutzlast, zu Bildungszwecken für Schüler, befand sich auf jeder der beiden Sonden das Kamerasystem E/PO MoonKam mit jeweils fünf einzelnen Kameras, die Bilder von der Mondoberfläche, der Erde und den Sonden selbst übermittelten.<ref name="MIT-Edu" /> Die Sonden wurde nach einem landesweiten Wettbewerb für Schulklassen „Ebb“ (Ebbe) und „Flow“ (Flut) benannt.<ref>NASA: Vorlage:Webarchiv/WaybackVorlage:Webarchiv/Wartung/URL, vom 17. Januar 2012</ref>

Funktionsprinzip der GRAIL-Sonden

Missionsverlauf

Flugbahnen zum Mond: GRAIL A: rot, GRAIL B: blau

Die beiden GRAIL-Sonden starteten zusammen auf einer zweistufigen Delta-7920H-10C-Rakete am 10. September 2011 um 13:08:52 UTC von der Cape Canaveral Air Force Station aus.

Nach dem Start erfolgte eine dreieinhalbmonatige Transferphase über den Lagrange-Punkt L1 des Erde-Sonne-Systems zum Mond, um die erforderliche Geschwindigkeitsänderung klein zu halten und andererseits die sehr niedrige Mondumlaufbahn von nur etwa 50 km Höhe möglichst exakt zu erreichen. Die Umlaufzeit der Sonden um den Mond betrug 113 Minuten. Auf dieser Höhe folgten die beiden Satelliten einander in 175 bis 225 Kilometer Abstand.<ref name="MIT-Design" />

Das Gravitationsfeld des Mondes von GRAIL bestimmt.

Die eigentliche Wissenschaftsmission begann am 7. März 2012<ref>NASA: Vorlage:Webarchiv/WaybackVorlage:Webarchiv/Wartung/URL</ref> und hatte eine Dauer von 82 Tagen. Diese war in drei Zyklen von je 27,3 Tagen gegliedert. Zweimal täglich standen die Sonden für je 8 Stunden mit dem Deep Space Network (DSN) in Verbindung und übertrugen ihre gesammelten Daten.<ref name="MIT-Design" />

Nach Abschluss der primären Wissenschaftsphase wurde eine Verlängerung der Mission beschlossen, die vom 30. August bis 3. Dezember 2012 andauern sollte. Dafür verringerten die Sonden ihre Höhe auf durchschnittlich 23 Kilometer, um noch detailliertere Messungen durchführen zu können.<ref>NASA: Vorlage:Webarchiv/WaybackVorlage:Webarchiv/Wartung/URL, vom 31. August 2012</ref> Nach Ende der Mission im Dezember 2012 erfolgte eine fünftägige Außerdienststellungsphase, nach der die beiden Satelliten später auf dem Mond aufschlagen sollten, um einen unkontrollierten Absturz auf eventuell bedeutsame Stätten wie z. B. die Apollo-Landestellen zu vermeiden.<ref name="MIT-Design" />

Beide Raumsonden kollidierten zum planmäßigen Missionsende am 17. Dezember 2012 mit einem unbenannten Berg zwischen Philolaus und Mouchez nahe dem Mondnordpol. Um 22:28:51 UTC schlug GRAIL A („Ebb“) zuerst auf der Mondoberfläche auf, eine halbe Minute später folgte GRAIL B („Flow“). Der Ort des Einschlags beider Satelliten wurde von der NASA nach der 2012 verstorbenen Astronautin Sally Ride benannt.<ref>NASA: Vorlage:Webarchiv/WaybackVorlage:Webarchiv/Wartung/URL, vom 17. Dezember 2012</ref>

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  Die GRAIL-Sonden bei der Startvorbereitung
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  Die GRAIL-Sonden auf der Trägerrakete
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  Die Delta-7920H-10C vor dem Start
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  Die Delta 7920H-10C kurz vor dem Abheben
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  Dicke der Mondkruste

Weblinks

Commons: Gravity Recovery and Interior Laboratory – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• GRAIL@ nasa.gov, abgerufen am 1. Januar 2012
• MIT GRAIL Home Page
• NASA News: New NASA Mission to Reveal Moon's Internal Structure and Evolution, 11. Dezember 2007 (englisch)
• Kennedy Space Center: Medienarchiv zur GRAIL-Mission
• hda: Nasa-Mission, Sonden-Duo soll Rätsel um zweiten Erdmond lösen, in Spiegel Online Datum: 7. September 2011, abgerufen: 10. September 2011
• NASA: GRAIL-A erreicht Mond am 31. Dezember 2011

Videos

• Parting Moon Shots from NASA's GRAIL mission. Aufnahmen der Mondrückseite im Dezember 2012, JPLnews@youtube, abgerufen am 16. Januar 2013

Einzelnachweise

<references> <ref name="MIT-Design">[ ] MIT, archiviert vom Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar) am 2012-01-26; abgerufen . </ref> <ref name="MIT-SC">[ ] MIT, archiviert vom Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar) am 2012-01-12; abgerufen . </ref> <ref name="MIT-Edu"> MIT; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen  </ref> </references>

Geplante Missionen sind kursiv dargestellt. Siehe auch: Chronologie der Mondmissionen, Liste künstlicher Objekte auf dem Mond

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