Erforschung des Jupitersystems • Jupiter Icy Moons Explorer | Paul Hartogh

Was sind die Hauptziele der JUICE-Mission? Wie plant die ESA, das Jupitersystem zu erkunden? Diese Mission könnte neue Einblicke in die größten Monde des Jupiter geben und unser Verständnis des äußeren Sonnensystems erweitern.

Urknall, Weltall und das Leben (www.urknall-weltall-leben.de)
Wissenschaftler erklären Wissenschaft

Bücher zum Kanal ► https://urknall-weltall-leben.de/shop.html
Live-Vorträge ► https://www.josef-gassner.de/veranstaltungen
Spende ► https://urknall-weltall-leben.de/spenden.html
Abo ► https://www.youtube.com/user/UrknallWeltallLeben?sub_confirmation=1

Vielen Dank an alle, die unser Projekt unterstützen!

herzlich willkommen liebe astofreunde bei Urknall Weltteil und das Leben heute wieder mit einem Vortrag aus der Reihe der Physik Hochschultage der Universität Marburg ein besonders spannenden Vortrag hat Paul hartock vom Max Plan Institut für sonnensystemforschung in Göttingen gehalten und zwar über die juice Mission natürlich geht es dabei nicht um Saft sondern um eine planetenmission zum Jupiter bei der die großen Monde unter die Lupe genommen werden sollen wir hatten übrigens hier auf diesem Kanal und auch bei videowissen vor einiger Zeit schon einige Beiträge über diese Mission entsprechende Links findet ihr unten im Begleittext also viel Vergnügen bei der Reise zum Jupiter vielleicht zunächst noch ein paar Worte zu Maß also für mich ist das noch nicht ausgemacht dass es dort kein Leben gibt es gibt da kein flüssiges Wasser auf der Oberfläche aber äh man kann davon ausgehen also flüssiges Wasser Aufmaß würde so bei 10 bis 12 mlibar Druck auftreten normalerweise ist die der Oberflächendruck so zwischen 6 und 8 Millibar aber es gibt ja auch Höhlen und es gibt irgendwelche cavities die tief unter der Erde sind und da gibt es möglicherweise flüssiges Wasser und möglicherweise auch Leben falls es mal Leben auf dem Maß gegeben hat es gibt ja sogar die Idee dass das Leben auf der Erde durch erdmeteoriten vom Maß auf die Erde transportiert wurde aber gut da weiß man natürlich nichts da gibt sehr viel Spekulation ist ja auf jeden Fall interessantes Thema und es wird in der nächsten Zeit möglicherweise auch Experimente geben die tatsächlich dann Leben auf demmaß finden es gibt nicht chinesische Sonde tiwen 3 die soll 28 Staaten auf dem Maß landen und Samples auf die Erde bringen und eine amerikanische Mission die So 31 startet ähm und da gibt’s eine europäische Mission die 32 startet die also auch neue Sensorik an Bord hat die möglicherweise die Gaszusammensetzung auf Maß noch mal genauer analysieren kann also da tut sich noch eine ganze Ecke und das halt noch nicht ausgemacht ob es da jetzt Leben gibt nicht aber natürlich dieser ALH84001 dieser Meteorit Z war damals überall in den Medien das war natürlich kein Zeiten von Leben gut aber jetzt zur zum Jupiter Leben spielt da auch eine Rolle ist aber jetzt nicht die Hauptsache aber sicherlich ein sehr interessantes Thema ich habe neulich bei mir oben mein mein mein Arbeitszimmer aufgeräumt und bei der Gelegenheit dann so ein Buch dass ich als Schüler von einem Freund zum Geburtstag geschenkt bekommen habe gefunden Planeten und raumfahr das gibt’s auch heute noch ich hab habe ich so 68 glaube ich geschenkt bekommen zum Geburtstag und das war Copyright 1963 interessanterweise wissenschaftlich Überwachung von Paul Blackwood aus dem Gesundheits und Erziehungsministerium also heute alles glaube ich ein bisschen anders organisiert und damals glaubte man noch dass die Oberfläche von Jupiter etwa so aussieht dass Jupiter also eine Oberfläche hat der hauptsächlich aus Eis besteht und wahrscheinlich so im Bereich von einigen Bar Atmosphärendruck war also dicke Wolkendecke und da gab’s dann irgendwann unter dieser wolkendicke Eisschichten und die sahen dann so aus wem fällt hier auf die an dieser Illustration von Jupiter was ist da komisch Fleck genau das ist das ist offensichtlich offensichtlich war es damals so 1963 oder wann das Buch entstand hatte man keine Bilder die so scharf waren dass man die hätte drucken können in so eineem Buch also hat man das illustriert und so sieht Jupiter im Teleskop aus das heißt der ist irgendwie auf dem Kopf normalerweise ist der rote Fleck im Süden na ja damals hatte man 12 Monde entdeckt ja dann hatte mein Sohn den habe ich das Buch dann auch mal irgendwan geschenkt zum Geburtstag und zur damaligen Zeit das ist jetzt 2001 also 38 Jahre später und da wusste man also schon viel mehr eben gerade durch die satellitenpletologie also Erkundung des Sonnensystems mit raumfahrtsonden da sieht man also dass dass es da revolutionäre Entwicklung gegeben hat und hier hier schreibt man wir wissen heute dass der größte Planet des Sonnensystems ähnlich wie die Sonne hauptsächlich aus wasserstof und Helium besteht gut das wusste man eigentlich vorher auch schon seinem Zentrum hat er allerdings einen Kern aus schweren Stoffen wie Eisen und Silizium der von einem Mantel aus elektrisch leitendem Wasserstoff also metallischer Wasserstoff umgeben ist weiterhin findet man flüssigen Wasserstoff in einer nicht leitenden Form der Kern ist mit 30.000° sehr heiß gut dann hatte man zu der damaligen Zeit da die Frage gab’s auch wieder wie viel Monde und man hatte dann also 2001 28 Monde mittlerweile entdeckt und jetzt habe ich einfach mal Wikipedia kopiert da weiß man das man hat mittlerweile 95 Monde entdeckt und vom flüssigen Wasserstoff ist kein keine Rede mehr sondern wasserstoff ist überkritischen Zustand das heißt es wird nicht mehr flüssig weil es einfach zu warm ist und interessant ist dann auch hier der letzte Satz den man hier unten findet Berechnungen deuten darauf hin dass dass sich heliumtropfen in einem Radius von 60.000 km das heißt 11000 km unter der Wolken Obergrenze von metallischen Wasserstoff trennen und bei 50.000 km also 22 000 km Wolken wieder verschmelzen Niederschläge von Diamanten werden auf Jupiter vermutet also es regnet Diamanten dort das das ist so der der den man heute auf Wikipedia findet also die Jupiter Mission die es bisher so gab sind hier aufgeführt zunächst Galileo das war so eine dedizierte Mission die dann mit ich glaub fast 10 Jahren Verspätung zum Jupiter gestartet wurde und von 95 bis 2003 im Jupiter Orbit war dann in der Jupiter Atmosphäre verglüht ist zurzeit haben wir Juno Juno hat eine polare Umlaufbahn das ist also relativ ungewöhnlich und deswegen sehr interessant viele neue Erkenntnisse juice wurde gestartet im April letzten Jahres und Europa Clipper wird Ende diesen Jahres gestart et oder möglicherweise nächstes Jahr juice soll 2031 dort ankommen und Klipper etwas früher weil die Amerikaner halt eine Stärke Rakete haben das sollte ursprünglich mit der SLS geschickt werden space Launch System eine NASA Rakete die so etwa von der von der Leistungsfähigkeit der Saturn 5 entspricht und stattdessen hat man jetzt mit der Falcon heavy schießen und bedeutet aber trotz den dass man mehr oder weniger nur die Hälfte der Flugzeit zum jupitersystem hat im Vergleich mit der Ariane 5 dann gab g verschiedene vorbeifluchmissionen Pionier 10 und 11 7374 Voyager 1 und 2 78 79 ulyses Cassini und New Horizons 2007 ich habe jetzt keine Bilder gezeigt von Galileo der die Galileischen Monde 1610 entdeckt hat aber wir sehen jetzt Hubel Space Telescope links und James Web rechts das eine ist eben im sichtbaren das andere ist im Infraroten man kann in beiden Bildern Polarlichter sehen einerseits im James Web auf der rechten Seite das orangeleuchtende und bei Hubel halt das wie die polarich im sichtbaren Bereich Aussehen hier sieht man Bild von der Seite sozusagen von oben von Juno da sieht Jupiter also ganz anders aus da sieht man diese ganz ganz feinen Wirbel eine sehr stark verwirbelte Struktur das liegt daran dass einerseits Jupiter eine sehr hohe Gravitation hat und zum anderen eine Umlaufperiode von weniger als 10 Stunden das führt dazu dass dass es eben sehr kleine wirbelstrukturen gibt gerade zu den Polen hin und deswegen ist die Atmosphäre von Jupiter auch oder das Klima von Jupiter sehr sehr schwer zu modellieren we das bedeutet dass man die kleinen Wirbel mitberechnen muss und das heißt man muss mit einer Auflösung mit einem Gitter von unter 0,5° Breite und Länge und auch mit der relativ hohen oberflächenauflösung modellieren und das stellt selbst moderne Computer vor große Herausforderung ist besonders ein technisches Problem der Parallelisierung von einem Klimamodell also viel schwieriger ein jupitermodell zu entwickeln als ein Modell z.B der Erdatmosphäre oder marßatmosphäre und jetzt aus aktuellem Anlass es gab vom Juno gerade zwei Überflüge von iO einmal im Dezember und einmal im frühen Februar ich es wird noch viel mehr Bilder geben viele sind noch unter Verschluss unter anderem rechts sieht man ein Überblicks Bild und auf der rechten Seite sieht man zwei aktive Vulkane hier sieht man also zwei Vulkan Ausbrüche die tatsächlich stattfinden und das ist auch wichtig für viele interessante Feature die im jupitersystem stattfinden diese vulkanische Aktivität von iO aber da werde ich gleich noch drauf zurückkommen zunächst zur Mission cosmic Vision ist das Rahmenprogramm der Juice Mission und das Wissenschaftsprogramm der ist relativ demokratisch aufgebaut da werden also alle Wissenschaftler in Europa Kanada also die sozusagen zu ESA gehören gefragt welche Missionen in der Zukunft stattfinden sollen das neue Programm heißt voyage 2050 da gibt’s also auch schon so verschiedene Ideen was man in dieser Zeit machen will aber cosmic Vision wurde im Jahr 2005 publiziert da waren die Fragenstellung was sind die Bedingungen für die Entstehung von Planeten und leben wie funktioniert das Sonnensystem was sind die fundamentalen physikalischen Gesetze im Universum und wie ist das Universum standen worus besteht es und ja 2005 wurde das publiziert irgendwann im Sommer mittlerweile sind verschiedene Missionen ausgewählt worden es gibt also drei Klassen von Missionen klein mittel und groß für für also SM M und L ich möchte jetzt gar nicht auf alle Missionen eingehen sondern nur die großen Missionen erwähnen L1 ist dann schließlich juice geworden l2tina das ist ein rönkenteleskop und dann Laser interfometer space Array das antenna das haben wir also gestern im Prinzip gehört da sollen Gravitationswellen mitgemessen werden der Konkurrenzkampf war eigentlich relativ hart muss ich sagen das erste meeting was wir hatten fand 25 statt und da gab es noch über 100 missionsvorschläge das ist dann immer weiter runter gekocht worden zum Schluss auf fünf dann auf zwei das sind hier die Vorschläge die im sogenannten yellowbook waren das nachher im Konkurrenzkampf zu einer ähnlichen Mission zum jupitersystem gestanden hat und die Mission juice heißt steht für Jupiter icy Moons Explorer ursprünglich sollte es heißen Jupiter Europa Mission und das geht hier ich lie einfach mal vor auf Englisch die Haupt EXP die Untertitel hierzu ich nicht in alle Details habit EXP EUR und fürupitud zu Mission Sel hierust von der Satellit im Hintergrund ganim mit im Vordergrund und die drei anderen Galileischen Satelliten dazwischen interessant an diesem weltraumfahrzeug ist dass es ein sehr sehr großes solarray hat von fast 100 quadrm Fläche deswegen auch diese kreuzförmiger dieser kreuzfminger Aufbau weil son das R zu lang werden würde bei Jupiter jupiter ist also fünfm so weit von der Sonne entfernt wie die Erde also haben wir nur 25 der Solarkonstante etwa 50 Watt pro quadratmer und deswegen braucht man halt ein sehr sehr großes Solar Array die Europäer verfügen über keine nuklearbatterien also RTGs radiothermal Generators und deswegen ist im Moment Europa eigentlich begrenzt auf ja Raumfahrtmission bis zum Jupiter wenn man noch weiter rausfliegt dann ist einfach die Effizienz der Energiegewinnung so gering dass man das also praktisch nicht mehr mit mit Sonnen reichen kann hier ist ein Überblick über die vier galiläischen Monde wir sehen also einmal io der vulkanisch sehr aktiv ist der durch die zeitenkräfte durch innere Reibung inner innen immer sehr heiß ist und deswegen permanent vulkanisch aktiv wahrscheinlich gibt’s da auch per permanente Beben man hat lavasehen entdeckt auf denen stehende Wellen sind also das bedeutet dass da wahrscheinlich permanent alles in Bewegung sein muss dann haben wir Europa und garim mit kalisto alles eismonde die hauptsächlich aus zum großen Teil aus Wasser bestehen und zumindest ganim mit und Europa haben wahrscheinlich mehr Wasser als die Erde nun als wir auf diesem ersten Meeting waren das wurde von einem Franzosen organisiert Michel Blanc in Paris 2005 hatten wir dann mit verschiedenen Leuten damals aus dem Hersel science Team Abstracts eingereicht und ein Abstract war das hier das das hi recent Cassini images of encelados suggest that cryolcanic activity should be considered as another possible source of water vapor boiling water which may be also exist due to thermal flexing and cracks in the surface will result in highly increased supply of water vapor in the atmosphere and source regions will be easily detectable und das war so eine Idee wir kennen ja wir kennen ja wahrscheinlich die Bilder von Enceladus encelladus es gibt auch Enceladus Thorus also kryovulkanische Aktivität obwohl die Oberflächentemperatur nur sowas bei 80 Kelvin ist also -1° gibt’s trotzdem Vulkanismus und es gibt eine Wolke von Wasserdampf die um den sozusagen um die Saturnringe herum schwi Enceladus wassertorus die Idee war sowas muss es ja eigentlich auch bei Europa geben Europa ist ja aktiv also die Platten die sind nicht sehr neu das gibt praktisch keine keine kratereinschläge also bewegt sich das ständig und tatsächlich dann im Jahr 2014 und 16 wurden abgasfahen also geisiere sozusagen entdeckt das war Beobachtung von Lorenz rot der war damals noch an der Uni Köln und ist dann aber nach San Antonio Texas gegangen mittlerweile in Schweden Upsala und man hat also diese plums entdeckt zufälligerweise an der gleichen Stelle 14 und die Menge Wasser die dort ausgestoßen wurde war etwa 2000 Tonn und das war auch gleichzeitig das detektionslimit und einer der Kuratoren Kur rtherford hat dann sich als Künstler betätigt und sich vorgestellt wie möglicher wei es auf der Oberfläche von Europa aussieht das da so wie Island große abgasfahenden stehen allerdings die sind so groß und gehen so hoch dass sie das schwere Feld von Europa möglicherweise verlassen dann gibt’s auch zwei meiner ehemaligen Doktoranten Lukas Paganini und geronom villoneva die haben Messung gemacht als die Messung vorher war mit dem Hel space Teleskop mit dem kekteleskop haben glaub 17 Messungen gemacht und haben versucht Wasser zu sehen haben 16 mal nichts gesehen und in einem fallalle haben sie also auch eine Detektion von etwa 2100 Tonnen plus-us 658 Tonn das heißt 3 Sigma oder 3,2 Sigma das ist immer ein bisschen kritisch normalerweise spricht man von 5 Sigma um eine sichere Detektion zu haben andererseits wenn das nur 16 Messungen sind ist es schon relativ signifikant wenn das jetzt 1000 Messung gewesen werden wärden hätte man gesagt na ja gut da hättet ihr jetzt mindestens dreimal sowas sehen müssen rein Statistik also mit anderen Worten es gibt wahrscheinlich tatsächlich diese plums die wir auch vor 20 Jahren schon mehr oder weniger vermutet haben außer diesen der wasseratmosphäre durch durch die durch diese vulkanischen Ausbrüche oder geisiere zustande kommen gibt’s aber auch andere Prozesse und zwar gibt’s einen intensiven Plasmastrom der badtering auf der Oberfläche hervorruft also hochenergetische Teilchen die mit dem Eis an der Oberfläche Wechsel wirken und zu einer wasseratmosphäre führen dann gibt’s radiolyse Bremsstrahlung die den Ausstoß von Wasserdampf befördern und gleichzeitig gibt’s zum kleinen Teil Sublimation am Äquator gibt’s Temperaturen von 110 120° Äquator von Europa das führt zu einer geringen Menge suimationen wir sprechen hier aber von etwa 20 bis 100 Tonn für die gesamte Atmosphäre die ist also auch nicht so schön ist eigentlich keine sphä ist also keine Kugel sondern ist so etwas eigenartig verteilt das ist hier das Modell von Christina pleinaki in einem paper aus 2018 und wenn wir das messen wollen können wir das also von der Erde nicht messen auch selbst mit James Web würde das nicht gehen wir müssen also viel näher ran und wir müssen Gerät haben was also viel viel empfindlicher messen kann möglichst mit einer Empfindlichkeit von unter einer Tonne falls es so ein Plum gibt so ein Ausstoß dann wäre das natürlich interessant auch andere Gase zu messen also wenn wir noch mal zurückgehen hier diese wasseratmosphäre die wir hier sehen die ist extrem lebensfeindlich weil sie durch Radioaktivität hervorgerufen wird mehr oder weniger und man kann davon ausgehen selbst wenn es dort an der Oberfläche Leben geben würde würde also durch die den Prozess der diese Atmosphäre erzeugt zerstört werden aber wenn wir jetzt über ein gasier praktisch ein eine Verbindung zu einem zu einem internen Ozean haben also Europa z.B hat eine Eisschicht von etwa 10 km dicke glaubt man und darunter gibt’s halt einen einen relativ dicken Ozean und wenn man über einen geisier Halt Verbindung zu diesem Ozean hat dann würde man natürlich wenn man eine solche Abgasfahne hat auch nach anderen Molekülen suchen die möglicherweise Verbindung zu leben zeigen was ist überhaupt habitabel das bedeutet eigentlich lebensfreundlich dass da reicht eben nicht nur dass man in einem Temperaturbereich ist ind dem es flüssiges Wasser gibt sondern insgesamt gibt’s vier Punkte die wichtig sind also flüssiges Wasser vielleicht rein aus Zufall aus durch chemische re das weiß man nicht so genau da gibt’s halt viele Spekulationen und sehr viele Arbeiten auf diesem Gebiet den direkten Weg zur Entstehung von Leben kennt man natürlich nicht also man weiß allerdings die Voraussetzung die man braucht damit Leben überhaupt entstehen kann im im Sinne der der organischen Chemie also neben der stabilen Entwicklung das heißt sehr viele zufällige chemische Reaktionen braucht auch essentielle Elemente dies berühmte schnops also nicht Schnaps sondern schnops Cao also Kohlenstoff Wasserstoff Stickstoff Sauerstoff Phosphor und Schwefel und chemische Energie das heißt es muss möglich sein dass chemische Reaktionen überhaupt ablaufen können dafür braucht chemische Energie und diese vier Bedingungen gibt es auf der Erde aber auch auf dem Mond Europa während bei Enceladus z.B die die Umwelt wahrscheinlich sehr unstabil ist und auch bei den GAL anderen galiläischen Monden es Probleme gibt also es fehlen teilweise die essentiellen Elemente oder die chemische Energie hier ist ein Bild von ganimed als Beispiel ganimet setzt sich also folgendermaßen zusammen hat einfach Durchmesser von 5200 km es gibt eine dicke Eisschicht die ist viel dicker als auf Europa etwa 150 km und dann gibt’s einen Ozean der elektrisch leitend ist was man von Vorbeiflügen kennt mit Magnetometern dann gibt’s einen Eismantel und dieser Eismantel verhindert die die Wechselwirkung des gesteinsmantel ind dem die essentiellen Elemente bzw chemische Energie ist und deswegen vermutet man dass die Wahrscheinlichkeit dass diese Bedingungen für habitabilität gegeben sind relativ gering ist jedenfalls geringer ist als äh bei Europa bei kalisto gibt’s ein ähnliches Argument während bei Europa es tatsächlich eine direkte Verbindung gibt also der Ozean selbst hat einige 100 km Durchmesser es gibt dort tatsächlich eine Verbindung zwischen dem Ozean und den gesteinskern also diese vier Bedingungen sind wahrscheinlich enthalten oder vorhanden und ist auch so dass die Bedingungen auf Europa relativ stabil sind wir hatten gerade gesehen dass wir aktive oberflächenregionen identifizieren wollen also ist nicht nur so dass wir nach abgasfahren suchen die gerade aktiv sind sondern vielleicht auch noch Abgas das Fahren die es vor einigen Jahren oder Jahrzehnten gegeben hat wie wie funktioniert das hier ist ein Beispiel iner Doktorarbeit von Leer bongfor von Pariser Observatorium die hat monde des saturnsystems untersucht und bei der Gelegenheit auch dieses Pacman Foto von nimas wie kommt das zustande also das sind Aufnahmen die im fernen Infrarot gemacht wurden im Millimeter und submillimeter Wellenbereich und man sieht hier sehr verschiedene Temperaturen das gelbe deute Temperatur von 96 Kelvin an wähend die blauen Farben 20° weniger 76 Kelvin andeuten in dem Fall deutet das auf verschiedene Oberflächenmaterialien hin mit verschiedener thermischer Trägheit das eine ist so Pulverschnee das andere ist Eis Pulverschnee hat eine sehr sehr geringe thermische Leitfähigkeit und deswegen wird er durch Sonnenstrahlung viel stärker viel schneller aufgeheizt als wenn ich z.B Wasser oder Eis habe weil sozusagen die die thermische Welle viel tiefer nach innen eindringt also die thermische leitfertigkeit ist viel höher und mit diesen Messungen kann man unter anderem diese Features analysieren es gibt noch ein anderes Beispiel hier da da hat man das Verfahren angewandt beim Kometen 67p chom of gressemko das ist der Rosetta Komet dieses Modell zeigt halt anhand der Oberflächenbeschaffenheit die man zum Teil auch von der Kamera her kennt ist ein Modell was berechnet also anhand der Zusammensetzung der Oberfläche also Staub amorphes Eis kristallines Eis Mischung zwischen rigolit und Eis und so weiter wie die Temperatur im Laufe des Tages in verschiedenen Tiefen aussieht wie soagen der Tagesgang der Temperatur ist und sowas kann man halt messen mit modernen Instrumenten das Verfahren wurde auch angewandt für den ganimit Überflug der Juno Mission hier hat man sechs verschiedene Frequenzen von 600 MHz bis 22 gahz und man sieht sehr sehr unterschiedliche temperaturvariationen hier und insbesondere bei der größten welllänge bei der man die größte einringtiefe hat sieht man höhere Temperaturen es scheint also so zu sein als wenn die Temperatur nach untenin zuunimmt ob das wirklich so ist ist noch so ein bisschen umstritten das kann auch einfach an der Zusammensetzung Oberfläche liegen diese Messungen hier von Juno sind in dem Sinne so ein bisschen vieldeutig aber die Leute arbeiten noch daran um zu sehen bedeutet das dass bei ganimit tatsächlich die Temperatur nach unten hin zunimmt also und möglicherweise wir dann anhand dieses Gradienten berechnen können in welcher Tiefe dann flüssiges Wasser vorliegt das sind also offene Fragen die man bisher noch nicht beantworten konnte kurz jetzt zum Jupiter man sieht hier zum einen ein WCH vorbeiflugfoto von 1979 und aus dem Jahr 2019 ein Überflug des Südpols durch Juno und ein Bild im Infrarotbereich man sieht da so sieben Wirbel das zeigt eben dass Jupiter über diese sehr sehr kleinen Wirbel verfügt die aber für die Zirkulation und das Klima sehr wichtig sind wenn man das Modellieren will muss man diese kleinen wirbelstrukturen mitnehmen was ich Einfang schon erwähnte wichtig ist auch die Erforschung des roten Flecks der rote Fleck hatte eine sehr große Ausdehnung vor 125 Jahren und heute ist er nur noch ich glaub 40.000 km heute ist er unter 20.000 km die Frage ist woran liegt das wie entsteht er überhaupt das ist eine Wissenschaft für sich ich wollte nur kurz erwähnen wir hatten das neulich bei uns im Journal Club und da sagt in einer ja das habe ich in meiner Doktorarbeit gemacht das ist ganz klar das liegt daran wenn ich so ein so eine Ellipse hab die rotiert dieehen die die erzeugt schwere Wellen und die also jetzt sind nicht nicht Gravitationswellen sondern schwere Wellen das atmosphärische Wellen und die werden abgestrahlt und diese schwere Wellen führen dazu dass die Energie dieses gesamten Systems abnimmt und deswegen ist es so dass dieser Wirbel dann irgendwann immer rund werden muss gut aber das ist also auch ein offenes Thema wir werden dann mit der Juice Mission tatsächlich bis etwa 5 bar also ungefähr 100 km unterhalb dieser Oberfläche dieses Wirbels messen können aber auch die 300 km da drüber von denen man bisher gar nichts weiß das ist eigentlich das neue ja ich hatte schon die Polarlichter vorhin angedeutet und die Polarlichter auf Jupiter sind extrem energieintensiv die entstehen dadurch dass durch die vulkanische Aktivität von Io relativ viel Gas in der Umgebung von Jupiter ist das Gas wird durch Sonnenstrahlung ionisiert und dann muss man wissen dass Jupiter ein extrem starkes magnetisches Feld hat das ist über 50 50 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde und entlang der Magnetfeldlinien gürieren dann Ionen und Elektronen und erreichen zum Teil relativistische Geschwindigkeiten unter anderem erzeugen die natürlich Bremsstrahlung wenn man d mit Satelliten durchfliegt ist das also sehr sehr gefährlich weil extrem hohe Gammastrahlung dann entsteht andererseits werden diese Polarlichter erzeugt und die Energieumsetzung hier ist extrem hoch ist also im teraherz bere Terawatt Bereich mehrere Terawatt oder 100 von terwz die da entstehen am intensivsten infraroten aber das geht runter bis in den Radiobereich fast bis zu bis zu einigen Kilohertz und dann in den Mikrowellenbereich Infrarotbereich sichtbaren Bereich und auch sehr intensiv im UV diese Polarlichter haben vermutlich eine sehr wichtige Funktion was eben das Klima und die Zirkulation angeht weil sie so energieintensiv sind hier ist eine Beobachtung die wir mit dem atakama large Millimeter Array gemacht haben das ist ein großes Interferometer in der atakama Wüste und wir haben hier zum ersten Mal versucht Winde zu messen indem wir mit einer sehrh der hohen Frequenzauflösung von 10 ho7 uns einer blausäurelinie angeguckt haben HCN und haben anhand dieser Linie dann festgestellt dass es dort sehr sehr hohe Windgeschwindigkeiten gibt und zwar völlig anders als vorher modelliert also hier unten sehen wir die das Ergebnis in Doktorarbeit be uns im Institut aus dem Jahr 2004 diese Doktorarbeit nimmt an dass der Antrieb hauptsächlich durch also sozusagen der energieinput Sonnenstrahlung ist wie auf der Erde z.B und gleichzeitig die Strahlung von innen Jupiter strahlt mehr Energie ab als als Jupiter von der Sonne empfängt und wenn man das Zug Grunde legt ist es so dass man hier zonalwinde kriegt also ostwestwinde bekommt die Windgeschwindigkeiten von 100 150 m pro Sekunde erreichen man sieht aber dass zu den höheren Breiten die Geschwindigkeiten abfallen und auch nach oben hin die Geschwindigkeiten stark abfallen die Messung zeigt ja aber was völlig anderes also man man sieht hier die stärksten Winde am Südpol ungefähr also in der südlichen Hemisphäre bei 70° Süd und zwar 1300 stundenkilm die höchsten jemals im Sonnensystem gemessene Winde und mit anderen woren da muss es ein anderen physikalischen Prozess geben und der ist wahrscheinlich in Verbindung mit mit den Polarlichtern zu sehen wie er genau funktioniert wissen wir noch nicht aber das ist gerade Forschungsgegenstand ähnlich verhält es sich mit der Chemie der Atmosphäre es entstehen anscheinend polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe im Polarlicht das sind Feststoffe die langsam nach unten sinken und dann in dem Fall Reaktionen mit der Blausäure stattfinden s dass sie Blausäure in den Polarregion praktisch nicht existiert wieder genaue Prozess ist also auch noch nicht klar sind auch relativ neue Publikation generell möchte man mit juice in der Jupiteratmosphäre also relativ breite Wissenschaft abdecken also z.B eben die polare Dynamik und die Chemie die dort in der polaren Atmosphäre wie gerade eben gezeigt abdeckt auch die Interaktion mit dem Magnetfeld ist sehr wichtig dann die allgemeine Zusammensetzung der mittleren Atmosphäre wichtig ist also auch die vertikale Kopplung also zwischen der unteren Atmosphäre die ist relativ gut erforscht z.B durch Jun durch Galileo und eben in der mittleren oberatmosphäre die nicht so gut erforscht ist die halt durch ju forscht werden soll das ist also ein sehr wichtiger Punkt die Kopplung durch wellenphänomene zwischen der unteren und oberen Atmosphäre ja hier haben wir noch mal eine Zusammenfassung ganz grob der wissenschaftlichen Themen in Rahmen einer esafolie es geht also um die Entstehung dieser lebensfreundlichen Wellen um die Gasriesen und überhaupt um die hababilität die aktiven Zonen von Europa und kalisto als Überbleibsel des frühen Sonnensystems und dann halt diese drei jupiterthen die ich gerade genannt habe und das soll dann mit einer Reihe von Instrumenten untersucht werden wir haben also einerseits sitoinstrumente also Teilchen Instrumente die in der Position des Satelliten Teilchen aufnehmen und analysieren fernerkundungsexperimente das heißt infrarotpektrometer UV Spektrometer Kamera und F infrarotpektrometer dann haben wir auch ein Radar subsurface Radar wie es so schön heißt ein Radar das aber niedriger Frequenz arbeitet und bis zu 200 Wellenlängen eindringen kann in das a und haben wir ein laserultimeter da geht’s dann darum unter anderem beim Mond gunimit die Abweichung von der Rotation genau zu bestimmen und dadurch information und bessere Information über das Innere zu gelangen Libration zu messen hier ist die Zusammenfassung der Experimente sind also 11 Experimente wobei Zeh Hardware Experimente sind also radiowissenschaft ist 3 GM das italienisches Experiment Gala ist ein deutsches Experiment in Berlin angesiedelt beim DLR PI hoko Husmann dann gibt’s Janus eine Kamera aus Italien jmac Magnetometer aus aus London dann magis ein bildgebendes Infrarot Spektrometer aus Paris Pep particle environment Pack aus Schweden aus kakirona dann gibt’s RIM ist auch ein italienisches instrument was also diese inneren paar Kilometer analysiert bei den Monden dann Radi und Plasma Wave Instrument auch aus Schweden Upsala dann suilimeterwellenexeriment für das ich zuständig bin und schließlich ein Experiment aus den USA aus Texas San Antonio UVS bildgebendes UV Spektrometer jetzt ein paar Betrachtung kurz zur tiefensen Sondierung es ist also so dass als wir das erste wissenschaftliche Meeting hatten also mente sind ausgewählt worden Anfang 2013 dann hatten wir im März 2013 das war gerade so zum Ende der herchel Mission da hatten wir gerade wieder so ein bisschen Zeit das erstes wissenschaftliche Meeting hatten da wurden die Experimente vorgestellt von den prinzpal investigators wie es so schön heißt von den PIs da gab’s dann auch dieses radarexperiment und ich war da ziemlich enttäuscht weil ich dachte jetzt haben wir so ein Radar das also in die Tiefe des Eises messen kann und Europa hat halt eine Eisschicht Dicke von 10 km dann erzählte der PI dieser Lorenzo brzone dass er leider nur etwa bis 6,6 km Tiefe kommt etwa 200 Wellenlängen das zeigen also die Modelle für das Eis was die Reinheit des Eises angeht und so weiter wurde dabei berücksichtigt aber eben nicht bis 10 km Tiefe und ja die einrgtiefe ist wellenlängenabhängig also et 200 Wellenlängen die Wellenlänge dies Experimentes ist 33 m also 9 maherz ist ist die Sendefrequenz des Radars und die Idee wäre natürlich jetzt zu größeren welllängen zu gehen z.B 4inh maherz dann hätte man 13,2 km Eindringtiefe das Problem ist aber in diesem Fall die Größe der Senderantenne als Senderantenne verwendet man einen halbwellendypol hier und der ist eben 16 16,5 m groß ja man kann den jetzt nicht auf 33 m oder sowas erweitern das geht nicht deswegen hat man hier diese Einschränkung aber in dem Fall habe ich mich erinnert an ein altes experiment was ich als Kind auch gemacht habe in alten Zeiten gab es äh solche Elektronik Baukästen weiß nicht ob der eine oder andere das vielleicht noch kennt und da konnte man unter anderem also alle möglichen elektronischen Schaltungen bauen unter anderem auch Empfänger Kurzwellenempfänger und ich hatte dann im Fernsehen in der Kinderstunde das gab’s früher da gab’s Professor harber experimentiert ich weiß nicht wer das noch kennt der hatte dann was erzählt dass Jupiter eben eine ganz starke Radioquelle ist und dass man sozusagen das hören kann so ganz einfach wenn Jupiter dann überm Horizont erscheint und man auf der richtigen Frequenz hört dann würde man sozusagen die Signale von Jupiter hören das habe ich damals dann auch gemacht ich habe mir da diesen kurzwfänger zusammengebaut und eine Rahmenantenne gebaut oder ich glaube das war eine langdrahantenne also mehrere Wellenlängen lang bei uns durch den Garten Richtung Jupiter und als Jupiter dann da in dieser Richtung entstand konte tatsächlich auch hören ich weiß nicht ob das jetzt hier funktioniert das hört sich dann so etwa an das sind sogenannte LBST und sbst l steht für lang long and S für short das heißt man hört da so ein so ein Geknister so ein Gerausche W Jupiter dann am Himmel steht und interessanterweise ist das auch ein Schülerprojekt habe ich festgestellt was NAS God SPF Center seit 1999 anwendet also ich habe dies Experiment schon mehr gemacht früher gemacht das war glaube ich 1973 diesadi Emission von Jupiter wurden 1955 entdeckt und hier auf der rechten Seite sieht man eine Verteilung die Yala ist die Frequenz das geht h von 300 kHz bis 5 MHz das kann man von der Erde aus nicht empfangen weil die josphäre das Abschieben würde abschieren würde aber das hier vom Galileo Satelliten empfangen worden da sieht man noch die relativ große Aktivität und die Idee ist nun dass man tatsächlich diese Strahlung verwendet und diese Strahlung analysiert vom Satelliten aus und zwar derartig dass man die Strahlung direkt vom Jupiter empfängt und auch die reflektierte Strahlung von der Oberfläche bzw vom Ozean da diese Strahlung ja sehr breitbandig ist die geht also jetzt runter bis in den kiloherz Bereich ich glaube man kann bis 200 kHz runtergehen weil ab 200 kHz gimit wiederum eine Atmosphäre hat und deswegen möglicherweise die Strahlung von Jupiter reflektiert wird haben wir dann auch ein expoment aufgebaut und geguckt ob das funktioniert also ein sogenannten autokorrelator mit einer magnetischen Antenne die Idee war dann können wir jetzt anhand der Störstrahlung die es hier überall so gibt in den Städten und so weiter können wir als und diese Störstrahlung ist sozusagen präsentiert Jupiter können wir mit dieser störstrahung die Höhe der junosphäre Messen man sieht hier die lokalen Störungen die von der Stadt jetzt erzeugt werden hat hier ein Empfänger und man empfängt also einerseits direkt diese Strahlung und andererseits reflektiert über die junosphäre nach ein paar Millisekunden das sieht man hier da sieht man tatsächlich die Ausdehnung der jonosphäre in etwa 100 km Höhe je nachdem auf welcher Frequenz man das jetzt durchführt kann man verschiedene Schichten der josphäre analysieren leider war es ein bisschen zu spät für die Jupiter Mission das haben wir 2016 publiziert das ist leider auf dem Satellit nicht mehr drauf aber das Radar und auch das Radio und plasmawelleninstrument haben zumindest gewisse Funktion mit dem man dieses Experiment bei Jupiter machen kann hier sieht man die Senderantenne von von rimme hier ist dann die sogenannte nadi Plattform mit den fernerkundungsexperimenten und den Laser altimeter dann haben wir Magnetometer und so weiter möchte jetzt aber im nächsten mehr auf auf unser eigenes Experiment eingehen was wir damit machen das geht also von sehr langen Wellenlängen zu kurzen Wellenlängen hier noch mal kurz die Zusammenfassung des Zeitplans also 2005 hatten wir dies ersten er erste Meeting und haben Team zusammengestellt 2007 muss ein proposal einreichen das haben wir dann gemacht das proposel la place das ist eigentlich Grundlage der jetzigen Mission damals gab es noch etwa 110 proposals in nächsten zwei Jahren wurde das dann runter gekocht bis auf vielleicht fünf proposels und zum Schluss gab es eigentlich nur noch zwei das war das eine war eine Jupiter europasystem Mission die andere Mission wie Titan saturnystemmission hat sich alls als zu teuer herausgestellt jetzt gibt’s die Mission die heißt Dragonfly also Libelle wenn man so will die ausgewählt wurde von der NASA die jetzt aber auch viel viel teurer wird als ursprünglich geplant also das ist eine Mission da man zum Titan hinfliegen ist eine amerikanische Mission Ken europäische und möchte dort mit dem so so einer Hubschrauber durch die Gegend fliegen oder mit einer Drohne um dann die Titanoberfläche zu analysieren schließlich sind wir dann 2012 ausgewählt worden die Instrumente mussen dann noch mal extra ausgewählt worden 2013 und ab Januar 2013 ging es dann los für die Instrumente es gab noch Konkurrenz was den herstelle anging das gab Matra Maroni space und ADS Airbus Defense in space und schließlich hat Airbus sozusagen den Zuschlag bekommen April letzten Jahres hatten wir dann den Start der Ariane 5 und im Jahr 2031 soll die Sonde in den jupiterumlaufbahn einschwenken schließlich 2034 in die ganimet Umlaufbahn und dort auf ganimet dann auch landen galileo ist sozusagen verglüht in der Jupiteratmosphäre Cassini auch und ju soll dann sozusagen auf einem Mond landen wobei man dazu sagen muss man wir dürften nicht auf ganimit landen weil ganimit eben möglicherweise Leben enthält in irgendeiner Form und man möchte nicht dass das kontaminiert wird während das ist die sogenannte planetary protection class 3 wähend ganimet halt nicht so wahrscheinlich Leben enthält und deswegen kann man dort ruhig landen und das Instrument über das ich spreche das ist im Prinzip ein Radioteleskop was an Bord die Satelliten ist hier ist das Radioteleskop Apex und was ich sagen muss dass hier ist viel größer und ist viel viel schwerer das Besondere an Weltraumteleskop ist dass man es eben besonders klein und leicht bauen muss und das macht es so teuer hier ganz kurz das Messprinzip das ist der sogenannte hetrodynempfänger auch auf Deutsch überlagerungsempfänger da ist es so dass man das empfangene zu empfangende Signal also in fernes Infarot Signal sagen wir mal 1000 oder 5000 gaherz das wird multipliziert mit einem Sinussignal also einer deltafunktion im Frequenzbereich und in einem nichtlineal Element kann man unter anderem die Differenzfrequenz erzeugen das bedeutet dass z.B ein Signal von 1000 gaherz herunter gemischt werden kann auf 5 Gig oder 6 gaherz wenn man ein 1006 GHz Sinussignal in dieses nichtlineare Element reingibt diese Frequenz nennt sich dann Zwischenfrequenz 6 gaherz wird weiter verstärkt und in einem Radio früher demoduliert und schließlich verstärkt und also die klassischen Rundfunkempfänger waren früher immer hetrodyünempfänger auch superhead als superhead so Kofferradio bekannt und so funktioniert auch unser Gerät nur dass wir anstatt eben eines demodulators und eines Lautsprechers ein Spektrometer verwenden ein echtzeitspektrometer und der Vorteil dieser Methode ist eben dass wir eine sehr sehr hohe spektrale Auflösung erreichen können die ist also 107 oder beliebig hoch im Prinzip die Schwierigkeit ist dann ein echtzeitspektrometer zu bauen das entsprechend wenig Masse und Leistungsverbrauch mitbringt das ist der Frequenzbereich um den es geht 10 cm well also der Wellenlängenbereich 10 cm bis 100 mikromet das der Mikrowellenbereich Teil davon nennt sich ferninfarotbereich und warum wollen wir jetzt dieses heterodynspektrometer haben gestern hatte an reinas über kaires Plast geredet mit einer Auflösung von mit demichellpektrometer mit einer Auflösung von 100.000 und das reicht bei uns bei bei weit nicht aus weil wir die linienformen auflösen wollen und dafür brauchen wir Auflösung die ist noch mal zwei Größenordnung höher hier ist ein Beispiel mit vorleuferinstrument von diesem submillimeterwelleninstrument das nennt sich Miro microwave Instrument und Resetter Orbiter haben wir die Gaszusammensetzung in der Umgebung des Kometen 67p chirurm auf gerosenko gemessen und man sieht hier ein Bild der navigationskamera des Rosetta Satelliten also hier hat man so ein outburst das ist also eine Staubfahne und wir haben dann mit unserem Instrument genau mitten reingehalten und haben dann nach h21 und dem Isotop h28 isotopolog h218o geschaut und man sieht dann hier so diese Linienform das ist ja aufgelöst worden eben mit einer Auflösung von von 10 Millionen dann haben wir also auch gegen den Kern geschaut um sozusagen die Absorption gegen den Kern zu messen und da sieht man dass die Empfindlichkeit ein bisschen geringer ist man sieht also von der H2 18o Linie so gut wie nichts also sogenannte limmessungen sind meistens empfindlicher der Hintergrund ist hier 2,7 Kelvin kosmtische Hintergrundstrahlung also was ich hier nur zeigen möchte ist dass diese Linien sehr feine Strukturen enthalten und diese enthalten wichtige physikalische Informationen über z.B die Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des Jets man kann auf diese Art und Weise z.B die Geschwindigkeit eben innerhalb des Jets und hydrodynamische Prozesse charakterisieren das geht eben nicht wenn man nur eine Auflösung von 100.000 hat hier ist als Beispiel gezeigt wie groß denn ein Pixel wä hier haben wir ich weiß nicht paar hundert während hier das eineinziger Pixel wä was wir mit Kiris plus das ist also das höchste nicht kohärente Spektrometer was es bisher gibt der höchsten auf Lösung erhalten könnten hier ist eine Simulation für ganimet für die ganimet Atmosphäre ist sowieso erstaunlich dass ganimet überhaupt eine Atmosphäre hat weil bisher dachte man eigentlich dass nur titanatmosphäre hat man hat aber festgestellt durch Messung von Hubbel oder auch von Herschel das tatsächlich dort eine dünne wasseratmosphäre existiert so ähnlich wie auf Europa die linienformen sind da sehr interessant weil das kein thermodynamisches Gleichgewicht mehr herrscht sondern nicht lokales thmodynamisches Gleichgewicht dadurch werden die Linien sehr sehr schmal und haben sehr interessante Form und um die Linien auflösen zu können braucht man halt eine hohe Auflösung in diesem Fall mindestens von 6 x 10 ho 6 hier ist ein Blockdiagramm ich will da gar nicht ins Detail reingehen aber nur kurz zum hetradünprinzip wir haben hier oben diesen also hier haben wir das Teleskop die Strahlung vom Teleskop wir auf die beiden auf zwei hetrodünempfänger geleitet über fünf verschiedene Spiegel und über ein polarisationsgitter die Empfänger werden gekühlt über einen Radiator also eine passive Kühlung auf eine Temperatur von ungefähr 100 also -150° dann haben wir hier die warme Elektronik die wird getrennt durch Wellenleiter hier aus Titan die sind extrem dünnwandig und Titan selber hat eine sehr schlechte Wärmeleitung und weil es sehr dünnwandig ist wird sehr wenig wärmeübertragen dann haben wir die warme Elektronik und lokaloszillator und schließlich haben wir hier dann die Spektrometer und bocomputer Netzteile und so weiter wir können mit diesem Gerät zwei Bänder im Mikrowellenbereich analysieren das ist einmal der 530 bis 630 gahz also um 200 um 500 Mikrometer Wellenlänge und einmal 1065 bis 1280 Gigahertz um die 250 mikrowellenlänge und um sowas zu entwickeln muss man sich sehr anstrengen bei diesen weltraumexerimenten gibt so verschiedene Komponenten einige kann man kaufen also so Standardkomponenten wie Netzteile z.B die werden für alle Weltraummissionen gebraucht oder auch Computer das gibt spezielle Weltraum taugliche Computer ist alles sehr teuer aber ist also praktisch verfügbar kann man von entsprechenden weltrraumfm kaufen dann gibt es also auch Komponenten die speziell entwickelt werden müssen die aber auch state of the art sind das wird dann noch mal wieder teurer und da gibt’s halt Komponenten die gibt’s überhaupt nicht das heißt z.B in diesem Falle unser 1200 gigahz Empfänger die Technologie gab’s nicht diese Technologie gab’s nicht in Europa wir hatten also ursprünglich alles für das Projekt vorgeschlagen haben große amerikanische Beteiligung vom kaltech die sind auf diesem Gebiet führend California Institute of Technology in Pasadena die sind aber dann leider Gottes nicht finanziert worden sod dass wir diese Technologie plötzlich in Europa herstellen mussten und wir haben dann mit geldn von der EU von der ESA von der französischen weltrumorganisation aus Deutschland es geschafft tatsächlich diese Halbleiter zu entwickeln die sehr speziell sind sehr speziell dotierte Halbleiter nur für Halbleiter nur für diese Mission und das ganze wurde dann im Rahmen einer Doktorarbeit durchgeführt von Diego Moro melg der arbeitet jetzt in Deutschland in Hanau bei ein Firma acst die sich mit ähnlichen Dingen beschäftigt und hier ist ein Beispiel wie ein solcher Mischer aussieht im Moment haben wir dann ein Alleinstellungsmerkmal das gibt es tatsächlich nur in Europa die Amerikaner haben es jetzt in der Form noch nicht geschafft weil die ja damals nicht finanziert wurden da gibt’s echtzeitpektrometer ist auch eine Wissenschaft für sich das habe ich hier meiner Diplomarbeit gemacht in den 80er Jahren und hier ein Beispiel am effelsberack Teleskop ausprobiert da sieht man der Spektrometer des eelsberack Teleskop das war damals ein ganz großer Schrank der hat glaube ich so 10 kwatt Leistungsverbrauch gehabt ein sogenannter autokorrelator und ich habe damals den geräter vorgeführt das war ein Faktor 10 leichter aber immer noch nicht raumflugtauglich hatte also Kilowatt Leistungsverbrauch hoch 30 kg und das war sozusagen mein Spektrum das sieht eigentlich viel sauberer aus als das hier von dem korrellator war so schon technischer Fortschritt und das wurde dann immer weiterentwickelt das hier ist sozusagen die Entwicklung für die Rosetta Mission zwischen 1990 und 2001 entwickelt dort haben wir also höhere technische bessere Spezifikation mehr Kanäle höhere Bandbreite und das ganze wichtt nur noch 2 kg 2,3 kg und 15 Watt und dann hatten wir in Rahmen dieser Entwicklung auch weitere Doktorarbeiten und der eine hat sogenannte die sch Generierung entwickelt der andere hat die Messgenauigkeit also Messmethoden zur Erhöhung der Messgenauigkeit und Bestimmung systematisch Fehler gefunden ja dann gab’s einen anderen der hat Komponenten entwickelt das ist also ein sogenannte dispersive Verzögerungsleitung die hat das dieses regenbogenfarbige ist ein sogenanntes reflective Array das besteht aus 20.000 Reflektoren die so im Abstand von 500 mikromet 200 bis 500 mikromet und mit verschiedenen Tiefen geätzt werden müssen das also auch eine Wissenschaft für sich das haben wir zusammen mit der physikal stechnischen Bundesanstalt gemacht und man sieht hier typischerweise 40 Nanometer Tiefe für die niedrigen Frequenzen nachher geht das runter bis auf 15 Nanometer es kommt auch drauf an dass hier diese s Struktur genau eingehalten wird 17° und ja das ist war so eine eigene Doktorarbeit und diese Dinger zu entwickeln und schließlich sind die geendet in einem Filter das sieht so aus das ist das ingenieurmodell für die juice si Mission und das fliegt jetzt also auch anderes Beispiel ist Entwicklung von ASIC das sind sogenannte anwenderspezifische integrierte Schaltkreise Chips die für diese Mission hergestellt werden mussten damit man einer seits die strahlenhärte erreicht die man dort im jupitersystem braucht hat ich schon erwähnt dass dort die Strahlung extrem intensiv ist und andererseits Masse und Leistung sparen da möchte ich nur kurz drauf eingehen das es war also auch eine lange Entwicklung die über über 12 13 Jahre ging verschiedene Schis einmal der tripgen riter einmal der sogenannte Preprozessor und so sieht das ganze denn eingebaut in einem Gehäuse aus über 2000 Seiten Dokumentation gibt’s dafür hier sehen wir wie es aussieht auf der Platine gleichzeitig müssen wir dann die Strahlung die Strahlung testen also also ob das Design der Chips auch okay ist da sind wir nach Löwen gefahren zum Beschleuniger und haben dort dann sozusagen die Strahlung die teilchenumgebung und strahlungsumgebung auf bei Jupiter simulieren lassen und dann geguckt ob der ship das ganze noch überlebt relativ aufwendig da müssen also mit dem Lastwagen herfahren hier ist das ganze dann im Spektrometer und das ist das Spektrometer was jetzt fliegt da sind wir noch mal wieder in Faktor 5 besser in der Performance Faktor vi besser in der Masse noch mal Faktor vi weniger und im Leistungsverbrauch ungefähr Faktor 3 also das ist das Problem wenn man etwas in Deeps space fliegt also Mars Jupiter und weiter weg dann müssen die Geräte extrem leicht sein und extrem wenig Leistungsverbrauch und extrem robust müssen sehr hohe Temperaturbereiche überstehen -50 bis + 100 z.B oder teilweise bis – 10000 und müssen sehr Strahlen unempfindlich sein hier sehen wir nun den optischen Teil das ist also ein eine Antenne mit 29 cm Durchmesser das Material ist ganz speziell das ist also kein Aluminium oder Titan oder sonst was albimet das ist eine berillium Aluminium Legierung die ist teurer die ist teurer als als Gold 1 Kilogramm liegt sowas bei 70 75.000 € die Eigenschaften sind die das hat Eigenschaften so ähnlich wie Stahl Edelstahl aber nur eine Masse von zwei eine Dichte von zwei also Aluminium hat z.B 2,7 Magnesium 2,1 aber das H hat wirklich eigigenstaffen von Stahl und es Wicht gleichzeitig nichts leider mussten wir dieses teure Material verwenden weil wir insgesamt halt nur eine bestimmte massenzuteilung hatten und das Instrument musste in diesem Rahmen dieser massenzuteilen gebaut werden hier sehen wir dann wie so ein Empfänger aussieht da möchte ich jetzt gar nicht ins Detail gehen ist mal große diese großen Temperaturunterschiede musste man da realisieren das ist dann im Endeffekt hier die elektronische Einheit wo die Spektrometer die Netzteile und so weiter drin sind hier noch so ein paar Impressionen des Instrumentes hier auf dem Shaker das hatten wir gestern auch schon mal gesehen was das Instrument V von vorne rein so dimensionieren dass es halt die Vibration die durch die Booster hauptsächlich der Rakete ausgelöst werden überlebt dass da keine Resonanzen gibt das war sehr sehr schwierig das war auch ein Grund deswegen wir tatsächlich auf die i gehen mussten weil bei der Ariane 5 sehr starke Schwingungsanregung bei ungefähr 100 bis 140 Hz stattfinden und deswegen mussen wir sehen dass die Resonanzfrequenz die mechanische Resonanzfrequenz dieses ganzen Gebildes oberhalb von 140 Herz lieg und das geht nur indem man es halt leichter macht und ja das war also nicht sehr leicht hier haben wir dann das Instrument beim sogenannten EMC Test also geht um humantische Verträglichkeit da wird einerseits überprüft ob das Instrument andere andere Instrumente stört andererseits ob es durch z.B den Transponder des Satelliten gestört wird und hier noch mal beides sozusagen verbunden mit einer relativ schweren Kabelverbindung hier sehen wir das Instrument dann schließlich auf dem Satelliten bei Airbus hier ist der Radiator zur Kühlung und hier ist das Teleskop der Rest ist hier innen drin na einem Volt einem stahlenbunker was wir auch zum ersten Mal gemacht haben ist eine nahfeldmessung des must das also der des Teleskop sozusagen wie ist das fernfeldbild des Teleskops ist ja die Frage im vornhhofferschen beugungsbereich normalerweise im optischen Bereich kann man das einfach so machen man kann das teloskop theoretisch wenn kleines teloskop anstrahlen und gucken wie wie es sousagen welches beugungsmusters in in in der Entfernung auf einem Schirm erzeugt in diesem Fall geht das nicht weil das Fernfeld erst in 700 m Entfernung entsteht und man kann in der Erdatmosphäre die nicht 700 m durch die Atmosphäre durchgucken weil die optisch dicht ist ist praktisch was z.B bei der Wasserlinie habe ich eine Sichtweite von weniger als 1 m andererseits habe ich keine Vakuumkammern die so lang sind 700 m ich glaube die gravitationswellenforscher die haben sowas die haben so Röhren die tatsächlich bis zu 2 km lang sind aber gut da kommen wir nicht ran deswegen wurde eine Methode entwickeltwickelt die heißt nahfeldmessung da müsste man also anstatt der fernfeldleistung MST man Amplitude und Phase im Nahfeld mit einem Scanner man hat also einen Scanner XY zscanner baut daruf einen Sender der im teraherzbereich arbeitet und misst Amplitude und Phase im Empfänger und Vergleich das mit der senderamplitude und Phase und das ganze muss man im Vakuum machen da wurde eine spezielle Kammer bei der ESA entwickelt die Lorenz Kammer dann bekommt man etwa derartige Bilder links Amplitude rechts Phase und daraus kann man dann das Fernfeld berechnen und hier das gleiche für den 1200 GZ Fänger da sieht man dass die phasenänderungen doppelt so kurz sind und wieder fernfeldmuster ja ich wollte nur zeigen dass alles zum ersten Mal gemacht worden überhaupt ein sogenanntes pionierexperiment in dem Falle und war relativ großer Aufwand das hat fast 10 Jahre gedauert oder 8 Jahre gedauert das Instrument dann fertig zustellen und abzuliefern und hier wollte ich ganz kurz das habe ich dann mit meinem Handy aufgenommen aus 6 km Entfernung den Start zeigen dann muss dazu sagen Handy heute ist also besser als eine spezielle Kamera 10 Jahre 20 Jahre vorher beim Rosetta Start also mit freierhand aufgenommen 20fach Zoom a 6 km Entfernung das beeindruckste bei Start ist eigentlich der Sound der kommt dann so 15 16 Sekunden später also jetzt und äh da bebt so richtig der Boden das das gibt so superharmonische die kann man gar nicht hören und das das also wie so ein kleines Erdbeben das also sehr beeindruckt ja dann hatten wir danach das sogenannte near commissioning also den betriebnahen und haben dann die Erde aus 22 Millionen Kilometer abgescannt das beampad was wir vorher in diesen nahfeldmessung bestimmt haben tatsächlich bestätigt wir haben auch Wasser gemessen wir haben festgestellt dass es Wasser auf der Erde gibt aus 22 Millionen km wir hier diese beiden Wasserlinien haben daraus Temperatur und vertikalprofile vom Wasser abgeleitet noch ganz kurz zu einigen speziellen Dingen die wir mit diesem Instrument machen wollen also das ist hier die Stratosphäre jupiter hat also wie die Erde eine Troposphäre eine Stratosphäre eine Thermosphäre eine Stratosphäre nimmt die Temperatur nach oben hin zuu erdstratosphäre ist so zwischen 10 und 50 km höher die existiert weil wir die Ozonschicht haben Ozon absorbiert UV-Strahlung wärmt die mittlere Atmosphäre auf deswegen habe ich eine temperaturinversion bei Jupiter geschieht das durch Aerosole und Methan und diesen Bereich der ist völlig also relativ unerforscht wollen wir also mit dem Instrument analysieren und wir sehen hier schon noch mal diese das Ergebnis der Doktorarbeit von dieses seonat wir wollen halt insbesondere finde messen die sind bisher noch nie gemessen worden es gibt also zwei Arten des Antriebs das eine ist Antrieb durch Strahlung Tiefdruckgebiet da wo es heiß ist haben Hochdruckgebiet wo es kalt ist ein Tiefdruckgebiet durch gibt’s ein Differenzdruck und Winde fangen an zu blasen andererseits ist es eben der Antrieb durch Wellen und wenn man das voneinander trennen will muss man sozusagen Temperaturen und Winde gleichzeitig messen das machen wir zum ersten Mal das ist bisher noch nie angewandt worden bei Planeten als Arbeitspferd nehmen wir die methanlinie bei 1256 gahz die sieht dann so aus und wir messen dann einfach die doppelschiebung und die Formänderung dieser Linie dann messen wir die isotopische Zusammensetzung der Atmosphäre also das sind also Isotope von Wasser von Methan von von Blausäure von carbonylsulfid hier ist ein Beispiel warum das wichtig ist hier geht’s um dzh also das DZ Verhältnis im Wasser also HdO gegenüber H2O der Wasserstoff im Sonnensystem ist praktisch hat ein bestimmtes dzh Verhältnis gegeben durch den Urknall und hat sich seitdem eigentlich nicht geändert sowas bei 2,5 x 10-5 Deuterium zu Wasserstoff das sonnsystem ist hauptsächlich aus Wasserstoff entstanden 99% 99,99% der Masse des Sonnensystems stammt aus Wasserstoff und während Wasser entsteht in durchsichtigen Wolken bei sehr niedrigen Temperaturen bei 10 Kelvin das enthält sehr viel Deuterium weil die Wahrscheinlichkeit dass sich z.B HdO bildet anstatt H2O ist also viel viel größer und ich kriege nachher in der Entwicklung des Sonnensystems eine Mischung zwischen diesem Wasserstoff und im Wasser relativ nah in dem Bereich wo die Sonne einimal ent steht weil dort drücke im im Millibar und 100 Millibar Bereich und Temperaturen von 6 bis 800° entstehen da kommst zu diesen Isotopen austauschreaktionen und ich krieg nachher einen Gradienten mit niedrigen DZ Werten im inneren Sonnensystem mit hohen h DZ Wert im äußeren Sonnensystem und wenn ich jetzt etwas Messe das ein bestimmten DZ Wert hat kann ich das im Prinzip einem Ort im Sonnensystem zuordnen also das heißt da wo es entstanden ist und deswegen sind diese isotropenmessungen sehr wichtig kann dann hat der isotopenmessung sagen wo z.B diese und dieses Stück Materie was auf ganimet ist eigentlich ursprünglich entstanden ist ist es tatsächlich im Jupiter Orbit entstanden oder viel weiter außen oder weiter innen hier z.B über DZ h von verschiedenen Kometen und den Gas und Eis riesen Meteoriten ohne darauf weiter einzugehen wir können diese Sachen dann messen non LTE Messung halt in den Galileischen Satelliten natürlich jetzt geht’s noch mal um um die Messung von Lebenszeichen das hatten wir vorhin schon mal diese geisiere wir haben mit dem Instrument können wir auch etwa 70 Moleküle abstimmen hier haben wir die Empfindlichkeit dieser Moleküle aufgestellt z.B wenn ich mir Wasser angucke habe eine Empfindlichkeit von 5 x 10 h 14 Molekülen pro Quadratmeter ein Mol sind 18 g entspricht 6 x 10 h 23 die sind hier also neun Größenordnung empfindlicher als ein Mol Wasser also wir sprechen hier von Nanogramm also wir können also geringste Mengen von Wasser messen und das sind die weiteren Moleküle und die diese Moleküle enthalten halt diese chemischen wichtigen chemischen Elemente und gleichzeichtig auch chemische Energie das ist hier so angedeutet worden das sind glaube ich so 74 Moleküle die wir messen können und unter anderem jetzt kommen wir zur flyby science also wir können im Prinzip wenn wir jetzt einen ier haben können wir die Zusammensetzung des gaisiers die chemische Zusammensetzung des gaisiers messen und schauen ob sozusagen die Voraussetzung für entsstehung von Leben tatsächlich in Europa Atmosphäre durch die die diesen geisier hervorgerufen werden entsteht eine andere Frage ist Leben leben auf Venus wir haben also auch sogenannte flyby SS das heißt auf dem Weg zum Jupiter haben wir drei erdvorbeiflüge und einen Venus Vorbeiflug und weiß nicht ob sie das mitbekommen haben vor einiger Zeit wurde ja Phosphin angeblich in der Venusatmosphäre gemessen das hieß dann Phosphin kann eigentlich nur in den Bedingungen durch Leben entstehen also gibt möglicherweise Leben in den Wolken der Venus paper von Jane geves steht hier unten ph3emistry geochemistry anal biical production pH Earth of life ja das Problem war nur dass meiner Ansicht nach diese Messungen selber falsch ausgewertet wurden und D in Wirklichkeit gar kein fosin da war und wir haben paper geschrieben gesagt habenid endent analysis wenn wir jetzt bei Venus vorbeifliegen habe ich empfindlichkeitsrechnung gemacht haben wir etwa die 300fache Empfindlichkeit dieser Messung von Alma bzw von Boden werden dann eben sagen können gibt gibt’s Phosphin oder gibt’s kein Phosphin ich vermute mal nicht dann haben wir eine zweite Sache die jetzt also diese phosphinmessung wird dann hoffentlich 2025 stattfinden wir haben dieses Jahr schon ein Erd Mond Vorbeiflug und da geht’s um die Frage gibt es Wasser auf dem Mond man hat also hydrierte Minerale Mineralien entdeckt das sind so diese Bilder die man da oben rechts sieht durch durch verschiedene Missionen also es gibt anscheinend Wasser oder Wasserstoff zumindest was in irgendeiner Form gebunden ist in der Oberfläche später hat man dann entdeckt mit einem neutronenspektrometer das anscheinend immer dann wenn die Sonne aufgeht auf dem Mond also an der Stelle Wasserstoff irgendetwas was Wasserstoff enthält wahrscheinlich Wasser kann aber auch oh radikal sein ausgestoßen wird Atmosphäre bildet die etwa 100 m dick ist natürlich extrem dünn und dass diese Atmosphäre die Neutronen die durch kosmische strah auf dem Mond entstehen und wieder reflektiert werden sozusagen abdämpfen das das ist also praktisch das was man hier unten sieht dieses Minimum während der des Sonnenaufgangs am Morgen und gut da gibt’s jetzt ist jetzt sehr umstritten da gibt’s einerseits die Leute die mit diesem neutrondetektor gearbeitet haben und die behaupten dass dort bis zu 10:22 Uhr zwischen 10:17 Uhr und 10:22 uh Molekülen pro Quadratmeter vorhanden sind in dieser 100 km dicken Atmosphäre wenn ich also von oben runter gucke habe ich als säu pro quadratm 1022 bis 1017 Moleküle wir haben Empfindlichkeit von 101 sollten Sie also ganz leicht messen können bzw andere behaupten nee das ist ist nicht so in Wirklichkeit ist da viel weniger wir sind nur bei 10 13 wenn das der Fall W wden wir nichts messen falls da aber 1022 Moleküle sind kann man also nicht nur das hauptwasserisotop sondern alle Isotope außer D2 uh messen das machen wir jetzt im im Sommer und ich hoffe das funktioniert vielen Dank fürre Aufmerksamkeit