Start und Flug

Startort war der Startkomplex 41 in Cape Canaveral, Florida. Das Startfenster für Mars Science Laboratory "Curiosity" öffnete sich am 25. November 2011 und blieb bis zum 18. Dezember 2011 geöffnet. Bei einem Start in dieser Periode war aufgrund des Kurses und des Treibstoffvorrates ein Erreichen des Mars möglich. Bedingt durch die Erdrotation gab es während dieser Zeit jeden Tag ein 103 Minuten langes Startfenster zu Beginn der Startperiode und ein 44 Minuten langes Startfenster gegen Ende des Startfensters im Dezember 2011.

Die Entfernung zum Mars betrug zu Beginn des Startfensters 205 Millionen km oder etwa 11.4 Lichtminuten. Curiosity flog auf einer "Typ 1"-Flugbahn zum Mars, d.h. auf einer Bahn, die vom Start bis zum Ziel weniger als halb um die Sonne herum führte. Insgesamt waren auf dieser gekrümmten Bahn 570 Mio km zurückzulegen.

Bei Erreichen des Zieles ist der Mars 13.8 Lichtminuten von der Erde entfernt. Die Landung erfolgt am 6. August 2012 gegen 07:31 Uhr MESZ im Gale-Krater bei 4.5°S 137.7°O.
 
MSL Flugbahn
Abb. 1: Flugbahn von MSL "Curiosity" auf einer Typ 1-Flugbahn (Quelle: MSL Flight Press Kit)
 
künstlerische Studie zu TCM-1
Studie zum Feuern der Steuerdüsen beim Kurskorrekturmanöver
Beim Start zielte der Kurs des Raumschiffes am Mars vorbei, um die mitfliegende zweite Centaur-Raketenstufe der Startrakete nicht auf dem Mars zerschellen zu lassen und dabei möglicherweise die Marsoberfläche zu kontaminieren. Diese Mißweisung mußte mit zwei Kurskorrekturmanövern, TCM-1 und TCM-2 genannt, korrigiert werden. TCM-1 ("Trajectory Correction Maneuver") findet 10 Tage nach dem Start, TCM-2 120 Tage nach dem Start statt. Wegen eines Problems mit dem Startracker des Raumschiffes wurde TCM-1 verschoben und fand letztlich erst am 12. Januar 2012 statt. Entsprechend wurde TCM-2 für den 26. März 2012 geplant.


 
simulierter Blick zurück nach dem Start
Abb. 2: simulierter Blick zurück beim Abflug von MSL. Der Film beginnt am 27.11.2011 um 0 Uhr und zeigt den simulierten Blick zurück bis zum 31. Januar 2012. Jedes Einzelbild umfasst einen Tag Flugzeit. (Credits: Solar System Simulator)

Danach beginnt die Phase des interplanetaren Fluges ohne große Ereignisse. 60 Tage vor der Landung wird dann zum ersten Mal durch ein TCM-3 der Eintrittspunkt des Raumschiffes in die Marsatmosphäre anvisiert und entsprechend durch zwei weitere mögliche Kurskorrekturmanöver präzisiert, TCM-4 und TCM-5, acht bzw. zwei Tage vor der Landung. Sollte das Raumschiff dann immer noch nicht exakt auf Kurs sein, konnte man bei Bedarf durch ein letztes Korrekturmanöver neun Stunden vor der Landung, TCM-6, noch korrigieren.
 
Landeorte auf dem Mars
Abb. 3: Karte mit den Landeorten der amerikanischen Marsraumschiffe (Quelle: MSL Flight Press Kit). Curiosity landete auf der gleichen Hemisphäre wie Spirit und Viking 2.
Position MSL im Solar System Simulator
Abb. 4: Position von MSL im Solar System Simulator der NASA während des Fluges (siehe auch hier)

TCM-2 hat am 26. März 2012 ebenfalls ohne Probleme geklappt, siehe hier den Bericht bei marspages.eu. Hier ein synthetischer Film des über die Annäherung des Raumschiffes an seinen Zielplaneten. Er startet am 14. April 2012 in einer Entfernung von 43 Mio. km Entfernung vom Mars:

Annäherungsfilm
Abb. 5: Simulierter Film der Annäherung von Curiosity an den Mars. Der Film startet am 14. April 2012 in der an dem Tag aktuellen Entfernung des Raumschiffes vom Mars von 43 Mio. km. Die Einzelbilder sind zunächst acht Tage voneinander entfernt. Ab dem 25, Juli 2012 ist ein Bild pro Tag gemacht, bei weiterer Annäherung wird die Aufteilung entsprechend feiner. Die Landung erfolgt am 6. August 2012 zwischen 5 und 6 Uhr UTC. (Quelle: Solar System Simulator der NASA)

TCM-4 fand am Morgen des 29. Juli 2012 wie geplant statt und veränderte durch eine 7s-Zündung von zweien der Korrekturtriebwerke die Geschwindigkeit um 1cm/s. Dadurch wurde der Schnittpunkt von Raumschiff und Planet um 21 km verändert. Obwohl sich das Raumschiff beim Atmosphäreneintritt durch die "guided entry"-Technologie in Grenzen gesteuert bewegen kann, wurde offenbar ein Versatz um 21 km durch eine separate Kurskorrektur als notwendig erachtet. Durch die Kurskorrektur veränderte sich der Zeitpunkt des Touchdown im Gale-Krater leicht auf 07:31:42 Uhr MESZ am Morgen des 6. August 2012. Die Situation nach Abschluss von TCM-4 sah so aus:
 
Standort des Raumschiffs am 29. Juli 2012
Standort des Raumschiffes relativ zum Mars am 29. Juli 2012. Curiosity hat sich vor den Planeten gesetzt und lässt sich bis zur Landung von ihm einholen. Die Sonnenorbits beider Objekte schneiden sich am 6. August 2012 um 07:31:42 Uhr MESZ. Dies bedeutet die Landung von Mars Science Laboratory auf dem Mars. Die Entfernung von Mars und MSL am 29. Juli 2012 ist noch 2.4 Mio. km, das entspricht etwa der 6-fachen Entfernung Erde-Mond.

 

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