Dawn erreicht Ceres

[Thomas W. Riker]

Durch Dawn und eine japanische Mondsonde wurde jetzt nachgewiesen, dass Vesta und Mond vor 4 Mrd Jahren einem Bombardement von Asteroiden des gleichen Typs ausgesetzt waren und damit quasi Geschwister sind.

[Thomas W. Riker]

Morgen ist Dawn halfway to Ceres.
Der Abstand von Vesta beträgt schon 31,1 Miokm, der von Ceres noch 31,4 Miokm Luftlinie, bei einer Näherung von 1,78km/s oder rund 150.000 km/d.
Die Gesamtstrecke beträgt allerdings noch rund einen viertel Orbit von Ceres.
Um möglichst wenig Energie zu benötigen fliegt Dawn rund ein halbes Ceres-Jahr von Vesta zu Ceres und wurde vorher mittels Swingby von Mars zu Vesta beschleunigt. Grafiken in #1

[Thomas W. Riker]

Während New Horizons noch mit fast 15 km/s dem knapp 3,5 AU entfernten Pluto entgegenjagt, schwebt Dawn nur mit 1,25 km/s der jetzt nur noch 0,1 AU entfernten Ceres entgegen, die die Sonde im Februar 2015 erreichen wird.
Dawn wird noch deutlich langsamer werden, denn mit der jetzigen Geschwindigkeit würde Ceres schon in 140 Tagen erreicht werden. Dawn wird den innersten Zwergplanten rund 5 Monate untersuchen.
Derzeit sind Mars, Vesta und Ceres relativ gut zu beobachten, da die Opposition erst vor kurzer Zeit war.

Mission

[Bynaus]

Dawn wird noch deutlich langsamer werden, denn mit der jetzigen Geschwindigkeit würde Ceres schon in 140 Tagen erreicht werden.

Die Frage ist halt immer, relativ zu was man die Geschwindigkeit misst. Misst man relativ zur Sonne (was hier wohl der Fall ist), dann muss man natürlich bedenken, dass sich auch Ceres bewegt, und zwar in dieselbe Richtung wie Dawn. Es ist die relative Geschwindigkeit zwischen Dawn und Ceres, die entscheidet, wie lange es dauert, bis Dawn die verbleibende Distanz überwindet. Ich denke, Dawns Geschwindigkeit wird sich nicht mehr gross ändern ausser kurz vor dem Einbremsen in den Orbit von Ceres.

[Thomas W. Riker]

Die Frage ist halt immer, relativ zu was man die Geschwindigkeit misst. Misst man relativ zur Sonne (was hier wohl der Fall ist), dann muss man natürlich bedenken, dass sich auch Ceres bewegt, und zwar in dieselbe Richtung wie Dawn. Es ist die relative Geschwindigkeit zwischen Dawn und Ceres, die entscheidet, wie lange es dauert, bis Dawn die verbleibende Distanz überwindet. Ich denke, Dawns Geschwindigkeit wird sich nicht mehr gross ändern ausser kurz vor dem Einbremsen in den Orbit von Ceres.

Es handelt sich jetzt (06.05.14, 11:37 UTC) um die Relativgeschindigkeit von Dawn und Ceres. Bei einer Entfernung von 0,09853 AU sind es jetzt 1,23 km/s.
Ebenso sind im ersten link in #1 folgende Daten angegeben:
Enfernung und Relativgeschwindigkeit zu
- Vesta 0,3659 AU und 4 km/s (Geschwindigkeit steigt, da sich Vesta dem Perihel nähert und Ceres sich dem Aphel nähert)
- Erde 1,637 AU und 13,81 km/s
-Sonne 2,564 AU und 19,23 km/s (beides wird weiter steigen, siehe Vesta)

Anhand der Bahngrafik in o.g. link erkennt man, dass sich Vesta und Ceres in den Monaten nach dem Abflug von Vesta annäherten und sich seit einigen Monaten wieder vonenander entfernen.
Die gesamte Flugbahn inkl Gravity-Assist beim Mars war extrem energiesparend, um möglichst viele Instrumente mitnehmen zu können, wobei trotzdem noch 2 Instrumente gestrichen wurdem. Dabei nimmt man die relativ langsame Annäherung an Ceres in Kauf, die gut ein halbes Ceres-Jahr dauert.

[Bynaus]

Es handelt sich jetzt (06.05.14, 11:37 UTC) um die Relativgeschindigkeit von Dawn und Ceres.

Ja - aber. Was bedeutet denn Relativgeschwindigkeit genau? Das sind Objekte, die sich in 3D Bewegen. Die totale Relativgeschwindigkeit ist nicht unbedingt ihre Geschwindigkeit entlang ihrer Verbindungslinie, sondern zum Beispiel - und das vermute ich in diesem Fall - die Differenz ihrer Geschwindigkeiten relativ zur Sonne.

Wenn du zwei Autos hast, die mit 98 und 100 km/h fahren, dann ist der Unterschied in ihrer Relativgeschwindigkeit zum Boden 2 km/h. Trotzdem: wenn sie, sagen wir, 20 m voneinander entfernt sind, heisst das nicht, dass sie in 20 m / 2000 m/h = 1/100 Stunde = 36 Sekunden miteinander kollidieren werden - weil du eben nicht weisst, wie ihre Relativgeschwindigkeit in Richtung ihrer Verbindungslinie aussieht. Sie kann Null sein (wenn ihre Spuren exakt parallel verlaufen), sie kann ~140 km/h betragen, wenn sie sich diagonal voneinander entfernen, oder sie kann 198 km/h betragen, wenn sie direkt aufeinander zu fahren.

Ich vermute, der grösste Unterschied in der Geschwindigkeit zwischen Dawn/Ceres jetzt und bei der Begegnung macht die Abbremsung von Ceres selbst aus, während sie ihrem Aphelion entgegeneilt.

[Thomas W. Riker]

Die Relativgeschwindigkeit dürfte die Näherungsgeschwindigkeit sein:
In den 129 Tagen seit dem 27.12.13 hat sich Dawn von 31,4 Miokm auf 14,74 Miokm angenähert. Dies sind 16,66 Miokm oder 129.000 km/d oder 1,494 km/s, was gut zu den Relativgeschwindigkeiten vom 27.12.13 von 1,78 km/s und den 1,23 km/s von heute passt.
Der Unterschied zwischen Ceres-Perihel und - Aphel beträgt 0,441 AU ~ 66 Miokm
Addiert man die Distanzen von Dawn zu Ceres (0,09853 AU) und zur Sonne (2,564 AU) erhält man 2,66253 AU, womit bis zum Aphel noch mindestens 0,32447 AU fehlen, da die 3 Körper ja nicht genau auf einer Linie liegen. Damit erhöht sich die Distanz zur Sonne noch um rund 48,5 Miokm in rund 9 Monaten, was ca 180000 pro Tag bedeutet.

Edit:
Wie von Bynaus angemerkt, wird Ceres auf dem Weg zum Aphel langsamer werden als ihre durchschnittliche Orbitalgeschwindigkeit von 17,909 km/s, was für die auf Annäherungskurs befindliche Dawn auch gilt.

[Bynaus]

In den 129 Tagen seit dem 27.12.13 hat sich Dawn von 31,4 Miokm auf 14,74 Miokm angenähert. Dies sind 16,66 Miokm oder 129.000 km/d oder 1,494 km/s, was gut zu den Relativgeschwindigkeiten vom 27.12.13 von 1,78 km/s und den 1,23 km/s von heute passt.

Okay, das stimmt. Du hast recht.

Allerdings denke ich immer noch, dass diese Relativ/Näherungsgeschwindigkeit nicht durch das Triebwerk abgebaut werden muss, sondern vorwiegend dadurch, dass sich beide Objekte (Dawn/Ceres) auf unterschiedlichen Bahnen auf ihren jeweiligen Aphel zubewegen.

Allerdings sehe ich gerade, dass du das gar nie behauptet hast - du hast bloss gesagt, Dawn müsse noch langsamer werden (aber nicht, wie). Und das stimmt auf jeden Fall. Asche auf mein Haupt.

[Thomas W. Riker]

Ein wichtiger Aspekt ist, dass das Ionen/Xenon-Triebwerk (Schon bei Deep Space 1, 1998-2001) elektrische Energie durch die Solarmodule benötigt und diese jetzt nur noch 1 kW und nicht mehr wie beim Start 10 kW erzeugen. Beim Einschwenken in den Orbit wird der Antrieb durch Hydrazin erfolgen.
Das Ionen-Triebwerk wird während der Mission übrigens rund 5 Jahre laufen (in der Grafik im 1. link in #1 Thrust on/Thrust off).

[Thomas W. Riker]

Die Annäherung an Ceres ist jetzt auf weniger als 100.000km am Tag abgesunken (1,15 Km/s ~ 4140 km/h). Der Abstand zu Ceres beträgt jetzt 0,089 AU oder 13,31 miokm.

[Thomas W. Riker]

Dawn ist jetzt weniger als 10 miokm von Ceres entfernt, während die Distanz zu Vesta schon rund 75 miokm beträgt.
Die Sonde ist anscheinend noch immer im Energiesparmodus und nähert sich Ceres jetzt mit wenger als 1 km/s.

[Thomas W. Riker]

Serpentin in Kratern von Vesta stammt von kohlenstoffreichen Asteroiden.

Max Planck Institut für Sonnensystemforschung | Aktuelles | Pressemitteilungen | Vestas Geschichte in Stein.


An die Moderatoren:
Könnte der Threadtitel geändert werden?

Z.B.: Dawns Reise zu Vesta und Ceres

[Spocky]

Ich bin ein wenig Überrascht, dass Serpentine sich überhaupt auf Asteroiden bilden können. Ich kenne das Material nur aus Umwandlungsprodukt aus mafischen bis ultramafischen Gesteinen (in meinem Diplomkartierungsgebiet z. B. aus Pyroxenit). Es kommt dann auch überwiegend mit Hämatit oder Magnetit vor, was besonders nervig ist, wenn man die Schichten mit einem Komass einmessen soll

[Thomas W. Riker]

Gut drei Viertel der Flugzeit zwischen Vesta und Ceres sind vorbei.
Dabei hat sich die Distanz für Dawn von über 60 auf jetzt 8,21 miokm verringert und die Relativgeschwindigkeit ist jetzt bei nur noch 0,85 km/s oder 73440 km/d. Bei dieser Relativgeschwindigkeit wäre Dawn schon Ende Oktober bei Ceres, die Ankunft ist aber erst im Februar 2015.
Derzeit hätte Ceres aus der Sicht von Dawn einen relativen Durchmesser wie ein 45km großer Körper im durchschnittlichen Mondabstand von 384000km.

[Thomas W. Riker]

Ein längeres Video (05'14") über Vesta:

https://www.youtube.com/watch?v=84vz6J8cnc8

Hoffentlich gibt es ab Februar ähnlich beeindruckende Bilder von Ceres.