ISEE-3/ICE - NASA Mission of Opportunity

Bin grad auf eine faszinierende Geschichte gestoßen: Offenbar gibt es Pläne eine 30 Jahre alte Sonde, die sich derzeit in einem heliozentrischen Orbit befindet zu reaktivieren. ICE (International Cometary Explorer) wurde am 12.8.1978 gestartet und untersuchte zunächst Wechselwirkungen zwischen Sonnenwind und Erdmagnetfeld.

Nachdem diese Mission nach 5 Jahren abgeschlossen war wurde ICE auf den Weg zum Kometen Giacobini-Zinner geschickt, durch dessen Schweif die Sonde flog. Seit Ende der Neunziger fliegt sie seither der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne hinterher. 2014 wird sie die Erde eingeholt haben .

Nun wurde wohl überraschend Kontakt mit ICE durch das Deep Space Network (DSN) der NASA aufgenommen und festgestellt, dass der Großteil der wissenschaftlichen Instrumente noch funktioniert und weiterhin sogar noch Treibstoff für eine Geschwindigkeitsänderung von 150 m/s vorhanden ist!

Eine Arbeitsgruppe plant, die Sonde bei ihrem Eintreffen an der Erde einzufangen und, wie damals, mit Hilfe von Swing-by Manövern am Mond auf Kometenjagd zu schicken.

Das Ganze soll im Rahmen einer so genannten "Mission of Opportunity" der NASA stattfinden. Missionen dieses Typs sind immer dann möglich, wenn eine alternde Sonde ihre eigentliche Mission erfüllt hat und über eine weitere Nutzung nachgedacht werden kann (Vgl. Deep Impact - EPOXI).

Quelle: http://www.planetary.org/blog/article/00001673/
Weitere: http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/heasarc/missions/isee3.html
http://de.wikipedia.org/wiki/ISEE-3/ICE

Und so sieht sie aus:


Bild: NASA

N´Abend !

Es gab auch mal die Idee, die Sonde zurück zur Erde zu bringen. Das Smithsonian National Air and Space Museum in den Vereinigten Staaten sollte die Sonde dann als Exponat bekommen, wenn die Materialweissenschaftler mit ihr fertig sind.

Was mir unklar ist: Womit wollte man sie denn einfangen? 2014 wird wohl leider kein Shuttle mehr zu Verfügung stehen, um die von Fairchild gebaute, 469 kg schwere Sonde abzuholen.
Im August 2014 könnte die Sonde jedenfalls wieder in Erdnähe sein.

Gegen 20:49 Uhr UTC am 18. September 2008 hat man via DSS-14 ein Trägersignal von ISEE-3 empfangen. Das Raumfahrzeug hat offensichtlich noch "Leben" in sich.

Ich hatte vor ein paar Wochen mal angefangen, Informationen zu ICE alias Explorer 59 alias ISEE-3 (International Sun-Earth Explorer 3) zusammenzustellen. Habe verschiedene weitere Quellen:

http://www.astrolink.de/m063/m063059/index.htm
http://www.bernd-leitenberger.de/ice.shtml
http://en.wikipedia.org/wiki/International_Cometary_Explorer
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/ssc/isee.html
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/haloorbit.html
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/masterCatalog.do?sc=1978-079A
http://cohoweb.gsfc.nasa.gov/helios/heli.html
http://www.friends-partners.org/partners/mwade/details/isee3.htm
http://space.skyrocket.de/index_frame.htm?http://space.skyrocket.de/doc_sdat/explorer_isee-3.htm

Gruß   Thomas

Was mir unklar ist: Womit wollte man sie denn einfangen? 2014 wird wohl leider kein Shuttle mehr zu Verfügung stehen, um die von Fairchild gebaute, 469 kg schwere Sonde abzuholen.
Im August 2014 könnte die Sonde jedenfalls wieder in Erdnähe sein.

Sie manuell einzufangen ist nicht vorgesehen. Ich habe es so verstanden, dass ICEs Orbit ein Einfangen durch einen Mond fly-by ermöglicht.

Danke für die ganzen Links!

Tonthomas geht es wohl um etwas Anderes: Wenn man die Sonde untersuchen und dann in ein Museum schaffen wollte, dann hätte man sie irgendwie einsammeln und zurück auf die Erde transportieren müssen. Dazu ist aber als einziges Raumfahrzeug das Shuttle in der Lage.

René

Das Smithsonian National Air and Space Museum wird wohl 2014 ein Shuttle zur Verfügung haben. Die Frage wird wohl sein wie sie es aus der Museumshalle in den Orbit bekommen.  

@René:

Genau, das war der Gedanke, den ich verfolgte. Da man 2014 nach heutigem Stand keine Shuttleflüge mehr haben wird, wird sich ein frühere Idee, nämlich die Sonde im Orbit zu bergen und auf die Erde zurückzubringen, wohl nicht umsetzen lassen. Da die Sonde möglicherweise quietschlebendig ist, ist jetzt wohl die alternative Idee geboren worden, sie einfach auf die nächste wissenschaftliche Misson zu schicken, wenn man sie schon nicht heimholen kann. Eben eine Mission of Opportunity - aus der Gelegenheit geboren.

@Chewie:

 

Gruß   Thomas

Das Smithsonian National Air and Space Museum wird wohl 2014 ein Shuttle zur Verfügung haben. Die Frage wird wohl sein wie sie es aus der Museumshalle in den Orbit bekommen.  

Die NASA bräuchte dem Smithsonian nur auch noch eine Launch Plattform schenken ...

René

Ganz alter Thread ... jetzt offenbar mit "letzten Neuigkeiten" ...

http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2014/02070836-isee-3.html

Beim DSN hat man jetzt festgestellt, dass man nicht aktiv mit ISEE-3 wird kommunizieren können. Man kann zwar noch "zuhören", man hat aber nicht mehr Ausrüstung, um Kommandos an die Sonde zu senden. Damit wird ISEE-3 uns ei8nfach passieren.

.... Beim DSN hat man jetzt festgestellt, dass man nicht aktiv mit ISEE-3 wird kommunizieren können. ....

Das entlockt mir ein "och nö" .... Schade!

Gruß    Pirx

Zitat von: Schillrich am 08. Februar 2014, 11:08:54

.... Beim DSN hat man jetzt festgestellt, dass man nicht aktiv mit ISEE-3 wird kommunizieren können. ....

Das entlockt mir ein "och nö" .... Schade!

Gruß    Pirx

Interessant sind die Kommentare zu dem Artikel. Da fordern einige die Freigabe der Spezifikationen. Radioamateure könnten in die Lücke springen.

Ich verstehe dabei aber eines nicht. Einerseits wurde gesagt, man braucht die großen Antennen des DSN. Andererseits habe ich verstanden, daß ISEE-3 auf seiner Bahn wieder in die Nähe der Erde kmmt, also auch möglicherweise in die Reichweite der Radioamateure bringt. Was habe ich falsch verstanden?

Als Radioamateur kannst du besser schwachen Signalen zuhören als selbst Signale ausreichend stark abzustrahlen, dass die Sonde die noch wahrnimmt. Aber mal schauen, was die sich ausdenken ...

Vielleicht geht es da nicht um Reichweite, sondern allgemein um Kommunikationsequipment und Know-How. Die "Bodentechnik" muss ja wie die Sonde selbst in den 1970ern konzipiert und gebaut worden sein und ist demnach wohl längst verschrottet (inklusive vielleicht Labormodellen der Sonde, mit denen man kritische Manöver gerne vorher mal ausprobiert?). Und die einst auf die Sonde spezialisierten Ingenieure sind jetzt wohl (mindestens) pensioniert. Es ist ja hier nicht so wie bei den Space Shuttles mit ihrer ähnlich alten technischen Basis, die aber über Jahrzehnte immer weiter gepflegt und modernisiert wurde und für die immer weiter Nachwuchsleute ausgebildet wurden. Dass "Radioamateure in die Bresche springen könnten", sagt sich vielleicht einfacher, als es nachher tatsächlich auszuführen ist.

Es mag auch sein, dass es zwar technisch machbar wäre, selbst für eine so heillos veraltete Sonde Equipment und Knowhow neu aufzubauen, dass das aber zuviel finanziellen Aufwand bedeuten würde, zumindest für eine Gelegenheitsmission (mission of opportunity), wo das Wort ja schon ausdrückt, dass sie bitte so wenig wie möglich kosten soll.

Dann ist da noch der Aspekt, dass die Sonde nun mal uralt ist. Jeder Tag, den sie weiter funktioniert, ist ein Geschenk, aber sie kann jeden Moment ausfallen.

Terminus (der es selber schön finden würde, wenn man mit der Sonde noch was Sinnvolles anstellen kann)

Vielleicht geht es da nicht um Reichweite, sondern allgemein um Kommunikationsequipment und Know-How. Die "Bodentechnik" muss ja wie die Sonde selbst in den 1970ern konzipiert und gebaut worden sein und ist demnach wohl längst verschrottet (inklusive vielleicht Labormodellen der Sonde, mit denen man kritische Manöver gerne vorher mal ausprobiert?).

.........

Dass "Radioamateure in die Bresche springen könnten", sagt sich vielleicht einfacher, als es nachher tatsächlich auszuführen ist.

So sagt es der Artikel. Sie müßten Geräte, die die notwendigen Steuersignale senden können, neu bauen. Es ist auch nicht gesagt, daß Radioamateure es können. Aber es gibt da schon recht erfinderische Bastler, die eine Herausforderung darin sehen, das hinzukriegen. Warum nicht wenigstens den Versuch machen und die Daten veröffentlichen? Würde mich freuen.

Und die einst auf die Sonde spezialisierten Ingenieure sind jetzt wohl (mindestens) pensioniert.

Na, na, na! In den 70ern hätte ich die Sonde bauen können und ich lebe noch.

Zitat von: Terminus am 08. Februar 2014, 13:57:30

Dass "Radioamateure in die Bresche springen könnten", sagt sich vielleicht einfacher, als es nachher tatsächlich auszuführen ist.

So sagt es der Artikel. Sie müßten Geräte, die die notwendigen Steuersignale senden können, neu bauen. Es ist auch nicht gesagt, daß Radioamateure es können. Aber es gibt da schon recht erfinderische Bastler, die eine Herausforderung darin sehen, das hinzukriegen. Warum nicht wenigstens den Versuch machen und die Daten veröffentlichen? Würde mich freuen.

Mich auch. Vielleicht würde es sogar damit gelingen, die Sonde zu erreichen, wenn sie in die Nähe der Erde kommt, und zu dem Ziel umzusteuern.

Dann kommt aber schon das nächste Problem: Wo ist denn das Ziel? Jedenfalls nicht mehr in Erdnähe. Kann man sie dort mit "Ham"-Mitteln noch erreichen? 

Ich habe jetzt auch mal den verlinkten Artikel im Lakdawalla-Blog gelesen. Emily zitiert dort eine Art Expertise des Goddard-Centers (das die Sonde einst betrieb):

The transmitters of the Deep Space Network, the hardware to send signals out to the fleet of NASA spacecraft in deep space, no longer includes the equipment needed to talk to ISEE-3. These old-fashioned transmitters were removed in 1999. Could new transmitters be built? Yes, but it would be at a price no one is willing to spend. And we need to use the DSN because no other network of antennas in the US has the sensitivity to detect and transmit signals to the spacecraft at such a distance.

This effort has always been risky with a low probability of success and a near-zero budget. It is thanks to a small and dedicated group of scientists and engineers that we were able to get as far as we have. Thank you all very much.

Das ist ja ungefähr das, was ich vermutet hatte: Überaltertes Equipment, längst demontiert. Und kein Geld, neues anzuschaffen.

Es gibt auch eine Facebook-Seite zum Thema, wo dies und noch mehr steht: https://www.facebook.com/ISEE3returns .

Ah, noch ein Aspekt: Lohnt es sich eigentlich, über das reine "Wir tun es, weil wir es können" hinaus? Die Sonde hat da also Instrumente aus den 70ern an Bord. Ähm... was können uns diese heute noch geben?

Emily schreibt übrigens auch, dass es nur einem Fehler zu verdanken ist, dass ISEE-3 heute überhaupt noch ein Signal ausstrahlt. Eigentlich sollte der Transmitter ganz abgeschaltet werden. Wenn es 1997 geplant gewesen wäre, mit der Sonde 2014 wieder Kontakt aufzunehmen, hätte man die erdseitigen Transmitter wohl im DSN belassen...

Stattdessen hat man vielleicht wirklich geplant, die Sonde 2014 wieder mit einem Shuttle einzufangen? Aber dass man 2014 keine Shuttles mehr haben würde, konnte man 1997 ja noch nicht wissen.

Zitat von: Terminus am 08. Februar 2014, 13:57:30

Und die einst auf die Sonde spezialisierten Ingenieure sind jetzt wohl (mindestens) pensioniert.

Na, na, na! In den 70ern hätte ich die Sonde bauen können und ich lebe noch.

Ja, ist doch schön . Ich habe damals zwar auch schon gelebt, aber war noch ein Kind und habe mein durchaus vorhandenes Raumfahrtinteresse leider wieder verloren, bevor Berufswahl ein Thema wurde... sonst hätte ich es bestimmt wenigstens versucht.

Terminus

Hallo Zusammen,

Funkamateure können der Sonde sicherlich zuhören. Die Sonde anzusprechen scheitert schon daran, dass die Uplinkfrequenzen im Bereich 2000 - 2200 MHz nicht für den Amateurfunkdienst freigegeben sind. Eine spezielle Frequenzzuweisung ist eine langwierige bürokratische Angelegenheit.
Leider habe ich trotz intensiver Suche bisher auch keinerlei Angaben über die Bahndaten der Sonde gefunden. Dann würde ich meine S-Band-Antenne nämlich schon jetzt mal in die Richtung drehen. Ich habe lediglich irgendwo gelesen dass die gegenwärtige Entfernung 16 Mio km sein soll. MOM ist zur Zeit auch etwa 16 Mio km entfernt und da kriege ich noch ein schwaches Signal.
Einfach drauflos suchen ist aussichtslos, selbst meine kleine 1 m Antenne muss auf etwa +/- 2° genau ausgerichtet werden um die volle Empfindlichkeit zu erreichen.
Wenn jemand was von Bahndaten, Ephemeriden, was auch immer hört, bitte posten, gerne auch als PM an mich.

Beste Grüsse
Edgar

N'abend,

Es mag auch sein, dass es zwar technisch machbar wäre, selbst für eine so heillos veraltete Sonde Equipment und Knowhow neu aufzubauen, dass das aber zuviel finanziellen Aufwand bedeuten würde, zumindest für eine Gelegenheitsmission (mission of opportunity), wo das Wort ja schon ausdrückt, dass sie bitte so wenig wie möglich kosten soll.

Dann ist da noch der Aspekt, dass die Sonde nun mal uralt ist. Jeder Tag, den sie weiter funktioniert, ist ein Geschenk, aber sie kann jeden Moment ausfallen.

Einer der Gründe, warum man die Planungslebensdauer eines wissenschaftlichen Satelliten von vornherein auf 2-5 Jahre begrenzt, ist der Faktor, daß es am Boden garnicht genug Wissenschaftler gibt, die die Daten auswerten können.

Vor einigen Jahren ging mal die Nachricht durchs Netz/die Medien, daß die NASA über mehrere randvolle Lagerhallen mit Bändern von Daten wissenschaftlicher Satelliten verfügt, die niemals ausgewertet wurden. Es gab nie genügend Kapazitäten dafür.

Hinzu kommt, daß sich in den letzten 30-50 Jahren die Technologien zu schnell geändert haben. Früher waren es analoge Datenaufzeichnungen, heute ist alles digital. wer kann denn heute noch die alten Magnetbänder verarbeiten? Als Jugendlicher war ich stolz auf mein 4-Spur Tonbandgerät zur Aufzeichnung von Popmusik. Heute stehen noch 2 Bänder herum, aber ich kriege sie einfach nicht in meinen mp3-Player... :'(

Ebenfalls vor einigen Jahren ging die Nachricht durchs Netz, daß NASA noch über genau 1 Magnetbandleser verfügt, der die alten Apollo-Datentapes noch lesen kann. Ob man inzwischen alle digitalisiert hat, weiß ich nicht.

Will sagen: Es ist schön, wenn Sonden wie ISEE-3 solange leben, aber es interessiert niemanden mehr, da alle Wissenschaftler mit neueren Missionen beschäftigt sind.

Gruß
roger50

Vielleicht ist genau das der Grund (oder mit ein Grund), warum man heute in der Regel dafür sorgt, dass Raumsonden am Ende ihrer Mission ein definiertes, unwiderrufliches Ende finden, also auf einen Himmelskörper gelenkt werden oder wenigstens der Computer und/oder Kommunikationseinheit endgültig abgeschaltet werden: Man möchte erreichen, dass die Wissenschaftler und Ingenieure die Sonde aus dem Kopf kriegen. Man möchte vermeiden, dass sie sich wieder mit dem "alten Recken" beschäftigen, Zeit und Geld und sonstige Ressourcen investieren, anstelle sich voll auf ihre aktuellen Missionen zu konzentrieren.

Auch bei ISEE-3 war es ja wohl so geplant. Dass sie überhaupt noch in Betrieb ist, war laut Lakdawalla ja wohl ein Fehler, hätte eigentlich nicht sein sollen - und was das jetzt für Auswirkungen hat, sieht man ja: Prompt werden Anstrengungen unternommen, wieder mit der Sonde Kontakt aufzunehmen, es wird an studentischen Low-Budget-Missionen überlegt, es gibt durchaus einen kleinen Hype bis hinein ins "Fandom" (also uns hier).

Wenn man aber auch sieht, was diese Sonde für eine Flugbahn hat: Erdorbits, Mondorbits, Lagrange-"Orbit", Sonnenorbit... Es scheinen wohl so einige Pionierarbeiten, einige "Firsts" daran ausprobiert worden zu sein? Ich könnte schon verstehen, wenn vielleicht einige Leute an dieser Sonde hängen. Und jetzt ist sie immer noch da und (wäre) immer noch einsatzfähig... wow.

Terminus

Vielleicht ist genau das der Grund (oder mit ein Grund), warum man heute in der Regel dafür sorgt, dass Raumsonden am Ende ihrer Mission ein definiertes, unwiderrufliches Ende finden, also auf einen Himmelskörper gelenkt werden oder wenigstens der Computer und/oder Kommunikationseinheit endgültig abgeschaltet werden: Man möchte erreichen, dass die Wissenschaftler und Ingenieure die Sonde aus dem Kopf kriegen. Man möchte vermeiden, dass sie sich wieder mit dem "alten Recken" beschäftigen, Zeit und Geld und sonstige Ressourcen investieren, anstelle sich voll auf ihre aktuellen Missionen zu konzentrieren.

Ich glaube das ist so nicht ganz richtig. Zumindest bei der NASA haben die (allermeisten) Sonden keinen "Aus-Knopf" bzw. Abschaltbefehl. Dies vor allem, damit keiner sowas aus Versehen als Befehlt senden kann. Das habe ich einmal in Dokumentationen zu Spirit und Opportunity gehört und dann auch in einem Artikel zu einer anderen Sonde gelesen. Ob das offizielle Linie und auch irgendwo niedergeschrieben ist, weiß ich aber nicht. Allerdings halte ich sowas für wahrscheinlich. Einen der beiden Viking-Lander hatte man ja nach einiger Zeit verloren indem man die Antenne falsch ausrichtete und damit die Kommunikation verhinderte ... auch eine Art von (unbeabsichtigtem) Ausschalten. 

Dass die NASA aber alle Daten und technischen Einrichtungen quasi entsorgt hat ist bedenklich. Zumindest die Pläne und Programmierung hätte man aufbewahren können    1995 bzw. 1999 gab es auch schon sowas wie Digitalisierung von Daten.

Zumindest bei Apollo sind die Pläne auch noch auf Mikrofilm gesichert. Diese Sorgfalt hat man bei Sonden wohl kaum gehabt 

Wer aber die Sonde gebaut hat, dem sollte man aber einen Preis verleihen. Und läuft und läuft und läuft... 

Zumindest bei der NASA haben die (allermeisten) Sonden keinen "Aus-Knopf" bzw. Abschaltbefehl. Dies vor allem, damit keiner sowas aus Versehen als Befehlt senden kann. Das habe ich einmal in Dokumentationen zu Spirit und Opportunity gehört und dann auch in einem Artikel zu einer anderen Sonde gelesen. Ob das offizielle Linie und auch irgendwo niedergeschrieben ist, weiß ich aber nicht. Allerdings halte ich sowas für wahrscheinlich. Einen der beiden Viking-Lander hatte man ja nach einiger Zeit verloren indem man die Antenne falsch ausrichtete und damit die Kommunikation verhinderte ... auch eine Art von (unbeabsichtigtem) Ausschalten. 

Okay, das leuchtet ein. Andererseits heißt es im Lakdawalla-Blog dazu:

Well, the fact that ISEE-3 is still broadcasting a carrier signal was actually an error; it should have been shut down. If they had planned for it to still be functioning at this point, they would have maintained the capability to communicate with it.

Ich weiß ja nicht, wie sie es machen mit dem "Shut-Down". Ich denke mal, wenn man es unbedingt will und seine Sonde kennt, kriegt man jede noch so unkaputtbare Sonde kaputt. Das ginge sogar superschnell, dagegen ist das Programmieren einer Absturzbahn ja schon Aufwand - aber natürlich ein wesentlich würdevolleres Ende. 

Einen der beiden Viking-Lander hatte man ja nach einiger Zeit verloren indem man die Antenne falsch ausrichtete und damit die Kommunikation verhinderte ... auch eine Art von (unbeabsichtigtem) Ausschalten. 

Ups . Ich dachte immer, die wären einfach ausgefallen.

Dass die NASA aber alle Daten und technischen Einrichtungen quasi entsorgt hat ist bedenklich. Zumindest die Pläne und Programmierung hätte man aufbewahren können   

Unterlagen sind bestimmt noch da, sonst hätte man jetzt wohl nicht die Telemetrie von ICE auswerten können und z.B. feststellen können, dass noch 11 Instrumente gehen und genug Treibstoff für eine weitere Mission da wäre. Soweit ich es verstanden habe, fehlen "nur" diese Transmitter, also wohl Sender in eigener Hardware, die bei den DSN-Antennen modular integriert waren.

Terminus

...
Ich glaube das ist so nicht ganz richtig. Zumindest bei der NASA haben die (allermeisten) Sonden keinen "Aus-Knopf" bzw. Abschaltbefehl. Dies vor allem, damit keiner sowas aus Versehen als Befehlt senden kann. Das habe ich einmal in Dokumentationen zu Spirit und Opportunity gehört und dann auch in einem Artikel zu einer anderen Sonde gelesen.
...

Guten Morgen,

es gibt nicht den einfachen "Aus-Knopf". Aber in den Missionsplänen sind Prozeduren definiert, wie man das Missionsende gestaltet. Und das können durchaus unwiderrufliche Prozeduren sein, u.a. Batterien und Druckspeicher entleeren.

Inzwischen habe ich eine schöne Quelle für Orbitdaten von ISEE-3/ICE und auch viele andere Raumfahrzeuge gefunden die nicht in JPL HORIZONS sind.
Ausserdem gibt es einen schönen 3D Orbit Viewer.
Das ganze ist hier: http://sscweb.gsfc.nasa.gov/tipsod/

Ich habe ein kleines Programm geschrieben, das TIPSOD Datensätze in lokale Azimuth, Elevation, Entfernung und Enternungsrate umrechnet. Wer lokale Daten braucht, bitte gerne melden mit: Geographische Breite, Länge und Höhe ü.M. und natürlich gewünschtes Objekt und Zeitintervall.

Gruss
Edgar

UPDATE:
ISEE-3/ICE ist jetzt auch in JPLs HORIZONS System verfügbar. Diese Datenquelle ist sehr vielseitig.
Ich habe HORIZONS und meine Konversion aus TIPSOD verglichen und eine Übereinstimmung von besser als 0.005° in der Winkelabweichung gefunden.
Gut eine zweite Quelle zu haben. Ich weiss jetzt auch, dass meine Koordinatentransformationen korrekt sind.

Gruss
Edgar

Wenn die Community die Kontrolle übernimmt ... wer hat den besten Hack?


xkcd

Ein Artikel über einen Forschungssatelliten, der in den 80er zweckentfremdet wurde und demnächst wieder die Erde passiert.

http://www.tagesschau.de/schlusslicht/satellit-isee100.html

Witzige Interpretation.