IBEX (Interstellar Boundary Explorer) alias Explorer 91 auf Pegasus XL

Hallo,

ähnliche Effekte gibt es in in unserer obersten Atmosphäre und Magnetosphäre bzgl. Wasserstoffverlust. Durch ihre Ladung sind die Wasserstoffionen da draußen anfällig für die elektrischen und magnetischen Felder und erhalten so ihre Beschleunigung, also ihre Energie. Wenn sie jetzt mit einem neutralen (quasi ruhenden) Atom elastisch kollidieren, können sie ein Elektron von ihm bekommen, behalten aber ihre kinetische Energie bei. Dadurch können sie sich aus dem Feld lösen ... und uns erreichen.

Also das in der Athmosphäre genug Atome rumschwirren um damit zu kollidieren kann ich mir vorstellen. Aber an der Grenze des Sonnensystems sieht es ja mit Materie schon recht dünn aus. Und dann auch noch langsame neutrale Atome?

Stimmt, der Raum ist dort sehr leer. Gleichzeitig können wir uns die räumlichen Größenordnungen, in denen diese Prozesse ablaufen, nicht vorstellen. Daher tuen wir uns schwer, das im Kopf abzuschätzen.
Irgendein Prozesse muss die Ionen nach ihrer Beschleunigung ja neutralisieren, wenn der Rest des Modells stimmt. Da fällt mir dann nur so ein Kollisionsvorgang ein.

Na schauen wir mal was noch so kommt an Veröffentlichungen. Vielleicht steht da auch konkret drinne wie das mit der Ladung der Wasserstoffatome funktionieren soll.

Ein paar Neuigkeiten von
http://science.nasa.gov/headlines/y2010/15jan_ibex2.htm

The reflection process [..] involving multiple "charge exchange" reactions between protons and hydrogen atoms.

Der Ladungsaustausch soll also etwas mit Protonen und Wasserstoffatomen zu tun haben.
Das Gebiet in dem sich das ganze abspielt ist ca. 100 AE (Astronomische Einheiten=entfernung Sonne-Erde) entfernt.

Und es steht nochmal explizit da, dass es nur eine Theorie ist und es auch andere Meinungen gibt.

Hi,

es soll eine Reflexion von Sonnenwindpartikeln sein. Hier die Meldung von shortnews.de dazu. Kann das stimmen?? 
http://www.shortnews.de/start.cfm?id=810172

Da steht doch dasselbe, das wir hier auch berichtet haben, nur ist es dort viel kürzer und "falscher" dargestellt, ohne jede Beschreibung von Prozessen, Wirkungen, Zusammenhängen oder Ursachen.

Ok, deshalb auch meine Frage , vergessen wir diesen Bericht. Das Forum ist eh besser informiert. 

IBEX hat bei seinen Beobachtungen der Heliospäre die Zone abgebildet, in der der Sonnenwind vom Erdmagnetfeld auf fast Null abgebremst wird. Das war bisher mit noch keinem anderen Detektor gelungen. Hier mehr:

http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/em-crash.html

Man hat auch herausgefunden, dass der Mond ca. 10% des Sonnenwindes als ENAs (energetisch neutrale Atome, in dem Fall Wasserstoff) reflektiert. Das entspricht 150 Tonnen im Jahr.

Dem Mond werden also ca. 1350 Tonnen Wasserstoff pro Jahr durch Sonnenwind zugeführt. Aber das wusste man schon vorher glaube ich. Nur die Reflektionsrate war nicht so genau bekannt.

Interessant ist auch die Zusammenarbeit bei diesen Beobachtungen/Messungen in der Magnetopause. Während IBEX auf seinem 8-Tage-Orbit "weit weg" war und seine "Augen" auf diese Region richten konnte, waren die europäischen Cluster-Satelliten direkt vor der Magnetopause. Während Cluster die ankommenden und abgelenkten Protonen des Sonnenwinds in der Region gemessen hat, hat IBEX die dabei entstehenden ENA detektiert.

Es gibt neue Erkenntnisse zum ENA-Band am Rand unseres Sonnensystems:

http://ibex.swri.edu/index.shtml

In der zweiten ENA-Karte des Sonnensystems, 6 Monate nach der ersten Karte, erscheint das Band weiterhin, aber bereits deutlich verändert. Diese kurzzeitige Dynamik überrascht die Wissenschaftler. Hier mal eine Zusammenstellung der beiden Karten bei jeweils unterschiedlichen Energien der ENAs:






Bilder: SwRI/IBEX Team

Die großräumige Struktur ist weiterhin vorhanden und stabil. Insgesamt sieht man in den neuen Daten weniger ENAs als noch vor 6 Monaten. Evtl. kann das mit der geringeren Stärke des Sonnenwinds der letzten Jahre erklären. Dass man diese Variationen erfassen kann und sie nicht verrauscht sind, könnte dafür sprechen, dass die ENAs in einer deutlich schmaleren Region um unser Sonnensystem entstehen. Bisher hat man einen großen Raumbereich für ihren Ursprung angenommen.

Ebenso scheint ein "Knoten" im Band in den neuen Daten schwächer und "zerfasert".

Das einzige "sichere Fazit" scheint bisher: Die Interaktion unseres Sonnensystems mit der galaktischen Nachbarschaft scheint deutlich dynamischer als erwartet.

Was war doch gleich ein ENA? Vielleicht könnte man derartige Begriffe, die doch nicht so ganz geläufig sind, hin und wieder mal ausschreiben.

Zudem kann ich mir unter "Energetische Neutral-Atome" nicht viel vorstellen. Erstens sind Atome immer neutral, sonst wären es ja Ionen und zweitens, was soll an ihnen energetisch sein. Meint man die Bewegungsenergie oder E = mc²?

Nach Konsultation der Wikipedia bin ich zu der Erkenntnis gelangt, dass die Übersetzung "Energetische Neutral-Atome" bestenfalls irreführend (eigentlich falsch) ist. Man müsste die ENAs als "schnelle Atome" bezeichnen. Sie entstehen, wenn Ionen aus einem schnellen Plasma auf kalte, neutrale Gase treffen. Bei Kollisionen ionisieren die schnellen, geladenen Partikel (vorwiegend Protonen, also Wasserstoffionen) die kalten Atome und übernehmen dabei deren Elektron(en), neutralisieren sich gewissermaßen dabei. Also hat man im Endresultat stehende Ionen und schnelle Atome.

IBEX hat seine Primärmission beendet und ist jetzt in der verlängerten Mission. Man möchte jetzt bis mindestens Frühjahr 2013 weiter machen, dann ist das nächste Review geplant, um evtl. noch länger die Mission zu betreiben.

IBEX ist jetzt in einem neuen Orbit. Man mit drei Zündungen der Haupttriebwerke manövriert, um nach Ende der Primärmission einen langzeitstabilen Orbit zu erreichen und mit der Mission fortzufahren. Das Perizentrum wurde von 9660km auf 48280km angehoben. Die Synchronisation mit dem Mond wurde geschickt angepasst. Seit dem 23. Juni wird wieder gemessen.

Der alte exzentrische Orbit reichte fast bis zur Mondbahn. Wenn sich Mond und IBEX nahe kamen, hat dieser die Sonde stark gestört, was Korrekturmanöver nach sich zog. Jetzt ist man auf einem exzentrischen Orbit, in dem man dem Mond nicht mehr so nahe kommt (und doch die Mondbahn immer noch fast erreicht). Die zeitliche Synchronisation zwischen Mond und IBEX wurde so angepasst, dass man nie auf Höhe der Mondbahn ist, wenn der Mond gerade "da" ist.

Folgendes Bild zeigt den alten und den neuen Orbit aus Sicht der Erde und mit dem Mond mitrotierend. Der Mond ist immer "oben" (weißer Strich). Die mittlere Mondbahn ist der weise Kreis.

Bild: IBEX/SWRI/Applied Defense Solutions

Im neuen Orbit bleibt der Mond offenbar "alleine" ...

Für eine Ellipse braucht IBEX 9,1 Tage, für 3 Ellipsen 27,3 Tage. Der Mond braucht für einen Umlauf 27,3 Tage. Die Orbits sind jetzt so synchronisiert, dass IBEX an seinem Perizentrum ist, wenn der Mond in Nähe des IBEX-Apozentrums vorbei zieht. Der Orbit wird auf Jahrzehnte stabil sein, um so u.U. einen kompletten 11-Jahrezyklus der Sonne vermessen zu können. Der Manövertreibstoff an sich würde für ca. 40 Jahre reichen.

Weitere Aspekte bei der Orbitanalyse:

• Man wollte aus den van-Allen-Gürteln heraus.
• Man wollte nicht mehr so oft den GEO kreuzen.
• Man wollte eine sonst drohende Schattenphase für 7-Stunden hinter der Erde vermeiden.
• 2014 hätte "orbitales Billard" sonst IBEX aus der Erdumlaufbahn ins Sonnensystem schleudern können.

Interessanter Aspekt, dass der Orbit nun angepasst wurde.
Gab es vor dem Start der Mission wichtige Gründe, wieso der Orbit nicht gleich so gewählt wurde, oder hat man bei der Missionsplanung einfach geschlafen und die von Daniel aufgeführten Punkte einfach nicht beachtet?

Grüße,
Olli

# 2014 hätte "orbitales Billard" sonst IBEX aus der Erdumlaufbahn ins Sonnensystem schleudern können.

Das wäre doch mal ein neues Maneuver für alllerlei interplanetare Sonden (Impulsgewinn)... Wird wahrscheinlich standartmäßig eingesetzt...

Interessanter Aspekt, dass der Orbit nun angepasst wurde.
Gab es vor dem Start der Mission wichtige Gründe, wieso der Orbit nicht gleich so gewählt wurde, oder hat man bei der Missionsplanung einfach geschlafen und die von Daniel aufgeführten Punkte einfach nicht beachtet?

Grüße,
Olli

Gute Frage ... da kann ich auch nur spekulieren, wenn wir mal "Dummheit" und "'hab's vergessen" in gutem Glauben ausschließen :

• Ein Direkteinflug in den hohen Orbit mit Träger war nicht möglich. Aus Sicherheit für die Primärmission hat man sich umfangreiche/risikobehaftete Manöversequenzen gespart.
• Durch das ursprüngliche tiefere Perizentrum war die Datenübertragung wahrscheinlich besser/stabiler/höher. Der alte Orbit war in einen tiefen Engineeringabschnitt (House-Keeping, Telemetrie, Manöver) und einen hohen Beobachtungsabschnitt eingeteilt. Die damalige Orbitperiode von 7,5- 8 Tagen dürfte dabei auch eine Rolle gespielt haben.

Hier ein Film zur Mission von IBEX. Während einer Pressekonferenz besprachen Wissenschaftler neue Ergebnisse durch den Flug von IBEX.

ws

Mit IBEX konnte nun nachgewiesen werden, dass es mehr Sauerstoff innerhalb des Sonnensystems gibt, als in der näheren interstellaren Umgebung und in der Milchstraße. Das ist damit auch der erste Nachweis von Materie aus dem interstellaren Medium.

IBEX detektiert Wasserstoff-, Sauerstoff-, Neon- und Heliumatome. Das Verhältnis von Sauerstoff- zu Neonatomen weißt einen deutlichen Unterschied auf, je nach dem, woher die Atomen stammen.
Innerhalb der Heliosphäre kommen 111 Sauerstoffatome auf 20 Neonatomen, außerhalb des Sonnensystem sind es lediglich 74 Sauerstoffatome.

Das kann, so die Meinung des Wissenschaftsteam von IBEX, zwei Möglichkeiten haben.
Entweder ist das Sonnensystem in einem anderen, sauerstoffreicheren Bereich innerhalb der Galaxie entstanden, als wir uns gegenwärtig befinden, oder eine größere Masse an Sauerstoff liegt quasi gefangen im interstellaren Staub und/oder Eis, ohne dass sie sich frei durch den Raum bewegen kann.

Mehr gibt es hier zu lesen: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2012/jan/HQ_12-036_New_IBEX_Findings.html,
sowie hier: http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/news/interstellar-difference.html
und im Video, dass LEO verlinkt hat, zu sehen.

Interessant finde ich, dass es das erste Mal ist, dass interstellare Materie (nicht nur Elementarteilchen) direkt detektiert werden konnte.

Grüße
Olli

Hallo Zusammen,

Neue Daten der Sonde IBEX zeigen, das die seit langem theoretisierte Bugstosswelle der Heliosphäre nicht existiert,

die Wissenschaftler glaubten viele Jahrzehnte, das der Sonnenwind die Heliosphäre mit einer Bugschockwelle durch den Raum bewegt. Ähnlich dem Überschallknall eines Jets beim Durchbrechen der Schallmauer.
Die neuen Ergebnissen des Interstellar Boundary Explorer (IBEX) zeigen, dass die Heliosphäre sich durch den lokalen interstellaren Raum mit etwa 52.000 Meilen pro Stunde bewegt, rund 7.000 Meilen pro Stunde langsamer, als bisher angenommen. Kombiniert mit höherer magnetischer Druck im interstellaren Medium wird die Bugwelle im Vorfeld der Heliosphäre verhindert.

Credit: Mit freundlicher Genehmigung von Southwest Research Institute
https://images.raumfahrer.net/up022859.jpg

Während es im interstellaren Raum  viele Sterne mit einem Bugschock gibt,

Credit:NASA / ESA / JPL-Caltech / Goddard / SwRI
https://images.raumfahrer.net/up022861.jpg
zeigt sich, das die Einwirkung der Sonne nicht die kritische Schwelle erreicht, um einen Schock zu erzeugen. Unserer Heliosphäre erzeugt eher eine Welle, wie die eines Bootes, das durch das Wasser gleitet.     
Das IBEX-Team kombinierte die Daten mit analytischen Berechnungen, Modellierungen und Simulationen, um die notwendigen Voraussetzungen für die Schaffung einer Bugstosswelle zu bestimmen. Zwei unabhängige globale Modelle - von einer Gruppe in Huntsville, Alabama, und das Modell eine andere aus Moskau, kommen mit den analytischen Befunden zu dem vorgestellten Ergebniss.
Die Heliosphäre bildet einen Kokon um die Erde und die anderen Planeten.
 
Neue Daten aus der NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX) zeigen, dass die Heliosphäre sich zu langsam durch den Raum bewegt , um eine Bugwelle bilden.

Credit: Mit freundlicher Genehmigung von Southwest Research Institute
https://images.raumfahrer.net/up022863.jpg

Quelle:
http://swri.org/9what/releases/2012/bowshock.htm

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Hallo zusammen,

zu der neuen Erforschung der Sonde IBEX über die Art der Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und dem interstellaren Medium am Rande unseres Sonnensystems gibt es diesen sehr gut erklärenden Film dazu.
ws
Quelle:
http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/news/nobowshock.html

mit den besten Grüßen
Gertrud

Ich konnte es noch nicht lesen: stand bei den Ergebnissen etwas zum IBEX-Ribbon drin? Dessen Existenz hatte damals ja überrascht ...

Die Ergebnisse scheinen recht spannend zu sein:

Independently, IBEX has seen a well-defined band, or ribbon, at the edge of the heliosphere, believed to be defined by this external magnetic field. Other studies from IBEX have helped quantify the magnitude of the magnetic field, showing that it is on the strong end of what was previously thought possible.

Der IBEX-Ribbon (das entdeckte Band am Ende der Heliosphäre) scheint auf der abgeschätzten Skala deutlich auf der "starken Seite" zu liegen, ist also tatsächlich sehr kräftig.

"We recently analyzed two years worth of IBEX data, and they showed that the speed of the heliosphere – with respect to the local cloud of material – is only 52,000 miles per hour, instead of the previously believed 59,000," says David McComas

Das wesentliches Ergebnis ist, dass sich die Heliosphäre deutlich langsamer bewegt als zuvor gedacht - deshalb gibt es auch keinen Bow Shock (die Meldung vergleicht das mit der Schockwelle eines Überschallknalls).

In essence, it means that, like an airplane going too slowly to produce a sonic boom, the heliosphere isn't moving fast enough to create a bow shock, given the density and pressures of the material its moving through.

Oder, in grafisch - das flammende gelbrote Ding ist gar nicht da:


(Bild: NASA)

Hallo @Schillrich

zu deiner Frage:

Ich konnte es noch nicht lesen: stand bei den Ergebnissen etwas zum IBEX-Ribbon drin? Dessen Existenz hatte damals ja überrascht ...

schaue bitte in den Beitrag vor dem Video,
dort hatte ich auch ein Bild zu dem IBEX-Ribbon reingestellt.

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Den habe ich auch übersehen, war ja schon alles drin.