KONTAKT

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Dr. Holger Sierks
OSIRIS Principal Investigator
Telefon:+49 551 384 979-242
E-Mail:sierks@...

OSIRIS-Team am MPS

Holger Sierks, Principal Investigator

Carsten Güttler, Project Manager

Jean-Baptiste Vincent, Co-Investigator

Jessica Agarwal, Associate Scientist

Cecilia Tubiana, Associate Scientist

Nilda Oklay, Associate Scientist

Xian Shi, Assistant Scientist

Adeline Gicquel, Assistant Scientist

Marc Hofmann, Assistant Scientist

Nafiseh Masoumzadeh, Assistant Scientist

Gabor Kovacs, Optical Performance

Pablo Gutierrez-Marques, Ops. Manager

Steve Boudreault, Operations

Irene Büttner, Ground Segment

Ian Hall, Ground Segment

Joachim Ripken, Ground Segment

Sebastian Höfner, Ph.D. Student

Jacob Deller, Ph.D. Student

Xianyu Hu, Ph.D. Student

Michael Richards, Quality Assurance

Daniel Maase, Computer Maintenance

Fee von Saltzwedel, Secretary

Flyer

OSIRIS

OSIRIS: Optisches, Spektroskopisches und Infrarot  Bildverarbeitungssystem

OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System) ist das wissenschaftliche Kamerasystem an Bord der ESA-Mission Rosetta zum Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. OSIRIS umfasst zwei Kameras: eine hochauflösende Telekamera (NAC) und eine Weitwinkelkamera (WAC). Mit ihnen verfolgt OSIRIS die Kometenrotation und untersucht die physikalischen und chemischen Prozesse, welche innerhalb, auf der Oberfläche und in der Nähe des Kometenkerns stattfinden. Darüber hinaus kartiert es die Morphologie des Kometen, um einen geeigneten Landeplatz für den Lander Philae auf der Kometenoberfläche zu finden.

Die Stärke von OSIRIS ist die Erfassung des gesamten Kometenkerns und dessen unmittelbarer Umgebung mit einer herausragenden räumlichen und zeitlichen Auflösung und ihre spektrale Empfindlichkeit, die das gesamte reflektierte Kontinuum des Sonnenspektrums bis hin zur thermischen Emission des Kometen erfasst. Dies bildet die Grundlage für die Interpretation der von Philae gewonnenen Daten.

Nach dem Start von Rosetta (2. März 2004) wurde OSIRIS einige Male vor der Ankunft am Endziel, dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, aktiviert. Seit 2004 konnte es einige wichtige wissenschaftliche Messungen vornehmen:

  • Beobachtung (Überwachungskampagne) des Kometen 9P/Tempel 1 anlässlich des Deep Impact am 4. Juli 2004
  • Ein Swing-by-Manöver am Mars am 26. Februar 2007
  • Vorbeiflug am Asteroiden 2867 Steins am 5. September 2008
  • Zwei Swing-By-Manöver an der Erde im November 2007 und November 2009
  • Beobachtung der Überreste einer Kollision zweier Hauptgürtel-Asteroiden im Februar 2010 - Vorbeiflug am Asteroiden 21 Lutetia am 10. Juli 2010
  • Frühe Beobachtung des Kometen über eine Distanz größer als 1 AE im März 2011

Die OSIRIS-Kameras wurden von einem Konsortium mit 9 Instituten aus 5 europäischen Ländern und von der ESA, unter der Führung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) (Projektleiter: Holger Sierks) entwickelt und gebaut. Die dem Konsortium angehörigen Institute sind: das MPS (Göttingen, Deutschland), das LAM (Marseille, Frankreich), die UPD (Padua, Italien), das IAA (Granada, Spanien), die Universität Uppsala (Schweden), das ESTEC (ESA, Noordwijk, Niederlande), die UPM (Madrid, Spanien), das INTA (Madrid, Spanien) und das IDA (Braunschweig, Deutschland).


Wissenschaftliche Ziele:

Das Hauptziel von OSIRIS ist die Untersuchung der physikalischen und chemischen Prozesse, die innerhalb, auf der Oberfläche und in der Nähe des Kometenkerns auftreten. OSIRIS erlaubt den Wissenschaftlern vor allem den Ausstoß von Gas und Staub aus unterschiedlichen Regionen des Kometenkerns zu bestimmen und in aktiven Regionen Unterschiede in der Oberflächenmineralogie, der Topographie und der lokalen Sonneneinstrahlung miteinander zu vergleichen. Die wichtigsten wissenschaftlichen Ziele sind:

  • Die Bestimmung der Größe, der Form und der Dichte des Kerns des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko
  • Die Bestimmung der Rotationseigenschaften des Kometen
  • Die Beobachtung der Kernaktivität und der Kernentwicklung über mehrere Monate auf verschiedenen Skalen 
  • Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Kernoberflächethe
  • Die Suche nach einem geeigneten Landeplatz für die Rosetta-Landeeinheit Philae

Das Instrument im Detail:

OSIRIS besteht aus zwei Kameras: einer hochauflösenden Telekamera (NAC) und einer Weitwinkelkamera (WAC). Beide sind Off-Axis Spiegelsysteme, ausgestattet mit zwei Filterrädern, welche über jeweils 8 Positionen verfügen, und von hinten beleuchteten CCD-Detektoren mit 2048x2048 Pixeln mit einer Pixelgröße von 13,5 µm.

Die OSIRIS Narrow Angle Camera (NAC) Bild vergrößern
Die OSIRIS Narrow Angle Camera (NAC)

Die Telekamera NAC (Narrow Angle Camera)

Die Telekamera (NAC) wurde hergestellt, um hochauflösende Bilder der Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko von Entfernungen über 500 000 km bis zu 1 km (resultierend in einer Auflösung von 2 cm pro Pixel) zu erhalten. Die Kamera sollte in der Lage sein, kleine Partikel in der Nähe des Kometenkerns (Helligkeitverhältnis = 1/1000) zu erkennen. Die 12 Filter der NAC bilden das Reflektivitätssspektrum der Kernoberfläche über einen breiten Spektralbereich von 250 bis 1000 nm ab. Die NAC hat ein quadratisches Gesichtsfeld von 2,2 Grad mit einem unmittelbaren Gesichtsfeld (Instantaneous Field of View) von 18,6 µ rad (3,8 Bogensekunden) pro Pixel mit einem Öffnungsverhältnis von f/8. Das System hat eine Brennweite von 717 mm. Es ist ein anastigmatisches System mit drei Spiegeln und ebener Abbildung. Das Gewicht beträgt 13,2 kg.

Die OSIRIS Wide Angle Camera (WAC) Bild vergrößern
Die OSIRIS Wide Angle Camera (WAC)

Die Weitwinkelkamera WAC (Wide Angle Camera)

Die WAC (Weiwinkelkamera) wurde optimiert, um Bilder der kernnahen Umgebung zu liefern. Das Hauptziel dieser Kamera ist die Beobachtung der Intensität von Gasemissionen und von an Staubteilchen gestreutem Sonnenlicht in Abhängigkeit von der Position und des Betrachtungswinkels in der Nähe des Kerns. Die WAC verfügt über 14 Filter (240 bis 720 nm). Sieben der schmalbandigen Filter lösen Gasemissionslinien der Kometenkoma auf; die anderen Filter messen das Staubkontinuum bei Wellenlängen zwischen den Gasemissionslinien. Die WAC hat ein Gesichtsfeld von 12x12 Grad mit einer Winkelauflösung von 101 µ rad (20,5 Bogensekunden) pro Pixel und ist ein System mit einem Öffnungsverhältnis von f/5,6. Das System hat eine Brennweite von 140 (sag)/131 (tan) mm. Es ist ein asphärisches System mit zwei Spiegeln, das 9,5 kg wiegt.

Left: the CCD of OSIRIS, Right: the filter wheel Bild vergrößern
Left: the CCD of OSIRIS, Right: the filter wheel

Wichtige Parameter der NAC und der WAC:

NAC WAC
Optisches Design 3 off-axis Spiegel 2 off-axis Spiegel
Winkelauflösung [μrad px-1] 18.6 101
Brennweite [mm] 717.4 140 (sag)/131 (tan)
Masse [kg] 13.2 9.48
Gesichtsfeld [°] 2.20 - 2.22 11.35 - 12.11
Blendenzahl 8 5.6
Räumliche Skala bei 100 km [m px-1] 1.86 10.1
Filterbandpass [nm] 40 5
Wellenlängenbereich [nm] 250 - 1000 240 - 720
Anzahl der Filter 12 14
 
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