Atmosphärenbremsung
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Die Atmosphärenbremsung (auch Aerobraking oder atmospheric braking) ist ein Verfahren der Raumfahrt, die Flugbahn, insbesondere die Orbitalhöhe, eines Raumflugkörpers durch Berührung der Atmosphäre im Periapsis der Umlaufbahn um einen Planeten zu verändern, wobei die Solarpaneele einer Planetensonde ähnlich Flügeln verwendet werden um durch Reibung an den oberen Atmosphärenschichten das Bremsmanöver durchzuführen. Es ist damit zu unterscheiden von der Technik des Wiedereintritts, kann aber zur Vorbereitung eines Wiedereintrittmanövers verwendet werden. Es ist mit dem Atmosphäreneinfang (Aerocapture) verwandt aber technisch einfacher.
In den letzten Jahren wird die Atmosphärenbremsung zunehmend dazu verwendet, die Flugbahn interplanetarer Raumsonden zu korrigieren. Nähern sich interplanetare Raumflugkörper einem Planeten, verfügen diese noch über eine hohe Geschwindigkeit. In der Vergangenheit wurde die Geschwindigkeit solcher Sonden durch Bremstriebwerke verringert, damit diese in eine günstigere Bahn für die wissenschaftliche Erkundung einschwenken konnten. Diese Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass größere Treibstoffmengen mitgeführt werden müssen.
Bei der Atmosphärenbremsung hingegen wird durch Einschwenken in eine elliptische Umlaufbahn, deren planetennächster Punkt (Periapsis) innerhalb der oberen Atmosphäre eines Planeten liegt, die Geschwindigkeit der Sonde durch den atmosphärischen Widerstand vermindert und die Sonde über mehrere Umläufe hinweg langsam in einen kreisförmigen Orbit manövriert. Mit der Zeit (bis zu mehreren Monaten) reduziert sich die Bahn der Sonde zu einer annähernden Kreisbahn.
Erstmals erprobt wurde das Verfahren 1993 durch die Venus-Sonde Magellan und erstmals eingesetzt 1997 bei der Mars Global Surveyor Mission. Seither wurde bei allen US-amerikanischen Sonden, die in Marsumlaufbahnen eingetreten sind, dieses Verfahren genutzt.
Im Unterschied zum Atmosphäreneinfang (Aerocapture) ist dieses Bremsen relativ gefahrlos möglich, auch wenn die Dichte der Hochatmosphäre nicht bekannt ist. Wenn man dabei zu vorsichtig ist, dauert der Bremsvorgang einige Zeit länger. Beim Atmosphäreneinfang aus einer nicht gebundenen Hyperbelbahn muss die Bremstiefe (Dichte der Atmosphäre) dagegen genau bestimmt werden, damit das Raumfahrzeug nicht zu tief eindringt und abstürzt, aber auch nicht zu hoch, um ungebremst dem Planeten wieder zu entkommen. Auch müssen kurzfristige lokale Änderungen der Atmosphärendichte berücksichtigt werden. Zudem muss das Raumfahrzeug den hohen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten können. Daher wurde bisher kein Raumflug mit Atmosphäreneinfang durchgeführt, obwohl dies viele Missionen vereinfachen würde.
