Künstlerische Darstellung der Dawn-Sonde beim Verlassen der Erdumlaufbahn. Die beiden baugleichen „Framing Cameras“ befinden sich auf der Oberseite am vorderen Rand des Satellitenbus'.
Der Asteroid Vesta aus 975.000 Kilometer Entfernung
Das erste Ziel von Dawn, der Asteroid Vesta, aus 975.000 Kilometer Entfernung aufgenommen. Diese Bilder der „Framing Camera“ dienten der optischen Navigation der Raumsonde.
Das Kamerasystem an Bord von Dawn ist Deutschlands Beitrag zur Mission. Von der sogenannten „Framing Camera“ (sie bildet auf einen rechtwinkligen Flächensensor ab) wurden zwei baugleiche Modelle auf der Raumsonde installiert – ein wichtiger Sicherheitsfaktor, denn sollte eine der beiden Kameras ausfallen, würde immer noch die zweite den reibungslosen Verlauf der Mission gewährleisten.
Die hohe Zuverlässigkeit wird in doppelter Hinsicht benötigt, da zwei entscheidende Aufgaben vom Kamerasystem übernommen werden: Zum einen erfasst es hochpräzise die Oberfläche der Zielasteroiden, zum anderen ist es ein unerlässliches Hilfsmittel zur Navigation der Raumsonde, denn Vesta und Ceres werden von Dawn jeweils auf „Sichtkontakt“ angeflogen.
Deutsches Kamera-Know-how auf amerikanischer Raumsonde
Die Kamera ist ein erstklassiges Instrument, um die unregelmäßige und kraterübersäte Oberflächen zu kartieren und detailliert zu untersuchen. Aus verschiedenen Entfernungen zu Vesta und später zu Ceres sammelt sie Bilddaten aus unterschiedlichsten Blickwinkeln zur Oberfläche. Ein Filterrad ermöglicht dabei neben einem panchromatischen Filter sieben verschiedene engbandige Farbkanäle, wobei sichtbares und nahes infrarotes Licht in den Wellenlängen zwischen 450 und 920 Nanometern erfasst werden. Die Wellenlängen der einzelnen Filter wurden so gewählt, dass die Oberflächen von Ceres und Vesta nicht nur in „Echtfarbe“ abgebildet wird, sondern auch Aussagen zur Zusammensetzung und physikalischen Beschaffenheit der obersten Staubschicht, dem Regolith, auf diesen Himmelskörpern getroffen werden können.
Der Kameraaufbau unterteilt sich jeweils in eine Fokalebene mit Aufnahmesensor und ein darüber liegendes Teleskop mit einer Brennweite von 150 Millimetern, sowie einer darunter liegenden Elektronikbox, die eine Datenverarbeitungseinheit mit Datenspeicher enthält. Da das Herzstück des Instruments ein digitaler Flächensensor mit 1.024 mal 1.024 Pixeln ist, wird das Kamerasystem als Framing Camera (FC) bezeichnet. Die Entwicklung und Umsetzung des deutschen Beitrags zur Dawn-Mission beruht auf einer intensiven und weitreichenden Kooperation deutscher Forschungseinrichtungen und Unternehmen.
Unter der Federführung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) wurde die „Framing Camera“ in Kooperation mit dem DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof und dem Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze der Technischen Universität Braunschweig entwickelt und gebaut. Am MPS wurde das Kameragehäuse, inklusive des Filterrads, des Verschlussdeckels und der Elektronikbox entwickelt sowie das Gesamtsystem auf Weltraumtauglichkeit getestet. Das MPS ist im Rahmen der Gesamtleitung des Experiments ebenso für den Betrieb der Kamera während der gesamten Mission verantwortlich. Die Aufnahmeplanung erfolgt in Koordination mit dem DLR-Institut für Planetenforschung, wo sämtliche Bilddaten und Bildprodukte archiviert werden.
Im DLR wurde die elektronische Einheit der Kamera mit den lichtempfindlichen Sensoren und der Ausleseelektronik entwickelt und gebaut. Die Firma Kayser-Threde lieferte die Optik des Sensorteils. Das Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze beteiligte sich mit dem Modul zur Datenverarbeitung. Die Framing Camera basiert auf der Entwicklung von Instrumenten auf den europäischen Missionen Rosetta, Venus Express und Mars Express. An der Dawn-Mission sind deutsche Wissenschaftler vom DLR, dem MPS, der Freien Universität Berlin und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster beteiligt.
