title: Bad Bentheim

text: Seit die Strecke im Jahr 1976 durchgehend elektrifiziert wurde, treffen an diesem Bahnhof das niederländische (1500 V =) und das deutsche (15 kV, 16,7 Hz ~) Bahnstromsystem zusammen. Aus diesem Grund ist die Oberleitung über den Bahnhofsgleisen zwischen den beiden Systemen umschaltbar. In Bad Bentheim muss somit bei Zügen, die mit Elektrolokomotiven ohne die Möglichkeit zum Systemwechsel bespannt sind, ein Lokwechsel erfolgen, wobei die deutsche und niederländische Lokomotive im Gegensatz zu anderen Systemwechselbahnhöfen jeweils aus eigener Kraft vom oder zum Zug rangieren kann.


title: Bad Bentheim

text: Im Regionalverkehr verkehrt in Bad Bentheim die "Wiehengebirgs-Bahn" (RB 61) über Rheine, Osnabrück und Herford nach Bielefeld und seit Januar 2018 über Oldenzaal nach Hengelo. Die stündlich fahrenden Züge können ohne separaten Fahrschein für den niederländischen Abschnitt mit dem Niedersachsentarif genutzt werden.


title: Bad Bentheim

text: Im Fernverkehr verkehren InterCitys der IC-Linie 77 grenzüberschreitend auf der Strecke Amsterdam – Bad Bentheim – Osnabrück – Hannover – Berlin.


title: Bad Bentheim

text: Zwischen Dezember 2010 und Dezember 2013 betrieb die Bentheimer Eisenbahn in Kooperation mit dem niederländischen Verkehrsunternehmen Syntus im Rahmen eines Pilotprojektes täglich im Stundentakt eine Regionalbahnlinie (bezeichnet als Grensland Express). Zwischen dieser Linie und der RB 61 bestand in Bad Bentheim ein direkter Anschluss. Aufgrund mangelnder Nachfrage wurde diese Zugverbindung wieder eingestellt. Seit dem 14. Januar 2018 fahren Züge der RB 61 durchgehend von Bielefeld nach Hengelo.


title: Bad Bentheim

text: Über Bad Bentheim führt die Strecke der Bentheimer Eisenbahn AG von Achterberg (bis 1981 von Gronau) über Nordhorn und Neuenhaus nach Coevorden in den Niederlanden. Nahe dem Bahnhof befindet sich auch das ehemalige Verwaltungsgebäude dieser Bahngesellschaft. Die Bentheimer Eisenbahn hat ihr Schienennetz mit finanzieller Förderung der Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen (LNVG) modernisiert, damit der Schienenpersonennahverkehr (SPNV) von Bad Bentheim über Nordhorn nach Neuenhaus wieder betrieben werden kann. Der planmäßige SPNV ist als RB 56 zum 7. Juli 2019 aufgenommen worden.


title: Bad Bentheim

text: Regionalbusse der Bentheimer Eisenbahn (Tarifgebiet Verkehrsgemeinschaft Grafschaft Bentheim / VGB) verbinden Bad Bentheim sowohl an Werktagen als auch an Sonn- und Feiertagen im regelmäßigen Taktverkehr mit Gildehaus, Gronau (Westf.) und Schüttorf (Linie 60) sowie Nordhorn (Linie 40). Von Frühjahr bis Herbst führen zu bestimmten Zeiten Busse auf der Linie Emlichheim–Neuenhaus Fahrradanhänger mit "(Fietsenbus)".


title: Bad Bentheim

text: Die Stadt liegt an der Bundesstraße 403. Des Weiteren ist Bad Bentheim über die Bundesautobahnen 30 (Bad Oeynhausen–Osnabrück–Bad Bentheim; in den Niederlanden weiter als Rijksweg 1 (A 1) über Hengelo nach Amsterdam) und 31 (Emden–Bottrop) an das Fernstraßennetz angebunden.


title: Bad Bentheim

text: Nach dem Zweiten Weltkrieg war die Stadt Bentheim bemüht, das ehemals gute Verhältnis zu den Niederlanden wiederherzustellen. In diesem Bestreben wurde die Stadt sehr von dem niederländischen Professor Hendricus Prakke unterstützt. Dafür wurde ihm 1966 die Ehrenbürgerwürde der Stadt verliehen. Der im Jahre 1992 verstorbene Prakke war Bürger der Stadt Assen, mit der Bad Bentheim seit 1959 eine intensive Städte-Partnerschaft pflegt.


title: Bad Bentheim

text: Auch Hans-Carl Deilmann bekam die Ehrenbürger-Würde der Stadt verliehen. Sein Unternehmen, die Deilmann AG (heute KCA Deutag), das in den 1970er Jahren weltweit über 8.000 Mitarbeiter beschäftigte, hatte maßgeblichen Anteil am wirtschaftlichen Aufschwung in Bentheim und der Grafschaft. Zu seinen Ehren wurde die Deilmannstraße benannt.


title: Paramagnetismus

text: Paramagnetismus ist eine der Ausprägungsformen des Magnetismus in Materie. Wie der Diamagnetismus beschreibt er das magnetische Verhalten eines Materials, das einem externen Magnetfeld ausgesetzt ist. Paramagneten folgen in ihrer Magnetisierung dem äußeren Feld, sodass das Magnetfeld in ihrem Inneren stärker ist als außerhalb. Paramagnetische Materialien haben dadurch die Tendenz, in ein Magnetfeld hineingezogen zu werden. Ohne ein äußeres Magnetfeld zeigen paramagnetische Materialien keine magnetische Ordnung (im Gegensatz zu der auch ohne Magnetfeld auftretenden „spontanen Magnetisierung“ z. B. beim Ferromagnetismus).


title: Paramagnetismus

text: Die magnetische Permeabilität formula_1 ist bei Paramagneten größer als 1 (bzw. die magnetische Suszeptibilität formula_2 positiv). In der physikalischen Klassifikation gelten alle Materialien, die dieser Bedingung genügen und keine persistierende magnetische Ordnung aufweisen, als paramagnetisch.


title: Paramagnetismus

text: Paramagnetismus tritt nur in den Stoffen auf, deren Atome oder Moleküle ungepaarte Elektronen besitzen (Radikale, Übergangsmetallkationen, Lanthanoidkationen) und ein magnetisches Moment haben. Ursachen dafür sind quantenmechanische Effekte, u. a. der Eigendrehimpuls (Spin) der Elektronen.


title: Paramagnetismus

text: Modellhaft kann man sich eine paramagnetische Probe aus lauter kleinen Stabmagneten aufgebaut vorstellen, die sich zwar drehen, aber nicht verrutschen können. Bringt man die Probe in ein Magnetfeld, so werden sich die Stabmagnete bevorzugt in Richtung der magnetischen Feldlinien ausrichten. Ein wichtiges Merkmal dabei ist, dass die Stabmagnete einander nicht beeinflussen – sie richten sich alle unabhängig voneinander aus. Die Wärmefluktuationen bewirken eine ständige, zufällige Neuorientierung der Stabmagnete. Dabei sind ungeordnete Stabmagnetausrichtungen, also Konfigurationen der Stabmagnetausrichtungen mit im Mittel verschwindendem magnetischen Moment, sehr viel wahrscheinlicher als eine geordnete Verteilung, bei der die magnetischen Momente in gleiche Richtung ausgerichtet sind und zu einem nicht-verschwindenden magnetischen Gesamtmoment führen. Daher braucht man also umso stärkere Magnetfelder, je stärker man die Magnete ausrichten möchte.


title: Paramagnetismus

text: Physikalisch ausgedrückt: Die Ursache eines paramagnetischen Verhaltens liegt in der Ausrichtung der mikroskopischen magnetischen Momente eines Stoffes in einem Magnetfeld. Die einzelnen magnetischen Momente sind dabei voneinander unabhängig. Im Unterschied zu Ferromagneten wird eine solche Ausrichtung nach Abschalten des Magnetfeldes durch thermische Fluktuationen sofort wieder zerstört. Die Magnetisierung formula_3 des Stoffes ist proportional zum angelegten Magnetfeld formula_4:


title: Paramagnetismus

text: Je größer dabei die magnetische Suszeptibilität formula_7 des Stoffes ist, desto leichter lässt sich dieser demnach magnetisieren. Die Suszeptibilität ist also ein Maß für die Stärke des Paramagnetismus. Wegen des einfachen Zusammenhangs der Suszeptibilität mit der relativen magnetischen Permeabilität formula_8 wird auch häufig Letztere als Maß genommen.


title: Paramagnetismus

text: Oft kann man lesen, dass eine sehr große Suszeptibilität bedeutet, eine Probe sei ferromagnetisch. Diese Aussage ist so nicht ganz richtig. Zwar ist die Suszeptibilität von Ferromagneten in vielen Fällen sehr groß, jedoch liegt die Ursache in der besagten Kopplung. Ferromagneten zeigen auch nach Abschalten des Magnetfeldes noch eine Magnetisierung, die sogenannte Remanenz, während bei Paramagneten, wie bereits gesagt, die Magnetisierung nach Abschalten des Feldes wieder verschwindet.


title: Paramagnetismus

text: Eine klassische Betrachtung liefert keine Erklärung für das Vorhandensein der oben besprochenen magnetischen Momente. Diese lassen sich jedoch quantenmechanisch verstehen. Die für den Magnetismus wichtige Aussage dabei ist, dass der Gesamtdrehimpuls formula_9 eines atomaren Zustandes immer mit einem magnetischen Moment formula_10 verknüpft ist


title: Paramagnetismus

text: Dabei sind formula_12 der Landé-Faktor und formula_13 das Bohrsche Magneton. Der Gesamtdrehimpuls ergibt sich dabei aus drei Komponenten:


title: Paramagnetismus

text: Das zum Kernspin gehörende magnetische Moment ist – wegen der bedeutend größeren Masse der Nukleonen – allerdings zu schwach, um einen nennenswerten Beitrag zur Suszeptibilität liefern zu können. Daher wird dieser im Folgenden nicht weiter beachtet. Es sei aber darauf hingewiesen, dass das magnetische Moment des Kernes durchaus messbar ist, was in der Medizin bei der Magnetresonanztomografie (MRT) genutzt wird (daher wird das Verfahren auch Kernspintomografie genannt).


title: Paramagnetismus

text: Die wesentlichen Beiträge zur Suszeptibilität rühren aus verschiedenen Quellen, die weiter unten aufgeführt werden. Da es jedoch immer auch diamagnetische Beiträge zur Suszeptibilität gibt, entscheidet erst eine Addition aller Beiträge, ob ein Stoff letztlich paramagnetisch ist. Tritt allerdings Langevin-Paramagnetismus (s. u.) auf, so ist dessen Beitrag üblicherweise dominant.


title: Paramagnetismus

text: Der Gesamtdrehimpuls eines Atoms im Grundzustand lässt sich theoretisch über die sogenannten Hundschen Regeln bestimmen. Wichtigste Essenz daraus ist, dass sich der Gesamtdrehimpuls formula_9 einer abgeschlossenen Schale immer zu Null addiert. In allen anderen Fällen besitzt das Atom ein magnetisches Moment.


title: Paramagnetismus

text: Eine genauere Analyse des Langevin-Paramagnetismus geschieht mit Hilfe der Langevin- und der Brillouin-Funktion.


title: Paramagnetismus

text: Elektronen können sich praktisch frei in Metallen bewegen. Jedes Elektron besitzt infolge seines Spins ein magnetisches Moment – man erwartet also einen Curie-ähnlichen Beitrag zur Suszeptibilität. Es haben jedoch nur die angeregten Leitungselektronen wegen des Pauli-Prinzips die Freiheit, ihren Spin im Magnetfeld auszurichten. Deren Anzahl ist proportional zu formula_17 (formula_18 ist die Fermitemperatur, eine weitere Materialkonstante):


title: Paramagnetismus

text: Eine genaue Betrachtung zeigt allerdings, dass es eine Abhängigkeit von der Stärke des externen Magnetfeldes gibt.


title: Paramagnetismus

text: Auch wenn der Gesamtdrehimpuls eines Atoms in seinem Grundzustand Null ist, so muss das nicht für angeregte Zustände gelten. Bei einer endlichen Temperatur sind immer einige Atome in einem angeregten Zustand, daher kommt dieser Beitrag bei allen Stoffen vor. Von nennenswerter Größe ist er allerdings nur in Molekülkristallen; dort kann er den Langevin-Paramagnetismus sogar an Stärke übertreffen. Die Größe dieses Beitrages zu berechnen ist aber gerade für Moleküle recht aufwändig.


title: Paramagnetismus

text: Die magnetischen Eigenschaften von gekörnten ferromagnetischen Festkörpern sind abhängig von der Korngröße. Bei Verkleinerung der Korngröße nimmt die Anzahl der magnetischen Bezirke (Weiss-Bezirk) pro Korn ab. Unterhalb einer kritischen Größe ist es energetisch ungünstig, mehrere dieser Bereiche auszubilden. Es existiert also nur noch ein Weiss-Bezirk pro Korn, d. h., alle atomaren magnetischen Momente eines Korns sind parallel zueinander angeordnet. Unterhalb einer weiteren kritischen Größe ist bei endlichen Temperaturen eine stabile Ausrichtung des magnetischen Gesamtmoments nicht mehr möglich, da die zur Ummagnetisierung benötigte Energie kleiner als die thermische Energie wird. Der Festkörper als Ganzes verhält sich nun paramagnetisch mit der Besonderheit, dass die magnetischen Momente nicht einzeln, sondern in Blöcken auf externe Magnetfelder reagieren. Diese besondere Form des Paramagnetismus wird als Superparamagnetismus bezeichnet.


title: Paramagnetismus

text: Die Elektronenhülle der Alkalimetalle besteht aus einer Edelgaskonfiguration und einem zusätzlichen s-Elektron. Nach den Hundschen Regeln besitzen die Atome im Grundzustand also ein magnetisches Moment. Dies ist der erste Fall (s. o.), der einen starken Beitrag zur Suszeptibilität liefert. Die Alkalimetalle sind demnach paramagnetisch.


title: Paramagnetismus

text: Im Gegensatz zu den Alkalimetallen besitzen die Erdalkalimetalle zwei s-Elektronen und damit eine abgeschlossene Unterschale. Jedoch gehören sie zu den Metallen und betreffen damit den zweiten Fall (magnetisch ausgerichtete Leitungselektronen des Pauli-Paramagnetismus). Mit Ausnahme von Beryllium überwiegt dieser Beitrag den diamagnetischen, womit die Erdalkalimetalle schwach paramagnetisch sind.


title: Paramagnetismus

text: Die Metalle der Seltenen Erden gehören zu den technisch wichtigsten Materialien für Legierungen in Permanentmagneten. Die Ursache liegt darin, dass die entscheidende nicht vollständig besetzte Schale im Inneren der Elektronenhülle liegt (f-Elektronen) und somit praktisch keinen Einfluss auf die chemischen Eigenschaften der Atome hat. Fast alle diese Metalle sind daher paramagnetisch (nach dem ersten Fall), jedoch variiert die Stärke des Paramagnetismus sehr; Gadolinium ist sogar ferromagnetisch. Das macht sie zu idealen Kandidaten in Legierungen mit ferromagnetischen Metallen, wodurch sehr starke Permanentmagnete hergestellt werden können.


title: Paramagnetismus

text: Da Moleküle häufig eine abgeschlossene Elektronenkonfiguration haben und keine Metalle sind, zeigen sie nur einen Beitrag nach dem dritten Fall. Einige Beispiele für paramagnetische Substanzen sind:


title: Paramagnetismus

text: Ältere Messverfahren für Gaskonzentrationen paramagnetischer Gase beruhten darauf, dass Gasgemische, z. B. Luft mit enthaltenem Sauerstoff, eine Doppel-Rohrschleife innerhalb eines starken Permanent-Magnetfeldes durchströmten. Beim Einströmen teilte sich der Gastrom gleichmäßig zwischen linkem und rechtem Rohr auf. Die Rohre waren jeweils zu einem Halbring gebogen, die sich letztlich wieder vereinigten vor dem Gasaustritt. Ein Querrohr innerhalb dieses Magnetfeldes verband beide Halbbogen-Rohre mittig. Das paramagnetische Gasmolekül wurde in das Magnetfeld des Querrohres hineingezogen. Je nach Gehalt des paramagnetischen Gases im Gasgemisch strömte im Querrohr entweder kein Gas (kein paramagnetisches Gas im Gasgemisch enthalten), oder viel Gas (wenn der Volumenanteil an paramagnetischem Gas groß war). Der Gastrom im Querrohr wurde gemessen über die durch ihn verursachte Abkühlung eines mit Konstantstrom beheizten Thermistors (Kaltleiter oder Heißleiter). Die Spannung am Thermistor war dabei eine Funktion des Gasstromes im Querrohr und damit ein Maß für den Volumenanteil an paramagnetischem Gas.


title: Paramagnetismus

text: Bei Teilchengrößen, die kleiner als 20 bis 30 nm sind, zeigt sich bei Raumtemperatur superparamagnetisches Verhalten. Bei Anwesenheit eines äußeren magnetischen Feldes richten sich alle Teilchen in Richtung dieses Feldes aus. Nach Entfernen des äußeren Feldes ist die thermische Energie groß genug, sodass die gemeinsame Ausrichtung der Teilchen relaxiert und die Magnetisierung wieder gegen Null geht.


title: Kabel

text: Als Kabel wird in der Elektro- und Informationstechnik allgemein ein mit Isolierstoffen ummantelter ein- oder mehradriger Verbund von Adern (Einzelleitungen) bezeichnet, welcher der Übertragung von Energie oder Information dient. Als Isolierstoffe kommen üblicherweise unterschiedliche Kunststoffe zur Anwendung, welche die als Leiter genutzten Adern umgeben und gegeneinander isolieren. Elektrische Leiter bestehen meist aus Kupfer, seltener auch aus Aluminium oder geeigneten Metalllegierungen. Lichtwellenleiter bestehen aus Kunststoff- oder Quarzglasfasern, weshalb in diesem Zusammenhang auch von Glasfaserkabeln gesprochen wird. Dreidimensional betrachtet folgt das Kabel einer meist zylindrischen oder ähnlichen Geometrie und kann im Gesamtaufbau noch weitere Mantellagen aus isolierendem Material oder metallische Folien bzw. Geflechte zum Zweck der elektromagnetischen Abschirmung oder als mechanischen Schutz enthalten.


title: Kabel

text: Die Zahl der Strom führenden bzw. optischen Leiter (auch "Adern" genannt) im Kabel ist die Leiteranzahl oder Aderzahl. Bei mehradrigen Kabeln ist immer jede einzelne Ader von einem eigenen Isolator, der Aderisolierung, umhüllt, während eine äußere Umhüllung, der Kabelmantel, alle Adern umgibt.


title: Kabel

text: Am häufigsten wird Kupfer wegen seiner sehr guten elektrischen Leitfähigkeit verwendet, gefolgt von Aluminium.


title: Kabel

text: Aluminium weist zwar nur rund 2/3 der elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer auf, allerdings beträgt das spezifische Gewicht von Aluminium nur rund 1/3 von Kupfer und es ist billiger. In Anwendungen, in denen der Platzbedarf für die (bei gleicher Stromtragfähigkeit um den Faktor 1,5) dickeren Aluminiumleiter keine, aber das Gewicht und die Kosten eine wesentliche Rolle spielen, wird oft Aluminium statt Kupfer genommen. Bei Freileitungen bestehen die Leiterseile aus Aluminium. Leiterseile und auch Feldkabel für Feldtelefone haben zur Verbesserung der Zugfestigkeit einen Stahlanteil. Aluminiumleiter werden auch in Elektro-Kfz eingesetzt, um Masse einzusparen.


title: Kabel

text: Nachteilig bei Aluminium sind die Kontaktkorrosion, spontane Oxidschichten und damit steigende Übergangswiderstände an Klemmstellen, die schlechte Lötbarkeit sowie die geringere Wechselbiegefestigkeit. Peugeot-Fahrräder um 1970 waren mit Litzen aus Alu gefertigt, die an den Übergängen zu den geklemmten Bronze-Kontakten bei Nässe stark korrodierten. In der DDR waren trotz dieser Probleme Aluminiumkabel für die Hausinstallation üblich; man versuchte, durch sogenanntes Alcu (kupferplattierte Aluminiumleiter) eine Verbesserung zu erreichen. Heute sind Aluminiumkabel in der Hausinstallation nicht mehr gebräuchlich, wohl aber als Erdkabel mit größeren Querschnitten im Nieder- und Mittelspannungsbereich. Aluminium bildet an Luft eine durch Hitze geförderte Oxidschicht aus und ist daher nur mit speziellen Flussmitteln und Loten lötbar. Das zuverlässigste Anschlussverfahren ist Pressen und großflächiges Verschrauben nach Bürsten und Fetten.


title: Kabel

text: Silber ist noch etwas leitfähiger als Kupfer und damit von den Metallen am leitfähigsten. Es wird allerdings aus Kostengründen nur in Sonderfällen verwendet, z. B. für Hochfrequenz (Skineffekt) oder bei thermischer Belastung, meist nur als Beschichtung.


title: Kabel

text: In Sonderfällen verwendet man Supraleiter, die unter ihre Sprungtemperatur abgekühlt werden müssen, indem Kühlmittel durch separate Kanäle im Kabel gepumpt wird. Solche Kabelverbindungen sind jedoch selten. Die ständige Kühlung ist sicherheitsrelevant, da das Kabel bei Zusammenbrechen der Supraleitung sofort durch Stromwärme zerstört würde.


title: Kabel

text: In Kommunikationsnetzen kommen neben Kupferadern auch optische Leiter (Glasfaserkabel, Lichtleitkabel) zum Einsatz.


title: Kabel

text: Bei Kopfhörerkabeln und anderen hochbeanspruchten Signalkabeln werden feindrähtige Kupferlitzen mit Kunstfasern von hoher Zugfestigkeit (z. B. Aramiden) gemischt, um die Reißfestigkeit des Kabels zu erhöhen. Seit etwa den 1930er Jahren gibt es Kabel für Telefone, die durch Umwickeln von Textilfasern mit Kupferband hergestellt werden. Sie sind für hohe Biegewechselbeanspruchung, Zugfestigkeit, jedoch geringe Ströme geeignet. Für ähnliche Zwecke ist auch ein Kabelaufbau mit Kupferlackdrähten üblich. Kupferlackdraht kann lötbar sein, indem sich der Lack bei Löttemperatur zersetzt.


title: Kabel

text: Für Hochfrequenz wird Hochfrequenzlitze verwendet, deren einzelne Litzendrähte mit Lack isoliert sind. Für Kabel wird sie eher nicht verwendet.


title: Kabel

text: Die Adern von Kabeln bestehen bei flexiblen Anwendungen und im Kfz- und Anlagenbau aus Litzenleitungen. Bei besonders hoher mechanischer Beanspruchung auf wiederholtes Biegen (Handgeräte, Energieführungsketten, Veranstaltungs- und Bühnentechnik) werden sogenannte feinstdrähtige Litzen und eine geflochtene Verseilung verwendet.


title: Kabel

text: Es gibt mehrere Arten, die Adern zu kennzeichnen. Flexible Steuerleitungen mit Querschnitten ab 0,75 mm tragen oft Nummern. Dünnere Steuerleitungen und Fernmeldekabel sind durch Farben gekennzeichnet. Bei vieladrigen Kabeln besteht die Möglichkeit, eine mehrfarbige Codierung längs- oder quergestreift auf der jeweiligen Ader aufzubringen, wobei eine quergestreifte Codierung auch im Abstand variieren kann, um unterschiedliche Adern zu bezeichnen.


title: Kabel

text: Für Kabel verwendbare Isolierstoffe müssen in der Regel plastisch oder elastisch sein. Ausnahmen sind das Tränköl für Ölkabel und altertümliche, mit Porzellanperlen isolierte Koaxialkabel. Die Isolierstoffe müssen einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand und eine hohe Durchschlagsfestigkeit haben. Weitere Parameter für Signalkabel sind ein möglichst geringer Verlustfaktor und eine geringe Dispersion.


title: Kabel

text: Früher verwendete man zur Adernisolation oft Papier. Um die Feuchteempfindlichkeit zu verringern und die Durchschlagsfestigkeit zu erhöhen, tränkte man das Papier mit Öl oder Wachs. Öl-Papierkabel (auch Massekabel genannt) sind noch heute im Einsatz und im Hoch- und Mittelspannungsbereich den mit PVC isolierten Kabeln im Hinblick auf ihre Lebensdauer und Durchschlagsfestigkeit überlegen. Allerdings sind die Montagekosten enorm hoch, daher werden sie durch Kunststoffkabel mit einer Isolation aus vernetztem Polyethylen (VPE) ersetzt.


title: Kabel

text: Gebräuchlichster Isolierwerkstoff heutiger Energie- und Signalkabel ist Polyvinylchlorid (PVC), gefolgt von Polyethylen (PE), Gummi und Polyurethan (PUR).


title: Kabel

text: Eine Möglichkeit, die Einsatztemperatur PVC-isolierter Kabel zu erhöhen, ist die Elektronenstrahl-Vernetzung. PVC hat jedoch einen hohen dielektrischen Verlustfaktor, weshalb es als Isolation für Signalkabel insbesondere bei hoher Frequenz oder großer Länge oft ungeeignet ist. Breitband-Signalkabel, Hochfrequenzkabel und auch Telefonleitungen sind daher oft mit PE isoliert.


title: Kabel

text: Für flexible, thermisch und mechanisch hoch beanspruchte Kabel wird Gummi als Isolation verwendet, trittfest auf Baustellen und im Garten.


title: Kabel

text: Bei hohen, aber auch besonders niedrigen Temperaturen und hohen Spannungen werden Silikonleitungen eingesetzt. Da diese wenig schnitt- und druckfest sind, wird Silikon mitunter mit einer Glasfaserumspinnung verbunden, etwa bei den Zuleitungen für Küchenherdplatten.


title: Kabel

text: Polytetrafluorethylen (PTFE) widersteht von den Kunststoffen den höchsten und auch tiefsten Temperaturen, widersteht auch fast allen chemischen Angriffen, doch ist mechanisch eher verletzlich. (Z. B. im Triebwerksbereich von Flugzeugen).


title: Kabel

text: Leitungen in Elektro-Wärmegeräten werden heute nur mehr selten mit aufgefädelten Keramikperlen (Zylinder mit axialer Bohrung und kugelkalottenförmigen Deckflächen, eine konkav, eine konvex oder Keramikröhrchen) umhüllt.


title: Kabel

text: Längenelastische Spiralkabel für Telefonhörer, Mikrofone, E-Gitarren etc. werden auf Maß mit geraden Endabschnitten gefertigt.


title: Kabel

text: Der Kabelmantel schützt das Kabel vor äußeren Einflüssen und enthält gegebenenfalls eine Abschirmung. Blei war lange Zeit ein häufig verwendeter Werkstoff für die Ummantelung papierisolierter Kabel. Es findet heute noch Verwendung in bleigemantelten Kabeln (z. B. NYKY-J für Niederspannung oder N2XS(F)K2Y in der Mittelspannung) in Raffinerien, um die Kabel vor Beschädigungen durch Aromaten und Kohlenwasserstoffe zu schützen. Zum Teil verwendet man mittlerweile Kabel mit einem Zwischenmantel aus Polyamid bzw. Nylon. Meistens sind diese Kabel noch einmal mit dem schwerentflammbaren PVC ummantelt, um eine flammhemmende Wirkung zu erhalten. (Typen z. B. 2XS(L)2Y4YY für Mittelspannung bzw. 2X(L)2Y4YY für Niederspannung).


title: Kabel

text: Heute kommen neben PVC auch Kunststoffe wie Polyurethan oder Polyethylen zum Einsatz. Polyethylen ist sehr kostengünstig, aber brennbar. PVC erzeugt bei Brandeinwirkung giftige Gase, wie Chlorwasserstoff und Dioxine. Deshalb kommen in modernen Gebäuden mit großen Personenansammlungen, wie zum Beispiel in Bahnhöfen, Flughäfen, Museen, Kongreßhallen und Kaufhäusern, halogenfreie, flammwidrige Kabel und Leitungen zum Einsatz. Für flexible, hoch beanspruchte Kabel wird Gummi als Mantel verwendet. Zur Signalübertragung (Netzwerkkabel für die EDV, Steuerungs- und Audiokabel) werden die Kabelmäntel vielfach mit einer Schirmung aus Metallfolie oder Kupferdrahtgeflecht versehen, um die elektromagnetische Verträglichkeit des Kabels zu verbessern.


title: Kabel

text: Auch die von Frequenzumrichtern zu den Motoren führenden Energieleitungen müssen oft abgeschirmt werden, um Störabstrahlungen zu vermeiden (siehe Elektromagnetische Verträglichkeit).


title: Kabel

text: Erd- und Seekabel sowie Freileitungen sind mit Armierungen (Stahldrahtgeflecht, Stahlblech) als Schutz und zur Erhöhung ihrer mechanischen Stabilität versehen.


title: Kabel

text: Um Beschädigungen des Mantels frühzeitig zu erkennen, werden in der Nachrichtentechnik vieladrige Kabel mit Druckluft gefüllt und der Kabelinnendruck überwacht. Bei Energiekabeln wird hier stattdessen ein isolierendes Schutzgas (z. B. Schwefelhexafluorid) verwendet.


title: Kabel

text: Lichtleitkabel für Hochleistungslaser sind mit einer Faserbruchüberwachung versehen, welche die Leitfähigkeit eines mitgeführten Drahtes oder einer Metallbeschichtung der Faser überwacht.


title: Kabel

text: Für die meisten Einsatzzwecke werden Kabel nach internationalen Normen hergestellt, die vielfach auch Kürzel für bestimmte Kabelklassen definieren. Siehe dazu Harmonisierte Typenkurzzeichen von Leitungen.


title: Kabel

text: Es gibt fest verlegte Kabel in Kabelgräben, im Putz, in Kanälen, auf Kabelpritschen und flexible Kabel für bewegliche Geräte oder Anlagen. Weitere Beanspruchungsbedingungen eines Kabels bestimmen wesentlich seine Konstruktion:


title: Kabel

text: Ein Kabelbaum ist eine geräte-, erzeugnis- oder anlagenspezifische Zusammenfassung von einzelnen Leitungen und Kabeln zu einem vorgefertigten Verbund, der oft bereits mit Steckverbindern versehen ist. In Automobilen befinden sich Kabelbäume mit etwa 50 kg Masse. Kabelbäume übertragen sowohl elektrische Leistung als auch Signale.


title: Kabel

text: Entsprechende Angaben findet man zum Beispiel in EN 60204-1:2007-06 „Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Allgemeine Anforderungen“.


title: Kabel

text: Bei HF- und Signalkabeln spielt auch die Impedanz bzw. die Wellenimpedanz sowie die dielektrische Güte bzw. der dielektrische Verlustfaktor des Isolationswerkstoffes eine Rolle.


title: Kabel

text: Bei NF-Kabeln ist neben dem Wirkwiderstand R' (Ohm/km) auch die Kapazität C' (µF/km) von wesentlicher Bedeutung. Die Kabelkapazität von Steuerkabeln hat einen Wert von ca. 0,3 µF/km.


title: Kabel

text: Für Hochfrequenz und Breitband-Signalübertragung werden (auch für hohe Übertragungsleistungen) meistens Koaxialkabel verwendet. Diese haben prinzipiell kein nach außen dringendes elektrisches und magnetisches Feld, wenn der Mantelleiter geschlossen ist und die Seele in der Mitte ist. Koaxialkabel für Hochfrequenzanwendung haben daher ein Dielektrikum, das bei möglichst geringer Dichte den Innenleiter optimal stützt. Die zur Verlustarmut erforderliche geringe Dichte wird oft durch Luftanteile oder Schaumstoff erreicht. Außen ist oft eine doppelte Schirmung, bestehend aus Geflecht und Metallfolie, aufgebracht. Solche Koaxialkabel sind sehr störsicher. Sie haben meistens eine Wellenimpedanz von Z = 50 … 75 Ohm.


title: Kabel

text: Früher verwendete man für Antennenleitungen auch sog. Bandleitungen (Z = 240 Ohm). Sie bestehen aus zwei symmetrisch angeordneten, mit einem Isolierstoffsteg verbundenen Adern. Diese Kabel sind aufgrund der nach außen dringenden Felder störempfindlicher, weisen jedoch eine geringere Dämpfung als Koaxialkabel auf, wenn sie auf Abstand zu Gebäudeteilen verlegt werden.


title: Kabel

text: Als Signalleitungen oder Steuerleitungen werden oft mehradrige, geschirmte oder ungeschirmte Kabel mit Querschnitten von 0,14 bis 0,5 mm² verwendet, die, wenn die Länge des Kabels (z. B. bei Telefonhörern, Tastaturen, Kopfhörern u. dgl.) variabel sein soll, auch als sogen. „Spiralkabel“ ausgeführt sein können.


title: Kabel

text: Zur Übertragung hoher Datenraten, z. B. bei USB-Kabeln, werden sog. Twisted-Pair-Kabel verwendet: Ein oder mehrere Adernpaare sind dabei jeweils miteinander verdrillt und ggf. außerdem in separaten Abschirmungen geführt.


title: Kabel

text: Flachbandkabel („Hosenträgerkabel“) bestehen aus einer Vielzahl parallel nebeneinander liegender Adern und werden besonders innerhalb von Computern und elektronischen Geräten als Signalleitungen verwendet. Sie können kostengünstig und zuverlässig mit der Schneidklemmtechnik angeschlossen werden.


title: Kabel

text: Es gibt auch gefaltet in runden Abschirmmänteln geführte Bandkabel, um gleichfalls die Schneidklemmtechnik nutzen zu können.


title: Kabel

text: Bei sicherheitsrelevanten Systemen, wie Sicherheitsbeleuchtungsanlagen, Brandmeldeanlagen oder Alarmierungsanlagen fordern einschlägige Vorgaben für den Brandfall in bestimmten Bereichen bei Kabeln und Leitungen einen integrierten Funktionserhalt für eine festgelegte Zeitspanne. Unter Alarmierungsanlagen sind hier keine Alarmanlagen im Sinne von Einbruchmeldetechnik gemeint, für solche Systeme ist in der Regel kein Funktionserhalt notwendig. Vielmehr handelt es sich um Anlagen gem. DIN VDE 0828 oder DIN VDE 0833-4, die durch akustische Signalisierung anwesende Personen bei Gefahren warnen und zur Gebäuderäumung veranlassen.


title: Kabel

text: In Deutschland ist dieser Sachverhalt in der DIN 4102 Teil 12 und der bundeslandspezifischen Umsetzung der „Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie“ MLAR geregelt. Das bedeutet, dass die Verkabelung (Befestigungsmaterial und Kabel) bei Brandeinwirkung für eine festgelegte Zeit funktionsfähig bleiben muss. In dieser Zeit darf weder der Isolationswiderstand so klein werden, dass es zu einem Stromfluss zwischen den Leitern kommt, noch darf der Widerstand des Leiters so ansteigen, dass der Stromfluss behindert würde. Mit anderen Worten dürfen weder Kurzschluss noch Unterbrechung auftreten. Diese Eigenschaften werden durch einen speziellen Aufbau der Leitung sowie besondere Materialien für die Isolierung erreicht. Die Leitungen sind von außen durch ihren orangefarbenen Mantel (roter Mantel bei Brandmeldekabeln) sowie durch einen kennzeichnenden wiederholten Aufdruck zu erkennen. Gebräuchliche Zeiten für den erforderlichen Funktionserhalt sind 30 Minuten, 60 Minuten oder 90 Minuten (E30, E60, E90). Geraten diese Leitungen nach Ablauf des Zeitraumes in Brand, weisen sie überdies eine höhere Brandlast als normale Leitungen, wie NYM oder J-Y(St)Y auf.


title: Kabel

text: Um einen wirksamen Funktionserhalt zu erzielen, ist neben der Leitung auch das Leitungsführungssystem und die Umgebung zu betrachten. Die verschiedenen Formen der Leitungsführungssysteme (Kabelrinne, Stahlpanzerrohr, Einzelbefestigung) haben gemein, dass sie ebenfalls für die entsprechende Dauer einem Feuer standhalten müssen.


title: Kabel

text: Gemeinsam mit der Leitung ergeben sie eine sogenannte „geprüfte Leitungsanlage“. Entsprechend geprüfte Kombinationen werden durch die Hersteller in Prüfzertifikaten benannt. Die Installationsumgebung ist so zu gestalten, dass die Kabel und Leitungen während der Brandeinwirkung nicht durch berstende oder herabfallende Teile beeinträchtigt oder zerstört werden.


title: Kabel

text: Früher wurden Kabel häufig mit Blei ummantelt. Bei Erdkabeln wurde der Bleimantel zusätzlich mit geteerter Jute und teilweise auch einer Stahlspirale geschützt. Als Isolationsmaterial um die Leiter kam ebenfalls Jute oder auch Papier zum Einsatz, welche zumeist durch Wachs imprägniert wurden. Zur Bearbeitung solcher Adern musste diese Isolierung erst geschmeidig gemacht werden, was durch ein Bad in einer Wanne aus flüssigem Wachs erfolgte und viel Erfahrung erforderte.


title: Halswirbelsäule

text: Die Halswirbelsäule (abgekürzt HWS) bezeichnet die Gesamtheit der Wirbel zwischen Kopf und Brustwirbelsäule bei Menschen und den anderen Wirbeltieren.


title: Halswirbelsäule

text: Die Halswirbelsäule ist in der Regel der beweglichste Wirbelsäulenabschnitt. Die beiden dem Schädel am nächsten liegenden Wirbel haben Eigennamen: "Atlas" („Nicker“) und der "Axis" („Dreher“), bedingt durch ihre vom üblichen Aufbau eines Wirbels abweichende Bauform. Dieser obere Teil der Halswirbelsäule samt der Schädelbasis bildet die Kopfgelenke. Es folgen fünf weitere Halswirbel. Die Halswirbelsäule weist beim gesunden Menschen einen Bogen nach vorn auf, was als physiologische Lordose bezeichnet wird.


title: Halswirbelsäule

text: Die Halswirbelsäule besteht bei fast allen Säugetieren wie auch dem Menschen aus sieben Halswirbeln. Bei der Spitzmaus sind die einzelnen Halswirbel dementsprechend wenige Millimeter lang, während sie bei der Giraffe über 40 cm lang werden können (gesamte HWS zwischen 2 und 3 m). Rundschwanzseekühe und das Hoffmann-Zweifingerfaultier ("Choloepus hoffmanni") besitzen als einzige Säuger nur sechs Halswirbel. Bei Dreifinger-Faultieren sind drei bis vier Brustwirbel verlagert, weswegen man lange von bis zu zehn Halswirbeln ausging.


title: Halswirbelsäule

text: Beim Menschen liegt direkt unter dem "Foramen magnum" des Schädels der erste Halswirbel, der "Atlas". Dieser ist nach Atlas aus der griechischen Mythologie benannt. Der Atlas trägt den Schädel und umfasst dabei den Zahn des zweiten Halswirbels, des Drehers (lat. "Axis"). Die Gelenke zwischen Schädelbasis und Axis bilden zusammen zwei Kopfgelenke, welche etwa 70 % der Beweglichkeit des Kopfes im Verhältnis zum Rumpf gewährleisten.


title: Halswirbelsäule

text: Die weiteren Halswirbel haben die übliche Form eines Wirbels mit dem Wirbelkörper und dem das Rückenmark umfassenden Wirbelbogen, an dessen seitlichen Fortsätzen sich jeweils rechts und links des Wirbelkanals die Wirbelbogengelenke oder auch Facettengelenke befinden.


title: Halswirbelsäule

text: Der 7. Halswirbel der menschlichen Wirbelsäule wird als "Vertebra prominens" (vorstehender Wirbel) bezeichnet, weil sein Dornfortsatz etwas weiter nach hinten vorsteht als der der anderen sechs Halswirbel. Daher ist der Dornfortsatz des 7. Halswirbels von außen am unteren Ende der Nackenfurche meist gut zu tasten und dient als anatomischer Orientierungspunkt.


title: Halswirbelsäule

text: Genauso wie bei der restlichen Wirbelsäule befinden sich zwischen den Wirbelkörpern der Halswirbel Zwischenwirbelscheiben (Bandscheiben). Die Halswirbelsäule wird durch die Nacken- und Rückenmuskulatur sowie durch mehrere Bänder gestützt.


title: Halswirbelsäule

text: Aus dem Rückenmark im Bereich der Halswirbelsäule entspringen auf jeder Seite acht Nervenstränge, die Spinalnerven. Die oberen vier (C1–C4) bilden zusammen das Halsgeflecht ("Plexus cervicalis"), welches den Hals und die Halsmuskulatur, aber auch das Zwerchfell innerviert. Daraus ergibt sich, dass eine eigenständige Atmung bei Verletzung des Rückenmarks auf Höhe des vierten Wirbelkörpers (oder höher) nicht mehr möglich ist. Die unteren vier (C5–C8; Anm.: Es gibt sieben Halswirbel, aber acht Halsnerven) bilden zusammen mit den Nerven des ersten Brustwirbelkörpers (Th1) das Armgeflecht ("Plexus brachialis"), welches die Brust- und Armmuskulatur sowie die dazugehörige Haut innerviert.


title: Halswirbelsäule

text: Weiterhin ziehen durch die Halswirbelsäule die Vertebralarterien ("Arteriae vertebrales"), die durch die Querfortsätze der HWS verlaufen und zusammen mit den inneren Halsschlagadern ("Arteriae carotidiae internae") die Versorgung des Gehirns mit Blut sicherstellen.


title: Halswirbelsäule

text: Wie bei allen Untersuchungen gehört auch zur Untersuchung der Halswirbelsäule eine Anamnese, im Notfallbereich auch eine Fremdanamnese, zum Beispiel zum Hergang eines Autounfalls. Typische Beschwerden bei Auffahrunfällen, dem so genannten Schleudertrauma, sind Kopfschmerzen, Abgeschlagenheit, Schwindel und Übelkeit.


title: Halswirbelsäule

text: Bei Fremdverschulden steht dem Geschädigten Schmerzensgeld zu. In besonders leichten Fällen wird gern die Kausalität bzw. auch das Ausmaß der Schmerzen bestritten und es kann zu Gerichtsverfahren kommen. Grenzwerte der Verletzungswahrscheinlichkeit nach Auffahrunfällen sind bekannt. Ein signifikanter Anteil von Probanden klagt nach simulierten Auffahrunfällen, bei denen der Pkw nur vermeintlich, tatsächlich aber gar nicht beschleunigt wurde, über Beschwerden (der Begriff „Verletzungen“ wird von Medizinern in diesem Zusammenhang vermieden) im Bereich der Halswirbelsäule, die einige Tage andauern können. Offensichtlich erwartet man Schmerzen und sie stellen sich auch ein.


title: Halswirbelsäule

text: Bei Verdacht auf eine Fraktur der Halswirbel ist eine starre HWS-Schiene anzulegen und Untersuchungen wie Palpation (Betasten) auf abnorme Beweglichkeit, Krepitationen oder Stufen zu unterlassen, da die Gefahr einer Rückenmarksverletzung besteht. Rückenmarksläsionen führen – je nach Höhe und Schwere – zu Taubheitsgefühl und Lähmungen in Armen, am Rumpf und bei hohen Querschnitten zur Lähmung des Zwerchfells und somit der Atmung. Während früher zur Untersuchung der Halswirbelsäule nach Traumen ein Röntgen in vier Ebenen der Halswirbelsäule veranlasst wurde, sind heute Computertomografie und Magnetresonanztomografie Mittel der Wahl.


title: Halswirbelsäule

text: Bei seltenen degenerativen Erkrankungen der Wirbelsäule werden neurologische Untersuchungen durchgeführt, das Blut auf Hinweise einer Erkrankung des rheumatoiden Formenkreises untersucht und bei Osteoporose oder Verdacht auf Tumoren eine Knochenszintigrafie oder eine Computertomografie durchgeführt.


title: Halswirbelsäule

text: Erkrankungen der Halswirbelsäule sind häufig Abnützungen durch den aufrechten Gang des Menschen. Bandscheibenvorfälle sind die Regel bei über 30-Jährigen, und sehr häufig klinisch stumm. Ebenso werden diese zu 95 Prozent aus Wasser bestehenden Bandscheiben innerhalb von einem Jahr vom Körper ausgeheilt. Nur in Ausnahmefällen ist eine OP nötig und sollte das letzte Mittel sein. Indikation dazu besteht bei „Red-Flag“-Symptomen:


title: Halswirbelsäule

text: Die "Osteochondrose" ist eine Veränderung der Deckplatte des Wirbelkörpers (und seiner Knorpel). Ursache ist Verschleiß durch eine lang dauernde Überlastung der Bandscheibe. Häufig sieht man Osteochondrosen bei Patienten mit einer Skoliose nach früheren Bandscheibenvorfällen. Seltener entstehen Osteochondrosen als Folge von Entzündungen der Bandscheibe.


title: Halswirbelsäule

text: Die Unkarthrose der Halswirbelsäule ist keine klassische Arthrose, sondern eine Hemiarthrose im Bereich der Unkovertebralgelenke. Dies kann beispielsweise durch veränderte Belastungen der Halswirbelsäule auftreten. Im Zuge der neu wachsenden Unkovertebralgelenke kann dann das Foramen intervertebrale eingeengt werden. Dies ist ein lebenslanger Umbauprozess der HWS.


title: Halswirbelsäule

text: Weiterhin gibt es angeborene und erworbene Missbildungen der Halswirbelsäule wie Spina bifida, Block- und Keilwirbel sowie erworbene Skoliosen, zum Beispiel durch Morbus Scheuermann oder Morbus Bechterew.


title: Halswirbelsäule

text: Die weitaus häufigsten Verletzungen der Halswirbelsäule sind durch Unfälle, vor allem durch Verkehrsunfälle, verursacht. Moderate Form einer Verletzung des Rückenmarks in der Halswirbelsäule ist das Schleudertrauma ohne Verletzungen der Bänder. Dieses ist völlig harmlos, auch wenn die Beschwerden durchaus stark sein können. Durch Unfälle kann ein HWS-Syndrom ausgelöst werden,


title: Halswirbelsäule

text: Als atlanto-axiale Subluxation bezeichnet man eine unvollständige Ausrenkung ("Subluxation") des Gelenks zwischen erstem und zweitem Halswirbel.


title: New Horizons

text: New Horizons ( für "Neue Horizonte") ist eine Raumsonde der NASA, die im Rahmen des New-Frontiers-Programmes am 19. Januar 2006 startete, um das Pluto-System und den Kuipergürtel zu erforschen. Am 14. Juli 2015 erreichte New Horizons als erste Raumsonde Pluto. Außerdem passierte sie am 1. Januar 2019 das Kuipergürtelobjekt (486958) Arrokoth (damals noch inoffiziell: "Ultima Thule"). Die Sonde erforscht zudem weitere Kuipergürtelobjekte aus größerer Entfernung sowie die Heliosphäre. Bei der Erforschung werden sieben verschiedene Instrumente eingesetzt: ein 6-cm-Teleskop, ein Ultraviolett-Spektrometer, eine hochauflösende CCD-Kamera, ein Radiowellenexperiment, ein Sonnenwind-Teilchen-Detektor, ein Ionen- und Elektronenspektrometer und ein Instrument zur Messung von Staubpartikeln.


title: New Horizons

text: Aktuell () ist die Sonde ca.  Astronomische Einheiten (AE) von der Sonne entfernt, das sind etwa  Milliarden Kilometer.


title: New Horizons

text: Das Projekt wird vom "Applied Physics Laboratory" der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland geleitet. Die Kosten einschließlich der Entwicklung und des Baus der Raumsonde sowie ihrer Instrumente, der Trägerrakete und des Missionsbetriebs bis zum Jahr 2016 betrugen etwa 700 Millionen Dollar.


title: New Horizons

text: New Horizons war die erste Raumsonde zur Erforschung Plutos. Da der Zwergplanet sehr weit von der Sonne entfernt ist, konnten selbst die stärksten Teleskope kaum Details auf seiner Oberfläche ausmachen. Die Auflösung der besten mit dem Hubble-Weltraumteleskop gewonnenen Aufnahmen erreichten nur 500 km pro Bildpunkt. Somit konnten Pluto und seine Monde nur durch Raumsonden näher studiert werden. Zum Startzeitpunkt galt Pluto noch als vollwertiger Planet und war als einziger Planet noch von keiner Raumsonde erforscht worden. Wenige Monate nach dem Start wurde die Definition für Planeten geändert und Pluto wurde nach dieser neuen Definition zu einem Zwergplaneten.


title: New Horizons

text: Die NASA unterteilte die Ziele der Hauptmission der Sonde in drei Prioritätskategorien. Bei der Formulierung der Missionsziele waren die kleinen Monde noch nicht entdeckt.


title: New Horizons

text: Zu den Missionszielen gehörte auch die weitere Erforschung des Jupiters, an dem die Sonde im Februar und März 2007 vorbeiflog. Wolkenbewegungen wurden beobachtet, es wurde die Magnetosphäre des Planeten untersucht und Ausschau nach Polarlichtern und Blitzen in Jupiters Atmosphäre gehalten. Über die vier großen Galileischen Monde konnten nur wenige wissenschaftliche Daten gewonnen werden, da die Sonde sie in relativ großer Entfernung passierte.


title: New Horizons

text: New Horizons übertraf die Ziele aller Prioritätskategorien. Nach den Anforderungen der NASA hätte die Mission bereits als erfolgreich gegolten, wenn nur die als erforderlich eingestuften Missionsziele erreicht worden wären. Nicht untersucht wurde das Magnetfeld von Pluto und Charon, was als wünschenswert eingestuft wurde. Für eine sinnvolle Messung des vermutlich nur schwachen Magnetfelds hätte die gesamte Sonde nichtmagnetisch sein müssen und so wurde aus Kostengründen auf ein entsprechendes Instrument verzichtet.


title: New Horizons

text: Zusätzlich zu den formulierten Missionszielen tragen die Instrumente mit Langzeitbeobachtungen zur Erforschung des Sonnenwinds und der Heliosphäre bei.


title: New Horizons

text: Die NASA genehmigte Anfang Juli 2016 die Finanzierung einer Anschlussmission unter dem Namen "Kuiper Belt Extended Mission (KEM)" bis Ende 2021. Eines der Ziele dieser Mission war die Untersuchung des Kuipergürtel-Objekts (486958) Arrokoth, zum Zeitpunkt der Genehmigung noch unter der provisorischen Bezeichnung (486958) 2014 MU. Als Ziele wurden genannt:


title: New Horizons

text: Die Beobachtung dieses Asteroiden soll neue Erkenntnis über die Akkretionsprozesse und damit die Entstehung der Planeten und des Sonnensystems liefern. Vermutlich ist das Objekt mehr als vier Milliarden Jahre alt und befand sich seit der Entstehung in kalter Umgebung. Damit wäre es das ursprünglichste Objekt, das bis dahin von einer Raummission untersucht wurde.


title: New Horizons

text: New Horizons soll darüber hinaus als Beobachtungsplattform genutzt werden, um andere Objekte im Kuipergürtel und den umgebenden Weltraumbereich zu beobachten:


title: New Horizons

text: Alle Ziele zum Vorbeiflug an (486958) Arrokoth wurden erfüllt. Seither wird intensiv mit erdbasierten Teleskopen nach einem weiteren Objekt für einen Vorbeiflug gesucht.


title: New Horizons

text: Am 25. April 2022 wurde die Verlängerung der Mission um drei Jahre von 2023 bis 2025 bis in den Bereich von 63 AE bekanntgegeben. Die Mission wird den sonnenfernen Standort nutzen, um die Heliosphärenstrahlung zu beobachten und sie wird das diffuse Licht der Hintergrundstrahlung im optischen Bereich und im UV-Bereich untersuchen. Die Instrumente sollen genutzt werden, um weitere Daten über die Atmosphären von Uranus und Neptun aus der Entfernung zu gewinnen. Die Treibstoffvorräte sollen dabei einen Weiterbetrieb für mindestens zwei Jahrzehnte sichern.


title: New Horizons

text: New Horizons ist weiterhin voll funktionstüchtig und zeigte bisher keine Abnutzungserscheinungen, durchfliegt weiterhin den Kuipergürtel und wird schließlich die Randstoßwelle, die Heliopause und schließlich den interstellaren Raum erreichen. Die Kommunikation zwischen der Sonde und den bestehenden Anlagen des DSN wäre bis zu einer Entfernung von mehr als 200 AE möglich. Diese Entfernung wird voraussichtlich um 2070 erreicht. Die Systeme der Sonde werden sich aber schon früher abschalten, weil nicht mehr genügend elektrische Energie verfügbar ist. An dieser Stelle wirkt sich die verringerte Beladung mit Pu aus. Die Energieversorgung wird laut Projekt-Forschungsleiter Alan Stern „bis ungefähr 2035, vielleicht einige Jahre länger“ ausreichen, was einer Entfernung von etwa 90 AE entspricht. Da Voyager 1 und 2 die Randstoßwelle "(termination shock)" bei 94 AE bzw. 84 AE erreichten, ist es wahrscheinlich, dass New Horizons zumindest bis hin zur Randstoßwelle Messungen vornehmen kann. Die Heliopause hingegen wurde von den Voyager-Sonden bei ca. 120 AE durchquert, einer Entfernung, die New Horizons erst 2043 erreichen wird.


title: New Horizons

text: Die Raumsonde hat etwa die Größe eines Konzertflügels und die Form eines Dreiecks mit einem zylinderförmigen Radioisotopengenerator (RTG), der an einer Spitze des Dreiecks angebracht ist. Außerdem verfügt sie über eine 2,1-m-Parabolantenne zur Kommunikation mit der Erde, die an einer Seitenfläche des Dreiecks befestigt ist. Der Sondenkörper ohne RTG und Antenne ist 0,7 m hoch, 2,1 m lang und 2,7 m breit. Die Gesamthöhe vom Nutzlastadapter bis zum oberen Ende der Antenne beträgt 2,2 m. Die Gesamtmasse inklusive 77 kg Treibstoff und 30 kg wissenschaftlicher Nutzlast beträgt 478 kg. Die ursprünglichen Planungen sahen eine Startmasse der vollbetankten Sonde von 465 kg vor; nach der Verifizierung der Leistung der neuen Atlas-V-Trägerrakete durch vorangegangene Starts konnte die Startmasse etwas vergrößert werden.


title: New Horizons

text: Das Swing-by-Manöver am Jupiter stand bis kurz vor Start zur Disposition; ein Flug ohne dieses Swing-by hätte nur eine etwa 20 kg geringere Startmasse der Sonde erlaubt, da die Trägerrakete bei einem direkten Start zum Pluto eine höhere Endgeschwindigkeit erreichen muss. Man hätte in diesem Fall die Menge des mitgeführten Hydrazins reduzieren müssen, damit wären auch die Möglichkeiten für Sekundärmissionen eingeschränkt worden.


title: New Horizons

text: Die tragende Struktur der Sonde besteht aus einem zentralen Aluminium-Zylinder, der den aus Titan gefertigten Treibstofftank beherbergt und als Nutzlastadapter zwischen Sonde und Trägerrakete sowie als Schnittstelle zwischen Sonde und RTG dient. Der RTG ist mit Hilfe eines vierseitigen Titansockels an der Raumsonde befestigt. Um die Masse der Sonde gering zu halten, sind die Paneele des Sondenkörpers aus Aluminium in Sandwichbauweise mit sehr dünnen Frontalplatten gefertigt (so dick wie zwei Lagen Papier). Elektronik und Instrumente sind um den Zylinder herum gruppiert, wobei die Anordnung der Systeme auf die Schwerpunktlage Rücksicht nehmen musste.


title: New Horizons

text: New Horizons kann sowohl drei-Achsen-stabilisiert als auch spinstabilisiert betrieben werden. Drei-Achsen-Stabilisierung wird während wissenschaftlicher Beobachtungen und System- und Instrumententests angewandt, Spinstabilisierung (normalerweise mit fünf Umdrehungen pro Minute) während der Kurskorrekturmanöver, während langer Funkkontakte mit der Erde, während der Flugperioden und im Ruhezustand "(hibernation mode)." Um eine Spinstabilisierung während des Flugs zu ermöglichen, wurde die Sonde vor dem Start genau vermessen und mit zusätzlich angebrachten Ausgleichsgewichten ausbalanciert.


title: New Horizons

text: Die Energieversorgung lässt sich bei sonnenfernen Missionen nicht mit Solarzellen erreichen. Die Sonde wird durch einen mit etwa 10,9 kg Plutonium-238 gefüllten Radioisotopengenerator (RTG) des Typs GPHS-RTG mit Energie versorgt. Die Spannung beträgt 30 Volt. Der RTG der Sonde enthält 18 Module, die jeweils vier Kapseln mit je 151 g Plutonium in Form von Plutonium(IV)-oxid enthalten.


title: New Horizons

text: Das Plutonium-238 für RTGs wird in einem aufwändigen Prozess durch Neutronenbeschuss von Brennstäben, die Neptunium-237 enthalten, in einem Kernreaktor erbrütet. Die Kapseln wurden im Los Alamos National Laboratory des US-Energieministeriums (DOE) hergestellt. Mitte 2004 wurden alle Arbeiten des Los Alamos National Laboratory, und somit auch am Plutonium für New Horizons gestoppt, da angeblich einige Festplatten mit geheimen Informationen verschwunden waren. Das Projekt war dadurch in Gefahr, da bei einer unzureichenden Energieversorgung die Sonde keine oder nur eingeschränkte Beobachtungen hätte durchführen können. Die Sicherheitsprobleme des Los Alamos National Laboratory konnten jedoch gelöst werden, und die Arbeiten an den Plutoniumkapseln wurden wieder aufgenommen. Ende 2005 wurde der RTG ausgeliefert und in die Sonde eingebaut.


title: New Horizons

text: Vorgesehen war, dass die maximale Leistung des Generators mit voller Plutoniumladung beim Start 285 W und 225 W beim Plutovorbeiflug im Jahr 2015 beträgt. Durch Zerfall des Plutoniums und Alterung von Bauteilen reduziert sich die verfügbare Leistung mit der Zeit. Nach Problemen mit der Herstellung sprach DOE von etwa 190 W verfügbarer Leistung beim Vorbeiflug an Pluto. Als im Oktober 2005 der RTG Tests unterzogen wurde, stellte sich heraus, dass der Generator etwas mehr Leistung liefern konnte als erwartet. Man ging nun von etwa 240 W am Anfang der Mission und 200 W bei Erreichen von Pluto aus.


title: New Horizons

text: New Horizons besitzt zwei Computersysteme: das "Command and Data Handling System" zur Steuerung der Sonde sowie zur Arbeit mit wissenschaftlichen Daten und das "Guidance and Control System" zur Navigation und Lagekontrolle. Jedes der Computersysteme ist redundant ausgelegt, sodass die Raumsonde über vier separate Rechnersysteme verfügt. Die Bordrechner verwenden jeweils einen Mongoose-V-Prozessor.


title: New Horizons

text: Das "Command and Data Handling System" verfügt über zwei Flash-Recorder mit jeweils 8 GB Speicherkapazität, um die während des Betriebs der Instrumente gewonnenen wissenschaftlichen Daten zwischenzuspeichern, bevor sie zur Erde übertragen werden können.


title: New Horizons

text: Um Platz und Gewicht zu sparen, sind die Elektronik der Raumsonde und die Schnittstellen zur Elektronik ihrer Instrumente in einem „Integrated Electronics Module“ (IEM) untergebracht. An Bord befinden sich zwei redundante IEM.


title: New Horizons

text: Das Kommunikationssystem der Raumsonde arbeitet im X-Band und verfügt über eine 2,1-m-Parabol-Hochgewinnantenne (High Gain Antenna – HGA, 42 dBi) mit einem Öffnungswinkel von 0,3° und eine 30-cm-Mittelgewinnantenne (Medium Gain Antenna – MGA) mit einem Öffnungswinkel von 4°. Zusätzlich gibt es zwei Rundstrahlantennen (Low Gain Antenna – LGA) mit niedrigem Gewinn auf entgegengesetzten Seiten der Raumsonde. Alle Antennen sind unbeweglich. Zur Nutzung der HGA- und der MGA-Antennen muss die Sonde auf die Erde ausgerichtet werden. Die Sonde verfügt über zwei redundante 12-Watt-Wanderfeldröhrenverstärker (TWTA), die unter der HGA montiert sind. Die Signale sind unterschiedlich polarisiert, daher können beide TWTAs gleichzeitig zur Übertragung verwendet werden.


title: New Horizons

text: Die Hochgewinnantenne und die Mittelgewinnantenne werden zur Datenübertragung genutzt; die Datenübertragungsrate der HGA zu einer 70-m-Antenne des Deep Space Network betrug am Jupiter 38 kbit, in der Nähe Plutos noch etwa 1 kbit pro Sekunde. Die wesentlich älteren Voyager-Sonden erreichten durch ihre größeren Antennenschüsseln in ähnlicher Entfernung noch circa 1,4 kbit pro Sekunde im X-Band.


title: New Horizons

text: Für den Fall, dass die Sonde nicht auf die Erde ausgerichtet werden kann und diese Antennen nicht zur Verfügung stehen, können die beiden Rundstrahlantennen (LGA) der Sonde verwendet werden. Diese brauchen nicht ausgerichtet zu sein, erreichen aber nur sehr niedrige Datenübertragungsraten. Da diese Antennen auf entgegengesetzten Seiten angebracht sind, kann die Sonde unabhängig von ihrer Lage in alle Richtungen senden und empfangen. Die LGA wurden während des Starts und zur Kommunikation in der Nähe der Erde verwendet und dienen darüber hinaus einer Absicherung der Kommunikation in einem Notfall mit der niedrigstmöglichen Datenrate von 10 bit pro Sekunde.


title: New Horizons

text: Um die Betriebskosten zu senken, verbrachte New Horizons die Flugstrecke zwischen Jupiter und Pluto und teilweise zwischen Pluto und (486958) Arrokoth in einer Art „Winterschlaf“ "(hibernation mode)." Dabei wurde die Sonde einmal pro Jahr für 50 Tage „aufgeweckt“, um Funktionstests durchzuführen und genaue Flugparameter zu bestimmen. Für die restliche Zeit wurde die Sonde in eine langsame Rotation versetzt. In diesem Zustand sendet sie lediglich einmal pro Woche ein Signal zur Erde, dessen Frequenz entweder den normalen Betrieb der Sonde oder einen von sieben Fehlermodi anzeigt. Hierfür wird eine einfache unmodulierte Trägerwelle einer bestimmten Frequenz verwendet, die sich leicht empfangen und ohne viel technischen Aufwand identifizieren lässt. Ungefähr einmal pro Monat sendet die Sonde einen ausführlicheren Statusbericht. Von den vier Bordcomputern ist nur einer in Betrieb und alle redundanten Systeme sind so weit wie möglich abgeschaltet. Die Hibernation verringert die Abnutzung und reduziert die Unterhaltskosten erheblich, weil kein Personal zum Betrieb nötig ist und Kapazitäten des Deep Space Network für andere Missionen freigegeben werden. Diese Art der Kommunikation wurde mit der Testsonde Deep Space 1 erprobt; New Horizons ist die erste Raumsonde, die sie im operativen Einsatz verwendet.


title: New Horizons

text: Das Antriebssystem der Raumsonde wird nur für Kurskorrekturen und zur Lageregelung verwendet. Es ist nicht möglich, die Sonde nach dem Abtrennen von der Raketenoberstufe nochmals stark zu beschleunigen oder abzubremsen, wie es beispielsweise bei einer Orbiter-Mission notwendig wäre. Das Antriebssystem besteht aus 16 Triebwerken, die an acht verschiedenen Stellen der Sondenoberfläche angebracht sind und Hydrazin katalytisch zersetzen. Vier davon werden hauptsächlich für Kurskorrekturen verwendet; sie liefern einen Schub von je 4,4 Newton. Die übrigen zwölf sind kleiner und erzeugen je 0,8 Newton Schub; sie dienen zur Ausrichtung der Sonde sowie zum Einleiten und Stoppen der Rotation. Die Hälfte der 16 Triebwerke dient als Reserve.


title: New Horizons

text: Die Sonde hatte beim Start 77 kg Hydrazin an Bord, was ausreichen würde, um die Geschwindigkeit der Sonde um etwa 400 m/s zu ändern (minimal waren bei der Missionsplanung 290 m/s vorgesehen). Der größte Teil ist vorgesehen, um nach der Passage von Pluto weitere Kuipergürtelobjekte ansteuern zu können. Der Treibstoff wird mit gasförmigem Helium unter Druck gesetzt und in die Triebwerke gepresst.


title: New Horizons

text: Navigationssysteme und Sensoren liefern Informationen zu Position, Kurs und räumlicher Ausrichtung der Sonde während des Flugs. Diese Daten dienen zur Kurskorrektur und zur Ausrichtung der Instrumente auf die Ziele und der Antenne auf die Erde.


title: New Horizons

text: Zur Navigation werden zwei redundante A-STR-Sternkameras "(Star Tracker)," Trägheitsmesssysteme ("Inertial Measurement Units", IMUs) und Sonnensensoren verwendet. Die Navigationsdaten werden durch das "Guidance-and-Control"-Computersystem verarbeitet, das die Lage der Sonde durch das Zünden der kleinen Triebwerke kontrolliert. Eine der Sternkameras macht zehnmal pro Sekunde eine Weitwinkelaufnahme des Sternenhintergrundes und vergleicht sie mit einer gespeicherten Sternenkarte, die etwa 3000 Sterne enthält. Dadurch wird die genaue Ausrichtung der Sonde sowohl im drei-Achsen-stabilisierten als auch im spinstabilisierten Betrieb bestimmt. Die IMUs, die aus Gyroskopen und Beschleunigungsmessern bestehen, liefern 100-mal pro Sekunde Informationen zu Bewegungen der Sonde. Die Sonnensensoren dienen der Ausrichtung der Sonde auf die Sonne (und damit aus großer Entfernung auch auf die Erde) und zur Sicherstellung einer Kommunikation im Falle des Versagens anderer Navigationssysteme. Diese Sensoren sind sehr einfach aufgebaut und signalisieren nur, ob sie die Sonne sehen oder nicht.


title: New Horizons

text: New Horizons kann die von der Elektronik erzeugte Wärme im Inneren wie eine Isolierkanne behalten. Bei der großen Entfernung zur Sonne ist dies erforderlich, um Temperaturen von 10 bis 30 °C im Inneren zu gewährleisten. Dazu ist der Sondenkörper inklusive der großen Antenne mit einer leichtgewichtigen goldfarbenen Bedeckung versehen, die aus 18 Lagen Dacrongewebe besteht, die zwischen einem aluminisierten Mylargewebe und einer Kaptonfolie liegen. Neben der thermischen Isolation dient diese Bedeckung auch dem Mikrometeoritenschutz.


title: New Horizons

text: Ein automatisches Heizsystem überwacht den Energieverbrauch im Inneren der Sonde, um sicherzustellen, dass alle Geräte mit genügender Leistung arbeiten und somit genug Wärme abgeben. Fällt der Energiebedarf unter etwa 150 Watt, werden kleine Heizelemente im Inneren der Sonde eingeschaltet, um den Leistungsunterschied auszugleichen. Solange sich die Sonde in der Nähe der Erde und damit auch der Sonne befand, konnten die Temperaturen die zulässigen Werte übersteigen. Für diesen Fall verfügt die Sonde über eine Art Jalousiesystem („Louvres“) mit Lamellen, die geöffnet wurden, um übermäßige Wärme in den Weltraum abzustrahlen. Im geschlossenen Zustand sorgt die helle Außenfläche der Lamellen für eine geringe Abstrahlung.


title: New Horizons

text: Die Sonde trägt sieben wissenschaftliche Instrumente. Dabei werden einige Instrumente in Gruppen zusammengefasst; so enthält "Pluto Exploration Remote Sensing Investigation (PERSI)" die Instrumente Ralph und Alice und "Particle Spectrometer Suite (PAM)" die Instrumente SWAP und PEPSSI. Die Instrumente haben zusammen eine Masse von etwa 30 kg und verbrauchen gemeinsam rund 28 Watt elektrischer Leistung. Nach dem Vorbeiflug an Arrokoth bekamen der Bordcomputer und die Instrumente eine neue Software für neue und veränderte Aufgaben. Mehrere spätere Missionen wie beispielsweise Lucy oder DART verwendeten seither Kopien oder Weiterentwicklungen dieser Instrumente.


title: New Horizons

text: Ralph konnte sowohl farbige Karten der Oberflächen von Pluto und Charon mit einer Auflösung von bis zu 250 m pro Pixel erstellen, als auch die Zusammensetzung der Oberflächen beider Körper kartieren. Dazu verfügt das Instrument über ein Spiegelteleskop in Form eines Drei-Spiegel-Anastigmaten mit einer Öffnung von 6 cm, dessen eingesammeltes Licht zu zwei getrennten Kanälen geleitet wird: zu der Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC), die über vier CCDs für Farbbilder mit drei CCDs für panchromatische (schwarz-weiße) Bilder verfügt, und zu dem Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA). MVIC arbeitet im sichtbaren Lichtbereich bei 400 bis 950 nm Wellenlänge und LEISA im infraroten Bereich bei 1,25 bis 2,50 μm Wellenlänge. Die Auflösung des MVIC beträgt 20 μrad, des LEISA 62 μrad. Ralph wiegt 10,3 kg und benötigt im Mittel 6,3 Watt Leistung. Das Instrument wurde von Ball Aerospace, dem Goddard Space Flight Center der NASA und dem Southwest Research Institute entwickelt. Am 22. Juni 2017 wurde LEISA offiziell in "Lisa Hardaway Infrared Mapping Spectrometer" umbenannt, zu Ehren von Lisa Hardaway, die bei der Konstruktion und Entwicklung des Instruments wichtige Beiträge geleistet hatte. Durch ein Upgrade der Software gibt es seit 2021 die Möglichkeit die Fähigkeiten von LORRI und MVIC bei der Beobachtung von lichtschwachen Objekten zu kombinieren.


title: New Horizons

text: Alice ist ein abbildendes Ultraviolett-Spektrometer zur Untersuchung der Atmosphäre von Pluto. Alice kann in zwei Modi betrieben werden: im „Airglow-Modus“, bei dem die Emissionen der Atmosphäre gemessen werden, und im „Occultation-Modus“, bei dem das Instrument durch die Atmosphäre Plutos auf die Sonne oder auf einen anderen leuchtstarken Stern gerichtet und die Zusammensetzung der Atmosphäre durch Absorption des Lichts bestimmt wird. Alice arbeitet im ultravioletten Lichtbereich bei 50 bis 180 nm Wellenlänge und besteht aus einem kompakten Teleskop, einem Spektrografen und einem Sensor, der 32 getrennte Flächen („Pixel“) mit je 1024 spektralen Kanälen aufweist. Alice wiegt 4,5 kg und benötigt im Mittel 4,4 Watt Leistung. Das Instrument wurde vom Southwest Research Institute entwickelt und ist eine weiterentwickelte Version des Alice-Instrumentes der europäischen Rosetta-Sonde, das ebenfalls aus den USA kam. Im Juli und August 2021 wurden neue Softwarepakete für Alice auf den Hauptcomputer hochgeladen und getestet. Alice kann damit systematisch den Himmel mit dem UV-Spektrometer abbilden.


title: New Horizons

text: LORRI ist eine hochauflösende CCD-Kamera (1024 × 1024 Pixel) für sichtbares Licht, die an einem Ritchey-Chrétien-Spiegelteleskop montiert ist. Der Spiegel hat einen Durchmesser (Apertur) von 20,8 cm, Primär- und Sekundärspiegel bestehen aus Siliciumcarbid. Die Kamera hat einen Bildwinkel von 0,29° und eine Brennweite von 2630 mm bei einer Auflösung von 4,95 μrad. Das Instrument ist sehr einfach aufgebaut, es hat keine Farbfilter oder bewegliche Teile. Sein Empfindlichkeitsbereich umfasst das Lichtspektrum von 350 bis 850 nm Wellenlänge. Der Bildsensor wird bei einer Temperatur von −70 °C betrieben. LORRI wiegt 8,8 kg und benötigt im Mittel 5,8 Watt Leistung. Das Instrument wurde vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University entwickelt. LORRI nahm bereits 120 Tage vor der Begegnung mit Pluto als erstes Instrument Bilder des Zwergplaneten und seiner Monde auf, die zu diesem Zeitpunkt kaum weiter als zu einzelnen Lichtpunkten aufgelöst werden konnten. 90 Tage vor der Begegnung übertraf LORRIs Auflösung bereits die des Hubble-Weltraumteleskopes. Bei dem nahen Vorbeiflug an Pluto konnte LORRI Strukturen bis 50 m Größe auflösen. Im Juli 2019 wurde eine neue Software für diese Kamera zur Sonde hochgeladen. Die Software erlaubt längere Belichtungszeiten und ermöglicht die Beobachtung von lichtschwächeren Objekten als bisher.


title: New Horizons

text: REX ist ein Radiowellenexperiment, das mit der Hauptantenne der Sonde durchgeführt wurde. Dazu wurden nach dem Passieren des Pluto mit Hilfe von Antennen des Deep Space Network Signale zur Sonde gesendet, die während des Durchgangs durch Plutos Atmosphäre verändert wurden und in diesem Zustand zu New Horizons gelangten. Die Signale wurden gespeichert und später zurück zur Erde übertragen. Dadurch lässt sich die Dichte und Zusammensetzung der Atmosphäre studieren. Das Experiment selbst besteht aus einer kleinen, 100 g schweren Leiterplatte mit Signalverarbeitungselektronik, die im Kommunikationssystem der Raumsonde integriert ist und im Mittel 2,1 Watt Leistung benötigt. Da das komplette Kommunikationssystem redundant ist, verfügt New Horizons über zwei Exemplare von REX. Das Experiment wurde von der Stanford University und dem Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University entwickelt. Durch ein Update von 2021 kann REX das Venetia-Instrument bei der Messung von Staubpartikeln ergänzen. Ein Partikeleinschlag verursacht eine minimale Dopplerverschiebung, die mit dem Radioexperiment erkannt und ausgewert wird.


title: New Horizons

text: Dieses Instrument misst geladene Teilchen mit Energien bis zu 6,5 keV. Das Instrument wurde vom Southwest Research Institute entwickelt, um Teilchen zu messen, die aus Plutos Atmosphäre entweichen und vom Sonnenwind mitgerissen werden. Dadurch sollte festgestellt werden, ob Pluto über eine Magnetosphäre verfügt. Weiterhin konnte der Sonnenwind in der Nähe von Pluto studiert werden, außerdem wurden so Daten über die Atmosphäre gesammelt. SWAP wiegt 3,3 kg und benötigt im Mittel 2,3 Watt Leistung. SWAP wird außerdem zur Erforschung der Heliosphäre und des Kuipergürtels eingesetzt und kann auch während Hibernation Daten sammeln. Im Februar 2021 gab es ein Upload mit neuen Funktionen für SWAP.


title: New Horizons

text: PEPSSI ist ein Ionen- und Elektronenspektrometer, das nach neutralen Atomen suchte, die aus Plutos Atmosphäre entweichen und vom Sonnenwind aufgeladen werden. In das Instrument eintretende Ionen mit Energien von 1 bis 5000 keV und Elektronen mit Energien von 20 bis 700 keV werden erfasst, wobei die Masse und Energie jedes einzelnen Partikels gemessen wird. PEPSSI wiegt 1,5 kg und benötigt im Mittel 2,5 Watt Leistung. Das Instrument wurde vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University entwickelt. PEPSSI wird außerdem zur Erforschung der Heliosphäre und des Kuipergürtels eingesetzt und kann auch während Hibernation Daten sammeln. Eine neue Software für PEPSSI zur Erkennung von Plasma aus Sonneneruptionen wurde im Jahr 2021 geschrieben und getestet. Sie soll Anfang 2022 hochgeladen werden.


title: New Horizons

text: Venetia ist ein Instrument zur Messung von Staubpartikeln entlang der gesamten Flugroute. Es wurde von Studenten der University of Colorado entwickelt und ist das erste von Studenten gebaute Instrument auf einer planetaren Mission der NASA. Das Gerät hieß zunächst Student-built Dust Counter (SDC), wurde aber im Juni 2006 zu Ehren der Britin Venetia Phair, geb. Burney umbenannt, die 1930 den Namen „Pluto“ für den neu entdeckten Planeten vorgeschlagen hatte. Das Instrument Venetia zählt auftreffende Staubpartikel und bestimmt deren Masse. Es wird als erstes Instrument dieser Art weiter als 18 AE von der Erde betrieben. Es liefert Informationen, die unter anderem zur Abschätzung der Kollisionsrate von Asteroiden, Kometen und Kuipergürtelobjekten im äußeren Sonnensystem genutzt werden. Venetia kann auch während der Hibernation Daten sammeln. Das Instrument besteht aus einer 46 cm × 30 cm großen Detektorplatte, die auf der Außenhaut der Sonde angebracht ist, und einer Elektronikbox im Inneren der Sonde. Es können Partikel mit einer Masse von  bis  kg erfasst werden. Venetia wiegt 1,9 kg und benötigt im Mittel 5 Watt Leistung. Durch ein Update kann REX nun das Venetia-Instrument bei der Messung von Staubpartikeln ergänzen. Ein Partikeleinschlag verursacht eine minimale Dopplerverschiebung, die mit dem Radioexperiment erkannt und ausgewert wird, somit kann man damit mehr Informationen über Richtung und Geschwindigkeit des Partikels gewinnen.


title: New Horizons

text: Bereits seit Anfang der 1990er Jahre gab es Bestrebungen, eine Mission zu Pluto zu starten. Vorrangig war dabei, Pluto zu erreichen, bevor seine dünne Atmosphäre ausfrieren würde, denn die Umlaufbahn des Zwergplaneten ist sehr exzentrisch. Pluto erreichte den sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn (Perihel) bereits 1989. Diese Annahme, dass die Atmosphäre nach der Passage des sonnennäheren Bahnbereiches bald ausfrieren würde, konnte jedoch bislang nicht bestätigt werden. Gegenwärtig entfernt sich Pluto von der Sonne, sodass es auf ihm immer kälter wird; erst im Jahr 2247 wird er sein nächstes Perihel einnehmen. Die ersten Konzepte einer Mission "(Pluto Fast Fly-By, Pluto Kuiper Express)" scheiterten an technischen und finanziellen Schwierigkeiten. Ende 2000 gab es mit New Horizons einen neuen Vorschlag einer Pluto-Mission. Schließlich wurde dieser Vorschlag am 29. November 2001 als erste Mission des neu geschaffenen New-Frontiers-Programms der NASA zur Realisierung genehmigt.


title: New Horizons

text: Die Instrumente der Sonde wurden zwischen Juli 2004 und März 2005 ausgeliefert, Zusammenbau und Prüfung liefen von August 2004 bis Mai 2005. Vom Mai bis zum September 2005 wurde die fertig gebaute Sonde ausgiebig getestet, am 24. September 2005 erfolgte der Transport nach Cape Canaveral.


title: New Horizons

text: Ende Oktober 2005 beschädigte in Cape Canaveral der Hurrikan Wilma einen Feststoffbooster der fast fertig montierten Atlas-V-Trägerrakete für New Horizons, als ein Tor der Montagehalle dem Winddruck nicht standhielt. Der Booster konnte jedoch noch rechtzeitig vor dem geplanten Starttermin am 11. Januar 2006 ausgetauscht werden.


title: New Horizons

text: Am 16. Dezember 2005 ordnete die NASA eine zusätzliche Überprüfung der Tanks der ersten Raketenstufe an, weil bei einem Druckbelastungstest einer anderen Atlas-Rakete diese Stufe der geforderten Maximalbelastung nicht standgehalten hatte. Dadurch verschob sich der für den 11. Januar angesetzte Starttermin um sechs Tage auf den 17. Januar 2006.


title: New Horizons

text: Das Startfenster öffnete sich am 11. Januar 2006 und blieb bis zum 14. Februar 2006 bestehen. Allerdings bestand nur bei einem Start bis einschließlich 2. Februar die Möglichkeit eines Vorbeiflugs (Swing-by-Manöver) am Jupiter. Danach hätte man Pluto nur auf direktem Weg erreichen können, was die Flugzeit um mehrere Jahre verlängert und die Menge des mitführbaren Treibstoffes um 20 kg reduziert hätte.


title: New Horizons

text: Nachdem der geplante Start am 17. Januar 2006 wegen zu starken Windes mehrmals hatte verschoben werden müssen, sollte New Horizons am 18. Januar 2006 starten. Wegen eines Stromausfalls in der Bodenstation der Johns Hopkins University konnte auch dieser Termin nicht gehalten werden. Am 19. Januar startete New Horizons nach mehreren Verschiebungen wegen dichter Bewölkung schließlich um 19:00 Uhr UTC (das Startfenster war von 18:07 bis 20:07 Uhr UTC offen) vom Launch Complex 41. Nach 44 Minuten und 55 Sekunden wurde die Sonde von der Rakete in ihre endgültige Flugbahn ausgesetzt.


title: New Horizons

text: Obwohl die verwendete Atlas-V-Rakete zu jenem Zeitpunkt die stärkste aktive Trägerrakete der Welt war, musste die Nutzlast mit einer zusätzlichen Star-48B-Kickstufe ausgestattet werden, um die Sonde auf eine Geschwindigkeit deutlich über der Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen zu können. New Horizons verließ die Erde mit der bis dahin höchsten je erreichten Geschwindigkeit von 16,21 km/s. An anderen Tagen des Startfensters wäre die Geschwindigkeit etwas anders gewesen. Besonders nach dem 2. Februar, ohne die Möglichkeit eines Vorbeiflugs am Jupiter, hätte die Geschwindigkeit der Sonde noch deutlich höher sein müssen.


title: New Horizons

text: Einen Tag nach dem Start wurde die Rotation der Sonde von 68 Umdrehungen pro Minute, in die sie von der Raketenoberstufe versetzt worden war, auf 19,2 Umdrehungen pro Minute reduziert. Am 22. Januar wurde die Rotation weiter auf 5 Umdrehungen pro Minute gesenkt, und die Sternenkameras wurden in Betrieb genommen.


title: New Horizons

text: Am 28. Januar 2006 wurde eine erste Kurskorrektur (TCM-1A) durchgeführt, wobei die Triebwerke für etwa fünf Minuten feuerten. Zwei Tage später folgte die nächste, zwölf Minuten lange Kurskorrektur (TCM-1B). Die beiden Kurskorrekturen ergaben eine Geschwindigkeitsänderung von 18 m/s. Eine weitere Kurskorrektur (TCM-2) war für den 15. Februar geplant, wurde jedoch abgesagt. Die nächste, 76 Sekunden lange Kurskorrektur (TCM-3) erfolgte am 9. März 2006 und war die erste, die im drei-Achsen-stabilisierten Betrieb durchgeführt wurde. Durch TCM-3 wurde die Geschwindigkeit der Sonde um 1,16 m/s verändert.


title: New Horizons

text: Im Februar 2006 wurde der Schutzverschluss des Alice-Spektrometers geöffnet, am 13. März folgte der des SWAP-Instruments. Im März wurde auch das SDC-Experiment aktiviert. Bis zum 29. März hatten alle Instrumente ihre internen Elektronik-Checks absolviert. Am 7. April 2006 kreuzte die Sonde nach 78 Tagen Flugzeit die Marsbahn. Im Mai wurden die Schutzverschlüsse der Instrumente PEPSSI (3. Mai), Alice (20. Mai) und Ralph (29. Mai) geöffnet. Im Sommer wurden die Experimente kalibriert.


title: New Horizons

text: New Horizons näherte sich auf dem Weg durch den Asteroidengürtel am 13. Juni 2006 um 04:05 Uhr UTC bis auf 101.867 km dem 3 bis 5 km großen Asteroiden (132524) APL. Der Schutzverschluss der hochauflösenden Kamera LORRI wurde erst am 29. August 2006 geöffnet, daher erfolgten visuelle Beobachtungen nur mit dem schwächeren Ralph-Instrument. Dieses konnte den Asteroiden lediglich als ein Objekt von ein bis zwei Bildpunkten Größe auflösen.


title: New Horizons

text: Am 4. September 2006 nahm New Horizons aus 291 Millionen Kilometern Entfernung ihr erstes Bild von Jupiter auf. Es wurde mit der LORRI-Kamera erzeugt. Auch andere Instrumente beobachteten Jupiter, in erster Linie zum Zweck der Kalibrierung.


title: New Horizons

text: Wissenschaftlich relevante Untersuchungen des Jupitersystems begannen im Januar 2007 und dauerten bis Ende Juni 2007 an. Es waren etwa 700 Beobachtungen und Messungen des Gasplaneten, seiner Monde und seiner Magnetosphäre geplant. New Horizons war das achte Raumfahrzeug, das Jupiter erreichte.


title: New Horizons

text: Am 28. Februar 2007 flog New Horizons an Jupiter vorbei. Die geringste Entfernung zu dem Planeten wurde um 05:43 Uhr UTC erreicht und betrug etwa 2,3 Millionen Kilometer (ca. 32 Jupiterradien). Dies ist ein Drittel der Entfernung, in der die Saturnsonde Cassini-Huygens Jupiter passierte. Die Flugbahn von New Horizons lag knapp außerhalb der Umlaufbahn von Kallisto, dem äußersten der vier Galileischen Monde. Die Sonde lieferte neue Erkenntnisse über das Planetensystem. Während des Vorbeifluges fertigte sie Aufnahmen von Jupiter, seinen Ringen und den vier Galileischen Monden an, außerdem wurden Messungen des Magnetfeldes durchgeführt. Auf Io konnte ein Vulkanausbruch beobachtet werden. Durch den Vorbeiflug erfuhr die Sonde einen Geschwindigkeitszuwachs von 3890 m/s und wurde auf eine Flugbahn zum Pluto umgelenkt, wofür sie um etwa 2,5° nordwärts aus der Ekliptik herausgelenkt wurde. Die Flugzeit zu Pluto konnte damit gegenüber einer Flugbahn ohne Vorbeiflug an Jupiter um mehrere Jahre verkürzt werden.


title: New Horizons

text: Am 8. Juni 2008 kreuzte New Horizons die Umlaufbahn von Saturn, blieb dabei aber weit von ihm entfernt. Am 30. Juni 2010 wurde eine Kurskorrektur durchgeführt und durch einen Schubimpuls von 36 Sekunden Dauer die Geschwindigkeit der Sonde um etwa 0,45 m/s erhöht, um eine Abbremsung durch vom Isotopengenerator an der HGA rückgestreute Thermalstrahlung auszugleichen. Am 18. März 2011 um 23 Uhr erreichte die Sonde die Umlaufbahn von Uranus, wobei der Gasriese zu diesem Zeitpunkt mehr als 3,8 Milliarden Kilometer entfernt war und daher keine Beobachtungen durchgeführt wurden. Am 25./26. August 2014 wurde die Umlaufbahn von Neptun erreicht, exakt 25 Jahre nach dem Vorbeiflug von Voyager 2 an Neptun. Auch Neptun befand sich für sinnvolle Beobachtungen zu weit von New Horizons entfernt; dennoch wurden am 10. Juli 2014 einige Aufnahmen von Neptun aus knapp vier Milliarden Kilometer Entfernung gemacht.


title: New Horizons

text: Man wollte auch Neptun-Trojaner wie etwa 2011 HM beobachten, falls sie der Sonde nahe genug kämen. Da sich New Horizons jedoch bis auf höchstens 1,2 AE näherte, wurde schließlich auf eine Beobachtung verzichtet.


title: New Horizons

text: Die Beobachtungen des Pluto-Charon-Systems begannen etwa 150 Tage vor der größten Annäherung. Am 15. April 2015 wurde das erste kombinierte Farbbild von Pluto und Charon veröffentlicht. Die Aufnahmen der LORRI-Kamera übertrafen bereits das beste Auflösungsvermögen des Hubble-Weltraumteleskops. In den darauf folgenden Wochen wurden in Abständen von drei bis sechs Tagen immer detailreichere Bilder der Pluto-Oberfläche und seines größten Begleiters veröffentlicht.


title: New Horizons

text: Am 4. Juli 2015 und damit zehn Tage vor dem Vorbeiflug versetzte New Horizons sich aufgrund eines Computerproblems in einen Sicherheitsmodus. Der Computer war dabei, die letzten Bilder zu komprimieren und auf den Flash-Speicher abzulegen, als gleichzeitig die umfangreichen Befehle für den Beobachtungsplan empfangen wurden. Dieses führte zu einer Überlastung und Blockade des Computersystems, anschließend wurde automatisch auf das redundante B-Side-Computersystem umgeschaltet. Das DSN stellte zur Fehlerbehebung außerplanmäßig alle nötigen Ressourcen zur Kommunikation mit der Sonde zur Verfügung. Am 7. Juli 2015 war der Fehler behoben, und New Horizons konnte den wissenschaftlichen Betrieb wieder aufnehmen. Während des Vorbeiflugs war es der Sonde nicht möglich, in den Sicherheitsmodus zu schalten.


title: New Horizons

text: Am 14. Juli 2015 passierte die Sonde den Zwergplaneten mit einer Geschwindigkeit von 14,5 km/s und erreichte damit das Ziel ihrer Primärmission. Pluto war zu diesem Zeitpunkt 32,9 AE von der Sonne entfernt. Es wurden globale Karten von Pluto und Charon erstellt, Hochauflösungsfotos mit bis zu 25 m pro Pixel Auflösung gewonnen, die Temperaturverteilung gemessen und die Oberfläche und die Atmosphäre des Planeten studiert. Planmäßig flog die Sonde um 13:50 MESZ in 12.500 km Entfernung an Pluto und um 14:04 MESZ in 28.800 km Entfernung an Charon vorbei. Um 14:51 MESZ durchquerte sie den Schatten von Pluto und um 16:18 Uhr MESZ den von Charon; dabei gewann sie Daten über deren Atmosphäre. Die besonders datenintensive Phase des Vorbeiflugs dauerte – je nach Definition – maximal drei Stunden.


title: New Horizons

text: Da die Datenübertragungsrate wegen der großen Entfernung zwischen Sonde und Erde für eine Übermittlung in Echtzeit zu gering war, wurden die Daten auf dem 8 GB großen Flash-Speicher des Bordcomputers zwischengespeichert. In der Woche nach dem Vorbeiflug wurden zunächst besonders wichtige Daten gesendet. Danach folgten laufende Messungen von Experimenten wie SWAP und PEPSSI, die nur eine geringe Datenmenge produzierten und die auch nach dem Vorbeiflug weiter Messungen durchführen. Vom 5. September 2015 bis 25. Oktober 2016 wurden alle gespeicherten Daten vom Vorbeiflug in voller Datenqualität übertragen. Die gesamte Übertragung dauerte länger als 15 Monate.


title: New Horizons

text: Die kleinen Plutomonde Nix und Hydra wurden wenige Monate vor dem Raketenstart 2005, Kerberos und Styx 2011 und 2012 auf lang belichteten Aufnahmen des Plutosystems durch das Hubble-Weltraumteleskop entdeckt. In der Phase der größten Annäherung konzentrierten sich die Beobachtungen ganz auf Pluto und Charon. Es gibt jedoch einige Aufnahmen der kleinen Monde, die mit LORRI und Ralph aus größerer Entfernung gemacht wurden.


title: New Horizons

text: Bis Oktober 2014 wurden mit dem Hubble-Weltraumteleskop mögliche Ziele für die Sekundärmission von New Horizons im Kuipergürtel ausgemacht. Im Rahmen des Citizen-Science-Projekts "Ice Hunters" werteten Freiwillige Bilder aus, die aus der Subtraktion von in zeitlichen Abständen erstellten Aufnahmen gewonnen worden waren. Von den fünf gefundenen Zielen waren zwei außer Reichweite. Aus den verbliebenen drei wählte die NASA im August 2015 das Objekt (486958) 2014 MU – heute (486958) Arrokoth – als nächstes Ziel der Raumsonde aus. Die beiden nicht berücksichtigen Ziele waren 2014 OS und 2014 PN.


title: New Horizons

text: Die NASA genehmigte Anfang Juli 2016 die Finanzierung der Sekundärmission. Die Mission läuft unter dem Namen "Kuiper Belt Extended Mission (KEM)" und ist bis zum Jahr 2021 finanziert. Sie führte in einer Entfernung von nur 3500 km an dem Asteroiden vorbei; dabei wurden alle Instrumente eingesetzt, die zuvor bei der Beobachtung Plutos verwendet worden waren. Zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs wurde das Objekt inoffiziell "Ultima Thule" genannt; dieser Name war nach einer öffentlichen Umfrage und einer Umfrage im Missionsteam gewählt worden. Die endgültige Benennung als (486958) Arrokoth erfolgte im November 2019.


title: New Horizons

text: Die Wissenschaftler wollten im Vorfeld so viel wie möglich über das Zielobjekt der Mission wissen, so z. B. über die Bahndaten, die Rotationsdauer, begleitende Objekte, Ringsysteme und Trümmer. Einerseits wollte man sicher sein, dass beim Vorbeiflug keine Kollision mit einem begleitenden Objekt oder Staubpartikeln droht. Andererseits galt es, den optimalen Passageabstand zu finden, der sowohl groß genug sein würde, um Zeit für die Gewinnung aller wichtigen Daten zu haben, als auch klein genug für eine gute Auflösung der Aufnahmen. Ein näherer Vorbeiflug hätte weniger, dafür höher aufgelöste Aufnahmen ergeben, ein Vorbeiflug in größerer Entfernung hingegen mehr Aufnahmen, aber in geringerer Auflösung.


title: New Horizons

text: (486958) Arrokoth, zu der Zeit noch 2014 MU genannt, war nach ersten Beobachtungen durch Hubble 30 bis 45 km groß. Die Gaia-Mission lieferte Daten zur Vorhersage von Sternbedeckungen. Okkultationen gab es am 3. Juni sowie am 10. und 17. Juli 2017. Astronomen nutzten das, um im Vorfeld Informationen über den Durchmesser und begleitende Trümmer oder ein Ringsystem zu bekommen. Für die Beobachtung der Okkultation wurden Teams mit 22 mobilen 40-cm-Teleskopen und Kameras nach Südafrika und Argentinien gebracht, die im Abstand von ca. 10 bis 25 km entlang der Okkultationslinie aufgestellt werden, um zu gewährleisten, dass wenigstens eines der Teleskope die Okkultation im Zentrum beobachten kann. Die Okkultationen dauerten ungefähr 2 Sekunden.


title: New Horizons

text: Die Daten aus der Bedeckung am 3. Juni brachten überraschende Erkenntnisse. Die Bedeckung konnte von keinem der Beobachtungspunkte festgestellt werden, obwohl alle richtig positioniert waren. Die Wissenschaftler schlossen daraus, dass das Objekt kleiner ist als die Beobachtungen von Hubble nahelegten, und die Größe daher eher unterhalb der ursprünglich angenommenen 30 bis 40 km liegt. Das Objekt musste dementsprechend entweder stark reflektieren oder es handelte sich um ein binäres System oder sogar um einen Schwarm von kleinen Objekten, die bei der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben waren. Für die Beobachtung der Okkultation am 10. Juli wurde zusätzlich das fliegende 2,5-m-Teleskop des Stratosphären-Observatoriums für Infrarot-Astronomie (SOFIA) eingesetzt. Die Okkultation am 17. Juli 2017 konnte festgestellt werden und legte nahe, dass das Objekt langgestreckt, aber kürzer als 30 km ist. Alternativ wurde ein binäres System vorgeschlagen, bei dem die beiden Komponenten jeweils 15–20 km groß sind. Eine weitere Bedeckung fand am 4. August 2018 statt. Für die Beobachtung wurden in Senegal und Kolumbien mobile Teleskope postiert. Diese Bedeckung konnte beobachtet werden und zeigte, wie die Bedeckung am 17. Juli 2017, keine Hinweise auf Trümmer oder ein Ringsystem; außerdem konnten die Bahndaten weiter verfeinert werden. Für die weitere Erkennung von möglichen Trümmern blieb ab diesem Zeitpunkt nur noch LORRI übrig.


title: New Horizons

text: Mehr als drei Jahre vor der Begegnung mit dem Asteroiden wurden am 22., 25. und 28. Oktober und 4. November 2015 die Triebwerke von New Horizons jeweils für 25 Minuten gefeuert, um die Sonde auf den Kurs zu 2014 MU zu bringen. Die Raumsonde verbrauchte 35 % ihrer Treibstoffreserven für das Einschwenken auf den neuen Kurs und eine Geschwindigkeitsänderung von 57 m/s; die anderen beiden möglichen Ziele 2014 OS und 2014 PN hätten wesentlich mehr Treibstoff für die Kursänderung benötigt.


title: New Horizons

text: Am 1. Februar 2017 wurden die Triebwerke für 44 Sekunden für eine kleine Kurskorrektur von 0,44 m/s gezündet. Sie ergab sich aus den neuesten Ergebnissen aus der Beobachtung der Umlaufbahn durch Hubble im Jahr 2016 und aus den Positionsdaten von New Horizons. In den Wochen zuvor hatte die Raumsonde sechs Kuipergürtelobjekte beobachtet. Durch einen Fehler beim Laden von Befehlen in den Bordcomputer ging New Horizons am 9. Februar 2017 vorübergehend in den Sicherheitsmodus.


title: New Horizons

text: Nach 852 Tagen ununterbrochenen Betriebs war New Horizons vom 7. April 2017 bis zum 11. September für 157 Tage in Hibernation Mode (Überwinterungszustand). In der Zeit zwischen dem 11. September und 21. Dezember 2017 war die Sonde aktiviert und beobachtete verschiedene Objekte mit LORRI und mit dem UV-Spektrometer Alice. Am 9. Dezember wurden die Triebwerke für 2,5 Minuten gezündet, um den Kurs anzupassen und um den Zeitpunkt der Begegnung zu optimieren, damit die Antennen des Deep Space Networks das Ereignis optimal auswerten konnten.


title: New Horizons

text: Vom 21. Dezember 2017 bis 4. Juni 2018 befand sich die Sonde wieder im Winterschlafmodus. Nach Reaktivierung und umfangreichen Funktionstests wurde sie am 13. August 2018 vom Rotationsmodus in den „3-Achsenmodus“ ("3-axis mode") versetzt, um die Kamera ausrichten zu können. Am 16. August 2018 gelangen mit LORRI die ersten langzeitbelichteten Aufnahmen von Arrokoth. Das Objekt wurde als winziger Punkt vor einem dichten Sternenfeld genau an der vorhergesagten Stelle erfasst und die Bahndaten waren bereits präzise bestimmt. Am 3. Oktober 2018 wurden die Triebwerke zur Korrektur der Geschwindigkeit um 2,1 m/s für dreieinhalb Minuten gezündet. Mit einer Entfernung von 6,35 Milliarden km zur Erde war dies die bis dahin am weitesten entfernte Kurskorrektur. Zum ersten Mal wurden dabei die von der Sonde gemachten Aufnahmen des Asteroiden zur Kursbestimmung genutzt.


title: New Horizons

text: Bis zum 15. Dezember wurden keine Ringe, Monde oder Begleitobjekte festgestellt und man entschied sich endgültig für einen nahen Vorbeiflug im Abstand von 3500 km. Am 19. Dezember wurden die kleinen Triebwerke für 27 Sekunden gezündet, dabei wurde die Geschwindigkeit um 0,26 m/s, der Kurs um 300 km und die Flugdauer um 5 Sekunden verändert. Am 20. Dezember wurde das endgültige Beobachtungsprogramm zur Sonde übertragen. Schließlich wechselte die Sonde am 26. Dezember 2018 in den „Encounter Mode“ (Begegnungsmodus). Sie arbeitete nun autonom, und die Bordsoftware hätte im Fall von Problemen selbsttätig auf Reservesysteme umgestellt. Wie bereits beim Pluto-Vorbeiflug konnte New Horizons in dieser Phase weder auf Befehle reagieren, noch in den Sicherheitsmodus wechseln, sondern führte mit erster Priorität das Beobachtungsprogramm durch.


title: New Horizons

text: Die Begegnung mit „Ultima Thule“ fand am 1. Januar 2019 in einer Entfernung von 43,3 AE von der Sonne statt. Es wurden unter anderem Radarmessungen durchgeführt, um die Oberflächenbeschaffenheit des Asteroiden zu ermitteln. Funksignale von der Sonde brauchten in dieser Entfernung bereits mehr als 12 Stunden, bis sie die Erde erreichten. Erste Daten des Vorbeifluges empfing das Deep Space Network am 1. Januar 2019 um 15:32 Uhr (UTC). Tags darauf wurde das erste hochaufgelöste Bild veröffentlicht.


title: New Horizons

text: Bereits am 2. November 2015 erstellte LORRI mehrere Aufnahmen von (15810) Arawn im Abstand von jeweils einer Stunde. Zum Aufnahmezeitpunkt befand sich das Objekt etwa 5,3 Milliarden km von der Sonne entfernt, aber nur 280 Millionen km von New Horizons. Eine weitere Beobachtung erfolgte vom 7. bis 8. April 2016 aus einer Entfernung von 111 Millionen km. Durch gleichzeitige Beobachtung mit Hubble konnte die Bahn des Objekts unter Ausnützung der Parallaxe mit einer Genauigkeit unter 1000 km bestimmt werden. Die Vermutung, es handle sich um einen Quasisatelliten von Pluto, wurde damit widerlegt. Die Beobachtung ergab außerdem eine Rotationsperiode von 5,47 Stunden und eine Abschätzung des Durchmessers von 145 km. Außerdem stellte man fest, dass die Oberfläche des Asteroiden relativ uneben ist.


title: New Horizons

text: Am 13. und 14. Juli 2016 machte LORRI vier Aufnahmen von Quaoar. Die Aufnahmen aus einer Entfernung von 2,1 Mrd. km zeigen das Objekt nur als verwaschenen Punkt. Die Aufnahme hat dennoch wissenschaftlichen Wert, weil das Objekt aus einem anderen Winkel als von der Erde aus aufgenommen wurde. Man gewann neue Erkenntnisse über die Lichtstreuung an der Oberfläche.


title: New Horizons

text: Im Dezember 2017 machte LORRI Bilder von den beiden Kuipergürtelobjekten (516977) HZ und 2012 HE, um nach Monden, Ringen und begleitenden Staubansammlungen zu suchen. Diese Bilder entstanden in einer Entfernung von 40,95 AE von der Erde, der bis dahin größten Entfernung, in der eine Fotografie gemacht wurde. Erstmals wurde damit die Entfernung der bekannten Pale-Blue-Dot-Aufnahmen von Voyager 1 (40,5 AE) übertroffen.


title: New Horizons

text: Am 23. und 24. April 2020 fotografierte New Horizons die Sterne Proxima Centauri und Wolf 359. Astronomen waren aufgerufen, diese Sterne im selben Zeitraum aufzunehmen. Mit der zusätzlichen Perspektive aus einer Entfernung von 46 AE von der Sonne ermöglichten diese Aufnahmen eine bisher nicht erreichte Parallaxe. Daraus konnten stereoskopische Bilder erzeugt werden.


title: New Horizons

text: Verschiedene Untersuchungen nutzten die Instrumente von New Horizons um neue Erkenntnisse über die optische Hintergrundstrahlung und das Zodiakallicht zu erhalten.


title: New Horizons

text: New Horizons beobachtete neben den genannten weitere Kuipergürtelobjekte aus großer Entfernung, um ihre Form, Albedo und Rotationsperiode zu bestimmen sowie mögliche Ringsysteme und Satelliten zu entdecken. Bis März 2021 wurden annähernd 30 Objekte untersucht, darunter 2002 MS, die Zentauren Pholus und Chiron, die Plutinos Huya und Ixion sowie die Zwergplaneten Haumea, Makemake und Eris. Das New-Horizons-Team wurde hierfür mit Spezialisten verstärkt. Weitere beobachtete Objekte sind 2011 HJ, 2011 HK, und 2011 JY.


title: New Horizons

text: Anfang 2020 wurde die Sonde und ihre Systeme ausgiebig getestet und es wurden noch keine Anzeichen für Abnutzung festgestellt, alle Systeme funktionierten wie erwartet. Die Treibstoffvorräte nach der Beobachtung von Arrokoth reichten noch aus, um die Sonde für hunderte weitere Aufnahmen auszurichten, nicht aber für einen nahen Vorbeiflug an einem anderen bereits bekannten Kuipergürtelobjekt. Daher wurde mit dem Hubble-Teleskop und einigen der größten erdbasierten Teleskope – darunter das japanische Subaru-Teleskop und die US-amerikanischen Gemini- und Keck-Teleskope – nach weiteren KBO Ausschau gehalten. Insgesamt eine ganze Woche Beobachtungszeit des Subaru-Teleskops wurde im Mai, Juni, August und Oktober 2020 für die Suche aufgewendet, dabei wurden 75 neue KBO gefunden. Ungefähr 15 bis 20 davon sind nahe genug für eine wissenschaftliche Beobachtung durch New Horizons, es ist jedoch davon kein Objekt für einen nahen Vorbeiflug geeignet. Die ersten Beobachtungen dieser Objekte waren im Dezember 2020. Weitere Beobachtungszeit am Subaru-Teleskop wurde für 2021 angefragt und falls die Suche kein erreichbares Objekt erbringt, soll 2022 noch einmal gesucht werden.


title: New Horizons

text: 2022 sollen neue Energiesparmaßnahmen getestet und umgesetzt werden. Damit wäre trotz nachlassender Energieversorgung mindestens fünf Jahre länger der gleichzeitige Betrieb beider Sender und damit die maximale Datenrate möglich. Es wird auch weiterhin nach Zielen für eine Beobachtung oder einen Vorbeiflug gesucht, dabei werden bei der Suche neue Filter und selbstlernende Tools eingesetzt, die die Zahl der entdeckten Objekte mindestens vervierfachen sollen. Ein Teil der weniger priorisierten Daten vom Vorbeiflug an Arrokoth befinden sich zu Beginn von 2022 immer noch im Speicher und sollen jetzt gesendet werden. Zuvor gab es jeweils höher priorisierte Daten zur Übertragung und die großen Antennen des Deep Space Networks waren wegen Überholung längere Zeit nicht im üblichen Umfang einsatzbereit. Seit 2018 soll auch die Sonde 2022 zum ersten Mal wieder testweise in Hibernation gehen.


title: New Horizons

text: Am 1. Juni 2022 ging die Sonde in Hibernation bis voraussichtlich 1. März 2023. Auch während der Missionsverlängerung ab 1. Oktober 2022 wird weiter nach einem weiteren Ziel für einen nahen Vorbeiflug gesucht, die sich mit dem Rest von ungefähr 11 kg Treibstoff im Tank erreichen lassen. Die Suche mit dem Subaru und den Gemini-Teleskopen wird von künstlicher Intelligenz unterstützt, auf diese Weise konnten wesentlich mehr Objekte gefunden werden, als mit den bisherigen Methoden.


title: New Horizons

text: Ab dem 1. März 2023 sollen neue, wesentlich weiter entfernte KBO beobachtet werden. Außerdem soll der Blick auf den weit entfernten Uranus und Neptun geworfen werden, um Messungen zur Lichtreflexion zu machen. Außerdem sollen die bisher umfangreichsten Aufnahmen der Hintergrundstrahlung im sichtbaren und ultravioletten Licht gemacht werden. Dabei wird die Position weit weg von den großen Planeten und von der Sonne ausgenutzt. Man hofft auf diese Weise Rückschlüsse auf die Zahl der Galaxien im Weltall ziehen zu können. Die Messungen von Staub und Plasma werden weitergeführt.


title: New Horizons

text: Das Sonnensystem wird von einem stetigen Partikelstrom durchflutet. Die ersten Beobachtungen des Sonnenwinds außerhalb der Neptunbahn stammen von den beiden Voyager-Sonden. New Horizons erfasst mit den Instrumenten PEPSSI und SWAP dessen Energie und analysiert Partikel. Ursprünglich waren diese Instrumente vor allem dazu gedacht, die aus der Plutoatmosphäre entweichenden Partikel zu messen und dadurch Informationen über Pluto und seine Atmosphäre zu gewinnen. Nach dem Jupiter-Vorbeiflug 2007 wurden sie zunächst nur noch einmal jährlich zu Testzwecken betrieben. Die Wissenschaftler entwickelten jedoch eine Methode, die eine kontinuierliche Auswertung der Daten von PEPSSI und SWAP auch während des Hibernation-Modes erlaubte. New Horizons begann mit kontinuierlichen Messungen ungefähr zu der Zeit, als die Uranusbahn erreicht wurde. Auf diese Weise können seit 2012 nahezu ununterbrochen Daten über die Heliosphäre gesammelt werden. Es soll ein heliosphärischer Querschnitt des Kuipergürtels bis zu einer Entfernung von 50 AE generiert werden; dazu wurden bis 2020 nahezu ununterbrochen Plasma, Staubpartikel und nicht ionisierte Gase gemessen.


title: New Horizons

text: 2018 registrierte New Horizons mit dem Alice-Instrument ultraviolettes Licht (Lyman-α-Linie) von ca. 40 Rayleigh Stärke, das als von neutralem Wasserstoff jenseits der Heliopause („Wasserstoffwand“) rückgestreutes UV-Licht solaren Ursprungs gedeutet wird. Die Messungen bestätigen Daten, die von den beiden Voyager-Sonden 30 Jahre zuvor gewonnen wurden.


title: New Horizons

text: Es ist geplant, dass die Forscherteams von New Horizons und der Voyager-Missionen zusammenarbeiten und verschiedene Messpunkte bei der Heliosphärenforschung gemeinsam auswerten.


title: New Horizons

text: Über den Sommer 2020 wurden Softwareupdates für die Instrumente entwickelt, die neue Funktionen und Verbesserungen mit sich bringen und somit einen verbesserten Nutzen aus den Sensordaten ermöglichen. REX kann nun das Venetia-Instrument bei der Messung von Staubpartikeln ergänzen. Ein Partikeleinschlag verursacht eine minimale Dopplerverschiebung, die mit dem Radioexperiment erkannt und ausgewert wird. Der Upload begann im Februar 2021 mit neuen Funktionen für SWAP.


title: New Horizons

text: Eine neue Software für das PEPSSI zur Erkennung von Plasma aus Sonneneruptionen wurde im Jahr 2021 geschrieben und getestet. Sie soll Anfang 2022 hochgeladen werden, damit wären diverse Updates für die Instrumente abgeschlossen.


title: New Horizons

text: Neben der wissenschaftlichen Ausrüstung befinden sich an Bord von New Horizons einige kulturelle Gegenstände. Darunter sind zwei Vierteldollar-Münzen von Maryland und Florida (den Staaten, in denen die Sonde gebaut und gestartet wurde), ein Bauteil von SpaceShipOne, eine CD, die mit 434.738 Namen von Internet-Nutzern beschrieben ist, die sich auf der New-Horizons-Homepage für die „Send-Your-Name-to-Pluto“-Aktion angemeldet hatten, und eine 1991 ausgegebene US-Briefmarke mit der Aufschrift „Pluto Not Yet Explored“. Es ist die Briefmarke, die bisher am weitesten gereist ist und damit auch den Guinness-Weltrekord hält. An Bord befindet sich auch ein Gefäß mit etwa 30 Gramm Asche von Clyde Tombaugh, der Pluto 1930 entdeckte.


title: New Horizons

text: Anlässlich des Vorbeiflugs an „Ultima Thule“ am 1. Januar 2019 veröffentlichte der Astrophysiker und Musiker Brian May ein offizielles Musikvideo mit dem Titel "New Horizons (Ultima Thule Mix)".


title: New Horizons

text: Es gab eine Planung für eine weitgehend baugleiche Sonde "New Horizons 2", die Uranus und verschiedene KBO besuchen sollte. Nach der Planungsphase erhielt das Projekt keine Finanzierungszusage und wurde 2004 gestoppt. Bis zu dem damals geplanten Startzeitpunkt hätte vermutlich nicht genügend Plutonium für die RTGs zur Verfügung gestanden.


title: Tatort: Des Teufels langer Atem

text: Des Teufels langer Atem ist ein Fernsehfilm aus der Krimireihe "Tatort". Der vom WDR produzierte Beitrag ist die 1186. Tatort-Episode und wurde erstmals am 16. Januar 2022 im SRF, im ORF und im Ersten ausgestrahlt. Das Ermittlerduo Thiel und Boerne ermittelt in seinem 40. Fall.


title: Tatort: Des Teufels langer Atem

text: Kommissar Thiel wacht in einem Hotelzimmer auf, ohne Erinnerungen an die vergangene Nacht. An seiner Hose fehlt ein Stück Stoff, am Arm hat er eine Brandwunde, und es befindet sich ein Koala-Stofftier im Zimmer, dessen Anwesenheit er sich nicht erklären kann. Thiel gegenüber sitzt Professor Boerne mit einer Dose Erbseneintopf in der Hand. Er erzählt Thiel, dass dieser ihn am Vorabend sturzbetrunken aus einer Hotelbar angerufen und ihn gebeten hat, diese Dose aus dem Haus seines Vaters zu der Adresse des Hotels zu bringen. Als Boerne den Hausschlüssel für Herbert Thiels Haus zurück in Thiels Wohnung brachte, hörte er Geräusche und vermutete einen Einbrecher, stellte jedoch nur fest, dass ein Fenster offenstand. Thiel erzählt Boerne, dass sein Vater, der sich gegenwärtig zu einer Rehabilitationsmaßnahme in einer Klinik in Coesfeld befindet, offenbar an einem inoperablen Hirntumor leidet und nicht mehr lange zu leben hat. Seinem Vater gegenüber brachte Thiel es jedoch nicht über sich, davon zu erzählen. Stattdessen erklärte er sich bereit, die Dose Erbseneintopf (in Wahrheit ein Versteck für dessen Marihuana) zu organisieren, als sein Vater ihn darum bat. Boerne bietet Thiel an, bei einem befreundeten Neurochirurgen eine zweite Meinung über den Zustand von Thiels Vater einzuholen. Beim Hinausgehen aus dem Hotel stellt Thiel fest, dass auch das Taxi seines Vaters fehlt.