In der Entwicklung der Raumfahrt nahm mit der Verfügbarkeit großer Trägersysteme die Erforschung des Sonnensystems und seiner Planeten durch interplanetare Raumsonden eine zentrale Rolle ein. Dadurch konnten umfangreiche Informationen über den Aufbau von Planeten, Asteroiden und Kometen gewonnen werden. Davon haben unterschiedliche Gebiete der Grundlagenforschung profitiert, und es wurden wesentliche Fortschritte bei der Beantwortung von Fragen nach der Herkunft des Lebens und nach der Entstehung unseres Sonnensystems erzielt. Die inneren Planeten unseres Sonnensystems haben bis heute grundlegend unterschiedliche Entwicklungen durchlaufen, obwohl für Merkur, Venus, Erde und Mars ähnliche Ausgangssituationen bestanden haben müssen. Atmosphäre, Magnetfeld und flüssiges Wasser stellen auf der Erde lebenserhaltende Komponenten dar. Auf unseren Nachbarplaneten konnten sie entweder gar nicht erst entstehen, oder sie verschwanden im Lauf der letzten Jahrmillionen. Die Untersuchung der hierfür verantwortlichen Phänomene kann daher für die Erforschung der möglichen weiteren Entwicklung unserer Erde von entscheidender Bedeutung sein. Neben den Planeten ist auch die wissenschaftliche Untersuchung von Kometen interessant. Sie durchlaufen das Sonnensystem auf meist sehr exzentrischen Bahnen und werden als Träger der ursprünglichen Materie angesehen. Daher leistet ihre Erforschung einen wichtigen Beitrag zur Analyse der ursprünglichen Struktur des Sonnensystems. Bei allen Missionen zur Beantwortung von Fragestellungen dieser Art kam die Radio-Science-Technik zum Einsatz. Die Radio-Science-Technik zeichnet sich dadurch aus, dass Frequenzverschiebung, Laufzeit, Amplitude und Polarisation des zur Erde übertragenen Radiowellen-Trägersignals gemessen wird und hierbei auf Eigenschaften des zwischen Sender und Empfänger befindlichen Mediums oder auf das Gravitationsfeld und damit auch auf den inneren Aufbau planetarer Körper geschlossen werden kann. Nutzt man weiterhin Planeten-Okkultationen oder spezielle Radar-Konfigurationen aus, so können zusätzlich vertikale Dichte- und Temperaturprofile von Planeten-Atmosphären, ionosphärische Dichteprofile oder auch Aussagen über die Rauhigkeit und die Dielektrizitäts-Konstante von Oberflächen planetarer Körper getroffen werden. Im Laufe der Entwicklung dieser Experimentier-Technik hat es sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, hochstabile Referenz-Frequenzquellen, sog. Ultrastabile Oszillatoren (USO), an Bord der Raumsonden zu integrieren und nicht nur die Frequenz-Stabilität der Bodenstation zu nutzen. Im Folgenden werden nach einer Vorstellung der Radio-Science-Experimente an Bord der ESA-Missionen Mars Express, Venus Express und Rosetta die Simulations-Methoden vorgestellt, die zur Planung und Durchführung dieser Experimente entwickelt werden mussten. Ein Ziel war es dabei, die jeweils benötigten Simulations-Rechnungen möglichst nutzerfreundlich und kurzfristig erstellen zu können. Weiterhin sollte die mögliche Messgenauigkeit in den Berechnungs-Methoden berücksichtigt werden, um den Radio-Science-Simulator (RSS) auch für die Auswertung derartiger Messungen einzusetzen. Die Qualität der Simulation hängt entscheidend von der Genauigkeit ab, mit der bahndynamische Effekte von planetaren Sonden modelliert werden können. Die Verwendung hochpräziser Referenz-Systeme und Zeit-Basen unter Berücksichtigung von Effekten der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie, sowie die genaue Bestimmung planetarer Ephemeriden sind entscheidende Voraussetzungen, die geforderten Genauigkeiten sowohl bei den Simulationen der unterschiedlichen Radio-Science-Experimente als auch der wissenschaftlichen Datenauswertung zu erzielen. Zusätzlich soll es mit dem RSS ermöglicht werden, bereits bei der Auslegung einer Mission entscheidende Vorraussetzungen für die Erzielung optimaler wissenschaftlicher Ergebnisse zu erfüllen.    «

In der Entwicklung der Raumfahrt nahm mit der Verfügbarkeit großer Trägersysteme die Erforschung des Sonnensystems und seiner Planeten durch interplanetare Raumsonden eine zentrale Rolle ein. Dadurch konnten umfangreiche Informationen über den Aufbau von Planeten, Asteroiden und Kometen gewonnen werden. Davon haben unterschiedliche Gebiete der Grundlagenforschung profitiert, und es wurden wesentliche Fortschritte bei der Beantwortung von Fragen nach der Herkunft des Lebens und nach der Entstehun...    »