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Titan ist nach den Untersuchungen von Cassini und Huygens in vielen Dingen erdähnlicher als der Mars: Es gibt dort eine dichte Atmosphäre, Wolken, Nebel, photchemsiche reaktionen in der Atmosphäre. Auf der Oberfläche gibt es Seen und Flüsse, ja eienn Flüssigkeitskreislauf. Wind und wasser verändern die Oberfläche, wie dies auf der Erde der Fall ist. Es wäre also interessant den Tiatn zu erkunden.
Es gibt dazu einige Möglichkeiten, ich will hier einmal einen möglichen Titan Rover projektieren.
Die bisher leistungsfähigsten Rover auf einem anderen Planeten sind die Mars Exploration Rover (NER) Spirit und Opportunity. Sie könnten als Ausgangsbasis für einen Titan Rover gelten. In der Tat kann man viele Subsysteme übernehmen wie Antrieb, Computersteuerung, Teile der Experimente, die Landesysteme. Wonders muss es Unterschiede geben.
Eine grundlegende Entscheidung ist die ob es ein Rover ist oder ein kombiniertes Rover/Orbiter Gespann. Ich habe mich für erstes entschlossen aus folgenden Gründen:
Eine kombinierte Orbiter/Landerkombination ist zu schwer für jede heute existierende Trägerrakete, Bei einem direkten Transfer können die größten Versionen der Atlss etwa 1-1.2 t zum Saturn transportieren.
Das Einnbremsen in einen Orbit um Titan ist nur mittels Aerobraking möglich. Das ist in einem Saturnorbit langwierig und in dieser Form (Abblau von ca 7 km/s mit wenigen Vorbeiflügen) noch unerprobt
Der rover sollte also seine Daten direkt zur Erde senden. Er benötigt dazu eine leistungsfähige Antenne und einen leistungsfähigen Sender. Eine 1.2 m große Parabolantenne ist noch innerhalb der Landekapsel unterzubringen und sie erhöht ach nicht die Windanfälligkeit zu sehr. Bei größeen Antennen wird zum einen die Anfälligkeit gegenüber Wind größer, zum anderen gibt es Platz- und Gewichtsprobleme.
Ebenso wird ein leistungsfähiger Sender benötigt, da Saturn im Mittel 5 mal weiter von der Erde entfernt ist als der Mars.
Die Stromversorgung muss ausschließlich über RTG erfolgen. Der RTG ist zwar schwerer als die Solarzellen, dafür kann aber auch die Batterie entfallen und es steht auch nachts genügend Strom zur Verfügung. Ein MMRTG, wie er beim MSL eingesetzt wird liefert etwa 120 Watt an Energie und 2 kW Wärmeleistung - genug für den Betrieb des Rovers und das Senden zur Erde.
Die Experimente können sich an den MER experimenten orientieren, jedoch an den Titan angepasst:
Meteologieexperimente: Bei Mars ist das Wetter recht gut bekannt und es ädnert sich auch kaum. Das dürfte bei Titan nicht der Fall sein. Da der Rover nicht gleichzeitig fahren und senden kann und Titans Umlaufbahn jeweils 1 Woche Funkkontakt zur Erde und fehlender Kontakt zulässt, gibt es genügend Zeit wenn der Rover steht die Windgeschwindigkeit, Druck, Lufttemperatur etc. zu messen.
Die Kameras: Zur Navigation wird als Minimum eine Stereokamera benötigt. Ergänzend dazu wäre ein abbildendes Spektrometer hilfreich.Mit ihm könnte man die chemsiche Zusammensetzung der Oberfläche erkunden.
Ein Griefe, bestückt mit einer Kamera und einem Heizelement könnte den Boden aufheizen, mit chemsichen Meßsonden grundlegende Paramter (p.H. Leitfähigkeit, Opazität) ermitteln, und da die Oberfläche aus Wasserwis mit einschlüssen besteht eine probe aufsaugen und zu einem Gaschromatographen / Massenspektrometer bringen. Mittels Thermolyse (Erhitzen auf 1000 Grad Celsius) kann man nach der Analyse den Oven reinigen und wiederverwenden. So ist anders als bei der anylsse von Gestein auf dem Mars die Probenanzahl nur durch das mitgeführte Trägergas beschränkt. (Eine Massenspektrometer könnte auch danach noch arbeiten9.
Ein Laserrückstreeungsmesser kann die Höhe und Druchsichtigkeit der Wolken messen.
Beim Abstieg können 4 Weitwinkelkameras im Boden und 6 an den Seiten die Umgebung erfassen. Diese Bilder können dann nach der Landung übertragen weerden und zeigen viel mehr von der Titanoberfläche.
Ausgehend von den Erfahrungen der Marssonden entspricht dies einer instrumentellen Ausrüstung von etwa
Ein Rover auf dem Titan wird wie ein Rover auf dem Mars weitgehend selbstständig navigieren müssen. Die Funklaufzeiten sind sogar noch länger. Es unteerschidet sich aber die Missionsplanung vom Mars. Mars hat einen 24.7 stunden Tag, also fast den gleichen Rhytmus wie auf der Erde. Auf dem Titan dauert ein Tag 15.945 Tage, also fast 16 Tage. In dieser Zeit wechseln sich sowohl Tag/Nachtperioden ab wie auch Möglichkeiten zur Kommunikation mit der Erde. Da die Erde vom Saturn aus immer nahe der Sonne ist, ist eine Kommunikation nur möglich wenn es Tag ist. Gleichzeitig wird man den Tag natürlich vordirnglich nutzen wollen um zu fahren und Aufnahmen zu machen. Nachts könnten Analysen stattfinden und meteologische Messungen. Insgesamt ist aber die Aktivität am Tag größer als in der Nacht. Ein Ausweg wäre es den Weg jeweils für 8 Tage vorraus zu planen und dann nachts zu fahren. Sofern man zusätzliche aufnahmen braucht könnte man diese mit Blitzgeräten bekommen.
Die Landung auf Titan ist viel einfacher als auf dem Mars. Die Atmosphäre mit 1.6 Bar Druck hat am Boden eine viel größere Dichte als die Erde (durch die hohe Ausdehnung). Bei der Huygens Landesonde wogen Hitzeschutzschilde und Fallschirme zusammen 113 kg - bei 318 kg Gesamtgewicht ist dies ein Drittel des Startgewichts. Die Probe landete mit 4.67 m/s. Eine akzeptable Landegeschwindigkeit. Ein Rover sollte verhindern, dass der Fallschirm über ihm zusammenfällt. Das kann man erreichen, indem man diesen in geringer Höhe abwirft und den Rest des Weges mit Triebwerken zurücklegt. Angesichts der geringen Fallsbeschleunigung mit 1.35 m/s (geringer als auf dem Mond und 3 mal kleiner als auf dem Mars), reicht dazu ein sehr kleiner Treibstoffvorrat.
Während des Abstiegs sollten die Räder ausgefahren werden, dafür ist Zeit genug vorhanden. Dann isst eine Landeplattform, die nur tote Masse nach der Landung ist verzichtbar.
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