Wie schwierig ist eine Landung auf dem Mars oder anderen Himmelskörpern mit Atmosphäre?

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Ich greife mal die Frage im letzten Blog auf. Ist es so schwer auf Himmelskörpern zu landen über die man nicht viel weiß? Nun wenn man in die Geschichte blickt, dann landeten Viking 1+2 und Huygens als man noch kaum etwas über die Atmosphären der Himmelskörper wusste. Beide Sonden waren erfolgreich. Doch man kann auch die Veneras als Gegenbeispiel anführen. Zeit dem also auf den Grund zu gehen.

Fangen wir mit dem ersten an: Dem Atmosphäreneintritt. Die erste Phase unterscheidet sich bei allen Planeten kaum: Die Hochatmosphäre ist extrem dünn, bremst aber einen aerodynamischen Körper auf mehrfache Schallgeschwindigkeit ab, lange bevor er in den dichten Teil vorstößt. Mars, Erde und Venus unterscheiden sich nur in der Höhe in der dies erfolgt. Hat man also einen Hitzeschutzschild für die Landung auf der Erde entwickelt, kann man ihn auf dem Mars einsetzen und einen für die Rückkehr vom Mond taugt für die Venus. In beiden Fällen sind die Geschwindigkeiten vergleichbar. Im Zweifelsfall dimensioniert man das Ablativ abgetragene Material einfach großzügiger. Mit einem soclehn Schild konnte man schon den Eintritt der Galileo Sonde in die Jupiteratmosphäre meistern und die traf mit 48 km/s auf die Atmosphäre! Continue reading „Wie schwierig ist eine Landung auf dem Mars oder anderen Himmelskörpern mit Atmosphäre?“

Unbemannte Marsbodenprobengewinnung Teil 1

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Ich möchte mal in vier Teilen skizzieren, wie eine Mission aussehen könnte, die unbemannte Bodenproben zur Erde zurückbringt. Im ersten Teil will ich mal die Anforderungen skizzieren.

Missionsablauf

Primär wird die Mission von der Himmelsmechanik diktiert. Wie bei normalen Marsmissionen gibt es ein Startfenster alle 26 Monate. In diesem Abstand stehen Mars und Erde so zueinander, dass man mit dem geringsten Aufwand zum Mars starten kann. Dort angekommen, hat die Erde aber Mars überholt, sodass man mit vertretbarem Energieaufwand nicht zur Erde zurückkehren kann.

Früher wollte man kurze Missionszeiten haben und erwog daher die Reise zum Mars auf energetisch ungünstigen schnellen Routen, um dann nach wenigen Tagen zurückzufliegen, bevor der Energieaufwand zu hoch wird – auch hier auf einer kurzen Route. Man benötigt dafür sehr viel Treibstoff. Daher zwingend nukleare Triebwerke, weil es mit dem chemischen Antrieb fast nicht möglich ist, die hohen dafür benötigten Geschwindigkeiten zu erreichen. Continue reading „Unbemannte Marsbodenprobengewinnung Teil 1“

Die Gefahr von Großprojekten

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Michels Aufsatz über das Voyager Projekt bringt mich auf ein Thema: Großprojekte und zwar bei der unbemannten Raumfahrt (jedes bemannte Raumfahrtprojekt ist sowieso ein Großprojekt). Was ist ein Großprojekt? Ich würde es so definieren: Wenn ein Projekt sehr große Mittel eines Budgets in Anspruch nimmt und deutlich teurer als andere Projekte ist, dann ist ein Großprojekt. In der unbemannten Raumfahrt wären es z.B. Cassini-Huygens, Viking, das mobile Marslabor (nun „Curiosity“ genannt). Für Europa wären es Exomars und Bepi-Colombo. Nicht alle Projekte begannen als Großprojekte. So waren Galileo und Hubble es ursprünglich nicht, doch Verzögerungen in der Entwicklung oder Schwierigkeiten machten sie dazu.

Wie in anderen Teilend er Raumfahrt muss sich auch die unbemannte Raumfahrt Kostenüberlegungen beugen. Natürlich ist es unsinnig eine Rechnung aufzumachen wie viel 1 MBit Daten kosten oder was ein Spektrum wert ist. Aber ein Großprojekt muss dann auch einen entsprechenden Erkenntnisgewinn versprechen. Das ist eine der wichtigen Bedingungen. Die zweite ist die Zeitdauer. Großprojekte haben eine Tendenz ein Eigenleben zu entwickeln. Es gibt zwei wichtige Einflussfaktoren. Das eine ist, dass die Politik meist versucht zu sparen, selbst wenn ein Projekt schon läuft. Dann kommen plötzlich Alternativvorschläge oder der Zeitplan wird gestreckt – bislang bedeutet dies immer nur erhöhte Ausgaben und Verzögerungen. Billiger wurde es in keinem Fall. Das zweite ist, dass Großprojekte oft so teuer sind, weil sie die Technologie bis zum äußersten ausreizen. Dabei sind natürlich auch große Kostenriskien. So kostete die Entwicklung des Viking Biolabors rund 59 Millionen Dollar, das war in etwa genauso viel wie zur gleichen Zeit die Mariner 9 Mission kostete. nach heutigem Wert sind es rund 240 Millionen Dollar für ein einziges Experiment. Continue reading „Die Gefahr von Großprojekten“