Aufrufe
vor 1 Jahr

FLUG REVUE 01/2017

Raumfahrt

Raumfahrt ExoMars-Mission Auf dem Foto des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA sind zwei helle und ein dunkler Fleck auf der Marsoberfläche zu sehen. Das ist alles, was vom europäischen Landemodul Schiaparelli übriggeblieben ist. Eigentlich sollte der Eintritts-, Abstiegs- und Landedemonstrator (EDM / Entry, Descent and Landing Demonstrator Module) am 19. Oktober nach rund siebenmonatiger Reise sanft auf unserem Nachbarplaneten aufsetzen. Stattdessen ist er offenbar aus einer Höhe von etwa 3700 Metern mit mehr als 300 Stundenkilometern aufgeschlagen und sehr wahrscheinlich explodiert. Dabei sah zunächst alles ganz gut aus. Schiaparelli trennte sich drei Tage vor der geplanten Landung vom Trace Gas Orbiter (TGO). Etwa eine Stunde, bevor er die Marsatmosphäre erreichte, erwachte er aus dem Schlafmodus. Der Bordcomputer schaltete sich ein, um die Landung vorzubereiten, die Telekommunikations-, Flugführungs- und Kontroll- sowie Navigationssysteme wurden gestartet. Mit rund 21000 km/h trat Schiaparelli in die Atmo - sphäre ein. BREMSTRIEBWERKE VIEL ZU KURZ IN BETRIEB Etwa dreieinhalb Minuten später, auf einer Höhe von rund zwölf Kilometern, öffnete sich der Bremsfallschirm. Zwei Minuten danach sollten der Fallschirm und der hintere Teil des Hitzeschilds abgeworfen werden und die neun Bremstriebwerke die Abstiegsgeschwindigkeit von 250 auf 4 km/h verlangsamen. Doch etwa 50 Sekunden vor der geplanten Landung brach das Signal ab. Schmerzhaftes Déjà-vu Bereits bei ihrer ersten Marsmission 2003 scheiterte die ESA bei dem Versuch, eine Sonde zu landen. Der von Großbritannien verantwortete Lander Beagle-2 war wie Schiaparelli huckepack auf einem Satelliten, dem Mars Express Orbiter, zum Roten Planeten gereist. Sechs Tage vor der geplanten Landung am 25. Dezember 2003 trennte er sich ab und meldete sich danach nicht mehr. Erst im Januar 2015 entdeckte der MRO das verschollen geglaubte Landegerät auf der Oberfläche, sogar mit teilweise entfalteten Solarpaneelen. Woran genau es gehapert hat, lässt sich allerdings nicht herausfinden. Beagle-2 hat keine Daten von seinem Abstieg und der Landung gesammelt. Absturz auf dem Roten Planeten Mit dem ersten Teil der europäisch-russischen ExoMars- Mission wollten die Europäer eigentlich zeigen, dass auch sie ein Raumfahrzeug auf dem Mars landen können. Bei der Pressekonferenz einen Tag nach dem missglückten Manöver versuchte Johann-Dietrich Wörner, Generaldirektor der europäischen Raumfahrtagentur, vergeblich, die ExoMars- Mission von ESA und Roskosmos trotzdem als vollen Erfolg zu verkaufen. „Die sehr gute Nachricht ist: Der TGO ist sehr erfolgreich in seinen Orbit eingeschwenkt.“ Damit sei der Marssatellit sowohl bereit für den Beginn wissenschaftlicher Untersuchungen der Atmosphäre als auch für Datenrelais- Dienste. Letztere wären vor allem für den zweiten Teil der Mission wichtig, bei der ein Rover auf dem Mars landen und dort Oberfläche und Untergrund untersuchen soll. Der Start war ursprünglich für 2018 geplant und wurde im Frühjahr um zwei Jahre verschoben – aus technischen und finanziellen Gründen. Insgesamt werden die Kosten für die beiden Missionen auf 1,3 Milliarden Euro veranschlagt. Doch was genau ist bei Schiaparellis Landung schiefgelaufen? „Ab dem Punkt, als der Fallschirm abgetrennt wurde, passen Schiaparellis Daten nicht zu unseren Erwartungen“, sagte ESA-Flugleiter Andrea Accomazzo. Die Bremstriebwerke hätten zwar gezündet und seien drei oder vier Sekunden in Betrieb gewesen – das ist allerdings deutlich kürzer als die geplanten 29 Sekunden. Die dementsprechend noch vollen Hydrazintanks sind beim Aufprall wohl explodiert. Schon wenige Tage nach dem Absturz gab es erste Spekulationen über einen Softwarefehler, genährt durch Aussagen von Rolf Densig, 76 FLUG REVUE Januar 2017 www.flugrevue.de

Eintritt in die Marsatmosphäre Zeit: 0 s Höhe: 121 km Geschwindigkeit: 21 000 km/h Harte Landung Rund sechs Minuten sollte der Abstieg von Schiaparelli dauern. Allerdings verhielt sich das Landemodul in der Schlussphase nicht wie geplant und in der Grafik dargestellt. Atmosphärenbremsung Zeit: 1 min 12 s Höhe: 45 km Geschwindigkeit: 19 000 km/h Aktivierung des Fallschirms Zeit: 3 min 21 s Höhe: 12 km Geschwindigkeit: 1730 km/h Abtrennung vorderer Hitzeschild, Radar wird eingeschaltet Zeit: 4 min 1 s Höhe: 7,8 km Geschwindigkeit: 320 km/h Abtrennung Fallschirm und hinterer Hitzeschild Zeit: 5 min 22 s Höhe: 1,2 km Geschwindigkeit: 240 km/h Zündung Bremstriebwerke Zeit: 5 min 23 s Höhe: 1,1 km Geschwindigkeit: 250 km/h ESA-Direktor für Missionsbetrieb und Leiter des Raumfahrtkontrollzentrums ESOC in Darmstadt. „So weit wir das bisher rekonstruieren können, hat die Software aus einem Radar-Höhenmessgerät mit der allgemeinen Navigationssoftware nicht richtig gesprochen“, so Densig am 24. Oktober gegenüber dem Deutschlandfunk. FEHLER IN DER SOFTWARE Mittlerweile haben ESA-Experten mehrere hundert Megabyte an Daten analysiert, die Schiaparelli während seines Abstiegs sendete. Die ESA gab am 23. November neue Erkenntnisse zur Absturzursache bekannt und bestätigte im Wesentlichen die Theorie eines Software-Problems. Demnach habe der Doppler-Radarhöhenmesser zwar korrekt funktioniert. Allerdings habe die IMU (Inertial Measurement Unit/Trägheitplattform) unerklärlicherweise nach dem Öffnen des Fallschirms länger als erwartet, etwa eine Sekunde lang, Maximalwerte der Drehraten geliefert. Aufgrund der fehlerhaften Daten berechnete das Navigationssystem eine negative Höhe – Schiaparelli dachte, er sei 2000 Meter unter der Oberfläche. Deshalb wurden der Fallschirm und der hintere Hitzeschild zu früh abgesprengt, die Bremstriebwerke zu kurz gezündet und bereits die Bodensysteme aktiviert. Dieses Verhalten habe man in Computersimulationen exakt nachstellen können. „Das sind immer noch sehr vorläufige Schlussfolgerungen unserer technischen Untersuchung“, sagte David Parker, ESA-Direktor für bemannte Raumfahrt und robotische Exploration. Schlussendliche Sicherheit werde es erst Anfang 2017 geben. Dann soll der Bericht einer Hochauflösende Bilder des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA vom 1. November zeigen die Absturzstelle von Schiaparelli in der Meridiani- Planum-Region. 100 Meter Die Hauptaufschlagstelle umfasst einen Bereich von etwa 15 x 40 Metern. Schiaparelli hat einen Krater mit rund 2,4 Metern Durchmesser und 0,5 Metern Tiefe hinterlassen. 10 Meter Der Fallschirm und der hintere Hitzeschild befinden sich etwa 900 Meter südlich der Absturzstelle. Der vordere Hitzeschild liegt vermutlich so, dass die helle Isolierschicht im Innern sichtbar ist. nach dem Absturz eingesetzten unabhängigen Untersuchungskommission erscheinen. Mit Schiaparelli wollte die ESA Schlüsseltechnologien für weitere Marsmissionen testen. Dass tatsächlich ein Software-Problem zum Absturz geführt hat, ist tendenziell eine gute Nachricht für die Raumfahrtagentur. Denn das lässt sich vermutlich einfacher beheben als ein Fehler im Design des Landers. FR ULRIKE EBNER Fotos: ESA/ATG medialab, ESA/Ducros, NASA/JPL-Caltech/University of Arizona www.flugrevue.de FLUG REVUE Januar 2017 77

Kiosk

FLUG REVUE 07/2015
FLUG REVUE 06/2015
FLUG REVUE 05/2015
FLUG REVUE 04/2015
FLUG REVUE 03/2015
FLUG REVUE 02/2015
FLUG REVUE 01/2015
FLUG REVUE 12/2014

RSS-Feed

© Motor Presse Stuttgart GmbH & Co. KG