Die Göttin landet im Mare Imbrium

BLOG: Go for Launch

Raumfahrt aus der Froschperspektive
Go for Launch

Die Tagesschau wäre keine deutsche Nachrichtensendung, wenn sie bei der erfolgreichen Landung von Chang’E-3 nicht wieder ein Haar in der Suppe gefunden hätte: So soll angeblich der wissenschaftliche Wert von Chang’E 3 nur begrenzt sein (Originalton der Tagesschau am 14.12.). Ja, liebe Tagesschau. So ist es. Die Chinesen haben nur innerhalb weniger Jahre zwei erfolgreiche Orbitermissionen und eine erfolgreiche Landermission durchgeführt. Und da haben sie es doch tatsächlich nicht geschafft, auch noch eine Mission von unbegrenztem wissenschaftlichem Wert zu starten.

Im Vorfeld war immer wieder gemeldet worden, das Zielgebiet sei die Regenbogenbucht (Sinus Iridum). Nun landete die Sonde aber deutlich östlich des Sinus Iridum. Ein Navigationsfehler? Wohl eher ein Kommunikations- oder vielleicht ein Übersetzungsproblem. Die Sonde war vor der Landung in einer polaren Bahn, die so orientiert war, dass das bereits zuvor auf 15 km abgesenkte Periselenium sich in der Nähe der selenographischen Breite des Landeortes befand.

Um auf eine Frage in einem Kommentar zu einem früheren Artikel zu antworten: das macht man so, weil es die optimale Art des Abstiegs auf die Oberfläche ist. Das Bremstriebwerk zündet einige Minuten vor Erreichen des Periseleniums und bremst die Sonde immer weiter ab, sodass am Ende keine Keplerbahn mehr geflogen wird, sondern die Sonde nur noch auf dem Triebwerksstrahl reitet und dabei kontrolliert absteigt. Dies sollte aber tunlichst nicht bei 100 km Höhe passieren, weil sonst zu viel Treibstoff für den gesteuerten Abstieg gebraucht wird. Idealerweise ist, wenn der Moment des senkrechten Abstiegs erreicht wird, die Bahnhöhe nur noch wenige Hundert Meter über der Oberfläche. Das System wird da bereits vom geschlossenen Regelkreis gesteuert, der Laser-, Bild- und auch Radarmessungen auswertet und so einen sicheren Landeort auswählt. Dabei könnte die relativ frühe Morgenstunde mit ihren langen Schatten am Landeort helfen. Je mehr sich Licht und Schatten die Kamera sieht, desto zerklüfteter ist das Gebiet. Allerdings sollten Laser und Radar diese Information auch liefern.

Wird die erste Gelegenheit zur Landung versäumt, kann frühestens zwei Stunden später, wenn die Sonde sich wieder dem Periselenium nähert, ein neuer Versuch unternommen werden, und danach wieder zwei Stunden später. Allerdings kann es auch deutlich länger dauern, ein Problem an Bord zu beheben, das die Ausführung der Landung verhindert. Alle zwei Stunden hat sich der Mond, dessen siderische Rotationsperiode 27.3 Tage beträgt, um mehr als ein Grad unter der Bahnebene der Sonde hindurch nach Osten gedreht, sodass der mögliche Landepunkt nach Westen wandert. Die vorgesehene Landezone ist ein rechteckiges Gebiet, das vom Sinus Iridum heraus nach Osten in das Mare Imbrium herein ragt. Je später die Landung stattfindet, desto mehr rückt die Landezone an das Juragebirge heran, das den Sinus Iridum zu mehr als der Hälfte umschließt. An den Montes Jura wäre endgültig Schluss gewesen, danach kommt ein Hochlandgebiet ohne Ebenen. Hätte die Landund nicht spätestens im Westen des Sinus Iridum durchgeführt werden können, hätte man fast einen Monat warten müssen.

Sinus Iridum und westliches Mare Imbrium mit Montes Recti und den Kratern Helicon und Leverrier. Rechts oben die Wallebene Plato. Der Krater Laplace F, in dessen Nähe Chang'E-3 landete, ist schwach auszumachen. Wenn man von der Mitte der Montes Recti zum Krater Leverrier herunter eine Linie zieht und diese in drei gleichlange Stücke unterteilt, wäre Laplace F am ersten Teilstrich von Norden.
Credit: Michael Khan, Darmstadt, 1. Mai 2012. Sinus Iridum und westliches Mare Imbrium mit Montes Recti und den Kratern Helicon und Leverrier. Rechts oben die Wallebene Plato. Der Krater Laplace F, in dessen Nähe Chang’E-3 landete, ist schwach auszumachen. Wenn man von der Mitte der Montes Recti zum Krater Leverrier herunter eine Linie zieht und diese in drei gleichlange Stücke unterteilt, wäre Laplace F am ersten Teilstrich von Norden.

Hier aber klappte alles wie am Schnürchen, ob das der Tagesschau passt oder nicht. Deswegen liegt das tatsächliche Landegebiet noch im Osten des Zielgebiets, nahe dem Krater Laplace F im Marie Imbrium, südlich der Montes Recti.

In diesem Film, der aus Kamerabildern der landenden Sonde erstellt wurde, sind anfangs deutlich am Horizont die Montes Recti zu sehen. Ganz deutlich zu sehen ist bei etwa 3:30 das Umschwenken von nahezu horizontalem Flug, währenddessen kontinuierlich abgebremst wird, auf senkrechten Abstieg. Ab 5:00 ein etwa halbminütiges Verharren auf dem Triebwerksstrahl, wobei offensichtlich die endgültige Landezone ausgewählt wird. Diese wird dann angesteuert. Bemerkenswert ist, dass der Steuerungsalgorithmus da nicht lange zögert. Die Entscheidung scheint schnell zu fallen und wird umgesetzt. Dann aber wird noch etwas abgewartet – entweder, weil das so programmiert war, oder um die korrekte Ausführung des Zielmanövers zu verifizieren.

Mich interessiert, ob der bei etwa 5:56 zu sehende tanzende Lichtfleck Streulicht vom Laser-Altimeter ist oder vielmehr ein erstes Auftreffen des Abgasstrahls, der Staub aufwirbelt?

Was man dann einige Sekunden später sieht, ist eindeutig Letzteres, wobei dies noch nach dem Aufsetzen weiter geht. Offensichtlich gasen die abgestellten Triebwerke da noch eine ganze Zeit lang aus. Das ist nicht missionskritisch, aber auch nicht schön, weil es doch zu Ablagerungen von Staub auch auf der Sonde, ihren Instrumenten und ihren Solargeneratoren führt.

http://www.youtube.com/watch?v=TaQTSTrbT3w

Ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur und arbeite bei einer Raumfahrtagentur als Missionsanalytiker. Alle in meinen Artikeln geäußerten Meinungen sind aber meine eigenen und geben nicht notwendigerweise die Sichtweise meines Arbeitgebers wieder.

19 Kommentare

  1. Das ist nicht missionskritisch, aber auch nicht schön, weil es doch zu Ablagerungen von Staub auch auf der Sonde, ihren Instrumenten und ihren Solargeneratoren führt.

    Glaube ich nicht. Wie sollte Staub auf den Lander gelangen?

    • Ich bin kein Experte zu diesem Thema; ich habe nur diverse Papers und Berichte zu diesem Thema überflogen. Die hatten insbesondere mit dem geplanten Altair-Lander des Constellation-Programms zu tun. Stichworte sind “plume impingement lunar dust“. Anscheinend beruft man sich da auf Apollo-Erfahrungen. Es hat wohl mit der bekannten Tatsache zu tun, dass Mondstaub ganz erhebliche elektrische Ladungen tragen kann und dass mikroskopische Partikel, einmal mobilisiert, zu Oberflächen des Raumfahrzeugs migrieren und dort anhaften könnten, von wo sie schwierig zu entfernen wären.

  2. So soll angeblich der wissenschaftliche Wert von Chang’E 3 nur begrenzt sein

    Eine Prise Überheblichkeit + eine Portion Neid. Das Ergebniss ist so ein (europäischer) Nachrichtenkommentar

    • Überheblichkeit? Weil deren Raumfahrtprogramm sich hinter dem europäischen verstecken müsste, oder was?

      Neulich bei einem Interview mit dem typischen Intellektuellensender hr-2 hackte die Redakteurin Claudia Sauta auch immer nur auf dem üblichen Vorurteilsthemen herum. Ganz vorne natürlich, was das alles kostet, und was wir denn davon haben. Wohlgemerkt, es ging ihr nicht um die Mission an sich, sondern um die Tatsache, dass die ESA den Chinesen mit Bodenstationen ausgeholfen hat. Dann natürlich die Frage, ob wir keine Technologietransfer befürchten.

      Erstens: Technologietransfer? Dadurch, dass wir Daten von einer chinesischen Raumsonde empfangen und an das chinesische Kontrollzentrum weiter leiten und Kommandos aus dem chinesischen Kontrollzentrum empfangen und an die Raumsonde senden? Meint die Redakteurin etwa, die chinesischen Bits und Bytes schauen sich erst einmal in den europäischen Einrichtungen um?

      Zweitens: Die Chinesen können Raumfahrer sicher hoch- und ‘runterbringen, sie können auf dem Mond landen und dort einen Rover betreiben, sie sind dabei, eine eigene Raumstation aufzubauen, und mit dem Aufbau ihres globalen Navigationssystems geht es deutlich flotter voran als mit dem europäischen Chaosprojekt Galileo. Wer kann denn da wohl eher von wem lernen, mal ganz objektiv betrachtet? Also wirklich.

      • Beruhigen Sie sich Herr Khan, ich bitte meinen Kommentar aus Ihrem Blickwinkel zu betrachten, denn so war es gemeint!
        Meiner Meinung wird sowieso bald kaum noch jemand an der Leistung der Chinesen rütteln können um ausgediente Klischees zu bedienen. Zu atemberaubend und beeindrucken werden die Leistungen sein, die dort durch fast unerschöpfliche finanzielle Ressourcen und Aufbruchsmentalität freigesetzt werden. Die machen einfach, statt zu debattieren.

        • Sie haben mich vielleicht missverstanden. Ich habe keineswegs Ihrer Ansicht widersprochen. Im Gegenteil, ich denke, eine Portion Überheblichkeit (nicht nur eine Prise) wird bei dem Tagesschau-Bericht dabei gewesen sein.

          Meine Antwort darauf soll eigentlich nur aussagen, dass zu solcher Überheblichkeit kein Anlass besteht. Auch darin sind wir uns offenbar einig.

  3. Inzwischen “hoppelt” ja auch der Jadehase über den Mond. Es gibt da bei spaceflight 101 sehr schöne Bilder. Und Florian Freistetter hat in seinem Blogbeitrag dazu einen netten Film verlinkt. Wenn man den ansieht, dann stellt man fest, dass es da noch eine mechanische Vorrichtig gibt, die den Rover (der auch recht gross ist) vom Lander herunter hob. – Eine Sache, die die NASA und ESA vermutlch gerne vermeiden würden, weil es zusätzliche bewegliche Teile sind, also ein höheres Ausfallrisiko ergibt. Anyway sind sie bisher sehr erfolgreich, so das man eigentlich nur noch gratulieren kann.

    Was “das Haar in der Suppe” angeht, so vermute ich auch, dass man da bei der Tagesschau etwas neidisch ist, weil Europa es prinzipiell ja auch können müsste, es bisher aber nicht auf die Reihe bekommen hat. Andrerseits war es beim Apolloprogramm doch auch so, dass der wissenschaftliche Teil erst später dazu kam. Zuerst ging es dabei doch auch “nur” um die reine Machbarkeit. Nun ja, die Machbarkeit haben die Chinesen jetzt bewiesen, und dass sie es können. Hoffentlich wachen jetzt einige Leute an den entsprechenden Stellen auf, zur Not auch durch Druck von aussen, so nach dem Motto: “Das könnten wir auch, wenn man uns liesse!” – Aber bisher scheint es ausserhalb der Wissenschaft nur am Rande zu interessieren…

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    Anderes Thema: Haben Sie die Captchas gewechselt oder wird das irgendwo zentral gesteuert?

  4. Die Aussage der Tagesschau erinnert doch stark an das Zitat von Wilhelm Busch “Wir mögen keinem gerne gönnen, daß er was kann, was wir nicht können.”

    Trotzdem sollte man keine Neiddebatte entfachen, denn den meisten Leuten fehlt es offensichtlich an Informationen. So sehe ich das auch im Falle der Redakteurin Claudia Sauta, die wieder mal die üblichen Fragen (die die Zuhörer eh schon bis zum Erbrechen gehört haben) vom Stapel lies.
    “Ganz vorne natürlich, was das alles kostet, und was wir denn davon haben.” Ich wundere mich, dass da, im Sinne einer “Geiz-ist-geil-Mentalität”, immer nur auf den momentanen Preis gestarrt wird, aber damit dürfte die Redakteurin nicht alleine sein. In unserem Nachbarland Österreich fusioniert man zur Zeit sogar das Wissenschaftsministeriums mit dem Wirtschaftsressort. Viele Bürger befürchten nun, dass die Wirtschaft über die Wissenschaft bestimmen darf. Deswegen wurden am Montag, als Zeichen des Protests, alle Universitäten im Lande schwarz beflaggt. Ein emeritierter Professor, Christian Brünner, hat aus diesem Anlass einen Kommentar im Standard verfasst in dem es heißt: “Weltraumforschung und Weltraumtechnologie haben über 1000 Spin-offs ausgelöst, ohne auf die Verwertbarkeit geschielt zu haben.”
    Soviel zu den Kosten der Weltraumforschung!
    http://derstandard.at/1385171259454/Dem-Diktat-der-Verwertbarkeit-unterworfen

  5. Yutu (der Jadehase) ist mit 120 kg ein Leichtgewicht – und hat trotzdem diverse Instrumente an Bord (ein den Boden bis 30 m Tiefe durchdringendes Radar, Spektrometer und Kameras). Dabei drückt Yutu nur mit einem Gewicht, das 20 kg Masse auf der Erde entspricht auf den Boden, denn die Schwerkraft auf dem Mond ist 6 Mal kleiner als auf der Erde. 3 Quadratkiliomter wird Yutu abfahren und sich maximal 10 km von der Landestelle entfernen.

    Was mich immer wieder enttäuscht bei all den schon eingesetzten Rovern ist die geringe Reisedistanz, die kleine Maximalgeschwindigkeit und der geringe Aktionsradius. Auf dem Mond mit seiner geringen Schwerkraft wäre es meiner Ansicht nach möglich, anstatt ein 6-rädriges Fahrezeug wie Yutu einen Sprünge ausführenden “Hoppler” (also einen richtigen Hasen) einzusetzen oder auch etwa ein Fahrzeug, das nur aus einer rollenden Kugel besteht. Damit könnten weit höhere Geschwindigkeiten erreicht und grössere Distanzen zurückgelegt werden, wenn es auch schwieriger wäre Instrumente zu montieren und zudem die Wahrscheinlichkeit eines Defekts oder von Mondstaubanheftungen grösser wäre.
    Es gibt zwar sowohl von der Nasa als auch von der Esa Projekte für rollende und hüpfende Roboter für die Erforschung von Monden und Planeten, doch keines dieser Projekte hat es bis zum Einsatz geschafft. Schade und ein bisschen einfallslos.

    • Hm… “hoppeler” sind ja nicht schlecht, aber wegen der Staubgefahren auf dem Mond wäre dann wahrscheinlich ein “hüpfer”, so wie ein Känguru oder wenn’s etwas weiter sein soll, auch ein Grashüpfer oder Floh die bessere Alternative. 😉

      scnr

    • Also, ich finde den Yutu eigentlich schon recht groß für den Anfang.

      Vielleicht ist mal ein Vergleich mit dem Mars angebracht, den auch dort werden Hopper und Krabbler und andere nicht mit Rädern ausgestattete Gefährte diskutiert.

      Beim Mars ist die Haupteinschränkung der Fortbewegungsgeschwindigkeit nicht die Art des Antriebs und auch nicht die Stromversorgung, sondern die Steuerbarkeit. Aufgrund der Signallaufzeiten ist an eine nahezu-Echtzeitsteuerung ausgeschlossen. Man hat üblicherweise zwei Fenster von 10 Minuten täglich, in dene Daten übertragen werden, eins am Nachmittag und eins am frühen Morgen. Dann fliegen die Orbiter auf ihren sonnensynchronen Bahnen über die Landestelle hinweg. Damit hat man viele Stunden Verzögerung: Man schickt morgens (am Marsmorgen) den Fahrplan hoch und abends (am Marsabend) kommen die Bilder und Daten runter und man stellt eventuell fest, dass alles ganz anders lief als geplant.

      Man muss anhand eines digitalen Elevationsmodells und des vorhandenen aktuellen Bildmaterials immer den neuen Fahrplan erstellen. 40 Meter Fahrstrecke für den Tag sind relativ problemlos, 100 m eine Herausforderung, alles darüber ist nur mit Glück und ganz anspruchslosem Terrain möglich. Vielleicht schiebt sich das Ganze langsam etwas hoch, aber das sind so in etwa die Hausnummern.

      Man müsste also an der Onboardautonomie Fortschritte erzielen. das ist der Parameter, an dem man drehen muss. Wenn das ginge, wären beispielsweise Geschwindigkeiten von bis zu 1 km/h weder für die Antriebstechnik noch für die Stromversorgung ein Problem. Also bitte. 1 km/h sind knapp 30 cm pro Sekunde oder weniger als 20 m pro Minute. Dazu braucht man weder zu hüpfen noch andere dolle Dinge zu tun. Aber das Ding muss selbst denken können, mit weltraumqualifizierter Elektronik.

      Das gilt für den Mars.

      Beim Mond ist das mit der Steuerung nicht so kritisch, weil man über Stunden hinweg fast konstanten Kontakt mit einer Gesamtverzögerung von unter 3 Sekunden halten kann. Das ist schon fast Echtzeit. Geschwindigkeiten um 1 km/h sollten so schon erreichbar sein. Auch hier wird das Problem weder die Energieversorgung noch das Antriebssystem sein, sondern eher die operationelle Sicherheit. Das war übrigens auch in etwa die Geschwindigkeit der Lunokhods. Und das war Anfang der 70er.

      Die Frage wird hier wahrscheinlich eher die Größe des Apparats und vor allem der Raddurchmesser und die Bodenfreiheit sein, was mit der Gesamtgröße zusammenhängt. Wenn jeder Feldstein und jede Furche gleich ein unüberwindliches Hindernis darstellt, dem umständlich ausgewichen werden muss, dann ist die resultierende Geschwindigkeit amöbenähnlich. Wenn man aber einen Apparat von mehreren Tonnen Größe mit metergroßen Rädern und entsprechender Bodenfreiheit zum Mond bringen könnte, dann könnte man, zumindest im Flachland (was man in den Maria ja hat), sicher pro Tag so zweistellige Kilometerstrecken zturücklegen.

      Im lunaren Hochland natürlich weniger, aber mit einem Rover mit nur dezimetergroßen Rädern käme man dort gar nicht voran, weil der gleich scheitert, wenn es etwas zerklüfteter wird.

      Ich denke, man sollte erst einmal diesen Weg weiter gehen. So etwas wie ein Lunokhod reloaded, aber mit moderner Technologie und größer.

      So ein Hopper ist ja in der Theorie flexibel und mobil, aber die Dynamik eines solchen Systems ist doch wahrscheinlich nicht ganz ohne. Was ist denn, wenn der umkippt und ins Rutschen kommt. Kriegt die Elektronik das noch rechtzeitig mit und was macht sie dann? Beine anziehen und auf den Bauch plumpsen lassen? Und die Systemkomplexität ist da sicher auch ein Thema. So viele Mechanismen und Motoren oder hydraulische Elemente müssen halt dauerstandfest gemacht werden. Was ist denn, wenn da einzelne Teile anfangen, zu versagen?

      • Anstatt 6 Räder, eine einzige grosse Kugel, die in jede beliebige Richtung rollen kann, wie man sie als Spielzeug in Kleinformat kaufen kann, hätte für den Mond, Mars oder Titan, den Vorteil, dass eine autonome Steuerung keine grossen Ansprüche erfüllen müsste: Es kann kein Rad durchrdrehen oder klemmen wie bei einem 6-rädrigen Fahrzeug und selbst ein Zusammenstoss mit einem Stein sollte so ein Gefährt (so eine Kugel) heil überstehen. Ich stelle mir eine 1 Meter grosse Kugel von 100 kg Gewicht vor, die durch Verlagerung des Schwerpunkts losrollt. Ein paar herausragende Noppen könnten die Bodenhaftung verbessern. Damit wären Geschwindigkeiten von 10 km pro Stunde und mehr möglich, das heisst eine solche Kugel könnte in 10 Stunden 100 km zurücklegen. Damit könnten grosse Gebiete in kurzer Zeit systematisch untersucht werden. Wäre eine solche Kugel mit einem Radioisotopgenerator ausgerüstet könnte sie gar innerhalb eines Jahres den ganzen Mond umrunden. Das wäre eine ganz neue Dimension.

        Es braucht also gar keinen (Zitat)” Apparat von mehreren Tonnen Größe mit metergroßen Rädern”, ein “richtig” konstruiertes äusserst einfaches und robustes Gerät wie eine solche autonome Kugel von 100 kg Gewicht würde genügen. Sie wäre zwar beschränkt von den Instrumenten her, denn diese müssten sich alle innerhalb der Kugel befinden, aber man käme sehr schnell voran damit.

        • Es ist ja nicht allein von Belang, schnell voranzukommen. Es geht auch noch um andere Dinge, die mindestens ebenso wichtig sind. Vielleicht sogar wichtiger.

          Wie kommt so eine Kugel denn einen Hang hoch und wie verhindert man, dass sie bergab außer Kontrolle gerät? Genau diese zwei Punkte dürften ein Problem sein.

          Wie findet man wissenschaftlich interessante Orte und steuert sie präzise an? Man weiß ja nicht von vorneherein, wo es was zu sehen gibt. Ich denke, selbst eine Geschwindigkeit von unter 1 km/h, also pro Tag, Stopps eingerechnet, 3-10 km, pro Woche 20-70 km, pro Monat 90-300 km, wäre schon wirklich ein Wort. In der Realität würde man das gar nicht ausnutzen, weil die wissenschaftliche Auswertung einer interessanten Stelle Tage dauert. Mindestens.

          Als ich ein kleiner Junge war, schickte mich meine Mutter zum Bahnhof, um den Fahrplan zu checken. Vor dem Haus begegnete ich dem Nachbarsjungen und wir zogen gemeinsam los. Alles, was wir sahen, musste detailliert untersucht werden. Der Sandhaufen an der Baustelle. Das neue Fahrrad von einem anderen Jungen. Der eingedellte Kotflügel vom Auto des Herrn in der nächsten Straße. Nach einer Stunde kam meine besorgte Mutter mich suchen. Da hatten wir keine 100 Meter geschafft. Es gab einfach überall so viel zu tun, was viel zu interessant war, um einfach daran vorbei zu laufen.

          Mobile Marsforschung läuft in etwa so.

      • Mars

        Aufgrund der Signallaufzeiten ist an eine nahezu-Echtzeitsteuerung ausgeschlossen. Man hat üblicherweise zwei Fenster von 10 Minuten täglich, in dene Daten übertragen werden, eins am Nachmittag und eins am frühen Morgen. Dann fliegen die Orbiter auf ihren sonnensynchronen Bahnen über die Landestelle hinweg.

        Hm… – Das heisst dann also, dass die Rover nicht direkt zur Erde senden, bzw. die Rover auch von der Erde aus nicht direkt angefunkt werden, selbst wenn Sichtkontakt zwischen den Planeten besteht, sehe ich das richtig? – Aber warum dass? – Sind die dafür erforderlichen Sendeleistungen zu hoch oder wo liegt das Problem?
        —–

        Die Frage wird hier wahrscheinlich eher die Größe des Apparats und vor allem der Raddurchmesser und die Bodenfreiheit sein, was mit der Gesamtgröße zusammenhängt.

        Das leuchtet ein, aber ich glaube, ein Gefährt mit Raddurchmessern von mehreren Metern ist auch etwas überzogen. Denn arg hügeliges bzw. auch steiles Gelände wird man auch damit nur schwer erkunden können. Ich vermute jetzt mal (weil ich es gerade nicht nachrechnen kann) dass ein Gelände das pro Quadratmeter eine fraktale Dimension grösser als etwa 2,2 bis 2,3 aufweisst, mit einem geräderten Rover kaum noch zu erkunden ist. Erst recht, wenn die fraktale Dimension durch Gefälle zustande kommt bzw. auf einem solchen liegt. Da wird man mit einem fliegenden Gerät wahrscheinlich besser weiter kommen, zumindest um Höhenunterschiede zu überwinden. Dann hat man aber wieder das Problem, dass Sand und Staub aufgewirbelt wird.
        Auf dem Mars könnte evtl. noch eine Art Hubschrauber funktionieren (wobei ich aber keine Ahnung habe, welchen Rotordurchmesser der brauchen würde), auf dem Mond geht es nicht ohne Raketenantrieb. Da braucht man ein Gefährt ähnlich dem Grasshopper, an dem SpaceX derzeit u.a. forscht und hat wiederum Probleme mit der Masse wegen dem notwendigen Treibstoff.
        Bei zerklüftetem Gelände könnte ich mir auch vorstellen, dass eine Kombination aus Fahr- und Laufantrieb nützlich ist. Im mehr oder weniger ebenen Gelände fährt das Ding, aber wenn das Gelände “rauher” oder steiler wird, dann blockiert er die Räder und fängt an zu laufen. – Jetzt weis ich gerade aber auch nicht, wie weit die Technik der Laufroboter jetzt ist, und wieviele Beine (ich tippe mal auf vier oder sechs) er sinnvollerweise haben sollte.
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        Als ich ein kleiner Junge war, schickte mich meine Mutter zum Bahnhof, um den Fahrplan zu checken. Vor dem Haus begegnete ich dem Nachbarsjungen und wir zogen gemeinsam los. Alles, was wir sahen, musste detailliert untersucht werden. Der Sandhaufen an der Baustelle. Das neue Fahrrad von einem anderen Jungen. Der eingedellte Kotflügel vom Auto des Herrn in der nächsten Straße. Nach einer Stunde kam meine besorgte Mutter mich suchen. Da hatten wir keine 100 Meter geschafft. Es gab einfach überall so viel zu tun, was viel zu interessant war, um einfach daran vorbei zu laufen.

        😀 – Ich nehme an, Ihre Mutter war von diesem Forschungsdrang nicht sehr begeistert. – Aber egal, das Beispiel ist in jedem Fall sehr plastisch. 🙂

        Mobile Marsforschung läuft in etwa so.

        Mobile Mondforschung wird wahrscheinlich genauso ablaufen.

        • Wenn man vom Rover aus Direct-to-Earth-Übertragungen machen will, dann muss der Kommunikationsstrang auf dem Rover für X-Band ausgelegt sein, d.h., Hochfrequenztechnik, Hohlwellenleiter statt Kabel. Und die Antennen müssen so dimensioniert sein, dass man die erforderliche Bandbreite zur Erde kriegt. Das Nadelöhr ist immer der Downlink, gerade bei einem Rover wegen des Bildmaterials. Die Antenne muss natürlich mit zwei Freiheitsgraden nachführbar sein, und das sehr exakt, auf deutlich unter ein Grad genau (wenn man mit einer großen und entsprechend hoch konzentrierenden Antenne arbeitet. Die Ausrichtgenauigkeit muss bei einem über unebenes Gelände fahrenden Rover kontinuierlich gewährleistet bleiben, denn die Übertragungen zur Erde dauern von einer orbitalen Sonde aus Stunden, da werden sie von einem Rover aus nicht weniger lang dauern und der Rover kann während diese Zeit nicht einfach stehen bleiben, sonst kommt man da ja gar nicht voran.

          Wären Sie gern der Projektleiter bei der Entwicklung dieses Kommunikationssystems? Ich glaube, Sie hätten da nicht viele Mitbewerber.

          Mehrere Meter große Räder sind sicher übertrieben, aber bis zu einem Meter: Warum nicht? Genau so verhindert man doch, dass sich etwas in einer kleinen Lücke zwischen zwei Steinen festklemmt.

          • Bezüglich der Kommunikation: Das ist genau dass, was mir nicht klar war. Und nein, ich glaube, als Dipl. Ing. mit einigermassen Berufserfahrung wäre ich da auch von selber drauf gekommen. Bin aber leider kein Dipl.Ing. geworden, obwohl ich es versucht habe.

            Und ja, Räder bis zu einem meter Durchmesser könnten sicher noch im Rahmen des Machbaren liegen, wenn man die übrigen Randbedingungen berücksichtigt. Der Rover würde dann wahrscheinlich noch etwas grösser als Curiosity, hätte dann aber auch genug Platz für Experimente. 🙂

  6. Eine Laienfrage: Was spricht gegen Gleiskettenfahrzeuge?

    Die Gleisketten simulieren gewissermassen sehr grosse Räder, und Gleiskettenfahrzeuge sind einfach und gut erprobt.

    • Gegen Gleiskettenfahrzeuge spricht, dass die Ketten einen Single-Point-Failure darstellen. Wenn eine der Ketten bricht, dann steht die Kiste, und zwar permanent. Wenn aber ein Segment eines der 6 Räder bricht, was von vorneherein schon mal unwahrscheinlicher ist, dann funktgioniert selbst das beschädigte Rad immer noch einigermaßen. Und selbst wenn eins der 6 Räder ausfällt, dann gehen immer noch die anderen 5. Das Niveau an Redundanz ist deutlich höher.

      Außerdem sind Gleisketten, denke ich, dann von Vorteil, wenn man auf wenig tragfähigem Untergrund mit einer großen Masse unterwegs ist, die nicht einsinken soll, beispielsweise ein Panzer auf einer sumpfigen Wiese. Aber auf dem Mars oder dem Mond hat man keine solchen Bedingungen; unter ein wenig Staub ist betonhartes Gestein. Gut, zugegeben, der eine MER-Rover hat sich in der Tat festgefahren. Aber mit größeren Rädern und einer breiteren Standfläche wäre aof dem Mars wahrscheinlich selbst das nicht passiert, und auf dem Mond schon gar nicht.

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