Dicke Autos für den roten Planeten

BLOG: Go for Launch

Raumfahrt aus der Froschperspektive
Go for Launch

Im September hatte ich während einer Dienstreise Gelegenheit, beim Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, die Bodentesteinheit des neuen Mars-Rovers der NASA zu sehen. Dieser ist, wie es sich für ein echtes ur-amerikanisches Fahrzeug gehört, ordentlich dick, schwer, geländegängig und allradgetrieben.

Der Name ist allerdings nicht SUV-typisch martialisch Die Mission hört auf den zutreffenden, aber etwas trockenen Namen MSL (Mars Science Laboratory). Durch einen Wettbewerb fand man für den Rover den Namen “Curiosity” (=Neugier), mit dem ich mich allerdings nur schwer anfreunden kann.

Hier sind einige Bilder, die ich dort machte. Klicken Sie bitte auf die Bilder, um das größere Original zu sehen.


 
Old WAC Corporal Rocket at JPL site in Pasadena, source: Michael Khan
  Blick in östlicher Richtung auf die Mariner Road auf dem weitläufigen JPL-Gelände. Die ausgestellten Raketen weisen auf die ursprüngliche Aufgabe des JPL hin: Entwicklung und Bau militärischer Raketen, zunächst solcher, die als Starthilfe bei Fluzeugen verwendet wurden, dann solcher, deren Nutzlasten Sprengköpfe waren. Zu dieser Zeit, während des Kriegs und kurz danach, verstand man unter Düsenantrieb (Jet Propulsion) wirklich nur Raketenantrieb, denn Düsentriebwerke, wie sie heute im Flugzeugbau verwendet werden und etwas ganz Anderes sind als Raketen, waren noch nicht weithin bekannt. Heute hat das JPL nichts mehr mit der Raketenentwicklung zu tun. Ein Zentrum für die Hochtechnologie ist es aber nach wie vor.
 
Rovers Xing sign on the JPL grounds in Pasadena, source: Michael Khan
Das Warnschild vor kreuzenden Rovern zeigt, dass es Ernst wird: Wir nähern uns dem Rover-Testlabor!
MSL rover test model at JPL site in Pasadena, source: Michael Khan
Und da ist auch schon die Boden-Test-Einheit von MSL, hier in einem Sandkasten mit simuliertem Marsboden. In diesem Labor wurde mit einem ähnlichen Testmodell der Mars-Exploration-Rover MER nach Möglichkeiten gesucht, den Mars-Rover Spirit, der sich vor nunmehr fast zwei Jahren im Gusev-Krater festfuhr, aus seiner misslichen Lage zu befreien, allerdings ohne Erfolg. Spirits Mission wurde am 25. Mai 2010 aufgegeben.
 
MSL rover test model at JPL site in Pasadena, source: Michael Khan
Das Labor kann von einer Empore aus betrachtet werden, gesichert durch dicke Glasscheiben.
MSL rover test model at JPL site in Pasadena, source: MIchael Khan
Hinten am Rover sieht man die Montierung für den RTG, den thermoelektrischen Generator, in dem ohne bewegte Teile aus der Zerfallswärme von 4.8 Kilogramm Plutonium 238, das in eine hochwarmfeste keramische Matrix eingebettet ist, elektrischer Strom erzeugt wird. Dieser Prozess hat nur einen geringen Wirkungsgrad. Allerdings steht der Strom, im Gegensatz zu Solargeneratoren, Tag und Nacht zur Verfügung, im Sonnenlicht wie auch im Schatten. Der RTG dissipiert 2 Kilowatt thermischer Energie. Ein Teil davon dient auch zur Erwärmung der Komponenten des Rovers, die nicht zu kalt werden dürfen. Dies relativiert etwas den niedrigen Wirkungsgrad der thermoelektrischen Elemente.
 
Der RTG ist bei der Testeinheit allerdings nicht montiert, die Stromversorgung erfolgt ebenso wie die Kommunikation via Kabel, und zu kalt wird es dem Ding in Südkalifornien sowieso nicht.

 

Man beachte auch die Bremslichter und Blinker, mit denen, selbst wenn während der Mission die Verkehrsdichte auf dem Mars unvorhergesehen stark zunimmt, die Unfallgefahr minimiert werden soll.
An engineer and the MSL rover model in the test lab, source: Michael Khan
Links ein Ingenieur, der einen Test vorbereitet. Der direkte Vergleich illustriert besser als viele Worte, wie groß dieser Rover überhaupt ist.
 
Weitere Information

MSL-Projektwebseite, Quelle: NASA/JPL 

Kosmologs-Artikel vom 5. Oktober 2011, in dem es um die eigentlich geplante NASA-ESA-Kooperation in der Marsforschung ging, die allerdings schon an der ersten Belastungsprobe scheiterte.

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.

4 Kommentare

  1. Plutonium Regen

    und wenn der Start dann misslingt, rieseln 5kg Plutonium 238 auf uns herab!
    Na dann drücken wir mal beide Daumen, dass alles gut läuft!

    [Antwort: Um dem Risiko im Falle eines Fehlstarts zu begegnen und um zu verhindern, dass etwas “rieselt”, wurde das Plutonium feinverteilt in eine hochwarmfeste keramische Matrix eingebettet. Das wurde unlängst in diesem Blog diskutiert, siehe dazu hier. Hier noch einmal die Links zur Envoronmental Impact Study der NASA, Volume 1 und Volume 2. MK]

  2. Sieht ein wenig wie eine vergrößerte Form von WALL-E aus.

    [Antwort: Naja, bis auf die Gleisketten. Übrigens hat Wall-E auch keine Solargeneratoren, also muss der wohl auch einen RTG haben. Komisch, dass keiner sich darüber aufgeregt hat. MK]

  3. Gleisketten

    Nichts gegen die Gleisketten, denn die haben schon bei den beiden Panzerschlachten von El Alamein bestens in der Wüste funktioniert.

    Auf dem Mars kann man diese Gleisketten mit einem rotglühenden, nicht abgeschirmten Plutonium-Dioxid-Reaktor antreiben, denn auf diese Weise verhindert man sogar die Kontamination des Mars mit terrestrischen Lebensformen, was ja auch eigentlich erwünscht ist.

  4. Curiosity macht neugierig auf mehr

    Der Rover Curiosity hat verglichen mit seinen Vorgängern gigantische Aussmasse.
    Man darf nur hoffen, dass das neue nicht mehr mit Airbags sondern mit einer Abstiegsstufe operierende Landesystem des Mars Science Labarotary zu dem “Curiosity” gehört, nicht versagt und einen teuren Scherbenhaufen hinterlässt.

    Überhaupt gibt es bei dieser Mission Superlative noch und noch. Der ablative Hitezschild mit integrierten Hitze- und Drucksensoren ist mit 4.57 m der grösste Hitezschild, der je für eine Forschungsmission gebaut wurde – und das auch noch aus PICA (Phenolic impregnated carbon ablator) welches bisher nur in der Stardust-Mission zum Einsatz kam.

    Mit Mars Science Labarotary geht die Nasa scheinbar bereits einen technologischen Schritt in die Richttung, die für einen bemannten Marsflug nötig ist. Auch die Radionuklidbatterie passt dazu, wurde doch schon früher von Nasasprechern geäussert, dass eine längerfristige Marsmission kaum auf Solarenergie setzen könne, sondern einer nuklearen Energiequelle bedürfe.

    [Dass eine längere und anspruchsvolle, gar bemannte Marsmission nicht auf Solargeneratoren setzen kann, sehe ich auch so. Nicht nur wegen der Marsnacht, sondern auch wegen des Problems saisonaler Staubstürme mit regionaler oder gar globaler Ausdehnung.

    Der dabei erreichte Verdunkelungswert Tau kann einen Wert von 4 überschreiten (d.h., tatsächliche Sonneneinstrahlung = Sonneneinstrahlung bei klarem Himmel * e^-4, i.e., 1.8%!), und zwar über Wochen hinweg. Ich denke da aber weniger an RTGs, sondern an graphitmoderierte Fissionsreaktoren.

    Dies ist auch vor dem Hintergrund der im Rahmen großer Langzeitmissionen sinnvollen ISRU zu sehen, der Nutzung lokaler Ressourcen, beispielsweise der Herstellung von Sauerstoff und Methan als Oxidator und Raketentreibstoff aus dem Kohlendioxid der Atmosphäre und aus oberflächennahem Eis. MK]

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