Ende der ersten Nacht naht für Chang’E-3 und Yutu
BLOG: Go for Launch
Die Stunde der Wahrheit naht: Am 26.12. ging die Sonne über der Landestelle von Chang’E-3 unter und die lange, kalte Mondnacht begann. Das ist eher ein Problem für den Rover Yutu – der Lander selbst verfügt über einen Radioisotopengenerator, der konstant und ausreichend Wärme und Strom produziert. Yutu dagegen muss sich während der Hibernation darauf verlassen, dass die eingebauten kleinen radioisotopenheizer ausreichend dimensioniert worden sind.
Die Grafiken zeigen die Topografie des westlichen Mare Imbrium und die Lage des Terminators am 26.12.2013 um 12:00 UTC, kurz vor Sonnenuntergang, sowie am 10.1.2014 um 12:00 UTC, kurz nach Sonnenaufgang. Am 26.12. um 5:23 Beijing-Zeit (25.12.2013, 22:23 MEZ) war Yutu in den Hibernationsmodus versetzt worden.
Der Weckruf wird – vermute ich aufgrund des Sonnenstands – frühestens am Nachmittag des 10.1. UTC gesendet werden. Das wäre am frühen Morgen des 11.1. nach Beijing-Zeit. Wann genau die Dehibernationssequenz gestartet wird, hängt natürlich auch von der Planung der Bodenstationsverfügbarkeit ab.
Dann werden wir sehen, ob Lander und Rover die Mondnacht unbeschadet überstanden haben und noch voll funktionstüchtig sind. Eine Aufnahme des Sonnenaufgrangs über dem Juragebirge ist vom Landeort aus leider nicht möglich. Der goldene Henkel, fotografiert vom Boden des Sinus Iridum – das wär’s doch gewesen.
Aber egal, Hauptsache, das Ding funktioniert weiter und übersteht auch die kommenden Mondnächte – möglichst viele davon.
Von 100°C am Tag zu -173°C in der Nacht und zurück. Das sind die Temperaturschwankungen, denen der Mondrover ausgesetzt ist – mindestens die ungeheizten Teile. So viel ich weiss werden die Weltraum- und die lunaren Bedingungen für die meisten Einsatzteile aber soweit als möglich auf der Erde getestet. Der Mondrover wird also schon auf der Erde in einer Vakuumkammer gewesen sein. Ich bezweifle aber, dass diese Kammer auf -173°C heruntergekühlt werden kann.
Die Temperaturen an Bord lassen sich zum einen mittels Finite-Elemente-Berechnungen berechnen. Es geht da ja weniger um die Temperaturen an der Oberfläche, sondern um die einzelner empfindlicher Komponenten im thermisch weitgehend isolierten und per RHU und Flüssigkeitskreislauf geheizten Inneren des Rovers, beisepielsweise Elektronik und Batterien.
Das mit der Simulation in der Vakuumkammer ist nicht so einfach. Der Rover steht im radiativen Austausch mit dem Boden unter ihm und dem kalten Weltraum über ihm. Der Boden in der direkten Umgebung des Rovers wird sich weniger abkühlen als der Boden in einiger Ferne. Da haben aber auch die Dicke der Staubschicht und die lokalen Gegebenheiten einen Einfluss.
Idealerweise (aus thermischer Sicht) hätte sich der Rover auf den Boden gekuschelt. Das war meines Wissens auch beim kleinen Rover vorgesehen, den die ESA irgendwann einmal zur Südpolarregion des Mondes schicken wollte, bevor jemandem in einer Länderdelegation auffiel, dass es so eine Mission nicht für lau geben würde.
Na dass ist ja witzig! – Da hab ich in meinem letzten Kommentar geschrieben, dass Sie die Landeposition der Mondprinzessin schon mal irgendwo bekannt gegeben haben, und jetzt publizieren Sie wieder ähnliche Bilder. Dabei fällt mir auf, dass auf dem unteren Bild (vom Sonnenaufgang) die Konturen der Oberfläche stärker heraus treten, als beim oberen. Ist das Absicht, also hat das einen realen Hintergrund, oder ist das eher ein Problem der grafischen Aufbereitung?
Ansonsten hoffe ich, dass Lander und Rover noch funktionieren, und noch ein paar schöne Bilder zur Erde schicken, die dann hoffentlich auch frei gegeben werden.
Die Landekoordinaten stehen in der Wikipedia. Genauer weiß ich es auch nicht.
Die beiden werden aufgeweckt??
Ich denke, die Systeme werden autonom in Betrieb gehen, sobald bestimmte Parameter überschritten werden, bspw. der Ladestrom aus dem offenen solaren “Deckel”.
Dann werden sie den anderen Deckel aufmachen, die Antenne ausrichten und mit einem “Guten Morgen ” die Kommunikation eröffnen. Inshallah!
Interessant … gibt es dazu eine Quelle?
Nöh, deshalb habe ich auch formuliert “ich denke…”.
Aber ich gehe mal von einer eigenständigen Entscheidung aus, zumindest von Yutu. Andernfalls müssten die entsprechenden Daten (bspw. Temperaturentwicklung im Inneren, solare Einstrahlung, Batteriekapazitäten usw.) von der Erde aus überwacht werden, um zu einem passenden Moment bestimmte Aktivitäten zu starten.
Dafür braucht es aber eine Funkverbindung mit entsprechender Sendeleistung, denn die Parabolantenne ruht “warm und trocken” unter dem aktiven Backbord-Solarmodul. Daher vermute ich, dass nach dem Erreichen bestimmter Grenzwerte (Ladestrom des Steuerbordmoduls, Akku-Ladezustand, Mindesttemperaturen an Aktoren, …) das Gerät die Entscheidung eigenständig trifft, den Deckel zu öffnen und die Funkverbindung herzustellen.
Es hat ja bereits eine Hibernation gegeben, und zwar vom 16.-20. Dezember Diese sollte eigentlich vorsichtigerweise bis zum 23. dauern, aber das Kontrollzentrum entschloss sich aber dann, das Aufwecken auf den 20.12. vorzuziehen. Ohne jetzt sagen zu wollen, dass Sie Unrecht haben, zeigt dieses Ereignis doch, dass es den Bedienern möglich ist, mit Yutu zu kommunizieren, Engineering-Daten abzufragen und Kommandos zu senden, auch wenn das Gerät in Hibernation versetzt worden ist.
Yutu muss nicht unbedingt per High-Gain-Antenne und hohen Frequenzen (X-Band, nehme ich an) direkt mit der Erde kommunizieren. Rover und Landeplattform sind mit UHF-Sendern und Empfängern ausgestattet. So kann auch die Landeplattform als Relais fungieren, um Daten von Yutu zu empfangen und Kommandos an ihn weiter zu leiten.
Ich bin mir nicht sicher, ob man den shut down vom 16.12. als Hibernation bezeichnen kann. In diesen Tagen haben etliche interne Parameter durch eine zu hohe Einstrahlung bzw. eine zu große Temperaturdifferenz ggü. der Schattenseite bestimmte Grenzwerte überschritten. Der Rover wurde in Wesentlichen Teilen abgeschaltet, um nicht noch mehr Wärme zu produzieren und um mechanische Komponenten zu schonen. Ob dabei die Antenne eingefahren wurde ist mir nicht bekannt, schließlich gehören diese Teile (einschließlich der Kameras) zu den robusteren Teilen, die ständig direkt dem Sonnenlicht ausgesetzt sind.
Dass der Lander auch im eingefalteten Zustand mit Bodenstationen kommunizieren kann, wurde durch die Livebilder während der Landung bewiesen. Mir war allerdings nicht bekannt, dass die beiden Geräte (nach dem Abtrennen der Datenleitung vor dem Abrollen) noch direkt miteinander kommunizieren. Also ist ein aktives Wecken dann doch möglich, hoffen wir mal, dass es funktioniert.
Laut dieser Meldung von Spaceflight Now vom 27. Dezember sollen Lander und Rover erst um Sonntag herum wieder in geweckt werden. Ich zitier mal die entsprechende Passage:
Bin darauf gestossen weil ich nach Meldungen über einen erfolgreichen Weckruf gesucht habe, aber nichts dergleichen fand.
Nun war die vergangene Nacht ja seit langem auch mal wieder klar, so dass man mal wieder was anderes als Wolken am Himmel sehen konnte, was ich auch für eine kleine “Expedition” genutzt habe um Mond und Sterne zu betrachten. Leider war ich für den Mond in wenig zu spät dran, – der war schon am unter gehen und dadurch hab ich keinen klaren Blick mehr durchs Spektiv hinbekommen. Da waren Äste im Weg. Konnte also nicht selbst feststellen, ob die Landegegend schon von der Sonne beleuchtet wird oder nicht.