| European Space Agency ESA |
 |
ESA Mars |
|
Projekt ExoMars |
|
Raumfahrt - Weltraum Weitere Informationen |
|
| ESA-Projekt «ExoMars» |
 |
| März - Oktober 2016 |
| Orbiter TGO und der Lander Schiaparelli fliegen zum Mars |
|
Getrennte Wege bei ExoMars - Landesonde Schiaparelli wird am 16. Oktober 2016 von ihrer Raumsonde gelöst
Seit dem 14. März 2016 flogen der Orbiter TGO (Trace Gas Orbiter) und der Lander Schiaparelli für die ESA-Mission ExoMars gemeinsam in Richtung Mars - nun, am 16. Oktober 2016, beginnt für den Lander der ereignisreiche Weg zur Marsoberfläche, während der Orbiter in eine Umlaufbahn um den Mars gesteuert wird. Um 16.42 Uhr deutscher Zeit wird Schiaparelli mit einer Relativgeschwindigkeit von 30 Zentimetern in der Sekunde ins All gestossen. Drei Tage später, am 19. Oktober 2016, wird der Lander dann in die Marsatmosphäre eintreten - mit einer Geschwindigkeit von 21.000 Kilometern in der Stunde. In diesem Moment werden für Dr. Ali Gülhan vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wohl die aufregendsten fünf Minuten seiner wissenschaftlichen Arbeit beginnen: An der Oberseite der Landekapsel wird sein Experiment COMARS+ (Combined Aerothermal and Radiometer Sensors Instrument Package) während der Landung durch die staubige Atmosphäre Druck, Temperatur und Wärmefluss messen. Die Landestelle in der Region Meridiani Planum wurde mit dreidimensionalen Geländemodellen ausgewählt, die die DLR-Planetenforscher erstellten. Das DLR-Raumfahrtmanagement koordiniert die deutschen Beiträge der ESA-Mission.
Messungen im Flug durch die Atmosphäre
Heiss und wohl auch etwas ruppig wird der Abstieg, den der Lander noch vor sich hat: Innerhalb von knapp sechs Minuten soll Schiaparelli von 21'000 auf rund zehn Kilometer in der Stunde abgebremst werden und dabei möglichst lange durch eine zweiteilige Kapsel vor der Hitzeentwicklung geschützt werden. Zehn Kilometer wird er an einem Fallschirm nach unten sinken, dann - nach dem Abtrennen von Fallschirm und Schutzschild - 29 Sekunden lang mit Bremsraketen entschleunigen und die letzten beiden Meter auf die Marsoberfläche fallen. "Wie sich dabei die Hitze auf der Rückseite der Landekapsel entwickelt - das hat bisher noch niemand im Flug detailliert gemessen", erläutert DLR-Ingenieur Ali Gülhan. Drei kombinierte Sensoren und ein Radiometer werden an der Oberfläche messen, wie gross die aerothermalen Lasten sind, die ein Hitzeschild aushalten muss. "Da man diese Daten noch nicht kennt, sind die Kapseln aus Sicherheitsgründen immer mit dickem und kostenintensivem Schutzmaterial gebaut. Wäre die genaue Belastung bekannt, könnte man bei zukünftigen Missionen Gewicht beim Hitzeschutz sparen und dadurch mehr wissenschaftliche Instrumente einplanen."
Auch die Atmosphäre rund um die Landekapsel kann mit den gewonnenen Messdaten des DLR sowie Druckdaten auf der Frontseite rekonstruiert werden. "Zurzeit gibt es starken Wind und viel Staub auf dem Mars, und die Staubpartikel werden mit hoher Geschwindigkeit auf den Hitzeschutz prasseln." Dass das einen Effekt haben wird, ist klar - aber wie sich Wind und Staubpartikel beim Eintritt in die Atmosphäre genau auswirken, ist bisher nicht ausreichend erforscht. Für die Messungen während des Fluges muss das COMARS+-Instrument einiges aushalten: "Die Herausforderungen waren gross: Die Elektronikbox und die empfindlichen Sensoren müssen die Kälte während der Reise zum Mars, aber auch die Hitze während der Landung aushalten", betont Ali Gülhan, Abteilungsleiter Über- und Hyperschalltechnologien am DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik.
Anreise im Schlafmodus
Doch bevor die Sensoren von COMARS+ messen können, wie die aufgeheizten Gasmoleküle um die Landekapsel mit ihrem Durchmesser von 2,40 Meter strömen, muss die Abtrennung des Landers vom Orbiter funktionieren. Sollte das zuvor hochgeladene Kommando nicht autonom erfolgen, wird automatisch 32 Stunden, am 17. Oktober 2016, ein erneuter Versuch durchgeführt. Um Energie zu sparen, wird Schiaparelli während der dreitägigen Reise zum Mars nicht eingeschaltet sein - er wird 75 Minuten vor dem Eintritt in die Marsatmosphäre aufwachen.
Die Landung mit Landedemonstrator Schiaparelli - oder auch dem EDL, dem "Entry, Descent and Landing Demonstrator" - in 175 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde ist eine Art Generalprobe für zukünftige Missionen. Auf dem Lander selbst sitzen neben COMARS+ noch vier weitere Instrumente, die unter anderem wie eine Art Wetterstation auf dem Mars Windgeschwindigkeit, Feuchtigkeit, Druck, Strahlung oder auch Temperatur messen. Die Kamera DECA wird während des Abstiegs 15 Fotos im Abstand von jeweils 1,5 Sekunden aufnehmen. Insgesamt soll mit der Energie, die nach der Landung noch zur Verfügung steht, einige Tage lang gemessen und Daten zur Erde übermittelt werden.
Landestelle ohne Hindernisse
Landen wird Schiaparelli in der Ebene Meridiani Planum. Eine Region, die vor allem eines ist: grossflächig flach, ohne Hindernisse, denn der Lander könnte diesen bei seinem Fall auf die Marsoberfläche nicht ausweichen. "Dort auf dem Mars haben wir über mehrere Quadratkilometer eine ebene Region", sagt DLR-Planetenforscher Prof. Ralf Jaumann, dessen Mitarbeiter Ernst Hauber auch die Daten der Stereokamera CassIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) auf dem TGO-Orbiter mit auswerten wird. Ausserdem befindet sich die Landestelle nahe eines Gebietes, in dem der NASA-Rover Opportunity eine besondere Art von Hämatit, also Eisenoxid, entdeckt hat. "Diese Form des Eisenoxids bildet sich eigentlich nur in stehenden Gewässern - in der Meridiani Planum könnte es in der Vergangenheit also einmal grössere Wassermengen gegeben haben."
Suche nach Leben auf dem Mars
Die wissenschaftliche Arbeit mit den vier Instrumenten auf dem "Trace Gas Orbiter" TGO fängt hingegen erst im Dezember 2017 an, wenn die Sonde vorsichtig und Schritt für Schritt abgebremst und in einen Orbit in 400 Kilometern Entfernung vom Mars gebracht wurde. Dann soll die Sonde eine Bestandsaufnahme machen, welche Spurengase in der Marsatmosphäre zu finden sind. Vor allem soll nach Methan gesucht werden, denn dieses Gas entsteht neben vulkanischer Aktivität auch durch biologische Prozesse und könnte ein Nachweis für Organismen auf dem Mars sein. Stellt der Orbiter Methan fest, soll beispielsweise mit der CassIS-Kamera die entsprechende Region aufgenommen werden. "Auf den hochauflösenden Bildern können wir dann analysieren, welche Quelle das Methan haben könnte", erläutert DLR-Planetenforscher Ralf Jaumann.
Die Mission
ExoMars ist eine gemeinsame Mission der europäischen Weltraumorganisation ESA und der russischen Weltraumbehörde Roscosmos. Sie umfasst den "Trace Gas Orbiter" TGO sowie den Schiaparelli "Entry, Descent and Landing Demonstrator" (EDL). Das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungsforschung hat umfangreiche Experimente in verschiedenen Windkanälen am DLR Köln und Göttingen durchgeführt und steuert das Instrument COMARS+ bei. Das DLR-Institut für Planetenforschung hat das dreidimensionale Geländemodell für die Landestelle berechnet und arbeitet im internationalen Team der Stereokamera CassIS mit. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin war für die Kontrollmessungen der "Planetary Protection" verantwortlich, die ausschliessen sollen, dass mit der Mission Mikroorganismen von der Erde zum Mars gelangen. Das DLR-Raumfahrtmanagement unterstützt die ExoMars-Mission durch die Koordination der deutschen ESA-Beiträge. An ExoMars sind zahlreiche deutsche Firmen beteiligt.
|
| Quelle:
Text DLR, 14. Oktober 2016 |
nach
oben
| Kontakt zu Lander Schiaparelli verloren |
|
Der Spurengasorbiter (TGO) der ESA-Mission ExoMars 2016 hat seine 139-minütige Triebwerkszündung zur Einbremsung in den Marsorbit erfolgreich absolviert und ist in eine elliptische Umlaufbahn um den Roten Planeten eingetreten, während der Kontakt zum Landegerät der Mission auf der Marsoberfläche noch nicht bestätigt wurde.
Das Haupttriebwerk des Orbiters wurde heute von 15.05 Uhr bis 17.24 Uhr MESZ gezündet, um seine Geschwindigkeit um mehr als 1,5 km/s zu verringern. Der TGO befindet sich jetzt auf seiner geplanten Umlaufbahn um den Mars. Die im Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt befindlichen Teams der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) überwachen nun kontinuierlich den Zustand ihres zweiten Marsorbiters, der sich zu dem 13 Jahre alten Mars Express gesellt.
Gleichzeitig versuchen die ESOC-Teams, den Kontakt zu dem Schiaparelli getauften Eintritts-, Abstiegs- und Landedemonstrator (EDM) zu bestätigen, der etwa 107 Minuten nach Beginn des Manövers zur Einbringung des TGO in die Marsumlaufbahn in die Atmosphäre des Roten Planeten eingetreten war.
Der 577 kg schwere EDM war am 16. Oktober um 16.42 Uhr MESZ vom TGO ausgesetzt worden. Er war für die eigenständige Durchführung einer automatisierten Landesequenz mit der Entfaltung eines Fallschirms und der Abtrennung des Hitzeschilds in einer Höhe zwischen 11 und 7 km über der Marsoberfläche, gefolgt von einer Bremsraketenzündung in einer Entfernung von 1100 m vom Boden und schliesslich einem durch eine knautschbare Struktur gepolsterten Fall aus einer Höhe von 2 m programmiert worden.
Vor dem Eintritt in die Atmosphäre des Roten Planeten wurde um 16.42 Uhr MESZ über die weltweit grösste Radioteleskop-Anlage für Wellenlängen im Meterbereich, das Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) im indischen Pune, ein Kontakt mit dem EDM hergestellt, kurz nachdem es begonnen hatte, 75 Minuten vor Erreichen der oberen Schichten der Marsatmosphäre ein Bakensignal auszusenden. Dieses Signal wurde jedoch einige Zeit vor der Landung verloren.
Eine Reihe von Zeitfenstern war vorprogrammiert worden, um über die ESA-Sonde Mars Express sowie den Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) und die MAVEN-Sonden (Mars Atmosphere & Volatile Evolution) der NASA Signale des Landegeräts empfangen zu können. Auch für das Giant Metrewave Radio Telescope sind solche Zeitfenster vorgesehen.
Sollte Schiaparelli die Oberfläche unversehrt erreicht haben, dürften seine Batterien für einen drei- bis zehntägigen Betrieb ausreichen, was zahlreiche Gelegenheiten für die Wiederherstellung einer Kommunikationsverbindung bietet.
Während der Spurengasorbiter eine Reihe von wissenschaftlichen Instrumenten zur Untersuchung der Marsumgebung aus dem Orbit mitführt, ist Schiaparelli vor allem ein Technologiedemonstrator, der jedoch auch mit einer kleinen wissenschaftlichen Nutzlast für bodengestützte Beobachtungen ausgestattet ist.
Die Mission ExoMars 2016 ist der erste Teil eines internationalen Vorhabens, das die ESA gemeinsam mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos durchführt und zu dem auch die Mission ExoMars 2020 gehören wird. Diese 2020 zu startende zweite ExoMars-Mission wird ein russisches Landegerät und einen europäischen Rover umfassen, der Bohrungen bis in eine Tiefe von 2 m vornehmen wird, um nach unberührtem organischen Material zu suchen.
|
| Quelle:
Text DLR, 19. Oktober 2016 |
nach
oben
| Schiaparelli schweigt - Analyse der Abstiegsdaten von Schiaparelli ist im Gang |
|
Die essentiellen Daten, die das ExoMars-Landegerät Schiaparelli gestern während seines Abstiegs zur Oberfläche des Roten Planeten an sein Mutterschiff, den Spurengasorbiter (TGO), gefunkt hat, wurden per Datenrelais zur Erde gesendet und werden gegenwärtig von Experten analysiert.
Frühe Hinweise aus den Funksignalen, die sowohl von der weltweit grössten Radioteleskop-Anlage für Wellenlängen im Meterbereich, dem Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) beim indischen Pune, als auch von der ESA-Sonde Mars Express aus dem Orbit empfangen wurden, lassen darauf schliessen, dass das Landemodul die meisten Etappen seines sechsminütigen Abstiegs durch die Marsatmosphäre erfolgreich absolviert hat. Hierzu zählen unter anderem die Atmosphärenbremsung, die Entfaltung des Fallschirms und die Abtrennung des Hitzeschilds.
Der Datenempfang durch das GMRT und Mars Express brach jedoch kurz vor der erwarteten Landung des Moduls auf der Marsoberfläche ab. Die Diskrepanzen zwischen den beiden Datensätzen werden gegenwärtig von Experten im Raumflugkontrollzentrum der ESA in Darmstadt analysiert.
Um die Lage besser beurteilen zu können, mussten zunächst die ausführlichen Telemetriedaten des Spurengasorbiters untersucht werden, der zeitgleich mit dem Abstiegsflug von Schiaparelli ein entscheidendes, erfolgreich verlaufenes Manöver zur Einbringung in die Marsumlaufbahn durchgeführt hat. Die wichtigen Daten von Schiaparelli konnten aufgenommen und in den frühen Morgenstunden des heutigen Tages zur Erde gefunkt werden.
Diese Daten wurden nun zum Teil analysiert. Sie bestätigen, dass die Phasen des Eintritts und des Abstiegs in die Atmosphäre wie erwartet verlaufen sind, die Ereignisse nach dem Abwurf des hinteren Hitzeschilds und des Fallschirms jedoch auf einen nicht planmässigen Verlauf hindeuten. So scheint der Abwurf früher als geplant erfolgt zu sein, die Auswertung der Daten ist allerdings noch nicht abgeschlossen.
Was die Triebwerke anbetrifft, kann zwar mit Sicherheit gesagt werden, dass sie für eine kurze Zeit gezündet wurden, es aber danach aussieht, dass sie ihren Betrieb früher als erwartet eingestellt haben - in welcher Höhe dies geschah, muss ebenfalls noch analysiert werden.
Nach den gestrigen Ereignissen haben wir jetzt einen eindrucksvollen Orbiter in der Marsumlaufbahn, der sich wissenschaftlichen Aufgaben widmen kann und als Relaisunterstützung für die im Jahr 2020 zu startende ExoMars-Rovermission dienen wird", so ESA-Generaldirektor Jan Wörner. "Schiaparellis wichtigste Aufgabe lag in der Erprobung europäischer Landetechnologien. Dazu gehörte auch die Aufzeichnung von Daten beim Abstieg und es ist unerlässlich, dass wir nun herausfinden, was passiert ist, um für die Zukunft gerüstet zu sein."
"In Bezug auf das Testmodul Schiaparelli haben uns Daten erreicht, mit denen wir den gesamten Ablauf nachvollziehen können und die uns Hinweise darauf liefern werden, warum keine sanfte Landung erfolgte", erklärt David Parker, ESA-Direktor für bemannte Raumfahrt und robotische Exploration. "Ingenieurtechnisch gesehen ist es das, was wir von einem Test erwarten, und wir verfügen nun über äusserst wertvolle Daten, die wir auswerten können. Eine Untersuchungskommission wird sich näher mit diesen Daten befassen, zum jetzigen Zeitpunkt können wir keine weiteren Spekulationen anstellen."
Über die ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Europas Tor zum Weltraum, ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und anderswo zugutekommen.
Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik, Ungarn und das Vereinigte Königreich. Davon sind 20 auch Mitgliedstaaten der EU.
Die ESA arbeitet förmlich mit sieben anderen EU-Mitgliedstaaten zusammen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.
Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU zusammen, um die Programme Galileo und Copernicus zu verwirklichen.
Die ESA entwickelt Raumfahrzeugträger, Satelliten und Bodenanlagen, um sicherzustellen, dass Europa bei Raumfahrtvorhaben weltweit an der Spitze bleibt.
Sie entwickelt und startet Erdbeobachtungs-, Navigations-, Telekommunikations- und Astronomiesatelliten, schickt Raumsonden in entlegene Regionen des Sonnensystems und beteiligt sich an der bemannten Exploration des Weltraums.
|
| Quelle:
Text ESA, 20. Oktober 2016 |
| NASA: Landezonen von Marsmissionen |
|
 |
|
NASA Marsmissionen |
|
nach
oben
| Links |
|
 |
|
Externe Links |
|
