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Die ehrgeizige Mission von JAXA nach Phobos wird auch einen in Europa gebauten Rover umfassen

Japan und Deutschland haben eine lange Geschichte der Zusammenarbeit in wissenschaftlichen und technologischen Bereichen. Staaten haben Gemeinsamer Ausschuss für die Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Wissenschaft und Technologie die sich im Laufe der Jahrzehnte oft getroffen haben. Beide Länder haben fortgeschrittene und starke Volkswirtschaften und fortgeschrittenes technisches Wissen, daher ist es logisch, dass sie bei wissenschaftlichen Aktivitäten zusammenarbeiten würden.

Diesmal geht es bei ihrer Zusammenarbeit um einen kleinen kartoffelförmigen Felsbrocken: den Marsmond Phobos.

Im Jahr 2024 plant die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) den Start Erforschung der Marsmonde (MMX) zu Phobos und Deimos. Deimos wird das schnelle Heilmittel bekommen, aber Jaksa hat ehrgeizigere Ideen für Phobos. Sie planen, ein Raumschiff auf Phobos zu landen – vielleicht zweimal – und Proben zu sammeln, um sie zur Erde zurückzubringen. (JAXA hat eine großartige Erfolgsbilanz beim Sammeln von Samples von anderen Stellen, also wetten Sie nicht darauf.)

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) schickt einen Rover auf die Mission. Der Rover heißt MMX Rover und ist ein kleines, 25 kg (55 lb) schweres Radfahrzeug, das aus einer Höhe von etwa 50 Metern auf die Oberfläche von Phobos „fallen gelassen“ wird.

Dieses Foto zeigt den MMX-Rover bei der Anlieferung zum DLR-Standort Bremen, wo er fertiggestellt wird.  Bildnachweis: DLR.
Dieses Foto zeigt den MMX-Rover, der zum DLR-Standort in Bremen geliefert wird, wo die Ingenieure seine Montage abschließen werden. Bildnachweis: DLR.

„Mit dem MMX-Rover betreten wir technologisches Neuland, denn noch nie hat ein fahrbares Erkundungsfahrzeug einen kleinen Himmelskörper mit nur einem Tausendstel der Erdanziehungskraft durchquert“, sagte Dr. Markus Gripenstein vom DLR-Zentrum für Robotik und Mechatronik in Oberpfaffenhofen.

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Das Platzieren des Rovers auf der Oberfläche von Phobos ist kein normaler Landevorgang. Das Miniauto wird auf den Mond fallen gelassen und kollabiert, wenn es fällt. Wenn sie an die Oberfläche kommt, muss sie sich aufrappeln und an die Arbeit gehen.

„Wenn der Rover nach der Trennung vom Raumschiff frei auf Phobos fällt, wird er bei seiner harmlosen Landung mehrere „Saltos“ vollführen und sich in einer unvorhersehbaren Position niederlassen, aus der er sich mit Hilfe des Antriebssystems selbstständig aufrichten und aufrichten muss entfaltet seine eigenen Solarpanels“, sagt Grinstein, DLR-Projektleiter MMX Vehicle. „Schließlich wird er sich mit einer Geschwindigkeit von nur wenigen Millimetern pro Sekunde sehr vorsichtig bewegen, um trotz seiner geringen Schwerkraft mit den eigenen Rädern den Bodenkontakt zu halten.“

Dort wird es seine Instrumente einsetzen: ein Radiometer und ein Raman-Spektrometer für In-situ-Messungen der Mondoberfläche. Warum diese beiden?

Ein RAX-Raman-Spektrometer (Raman-Spektrometer für MMX.) wird die Mineralzusammensetzung von Phobos bestimmen. Bildnachweis: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Der Grund sind Fragen zu Phobos und ihrem Bruder Deimos. Die Wissenschaftler sind sich nicht sicher, ob es sich um Asteroiden handelt, die aus dem Hauptgürtel oder anderswo im Sonnensystem gefangen wurden – vielleicht sogar aus der Ferne des Kuipergürtels – oder ob es sich um Trümmerhaufen-Asteroiden handelt, die sich auf dem Mars gebildet haben. Einige Beweise zeigen, dass sie durch die Anziehungskraft des Mars auseinandergerissen werden. Es kann schon einmal zerstört und wieder repariert worden sein, oder es könnte das Ergebnis eines Einschlags gewesen sein, der Marsmaterie in die Umlaufbahn geschickt hat, wo sie sich vereinigt hat.

Ein Raman-Spektrometer wird die metallische Zusammensetzung von Phobos aufdecken. Die Mineralzusammensetzung ist entscheidend für das Verständnis der Ursprünge von Phobos. Wie bei jedem Objekt im Sonnensystem sagt seine Zusammensetzung den Wissenschaftlern, woher es stammt. Beispielsweise kommen einige Elemente häufiger im inneren Sonnensystem vor, während andere außerhalb entstehen Frostlinie.

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Rover Strahlungsmessgerät Es wird die Stärke der elektromagnetischen Strahlung des Mondes messen. Es stellt sich auf das Infrarotspektrum ein und misst effektiv die Temperatur von Phobos. Dies hilft, die Porosität des Mondes zu verstehen, die Wissenschaftler mit anderen Körpern des Sonnensystems vergleichen können. Wissenschaftler können diese Daten verwenden, um die Ursprünge des Mondes zu verstehen.

Das Radiometer misst die Stärke der von Phobos ausgehenden Infrarotstrahlung. Dies wiederum sagt Wissenschaftlern etwas über die Porosität des Mondes aus, und durch den Vergleich mit Asteroiden und Kometen können sie beginnen, seine Ursprünge zu verstehen. Bildnachweis: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Der Rover wird außerdem über vier Kameras verfügen: zwei für die Navigation und zwei zur Überwachung der Räder am Boden.

Der Höhepunkt der Aufgabenerfüllung ist die Rückgabe der Probe. JAXA beabsichtigt, seine beeindruckende Probenahmeleistung von der Mission Hayabusa 2 zu übertreffen, die Proben des Asteroiden Ryugu lieferte, bei denen es sich um kohlenstoffreiche Fragmente handelt. Sie werden helfen, die Quelle des Wassers und der organischen Moleküle zu bestimmen, die der Erde zugeführt werden.

Mit MMX hofft JAXA, eine Probe zu sammeln, die viel größer ist als die von Ryugu, bis zu 100-mal größer. Aufgrund der Bedingungen auf Phobos hat die Mission nur 90 Minuten Zeit, um Proben zu sammeln, bevor die Dunkelheit zurückkehrt und das Raumschiff die Oberfläche verlassen muss. Wenn alles gut geht, wird die Probe 2029 zur Erde zurückkehren.

Diese Einschränkungen wirken sich nicht auf den Rover aus. Es wird seine Messungen vornehmen und dann auf Phobos sterben, aber zuerst wird es seine Probenentnahme beisteuern. Der MMX Rover wird zuerst die Oberfläche erreichen und dabei helfen, das Erkundungsmodul zu lokalisieren, damit es landen kann. Daten und Bilder der Sonde werden auch als Referenz für die Instrumente des Orbiters verwendet.

Bei dieser Aufgabe gibt es Ebenen der internationalen Zusammenarbeit. Die MMX-Mission ist ein Japan-Projekt, das DLR wird den Rover liefern. Aber Spanien hilft bei der Entwicklung eines Raman-Spektrometers, und auch die französische Raumfahrtbehörde ist an dem Projekt beteiligt.

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Wenn die Mission also auf Phobos landet und erfolgreich Proben sammelt, wird es in vielen Ländern Teams jubelnder Wissenschaftler und Ingenieure geben.

Zeigen Sie Ihren zufriedenen JAXA-Mitarbeitern "Fünfte" Zeichen des Sieges, nachdem Hayabusa 2 erfolgreich Proben vom Asteroiden Ryugu gesammelt hat.  Bildnachweis: JAXA
Zufriedene JAXA-Mitarbeiter zeigten ihre „V“-Zeichen des Sieges, nachdem Hayabusa 2 erfolgreich Proben vom Ryugu-Asteroiden gesammelt hatte. Bildnachweis: JAXA

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