Beine für die Landung auf dem Mars
Um auf dem Roten Planeten sicher zu landen, haben europäische Ingenieurinnen und Ingenieure der Europäischen Weltraumorganisation ESA ein Skelett des vierbeinigen ExoMars-Landemoduls getestet. Dabei haben sie das Modul mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und aus verschiedenen Höhen auf simulierte Marsoberflächen fallen lassen.
Bild: Airbus Defence and Space GmbH 2025
Die Landebeine sind neben Fallschirmen und Triebwerken, die den Abstieg des Raumfahrzeugs auf den Mars verlangsamen, eine entscheidende Ausrüstung für die sichere Landung der ExoMars-Rosalind-Franklin-Rover-Mission der ESA im Jahr 2030.
Über einen Monat lang führten Teams von Thales Alenia Space und Airbus Dutzende von Vertikalfalltests mit einem Modell der Landungsplattform in Originalgröße in den ALTEC-Einrichtungen in Turin, Italien, durch. Während Thales Alenia Space die industrielle Leitung der Mission innehat, stellt Airbus die Landeplattform zur Verfügung und ALTEC bietet technische Unterstützung.
Die leichten, ausfahrbaren Beine sind miteinander verbunden und mit Stoßdämpfern ausgestattet, um Stößen standzuhalten. Während der Testreihe ahmten die vier Beine die Struktur und Abmessungen der Beine nach, die zum Mars fliegen werden. Unter Berücksichtigung aller möglichen Landungsszenarien bereiten sich die Teams darauf vor, was passieren würde, wenn das Raumfahrzeug in einem Winkel oder auf einem Felsen aufsetzen würde.
„Das Letzte, was man will, ist, dass die Plattform umkippt, wenn sie die Marsoberfläche erreicht. Diese Tests werden ihre Stabilität bei der Landung bestätigen“, sagt Benjamin Rasse, Teamleiter der ESA für das ExoMars-Landemodul.
Erfassen des Bodens
Ein weiteres Ziel der Kampagne ist es, die Leistung der Touchdown-Sensoren zu überprüfen. Ein in allen vier Beinen installiertes System erkennt, wenn sich das Raumfahrzeug der Oberfläche nähert, und löst nach einer sanften Landung das Abschalten der Abstiegstriebwerke aus. Allerdings benötigt das Raumfahrzeug nach der Landung etwas Zeit, um seine Motoren abzuschalten. Wenn die Sensoren zu lange brauchen, um mit dem Antriebssystem zu kommunizieren, könnten die Raketenstrahlen Marsboden nach oben schleudern und die Plattform beschädigen, möglicherweise sogar umwerfen.
„Wir wollen die Abschaltzeit auf einen Wimpernschlag reduzieren, auf nicht mehr als 200 Millisekunden nach der Landung. Wir freuen uns, berichten zu können, dass diese kritischen Sensoren innerhalb der Grenzen für eine sichere Landung gut funktionieren“, erklärt Benjamin.
Hämmern für den Mars
Bei über einem Dutzend vertikaler Falltests veränderte das Team die Geschwindigkeit und Höhe der Stürze um einige Zentimeter. Bei dieser ersten Testreihe wurde das Modell sowohl auf harte als auch auf weiche Oberflächen fallen gelassen, wobei letztere mit pulverförmigem, marsähnlichem Boden gefüllt waren.
Die chemische Zusammensetzung der Körner ähnelt dem sandigen Boden des Roten Planeten und ist dieselbe, die auch für die Prüfung der Mobilität des Rosalind Franklin Rovers verwendet wurde.
Weitere Stürze für Rosalind
In den kommenden Monaten wird die Plattform mit höherer Geschwindigkeit auf einen Schlitten fallen gelassen, um ihre Stabilität bei einer schrägen Landung zu testen. Diese neue Konfiguration erfordert Sicherheitsverbesserungen in der Testanlage für das Personal, das die Kampagne durchführt. Aufnahmen von Hochgeschwindigkeitskameras und Messungen von Sensoren, Beschleunigungsmessern und Lasern, die am Modell installiert sind, werden in ein Computermodell des ExoMars-Landers und seiner Beine eingespeist.
Das Team wird dann mithilfe eines Algorithmus Landungsszenarien auf dem Mars simulieren und die Stabilität des Moduls im Countdown zum Start, der derzeit für 2028 geplant ist, bestätigen.
Quelle (Englisch): https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Legs_made_for_a_Mars_landing