Første test for at lande Martian Moons eXploration rover

Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Martian Moons eXploration (MMX) mission vil have en tysk-fransk rover om bord, når den opsendes i 2024. Roveren vil lande på Marsmånen Phobos og udforske dens overflade i cirka tre måneder. Indledende landingstest er i øjeblikket i gang på det tyske luftrumscenter (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) landings- og mobilitetstestfacilitet (Lande- und Mobilitätstest Anlage; LAMA) i Bremen. Ved hjælp af en første foreløbig udviklingsmodel, ingeniørerne er ved at bestemme, hvor robust designet af den cirka 25 kilo tunge rover skal være for at modstå et stød på månens overflade efter et frit fald på omkring 40 til 100 meter.

"Under laboratorieforhold, vi taber den foreløbige model af MMX Rover fra en højde på fem centimeter på en foranderlig overflade i forskellige vinkler, " forklarer testchef Michael Lange fra DLR Institute of Composite Structures and Adaptive Systems. "På denne måde, da Phobos kun har cirka to tusindedele af Jordens tyngdekraft på overfladen, vi kan simulere intensiteten af ​​påvirkningen for roverstrukturen." En særlig udfordring er, at den fritfaldende rover kunne ankomme til overfladen i enhver orientering, muligvis også at ramme en sten. "For at simulere denne situation, vi bruger to halvkugler med diametre på to og ni centimeter, der er placeret i en seng af sand, ud over en flad plade, " siger Michael Wrasmann fra DLR Institute of Space Systems. "Den nøjagtige placering af landingen på overfladen af ​​Phobos er et spørgsmål om tilfældigheder, og vi bruger disse analyser til at forberede de forskellige mulige scenarier."

Kerner lavet af aluminium honeycomb

Den foreløbige testmodel i laboratoriet ligner allerede den endelige MMX Rover, med to monterede hjul og to dummy-hjul og et mekanisk sikkerhedssystem til start og landing. Det bliver brugt til at opdage og adressere potentielle strukturelle svagheder så detaljeret som muligt. Roverens hus på 47,5 centimeter gange 55 centimeter gange 27,5 centimeter er en letvægtskonstruktion bestående af præcist afstivede sandwichkomponenter med ydre lag lavet af kulfiberforstærkede polymerer (CFRP) og kerner lavet af aluminiums honeycomb. Ud over laboratorietestene, Der udføres også omfattende computersimuleringer for at dække en lang række andre landingssituationer. For at forbedre nøjagtigheden af ​​den mekaniske simuleringsmodel, test af roverstrukturens vibrationsadfærd bliver også udført som en del af kampagnen. Resultaterne af eksperimenterne vil hjælpe forskerne med at definere designet af MMX Rover mere detaljeret. "I 2021, vi planlægger at teste en væsentligt mere repræsentativ strukturel model udstyret med alle komponenterne i bevægelsessystemet. Denne består af fire hjul fastgjort til bevægelige ben og en foldbar mekanisme bag på roveren. Hvis roveren lander på siden, denne mekanisme vil bringe den i en position, hvor den selvstændigt kan bevæge sig ind i den endelige køreorientering og installere sine solpaneler, " forklarer DLRs overordnede projektleder for MMX Rover, Markus Grebenstein fra DLR's Robotics and Mechatronics Center (RMC) i Oberpfaffenhofen.

Ud over de strukturelle spændinger forårsaget af landingen, roveren vil blive udsat for ekstreme miljøforhold. Phobos varmes op fra -150 til +50 grader Celsius inden for en dag-nat-cyklus, der varer lidt over syv timer. Det indre af roveren skal aktivt holdes på en forholdsvis konstant temperatur for at sikre kvaliteten af ​​de videnskabelige målinger. "Af denne grund, omfattende test af roverens temperaturadfærd vil også blive udført i 2021 ved hjælp af en termisk model, " fortsætter Grebenstein.

Lanceringen af ​​roveren med JAXA Martian Moons eXploration (MMX) mission er planlagt til 2024, med indsættelse i kredsløb om Mars i 2025. Missionens mål er de to måner Phobos og Deimos, som kan være asteroider fanget af den røde planet eller kan være dannet som et resultat af kollisionen af ​​et større legeme med Mars. Mars' dannelsesmekanisme, Phobos og Deimos-systemet er en af ​​nøglerne til en bedre forståelse af planetdannelsen i solsystemet. Landingen af ​​MMX-roveren som en del af missionen er planlagt til slutningen af ​​2026 eller begyndelsen af ​​2027. Den vil bruge cirka 100 dage på at analysere Marsmånens overfladeegenskaber i detaljer og dermed bidrage til at løse det videnskabelige puslespil om dens oprindelse.