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Roboterarm soll Mars-Maulwurf helfen
Redaktion
/ Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
12. April 2019
Die Rammsonde des Heat Flow and Physical Properties Package an Bord des NASA-Marslanders
InSight, der sogenannte
Mars-Maulwurf, steckt noch immer in einer Tiefe von nur 30 Zentimetern im Marsboden fest.
Jetzt haben Teams in den USA und in Deutschland einen Verdacht, woran das liegt
und einen Plan entwickelt, wie sie dem Mars-Maulwurf helfen können.
Die Trägerstruktur des HP3-Instruments (Heat
Flow and Physical Properties Package) bewegte
sich beim Hämmern leicht, wie die kreisförmigen
"Fußabdrücke" des Instruments zeigen.
Bild: NASA/JPL-Caltech [Großansicht] |
Es gibt einen neuen Plan, um den Marsmaulwurf des Deutschen Zentrums für
Luft- und Raumfahrt (DLR) auf der NASA-Mission InSight zu unterstützen.
Der Maulwurf HP3 ist eine Art selbstschlagender Nagel, der bisher etwa 30
Zentimeter tief in den Marsboden vorgedrungen ist. Seit dem 28. Februar 2019 war
es nicht mehr möglich, tiefer in den Boden zu gelangen. Tests mit dem Maulwurf
auf dem Mars sowie Tests mit Nachbauten der Rammsonde beim DLR in Deutschland
und am Jet Propulsion Laboratory der NASA gaben Einblicke in die
möglichen Ursachen der Situation.
Wahrscheinlich ist der Halt des Maulwurfs im umgebenden Boden unter der
geringeren Schwerkraft auf dem Mars nicht ausreichend, wobei sich auch kleine
spaltförmige Hohlräume zwischen Maulwurf und Boden ausgebildet haben könnten.
Nun planen die Wissenschaftler und Ingenieure der InSight-Mission, die
auf dem Maulwurf sitzende Stützstruktur mit dem Roboterarm des Landers
wegzuheben. Von dem Gehäuse befreit, kann die Situation genauer betrachtet
werden und es wird möglich, die Rammsonde beim weiteren Hämmern direkt mit dem
robotischen Arm zu unterstützen. Der Hubvorgang wird im Juni schrittweise
kommandiert.
Zunächst wird die Stützstruktur gegriffen. Im Laufe einer Woche wird der Arm
dann die Struktur in drei Schritten anheben und Bilder aufnehmen. Mit dem
behutsamen Vorgehen wollen die Ingenieure sicherstellen, dass der Maulwurf, der
bereits zu Dreivierteln im Boden ist, nicht herausgezogen wird. "Wir wollen die
Stützstruktur anheben, weil wir den Maulwurf unter der Hülle und im Boden bisher
nicht sehen können und so auch nicht genau wissen in welcher Situation er sich
befindet", sagt der wissenschaftliche Leiter des HP3-Experiments Prof. Tilman
Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung. "Ziemlich sicher sind wir uns
mittlerweile, dass dem Maulwurf der mangelnde Halt im Boden zu schaffen macht,
weil die Reibung des umgebenden Regoliths unter der geringeren Schwerkraft des
Mars deutlich schwächer ausfällt als erwartet."
Am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen durchgeführte Tests haben
bestätigt, dass dies unter unglücklichen Umständen geschehen kann. Seitlicher
Halt und Reibung sind wichtig für den Maulwurf, da der bei jedem Schlag erzeugte
Rückstoß durch Reibung am Boden aufgefangen werden muss. Zudem besteht weiter
die Möglichkeit, dass der Marsmaulwurf einen Stein getroffen hat. Die Rammsonde
wurde allerdings so konzipiert, dass sie kleinere Steine wegdrücken kann. Sie
könnte aber aktuell zwischen einem Stein und der umgebenden Stützstruktur
eingeklemmt sein. Wenn dies der Fall ist, kann eine Bewegung der Stützstruktur
es ermöglichen, das Hindernis zu überwinden.
Der Landeplatz wurde so gewählt, dass er flach ist und so wenige Steine wie
möglich an der Oberfläche zeigt. Das bedeutet in der Regel, dass es im Boden
ebenfalls weniger Steine gibt. "Wir gehen davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit
einen zu großen Stein zu treffen nur bei wenigen Prozent liegt", so Spohn
weiter.
Nach anheben des Gehäuses wollen die Forscher entscheiden, wie sie dem
Maulwurf am besten helfen können. "Wir planen den Roboterarm zu nutzen, um nah
am Maulwurf auf den Boden zu drücken. Durch die zusätzliche Last erhöht sich der
Druck auf den Maulwurf und damit die Reibung an seiner Außenwand", erklärt
Spohn. "Unsere Berechnungen am DLR zeigen, dass wir nahe an das Gerät
heranmüssen. Unmittelbar über dem Maulwurf, der ja etwas schräg im Boden sitzt,
und nahe dran ist die Wirkung am größten. Ohne die Stützstruktur wegzunehmen,
hätten wir zu viel Abstand und die Wirkung wäre zu gering."
Die Stützstruktur des HP3-Experiments wird schrittweise angehoben, da sich im
Inneren des Gehäuses Federn befinden, die möglicherweise noch mit dem hinteren
Ende des Marsmaulwurfs in Kontakt stehen. "Wenn das der Fall ist, sollten wir
vorsichtig beim Anheben sein, damit wir nicht versehentlich die Rammsonde aus
dem Boden ziehen", sagt NASA-Ingenieur Troy Hudson. "Falls das passiert, können
wir sie nicht wieder zurück in ihr Loch setzen oder sie anderweitig direkt mit
dem robotischem Arm anheben. Also heben wir die Stützstruktur nach und nach an
und prüfen, dass der Maulwurf nicht mitkommt."
Ein Umsetzen des Maulwurfs würde zudem nicht weiterhelfen, selbst wenn der
Arm die Raumsonde greifen könnte. "Wir denken, dass die aktuellen
Schwierigkeiten am wahrscheinlichsten einem Mangel an Reibung im Mars-Regolith
geschuldet sind. Selbst wenn wir also den Marsmaulwurf umsetzen könnten, würde
das vermutlich nicht helfen, denn wir hätten an einer anderen Stelle immer noch
das gleiche Reibungsproblem", ergänzt Hudson.
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