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Mars-Aufstiegsfahrzeug der NASA macht Fortschritte bei der Rückgabe von Marsproben
Ein Entwicklungsmotor, der auf dem Design eines Feststoffraketenmotors der zweiten Stufe für das Mars Ascent Vehicle (MAV) der NASA basiert, wird am 29. März in der Anlage von Northrop Grumman in Elkton, Maryland, getestet. Als wichtiger Teil der NASA-ESA-Mars-Sample-Return-Kampagne wäre die MAV die erste Rakete, die von einem anderen Planeten abgefeuert wird.
Der erste Raketenstart von der Oberfläche eines anderen Planeten wird mit zwei Feststoffraketenmotoren durchgeführt.
Das Mars Ascent Vehicle (MAV) der NASA hat kürzlich einige wichtige Meilensteine zur Unterstützung des Mars Sample Return-Programms erreicht. Das Mars Ascent Vehicle wäre der erste Start einer Rakete von der Oberfläche eines anderen Planeten. Das Team, das MAV entwickelt, führte erfolgreiche Tests der für den Start benötigten Feststoffraketenmotoren der ersten und zweiten Stufe durch.
Mars Sample Return wird wissenschaftlich ausgewählte Proben zur Untersuchung mit den modernsten Instrumenten der Welt auf die Erde bringen. Diese strategische Partnerschaft mit der ESA (Europäische Weltraumorganisation) beinhaltet die erste Mission zur Rückführung von Proben von einem anderen Planeten. Die Proben, die derzeit vom Perseverance Rover der NASA während seiner Erkundung eines alten Flussdeltas gesammelt werden, haben das Potenzial, die frühe Entwicklung des Mars aufzudecken, einschließlich des Potenzials für antikes Leben.
Das Mars Ascent Vehicle (MAV)-Team der NASA hat kürzlich erfolgreiche Motortests durchgeführt, mit denen die erste Rakete von der Marsoberfläche gestartet werden soll. Der MAV-Start wird mit zwei Feststoffraketenmotoren durchgeführt – SRM1 und SRM2.
MAV wird vom Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, verwaltet und soll derzeit im Juni 2028 starten. Die Proben sollen Anfang der 2030er Jahre auf der Erde eintreffen. Das Mars Sample Return Program wird vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien verwaltet.
Damit das MAV erfolgreich ist, führt das Team umfangreiche Tests, Analysen und Überprüfungen des Designs und der Komponenten des MAV durch. Das Fahrzeug wird während des Starts von der Erde, einer zweijährigen Reise zum Mars und einer fast einjährigen Aufnahme der von Perseverance gesammelten Proben an Bord des Sample Retrieval Lander reisen.
Nachdem der Probentransferarm am Lander die Proben von Perseverance in einen Probenbehälter in der Nase der Rakete geladen hat, startet das MAV vom Mars in die Umlaufbahn um den Planeten und gibt den Probenbehälter frei, damit der Earth Return Orbiter ihn einfangen kann.
Der MAV-Start wird mit zwei Feststoffraketenmotoren durchgeführt – SRM1 und SRM2. SRM1 wird MAV von der Oberfläche des Roten Planeten wegtreiben, während SRM2 die zweite Stufe von MAV drehen wird, um den Probenbehälter in die richtige Marsumlaufbahn zu bringen, damit der Earth Return Orbiter ihn finden kann.
Um die Designs der Feststoffraketenmotoren zu testen, bereitete das MAV-Team Entwicklungsmotoren vor. Dadurch konnte das Team sehen, wie die Motoren funktionieren und ob Anpassungen vorgenommen werden sollten, bevor sie für die Mission gebaut werden. Der SRM2-Entwicklungsmotor wurde am 29. März 2023 im Northrop Grumman-Werk in Elkton, Maryland, getestet. Anschließend wurde der Entwicklungsmotor des SRM1 am 7. April auf der Edwards Air Force Base in Kalifornien getestet.
Der Test von SRM1 wurde in einer Vakuumkammer durchgeführt, die auf minus 20 Grad Celsius (minus 4 Grad Fahrenheit) gekühlt wurde, und ermöglichte es dem Team, auch eine Überschall-Splitline-Düse zu testen, die Teil des Schubvektorkontrollsystems von SRM1 ist. Die meisten kardanischen Feststoffraketenmotordüsen sind so konstruiert, dass sie der extremen Kälte, der MAV ausgesetzt sein wird, nicht standhalten können. Deshalb musste sich das Team von Northrop Grumman etwas einfallen lassen, das dies kann: eine hochmoderne Trapped-Ball-Düse mit einem Überschall-Trennlinie.
Nach dem Testen und Zerlegen des SRM1-Entwicklungsmotors zeigte die Analyse, dass sich der Einfallsreichtum des Teams als erfolgreich erwies.
„Dieser Test zeigt, dass unser Land in der Lage ist, eine Trägerrakete zu entwickeln, die leicht genug ist, um zum Mars zu gelangen, und robust genug, um eine Reihe von Proben in die Umlaufbahn zu bringen und zur Erde zurückzubringen“, sagte Benjamin Davis, MAV-Antriebsmanager bei der NASA Marshall Space Flight Center. „Die Hardware zeigt uns, dass unsere Technologie bereit ist, mit der Entwicklung fortzufahren.“
Tatsächlich hat die Überschall-Splitline-Düse den sechsten von neun von der NASA entwickelten Technologiereifegrad – bekannt als TRL-6 – erreicht. TRL-1 ist der Ausgangspunkt, an dem es lediglich eine Idee für eine neue Technologie gibt, während TRL-9 bedeutet, dass die Technologie entwickelt, getestet und erfolgreich für eine Weltraummission eingesetzt wurde.
Davis sagte, dass die Überschall-Splitline-Düse im April durch Vakuum-Prüfstandstests und groß angelegte Heißbrandtests TRL-6 erreicht habe. Die Ergebnisse werden unabhängig ausgewertet und im August bestätigt.
Die Überschall-Splitline-Düse wird außerdem Qualifizierungstests unterzogen, um sicherzustellen, dass sie den starken Erschütterungen und Vibrationen beim Start, dem nahezu Vakuum des Weltraums und der extremen Hitze und Kälte, die während der MAV-Reise zu erwarten sind, standhält.
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Zusätzlich zu den Motortests führte das MAV-Team kürzlich seine vorläufige Designprüfung durch, bei der es sich um eine viertägige, eingehende Überprüfung des Gesamtdesigns von MAV handelte. Stephen Gaddis, Projektmanager für Mars Ascent Vehicle, sagte, MAV habe diese Prüfung bestanden, was bedeutet, dass sich das Team nun darauf konzentrieren kann, MAV vor der kritischen Designprüfung im nächsten Sommer weiter zu verbessern.
NASA Marshall entwirft, baut und testet MAV zusammen mit den beiden Hauptauftragnehmern des Projekts, Lockheed Martin Space und Northrop Grumman. Lockheed Martin Space ist der Gesamtsystemintegrator und stellt mehrere Subsysteme bereit, und Northrop Grumman liefert die Hauptantriebssysteme der ersten und zweiten Stufe. Das Mars Sample Return Program wird vom JPL in Südkalifornien verwaltet.
Erfahren Sie mehr über die Mars Sample Return-Kampagne.
Die geplante Mars Sample Return (MSR)-Kampagne der NASA würde eines der vorrangigsten Ziele zur Erforschung des Sonnensystems erfüllen, die von den National Academies of Sciences, Engineering and Medicine in den letzten drei zehnjährigen Untersuchungen festgelegt wurden. Diese strategische Partnerschaft mit der ESA (Europäische Weltraumorganisation) umfasst die erste Mission zur Rückgabe von Proben von einem anderen Planeten, einschließlich des ersten Starts von der Oberfläche eines anderen Planeten. Die Proben, die der NASA-Rover Perseverance während seiner Erkundung eines alten Flussdeltas sammelt, gelten als beste Gelegenheit, die frühe Entwicklung des Mars und das Potenzial für antikes Leben aufzudecken.
Jonathan Deal
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala.
256-631-9126
DC Agle
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien.
818-393-9011
Dewayne Washington
NASA-Hauptquartier, Washington
301-832-5867
Geschrieben von Jessica Barnett
2023-105
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