Das NASA-Raumschiff verspricht, eine Flamme zu betreten, nachdem China und die Vereinigten Arabischen Emirate die Marsumlaufbahn erreicht haben

Das Aufkommen des Monats der Roboterinvasion auf dem Mars. Vor sieben Monaten starteten die USA, China und die Vereinigten Arabischen Emirate Missionen auf der 480 Millionen km langen Reise zum Mars.

Letzte Woche kamen zwei der drei Missionen leise an und betraten die Marsumlaufbahn. Das letzte Raumschiff, das ankommen wird, die Mars 2020-Mission der NASA, wird jedoch nicht sanft in die Marsatmosphäre gelangen. Am Donnerstag, dem 18. Februar, sollte die jüngste Mission der NASA zum Mars nach einer beeindruckenden Darstellung äußerst komplexer Technik Beweise für das uralte mikrobielle Leben auf dem fernen Planeten aufdecken.

Um den Mars zu erreichen

Der Start zum Roten Planeten ist ein strategisches Manöver, das nur alle zwei Jahre durchgeführt werden kann. Dies ist auf die unterschiedlichen Geschwindigkeiten und die elliptische Form der Planetenbahnen um die Sonne zurückzuführen. Der als Opposition bezeichnete Punkt, an dem Erde und Mars nahe genug sind, um die Reisezeit zu verkürzen, tritt nur einmal alle zwei Jahre auf.

Eine Illustration der Flugbahn, die März 2020 zum Roten Planeten führt, einschließlich mehrerer Flugbahnkorrekturmanöver (TCMs) zur Anpassung der Flugbahn im Flug. (NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology)

Die jüngste Opposition fand im Juli 2020 statt. Das Ziel von vier internationalen Missionen zum Mars war es, die Erde in diesem Sommer zu verlassen. Angesichts der Notwendigkeit einer stärkeren Zertifizierung für Fallschirme muss das ExoMars Rosalind Franklin-Raumschiff der ESA jedoch auf den Start warten Die nächste Planetenopposition wird entstehen. Im Jahr 2022 mussten drei Roboter-Invasoren aus den USA, den Vereinigten Arabischen Emiraten und China aus der Erdumlaufbahn entkommen und zu interplanetaren Sternen werden.

Hoffnung kommt auf dem Mars an

Die erste interplanetare Mission der UAE Space Agency, ein Raumschiff namens Al-Amal oder die Hope Probe, wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Mohammed bin Rashid Space Center, dem Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik an der Universität von Colorado Boulder, Arizona State University, entwickelt. und das Space Science Laboratory an der University of California in Berkeley. Es wurde am 19. Juli 2020 vom Tanegashima Space Center in Japan an Bord der H2A202-Rakete gestartet. Am Dienstag, dem 9. Februar, war die Hope-Sonde die erste von drei Missionen, die die Reise zum Mars abgeschlossen und erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht haben.

Emirati Hope Probe. (Mohammed bin Rashid Raumfahrtzentrum)

Die Hope Probe hat in der Nähe der Marsumlaufbahn eine Geschwindigkeit von 121.000 km / h erreicht, was viel schneller ist als ein sicheres Manöver zum Eintritt in die Umlaufbahn zum Mars. Um auf die fast 18.000 km / h (11.000 mph) zu verlangsamen, die von der Mars-Umlaufbahn erfasst werden mussten, musste das Raumschiff die Hauptantriebsmotoren unabhängig starten und eine schmerzhafte 27-minütige Verbrennung der Mars-Umlaufbahn durchführen. Um zu kompensieren, wenn der Impuls fehlschlug, gab es ein Backup-Sicherheitsprotokoll, das die Brennlänge verdoppelte. Nach 27 harten Minuten berichtete das in Dubai ansässige Mohammed Bin Rashid Space Center, dass das Manöver erfolgreich abgeschlossen worden war und dass die Hope-Sonde ihr endgültiges Ziel erreicht hatte.

Eine Abbildung der drei wissenschaftlichen Instrumente an Bord der Hope Probe. (Mohammed bin Rashid Raumfahrtzentrum)

Im Gegensatz zu den Missionen der USA und Chinas zum Mars, die von einem Rover an die Oberfläche gestartet werden, bleibt die Hope-Sonde der VAE für die Dauer ihrer Mission – fast zwei Jahre auf dem Mars – im Orbit auf dem Mars. Das Raumschiff ist mit drei Instrumenten ausgestattet, zwei Spektrometern – eines im Infrarot und eines im Ultraviolett – zur Untersuchung der Marsatmosphäre und ein Fotograf zur Aufnahme hochauflösender Bilder, um die Oberfläche aus der Ferne zu untersuchen.

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Chinas Tianwen-1 Rover wird vor seiner Landung im Mai im Orbit schweben

Die gleiche Art von Manöver zum Einsetzen der Mars-Umlaufbahn wurde auf Chinas erster interplanetarischer Mission, dem Raumschiff Tianwen-1, durchgeführt. Tianwen-1 wurde am 23. Juli 2020 von China aus gestartet und erreichte nur einen Tag nach der Hope-Sonde am Mittwoch, dem 10. Februar, die Marsumlaufbahn.

Das Raumschiff Tianwen-1 musste unabhängig voneinander eine schmerzhafte 11-minütige “Brems” -Verbrennung durchführen, um es zu verlangsamen und es hinter dem Planeten zurückzulassen, als es von der Schwerkraft des Mars erfasst und in die Umlaufbahn gebracht wurde.

Das chinesische Raumschiff Tianwen-1 wurde 100 Millionen Kilometer von der Erde entfernt fotografiert. (CNSA)

Wie die Beharrlichkeit der NASA verfügt auch die Tianwen-1-Mission über einen Rover, der schließlich auf dem Mars landen wird. Der Prozess, das Raumschiff an die Oberfläche zu bringen, unterscheidet sich jedoch von dem der NASA-Mission Mars 2020 Mars 2020.

Das Raumschiff Tianwen 1 besteht aus zwei Komponenten, einem Orbiter und einem Rover. Derzeit ist geplant, dass der Orbiter einige Zeit im Marsorbit verbringt, um ihn gründlich zu beobachten, bevor er im Mai versucht, das Schiff zu landen. Im Idealfall landet das Raumschiff dann in einem Gebiet, das als Utopia Planitia bekannt ist.

Ein Schwarzweißbild des Mars, aufgenommen von Tianwen 1, dem ersten Schnappschuss des chinesischen Raumfahrzeugs. (CNSA)

Sobald der Rover die Oberfläche sicher erreicht hat, beginnt der Untersuchungszeitraum für die Mission. Der Rover verfügt über eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente, mit denen die Zusammensetzung der Marsoberfläche auf der Suche nach einer möglichen Verteilung von Wasser und Eis untersucht werden kann. Ähnlich wie der chinesische Yutu 2 Moon Rover, der den Mond erforscht, verfügt die Tianwen-1 auch über eine Panoramakamera, um den Planeten zu fotografieren.

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Beispiellose Ausdauer und Kreativität

Die letzte der drei Mars-Missionen – die Mars 2020-Mission der NASA Es wurde am 30. Juli 2020 gestartetVon der Space Force Station Cape Canaveral an Bord der Atlas 5-Rakete der United Launch Coalition. In Bezug auf das Kommen des Mars wurde das Beste sicherlich zum Schluss aufgehoben. Nach dem Erfolg der beiden anderen Expeditionen aus China und den Vereinigten Arabischen Emiraten war die Bühne für den dramatischen Einstieg bereit.

Diese Abbildung zeigt fünf Hauptkomponenten des Raumfahrzeugs März 2020: Von oben nach unten: die Kreuzfahrtbühne, die Heckschale, die Landestufe, den Hartnäckigkeitswagen und den Hitzeschild. Die verschiedenen Komponenten spielen eine wichtige Rolle während der Reise des Raumfahrzeugs zum Mars und seines Eintritts, Abstiegs und Abstiegs. (NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology)

Die Mars 2020 Perseverance-Mission der NASA ist mit Abstand die ehrgeizigste Mission, die während des Planetentransportfensters 2020 zum Mars gestartet werden soll. Die NASA versucht, nicht ein Raumschiff, sondern zwei Raumschiffe auf der Marsoberfläche zu landen. Die Mission im März 2020 in Höhe von 2,4 Milliarden US-Dollar besteht aus dem hartnäckigen Rover – Angetrieben durch die Wärme, die durch den radioaktiven Zerfall von Plutonium erzeugt wird – und der erste rotierende Hubschrauber dieser Art namens Ingenuity. Es ist geplant, am Donnerstag, dem 18. Februar, auf dramatische Weise anzukommen.

Anstatt ein Gasmanöver durchzuführen, um die Mars-Umlaufbahn zu verlangsamen und zu betreten, führt das Perseverance-Raumschiff die EDL-Verfahren (Entry, Descent and Landing) autonom durch – im Wesentlichen von mehreren tausend Meilen pro Stunde über langsames Absteigen unter einem Fallschirm bis hin zu leisem Abstieg nur Minuten.

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Das Raumschiff, das in einer Schutzantennenstruktur untergebracht ist und dessen starker Wärmeschutz der Oberfläche des Planeten zugewandt ist, wird in die Marsatmosphäre explodieren und ungefähr 20.000 km / h (12.500 Meilen pro Stunde) zurücklegen. Sobald dies erledigt ist, gibt Pesevereance seinen Wärmeschild auf und beginnt unabhängig damit, das Gelände von Martain zu scannen, um seine relative Position zu bestimmen und Anpassungen vorzunehmen, um einen idealen Landeplatz zu finden. Dann wird ein angetriebenes Fahrwerk eingesetzt, um den Rover den Rest des Weges langsamer zu machen und auf weniger als 3 km / h zu verlangsamen. Schließlich wird der Lander fliegen und ein komplexes Gurtsystem einsetzen, das Perseverance – und seinen Innovationshubschrauber – zur Landung auf die Marsoberfläche schneidet.

Mit dem Hitzeschild zum Planeten hin beginnt das NASA-Schiff Tenacity in dieser Abbildung durch die Marsatmosphäre abzusteigen. Hunderte kritischer Ereignisse müssen perfekt und pünktlich ausgeführt werden, damit der Rover am 18. Februar 2021 sicher auf dem Mars landen kann. (NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology)

Nach sieben Monaten interplanetarischer Reise geht alles auf die letzten sieben Minuten zurück – die Zeit, die die EDL-Operation voraussichtlich dauern wird. Alle Raumfahrzeug-Controller auf der Erde können den endgültigen Telemetriemesswert beobachten und warten, der anzeigt, dass Perseverance erfolgreich gelandet ist. Deshalb erhielt dieser Prozess den Spitznamen “Sieben Minuten des Terrors”.

Ab 11.15 Uhr PST (19:15 UTC) am Donnerstag, den 18. Februar, wird die NASA den Perseverance-Landeversuch live übertragen. Die Agentur wird die Berichterstattung auf NASA TV und ihrer Website übertragenSowie eine Reihe anderer Plattformen, darunter YouTube, Twitter, Facebook, LinkedIn, Twitch, Daily Motion, Theta.TV und die NASA-App.

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