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Red Rover goes to Mars Ein Aufsatz von: Reto Trappitsch
Vorwort Dieser Aufsatz wurde von mir speziell für das Projekt Red Rover goes to Mars geschrieben. Der Aufsatz dreht sich um das Projekt des Marslanders 2001. Ich will damit dem Leser einen Einblick in diese Mission geben. Dabei wird vorausgesetzt, dass der Leser noch gar nichts über dieses Projekt weiss. Jedoch können diejenigen, welche mit diesem Projekt bereits bestens vertraut sind, diesen Aufsatz zur Wiederauffrischung ihres Wissens lesen. Zur Fertigstellung dieses Aufsatzes haben neben mir verschiedene andere Personen beigetragen. Der Zweck dieses Aufsatzes besteht darin, ihn der Planetary Society vorzulegen, die dann entscheiden wird, ob ich nach Amerika darf um bei diesem Projekt mitzuhelfen. Ich möchte natürlich sehr gerne bei diesem Projekt dabei sein, da ich bereits sechs Jahre Astronomie betreibe, schon viel gelernt habe und mein Wissen auch einmal im Bereich der Raumfahrt erweitern möchte. Für mich wäre dieses Projekt eine grosse Chance, denn ich werde in meinem späteren Leben beruflich sicher im Bereiche Astronomie arbeiten. Inhalt:
So wie es bis jetzt aussieht, sollte die Mars Surveyor Orbitalstation am 30. März 2001 starten. Nach der Ankunft beim Mars sollte die Orbitalstation ihre Sonnensegel ausfahren und betriebsbereit sein. Die Ziele der Mars Mission 2001 liegen bestimmt darin, dass uns die Mission darüber aufklären soll, wie man die Instrumente bei späteren unbemannten Missionen schützen muss. Der noch fast wichtigere Punkt ist jedoch, zu ergründen, wie man den Menschen und seine Ausrüstung bei einer späteren bemannten Mission schützen kann. Auch wird mit Hilfe des Instrumentes MIP (siehe 2.5) getestet, ob man auf dem Mars Treibstoff für den Rückflug zur Erde produzieren kann. Das Ziel, welches diese Mission verfolgt liegt also darin, wie der Mensch auf dem Mars überleben kann. Es werden vielerlei Daten gesammelt, die uns über dieses Thema Aufschluss geben. Dazu kommt noch, dass man herausfinden möchte, wie der Mars früher war. Also wie dort das Klima war und ob es dort einmal Wasser hatte. 1.1.1 Was für Ziele ich besonders gut finde Eigentlich finde ich alle Ziele der Mission sehr gut gewählt. Das für mich persönlich wichtigste Ziel ist sicher, wie sich der Mensch bei einer evt. bemannten Marslandung zu schützen hat. Auch muss er dabei seine zusätzlichen Instrumente schützen. Es muss meiner Ansicht nach jeder Gefahrenfaktor erkannt sein, bevor man Menschen zum Mars schickt. So würde nämlich das Risiko für Mensch und Ausrüstung nach menschlichem Ermessen so gering wie möglich gehalten.
Die Instrumente des 2001 Landers sind sehr zahlreich. Zum Einen besitzt der Lander fix montierte Instrumente, und zum anderen besitzt er einen Rover. Jedes dieser Instrumente hat einen - wissenschaftlich gesehen - wertvollen Zweck. Die Daten, die wir von den Instrumenten erhalten, können für spätere unbemannte oder sogar bemannte Marsmissionen sehr nützlich sein. Das APEX (Athena Precursor Experiment) besteht aus vier Instrumenten. Nämlich:
Diese vier Instrumente werden die Form und Beschaffenheit der Felsen und des Bodens analysieren. Das Ziel ist, die Umweltbedingungen des Mars, der früher möglicherweise feuchter und wärmer war, zu erforschen.
Das Instrument MECA (Mars Environmental Compatibility Assessment) kann uns Aufschluss über die Gefahren einer evt. Marslandung geben, z. B. wie gefährlich der Marsstaub für die Astronauten oder für ihre Ausrüstung ist. Deshalb besitzt MECA vier Instrumente.
Die Abstiegskamera MARDI (Mars Descent Imager) wird uns die einzigartige Gelegenheit geben, den Landeplatz von oben zu betrachten. Sie wird insgesamt acht Bilder machen, bei denen das erste eine Auflösung von sieben Metern hat und das letzte eine von ca. neun Millimetern. Diese Bilder werden den Einsatzleitern helfen, zu entscheiden, wo mit den Nachforschungen begonnen werden soll. Zudem könnte man schon von diesen Bildern aus beschliessen, wo der Marie Curie Rover fahren soll und auch wie man ihn steuern muss, damit es keinen Unfall gibt. Das Instrument MARIE (Mars Radiation Environment Experiment) besteht aus zwei Instrumenten. Das eine ist auf dem Orbiter und das andere auf dem Lander montiert. Beide Instrumente werden die Strahlungen messen, die aus hochenergetischen Teilchen - die sich schnell bewegen - besteht. Diese beinhalten Protonen, Elektronen, Neutronen und Atomkerne. Diese Strahlung kann für Menschen und deren Ausrüstung gefährlich sein. Deshalb untersucht MARIE, welche Strahlung durch die Marsatmosphäre bis zur Oberfläche durchdringt. Daraus kann man dann schliessen, welche Schutzvorrichtungen es für Mensch und Maschine braucht.
Das MIP (Mars In-Situ Propellant Production Precursor) ist eines der wichtigsten Instrumente auf dem Mars Lander 2001. Er wird ein Verfahren prüfen, wie man auf dem Mars Treibstoff herstellen kann. Theoretisch könnte man einen Teil der Atmosphäre verflüssigen. Das Ziel dabei ist das Kohlenmonoxid herauszudestillieren und gleichzeitig genügend Sauerstoff zu produzieren, damit ein Treibstoff nach der chemischen Reaktionsformel 2 CO + O2 = 2 CO2 entsteht. Dieser Herstellungsprozess müsste wartungsfrei über längere Zeit laufen können. Zudem testet man mit MIP, wie man beide Gase nach der Herstellung über längere Zeit speichern kann. Kohlenmonoxid ist zwar ein schlechter Treibstoff, jedoch die beste Alternative zum Antransport von Flüssiggasen von der Erde. Der Rover ist das einzige Instrument des Marslanders 2001, der sich um den Lander herum bewegen wird. Die anderen Instrumente sind fix auf dem Lander montiert. Der Rover jedoch wird um den Lander herumfahren und von dort aus Material untersuchen. Dabei ist der Rover ähnlich konstruiert wie Sojourner, der auf der Mission "Mars Pathfinder" dabei war. Der Rover namens "Marie Curie" hat zwei Instrumente, eine Kamera und das APXS, an Bord. Zuätzlich besitzt der Rover 91 verschiedene Schubladen, die Bodenproben aufnehmen werden. Diese Bodenproben werden dann voraussichtlich im Jahre 2005 mit der Mission Mars 2005 Sample Return Mission (MSR) abgeholt. Einige dieser Proben können auch direkt im Lander analysiert werden.
Der Robotic Arm, der auf dem Lander montiert ist, besitzt insgesamt vier Instrumente. Nämlich das Mössbauer Spectrometer (siehe 2.1), den Electrometer (siehe 2.2), eine Kamera und eine Schaufel. Die Kamera kann uns Bilder von Regionen liefern, die für die Pancam nicht erreichbar sind. Die Kamera auf dem Robotic Arm ist nämlich, gerade weil sie auf dem Arm montiert ist, beweglich. Sie kann also bei den Grabungen behilflich sein und uns von dieser Tätigkeit Bilder liefern. Der Robotic Arm ist erstens dazu da, um den Rover abzusetzen und zweitens, um Bodenproben zu sammeln und zu analysieren. 3.0 Frage (Meinungsverschiedenheit zwischen den zwei Personen) In diesem Kapitel werde ich die Meinungsverschiedenheit zwischen den zwei Personen Jun und Maria klären. Jun und Maria sind unterschiedlicher Meinung, was der Roboterarm als Erstes nach der Landung des Landers auf dem Mars tun soll. Der Roboterarm hat zwei Funktionen:
Jun denkt, wenn während des Sammelns von Mars-Bodenproben etwas mit dem Roboterarm passiert, könnte er möglicherweise den Rover nicht zum Einsatz bringen. Der Rover könnte dann keines seiner Instrumente benutzen und wäre unfähig, zu fahren. Wenn du Projektwissenschafter der Mars Surveyor 2001 Mission wärst, wie würdest du diese Meinungsverschiedenheit lösen? Denke daran, du bereinigst ein Problem zwischen zwei Menschen, nicht nur von zwei Standpunkten. Zur Art, wie ich die Aufgabe gelöst habe: 3.1 Was spricht dafür, dass man zuerst den Rover absetzt? Für den Rover spricht vor allem, dass er 91 Schubladen hat, um Gesteinsproben aufzunehmen. Diese Gesteinsproben kann man ja evt. im Jahre 2005 zur Erde bringen. Hier könnte man sie individuell auswerten. Das APXS (siehe 2.6) des Rovers wurde auch schon einmal erfolgreich eingesetzt. 3.2 Was spricht dafür, dass man zuerst das Bodenstaubexperiment durchführt? Für das Bodenstaubexperiment spricht, dass es uns Aufschluss über Bestandteile des Bodenstaubes gibt und uns somit aufklären wird, welche Gefahren für den Menschen auf dem Mars drohen. Auch werden topographische Bilder von Partikeln hergestellt, die uns ebenfalls Aufschluss geben, aus was der Staub besteht. Dieses Experiment kann viel zum Gelingen der nächsten Marsmissionen beitragen. Auch können wir aus der Zusammensetzung des Staubes feststellen, wie das Klima des Mars früher war. Die Daten, die uns das Bodenstaub-Experiment liefern wird, wurden zudem noch nie gemessen. 3.3 Zusammenfassung und Schlussfolgerung Ich persönlich würde zuerst das Bodenstaub-Experiment durchführen, weil dieses für spätere Marsmissionen von den Daten her nützlicher ist als die Daten des Rovers. Besonders weil es uns über die Gefahren für Menschen und deren Ausrüstung z. T. aufklären wird. Der Rover ist zwar für die Bevölkerung und die Presse gut, weil man diesen spektakuläre Bilder der Objekte zeigen kann. Also in dem Sinne z. B. Nahaufnahmen von Gesteinsbrocken. Das Bodenstaub-Experiment hat damit mehr Bedeutung für die Wissenschaft. Als Alternative schlage ich vor, dass sich der Rover unabhängig vom Roboterarm vom Lander hinunterbewegt. Eine elegante Möglichkeit wäre da sicher eine Rampe, über die der Rover selbständig zum Marsboden fahren könnte. Wie diese Rampe jedoch montiert werden müsste, kann ich heute nicht bestimmen, da ich die Baupläne des Marslander 2001 noch nicht kenne. 4.1 Was die Mission für spätere Marsmissionen bewirken kann Der Mars Lander 2001 wird für spätere Missionen sicher sehr nützlich sein, weil er Daten über den Mars liefert, die uns sagen können, wie man sich bei späteren, evt. sogar bemannten Missionen zu schützen hat. Auch wie der Mensch auf dem Mars Treibstoff gewinnen kann (siehe 2.5), kann sehr nützlich sein, wenn nicht gar elementare Bedeutung besitzen. 4.2 Persönliche Meinung zur Mission Ich persönlich finde die Mission sehr gut, weil sie uns, wie schon gesagt, Aufschluss über die Gefahren des Mars geben könnte. Für eine bemannte Mission müssen diese Gefahren bekannt sein, um das Risiko für die Astronauten auf dem Mars so klein wie möglich zu halten. Es muss sicher auch beachtet werden, wie der menschliche Körper auf die andauernde geringe Schwerkraft des Mars reagieren wird. Auch andere Fakten, wie die psychologische Verhaltensweise, müssen bei einer bemannten Mission berücksichtigt werden. Z. B. wie jemand auf längere Zeit, immer mit den selben Personen auf engem Raum zusammen, reagiert. Der wichtigste Faktor jedoch ist sicher, wie man sich auf dem Mars schützen muss. Und um das herauzufinden, ist der Mars Lander 2001 da. Ich finde die Mission wirklich lohnenswert. Quellennachweis: * Raumfahrtlexikon 2000 * Astronomie von A-Z * NASA JPL Reto Trappitsch Meinungsverschiedenheit Robotic Arm und Bodenstaub Experiment
Meinungsverschiedenheit Marie Curie
Gegenüberstellung Anhang 3 und 4
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