🚀 Das ist kein Spielzeug, sondern ein winziges Marsraumschiff

Eine winzige Raumkapsel, kaum größer als ein Spielzeug, wurde gerade mit über 4.200 km/h aus einer Kanone geschossen. Dies ist der Test der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), um die Sicherheit des Rovers Rosalind Franklin bei der ExoMars-Mission im Jahr 2028 zu bestätigen.

Um sicherzustellen, dass die Landeeinheit (EDLM) dem Abstieg in die Marsatmosphäre standhält, haben die Ingenieure zwanzig kleine Kapseln mit einem Durchmesser von 7,5 cm gebaut. Diese Modelle wurden mit einer Druckluftkanone auf Überschallgeschwindigkeit gebracht, fast viermal so schnell wie der Schall. Jeder Schuss simulierte die aerodynamischen Kräfte, die beim Eintritt in die Marsatmosphäre auftreten.

Diese Kapseln waren mit elektronischen Schaltkreisen ausgestattet, um wertvolle Daten aufzuzeichnen: Beschleunigung, Flugbahn, Stabilität. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, das Design des Hitzeschildes und des Fallschirmsystems zu verfeinern, die unerlässlich sind, um den Abstieg zu verlangsamen und den Rover vor heftigen Erschütterungen zu schützen.

Diese Tests setzten die Modelle fast 17.000-facher Erdbeschleunigung aus. Ein solcher Schock hätte gewöhnliche Ausrüstung zerstört, aber die Minikapseln, die aus robusten Materialien gefertigt sind, blieben unversehrt. Die kleine Roboterfigur, die auf dem Bild daneben platziert ist, verleiht der Szene ein spielzeugartiges Aussehen, aber die Herausforderung ist real: die empfindliche Ausrüstung zu schützen, die auf dem Mars nach Spuren uralten Lebens suchen wird.

Der Rover Rosalind Franklin, der mit einem Bohrer ausgestattet ist, der bis zu zwei Meter tief graben kann, soll 2028 starten. Um dies zu erreichen, muss jede Phase des Abstiegs perfekt gemeistert werden. Die bei diesen Hochgeschwindigkeitsschüssen gesammelten Daten helfen den Teams, die Berechnungen von Widerstand und Flugbahn zu validieren – eine notwendige Voraussetzung vor dem endgültigen Start.

Diese Experimente, so spektakulär sie auch sind, sind nur ein Teil der unzähligen Tests, die auf die ExoMars-Mission warten. Hinter dem spielerischen Aussehen dieser kleinen Kapseln verbirgt sich sorgfältige Ingenieursarbeit.

Die extremen Bedingungen des Eintritts in die Marsatmosphäre

Wenn eine Sonde auf dem Mars ankommt, muss sie in einer sehr dünnen Atmosphäre abrupt abbremsen, die hundertmal dünner ist als die der Erde. Die Anfangsgeschwindigkeit von über 20.000 km/h sinkt in weniger als acht Minuten auf einige hundert km/h. Diese Abbremsung erzeugt Temperaturen von über 1.500 °C auf dem Hitzeschild, während die Beschleunigungen das 15- bis 20-fache der Erdanziehungskraft erreichen.

Um diese Belastungen am Boden zu reproduzieren, verwenden die Ingenieure Gaskanonen oder Hyperschallwindkanäle. Die kleinen Modelle, die mit 4.200 km/h abgeschossen werden, erfahren ähnliche Kräfte wie ein realer Wiedereintritt, allerdings über eine sehr kurze Dauer. Die eingebauten Sensoren messen Vibrationen, Druck und Hitze – Daten, die es ermöglichen, die Materialien und die Form der Kapsel zu validieren.

Diese Tests ermöglichen es auch, die aerodynamische Stabilität zu untersuchen. Eine unausgeglichene Kapsel könnte kippen und zerbrechen. Die zwanzig aufeinanderfolgenden Schüsse helfen, den Schwerpunkt und die Stabilisierungsflossen zu verfeinern.