NASA Mars-Rover Perseverance gelandet

Sensoren aus Hessen erneut mit an Bord

Der Marsrover Perseverance mit "Helikopter" (Quelle: NASA/JPL-Caltech)
(PresseBox) ( Wetzlar, )
Am 30. Juli 2020 startete die NASA erneut eines der komplexesten Projekte der Raumfahrt. Der supermoderne Marsrover „Perseverance“ mit der Größe eines Kleinwagens, verpackt in einer Hightech-Schale und vollgestopft mit Motoren, Computern, Instrumenten und Sensoren wurde auf seine Mission zum Mars geschickt, um nach Spuren von organischen Materialien, dem Grundstein von Leben auf dem Mars, zu suchen. Mit an Bord sind erneut Sensoren aus Hessen, hergestellt vom Wetzlarer Unternehmen Sensitec.

Die Raumkapsel musste 472 Millionen Kilometer zurücklegen, wobei jedoch die letzten sieben Minuten die entscheidenden sind. Die Landung am 18. Februar um 21.43 MESZ verlief planmäßig, was nicht nur die NASA-Ingenieure, sondern auch den Sensorlieferanten aus Wetzlar sehr erfreute.

Bei der Landung verließ man sich wieder auf einen der größten Überschall-Fallschirme zum Abbremsen der Kapsel. Im Moment des Öffnens mussten die Halterungen dem Neunfachen der Erdbeschleunigung standhalten. Anschließend erfolgte der Abwurf des schweren Hitzeschildes, so dass der Radar ständig den genauen Abstand zur Marsoberfläche messen konnte. Als nächsten Schritt klinkte die Kapsel eine Plattform mit acht Bremsraketen aus, die sofort zünden. Erst diese langsam herabsinkende Plattform seilte den Rover auf den Grund des Mars’ hinunter. Die sechs Beine des Rovers mit ihren Rädern mussten sich dann noch bis zum sanften Touchdown entfalten. Im Moment, als „Perseverance“ den Boden berührte, wurden noch die Kabel gekappt und die fliegende Plattform vom Landeplatz weggesteuert, bis sie irgendwo in einiger Entfernung auf den Grund fiel.

„Wir haben bei der Live-Übertragung vor dem Fernseher mitgefiebert und gehofft, dass die Landung glückt, so wie bereits in 2012 bei „Curiosity“ und als der Rover die ersten Bilder sendete, waren wir sehr stolz“, erklärt Dr. Rolf Slatter, der als CEO von Sensitec alle bisherigen Projekte mit der NASA begleitet hat.

An Bord befinden sich ausgeklügelte wissenschaftliche Instrumente. Ähnlich wie bereits bei der Curiosity-Marsmission liefern die miniaturisierten magnetoresistiven (MR-) Sensoren  Informationen zur Winkelstellung der Räder, der Lenkung, der Kamera und der Kommunikationsantenne. In den Radantrieben sind sechs und in den Lenkantrieben sind vier Sensoren von Sensitec verbaut. Sie sorgen dafür, dass das Fahrzeug sich bewegen und lenken lässt. Perseverance kann sich auf der Stelle drehen und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 152 Metern/Stunde. Im Fernerkundungsmast sind drei Sensoren im Einsatz zur Positionierung der 3D-Kamera, die hochaufgelöste Bilder von der Marsoberfläche liefern soll. In der Hochleistungsantenne zur Ausrichtung der Antenne für die direkte Kommunikation mit der Erde befinden sich zwei Sensoren und in weiteren Instrumenten arbeiten fünf weitere Sensoren, insgesamt befinden sich ca. 20 MR-Sensoren an Bord. Obwohl diese für den Einsatz unter extremen Temperaturschwankungen und hohen Strahlenbelastungen auf der Marsoberfläche ausgelegt sind, was sie bereits erfolgreich in den Marsprojekten „Spirit und Opportunity“ sowie „Curiosity“ unter Beweis gestellt haben, bedeuten solche Projekte auch für den Sensorhersteller ein aufregendes Unterfangen. Denn sollten die Sensoren nicht funktionieren, bedeutet dies, dass „Perseverance“ auf dem Mars nicht weit kommt und eine Kommunikation mit der Erde unmöglich wird. Der Einsatz auf dem Mars ist eine Art Königsdisziplin für die eingesetzten Sensoren. Die Vibrationen während des Raketenstarts, das Vakuum auf der Reise, die Stöße bei der Landung und schließlich die harschen Bedingungen auf der Marsoberfläche begleitet durch Temperaturen zwischen -125 und +20 Grad Celsius sowie die hohe Strahlenbelastung sind ein absoluter Härtetest für jeden Sensor. Da die MR-Sensoren besonders robust sind, werden sie nach den vorhergehenden Missionen nun bereits zum dritten Mal bei Weltraumprojekten dieser Art eingesetzt. Für die NASA ist Sensitec ein wichtiger Projektpartner, denn Sensoren, die auf anderen Funktionsprinzipien beruhen, sind für die extremen Umgebungsbedingungen nicht geeignet. Wenn es um die Winkelsensorik geht, hat Sensitec sozusagen einen Marktanteil von 100 Prozent auf dem Mars.

Aber neben der extrem komplexen Technik, die bei der Realisierung der Weltall-Projekte zum Einsatz kommt, gibt es stets noch eine wichtige Aufgabe zu erledigen, sobald der nächste Mars-Rover in den Startlöchern steht: Wie soll das Gefährt heißen, das bald über den Mars rollt? Die NASA lässt abstimmen. Unter allen Internet-Nutzern. „Perseverance“ heißt soviel wie „Durchhaltevermögen“. Hoffen wir, dass der Name Programm ist.

Auch für die Zukunft sind bei Sensitec weitere Raumfahrt-Projekte geplant: Merkur (2025), Jupiter (2029), ARIANE 6 Trägerrakete der ESA (Erstflug 2022 mit raumfahrttauglichen Stromsensoren für die Schubvektorantrieb in der ersten Raketenstufe) und JUICE (Jupiter-Eismond-Erkunder) im Juni 2022.

Perseverance-Eckdaten:

Der Marsrover ist ca. 1025 kg schwer auf der Erde. Das entspricht knapp 400 kg auf dem Mars. Er ist 3 m lang x 2,70 m breit und 2,20 m hoch und hat damit etwa die Abmessungen eines Mini Coopers. Die Übertragung der Radiosignale benötigt ca. 11,5 Minuten bis zur Erde. Als Missionsdauer gibt die NASA ein Marsjahr an, das entspricht knapp zwei Jahren auf der Erde, aber vermutlich wird auch hier die Dauer verlängert, denn bei „Opportunity“ waren ursprünglich sechs Monate vorgesehen, daraus wurden fast 15 Jahre von Januar 2004 bis Juni 2018.
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