Eine Landung auf dem Mond ist nicht einfach! Tests und Herausforderungen der Mondlandefähre auf der Erde

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Angesichts der weltweit wachsenden Begeisterung für die Erforschung des Weltraums sind Mondlandegeräte zu einer Schlüsseltechnologie geworden, um deren Entwicklung Raumfahrtagenturen und kommerzielle Unternehmen in verschiedenen Ländern konkurrieren. Eine erfolgreiche Landung auf der Mondoberfläche ist jedoch nicht einfach und bringt zahlreiche Herausforderungen und kritische Tests mit sich. Dieser Artikel vermittelt Ihnen ein detailliertes Verständnis des Testprozesses für Mondlandefähren auf der Erde und der verschiedenen Herausforderungen, die dabei auftreten.

1. Herausforderungen der Mondlandefähre

1. Der Belastung standhalten: Die Mondlandefähre wird während des Startvorgangs starken Vibrationen und Dröhnen ausgesetzt und muss in einer Akustikkammer getestet werden, um die Startgeräusche und -vibrationen zu simulieren.

2. Raue Weltraumbedingungen: Mondlandefähren müssen nahezu luftleeren Raum, schnellen Umlaufbahnen und grellem Sonnenlicht standhalten, das nicht von der Erdatmosphäre gefiltert wird. Dadurch ist die Mondlandefähre schnellen und starken Temperaturschwankungen ausgesetzt und es kann zu Strahlungsschäden an elektronischen Geräten kommen.

3. Autonomer Betrieb: Aufgrund der Verzögerung bei der Zweiwegekommunikation zwischen Erde und Mond muss die Mondlandefähre in der Lage sein, autonom zu operieren.

4. Zusammenarbeit von Hardware und Software: Schützen Sie die Mondlandefähre vor den rauen Bedingungen im Weltraum und stellen Sie sicher, dass Hardware und Software wie erwartet zusammenarbeiten.

2. Test des Mondlandegeräts

1. Belastungstests: Testen der strukturellen Integrität des Landers in simuliertem Schall und seiner Fähigkeit, verschiedenen Belastungen standzuhalten.

2. Thermovakuumtests: Verbringen Sie Tage, Wochen oder Monate in einer Thermovakuumkammer, um das Vakuum, die Temperaturschwankungen und die Sonneneinstrahlung im Weltraum und auf dem Mond zu simulieren.

3. Kommunikations- und Navigationstests: Überprüfen Sie die Antenne und das Navigationssystem der Kommunikationsausrüstung des Landers, um sicherzustellen, dass sie auf dem Mond ordnungsgemäß funktionieren.

4. Simulierte Mondlandung: Testen Sie die autonomen Betriebsfähigkeiten des Landers, indem Sie wichtige Meilensteine ​​simulieren, wie beispielsweise das Erreichen der Mondumlaufbahn.

5. Testen der Zusammenarbeit von Hardware und Software: Stellen Sie sicher, dass die Hardware und Software des Landers in der Mondumgebung ordnungsgemäß funktioniert.

6. Simulierte Ausfälle: Testen Sie die Fähigkeit des Landers, mit verschiedenen extremen Landeszenarien fertig zu werden und sich von einer Flugbahn zu erholen, die von seiner Umlaufbahn abweicht.

3. Erprobung und praktische Anwendung auf der Erde

Durch die Durchführung verschiedener Tests auf der Erde kann die praktische Anwendung der Mondlandefähre nachhaltig unterstützt werden. Bei der US-amerikanischen VIPER-Rover-Mission wurden beispielsweise Radschlupf, Einsinken und Traktion in simuliertem Gelände getestet, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug im felsigen Gelände des Südpols des Mondes ordnungsgemäß funktioniert.

Allerdings gibt es noch immer einige Aspekte der Raumfahrt, die auf der Erde nicht getestet werden können, wie etwa die Leistung des Antriebssystems des Landers. Zu diesem Zweck bauten die Wissenschaftler ein System, um den erwarteten Schub mit dem tatsächlichen Schub zu vergleichen und so festzustellen, wie stark die Leistung des Landers abweicht. In der Zwischenzeit wird Reservetreibstoff aufbewahrt, um die Differenz auszugleichen.

Zusammenfassen

Die Herausforderungen und Tests von Mondlandegeräten sind entscheidende Teile der Weltraumforschung. Durch verschiedene Tests auf der Erde können Wissenschaftler Probleme, auf die die Mondlandefähre im tatsächlichen Einsatz stoßen kann, besser verstehen und lösen. Ich bin überzeugt, dass uns die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologie in Zukunft eine erfolgreiche Mondlandung ermöglichen und ein neues Kapitel in der menschlichen Weltraumforschung aufschlagen wird.

Quellen:

So testen Sie eine Mondlandung von der Erde aus https://www.nature.com/articles/d41586-024-00352-w