Die beiden kleinen MarCO CubeSats der NASA werden 2016 am Mars vorbeifliegen, während der nächste Marslander der NASA, InSight, auf der Oberfläche landet. Credits: NASA / JPL-Caltech
Siehe unten Bilder und Fotos von Vorbeiflug- und Cubesat-Raumfahrzeugen[/Bildbeschriftung]
CubeSats machen den nächsten großen Sprung für die Wissenschaft - sie verlassen die Erde und steuern bald auf den vierten Felsen von der Sonne zu.
Zum ersten Mal werden Anfang 2016 zwei winzige CubeSat-Sonden auf ihrer ersten interplanetaren Expedition in den Weltraum starten. Ziel ist der Rote Planet als Teil eines experimentellen Technologie-Relais-Demonstrationsprojekts, das die nächste Mission der NASA zum Mars unterstützt. der InSight Lander.
Die NASA kündigte das Paar CubeSats in Aktentaschengröße mit dem Namen Mars Cube One oder MarCO als späte und neue Ergänzung der InSight-Mission an, die die Kommunikationsoptionen für zukünftige Mars-Missionen erheblich verbessern könnten. Sie wurden vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien, entworfen und gebaut.
InSight, das für Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport steht, ist ein stationärer Lander. Es wird Teil der oberflächenwissenschaftlichen Explorationsflotte der NASA, die derzeit aus den Missionen Curiosity und Opportunity besteht, die im Gegensatz dazu mobile Rover sind.
InSight ist die erste Mission, die die innere Struktur des Roten Planeten versteht. Ziel ist es, die Natur des Mars-Kerns aufzuklären, den Wärmefluss zu messen und den Sinn für „Marsquakes“ zu ermitteln.
Aufgrund ihrer geringen Größe (etwa 10 Zentimeter im Quadrat) und ihrer Einfachheit bei der Verwendung von Standardkomponenten sind sie eine bevorzugte Plattform für Universitätsstudenten und andere, die einen kostengünstigen Zugang zum Weltraum suchen - wie beispielsweise die kürzlich erfolgreiche Planetary Society Light Sail Solar Segel Cubesat Demonstration im Mai gestartet. Sechs Einheiten werden zu MarCO zusammengefasst.
In den letzten Jahren wurden bereits viele hundert Cubesats in der Erdumlaufbahn eingesetzt - darunter viele Dutzend von der Internationalen Raumstation (ISS) -, aber dies werden die ersten sein, die weit über unseren Heimatplaneten hinausgehen.
Daten, die von MarCO mit 8 kbit / s in Echtzeit übermittelt werden, könnten MissScontrollern auf der Erde innerhalb von Minuten das Schicksal von InSight auf der Marsoberfläche offenbaren, anstatt auf eine möglicherweise längere Zeit qualvollen Nagelbisses zu warten, die eine Stunde oder länger dauert.
Die beiden als MarCO-A und MarCO-B bekannten Sonden werden während der hochkomplexen Ein-, Abstiegs- und Landungsoperationen (EDL) von InSight beim Abstieg durch die dünne Marsatmosphäre eingesetzt. Ihre Funktion besteht lediglich darin, Landedaten schnell weiterzuleiten. Die Cubesats haben jedoch keinen Einfluss auf den endgültigen Erfolg der Mission. Sie werden absichtlich vorbeifahren, aber nicht auf dem Mars landen.
"MarCO ist eine experimentelle Funktion, die der InSight-Mission hinzugefügt wurde, aber für den Missionserfolg nicht benötigt wird", sagte Jim Green, Direktor der NASA-Abteilung für Planetenwissenschaften am Hauptsitz der Agentur in Washington, in einer Erklärung.
Die MarCO Cubesats werden als Prüfstand für einen revolutionären Kommunikationsmodus dienen, mit dem Daten über den Status von InSight - in Echtzeit - schnell an die Erde zurückgesendet werden sollen, während sie für die „Sieben Minuten des Terrors“ auf den Roten Planeten fallen hoffentlich Höhepunkte mit einer sanften Landung.
Das MarCO-Duo wird in einer geplanten Entfernung und Höhe von etwa 3.500 Kilometern am Mars vorbeifliegen, während InSight während des EDL-Betriebs an die Oberfläche abfällt. Sie werden Signale, die vom Lander kommen, in Echtzeit schnell wieder direkt an das riesige Deep Space Network (DSN) der NASA zurücksenden, das Antennen auf der Erde empfängt.
Für diesen Flug werden sechs Cubesats zusammengefügt, um die zusätzliche Fähigkeit bereitzustellen, die für die Reise zum Mars erforderlich ist, und um ihre Kommunikationsaufgabe zu erfüllen.
Der MarCO CubeSat mit sechs Einheiten hat eine verstaute Größe von 36,6 cm x 14,3 Zoll mal 24,3 cm mal 9,8 Zoll mal 11,8 cm und wiegt 14 kg.
Die solarbetriebenen Sonden werden mit UHF- und X-Band-Kommunikationsgeräten sowie Antrieb, Führung und mehr ausgestattet.
Die Gesamtkosten für Design, Bau, Start und Betrieb von MarCO-A und MarCO-B belaufen sich nach Angaben eines NASA-Sprechers gegenüber dem Space Magazine auf rund 13 Millionen US-Dollar.
InSight und MarCO werden voraussichtlich am 4. März 2016 gemeinsam auf einer Atlas V-Rakete der United Launch Alliance von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien starten.
Nach dem Start trennen sich beide MarCO CubeSats vom Atlas V-Booster und reisen auf ihren eigenen Flugbahnen zum Roten Planeten.
"MarCO wird unabhängig zum Mars fliegen", sagt Green.
Sie werden unabhängig von InSight navigiert. Sie werden alle ungefähr zur gleichen Zeit den Mars erreichen, damit InSight am 28. September 2016 landen kann.
Die zwei Solarmodule und zwei Funkantennen von MarCO werden sich nach der Freigabe aus dem Atlas-Booster entfalten. Die X-Band-Antenne mit hoher Verstärkung ist ein Flachbildschirm, der so konstruiert ist, dass er Funkwellen wie eine Parabolantenne leitet “, so eine Beschreibung der NASA.
Das Softball-Radio bietet „sowohl UHF- (nur Empfangen) als auch X-Band-Funktionen (Empfangen und Senden), mit denen über UHF empfangene Informationen sofort weitergeleitet werden können.“
Während der EDL überträgt InSight Landedaten per UHF-Funk an die MarCO-Cubesats, die am Mars vorbeifahren, sowie an den Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA.
MarCO unterstützt InSight, indem es die im UHF-Funkband übertragenen Landerinformationen empfängt und dann die EDL-Informationen sofort über das X-Band-Funkgerät an die Erde weiterleitet. Im Gegensatz dazu kann MRO nicht gleichzeitig Informationen über ein Band empfangen, während es auf einem anderen sendet, wodurch die Bestätigung einer erfolgreichen Landung möglicherweise um eine Stunde oder mehr verzögert wird.
"Wenn die MarCO-Demonstrationsmission erfolgreich ist, könnte sie letztendlich eine" Bring-Your-Own "-Kommunikations-Relay-Option ermöglichen, die von zukünftigen Mars-Missionen in den kritischen Minuten zwischen dem Eintritt in die Marsatmosphäre und dem Aufsetzen verwendet werden kann", sagen NASA-Beamte.
Es ist auch sehr vorteilhaft und entscheidend für den Erfolg zukünftiger Missionen, einen Datenstrom zu haben, der den Fortschritt vergangener Missionen verfolgt, damit Lehren gezogen und angewendet werden können, unabhängig vom Ergebnis.
„Durch die Überprüfung, dass CubeSats eine brauchbare Technologie für interplanetare Missionen sind und in einem kurzen Entwicklungszeitraum realisierbar sind, könnte diese Technologiedemonstration zu vielen anderen Anwendungen führen, mit denen unser Sonnensystem erforscht und untersucht werden kann“, sagt die NASA.
InSight wird im September 2016 mit hohen Geschwindigkeiten von ca. 21.000 km / h in die Marsatmosphäre eindringen und dann innerhalb weniger Minuten abbremsen, um über einen Hitzeschild, eine Retro-Rakete und einen Fallschirm auf den Ebenen in flachem Gelände bei „Elysium Planitia, Etwa vier Grad nördlich des Marsäquators und etwas nördlich des Curiosity Rovers.
Wie ich kürzlich hier berichtet habe, wurde InSight nun in seine Flugkonfiguration integriert und hat eine umfassende Reihe strenger Umweltstresstests gestartet, die den Weg für den Start im Jahr 2016 ebnen werden, um die Rätsel des Mars-Kerns zu lösen.
Die Countdown-Uhr tickt im März 2016 in weniger als neun Monaten unermüdlich in Richtung Abheben.
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