Fortsetzung der ExoMars-Fallschirmtests

Der Rosalind Franklin Rover der ESA und die Landeplattform von Roscosmos stehen kurz vor der Fertigstellung, sie werden anschließend in einem Abstiegsmodul eingekapselt und nach dem Start mit einer Protonenrakete aus Baikonur von einem Trägermodul zum Mars transportiert.

Das Abstiegsmodul benötigt zwei Fallschirme - jeweils mit einer eigenen Pilotrutsche für den Extraktionsvorgang - um das Raumschiff zu verlangsamen, bevor es landet. Nach der Trennung der Fallschirme muss die Geschwindigkeit für die Bremsmotoren angepasst werden, um die Landeplattform und den Rover sicher auf die Marsoberfläche zu bringen. Der gesamte Ablauf vom atmosphärischen Eintritt bis zur Landung dauert nur sechs Minuten.

Als Teil der geplanten Tests vor dem Start standen mehrere Fallschirmtests am Standort Esrange der Swedish Space Corporation an. Die erste fand im vergangenen Jahr statt und demonstrierte den erfolgreichen Einsatz und die Entfaltung des größten Hauptfallschirms bei einem Tiefflugtest in einer Höhe von 1,2 km, der mit einem Hubschrauber durchgeführt wurde. Der Fallschirm misst 35 m im Durchmesser und ist damit der größte Fallschirm, der jemals auf einer Marsmission eingesetzt wurde.

Am 28. Mai dieses Jahres wurde die Einsatzreihenfolge aller vier Fallschirme erstmals aus einer Höhe von 29 km getestet - ausgelöst aus einem stratosphärischen Heliumballon. Obwohl die Auslösemechanismen korrekt aktiviert und die gesamte Sequenz abgeschlossen war, wurden beide Hauptschirme beschädigt.

Nach der Hardwareinspektion wurden Anpassungen am Design der Fallschirme und Taschen vorgenommen. Bei diesen Anpassungen für den nächsten Höhenflugtest, der am 5. August stattfand, stand nur der größere Fallschirm mit einem Durchmesser von 35 Metern im Mittelpunkt.

Vorläufige Untersuchungen zeigen, dass die ersten Schritte korrekt abgeschlossen wurden. Allerdings konnten Schäden am Schirm bereits vor dem Aufblasen festgestellt werden, ähnlich wie bei der vorherigen Prüfung. Infolgedessen fiel das Testmodul allein unter dem Widerstand der Pilotenrutsche.

"Es ist enttäuschend, dass die präventiven Konstruktionsanpassungen, die nach den Anomalien des letzten Tests vorgenommen wurden, uns nicht geholfen haben, den zweiten Test erfolgreich zu bestehen. Dennoch bleiben wir wie gewohnt fokussiert und arbeiten daran, den Fehler zu verstehen und zu korrigieren, um im nächsten Jahr an den Start zu gehen", sagt Francois Spoto, ExoMars Teamleiter der ESA.

Sämtliche Hardware, Videos und aufgezeichnete Telemetriegeräte wurden inzwischen zurückgeholt und befinden sich derzeit in der Auswertung. Die Analyse sollte die Grundursache der Anomalie aufdecken und den Weg für weitere Anpassungen des Fallschirmsystems weisen, bevor nachfolgende Tests durchgeführt werden können.

Ein weiterer Höhenflugtest ist für den ersten Fallschirm noch in diesem Jahr vorgesehen. Der nächste Qualifikationsversuch für den zweiten Fallschirm wird dann für Anfang 2020 erwartet.

Parallel dazu untersuchen die Teams die Möglichkeit, weitere Fallschirm-Testmodelle herzustellen und bodenbasierte Simulationen durchzuführen, um die Dynamik der Fallschirm-Extraktion nachzuahmen, da es nicht viele Möglichkeiten für großflächige Höhenfallprüfungen gibt.

Darüber hinaus wird neben dem regelmäßigen Austausch zwischen ESA- und NASA-Experten im nächsten Monat ein Workshop mit Mars-Fallschirmspezialisten stattfinden, um sich auszutauschen.

"Es ist sehr schwierig, zum Mars zu gelangen und insbesondere auf dem Mars zu landen", ergänzt Francois. "Wir haben uns verpflichtet, ein System zu steuern, das unsere Nutzlast sicher an die Oberfläche des Mars liefert, um seine einzigartige wissenschaftliche Mission durchzuführen."

Die Mission soll im Zeitfenster vom 25. Juli bis 13. August 2020 starten und im März 2021 auf dem Mars landen. Nachdem Rosalind Franklin Rover von der Plattform losfahren soll, erkundet er die Marsoberfläche und sucht nach geologisch interessanten Stellen. Dort soll er unter der Oberfläche bohren, um festzustellen, ob es jemals Leben auf unserem Nachbarplaneten gab.

Der Rover steht derzeit kurz vor der Fertigstellung bei Airbus Defence and Space in Stevenage, Großbritannien, und wird demnächst seine Umweltprüftests bei Airbus in Toulouse, Frankreich, starten. Gleichzeitig beginnen die letzten Tests des Flugträgermoduls, das aus dem Abstiegsmodul und der Landerplattform besteht, bei Thales Alenia Space in Cannes, Frankreich. Der Rover wird Anfang 2020 in das Raumfahrzeug intergriert.

Das ExoMars-Programm ist ein gemeinsames Projekt von ESA und Roscosmos. Neben der Mission 2020 gehört dazu auch der 2016 gestartete Trace Gas Orbiter (TGO). TGO hat bereits wichtige eigenständige wissenschaftliche Ergebnisse geliefert und übermittelt Daten von NASAs Curiosity Mars Rover und Insight Lander. Sie wird auch die Daten der Mission 2020 weitergeben, sobald sie im März 2021 auf dem Mars ankommt.

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