WASHINGTON – Die ersten interplanetaren Cubesats wurden kurz vor ihrem großen Moment im letzten Herbst dunkel, was zu einer Rettungsaktion in letzter Minute führte.
Die beiden Satelliten, Teil der 18 Millionen Dollar teuren NASA-Mission MarCO (Mars Cube One), sollten in erster Linie zeigen, dass winzige Raumfahrzeuge den Weltraum erkunden können. Aber die Teammitglieder wollten auch, dass die Raumsonde dabei hilft, die Kommunikation des NASA-Marslanders InSight während dessen Landeversuchs am 26. November 2018 weiterzuleiten.
Nur einen Tag vor der Landung erschien MarCO-B jedoch „plötzlich nicht mehr“ beim Remote-Check-in mit den Ingenieuren des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, sagte Missions-Chefingenieur Andrew Klesh während einer Präsentation auf dem International Astronautical Congress hier am Freitag (25. Oktober).
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Das Team verbrachte den ganzen Tag damit, den Fehlerbaum zu untersuchen, um das Problem zu beheben, erinnerte sich Klesh. „Um 6:05 Uhr am nächsten Morgen tauchte MarCO-B pünktlich auf und erholte sich offenbar automatisch von einem Problem mit der Lageregelung“, sagte Klesh. Stolz berichtete er den Missionsmanagern um 6:30 Uhr, dass beide Cubesats startbereit seien.
Aber dann, „45 Minuten später“, sagte er, „verschwand MarCO-A.“
Zu diesem Zeitpunkt war es zu spät, um noch etwas zu ändern. Das JPL hatte seine letzten Befehle an InSight und MarCO bereits über das Deep Space Network (DSN) der NASA gesendet, das aus Teleskopen besteht, die mit Raumfahrzeugen weit draußen im Sonnensystem kommunizieren. Die Ingenieure konnten also nur beobachten und warten. „Wir wussten nicht, was in ein paar Stunden passieren würde“, sagte Klesh.
Zum Glück für das Team nahm MarCO-A (und sein Zwilling) um 12:14 Uhr die Kommunikation auf und konnte Daten von der Landung von InSight weiterleiten und den NASA-Ingenieuren wertvolle Informationen über die gefährliche Eintritts-, Abstiegs- und Landephase zur Planung künftiger Missionen übermitteln. MarCO-B nahm sogar ein dramatisches Abschiedsfoto vom Mars mit einer 200-Dollar-Kamera auf – eine beachtliche Leistung für eine Sonde in der Größe eines Aktenkoffers auf einer Technologie-Demonstrationsmission. (MarCO-A und MarCO-B versuchten nicht, auf dem Roten Planeten zu landen; beide Raumfahrzeuge flogen am Mars vorbei und flogen weiter.)
Das Beste aber war, dass InSight sicher landete und das Team herausfand, warum MarCO-A kurzzeitig verschwunden war. Der Star Tracker des Satelliten, der für die Navigation verwendet wird, „wurde vom Marslicht geblendet“, sagte Klesh.
„Das ist eine weitere Lektion, die wir auf unserem Weg gelernt haben: Es geht nicht nur darum, was zu Beginn der Mission passiert, sondern auch darum, was passiert, wenn man auf einem anderen Planeten ankommt“, fügte Klesh hinzu.
MarCO, die erste Cubesat-Mission, die jemals die Erdumlaufbahn verlassen hat, ist die erste dieser Art von Raumfahrzeugen, die eine Ankunft auf einem Planeten bewältigen muss. „Das ist etwas, worüber wir uns bei kleinen Raumfahrzeugen normalerweise keine Gedanken machen müssen“, räumte Klesh ein.
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Imaging danger
Die Idee zu MarCO entstand, weil der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA nicht im richtigen Orbitalbereich war, um InSight-Daten während der Landung nach Hause zu beamen, sagte Klesh. Das InSight-Team wollte unbedingt Landedaten haben, denn „die Menschheit ist schon öfter gescheitert als erfolgreich“, wenn es darum ging, Raumfahrzeuge sicher auf dem Roten Planeten abzusetzen.
Die Lösung waren also zwei Cubesats, die in der „Economy Class“ neben der Düse einer der Atlas-V-Raketenstufen der United Launch Alliance flogen, die InSight im März 2018 von der Erdoberfläche abhob. (InSight befand sich in der „ersten Klasse“ in der Raketenverkleidung und genoss einen viel ruhigeren Flug, scherzte Klesh.)
Klesh zeigte ein Video von Leuten am JPL, die (spielerische) Skepsis gegenüber dem Vorschlag zum Ausdruck brachten, wobei einer sogar ein dramatisches Achselzucken vor der Kamera zeigte. „Es ist immer schön, wenn man die Unterstützung seiner Kollegen hat“, sagte Klesh unter dem Gelächter des Publikums.
Aber das Konzept hat sich als wertvoll erwiesen, da die NASA versucht, das Beste aus ihren interplanetaren Missionen herauszuholen. Die Behörde entwickelt bereits weitere Cubesats, die über die Erdumlaufbahn hinausgehen sollen, z. B. Lunar Flashlight, um Mondkrater zu untersuchen, und NEA (Near-Earth Asteroid) Scout, der Daten über kleine Welten sammeln soll, die an unserem Planeten vorbeifliegen. Diese beiden kleinen Sonden und eine Reihe anderer sollen mit dem ersten Start der neuen Space Launch System-Rakete der NASA im Jahr 2020 oder 2021 fliegen.
MarCO war mit einer innovativen Technologie zur Kommunikation mit dem DSN ausgestattet, und die ersten Tage im Weltraum verliefen genau wie geplant. Die beiden kleinen Raumfahrzeuge trennten sich von der Atlas V, führten eine Flugsimulation ihrer Aufgaben auf dem Mars durch und bestanden die Routinekontrollen.
Aber unterwegs trat bei MarCO-B ein Leck in einer der Treibstoffleitungen auf. Das Team lehnte sich an die lange Mission des NASA-Weltraumteleskops Kepler an und nutzte den konstanten Partikelstrom der Sonne, den solaren Strahlungsdruck, um den Würfelsat in der richtigen Position zu halten.
Klesh sagte, er sei stolz auf die Ergebnisse von MarCO: Bilder, die vom Mars zurückgeschickt wurden, die Fähigkeit, 97 % der von der Mission gesammelten Daten zu übermitteln, und so viel weltweites Medieninteresse, dass die Mission 5 Milliarden Medienaufrufe erhielt. „Wir haben einen ziemlichen Schritt nach vorne gemacht, als wir … zum Mars reisten“, sagte Klesh. „Wir haben die Wahrnehmung des Erreichbaren verändert.“
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