De missie van het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Martian Moons eXploration (MMX) zal een Duits-Franse rover aan boord hebben wanneer deze in 2024 wordt gelanceerd. De rover zal landen op de Marsmaan Phobos en het oppervlak gedurende ongeveer drie maanden verkennen. De eerste landingstests zijn momenteel aan de gang in het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) Landing and Mobility Test Facility (Lande- und Mobilitätstest Anlage; LAMA) in Bremen. Met behulp van een eerste voorlopig ontwikkelingsmodel, de ingenieurs bepalen hoe robuust het ontwerp van de ongeveer 25 kilogram zware rover moet zijn om een ​​impact op het maanoppervlak te weerstaan ​​na een vrije val van ongeveer 40 tot 100 meter.

"Onder laboratoriumomstandigheden we laten het voorlopige model van de MMX Rover van een hoogte van vijf centimeter onder verschillende hoeken op een veranderlijk oppervlak vallen, " legt testmanager Michael Lange van het DLR Institute of Composite Structures and Adaptive Systems uit. "Op deze manier aangezien Phobos slechts ongeveer tweeduizendste van de zwaartekracht van de aarde aan het oppervlak heeft, we kunnen de intensiteit van de impact voor de structuur van de rover simuleren." Een bijzondere uitdaging is dat de vrij vallende rover in elke richting aan de oppervlakte kan komen, mogelijk ook een steen raken. "Om deze situatie te simuleren, we gebruiken twee halve bollen met een diameter van twee en negen centimeter die in een zandbed zijn geplaatst, naast een vlakke plaat, " zegt Michael Wrasmann van het DLR Institute of Space Systems. "De exacte locatie van de landing op het oppervlak van Phobos is een kwestie van toeval en we gebruiken deze analyses om ons voor te bereiden op de verschillende mogelijke scenario's."

Kernen gemaakt van aluminium honingraat

Het voorlopige testmodel in het laboratorium lijkt al op de uiteindelijke MMX Rover, met twee gemonteerde wielen en twee dummy wielen en een mechanisch veiligheidssysteem voor lancering en landing. Het wordt gebruikt om mogelijke structurele zwakheden zo gedetailleerd mogelijk op te sporen en aan te pakken. De behuizing van 47,5 centimeter bij 55 centimeter bij 27,5 centimeter van de rover is een lichtgewicht constructie die bestaat uit nauwkeurig verstevigde sandwichcomponenten met buitenlagen van koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP) en kernen van aluminium honingraat. Naast de laboratoriumtesten, Er worden ook uitgebreide computersimulaties uitgevoerd om een ​​breed scala aan andere landingssituaties te dekken. Om de nauwkeurigheid van het mechanische simulatiemodel te verbeteren, Als onderdeel van de campagne worden ook tests uitgevoerd op het trillingsgedrag van de roverstructuur. De bevindingen van de experimenten zullen de onderzoekers helpen om het ontwerp van de MMX Rover in meer detail te definiëren. "In 2021, we zijn van plan om een ​​aanzienlijk representatiever constructiemodel te testen dat is uitgerust met alle componenten van het bewegingssysteem. Deze bestaat uit vier wielen die aan beweegbare poten zijn bevestigd en een opvouwbaar mechanisme aan de achterzijde van de rover. Als de rover op zijn kant landt, dit mechanisme zal het in een positie brengen waarin het autonoom kan bewegen in de uiteindelijke rijrichting en zijn zonnepanelen kan inzetten, " legt DLR's algemene projectmanager voor de MMX Rover uit, Markus Grebenstein van DLR's Robotics and Mechatronics Center (RMC) in Oberpfaffenhofen.

Naast de structurele spanningen veroorzaakt door de landing, de rover zal worden blootgesteld aan extreme omgevingsomstandigheden. Phobos warmt op van -150 tot +50 graden Celsius binnen een dag-nachtcyclus van iets meer dan zeven uur. Het interieur van de rover moet actief op een relatief constante temperatuur worden gehouden om de kwaliteit van de wetenschappelijke metingen te waarborgen. "Om deze reden, ook in 2021 zullen uitgebreide tests van het temperatuurgedrag van de rover worden uitgevoerd met behulp van een thermisch model, ’ vervolgt Grebenstein.

De lancering van de rover met de JAXA Martian Moons eXploration (MMX) missie is gepland voor 2024, met invoeging in een baan om Mars in 2025. De doelen van de missie zijn de twee manen Phobos en Deimos, die asteroïden kunnen zijn die zijn gevangen door de Rode Planeet of die zijn gevormd als gevolg van de botsing van een groter lichaam met Mars. Het vormingsmechanisme van de Mars, Het Phobos- en Deimos-systeem is een van de sleutels tot een beter begrip van de planeetvorming in het zonnestelsel. De landing van de MMX-rover als onderdeel van de missie is gepland voor eind 2026 of begin 2027. Het zal ongeveer 100 dagen besteden aan het in detail analyseren van de oppervlakte-eigenschappen van de Marsmaan en zo bijdragen aan het oplossen van de wetenschappelijke puzzel over zijn oorsprong.