MMX Mission: Ein Rover für den Marsmond Phobos

Die beiden Marsmonde Phobos und Deimos sind das Ziel der japanischen Erkundungsmission „Martian Moons Exploration“ kurz MMX. Ziel der Mission ist es, die Marsmonde Phobos und Deimos zu charakterisieren sowie zu klären, wie und wo die beiden Trabanten entstanden sind. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die französische Raumfahrtagentur CNES (Centre national d'études spatiales) steuern zusammen einen 25 Kilogramm schweren Rover bei, der die Oberfläche von Phobos erkunden wird.

Künstlerische Darstellung des MMX-Rovers

Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Seitens des DLR sind unter der Leitung des Instituts für Robotik und Mechatronik auch die Institute für Raumfahrtsysteme, für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, für Systemdynamik und Regelungstechnik, für Optische Sensorsysteme, für Planetenforschung, für Softwaretechnologie sowie das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) beteiligt.

Der Start der Raumsonde ist für September 2024 mit einer H-3-Rakete vom japanischen Weltraumbahnhof in Tanegashima geplant. Im August 2025 wird die Sonde voraussichtlich eine Umlaufbahn um den Mars eintreten, um Phobos und Deimos zu beobachten. Anschließend wird sie in einen Quasi-Orbit um den Marsmond Phobos einschwenken.

Die im Video dargestellte Simulation zeigt die besonders herausfordernde Missions-Phase der letzten Momente der Landung mit folgendem Aufrichten und Entfalten der Solarpaneele sowie der Ausrichtung zur Sonne.

Der MMX-Rover wird, angekommen bei Phobos, von der MMX-Muttersonde abgetrennt und etwa 50 Meter hinab zur Mondoberfläche fallen. Der Rover wird dank der sehr niedrigen Gravitation bei der Landung unbeschadet mehrere „Purzelbäume“ schlagen und in unvorhersagbarer Lage zum Liegen kommen. Aus dieser Situation heraus muss er sich autonom mithilfe des Antriebssystems aufrichten und anschließend seine Solarpaneele entfalten. Fahren wird er schließlich ganz behutsam mit nur einigen Millimetern pro Sekunde, um trotz der geringen Schwerkraft mit seinen speziellen Rädern den Bodenkontakt zu halten. Auf Phobos hat der Rover rund 100 Erdtage Zeit, die physikalischen und mineralogischen Eigenschaften der Oberfläche zu erkunden. Die Landung des MMX-Rovers auf Phobos ist für 2027 geplant.

Entwicklungen des Instituts für Systemdynamik und Regelungstechnik für die Marsmondmission MMX

Das mechatronische Fahrwerk

Das mechatronische Fahrwerk (Lokomotionsystem) des robusten, radbasierten Rovers für die MMX-Mission wurde von den beiden DLR-Instituten für Robotik und Mechatronik sowie für Systemdynamik und Regelungstechnik entwickelt, gebaut und getestet.

Das MMX Rad – ein robustes Leichtgewicht

Die Räder des MMX Rovers wurden vom Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik mit Blick auf minimales Gewicht bei optimaler Fortbewegung unter Mikro-Gravitation entwickelt. Sie ermöglichen optimale Zugkraft und sind gleichzeitig extrem leicht und dennoch sehr stabil.

Physiksimulation des MMX Rovers

Das Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik hat detaillierte Simulationsmodelle des MMX Rovers entwickelt. Mit Hilfe der Simulation können in einer virtuellen Umgebung Entwurfsvarianten und Betriebsszenarien überprüft werden und wichtige Erkenntnisse für die weitere Entwicklung des Rovers generiert werden.

Software für das Lokomotionsystem

Mit der Software des Lokomotionsystems wird die gewünschte Roverbewegung auf die Einzelantriebe umgesetzt. Darüber hinaus ist die am Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik entwickelte Software dafür zuständig, das Lokomotionssystem des Rovers zu überwachen.

Kontakt

Stefan Barthelmes
German Aerospace Center
Institute of System Dynamics and Control, Space Systems Dynamics
Oberpfaffenhofen-Wessling
Tel.: +49 8153 28-4212
Fax: +49 8153 28-44-3883

MMX - Martian Moons eXploration (dlr.de)