Amerikas erster Roboter-Mondrover ist kein Kinderkram

Der Rover und andere Nutzlasten leiten ihre Signale über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) auf dem Lander an die Erde weiter – nicht unähnlich dem, was man in Gebäuden und Häusern auf der Erde findet. Der Rover ist nicht autonom; Duvall sagt, dass er in den geschäftigen Erdentagen, an denen er aktiv ist, wahrscheinlich durchschnittlich 30 Zentimeter auf einmal zurücklegen, ein Bild von dem senden wird, was sich vor ihm befindet, und auf weitere Anweisungen warten wird. Es kann sein, dass er nur ein paar hundert Meter zurücklegt, bevor seine Batterien erschöpft sind, aber selbst das, sagt Duvall, würde beweisen, dass ein Mondroboter für jedermann erreichbar ist.

Sobald der Peregrine-Lander sicher auf dem Mond gelandet ist, wird der Iris-Rover von seinem Nutzlastdeck in der Mitte fallen. Astrobotische Technologie

Die endgültige Version ist so einfach wie möglich. Es ist symmetrisch, mit einer Kamera an jedem Ende, sodass es keinen Unterschied macht, ob es vorwärts oder rückwärts geht. Es gibt keine Federung. Es verfügt über ein Kompaktladersystem, das durch Drehen der Räder auf beiden Seiten in entgegengesetzte Richtungen auf der Stelle gedreht werden kann. Das Chassis und die Räder bestehen aus Kohlefaser – stark und leicht, obwohl Duvall sagt, dass Mikrofrakturen schwer zu erkennen wären. Das ist einer der notwendigen Kompromisse, um Iris klein zu halten. „Da es sich um ein Universitätsprojekt handelte“, sagt sie, „waren wir bereit, mehr Risiko einzugehen als ein Regierungsprojekt oder ähnliches.“

„Es gab keine Einschränkungen – kommen Sie einfach auf 2 Kilogramm oder weniger!“, lacht Raewyn Duvall, der Programmmanager für den Iris-Rover. Sie hat ihren Ph.D. an der Carnegie Mellon, während sie Iris entwickelte, und blieb als wissenschaftliche Mitarbeiterin, um das Projekt bis zum Ende zu begleiten.

Iris ist eine von mehr als einem Dutzend wissenschaftlicher Nutzlasten, die von der Mondlandefähre Peregrine getragen werden, die von Astrobotic Technology, einem aus der Universität ausgegliederten Unternehmen mit Sitz in Pittsburgh, gebaut wurde. Wenn alles funktioniert, wird Peregrine Mission One mit einer neuen Rakete namens Vulcan Centaur, die derzeit von der in den USA ansässigen United Launch Alliance entwickelt wird, in die Region Gruithuisen Domes auf der Nordhalbkugel des Mondes geschickt. Die Rakete wartet auf ihren ersten Testflug namens Cert-1. Aber hey, wenn Sie eine riesige neue Trägerrakete starten und hoffen, dass sie zum Arbeitstier der Raumfahrtindustrie wird, warum schießen Sie dann nicht gleich auf den Mond?

Der Peregrine-Lander ist ein gedrungenes, vierbeiniges Schiff, das für viele verschiedene Arten von Mondprojekten konzipiert ist. Iris ist fest an der Unterseite seines Nutzlastdecks festgeklemmt. Der Flugplan sieht vor, dass Peregrine nach Sonnenaufgang am Landeplatz landet. Dann, vorausgesetzt, dass alles klappt, öffnen sich zwei Niederhaltemechanismen und der kleine Rover fällt in der geringen Schwerkraft des Mondes etwa einen Meter zu Boden.

„Um Masse zu sparen, haben wir keine Rampe, wir haben keinen komplizierten Mechanismus, wir müssen nur den Sturz auf die Mondoberfläche überleben“, sagte Nicholas Acuna, ein Student, der diente Während seines Masterstudiums war er als leitender Maschinenbauingenieur für das Projekt tätig.

Jetzt, 50 Jahre später, machen die Vereinigten Staaten die verlorene Zeit wett – aber wenn die Pläne aufgehen, wird ihr erster ferngesteuerter Rover nicht von der NASA, SpaceX oder einer anderen großen Raumfahrtagentur oder einem anderen großen Raumfahrtunternehmen geschickt. Der Rover heißt Iris und ist größtenteils das Werk von Studenten der Carnegie Mellon University in Pittsburgh.

Das Startdatum von Cert-1 ist ungewiss; Der Vulcan Centaur, der ursprünglich für 2019 einen Erstflug anstrebte, wurde durch COVID-19 und unzählige technische Probleme verzögert. Das Iris-Team sagt, es habe einige der Verzögerungen ausgenutzt, um sicherzustellen, dass mit dem Rover alles in Ordnung sei, der immer noch mit dem Lander in einem Reinraum bei Astrobotic wartet.

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„Es wird ein großer Erfolg sein, wenn wir es einsetzen“, sagt Duvall. „Es wird ein großer Erfolg, wenn wir daraus irgendeine Art von Telemetrie zurückbekommen.“ Es wird ein Erfolg, wenn wir ein schönes Bild machen, oder überhaupt ein beliebiges Bild. Alles, was passiert, wird – wow, wir haben es geschafft!“

Wenn Sie Whittakers Studententeam wären, wie würden Sie alles in einen 2-kg-Rover quetschen? Ein früher Entwurf zeigte ein kleines zweirädriges Fahrzeug, das sein Heck hinter sich herzog, aber das wurde verworfen, weil es nicht rückwärts fahren konnte. Sie wollten es mit Photovoltaik betreiben, aber das scheiterte, weil bewegliche Solarpaneele die Masse und Komplexität erhöhen würden – und weil sie so tief am Boden liegen, könnten sie außerdem mit Mondstaub bedeckt werden. Lithium-Ionen-Batterien waren der letzte Kompromiss – sicher und zuverlässig, aber wenn Iris gut funktioniert, werden sie wahrscheinlich in weniger als 50 Stunden entladen.

Die Vereinigten Staaten haben im Weltraumwettlauf einen Schritt übersprungen. Bevor die NASA 1969 die ersten Astronauten zum Mond schickte, schickte sie Roboter-Scouts, die auf die Mondoberfläche stürzten, darauf landeten und sie vom Orbit aus kartografierten. Zu den letzten drei Apollo-Missionen gehörten Mondrover, die von den Astronauten gesteuert wurden. Aber in diesen hektischen Jahren, in denen es darum ging, Erster zu werden, schickten die Vereinigten Staaten nie einen Roboterrover – eine gute Möglichkeit, die Mondlandschaft aus der Nähe zu betrachten. Nur die sowjetische und die chinesische Regierung haben dies getan. Andere Länder haben es versucht und sind gescheitert.

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Für Raumrover-Verhältnisse ist Iris winzig – sie hat etwa die Größe eines Schuhkartons und vier Räder, von denen jedes etwa die Größe einer kleinen Pizza hat. Aber eine Lektion daraus ist, dass es so etwas wie ein kleines Mondprojekt nicht gibt. Missionsmanager schätzen, dass 300 Studenten seit seinem Start im Jahr 2017 umgerechnet ein Jahrhundert Arbeitsstunden auf dem Rover verbracht haben.

William L. „Red“ Whittaker, Professor für Robotik an der Carnegie Mellon und ein führender Name auf diesem Gebiet, war die treibende Kraft hinter Iris. „Im Weltraum zählt, was fliegt“, sagte er auf einer Pressekonferenz im April, vor einem erhofften Starttermin im Mai. Whittaker ist Mitbegründer von Astrobotic, wo Iris und Peregrine zu mehreren privat gebauten Mondprojekten in der Pipeline gehören. Wissenschaftler wollen Wassereis in der Nähe des Südpols des Mondes finden und ernten, das möglicherweise für zukünftige Missionen nützlich ist und daher, in Whittakers Worten, „die wertvollste Ressource im Sonnensystem“ ist

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