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Go Mars!

SCOPE
Die SCOPE-Kamera an Bord von AMSAT-P3D

Die P5A-Marssonde bietet Raum für wissenschaftliche Nutzlasten. AMSAT-DL stellt quasi als Grundgerüst die Sonde als Transportmedium und die Technik zur Daten-
übertragung für verschiedene Forschungsaufgaben an Bord zur Verfügung. Daneben sind eigene Nutzlasten der AMSAT-DL vorgesehen.

Zum P5A-Marsrojekt gehören der Bau und Betrieb des Raumfahrzeugs und des Bodensegments. Die AMSAT-DL erstellt dazu

  • den mechanischen Körper der Sonde,
  • stattet sie mit dem Antriebssystem für den Flug zum Mars aus,
  • integriert die Energieversorgung aus Solarzellen, Batterie und Laderegelung,
  • stellt das Navigationssytem mit Sensoren und Lageregelung bereit,
  • baut das Funksystem und
  • entwickelt die Hard- und Software des Bordrechners.
Erdsichel
Mit SCOPE entstand u. a. die obige Weitwinkelaufnahme der Erdsichel aus ca. 60.000 km Distanz.

Dies sind die Komponenten, die den Flug zum Mars erst möglich machen und die essentiell sind. Darauf aufbauend können weitere Nutzlasten mit besonderen Aufgaben mitgenommen werden. Hier können Naturwissenschaftler und Planetenforscher ihre Experimente aus der Marsumlaufbahn durchführen.

Nahezu die Hälfte des finanziellen und technischen Aufwands der P5A-Marsmission ist den Bodenstationen zur Kontrolle der Marssonde und zum Empfang der wissenschaftlichen Daten beizumessen. Gerade in kritischen Phasen wie Orbit- und Lagemanöver sind leistungsstarke Sende- und Empfangseinheiten am Boden erforderlich.

Struktur
Schematische Sicht auf die Struktur von P3D und des P5-Raumfahrzeugs

Das Raumfahrzeug für die Marsmission muss während der Missionsdauer verschiedene Anforderungen erfüllen.

  • Schutz vor den Belastungen des Raketenstarts
  • Raum und Infrastruktur für die eigentliche Missionsnutzlast
  • Ausreichend Energie für Lebenserhaltung, Kommuniaktion und Experimente
  • Schutz vor Extremtemperaturen zum sicheren Betrieb der Bordsysteme
  • Ein Antriebssystems für Bahnmanöver
  • Bereitstellung einer Kommunikationsverbindung zur Erde für die Steuerung und Überwachung
  • Überwachung und Steuerung der Lage und Position

ImageIm Sommer 2002 begann AMSAT-Deutschland offiziell mit den Planungen und Vorbereitungen eine eigene Raumsonde zum roten Planeten zu schicken. Sie soll als Funkrelais um den Mars fliegen, Bilder machen, wissenschaftliche Experimente durchführen und eine Nutzlast auf die Marsoberfläche absetzen.
Mit ihren bisherigen Erdsatelliten hat die AMSAT-DL die technischen Grundlagen für diesen ersten privat und ehrenamtlich durchgeführten, interplanetaren Raumflug geschaffen. Durch die Funkverbindung auf Amateurfunkfrequenzen ist der Empfang der P5A-Sonde allgemein erlaubt. Über eine eigene Empfangsanlage mit einer 2 bis 3 m großen Parabolantenne oder das Internet können Bilder und Daten mit der passenden Software direkt am eigenen Computer angezeigt werden. Das ursprünglich anvisierte Startfenster 2011 konnte leider nicht erreicht werden, 2013 und 2016 sind energetisch ungünstig. Eine vielversprechende Option ist daher das Startfenster 2018.  Gemeinsam mit der DLR wurde 2010/2011 eine Machbarkeitsstudie durchgeführt, welche zu einem sehr positiven Ergebnis kam. Die Ergebnisse dienen u.a. auch als Entscheidungshilfe für verschiedene Gremien innerhalb der DLR und Politik, um Anfang 2012 die nächsten Schritte zu beschließen.
 
 

flugbahn
Die Flugbahn aus dem Erdorbit über eine Zwischenumlaufbahn um die Sonne zum Mars.

Die Art und Weise, zu anderen Planeten zu gelangen, ist seit langem bekannt und seit Jahrzehnten erprobt. Es gibt Startfenster, zu denen die Erde mit möglichst niedrieger Energie verlassen werden kann. Von der Erde aus nimmt die Sonde ihren Weg auf einer "heliozentrischen" Umlaufbahn um die Sonne in Richtung Mars auf. Kommt die Sonde in die Nähe des Mars, wird die Flugbahn mit einem in die Sonde integrierten Raketenmotor leicht geändert, um vom Schwerfeld des Mars in eine Marsumlaufbahn gezogen zu werden.

Bei dieser klassischen Methode muss für die Sonde ein eigener, teurer Raketenstart von der Erde eingesetzt werden, um den optimalen, sprich enegergetisch günstigsten Abflugzeitpunkt von der Erde nutzen zu können.