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MASCOT - Asteroiden-Roboter startet ins All

High-Tech-Würfel fürs All Der Asteroiden-Landeroboter MASCOT

Kaum ist die Landung auf dem Kometen "Tschuri" geglückt, steht schon die nächste spektakuläre Raummission an – das Aufsetzen auf einem Asteroiden. Am 3. Dezember 2014 um 5.22 Uhr mitteleuropäischer Zeit hob die Rakete mit der japanischen Hayabusa2-Sonde und dem Lander MASCOT vom Tanegashima Space Center ab und begann ihre Reise durchs All, um sich nach vier Jahren Flugzeit einem Asteroiden namens "1999 JU3" zu nähern. Dort wird sie den Landeroboter MASCOT absetzen, gebaut vom DLR, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Der heikelste Moment der Raummission Hayabusa-2 ist das Ausklinken des Landeroboters MASCOT aus der Muttersonde. Dieses Ausklinken hatten die Experten in einem Fallturm in Bremen simuliert. Frank Grotelüschen war bei den Experimenten dabei.

Ein Prototyp von MASCOT wird in die Fallturm-Kapsel eingesetzt

Ein Prototyp von MASCOT wird in die Fallturm-Kapsel eingesetzt

Der Fallturm in Bremen. Eine 110 Meter hohe Röhre, durch die eine Versuchskapsel im freien Fall herunterrauscht. Das dauert fünf Sekunden, und solange herrscht in der Kapsel Schwerelosigkeit. Für den Test wird ein schuhkartongroßer Kasten in die Kapsel eingesetzt – der Prototyp eines Weltraumroboters.

High-Tech-Würfel fürs All

MASCOT - Asteroiden-Roboter

MASCOT - Asteroiden-Roboter, eine Konstruktion des Deutschen Luft- und Raumfahrtszentrums (DLR) in Bremen

Das Landemodul MASCOT ist ein etwa zehn Kilogramm schweres Landepaket, welches an der japanischen Muttersonde Hayabusa 2 angedockt ist und bei der Mission ausgeworfen werden soll. Christian Grimm vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme hat den Landeroboter mitkonstruiert. Bestückt mit Kameras und Sensoren soll MASCOT in ein paar Jahren die Oberfläche eines Asteroiden unter die Lupe nehmen – vorausgesetzt, ein Manöver funktioniert: das Abkoppeln von der Muttersonde 100 Meter über dem Asteroiden. Christian Grimm: "Mit dem Test wollen wir einen der kritischsten Momente der gesamten Mission testen: die Separation von der Muttersonde. Das kann man sich leicht vorstellen: Wenn wir nicht separieren können, bleiben wir an der Muttersonde hängen, und damit wäre die Mission leider vorbei."

Mit einem Schubs soll der MASCOT-Lander in Richtung des Asteroiden gestoßen werden

Mit einem Schubs soll der MASCOT-Lander in Richtung des Asteroiden gestoßen werden

Der Asteroid ist klein, er misst gerade mal 500 Meter. Deshalb bringt er praktisch keine Schwerkraft zustande, mit der er MASCOT anziehen könnte. Also muss das Modul von seiner Muttersonde einen Schubs kriegen – und zwar so: "Wir haben einen Drück-Mechanismus in dem Halterahmen eingebaut, der unser Modul sanft hinausstößt."


Ausgeklinkt im freien Fall

So in etwa könnte die Landung des MASCOT-Roboters auf dem Asterioden aussehen

So in etwa könnte die Landung des MASCOT-Roboters auf dem Asterioden aussehen

Konkret soll eine Feder den Lander aus der Sonde befördern. Um diesen Mechanismus zu testen, braucht es Bedingungen wie im Weltall – also Schwerelosigkeit. Die herrscht im Bremer Fallturm immerhin für fünf Sekunden. Der Plan: Während die Kapsel mitsamt MASCOT nach unten rauscht, will Christian Grimm den Ausklinkmechanismus starten und schauen, ob sich der kleine Würfel tatsächlich aus seiner Halterung löst.

MASCOT ist in die Fallkapsel eingesetzt, eine spitz zulaufende, mannshohe Tonne. Jetzt zieht eine Winde die Kapsel nach oben, an die Spitze des Turms. Damit die Kapsel im freien Fall nach unten stürzen kann, pumpen Kompressoren die Röhre luftleer. Das dauert zwei Stunden.

Mission: Ein Blick in die Geschichte des Alls

MASCOT wird für die Reise ins All verpackt

MASCOT wird für die Reise ins All verpackt

Projektleiterin Tra Mi Ho beschreibt das Ziel der Mission: "Die Forscher hoffen, mehr zu erfahren über die Entstehungsgeschichte von Planeten in unserem Sonnensystem. Dann gibt es auch Theorien, dass Asteroiden einen Teil des Wassers auf die Erde gebracht haben."

Autonomer Würfel mit Hüpf-Mechanismus

2018 soll die Raumsonde den Asteroiden erreichen. Dann wird es Ernst für MASCOT. Tra Mi Ho: "Sobald MASCOT auf der Oberfläche angekommen ist, fängt er mit seiner wissenschaftlichen Mission an. Je nachdem, wie MASCOT liegt, wird sich MASCOT durch einen inneren Aufricht-Mechanismus in die richtige Position setzen, so dass der Lander wissenschaftliche Untersuchungen machen kann."

MASCOT hat verschiedene Instrumente zur Erforschung des Asteroiden an Bord

MASCOT hat verschiedene Instrumente zur Erforschung des Asteroiden an Bord

Eine Kamera soll die Asteroidenoberfläche fotografieren, ein Radiometer die Temperatur erfasst, ein Magnetometer das Magnetfeld messen, ein Infrarot-Mikroskop die Zusammensetzung winziger Partikel analysieren. Der Clou: Eine Schwungmasse im Inneren von MASCOT kann sachte beschleunigen und dann abrupt abbremsen. Das soll den Roboter über den Astroiden hüpfen lassen. Wie ein Würfel, der sich selber würfelt – und zwar ein autonomer Würfel.

Irdische Hilfe, falls was schief läuft

"Bis so ein Signal von der Erde zum Mutterschiff und zu MASCOT weitergegeben wird, vergehen 30 bis 40 Minuten. Dementsprechend ist MASCOT ein autonomer Lander. Er soll alles autonom entscheiden können, ohne eine Interaktion von uns aus. Nur wenn es wirklich ganz schief laufen sollte, würden wir einspringen."

MASCOT wird in die Hayabusa-2-Sonde eingebaut

MASCOT wird in die Hayabusa-2-Sonde eingebaut

Endlich ist die Fallturm-Röhre luftleer gepumpt. Christian Grimm wird immer nervöser, denn: "Der erste Test ist so verlaufen, wie man sich das nicht vorgestellt hat. Er ging nämlich kräftig in die Hose. Wir blieben in unserer Struktur hängen. Und unser Modul sah dann nicht mehr ganz so schön aus, als es herauskam."

Die Forscher haben sich im Kontrollraum versammelt, der Versuch kann beginnen.

Test erfolgreich

5 Sekunden dauert der Fall, dann taucht die Kapsel in ein Becken aus Styroporkügelchen ein und wird langsam genug abgebremst, dass nicht in ihm kaputtgeht. Grimm kontrolliert die Videobilder einer Kamera im Inneren der Kapsel – und ist erleichtert. "Der Versuch war wunderbar. Wir konnten wunderbar sehen, wie das Modul sich ganz langsam aus der Haltestruktur heraus gedrückt hat, bevor es abgefangen wurde."

Welche Geheimnisse birgt der Asteroid 1999 JU3 ?

Welche Geheimnisse birgt der Asteroid 1999 JU3 ?

Diesmal ist alles so gelaufen wie geplant. Eine gute Nachricht für die Forscher. Denn nun können sie zuversichtlich sein, dass es auch über dem Asteroiden 1999 JU3 heißen wird: Landeroboter erfolgreich ausgeklinkt!

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