Private Venus Mission von RocketLab

Rocketlab hat eine selbstfinanzierte Mission zur Venus angekündigt. Bereits im Mai 2023 soll der Start mittels einer Electron erfolgen (wobei es ein Backup-Startfenster im Januar 2025 gibt), im LEO übernimmt dann die Photon-Oberstufe für die Beschleunigung auf Fluchtgeschwindigkeit. Ankunft an der Venus wäre dann im Oktober 2023. Dort soll dann eine 20 Kilogramm schwere Sonde in die Atmosphäre entlassen werden. Das Gewicht der wissenschaftlichen Nutzlast wird übrigens mit einem Kilogramm angegeben...
Quelle: https://arstechnica.com/science/2022/08/rocket-lab-will-self-fund-a-mission-to-search-for-life-in-the-clouds-of-venus/

Großartig, mal zur Abwechslung eine (wenn auch sehr kleine) planetare Mission ohne der sonst üblichen viele Jahre dauernden Vorbereitungs- und Reisezeit.     Viel Erfolg!
Missionspapier: https://www.mdpi.com/2226-4310/9/8/445/htm

Hier noch eine weitere Beschreibung der Venus-Mission von RL.
https://www.technologyreview.com/2022/08/29/1058724/the-first-private-mission-to-venus-will-have-just-five-minutes-to-hunt-for-life/

Auszug:

The Rocket Lab–MIT mission will be short. As the probe falls, it will have just five minutes in the clouds of Venus to perform its experiment, radioing its data back to Earth as it plummets towards the surface. Additional data could be taken below the clouds, if the probe survives. An hour after entering the atmosphere of Venus, the probe will hit the ground. Communications will probably be lost some time before that.

Die Rocket Lab–MIT Mission wird kurz sein. Wenn die Sonde fällt, hat sie in den Wolken der Venus nur fünf Minuten Zeit, um ihr Experiment durchzuführen und ihre Daten per Funk zur Erde zurückzusenden, während sie auf die Oberfläche zustürzt. Zusätzliche Daten könnten unter den Wolken aufgenommen werden, wenn die Sonde überlebt. Eine Stunde nach dem Eintritt in die Atmosphäre der Venus wird die Sonde auf dem Boden aufschlagen. Die Kommunikation wird wahrscheinlich einige Zeit vorher unterbrochen.

RocketLab plant im Mai 2023 eine Mission zur Venus. Es wäre die erste rein privat finanzierte und durchgeführte interplanetare Mission ever. Es gibt hier im Forum zwar einen Thread zu den Electron Starts, aber bislang keinen eigenen Thread zu dieser Mission.

Angeblich kam der Anstoß zu der Mission gar nicht von RocketLab sondern vom MIT, nachdem in der Venus Atmosphäre (angeblich, die Diskussion dauert immer noch an) der Biomarker Phosphin entdeckt wurde. RocketLab Gründer und CEO Peter Beck hat sich ja schon öfter als „Venus Fan“ geoutet. Wie auch immer: Das MIT hat gute Gründe für eine genauere Erforschung der Venus Atmosphäre und Peter Beck ist ohnehin ein extrem kreativer Kopf, für den diese Mission die Erfüllung eines Traums sein dürfte.

Für diejenigen unter uns, die keine erklärten RocketLab Fans (wie ich) sind: Die Trägerrakete „Electron“ ist gerade mal 18 Meter lang, beim Start schlanke 13 Tonnen leicht und schafft nicht mehr als 300 Kilo in den LEO. Trotzdem soll es möglich sein, damit eine Forschungsmission zur Venus durchzuführen. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die „Photon“, eine Mischung aus Kickstage und vollwertiger Cruise-Stage, übrigens auch eine komplette Eigenentwicklung von Rocketlab.

Infos zur Electron:

https://www.rocketlabusa.com/launch/electron/

Infos zur Photon:

https://www.rocketlabusa.com/space-systems/photon/

Und ein paar Links zur Mission selbst:

https://www.rocketlabusa.com/missions/upcoming-missions/first-private-mission-to-venus/

www.heise.de/hintergrund/Erste-private-Venus-Mission-hat-nur-fuenf-Minuten-Zeit-zur-Suche-nach-Leben-7248411.html

https://arstechnica.com/science/2022/08/rocket-lab-will-self-fund-a-mission-to-search-for-life-in-the-clouds-of-venus/ 

https://www.space.com/rocket-lab-planning-to-launch-private-venus-mission-in-may-2023

Und gleich noch paar Videos:   

Der Start der Mission ist auf Anfang 2025 verschoben worden.

Frühestens im Januar 2025 soll die Mission jetzt starten. (Das ursprüngliche Reservedatum)
Genauere Angaben zur Startverschiebung wurden nicht gemacht. "Wir wollen jetzt erst mal die Transportaufträge unserer Kunden abarbeiten"

https://www.space.com/rocket-lab-private-venus-mission-delayed-2025

Es gibt ein update zu RocketLabs privater Venus-Mission : Venus Life Finder.
Soll in der Venus-Atmosphäre nach Spuren von Leben suchen, mit einem Autofluoreszenz-Nephelometer, entwickelt von MIT.
Start vorgesehen für 30. Dez. 2024 in LEO, Sonde mit 315 kg Masse, danach orbit raising bis zu einem Swing-by am Mond auf eine Flugbahn zur Venus. Ankunft dort 13. Mai 2025

https://spacenews.com/rocket-lab-plans-late-2024-launch-of-venus-mission/

Nach Aussagen von Firmensprechern wird sich das Startdatum wohl nach hinten (2025) verschieben. Sie machen diese Mission so nebenbei, möglichst einfach und möglichst kostengünstig. So verwenden sie sehr viele bereits erprobte Teile der Mondmission (Capstone) und wollen mit gut 55 Mill. $ hinkommen (privat finanziert). Es soll hauptsächlich eine Test- und Demo-Mission werden, auch wenn Rocket Lab selbst keine derartigen weiteren Missionen plant, im Gegensatz zu den beteiligten MIT-Wissenschaftlern.

Eine Electron-Rakete soll den Sat. starten und die bewährte Photon-kick-stage auf den weiteren Weg bringen. Beim Vorbeiflug an der Venus wird eine Sonde ausgesetzt, die in der Atmospäre erst 5 Minuten Daten sammeln soll, die dann über 20 Minuten gesendet werden, bis die Sonde in etwa 22 km Höhe den Hitze- und Drucktod stirbt.

Der Start ist jetzt für Januar 2025 geplant.
Da nach den neuesten Studien gewisse Grundbausteine des Lebens doch in der Schwefelsäureatmosphäre der Venus stabil sein könnten, hofft man tatsächlich mögliches pimitives Leben in den Wolken in etwa 50 - 60 km Höhe zu finden.


https://www.space.com/venus-private-mission-alien-life-sulfuric-acid

Hier das Konzept mit Ballon und Fallschirm schematisch abgebildet

https://astrobiology.com/2022/08/venus-life-finder-missions-motivation-and-summary.html

Geplant ist der Start dieser Mission nach heutigem Stand am 30. Dezember.

https://nextspaceflight.com/launches/details/5661

Die Venus-Mission von RocketLab soll nach aktueller Planung frühestens 2026 starten.

Als Trägerrakete soll die "Neutron" verwendet werden.

https://nextspaceflight.com/launches/details/5661

Im NASA’s Ames Research Center wurde der Hitzeschild für die Kapsel installiert und geprüft.

Dieser Hitzeschild schützt die Kapsel beim Durchqueren der Wolken über der Venusoberfläche schützt.

Venus is a step closer.

We’re embarking on the first private Venus mission and sending a probe into the Venusian atmosphere to search for signs of microbial life. Recently the probe’s heatshield, a crucial component that will protect the capsule as it passes through the volatile… pic.twitter.com/x2rtU2qjRC

— Rocket Lab (@RocketLab) February 28, 2025

https://twitter.com/RocketLab/status/1895583916972810286

Interessantes Material - HEEET (Heatshield for Extreme Entry Environment Technology), gewebt;
entwickelt am NASA Ames Research Center:
https://www.nasa.gov/image-article/nasa-installs-heat-shield-on-first-private-spacecraft-bound-for-venus/

Eine kleine Analyse zum HEEET:

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HEEET besteht aus einer dreidimensional gewebten Struktur mit zwei integralen Schichten: 

• Rezessionsschicht (Außenschicht): Diese hochdichte Schicht aus reinem Kohlenstofffasergewebe ist darauf ausgelegt, Materialabtrag (Rezession) zu minimieren und den direkten thermischen Belastungen standzuhalten.
• Isolationsschicht (Innenschicht): Eine niedrigere Dichte charakterisiert diese Schicht, die aus einer Mischung von Kohlenstoff- und phenolischen Garnen besteht. Sie dient der Wärmedämmung und schützt die darunterliegende Raumfahrzeugstruktur vor Hitze.

 

Diese beiden Schichten sind mechanisch miteinander verwoben, was eine robuste und integrierte Wärmeschutzlösung bietet. 
Durch die Anpassung der Dicke der Isolationsschicht kann der Wärmeschutz spezifisch auf die Anforderungen verschiedener Missionen zugeschnitten werden. 

Vergleich mit anderen Wärmeschutzmaterialien und alternativen Ansätzen: 

• Kohlenstoff-Phenol (Carbon-Phenolic): 
  
  • Pro: Hohe Beständigkeit gegenüber extremen Hitzeflussen und Drücken, bewährte Technologie in früheren Missionen.
  • Contra: Hohe Wärmeleitfähigkeit, was zu ineffizienter Isolierung führt, insbesondere bei flacheren Eintrittswinkeln mit hohen Gesamtwärmelasten. Zudem ist die Herstellung komplex und ressourcenintensiv.
   
  
• Phenol-Impregnated Carbon Ablator (PICA): 
  
  • Pro: Niedrigere Dichte, geeignet für Missionen mit moderaten Hitzeflussen, erfolgreich eingesetzt bei Missionen wie Stardust und Mars Science Laboratory.
  • Contra: Begrenzte Eignung für extreme Eintrittsbedingungen mit sehr hohen Hitzeflussen und Drücken.
   
  
• Flexible Ablative Materialien: 
  
  • Pro: Flexibilität ermöglicht Anpassung an verschiedene Fahrzeuggeometrien, potenziell geringere Herstellungskosten.
  • Contra: Geringere Schutzwirkung bei extremen Bedingungen, potenziell höhere Abtragsraten.
   
  

 

Vorteile von HEEET: 

• Masseeffizienz: Durch die duale Schichtstruktur kann die Gesamtmasse des Hitzeschilds um 30–40 % reduziert werden, was mehr Nutzlastkapazität ermöglicht.
• Anpassungsfähigkeit: Die Möglichkeit, die Dicke der Isolationsschicht zu variieren, erlaubt eine missionsspezifische Optimierung des Wärmeschutzes.
• Robustheit: Die dreidimensionale Verwebung der Schichten sorgt für eine mechanisch stabile und integrierte Struktur, die den Belastungen beim Atmosphäreneintritt standhält.

 

Nachteile von HEEET: 

• Komplexität in der Herstellung: Die präzise dreidimensionale Webtechnik erfordert spezialisierte Fertigungsprozesse und -ausrüstung.
• Begrenzte Flugerprobung: Obwohl HEEET umfangreich getestet wurde, steht der Nachweis der Leistungsfähigkeit in realen Missionen noch aus.

 

Insgesamt stellt HEEET einen bedeutenden Fortschritt im Wärmeschutz für Raumfahrzeuge dar, insbesondere für Missionen mit extremen Eintrittsbedingungen. 
Die Technologie bietet eine vielversprechende Alternative zu traditionellen Materialien wie Kohlenstoff-Phenol, insbesondere in Bezug auf Masseeffizienz und Anpassungsfähigkeit. 

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Quellen:

• https://www.nasa.gov/general/what-is-heeet/
• https://discovery.larc.nasa.gov/pdf_files/25_HEEET_Technology_Overview_%28HEEET-1002%29.pdf
• https://science.nasa.gov/science-research/science-enabling-technology/technology-highlights/heatshield-for-extreme-entry-environment-technology-nears-maturity/