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Rover Perseverance (Mars 2020) - Entwicklung, Bau, Start und Flug zum Mars

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Offline vv

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Wie wird die Entfaltung und das Aufsetzen des Helicoper auf Boden gemacht? Braucht man dafür einen Roboterarm?

Wie wird die Entfaltung und das Aufsetzen des Helicoper auf Boden gemacht? Braucht man dafür einen Roboterarm?

Also DAS habe sogar ICH kapiert  ::) Der "Helicopter" soll ja nicht nur EINEN Flug machen, sondern mehrere Flüge - wenn ich mal Member Rücksturz frei zitieren darf. Also muss er irgendwo landen bzw. sich irgendwo aufladen. Und wenn der Rover als Relais-Station für die Datenübertragung verwendet werden soll, wird darüber auch der Heli aufgeladen. Klingt natürlich nach Sci-Fy, ist aber technisch heutzutage durchaus machbar.

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Offline Klakow

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Soweit ich das weiß gibt es zu dem Thema eh schon Entwicklungsmuster und SO komplex ist so ein Ding nun auch nicht gerade.

Offline Hugo

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Der Heli wird selbstverständlich nicht am Rover aufgeladen. Das ist viel zu gefährlich. Er muss immer einen Sicherheitsabstand halten. Der Rover ist Atomar betrieben, da darf sich der Heli nicht nähern.

Der Heli sitzt ja vorne-rechts-unten hinter dem Rad, wie man auf dem Bild vom 16. Juli 2016, weiter oben sehen kann. Direkt über dem Boden. Er wird also einfach ausgeklinkt und dann fährt der Rover weiter. Die Flügel sind schon fertig, da muss nichts entfaltet werden.

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Online Terminus

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Und wenn der Rover als Relais-Station für die Datenübertragung verwendet werden soll, wird darüber auch der Heli aufgeladen. Klingt natürlich nach Sci-Fy, ist aber technisch heutzutage durchaus machbar.

Nach dem, was wir in den letzten Wochen schon darüber mitbekommen haben, hat der Heli einfach ein Solarpanel und lädt sich somit quasi an der Sonne selbst auf. Energetisch ist er vom Rover unabhängig.

Er wird also einfach ausgeklinkt ...

Der Ablademechanismus würde mich im Detail allerdings auch mal interessieren. Der sollte ja so einfach, so zuverlässig und so leicht wie möglich sein. Ausklinken und fallenlassen? Supereinfach, aber riskant. Ein kleiner Kranarm? Aufwändig und schwer. An einem Seil runterlassen? :)

Offline vv

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Dieser Mechanismus könnte universell sein. Der Rover 2020 muss die gesammelten Proben hinterlassen. Die Kapseln mit Proben muss man vom Rover irgendwie auf Boden absetzen. Es könnte ein Roboterarm sein, zum Beispiel, wie bei InSight.

Offline Hugo

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@vv: Die Proben nimmt der Rover vom Boden auf und Analysiert sie. Dafür nimmt er die Probe und gibt sie in einer der vielen Einmal-Analysekammern. Und dort verbleiben die Reste nach der Analyse auf Dauer.

Warum sollte der Rover Proben mit einem Roboterarm hinterlassen können? Es gibt ja keinen weiteren Rover der sie dann aufnehmen und neu analysieren könnte. Auch würde damit die Anzahl der Analysekammern nicht steigen, da der Rover keine neuen herstellen kann.

Jetzt baut dem VV doch endlich seinen Roborarm an den Rover  ;)

Offline Hugo

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Wie wäre es mit "Candarm3" ?

Offline vv

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@vv: Die Proben nimmt der Rover vom Boden auf und Analysiert sie. Dafür nimmt er die Probe und gibt sie in einer der vielen Einmal-Analysekammern. Und dort verbleiben die Reste nach der Analyse auf Dauer.

Warum sollte der Rover Proben mit einem Roboterarm hinterlassen können? Es gibt ja keinen weiteren Rover der sie dann aufnehmen und neu analysieren könnte. Auch würde damit die Anzahl der Analysekammern nicht steigen, da der Rover keine neuen herstellen kann.
In einer zukünftigen gemeinsamen ESA und NASA Mission wird es geplant, die von Rover 2020 gesammelte Proben zur Erde zu bringen. Hier in dem Forum gibt es ein Thread zum Thema.

Offline dksk

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Helikopter-Halterung-Absetzvorrichtung

Aus den beiden hochauflösenden Bildern zum 2020er Rover – mit und ohne Helikopter UND der Beschreibung zum geplanten Absetzen kann man eine Grundanalyse zur Halterung und Absetzvorrichtung machen.
Bild 1:  CAD mit Helikopter
Quelle:
https://www.nasa.gov/press-release/nasas-next-mars-rover-progresses-toward-2020-launch
-
Bild 2: CAD gerendert OHNE Helikopter
Quelle:
https://mars.nasa.gov/resources/cameras-on-mars-2020-rover/

Beschreibung zum Absetzen:
https://www.nasa.gov/press-release/mars-helicopter-to-fly-on-nasa-s-next-red-planet-rover-mission
„… wenn der Rover eine geeignete Stelle gefunden hat wird der Helikopter vom Fahrzeug herabgelassen und auf dem Boden aufgesetzt. Danach fährt der Rover weg in sichere Entfernung von der aus Signale ausgetauscht werden…“

Aus der Detailanalyse der Bilder ergibt sich folgende Vermutung zur Freigabe des Helikopters:

1.   Ausklappen der Stützfüße unter der Grundplatte um die Auflagefläche zu vergrößern
2.   Entriegelung der Halterung der Grundplatte am Rover – an Schrägführung gleitet System nach unten
3.   Rover fährt weg
4.   Freigabe der kompakten Halterung mit Helikopter (Rotorkopf ,Rotorblätter und Hauptkörper gesichert) ? Vorder- und Seitenplatte klappen rum und geben die Helikopterstelzen frei
5.   Freigabe Helikopterkörper

Hier die Bilder mit den Details, aus denen ich meine Schlüsse gezogen habe:
Bildquellen – siehe oben








dksk

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Offline Sensei

  • Raumcon Moderator
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Wie wird die Entfaltung und das Aufsetzen des Helicoper auf Boden gemacht? Braucht man dafür einen Roboterarm?

Also DAS habe sogar ICH kapiert  ::)
..
 Und wenn der Rover als Relais-Station für die Datenübertragung verwendet werden soll, wird darüber auch der Heli aufgeladen. Klingt natürlich nach Sci-Fy, ist aber technisch heutzutage durchaus machbar.

Wo hast du das denn her?

Der Heli wird, wir hier schon lang und breit beschrieben, über PV Flächen geladen.
Datentransfer zum Rover erfolgt über Funk. Und darüber kann man keine (wesentliche) Energie übermitteln.

Nun, das ist einfach der gesunde Menschenverstand. WENN ein Heli mehrmals fliegen soll, dann braucht er eine Bodenstation zum aufladen.

Mittlerweile gibt es hunderte von verschiedenen dieser lästigen Drohnen-Typen auf der Erde - und keine davon fliegt solargetrieben, zumindest habe ich noch nichts davon gelesen, was ja nichts heissen mag.

Aber auf dem Mars ist die Sonnenwirkung viel geringer als auf der Erde UND die Atmosphäre ist viel geringer, was also einen erhöhten Energiebedarf für den Auftrieb bei einer minimierten Energiequelle bedeutet.

Zudem hat dieser Heli offenbar keinen Heckrotor für den Drehmomentausgleich - was nur durch einen doppelten Hauptrotor auszugleichen wäre.

Technisch alles sicher irgendwie machbar - aber nicht, indem man ein paar PV-Zellen oben auf die Rotornabe montiert. Sorry.

Offline Hugo

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Nun, das ist einfach der gesunde Menschenverstand.
Ich denke, die NASA kann so etwas sehr gut. Da arbeiten viele Menschen und viel Menschenverstand.

WENN ein Heli mehrmals fliegen soll, dann braucht er eine Bodenstation zum aufladen.
Der NASA-Helikopter braucht so etwas nicht. Der hat Solarzellen. Wenn dann die Sonne scheint, wird der Akku aufgeladen. Mit der Technik ist es möglich, den Helikopter als "Unsicher" zu anzusehen und gleichzeitig den Rover nicht zu gefährden.

Mittlerweile gibt es hunderte von verschiedenen dieser lästigen Drohnen-Typen auf der Erde - und keine davon fliegt solargetrieben, zumindest habe ich noch nichts davon gelesen, was ja nichts heissen mag.
Naja, wenn hunderte "Drohnen-Typen" nur auf die Flugzeit pro Akkuladung achten, ist das verständlich. Die User kaufen die Drohne mit 17 Minuten Flugzeit und lassen die mit 5 Minuten Flugzeit im Regal liegen. Die NASA achtet auf alles, nicht nur auf die Flugzeit pro Akkuladung.

Aber auf dem Mars ist die Sonnenwirkung viel geringer als auf der Erde UND die Atmosphäre ist viel geringer, was also einen erhöhten Energiebedarf für den Auftrieb bei einer minimierten Energiequelle bedeutet.
Korrekt. 3 bis 5 Minuten Flugzeit sollen es werden hat die NASA ausgerechnet. Pro Tag. Geflogen werden soll kurz vor der Mittagszeit. Dann sind die Akkus voll und können nach dem Flug wieder für die Nachtheizung geladen werden.

Zudem hat dieser Heli offenbar keinen Heckrotor für den Drehmomentausgleich - was nur durch einen doppelten Hauptrotor auszugleichen wäre.
Korrekt. Wie man auf dem Foto weiter oben sieht, hat der Heli gegenläufige Rotoren Man sieht das sogar in den Videos sehr deutlich.

Technisch alles sicher irgendwie machbar - aber nicht, indem man ein paar PV-Zellen oben auf die Rotornabe montiert. Sorry.
Wie kommst Du da drauf? Die NASA hat es doch angekündigt, daß es so gehen wird. Das denkt sich hier im Forum niemand aus. Auch die Bilder sind alle von der NASA.




Manchmal wundere ich mich, wie solche Meinungen zustande kommen, obwohl es Pressemitteilungen, Fotos und Videos von der NASA gibt.

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Online Terminus

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Helikopter-Halterung-Absetzvorrichtung

Aus den beiden hochauflösenden Bildern zum 2020er Rover – mit und ohne Helikopter UND der Beschreibung zum geplanten Absetzen kann man eine Grundanalyse zur Halterung und Absetzvorrichtung machen.
Bild 1: CAD mit Helikopter
Bild 2: CAD gerendert OHNE Helikopter

Beschreibung zum Absetzen: [...]

Beeindruckende, aufmerksame Analyse, komplett mit Bildern und Beschriftung. :)

Zitat
Aus der Detailanalyse der Bilder ergibt sich folgende Vermutung zur Freigabe des Helikopters:

1.   Ausklappen der Stützfüße unter der Grundplatte um die Auflagefläche zu vergrößern
2.   Entriegelung der Halterung der Grundplatte am Rover – an Schrägführung gleitet System nach unten
3.   Rover fährt weg
4.   Freigabe der kompakten Halterung mit Helikopter (Rotorkopf ,Rotorblätter und Hauptkörper gesichert)  Vorder- und Seitenplatte klappen rum und geben die Helikopterstelzen frei
5.   Freigabe Helikopterkörper

Bin jetzt schon gespannt, ob sich das Detail mit der Schrägführung bestätigt. :)

Also ich hätte es mir so vorgestellt:

1. 1 bis 3 straff gespannte Seile halten den Helikopter am Roverchassis. 3 wohldefinierte Kontaktpunkte sorgen dafür, dass der Heli am Rover so fest und spielfrei sitzt, als wäre er festgeschraubt. Ein selbsthemmender Motor oder eine "sprengbare" Blockierung hält die Seile unter Zug.
2. Zum Absetzen wird eine geeignete, ebene, steinfreie Fläche gesucht. Der Heli klappt seine vier dünnen Beine aus und wird an den Seilen abgelassen. Wenn es 2 oder 3 Seile sind, kann er kaum hin- und herpendeln oder sich drehen, falls das ein Problem ist.
3. Der Rover trennt die Seile (wie?) und holt sie wieder ein, und zieht sich zurück.

Als Variante könnte der Heli auch gerne von einer Halterung gehalten werden, die ihrerseits an den Seilen hängt. Die Halterung hätte den Vorteil, dass der Heli selbst keine Elemente für die Seilbefestigung braucht (Ösen oder sowas) => spart Gewicht.

Manchmal wundere ich mich, wie solche Meinungen zustande kommen, obwohl es Pressemitteilungen, Fotos und Videos von der NASA gibt.

Ein NASA-Jünger also. Nun, jedem das seine. Aber mit so einer Argumentationslogik frage ich mich, wo der Weihnachtsmann seit ein paar Jahren bleibt - obwohl meine Eltern geschworen haben, dass es Ihn gibt  ;)

In der Pressemitteilung ist ja auch "nur" von einem "Technologiedemonstrator" die Rede. Wir hoffen natürlich alle, dass er funktioniert. Wäre aber dann sicher eine größere Sensation als alle Daten, die er über den Marsstaub senden könnte.

Hat der Rover jetzt endlich bessere Kameras erhalten, gibts da Infos?

Offline vv

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Also ich hätte es mir so vorgestellt:

1. 1 bis 3 straff gespannte Seile halten den Helikopter am Roverchassis. 3 wohldefinierte Kontaktpunkte sorgen dafür, dass der Heli am Rover so fest und spielfrei sitzt, als wäre er festgeschraubt. Ein selbsthemmender Motor oder eine "sprengbare" Blockierung hält die Seile unter Zug.
2. Zum Absetzen wird eine geeignete, ebene, steinfreie Fläche gesucht. Der Heli klappt seine vier dünnen Beine aus und wird an den Seilen abgelassen. Wenn es 2 oder 3 Seile sind, kann er kaum hin- und herpendeln oder sich drehen, falls das ein Problem ist.
3. Der Rover trennt die Seile (wie?) und holt sie wieder ein, und zieht sich zurück.

Als Variante könnte der Heli auch gerne von einer Halterung gehalten werden, die ihrerseits an den Seilen hängt. Die Halterung hätte den Vorteil, dass der Heli selbst keine Elemente für die Seilbefestigung braucht (Ösen oder sowas) => spart Gewicht.

Ein solches Konzept des Helikopters Absetzens leidet an Unzuverlässigkeit. Zu viele Elemente, mehrere Seile, Seilwinde, compounde Mechanismen. Der Helikopter wird nicht abgeladen, wenn der Rover bleibt still, also nicht weg fährt. Außerdem gefährdet der Helikopter den Rover, wenn die Abtrennung nicht funktioniert. Meinung nach wäre ein Arm für das Gerätabsetzen sicherer. Grundsätzlich hat der Rover schon einen Instrumentenarm. Diesen Arm anzupassen wäre einfacher.
Entwickler des Helikopters müssen überlegen ob die Flugzeit genug ist um eine sichere Landestelle zu finden zum Beispiel auf einem solchen Gelände wie auf dem Foto

aasgeir

  • Gast
Hat der Rover jetzt endlich bessere Kameras erhalten, gibts da Infos?
Mastcam-Z 2020 z.B. wird den gleichen Detektor, die gleiche FrontEnd-Elektronik und Protokolle wie die Mastcam auf Curiosity haben; der einzige wesentliche Unterschied ist, dass dieses Mal ein Optik mit einem 3,6fach Zoom eingebaut ist, sowie verbesserte Filter.
"The design draws heavily on that of the Mastcam camera used on the Mars Curiosity Rover with some upgrades. It uses the same size, detectors, electronics interface, firmware, and operations protocols. It has improvement in lens assembly which gives it 3.6:1 zoom capability, whereas the zoom feature was removed from the final design in Curiosity"

Ein ausführlicherer Gast-Blog-Beitrag auf der Seite der Planetary Society beschreibt den jetztigen Zustand der Integration von Mastcam-Z bei Malin Space Science Systems, mit Ergebnissen für die Performance.

Quelle:https://en.wikipedia.org/wiki/Mastcam-Z
           http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2018/0521-mastcam-z-team-blog-flight-hardware.html

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Online Terminus

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Hat der Rover jetzt endlich bessere Kameras erhalten, gibts da Infos?

Irgendwo stand, dass er dann auch Videos wird aufnehmen können. (Ich denke, dass das auch mit den älteren Rovern rein technisch ohne weiteres möglich gewesen wäre und nur aus Datenübertragungsgründen nicht realisiert wurde. Videos sind größer als Bilder.)

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Offline Nitro

  • Raumcon Moderator
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Zitat von: Nebulon link=topic=11429.msg424473#msg424473
Ein NASA-Jünger also. Nun, jedem das seine. Aber mit so einer Argumentationslogik frage ich mich, wo der Weihnachtsmann seit ein paar Jahren bleibt - obwohl meine Eltern geschworen haben, dass es Ihn gibt  ;)

Bitte achtet etwas auf den Ton untereinander,
ansonsten sehen wir uns gezwungen entsprechende Beiträge zu löschen.
Bevor man einen Beitrag letztendlich abschickt sollte man ihn sich noch ein letztes Mal durchlesen und sich dabei überlegen ob man ihn genau in diesem Wortlaut auch Abends seinem Partner und/oder Kindern ohne Bedenken vorlesen würde.

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Online Terminus

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  • 5093

Also ich hätte es mir so vorgestellt:

1. 1 bis 3 straff gespannte Seile halten den Helikopter am Roverchassis. 3 wohldefinierte Kontaktpunkte sorgen dafür, dass der Heli am Rover so fest und spielfrei sitzt, als wäre er festgeschraubt. Ein selbsthemmender Motor oder eine "sprengbare" Blockierung hält die Seile unter Zug. ...

Ein solches Konzept des Helikopters Absetzens leidet an Unzuverlässigkeit. Zu viele Elemente, mehrere Seile, Seilwinde

::) meinetwegen auch nur EIN Seil. Mehrere Seile habe ich mir doch nur einfallen lassen, damit mir keiner mit dem Argument ankommt, dass der Heli sich ja dann beim Absetzen drehen und pendeln könnte und dass das bestimmt ein wahnsinniges Gefahrenmoment ist...  ;D

Und eine simple Seilwinde (natürlich für alle Seile gleichzeitig) ist ja wohl ein einfacheres Element als so ein Klapperatismus von Extra-Roboterarm nur fürs Absetzen, also bitte. :P

Zitat
compounde Mechanismen.

Häh?

Zitat
Meinung nach wäre ein Arm für das Gerätabsetzen sicherer. Grundsätzlich hat der Rover schon einen Instrumentenarm. Diesen Arm anzupassen wäre einfacher.

Stimmt natürlich auch wieder. An den hab ich jetzt gar nicht mehr gedacht. :-[

Aber wenn die JPL-Ingenieure diesen Arm zum Absetzen einsetzen wollten, hätten sie den Heli doch bestimmt nicht dort unten platziert, sondern schön oben mitten auf dem Deck, damit der Arm optimal von oben den Heli anhaken kann. Also ich bezweifle stark, dass der Arm dafür eingesetzt werden soll.  ???

Zitat
Entwickler des Helikopters müssen überlegen ob die Flugzeit genug ist um eine sichere Landestelle zu finden zum Beispiel auf einem solchen Gelände wie auf dem Foto

;D ja, sieht nicht einfach aus.

Offline Hugo

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  • 5174
Das Datenvolumen ist begrenzt. Für den aktuellen Rover gilt: Auf Wikipedia steht 250 mbit pro Tag. Also 31 Megabytes pro Tag. Allerdings ist auch der Stromaufnahme der Sendeantenne mit 95 Watt angegeben. Mehr Strom hat der Rover nicht zur Verfügung, er kann beim Senden also wenig anderes machen. Was technisch gesehen auch Sinn macht, der Rover kann immer nur eine Sache zur Zeit machen.

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Offline Rücksturz

  • Portal Redakteur
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Hallo Zusammen.

Ich habe bisher auch noch nichts Konkretes gelesen, wie das "Absetzen" des Helis funktioniert.
Allerdings sicherlich ohne Seile oder aufwändige Mechanik.
Seile könnten sich in die Räder oder deren Aufhängung verheddern.
Mechanik könnte versagen und dann würde u.U. der Helicopter zwischen Chassis und Radausleger eingeklemmt.
Der Instrumentenarm hat viel zu viele Anbauteile, um richtig an den Heli in Transportkonfiguration heranzukommen.

Am wahrscheinlichsten halte ich, dass einfach eine oder mehrere Klammern gelöst werden und der Heli die paar Dezimeter nach unten fällt.
Die Höhe ist völlig unproblematisch.
In Tests in der Vakuumkammer haben sie bei einem Test-Heli (von der Masse abgespeckt, um Marsgravitation zu simulieren) bei ca. 2 m Flughöhe einfach den Rotor abgestellt und "fallen" lassen.
Das Gerät hopst ein bisschen am Boden rum und gut.
Die Kohlefaserbeine können das ab.

Ich stelle mir den Vorgang wie folgt vor (Achtung, meine Spekulation):
1. Der Rover sucht sich ein sehr ebenes Stück Marslandschaft.
2. Die erste Klammer wird gelöst und die vier Kohlefaserbeine entfalten sich.
3. Die zweite Klammer, die den Hauptkörper gehalten hat, löst sich.
4. Der Heli "fällt" einige Dezimeter bis auf den Boden und landet auf seinen vier Federbeinen.
5. Mit den Kameras wird kontrolliert, dass sich nichts am Rover, insbesondere an den Rädern verheddert hat.
6. Der Rover fährt auf mindestens 100 m Sicherheitsabstand.
7. Die über einen Federmechanismus vorgespannten Rotoren klappen in Flugkonfiguration.
8. Die Batterie wurde wahrscheinlich schon vorher aufgeladen, da die Solarpaneele des Helis auch in Transportkonfiguration nach oben zeigen. Wenn nicht, dann wird halt jetzt aufgeladen.
9. Zur Mittagszeit des nächsten Sol werden die Rotoren angeworfen und der Heli macht seinen ersten Hopser.

Fans der Mars-Heli-Hoax-Theorie empfehle ich den Vortrag von MiMi Aung (Autonomous Systems Deputy Division Manager at JPL).
Sie ist direkt mit der Entwicklung vertraut und weiß wovon sie spricht.
Alles was technisch oder physikalisch notwendig ist, wurde längst auf der Erde ausgiebig getestet.
Das einzige Manko ist, dass man nie alle Eigenschaften gleichzeitig testen kann, das geht nur auf dem Mars selbst.
Der Vortrag ist schon von 2016 und wurde hier auch schon ein paar mal verlinkt.
Von den technischen Sepcs hat sich seit dem der Rotordurchmesser von 1,1 m auf 1,21 m vergrößert, was sehr viel ausmacht.
Dadurch konnte auch die "erträgliche" Masse von 1 kg auf 1,8 kg erhöht werden.



Viele Grüße
Rücksturz
- vergiss niemals, dass auf der anderen Seite ein Mensch sitzt
- erst lesen, dann denken, dann posten
- eingebrachte Artikel sprechen für Dich 
- denke beim Schreiben Deines Beitrages an den Empfänger

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Online Terminus

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  • 5093
Am wahrscheinlichsten halte ich, dass einfach eine oder mehrere Klammern gelöst werden und der Heli die paar Dezimeter nach unten fällt.
Die Höhe ist völlig unproblematisch.
In Tests in der Vakuumkammer haben sie bei einem Test-Heli (von der Masse abgespeckt, um Marsgravitation zu simulieren) bei ca. 2 m Flughöhe einfach den Rotor abgestellt und "fallen" lassen.
Das Gerät hopst ein bisschen am Boden rum und gut.
Die Kohlefaserbeine können das ab.

Rein von der Stabilität der Beine glaube ich zwar auch, dass die das simple Fallenlassen ohne weiteres abkönnen. Das wäre dann natürlich supereinfach, klasse.

Allerdings hätte ich Bedenken, dass der Landeplatz auch eben genug ist, dass der Heli nicht eventuell auf die Seite kippt, zum Beispiel in das Rad hinein. In dem Video klappen die Landungen ohne Umkippen ab ca. 27:00 ja sehr schön, aber dieser Hallenboden ist auch wirklich extrem eben und der Heli fliegt da ja "tethered", also mit einem herunterhängenden Kabel, das ihn vielleicht noch ein bisschen extra stabilisiert? Gut, die Marsoberfläche ist sicher weicher als der Hallenboden (Staub/Sand), das dämpft und hilft sicher. Trotzdem... :-\