Warum hüpfte Philea in eine dunkle Ecke?

Hallo,

ich habe ein bisschen recherchiert über Phileas "Hüpfer" und bin auf den einen oder anderen interessanten Zusammenhang gestoßen:
 in einer der Pressekonferenzen wurde gefragt ob es nicht möglich gewesen wäre mit den Landegestell den Sturz komplett zu dämpfen.
Wenn ich die Analyse von http://www.simpack.com/fileadmin/simpack/doc/usermeeting04/um04_maxplanck_hilch.pdf richtig interpretiere war das auch ursprünglich der Plan. Leider musste man ja durch den Ariane Vorfall den Start verschieben und auf den deutlich größeren Kometen(Churyumov–Gerasimenko statt 46P/Wirtanen) ausweichen. Das bedeutet bis zur 3fachen Geschwindigkeit und somit der 9fachen kinetischen Energie. Zu  diesem Zeitpunkt war der Lander schon auf der Sonde und konnte nur minimal umgebaut werden. Das Dämpfungssystem war daher für diese Belastungen nicht ausgelegt.

Ist also der Grund das Philea in einer dunklen Ecke gelandet ist eine Verkettung von ungeschickten  Ereignissen?
 - Versagen der Ariane 5
 - Änderung auf einen größeren Kometen
 - Versagen der Kaltgas-Schubdüsen
 - Versagen der Harpunen
 - harter Boden(?)

Was ich verwirrt sind die Aussagen zur Oberfläche. War sie jetzt härter oder weicher als erwartet? In einer der Pressekonferenzen meine ich gehört zu haben das sie härter war als erwartet und hier (http://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_%28spacecraft%29#Philae_lander steht weicher.

Habt jemand noch mehr Infos?

Gruß Luke

warscheinlich härter weil das ein möglicher impaktkraterrand ?  ist
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13009.msg310455#msg310455
darüber weicher staub? sichtbar an bildern mit staubwolke
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13009.msg310466#msg310466

War aber jetzt der Boden härter oder weicher als erwartet?

Beim ersten Aufsetzen war der Boden weicher als erwartet (evtl. viel weicher Staub...?).
An der letzten Position, also nach dem 3. Aufsetzten, war der Boden dagegen härten - zumindest für das Hämmern mit MUPUS, siehe https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13009.msg310413#msg310413.
Eine allgemeine Aussage über den Kometen kann man damit also nicht geben, er ist eben nicht homogen.

Danke R2-D2. Das erklärt den Widerspruch. Also hatte Philea beim ersten aufsetzen Glück gehabt sonst wäre der Sprung noch weiter (bis Fluchtgeschwindigkeit 0.5m/s ?) seien können. Klingt so als könnte man echt froh sein das man wieder auf dem Kometen und aufrecht gelandet ist.
Würde nur zu gerne wissen warum diese Harpunen nicht losgegangen sind.

Würde nur zu gerne wissen warum diese Harpunen nicht losgegangen sind.

Die waren sich nicht sicher, ob nach dem Harpunieren die Luft rausgeht..... PFFFFFF     

dksk

Jetzt habe ich wieder etwas gefunden wo steht das die erste Landung härter war als erwartet:
Scientists say this shows the icy material underlying 67P's dust covering to be far harder than anyone anticipated - having the tensile strength of some rocks.

It also helps explain why Philae bounced so high on that first touchdown
Quelle: http://www.bbc.com/news/science-environment-30083969

Hier ist die Rede das die Harpunen und der Antrieb nur für harten Boden nötig sind:

Außerdem sollten sich die Eisschrauben selbständig "einbohren" bei der Landung auf weichen Böden. (deshalb haben die wohl so eine flache Steigung, verstehe nur nicht warum die vorne nicht spitz sind)

Ich habe den Eindruck das die erste Landung wohl doch hart war.
R2-D2 hast du eigentlich eine Quelle für deine Infos?

Jetzt habe ich wieder etwas gefunden wo steht das die erste Landung härter war als erwartet:
Scientists say this shows the icy material underlying 67P's dust covering to be far harder than anyone anticipated - having the tensile strength of some rocks.

Ja gut, Stein ist ja eigentlich auch nichts anderes als gefrorene Lava... warum soll Eis bei weit unter -100 °C also nicht so hart wie Stein sein.

Was das genau für ein Zeug unter dem Staub ist, wird sich wohl nicht mehr klären lassen, außer Rosetta landet auf dem Kometen und schafft es irgendwie, die Staubschicht beiseite zu fegen oder zu blasen.

Ich habe den Eindruck das die erste Landung wohl doch hart war.
R2-D2 hast du eigentlich eine Quelle für deine Infos?

Vielleicht wissen selbst die Experten noch nicht genau, wie sie die Daten interpretieren sollen...

Dass die erste Landung weicher als erwartet war, steht im englischen Wikipedia, was Du selbst verlinkt hast http://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_%28spacecraft%29#Philae_lander bzw. http://en.wikipedia.org/wiki/Philae_%28spacecraft%29#Landing_and_operations_on_surface
Dort gibt es einen Link auf diesen Artikel http://www.newscientist.com/article/dn26547-problems-hit-philae-after-historic-first-comet-landing.html
Sonst habe ich noch dies gefunden http://www.independent.co.uk/news/science/rosetta-space-mission-philae-probe-lands-safely-on-comet-67p-9857162.html, sowie einen älteren Artikel der BBC http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-30026398
In diesen sthet es sinngemäß wie bei BBC, wonach die "weicher als erwartete Landung" aus dem Einsinken der Landebeine um 4cm gefolgert wird.

Early data started to come back from instruments, and one team could see that the lander had sunk about 4cm (1.5 inches) into the surface, suggesting a relatively soft top layer.

"top layer" kann ja auch meinen, dass auf einem harten Untergrund 4 cm Staub liegen.

Die Beschaffenheit des Kometen werden uns die beteiligten Wissenschaftler schon mitteilen, wenn sie genügend Informationen darüber haben. Bis dahin ist alles Spekulation.

Die gemachten Angaben werden offensichtlich fehlinterpretiert:
was gemessen wurde, ist das Einfahren des Landegestells -zwecks Dämpfung-  beim ersten Aufsetzen: dies betrug 46 mm (von 200 verfügbaren). Dieser Wert bezieht sich also auf die Zentralsäule des Landegestells. Wie tief die Füße  bei diesem Auftreffen in die Oberfläche eingesunken sind, geht hieraus nicht hervor.
Es gibt inzwischen Bilder von OSIRIS, auf denen man die Abdrücke der drei Füße nach dem Auftreffen identifizieren kann; wenn man die genauen Beleuchtungsverhältnisse dort einbezieht, könnte man Aussagen über die Tiefe des Einsinkens der Füße machen - sonst nicht.

Mein erster Post. 
Respekt wie weit die Mission schon gekommen ist. Hut ab.


OT
Wieso hängt man so hartnäckig am Eis fest?

Die Indizien / Fakten so weit.
- Landung war wesentlich härter als erwarte.
- Alle Bilder soweit zeigen keine Spuren von Eis.
- Die angenommene Oberflächentemperatur ist gut 30°C wärmer.
- Die Gerätschaften die die Oberfläche durchdringen sollten hätte es leichter haben müssen.
- Der eine Hammer ist während des Einsatzes zerbrochen.
- Der Bohrer hat kein Material in die Öfen befördert.
- Die Oberfläche soll er erreicht haben also wird der Bohrer 'vermutlich' auf der Oberfläche rumgeiert sein ohne diese anzubohren.

Von der Oberfläche wie man sie sich vorgestellt hat sind die Beobachtungen doch meilenweit entfernt oder sehe ich das falsch?
Daher meine Frage wieso hängt man so hartnäckig an einer eisigen Obefläche fest?

Ich finde das ganze Thema extrem interessant aber für mich sieht 67P wie ein riesiger Felsbrocken aus. 

Aus Kometen können eben irgendwann Asteroiden werden.

http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/08092005142355.shtml

Meldung von 2005

Ob man nächste Woche noch Eis reden wird?
Jetzt ist man noch dabei die Daten zusammen zu suchen und sich ein Bild zu machen.
Erst Daten auswerten und dann was neues Überlegen so läuft es halt in der Wissenschaft.
Schnelle Wahrheiten gibt's da nicht.
In ein paar Wochen haben sich alle zusammen gesetzt und werden was "Neues" oder nur modifiziertes präsentieren, oder doch eher wieder 2 oder 5 Modelle zur Diskussion stellen.

Man hat doch schon Ausgasungen festgestellt. Er verliert Materie. Ein einfacher, kalter und fester Asteroid wird es auch nicht sein. Aber vielleicht sind wir ja auf dem Weg zu einem neuen Modell/Bild, was für Körper da draußen unterwegs sind ...

Ich denke nicht, dass der Eindruck einer "harten" Schicht im Untergrund zu voreiligen Schlüssen über das Material des Kometen führen sollte.

Eis hat im Bereich von einigen Celsius-Minusgraden (so wie wir es kennen) eine Mohshärte von ca. 1,5 - 2,0. Bei einer Temperatur von -80°C hat Wassereis bereits eine Härte von etwa 6, was Stahl entspricht. Hier ein Diagramm (auf S. 13):

http://www.mvt.tu-clausthal.de/fileadmin/user_upload/files/GVC-DECHEMA-JT-2005.pdf

Bei tieferen Temperaturen wird von Härtegraden von deutlich über 7 berichtet, was härter ist als Quarz, d.h. ich könnte mit einem Stück Granit das Wassereis nicht ritzen.

Außerdem kommt es bei einem langen Kontakt zwischen den Eiskristallen (über Jahrmilliarden) zu Rekristallisationen, wodurch die "Verzahnung" im Material verstärkt wird und es auch mit einem Hammer nicht leicht zu zerschlagen ist.

Aufgrund der bisherigen Infos spricht m. E. nichts gegen Wassereis als "Felsenmaterial".

Robert

Eine Frage, die ich schon auf der DLR-Homepage stellte, aber keine Antwort mehr erhielt:

Hätte eine "Reifen"-konstruktion aus konzentrischen, kugelförmig verschachtelten Ringen mit kardanischer Aufhängung von Philae das Problem einer unkontrollierten Schieflage verhindern können?
Warum wurde keine Radionuklidbatterie eingebaut, um von der Sonneneinstrahlung unabhängig zu sein?
Trotz allem: großer Respekt vor dieser Leistung!!

Vielleicht weiß einer der hier mitlesenden Teilnehmer plausible Antworten?

Eine Frage, die ich schon auf der DLR-Homepage stellte, aber keine Antwort mehr erhielt:

Hätte eine "Reifen"-konstruktion aus konzentrischen, kugelförmig verschachtelten Ringen mit kardanischer Aufhängung von Philae das Problem einer unkontrollierten Schieflage verhindern können?
Warum wurde keine Radionuklidbatterie eingebaut, um von der Sonneneinstrahlung unabhängig zu sein?
Trotz allem: großer Respekt vor dieser Leistung!!

Vielleicht weiß einer der hier mitlesenden Teilnehmer plausible Antworten?

kostet gewicht ist in 100kg des philae nicht machbar
kostet viel geld
kostet abschirmung (gewicht+ platz)
manche messungen werden unmöglich durch alphastrahlen
kostet platz  und notwenig grosflächige wärmestrahler (wieder gewicht+platz)
         (nur durch unterschied der temperatur kann man strom erzeugen)
und
Plutonium 238 ist in europa nicht zu bekommen

Edit: akku war schneller, aber trotzdem ein paar zusatzinfos

Zur Radionuklidbatterie: erstens ist es in Europa politisch nicht gewollt, so auch ein Kommentar von Stephan Ulamec. Das gilt auch für Heizelemente, die Radionuklide enthalten.
Außerdem wird, zumindest das für die amerikanischen RTGs verwendete 238Pu extra in Kernreaktoren erbrütet werden muss. Daher ist es extrem teuer.
Darüber hinaus wiegt Philae nur 100kg. Das im Moment von den Amerikanern verwendete GPHS-RTG wiegt um die 58kg. Gut, SNAP-3 mit 2,7W wog nur 2,1kg, aber auch wenn man dies und politische Gründe außer acht lässt, Europa hat diese Technologie im Moment nicht, und eine Neuentwicklung wäre sicher viel zu teuer gewesen.

Und bitte, was ist "eine "Reifen"-konstruktion aus konzentrischen, kugelförmig verschachtelten Ringen mit kardanischer Aufhängung"? 

...in Europa nicht zu bekommen. Russland?

Ulrich Köhler vom DLR sagte auf den Raumfahrttagen in Neubrandenburg: "Europa darf kein Plutonium ins All schießen"...
deshalb hat Philae Solarzellen und keinen Atomantrieb   

Zunächst mal vielen Dank für die Erläuterungen zu den politischen Erwägungen hinsichtlich der Nuklear-Batterie. Einerseits ethisch vielleicht verständlich, andererseits sollten die paar Gramm strahlendes Material in den Weiten des Weltraums nicht die Rolle spielen, die man ihnen hier zumisst. Zumal dort sicherlich Objekte herumfliegen, die eine solche Batterie an Strahlungsleistung sicherlich bei weitem übertreffen.

@Makemake

Auf die Idee mit den "konzentrischen Reifen" bin ich gekommen, als ich einen Modellhubschrauber für Anfänger sah, der eine solche Konstruktion hatte, um Crashs bei ungeplanten Kollisionen zu vermeiden. Die schmalen und kugelförmig den Heli umschließenden Ringe behindern die Flugdynamik nur unwesentlich, gestatten aber einen schadlosen Touch-down. Und Abschirmungsprobleme gibt es auch nicht, denn sonst würde die Fernsteuerung auch nicht funktionieren.

Bei den Radioisotopenbatterien geht es in erster Linie nicht um eine "Verstrahlung" des Weltraums oder anderer Himmelskörper, sondern um einen Unfall während des Starts von der Erde oder einem Swing-by an der Erde. Falls dabei etwas schiefgeht (Absturz) muss verhindert werden, dass das radioaktive und evtl. noch zusätzlich toxische Material großflächig in der Atmosphäre und auf dem Boden verteilt wird!

Auch der angeführte Punkt "Abschirmung" betraf nicht Deine Idee der "konzentrischen Reifen" und Interaktion mit Kommunikationssignalen, sondern die Abschirmung der Strahlenquelle...

Und das Problem mit radioaktivem Material beginnt ja nicht erst, wenn es die Erde verlässt, sondern bereits beim Aufbau einer atomaren Infrastruktur. Es werden ja nicht einzelne Kleinreaktoren betrieben, um die entsprechenden Isotope gezielt zu produzieren, sondern das Material wird von Kernreaktoren als lukratives Nebenprodukt erbrütet.

Wer also spaltbares Material haben möchte muss auch die Atomindustrie unterstützen.

Robert

@R2-D2

ich halte das für eine sehr interessante Diskussion. Natürlich ist es sinnvoll , einen Crash in einer erdnahen Position in die Wahrscheinlichkeitsüberlegungen einzubeziehen. Andererseits wurden ca. 1 Milliarde Euro investiert, um Philae für etwas mehr als 3 Tage am Leben zu halten - von der Möglichkeit einer solaren Wiederbelebung einmal abgesehen. Vermutlich befinden sich an Bord von Rosetta und Philae z.B. noch etliche nicht ROHS-konforme Materialien, die bei einem erdnahen Absturz ebenfalls großflächig verteilt worden wären.

Aber hier scheiden sich wohl die ethischen Vorstellungen, was vertetbar ist oder auch nicht und eine Mehrheit in den politischen und fachlichen Gremien hat sich offenbar dagegen entschieden. In einer demokratisch verfassten Gesellschaft muss man das akzeptieren. Mich haben die Argumente interressiert und die wurden ja nun plausibel dargelegt.