Phoenix auf Delta II 7925 D325 vom LC-17A CC

Mahlzeit!

Zitat

kälte dürfte doch eigentlich kein so großes problem sein, immerhin musste phoenix von der erde zum mars fliegen oder etwa nicht^^?

Aber immerhin wurde das gute Stück dabei von der Sonne angestrahlt. Sollten im Lander elektrische Verbindungen mit Zinn gelötet worden sein gibt es eventuell schon das erste Kälteproblem: Zinnpest. Solange noch die Sonne scheint und die Akkus aufladen kann funktioniert die Heizung noch. Aber wenn dann lange Zeit keine Sonne scheint gibt es dann auch keine Heizung mehr und Akkus und eventuelle Lötstellen geben den Geist auf. Und wer weiß von uns schon welche Materialien verwendet wurden und wie sich diese bei Einwirkung sehr tiefer Temperaturen verhalten. Wobei das Zinnproblem den Erbauern natürlich bekannt ist und wahrscheinlich vorgesorgt wurde. Wohl nicht nur mit Heizung. Ich wollte mit der Zinnpest nur mal allgemein auf ein populäres Kälteproblem hinweisen.


Gruß
Peter

Das ist blöd, da können wir über die materialien spekulieren wie wir wollen..
Ich könnt mir vorstellen dass man bei sonden grundsätzlich keine lötstellen verwendet, sondern die drähte verschweißt, also 2 kupferdrähte an den enden anschmilzt und zusammen"klebt"
Vllt auch eine kupferlegierung, damit die kabel nicht oxidieren.
Wär schon peinlich, wenn ne sonde nach paar jahren flugzeit wegen angerosteten kabeln nicht mehr funktioniert^^

Aber wie gesagt, da die meisten von uns, so wie ich nix davon wissen, sollten wir ne diskussion lieber lassen

kälte dürfte doch eigentlich kein so großes problem sein, immerhin musste phoenix von der erde zum mars fliegen
oder etwa nicht^^?

Hallo,

Jede Raumsonde/Satellit fliegt zwar im kalten Weltraum, deshalb ist das Spacecraft selbst aber nicht kalt. Denn man darf nicht vergessen das die Raumsonde von der Sonne angestrahlt wird und sich somit stark aufheizt. Als Daumenwert kann man sagen, dass eine goldummantelte Kugel etwa 150°C Durchschnittstemperatur hat (im Erdorbit). Also ganz schön heiss da drin. Ob der Bordrechner da noch funktioniert?

Die tatsächliche Temperatur im Inneren liegt bei Raumtemperatur +/- ein paar 10°C, da die meisten Spacecraftkomponenten auch ursprünglich für irdischen Gebrauch entwickelt wurden. Ausserdem ist es wichtig dass die Temperatur nahezu konstant bleibt, also keinen riesigen Schwankungen unterliegt. Denn elektronische und mechanische Komponenten arbeiten in einem kleinen Temperaturbereich effektiver und zuverlässiger. Ausserdem unterliegen die meisten Materialien der Wärmeausdehnung. Und diese ist für unterschiedliche Materialien unterschiedlich stark. Dies kann zu Rissen etc. führen.

Die Sonde Phoenix wird sicher auch auf Raumtemperatur gehalten. Das macht man mit sogenannten Heatern (Heizelementen), wobei elektrische Energie in thermale Energie umgewandelt wird. Das heisst aber auch, ohne genügend elektrische Energie kann man nicht mehr Heizen und die Sonde friert ein. Durch die Kälte werden auch dauerhafte Beschädigungen an Elektronik/Mechanik auftreten welche mit genügend Energie in der Zukunft nicht wieder verschwinden.

Als Daumenwert kann man sagen, dass eine goldummantelte Kugel etwa 150°C Durchschnittstemperatur hat (im Erdorbit).

Sicher? Nicht vielleicht eher 150 Kelvin? 150 Grad Celsius finde ich doch etwas hoch gegriffen.

Die Akkus können sich einfach entgültig entleeren. Kennt man von den Autobatarien...oder ist der Vergleich hier nicht tragbar?

wie schon mal gefragt: ist keine direktversorgung durch die paneele möglich?

Sicher? Nicht vielleicht eher 150 Kelvin? 150 Grad Celsius finde ich doch etwas hoch gegriffen.

Um ganz sicher zu gehen machen wir einen kleinen Exkurs in die Thermodynamik. Ich muss zugeben, ich bin mir nicht mehr 100%ig sicher  :-?. Entscheidend für die Temperatur ist welche Energie in den Satelliten reingeht Q_rein und welche rausgeht Q_raus. Damit Gleichgewicht herrscht, wovon wir ausgehen damit sich eine gleichmässige Temperatur einstellt, muss also folgendes gelten:
Q_rein = Q_raus
Die eingehende Energie ist die Strahlungsenergie der Sonne, welche 1370W/m² ist. Damit ergibt sich bei einer Kugel mit projektierter Kreisfläche (Querschnitt A = Pi * r²) folgende eingehende Energie:

Q_rein = alpha * Pi * r² * 1370W/m²

Alpha ist der Absorptionsgrad und gibt an wieviel der eingehende Strahlung absorbiert wird. Bei Goldfolie ist dieser Wert etwa 0.25. Die ausgehende Energie kann man mit dem Stefan-Boltzmann Gesetz berechnen, wobei hier die gesamte Kugeloberfläche (Oberfläche A = 4 * Pi * r²) Energie abstrahlt:

Q_raus = epsilon * 4 * Pi * r² * sigma * T⁴

Epsilon ist der Emissionsgrad und gibt an wieviel Wärme im Vergleich zu einem idealen Strahler (schwarzer Strahler) abgegeben wird. Typischer Wert für Goldfolie ist 0.05. Sigma ist die Stefan-Boltzmann Konstante (5.67e-8 W/m²/K⁴) und T die Temperatur.

Fassen wir zusammen:
Q_rein = Q_raus
--> alpha * Pi * r² * 1370W/m² = epsilon * 4 * Pi * r² * sigma * T⁴
--> alpha * 1370W/m2 = epsilon * 4 * sigma * T⁴
--> T⁴ = alpha * 1370W/m² / (epsilon * 4 * sigma)

Daraus ergibt sich eine Temperatur von 417K oder 144°C  

Goldfolie reflektiert also schon recht gut die Sonnenstrahlung von aussen (alpha), isoliert aber noch besser die Wärme von innen (epsilon). Deshalb stellt sich eine hohe Temperatur ein. Und in diesem Beispiel wird keinerlei Wärme im Inneren des Satelliten erzeugt! Vielleicht sind deshalb ISS und ATV auch nicht in Goldfolie eingepackt sondern mit weissen Matten versehen denn weisse Farbe hat in etwa alpha = epsilon.

Hallo Cosmo,

Danke für das Rechenbeispiel *notier*, da habe ich mich bei den Eigenschaften von Goldfolie aber mächtig verschätzt. Mea Culpa...  
Ohne jetzt nachzuschaun, aber die Nacht-Temperatur auf dem Mond liegt doch so um die -150 Grad Celsius, Tagsüber bei +150 Grad. Da hätte ich der Goldfolie zugetraut den Tag eher zur Nacht zu machen...

Grüße, BauBraun

wie schon mal gefragt: ist keine direktversorgung durch die paneele möglich?

Hallo,

bisher war die Sonne an Phoenix' Landestelle während des Polartages immer über dem Horizont, den ganzen Tag lang. Jetzt verschwindet sich schon für gewisse Zeit hinter dem Horizont. Im tiefen Winter haben wir dann die Polarnacht, die Sonne kommt gar nicht mehr zum Vorschein.

Zitat

wie schon mal gefragt: ist keine direktversorgung durch die paneele möglich?

Hallo,

bisher war die Sonne an Phoenix' Landestelle während des Polartages immer über dem Horizont, den ganzen Tag lang. Jetzt verschwindet sich schon für gewisse Zeit hinter dem Horizont. Im tiefen Winter haben wir dann die Polarnacht, die Sonne kommt gar nicht mehr zum Vorschein.

das ist mir schon klar.. Ich habs nur den fall gemeint: phoenix hat den winter ohne größere blessuren überstanden, der akku ist aber kaputt wegen der kälte.

Sobald die sonne wieder hoch genug steht, sollte phoenix wieder energie bekommen und sich reaktivieren.. Ist die chance überhaupt gegeben?

Also dass man den akku umgehen kann und die gerätschaften direkt versorgen kann

Jetzt verstehe ich das, also Erzeugung und Verbrauch "on the fly" und Betrieb aller Systeme nur bei Sonnenschein, wenn die Akkus funktionsuntüchtig sind. Ich kenne das Leistungsbudget bei Phoenix nicht, bei den Rovern muss aber vor Aktionen ordentlich Energie gespeichert werden, die Akkus also aufgeladen werden. Aber die wollen ja auch fahren.

Hallo,

hier ist ein englischsprachiger Artikel, der auf die Energieerzeugung und die Möglichkeiten des Überlebens des Marswinters für Phoenix eingeht.

Demzufolge wird damit gerechnet, dass die Nachttemperaturen von derzeit etwa -90° Celsius bis Mitte November auf etwa -120° Celsius sinken werden. Dies sind Bedingungen, die über das hinausgehen, wofür der Lander gebaut und getestet wurde. Selbst wenn Phoenix durch die zu erwartende Eisschicht keinen direkten Schaden nehmen sollte, wird die Elektronik wohl nicht ungeschoren davonkommen. Für ein optimales Funktionieren benötigen die Leiterplatten eine Temperatur von -40° Celsius. Dafür wurde ja auch extra eine Heizung eingebaut. Die monatelangen Kälte wird wohl dazu führen, dass einige der Bauteile zerbrechen ( Haarrisse ? ), weil die Temperatur, für die sie ausgelegt sind, unterschritten wird. Sollte dies eintreten, so ist es unwahrscheinlich, dass Phoenix seine Arbeit wieder aufnehmen kann.
 
Bei Missions-Beginn erzeugte der Lander ca. 3.300 Watt-Stunden Energie pro Sol. Am 13.September ( Sol 109 ) waren es schon nur noch 2.400 Watt-Stunden. Um aktiv zu bleiben, muss Phoenix mindestens 1.000 Watt-Stunden Energie pro Sol generieren. Diese Menge wird Mitte bis Ende November unterschritten - und das ist dann sehr wahrscheinlich das Ende der Mission.  :'(

Sobald nächstes Jahr wieder genug Energie zur Verfügung steht, um Phoenix potenziell wieder aufzuwecken ( das dürfte im Oktober/ November 2009 der Fall sein, wird die NASA nach einem vom "Lazarus-Modus" ausgesandten Signalton suchen, aber man glaubt nicht daran, ihn auch zu hören. Der Projekt-Manager Barry Goldstein nennt das Ganze dann auch eher ein "Spass-Projekt" - so sehr er sich auch freuen würde.

Hier ist noch ein Link zu einem schon etwas älteren PDF-Dokument von Peter Smith. Leider weiss ich nicht, wann es genau erstellt wurde, aber auf Seite 35 ist eine Grafik zur damals geschätzen Erergiegewinnung und dem Bedarf.

Grüße aus Hamburg - Mirko

Hallo,

und hier noch eine kurze Zustandsmeldung von SuW bezüglich des Energieniveaus und der weiteren Vorgehensweise.  

Grüße aus Hamburg - Mirko

Und wenn das passiert verstärkt die Ummantelung aus Eis ja auch wieder die Struktur.

Eis dehnt sich aber aus.

Phoenix hat erfolgreich einen Sandsturm überstanden, der vorrübergehend die Energieerzeugung der Solarzellen verminderte. Nun funktioniert aber scheinbar alles wieder.

Der Sturm ist ein Vorbote von mehr winterlichem Wetter, welches nun kommen wird. Man freue sich darauf, viele interessante Daten sammeln zu können.


http://phoenix.lpl.arizona.edu/10_14_pr.php

Phoenix hat eine weitere Bodenprobe durchgeführt. Nun sind sechs der 8 zur Verfügung stehenden Öfen auch benutzt worden.

Phoenix steht nun auch weniger Energie zur Verfügung.

http://phoenix.lpl.arizona.edu/10_17_pr.php

Guten Morgen zusammen.

Phoenix sendet "frostiges" Bild vom Mars.


Das Bild wurde an sol 143 (Erdzeit 19. bzw. 20.10.2008) aufgenommen.

Gruß Guido

Guten morgen,
auf dido's gepostetem Bild sieht man die Ausgrabungen mit der Schaufel von Phoenix.
Ist das weiße auf der rechten Eis oder was andres ?

Gruß Gucky.  

Phoenix hat nun aufgehört, weitere Bodenproben zu nehmen. Nun werden die bereits genommenen Proben weiter analysiert.

Mit dem Roboterarm soll nun versucht werden, eine Bodenprobe in das Wet Chemistry Laboratory von Phoenix reinzuschaufeln, um weitere Analysen vornehmen zu können.

http://phoenix.lpl.arizona.edu/10_21_pr.php

Guten morgen,
auf dido's gepostetem Bild sieht man die Ausgrabungen mit der Schaufel von Phoenix.
Ist das weiße auf der rechten Eis oder was andres ?

Gruß Gucky.  

Könnte gut sein, dass es Eis ist. Sicher bin ich mir aber nicht.

Könnte gut sein, dass es Eis ist. Sicher bin ich mir aber nicht.

Danke manuma für die Antwort.
In Beitrag #440 ist das Eis gut zu sehen, war an dem Tag wohl etwas wärmer.

Gruß Gucky.  

Für die Phoenix-Mission gab es den National Space Club Award  
Eine schöne Auszeichnung  

http://phoenix.lpl.arizona.edu/10_23_pr.php

Guten Morgen,

So langsam geht es mit Phoenix dem Ende entgegen.

Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2008-199

Die ersten Instrumente und Heizelemente werden abgeschaltet, um den Leistungsbedarf zu senken. Der Arm wurde "geparkt", so dass die Nadeln des TECP-Instruments (thermal and electrical-conductivity probe ) im Boden stecken und weiter messen können, während der Arm selbst keine Aktivitäten mehr ausführen wird. Das Heizelement für den Arm, die Armkamera und TEGA wird deaktiviert.
Im Lauf der nächsten Tage/Wochen können 2 weitere Heizelemente für Instrumente schrittweise deaktiviert werden, bis es dann ans "Eingemachte" geht. In einem letzten Schritt würden man einen der beiden "Survival"-Heaters ausschalten, welche die Batterien und Avionik warm halten.

Zwischen dem 28.11. und dem 13.12. wird es keinen Kontakt Erde-Mars zu Phoenix geben, da die Sonne zwischen Erde und Mars stehen wird. Datenübertragungen von Phoenix zur Erde via der Marsorbiter werden aber weiterhin möglich sein.

Das wars dann wohl mit dem Buddeln.   Was mich ein wenig wundert ist, dass sie erst den Heizer fuer den Arm und TEGA abschalten und danach erst den fuer die Pyros. Die werden doch seid der Landung nicht mehr gebraucht. Das dieser Heizer ueberhaupt durch die ganze Mission durchweg betrieben wurde...hm.  :-/

Was interessant ist: Scheinbar geht das Phoenix Team davon aus, dass man die Sonde auch nach der Occultation Phase noch betreiben kann, denn dann soll erst der Survival-Heater ausgeschaltet werden (oder kurz davor). Unter den gegeben Umstaenden glaube ich allerdings nicht, dass es eine weitere Missionsverlaengerung ueber den November hinaus geben wird.

gibts eigentlich eine einteilung für den sol (marstag)?
Wär meiner meinung recht praktisch, den marstag in 24 teile einzuteilen, damit man sich als normalbürger vorstellen kann, wie es sich mit sonnenstand usw verhält.

Das mit dem "Pyro"-Heizelement kann ich auch nicht nachvollziehen, aus der Quellenlage. Aber die werden schon einen Grund haben.