Rückkehr zum Mond

Eine Trägheitsnavigation gabs auch schon damals beim Apollo Mondauto:


[size=12]Navigiert wurde mittels eines Gyroskops und eines Kilometerzählers. Der Computer berechnete aus deren Daten die aktuelle Position relativ zum Landemodul.[/size]

Weiter unten noch:

[size=12]Insbesondere das Navigationssystem erwies sich dabei als sehr exakt. [/size]

[size=9](Quelle:Wikipedia)[/size]


Also Trägheitsnavigation alleine halte ich auch für sehr ungenau. Ich nehm aber an, dass die so ein kombiniertes System meinen.

passt zwar nicht ganz hierher, aber trotzdem:

Heute vor 39 Jahren betrat Neil Armstrong als erster Mensch den Mond

Mond GPS: Lunar Astronaut Spatial Orientation and Information System (LASOIS)

Lt. http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=26025 wird über ein System nachgedacht, das mit Karten arbeitet, die auf Bildern aus dem Orbit und auf der Oberfläche basieren, Bewegungssensoren an Fahrzeugen und Astronauten sollen eine aktuelle Standortbestimmung ermöglichen, Baken, Lander und Basisstation sollen die Astronauten dann mit lokal aktuellem Kartenmaterial versorgen.

Gruß   Thomas

Wo ich Bake lese, wie wäre folgende Idee: Ein Mond-Orbiter verteilt entlang seines Orbits eine Reihe Impaktoren, deren exakte Position einmalig (z.b. per DSN) bestimmt wird. Diese Impaktoren senden ständig einen Radiopulse aus, der per Kreuzpeilung von einer mobile Einheit zur Positionsbestimmung genutzt wird. Ebenso wie es in der irdischen Schiffahrt gemacht wurde bevor GPS verfügbar war...

Könnte man die Positionsbestimmung, zumindest in einem gewissen Umkreis zur Basis, nicht mit mehreren Peilsendern und Triangulation machen?

Dazu könnte man auf 3 Hügeln in der nähe der Basis die Sender aufstellen und damit z.B. einen Umkreis von 100 km abdecken.
Muss man das Netzwerk von Peilstationen erweitern fährt man zum nächsten größeren Hügel und stellt einen neuen Sender auf.

Betrieben wird der Sender mit einen Solarpanel und einer Batterie. Das ganze müsste natürlich so ausgelegt sein das die Dunkelphasen abgedeckt sind. Wobei, werden die auch in der "Nacht" auf dem Mond rumfahren?

Muss man das Netzwerk von Peilstationen erweitern fährt man zum nächsten größeren Hügel und stellt einen neuen Sender auf.

Auch ne coole Idee!

Ich bevorzuge die bessere Lösung - aber auch die einfachere Lösung.

Vielleicht sollte zu Anfang man wirklich spezielle Sonden in ausreichender
Dichte in ausreichend weiter Umgebung landen lassen.  Allerdings wären
eine "Ping-Sonden" etwas unterkonfiguriert.  Man sollte dann gleich
gucken, ob man mit diesen nicht auch ein Data&Comm-Netzwerk  
errichtet, mit dem man schnell und einfach zur Basis Daten senden kann
wo sie gegebenenfalls mit leistungsfähigere Hardware zur Erde gesendet
wird.


Mit gefällt die Lösung weil sie einfach ist, aber das teuerste kann diese
Lösung auch nicht vermeiden:  "Speditionskosten" von der Erdoberfläche
bis zum Mond und zusätzlich fallen noch "Landekosten" an.


Ich denke wenn dieses Konzept nur 1/4 eines Luna-Orbital-Satelliten-
Systems (kurz LOSS ..  ne das müssen wir irgendwie anders nennen ..
L-OSS) ausmacht, dann sollte trotzdem das Satelliten-System
bevorzugt werden, weil die Möglichkeiten wesentlich größer weil
flächendeckender und vielseitiger (Observation, Kartograhie, Rohstoff-
Untersuchungen per RADAR, etc.) sind.    


Smart-I hat gezeigt, daß günstig, wenn auch nicht schnell, ein Ionen-
Triebwerk einen Satelliten günstig zum Mond befördern kann.  Ist ja
nicht weiter schlimm, wenn die Satelliten eines L-OSS vll. 6-12 Monate
benötigt, bis sie den Mond erreicht und ihre Orbitale eingenommen
haben.  

Am besten die Satelliten besitzen eine gemeinsame "Vorstellung" wie die
Orbitale des Mondes für das OSS besetzt werden müssen und sprechen
sich untereinander ab welcher Satellite zu welcher Stelle gehen soll.  
Scheint mir etwas aufwendig das alles von der Erde kontrollieren zu
wollen, wenn sowas das System auch vor Ort vom OSS entschieden
werden kann.


Ein weitere Vorteil wäre in der Untergrunderkundung zu sehen: Weil sich
die Satelliten-Bahnen der Satelliten sehr genau bestimmen lassen und
jeder Satellite eine Atomuhr mitschleppt, lassen sich aus den
gewonnenen Daten jede Menge stereoskopische Untergrundbilder vom
Mond erzeugen.  


Ich denke flächendeckender, höher aufgelöster und tieferdringender kann
der Mond wohl die folgenden 20-30 Jahre nicht aufgeklärt kriegen und
man weiss dann wirklich genau, wo man landet wenn man da landet und
man kann sich die definitiv besten Landeplätze aussuchen.  Natürlich
lassen sich nicht alle Untersuchungen des Mondes aus dem Orbit
bewerkstelligen, aber die die man machen kann macht man auf keine
Weise anders besser oder günstiger.



Weiss jemand die Masse von entsprechend großen/schweren 12-16
Satelliten abzuschätzen hinsichtlich Lift-Kosten und deren
Unterhaltungskosten?  Was würden 12 weitere(!)  Gallileo-Satelliten
kosten und was würde es kosten, diese equivalent wie Smart-I mit
mehreren Ionen-Triebwerken, Treibmasse und Solarzellen auszustatten
und zu liften?

Wenn man diese Satelliten mit Space-Tugs mit Ionenantrieb zum Mond
befördern würde, müßte man nur 1-2 Monate warten, bis es wieder in
den Erd-Orbit zurückgekehrt ist, wo es dann vll. schon den nächsten
Satelliten von L-OSS aufnehmen kann um diesen zum Mond zu befördern.

Insgesamt würde man dadurch günstiger fahren, weil man auf beste
Aufklärung, beste Comm&Data&Navigations-Infrastruktur zurückgreifen
kann und kann sich jeder Zeit ein Bild aus der "Luft" machen. Zusätzlich
würde man über hocheffiziente Transport-Kapazität zum Mond erhalten,
denn die IonDrive-Tugs müssen lediglich von Zeit zu Zeit mit Treibmasse
aufgetankt werden. Für Crew- und Express-Lieferungen sind sie wohl nicht
geeignet, aber für kleinere Lieferungen mit langen Lieferzeiten.  Es ist
ebend eine Investion, die vll. 10-15 Jahre Zeit braucht um sich bezahlt zu
machen.  Wer immer so ein System dort errichtet, wird automatisch bei
allen weiteren Missionen dabei sein, denn es wird sicherlich keiner auf
die Leistungsfähigkeit dieses Systems verzichten wollen wenn sie denn
verfügbar ist.

Aber ohne verfügbares L-OSS ist sind die Ping/Data/Comm-Sonden eine
wirklich gute Lösung.  Ich bevorzuge aber solide Lösungen, denn man will
ja dauerhaft zum Monde und dann braucht man irgendwann ein L-OSS
unbedingt - die Frage ist nur: wann?

Ich bevorzuge die bessere Lösung - aber auch die einfachere Lösung.

Vielleicht sollte zu Anfang man wirklich spezielle Sonden in ausreichender
Dichte in ausreichend weiter Umgebung landen lassen.  


Mit gefällt die Lösung weil sie einfach ist, aber das teuerste kann diese
Lösung auch nicht vermeiden:  "Speditionskosten" von der Erdoberfläche
bis zum Mond und zusätzlich fallen noch "Landekosten" an.

Hallo,

neben deinem Enthusiasmus muss ich dazu zwei Anmerkungen machen:

• Die Landung, v.a. auf einem atmosphärenlosen Körper, ist nicht gerade einfach, eher das Gegenteil: aufwändig, schwierig, risikoreich. Man kann nicht passiv landen (Fallschirme), sondern muss alles aktiv betreiben, steuern und regeln.
• Hinzu kämen die Genaugikeitsanforderungen. So ein System am Boden hilft nichts, wenn Beacon 1 in einem Krater verschwinden, Beacon 2 in einem Tal landet und Beacon 3 hinter einem Felsbrocken steht.

Allerdings wären eine "Ping-Sonden" etwas unterkonfiguriert. Man sollte dann gleich
gucken, ob man mit diesen nicht auch ein Data&Comm-Netzwerk errichtet.

Sicher, das wäre praktisch. Es besteht aber, genau wie bei den Satelliten Eierlegende-Wollmilchsau-Gefahr! Den je mehr Funktion man diesem System gibt, desto komplexer wird es. Irgendwann entdeckt man dann, das es sich nicht mehr realisieren läst - obwohl die ersten, einfacheren Versionen durchaus realistisch waren!

Die Landung, v.a. auf einem atmosphärenlosen Körper, ist nicht gerade einfach, eher das Gegenteil: aufwändig, schwierig, risikoreich. Man kann nicht passiv landen (Fallschirme), sondern muss alles aktiv betreiben, steuern und regeln

Ich habe nicht umsonst "Impaktor" geschrieben, und meinte eher einen gezielten Absturz als eine Landung. Das sollte doch nicht also kompliziert sein?

Hinzu kämen die Genaugikeitsanforderungen. So ein System am Boden hilft nichts, wenn Beacon 1 in einem Krater verschwinden, Beacon 2 in einem Tal landet und Beacon 3 hinter einem Felsbrocken steht.

Ja, das ist natürlich einer der großen Nachteile solcher Sonden! Dolle Sendemasten werden die wohl nicht aufbauen können - die Sender sind also Bodennah und damit allein möglichen Hindernissen ausgesetzt.

dann sollte trotzdem das Satelliten-System bevorzugt werden, weil die Möglichkeiten wesentlich größer weil flächendeckender und vielseitiger

Eindeutig, ist ein Satelliten-System vielseitiger. Wenn ihr Satelliten sagt, denkt ihr da auch an diese schweren Comsats? Würde ein halbes duzend Cubesats nicht auch funktionieren? Viel braucht man ja erstmal nicht! Im Prinziü würde doch ein Amateurfunk CubeSat ausreichen?

Aber wie soll ein Impactor das überleben? Ein Sturz aus dem Orbit ... Gegen Ende 2008/Anfang 2009 soll ja LCROSS auf dem Mond einschlagen. Da wird nichts übrig bleiben, wobei die Sonde aus einem sehr weiten Erdorbit kommen wird. Aber auch sonst, ein Fall aus ca. 50km Höhe? Ich kann es mir noch nicht vorstellen.

Aber wie soll ein Impactor das überleben? Ein Sturz aus dem Orbit.

Ich dachte es gab schon einige Mond Impaktoren, irre ich mich da? Die Instrumente von denen müssen doch den Sturz auch überlebt haben? 2.5 km/s ist die Kollisions-Geschwindigkeit - das schon deftig - überlebt eine Flugzeug-Blackbox sowas? Mehr als Ping-Ping-Ping muss das Ding doch nicht machen.

An welche "Überlebenden" denkst du da? Mir selbst sind nur gezielte Abstürze mit Komplettzerstörung bekannt:

Clementine
Smart-1

Aber wie soll ein Impactor das überleben? Ein Sturz aus dem Orbit ... Gegen Ende 2008/Anfang 2009 soll ja LCROSS auf dem Mond einschlagen. Da wird nichts übrig bleiben, wobei die Sonde aus einem sehr weiten Erdorbit kommen wird. Aber auch sonst, ein Fall aus ca. 50km Höhe? Ich kann es mir noch nicht vorstellen.

Deswegen hat Japan 15 Jahre gebraucht um die Penetratoren zu entwickeln. Die sollen mit 700 km/h so in festes Granit reingerammt werden, dass die Elektronik noch 1 Jahr funktioniert.

http://lunar.gsfc.nasa.gov/library/3-04aLunar-A-Kato.pdf

In wie weit lässt sich das Elektronengas des Mondes als Medium für EM-Wellen benutzen?  Theoretisch sollte es möglich sein Wellen auf diesem Medium zu erzeugen wie ein Stein der in einen Teich fällt.  Wenn man ein 'Band' findet, mit dem man wenn auch mit geringer Bandbreite Informationen 'schwappen' kann, dann liesse sich vll. sowas wie eine einfaches pan-lunares Comm-System errichten. Generell stören Bodenformationen den Wellenverlauf und verursacht Störungen und Interferenzen, die das Signal zusätzlich zersetzen.  Gibt es Erfahrungen oder Versuche mit der Elektrosphäre des Mondes zu Informationen zu übertragen?


*edit* https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4065.0

Also einmal hat wohl ein Penetrator funktional überlebt. Aber billig scheint diese Variante mir dennoch nicht ^^


Mir scheint es aber im Zuge der entstehenden Möglichkeiten einfach 4 Baken mitzunehmen und als eine der ersten Missionen mit einen Mond-Rover die erste Barke nahe des Landeplatzes zu plazieren und auf 3 einzelnen Fahrten die Barken in geeigneter Mobilitäts- und Barkenreichweite einzelnd die Barken mit menschlicher Unterstützung zu plazieren.

Im Rahmen der Mobilität wäre dadurch eine Orientierung möglich und weiter fährt man eh nicht.

Abeer wie schon gesagt:  Ich würd die Kosten für diesen 'Pfusch' gegen ein richtiges NavigationsSystem gegenrechnen, denn der Löwenanteil der Kosten sind die Lieferkosten.  Und wenn die Dinger nicht mehr als 'Ping' machen können, dann ist es in meinen Augen teurer Schrott, den man für teures Geld zum Mond befördert hat. 'Ping' war der technische Stand von Sputnik der damals wirklich beeindruckend war - aber heute ist man doch schon irgendwo ein bischen weiter hoffe ich.

Ich würde die Ping-Alternative nur als Back-Up-System entwickeln für den Fall daß das L-OSS nicht rechtzeitig einsatzbereit wäre.

Weiss einer wie weit die Elektrosphäre (das Elektronengas) in die Höhe reicht? Man könnte vll. eine Induktionsbremse entwickeln, die die kintische Energie mittels Induktionsströme in die Elektrosphäre umleitet.

Vll. wäre sogar eine ähnliche Technik möglich um sich mit einen sehr starken elektrischen Antrieb in die Höhe zu heben. Ein toller Nebeneffekt wäre, daß der Sandstrahleffekt ausbleibt so daß man in geringer Entfenung zu der Basis landen kann.

Wenn man ein wenig starkes Magnetfeld richtig quer orientiert, kann man sogar auf der Elektrosphäre aufschwimmen (Hall-Effekt/Lorenz-Kraft).

Mir scheint es aber im Zuge der entstehenden Möglichkeiten einfach 4 Baken mitzunehmen und als eine der ersten Missionen mit einen Mond-Rover die erste Barke nahe des Landeplatzes zu plazieren und auf 3 einzelnen Fahrten die Barken in geeigneter Mobilitäts- und Barkenreichweite einzelnd die Barken mit menschlicher Unterstützung zu plazieren.

Ja, ich denke auch das Chewies Idee des sich ausbreitenden Barken Netzwerkes die bessere Lösung ist. Es ist einfacher umzusetzen und denoch präziser. Das erinnert mich an die Unattendet Ground Sensors des US-Militärs.

Wenn du schon Ping-Ping als veraltet ansiehst, was ist dann erst Koppelnavigation sein? Schritte zählen ist bestimt eine der ältesten Navigationsmethoden

Deine Idee mit dem Elektronengas ist auch interessant. Toller Thread, Danke!

Wenn du schon Ping-Ping als veraltet ansiehst, was ist dann erst Koppelnavigation sein? Schritte zählen ist bestimt eine der ältesten Navigationsmethoden

Wenn das zum Einsatz kommt setze ich mich dafür ein daß man in der Dunkelphase auf dem Mond weisse Stöcker zur Orientierung einsetzt!  

Deine Idee mit dem Elektronengas ist auch interessant. Toller Thread, Danke!

 vielen dank ^^

Smart-I hat gezeigt, daß günstig, wenn auch nicht schnell, ein Ionen-
Triebwerk einen Satelliten günstig zum Mond befördern kann.  Ist ja
nicht weiter schlimm, wenn die Satelliten eines L-OSS vll. 6-12 Monate
benötigt, bis sie den Mond erreicht und ihre Orbitale eingenommen
haben.  

Also 6-12 Monate wären schon schlimm. Das hieße ja der Satellit hält sich sehr lange im Strahlungsgürtel auf. Der Elektronik wegen ist das nicht ganz so toll. SMART-1 hatte da so einige Schwierigkeiten.

Weist du wie diese Schwierigkeiten konkret aussahen?

Smart-I war aber auch ein Schmallspur-Satellit der in erster Linie billig war.
Wenn man extra für den Satelliten-Transport ein  IonDrive-Transporter startet, welcher mit extra großen und vielen und leistungsfähigen Solarzellen und Ionen-Triebwerken ausgestattet ist, müßten weitaus bessere Lieferzeiten erreichbar sein.  Das würde sich sogar lohnen wenn es genauso teuer wäre, weil dann zusätzlich zu den OSS auch noch ein Extra-Schiff überbleibt, daß weiterhin Transporte zum Mond oder zurück leisten kann.

Hallo zusammen,

ich stelle den Artikel einmal hiermit rein,
da er ja zu der Rückkehr zum Mond gehört.

Die NASA  läßt ein Mondnavigationssystem entwickeln,
welches am Unterarm des neuen Mondanzuges befestigt werden soll.

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,druck-567556,00.html

Zuschauer

Hey! Wir sind gut!


Quelle:http://www.golem.de/0807/61272.html

Lunar surface sensors will include surface beacons pre-deployed on the lunar surface. This beacon
system will use radio frequency, microwave, ultrasonic or visible light sources to transmit the relative positioning
between any object and known active surface beacon reference points.

Quelle: http://shoreline.eng.ohio-state.edu/people/bw/publications/li08_nlsi_lunar.pdf

Die ersten 10-15 Jahre wird es wohl so gehen ..  ich hoffe die Baken kosten nicht viel bzw. sind leicht.

Die Probleme mit der Orientierung sind wesentlich ernster als ich gedacht habe ..  aber die anvisierte Lösung der NASA sieht vertrauenserweckend aus:  LASOIS "Lunar Astronaut Spatial Orientation and Information System" wie es die NASA nennt. Vernünftig ist es, daß sie für eine gewiße Redundanz der Systeme schaffen - nur nicht auf eine Lösung verlassen!   Das Information-System impliziert ein Data-Network und damit ermöglicht es auch ein Comm-System

Nun gut .. das von mir gewünschte L-OSS wird wohl noch 1.5 Dekaden warten müssen. Bis dahin wird der Gebrauchswert mit dem Bedarf steigen.

Ein paar Dinge würden mich schon wohl interessieren..
Wie wollen sie das System kallibireiren?
Wie klein lässt sich eine Atom-Uhr denn schon bauen?
Wenn die Barken der Reihe nach je einmal  Ping mit Atomzeit angeben und die anderen Barken damit die Entfernung bestimmen und anschliessend die übrigen Barken ihre Messergebnisse austauschen, sollten die Barken in der Lage sein, ihre gegenseitige Positionen relativ zueinander zu bestimmen.  

Eine regelmäßige Anordnung wie die Eckpunkte und das Zentrum eines 6ecks wäre die effizienteste Abdeckung.  Dann gäbe es keine Stelle mit weniger als 3 Barken in der Nähe und relativ kleine Flächen, an denen 4 Barken erreichbar wären und am Schnittpunk des Empfangbereiches  aller 6 äußeren Barken würden die Signale 6 verschiedener Barken bei der 7ten zentralen Barke zusammentreffen. Damit reichen 7 verschiedene Frequenzen reichen aus, damit jede Barke alle 6 umliegenden Barken empfangen kann.


hmm  .. später mehr

Du brauchst keine verschiedenen Frequenzen. Entweder jede Bake kodiert ihr Signal eineindeutig, so dass man es wieder aus der Überlagerung diskriminieren kann, oder man teilt jede Sekunde in kurze Intervalle ein und gibt jeder Bake ein paar dieser Intervalle, in denen sie Senden darf und der Empfänger auf sie hört. So ähnlich geht das bei Mobilfunksystemen heute.

Mahlzeit!

... Wie klein lässt sich eine Atom-Uhr denn schon bauen? ...

2004 waren es ca. 9,5 mm³.


Gruß
Peter

Ich will die Atomuhr fürs Handgelenk!   Das sollte ja bei der größe wohl gehen!