Mars Sample Return

Der Artikel beschreibt ja dass die Boden- und Gesteinsproben des US Rovers Mars2020 zurückgeführt werden sollen. Bei ExoMars besteht keine Möglichkeit entnommene Proben in Behältern aufzubewahren und zu transportieren. Die NASA hat ja schon etliche Erfahrung mit Landungen auf dem Mars. Für die ESA wäre eine geglückte Landung allerdings eine Premiere, daher bin ich auch etwas besorgt um ganz ehrlich zu sein.

Es wird wieder etwas konkreter. Laut einem aktuellen SpaceNews Artikel fuehren NASA und ESA ernsthafte Gespraeche ueber das gemeinsam Durchfuehren einer Sample Return Mission und das schon 2026.

Der Plan sieht vor, dass zwei Sonden in diesem Jahr starten sollen, ein Lander und ein Orbiter. Der Lander kaeme von der NASA und haette einen ESA Rover dabei um die Proben des Mars 2020 Rovers einzusammeln. Falls dieser noch funktioniert koennte er die Proben sogar selbst zum Lander bringen, wenn es Probleme mit dem ESA Rover gibt. Ein passendes Ascent Vehicle soll auch gleich noch dabei sein. Der Orbiter kaeme auch von der ESA und wuerde dann das Ascent Vehicle entgegen nehmen und zur Erde zurueck bringen. Aufgrund des hohen Gewichts nimmt der Lander wohl keinen einfach Hohmann Transfer und wird erst 2028 auf dem Mars landen. Die Rueckkehr der Proben ist fuer 2031 geplant.

Die ESA hat wohl sogar am 23 July schon eine Anfrage an die Industrie fuer entsprechende Angebote zum Bau des Orbiters heraus gegeben. Auf ESA Seite moechte man wohl gerne einen guten Plan bei der Ministerratskonferenz im November vorlegen, denn beide Seiten moechten bis Ende des Jahres eine klare Entscheidung ob die Mission durch gefuehrt wird.

Quelle: https://spacenews.com/mars-sample-return-mission-plans-begin-to-take-shape/

Die Mitteilung der esa (1.Aug.19)ähnelt ziemlich dem obigen Beitrag von Nitro.

Robotische Rückführung von Marsproben

Die ESA arbeitet mit der NASA zusammen, um Missionskonzepte für eine internationale
Mars Sample Return-Mission zwischen 2020 und 2030 zu entwickeln. Für die Landung
auf dem roten Planeten, der Probensammlung und –aufbewahrung sowie Rückführung
auf die Erde sind drei Missionen vorgesehen.

Gruß Andreas

Letzte Woche versammelten sich Wissenschaftler in Caltech zur neunten internationalen Mars-Konferenz. Diese Konferenz, die im Abstand von mehreren Jahren stattfindet (die achte fand 2014 statt), bietet der Mars-Community die Möglichkeit, den Stand der Wissenschaft zusammenzufassen und drängende zukünftige Forschungsfragen und -techniken zu identifizieren.

Justin Cowart • August 13, 2019

NASA, ESA Officials Outline Latest Mars Sample Return Plans

Echt lesenswert.

Gruß Andreas

Hallo Zusammen,

es wurden jetzt neue künstlerische Darstellungen einer möglichen Mars Sample Return Mission vorgestellt.

Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation (ESA) sind dabei, Konzepte für eine  Mars Sample Return Mission. zu entwickeln, nachdem der Mars 2020-Rover der NASA Gesteins- und Bodenproben gesammelt und diese für die zukünftige Rückkehr zur Erde in versiegelten Röhrchen auf der Planetenoberfläche aufbewahrt hat.

Die NASA wird einen Marslander in der Nähe des  Jezero-Kraters ausliefern, auf dem Mars 2020 Proben gesammelt und zwischengespeichert hat. Der Lander wird eine NASA-Rakete (das Mars Ascent Vehicle) sowie den ESA-Sample-Fetch-Rover mitführen, der in etwa der Größe des NASA Mars-Rover Opportunity entspricht. Der Fetch Rover sammelt die zwischengespeicherten Proben und trägt sie zum Lander zurück, um sie zum Aufstiegsfahrzeug zu befördern. Zusätzliche Proben könnten auch direkt vom Mars 2020 geliefert werden. Das Aufstiegsfahrzeug startet dann einen speziellen Container, in dem die Proben in die Mars-Umlaufbahn befördert werden.
Die ESA wird ein Raumschiff in die Umlaufbahn um den Mars bringen, bevor das Aufstiegsfahrzeug startet. Dieses Raumschiff wird sich mit den umlaufenden Proben treffen und diese einfangen, damit sie zur Erde zurückgebracht werden. Die NASA wird das Nutzlastmodul für den Orbiter bereitstellen.

Ein künstlerisches Konzept von Mars 2020  
In dieser Abbildung verwendet der NASA-Rover Mars 2020 seine Bohrmaschine, um eine Gesteinsprobe auf dem Mars zu nehmen.
Der Mars 2020-Rover soll im Juli 2020 starten. Der Rover wird Gesteins- und Bodenproben auf der Oberfläche des Planeten sammeln und speichern, die künftige Missionen eisammeln und die zur Erde zurückkehren werden. Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation (ESA) konkretisieren Konzepte für eine Mars Sample Return Mission.

Details

https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23491

Mars 2020 mit Probenröhrchen (Künstlerkonzept)
Der Mars 2020-Rover speichert Gesteins- und Bodenproben in versiegelten Röhrchen auf der Oberfläche des Planeten, damit sie bei zukünftigen Missionen abgeholt werden können.

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23492

Der Fetch Rover nähert sich Probenröhrchen (Künstlerkonzept)
Diese Abbildung zeigt ein Konzept, wie ein Rover, der Gesteins- und Bodenproben auf dem Mars für die Rückkehr zur Erde holt, aussehen könnte. Das Probenröhrchen in diesem Bild wäre von einer früheren Mission von dem Mars 2020-Rover an der Oberfläche zurückgelassen worden.

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23493

Der Touchdown vom Mars Sample Return Lander (Künstlerkonzept)
In dieser Abbildung eines Mars Sample Return Mission Concept landet ein Lander mit einem Fetch Rover auf der Marsoberfläche.

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23494

Roboterarm-Transferröhren vom Fetch Rover zum Lander (Künstlerkonzept)
In dieser Abbildung eines Mars-Missionskonzepts überträgt ein Roboterarm Proben von Marsgestein und -erde von einem Fetch Rover auf einen Lander.

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23495

Marsaufstiegsfahrzeug startet mit Proben (Artist's Concept)
Diese Abbildung zeigt ein Konzept, wie das NASA-Marsaufstiegsfahrzeug, das Röhren mit Gesteins- und Bodenproben trägt, in einem Schritt der Mars Sample Return Mission von der Marsoberfläche aus gestartet werden kann.

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23496

Mars Ascent Vehicle Einsatz eines Probenbehälters im Orbit (Künstlerkonzept)
 Im Rahmen einer Mars-Probenrückführungsmission wird eine Rakete einen Behälter mit Probenröhrchen mit Marsgestein und Bodenproben in die Umlaufbahn um den Mars befördern und zur Aufnahme durch ein anderes Raumschiff freigeben. Diese Abbildung zeigt ein Konzept für ein Mars Ascent Vehicle (links), das einen Probenbehälter (rechts) hoch über der Marsoberfläche freigibt

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23500

Mars Sample Return Lander mit installierten Sonnenkollektoren (Künstlerkonzept)
Diese Illustration des Landerkonzepts der Mars Sample Return Mission  zeigt ein Raumschiff nach dem Aufsetzen auf dem Roten Planeten. Mit seinen vollständig entfalteten Solarpanelen ist der Lander bereit, den Oberflächenbetrieb aufzunehmen

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https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23711

Mit besten Grüßen
Gertrud

Gleich mal gelesen
Es scheint eigentlich alles irgendwie zu ermöglichen, was auf dem Mars passiert. Eine Sache sehe ich jedoch ein bissel einfach dargestellt. Nämlich den Start des Probenraketchens in die Marsumlaufbahn. Das Ding kann ja wirklich nicht sehr groß sein. Ok, ein kleines Plus ergibt sich freilich aus 1/3 g.
Aber ich fürchte, die Steuerung (Mechanismen, Elektronik, Energieversorgung) wiegt viel mehr als der "Rest". Wieviel darf das wiegen? Es kommt ja nicht nur auf "irgendwie hoch" an, sondern in eine hochpräzise Bahn. Das Ding muß ja von einer hypothetischen ESA Rakete findbar sein ohne (!) viel Manöver. Auf einer dem anfliegenden Raumschiff passenden (!) Bahn. Bahnschwankungen der Probenrakete sind zu erwarten, oder kennt man Form und gravitative Schwankungen des Mars schon so genau?

Von "Mars 2020" rüber geholt. Wenn du die Berichte hier schon liest kannst du sie auch HIER beantworten.

Ich glaube eher dass der Orbiter den aktiven Part übernimmt und das MAV recht 'dumm' in einen nahezu richtigen Orbit einschwenkt.
Das MAV soll eine 2,5 Meter hohe, 300 kg schwere Feststoffrakete mit 50kg Nutzlast (in all) sein.

Für das 2021 Budget sollen 233 MIO USD für Arbeiten an der Sample Return Mission eingeplant werden.

https://www.space.com/nasa-mars-sample-return-2021-budget.html

Mich würde mal interessieren, was das Ganze insgesamt kostet, für mich klingt das eher nach 'Flagship' Mission als nach 'Low Budget'. Der Aufwand ist ja nicht von schlechten Eltern! Übrigens sieht der aktuelle Plan einen Start 2026 und eine Rückkehr der Proben 2031 vor  Aber viel schneller wird's wohl nicht gehen, sofern Elon die Dinger nicht zuvor schon mitgenommen hat - was ich ehrlich gesagt nicht glaube ...

Von "Mars 2020" rüber geholt. Wenn du die Berichte hier schon liest kannst du sie auch HIER beantworten. ...

Soll der Titel dann  "Mars 2020" bleiben oder doch besser so wie alle anderen heißen ?
    HausD

OT: Ich lass die Titel tatsächlich grundsätzlich entsprechend des UrsprungsThreads. So kann man, gerade wenn mehrere Posts verschoben wurden, immer noch nachvollziehen, welche genau verschoben wurden und wo sie ursprünglich her stammen.

Hallo Zusammen,

in das PDF gibt es zum Mars Ascent Vehicle(MAV) auch erklärende Grafiken.
https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20190002133.pdf

Hallo @McPhönix
das  Mars Ascent Vehicle(MAV) soll zwanzig Minuten nach dem Verlassen des Mars das Triebwerk erneut zünden, damit das Vehikel auf eine kreisförmige Umlaufbahn um den Mars einschwenkt.
In dem Artikel wird ein Interview mit dem Raumfahrtingenieur Joel Benito in deutsch wiedergegeben.
https://www.swr.de/swr2/wissen/reisen-zum-mars,article-swr-17786.html

Beste Grüße
Gertrud

Wobei der Termin 2026 mir etwas sportlich erscheint, immerhin betritt man mit dem Mars Sample Return Lander komplettes Neuland. Auf Seite 7 heißt es:

Further characterization of cold performance needed• Hybrid potentially stores and performs better

Die Kälte auf dem Mars hat Auswirkungen auf den Treibstoff, wodurch wieder das Material der Rakete Korrosionsschäden davon tragen kann. Auf den Folgeseiten schreibt NASA auch, dass noch andere Sachen "under study" sind.

Hallo Zusammen,

das Konzeptmodell von dem Probenbehälter für die Sample Return Mission.

Dieses Bild zeigt ein Konzeptmodell des sich drehenden Probenbehälters, in dem Röhren mit Marsgestein und Bodenproben aufbewahrt werden, die im Rahmen einer Mars-Probenrückgabekampagne auf die Erde zurückgebracht werden sollen. Rechts ist der Deckel; Unten links befindet sich ein Modell des Probenhalteröhrchens. Der Probenbehälter hilft dabei, den Inhalt auf weniger als 30 Grad Celsius zu halten, um das Marsmaterial in seinem natürlichsten Zustand zu erhalten.

Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation (ESA) verfestigen Konzepte für eine Mars-Probenrückführungsmission, nachdem der Mars 2020-Rover  Gesteins- und Bodenproben gesammelt und in versiegelten Röhrchen auf der Oberfläche des Planeten für die zukünftige Rückkehr zur Erde aufbewahrt hat.
Die Größe des Bildes beträgt:7754 × 5329 und 3.5 MB

Details

Quelle:
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA23712

Beste Grüße
Gertrud

Es gibt Neuigkeiten, was das Mars Ascend Vehicle (MAV) angeht, also die Rakete die die Bodenproben in die Marsumlaubahn beförden soll. Es gab Bedenken bzgl. der Auswirkungen der Kälte auf den festen Raketentreibstoff, deshalb stand lange Zeit die Verwendung einer Hybridrakete im Raum, die neben festen Raketentreibstoff auch einen flüssigen Oxidatoren verwendet. Die Rakete selbst darf nicht größer als 2,8 Meter und breiter als 57 Zentimeter sein. Das Gewicht darf maximal 400 Kilogramm betragen.
Es gab einige Tests von hybriden Antrieben, NASA ist dabei zu dem Schluss gekommen, dass die Technologie noch nicht zur Verfügung stand. Hauptkritikpunkt ist dabei u.a. die Wiederzündfähigkeit. Man will jetzt eine zwei stufige Feststoffrakete von Northrop Grummanverwenden. Das ist möglich, weil der Landeplatz des Mars 2020 Rovers im Jezero Krater liegt, wo die Temperaturen wesentlich höher liegen.

https://spaceflightnow.com/2020/04/20/nasa-narrows-design-for-rocket-to-launch-samples-off-of-mars/

Die Entwicklung des Rovers geht weiter. Airbus Defence and Space hat den nächsten Vertrag von der ESA bekommen, die Entwicklung geht damit in Phase B2 über. Der Rover soll über einen Zeitraum von 6 Monaten 36 Behälter mit Proben einsammeln und dabei um die 200 Meter pro Tag und gesamt mehr als 15 km fahren. Airbus ist dabei einen Roboterarm zu designen, der die Behälter aufnehmen kann. Eine Herausforderung stellt allerdings die Auswahl der Reifen dar. Aus Gewichtsgründen und zur Reduzierung der Komplexität wird der Rover nur über 4 Reifen verfügen.

https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2020/06/airbus-wins-next-study-contract-for-martian-sample-fetch-rover.html

Den Zusschlag hat also Airbus in Stevenage bekommen.    

Wahrscheinlich weil die Entwicklung von ExoMars so schnell ging und ja auch so super geklappt hat. Nun baut man also einen weiteren Rover - und zwar ganz anders. Ist ja klar. Das "Super-Duper 6 Wheel - Walking" Mega Fahrwerk hat man jetzt ja schon Tausende von Stunden in allen möglichen Konfigurationen mit Zig Prototypen in Stevenage, in Spanien usw. getestet, dass man jetzt natürlich konsequenterweise ein völlig neues Fahrwerk entwickelt.

Manchmal frag ich mich, ob man wirklich Lösungen produzieren möchte, oder Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen.

Nach der zielgerichteten Entwicklung von ExoMars bisher auch nur konsequent... 

Wobei mich Airbus und Stevenage ja noch weniger schockt ... ist ja irgendwie doch auch wieder konsequent, dass man das ein Team machen lässt, das sich schon über sehr viele Jahre       mit Rovern beschäftigt hat. Was mich wurmt ist, dass es wenig Nachhaltigkeit, kein zielgerichtetes Wiederverwenden zu geben scheint:

"Unlike the ExoMars rover Rosalind Franklin, which has six wheels, the Sample Fetch Rover will only have four wheels. This is in order to save mass and complexity – but it also presents challenges as the rover has to move more quickly than ExoMars and yet not get stuck on its journey across the surface. "

Die Masse muss doch in den Grifff zu kriegen sein, Curiosity hat 900kg, der neue hat eine Tonne. Geht doch. Aber "to save complexity" ist doch Quatsch, wenn ich in einen Antrieb gerade 10 Jahre Entwicklungsarbeit gesteckt habe. Nun müssen sie vermutlich das ganze Prozedere wieder von vorn beginnen. Manchmal hab ich echt den Eindruck, das ist Beschäftigungstherapie. Im ExoMars Rover stecken inzwischen übrigens rund 1,5 MRD Euro.

Man muss doch endlich mal versuchen, erledigte Entwicklungen so oft wie möglich wieder zu verwenden, und nicht jedesmal wieder von vorn anfangen. Hier wird das Rad jedes Mal neu erfunden, das darf man in dem Fall sogar wörtlich nehmen 

Wäre es nicht sinnvoller, den Rover einzeln zu landen und nicht mit dem Rückkehrmodul zusammen? Dann hatte man u.a. genug Reserve für 6 Reifen.

Ich denke, das gemeinstam zu landen macht schon Sinn, sonst müsste man für den Fetch-Rover erst mal einen Weg zum Rückkehrmodul suchen nach der Landung. Wenn er von dort lostfährt, wo er die Proben abliefern soll, dann weiß man, egal wo man hinfährt auf jeden Fall, dass der Rückweg genauso auch funktioniert, was diesen erheblich beschleunigen dürfte. Solange man den Rover nicht festfährt - in dem Fall könnte der Perseverance Rover aber zur Not aushelfen, wenn er noch funktioniert. (allerdings würde dies vermutlich den Zeitplan gefährden - keine Ahnung ob der Treibstoff der MAV stabil genung ist, es zur Not 2 Jahre später starten zu lassen.).

Wäre es nicht sinnvoller, den Rover einzeln zu landen und nicht mit dem Rückkehrmodul zusammen? Dann hatte man u.a. genug Reserve für 6 Reifen.

Ich kapier das Gewischtsproblem nicht. Sowohl die Atlas 541 als auch die Ariane 64 sollten genügend Dampf haben. Wie gesagt, der neue "Perceverance" Rover hat eine gute Tonne Masse, der aktuelle ExoMars hat nur 300 kg. Ich wüsste nicht, warum der Sample Return Rover schwerer sein müsste (mit Arm aber ohne den schweren Bohrer, ohne Labor usw). Natürlich kommt die Rakete dazu, trotzdem sollte das doch möglich sein. Tja... 

So kommt man halt nicht weiter: Wenn man für jede Mission einen komplett neuen Typ von Nutzlast entwickelt, dann wird das doch nix.  Es kann ja nicht sein, dass jede Rover Mission irgendwas weit jenseits einer Milliarde Dollar oder Euro kostet. Man sollte doch endlich mal Plattformen entwickeln, die eine Basis mit Antrieb, Navigation, Energiversorgung usw. darstellen. Darauf bau ich dann je nach Mission meine eigentliche Nutzlast (die wissenschaftlichen Instrumente, einen Greifarm, Bohrer, was auch immer ich brauche). Im Grunde dürfte so ein Rover nicht mehr als ein paar Millionen Euro kosten.

So baut man in Europa ExoMars, jetzt wieder einen völlig neuen Typ, die Amis haben die MSL entwickelt, nun bauen sie Viper, der mit MSL gar nix zu tun hat, usw. Parallel dazu entwicklen ein paar private Firmen (z.B. Astrobotic) auch Rover, die im Verlauf des Artemis Programms zum Mond sollen. Vielleicht steckt einfach zu viel Geld in der Raumfahrt, das verbraten werden muss   

[Nur als Erinnerung, damit es nicht zu OT wird: Auch eine Wiederverwendung der Plattform führt nicht unbedingt zu großen Einsparungen. (Eben z.b. MSL Curiosity -> Endurance; Mars Polar Lander ->Mars Surveyor 2001 Lander -> Phoenix ...)
Was aber auch seine Gründe hatte. Z.b. noch sehr an der Plattform rum entwickelt wurde oder viel Zeit ins Land ging.]

Zitat von: tul am 23. Juni 2020, 23:47:38

Wäre es nicht sinnvoller, den Rover einzeln zu landen und nicht mit dem Rückkehrmodul zusammen? Dann hatte man u.a. genug Reserve für 6 Reifen.

Ich kapier das Gewischtsproblem nicht. Sowohl die Atlas 541 als auch die Ariane 64 sollten genügend Dampf haben. Wie gesagt, der neue "Perceverance" Rover hat eine gute Tonne Masse, der aktuelle ExoMars hat nur 300 kg. Ich wüsste nicht, warum der Sample Return Rover schwerer sein müsste (mit Arm aber ohne den schweren Bohrer, ohne Labor usw). Natürlich kommt die Rakete dazu, trotzdem sollte das doch möglich sein. Tja... 

Wenn ich mich richtig erinnere, galt was die Rakete angeht mal die SM-3 als Referenzgröße. Die wiegt laut Wikipedia immerhin 1,5 Tonnen. Dazu braucht man noch einen Lander, insofern verwundert mich das Gewichtsproblem jetzt eher nicht so.
Nachtrag: Ich sage jetzt nicht, dass das MAV 1,5 Tonnen wiegt, aber so leicht dürfte das auch nicht werden. Was das Landesystem von den beiden großen Rover angeht, lag die Obergrenze bei ?

Bei ca. 1000 Kg.
Ohne es jetzt nachzuschlagen bzw. zu suchen.

Mfg Collins

Ich hab in meinem geliebten "The Design and Engineering of Curiosity" Buch nachgeschaut: Da wird als "Entry Mass" für den Eintritt in die Marsatmosphäre 3380 kg angegeben. Die "Cruise Stage" hatte betankt rund 540 kg, also hat man ca. 3900 kg zum Mars gebracht. Rover und Landing Stage hatten zusammen rund 1,7 Tonnen. Für die Rakete hab ich 400 kg gelesen.

EDIT: Hab die Quelle gefunden, sind 400kg:

https://spaceflightnow.com/2020/04/20/nasa-narrows-design-for-rocket-to-launch-samples-off-of-mars

Letztlich hilft das alles ja nicht weiter.

Ich finde es halt frustrierend. Ich hab auf meinem Rechner Dutzende (wirklich!) Videos mit Tests des Exomars Rovers, in England, in Deutschland, in der Schweiz in in der Wüste in Spanien usw. Die haben sich in mehr als 10 Jahren bei mir angesammelt. Ein Riesenaufwand - für eine Mission - und die ist noch nicht mal gestartet