Quellen: GK Roskosmos, RIA Nowosti, TASS.

Moskau, 9. August 2023 – Die russischen Kosmonauten Sergej Prokopjew und Dmitri Petelin haben am Mittwoch um 16:45 Uhr deutscher Zeit die Internationale Raumstation ISS zum 6. Mal seit dem 21. September vergangenen Jahres zu gemeinsamen Außenarbeiten verlassen. In sechs Stunden und 35 Minuten montierten sie am europäischen Roboterarm ERA einen mobilen Arbeitsplatz und erprobten ihn erfolgreich. Dazu wurde Prokopjew an dem Arbeitsplatz fixiert und von seinem Landsmann Andrej Fedjajew aus der Station heraus vom kleinen Forschungsmodul Rasswet an das Labormodul Nauka umgesetzt, teilte die GK Roskosmos mit. Die Operation habe rund 40 Minuten gedauert. Zudem hätten Prokopjew und Petelin am Rasswet-Modul drei zusätzliche Mikrometeoritenschutzschilde montiert.

Es war dies der 70. Ausstieg aus der ISS nach dem russischen Programm. 60 davon erfolgten planmäßig.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Russisches Segment

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Quellen: GK Roskosmos, RIA Nowosti, TASS 25. März 2023.

Moskau, 25. März 2023 – Die GK Roskosmos hat am Freitag ihr ISS-Programm präzisiert. Wie die Raumfahrtbehörde mitteilte, wird die nächste russisch-amerikanische Besatzung bestehend aus Oleg Kononenko, Nikolai Tschub und Loral O´Hara am 15. September mit Sojus MS-24 zur Raumstation fliegen. Sie lösen Sergej Prokopjew, Dmitri Petelin und Frank Rubio ab, die am 27. September mit Sojus MS-23 wieder auf die Erde zurückkehren. Am 24. Mai und 23. August sollen die Frachter Progress MS-23 und Progress MS-24 zur ISS starten.

In der Frühjahrs- und Sommerperiode stehen Prokopjew und Petelin zudem mehrere Ausstiege in den freien Raum bevor, heißt es weiter. Das Hauptziel sei dabei, die Integration des multifunktionalen Labormoduls Nauka in das russische Segment abzuschließen. Dazu müsse das Modul mit einem zusätzlichen Wärmeaustauscher und einer Schleusenkammer ausgerüstet werden, die mit Hilfe des europäischen Roboterarms ERA vom kleinen Forschungsmodul Rasswet umgesetzt werden. ERA werde dabei vom russischen Kosmonauten Andrej Fedjajew bedient, der zum Crew Dragon-Team gehört.

Bereits am 6. April soll Prokopjew das Raumschiff Sojus MS-23 per Hand vom Forschungsmodul Poisk zum Modul Pritschal umkoppeln. Mit ihm steigen dazu auch Petelin und Rubio in die Kapsel um. Das Manöver diene der Absicherung der Ausstiege aus dem Poisk-Modul, betonte die GK Roskosmos.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Hauptthema

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Quelle: GK Roskosmos und NASA, TASS, RIA Nowosti 15. Dezember 2022.

Moskau, 15. Dezember 2022 – Im russischen Segment der Internationalen Raumstation ISS ist es am Donnerstag zu einem ernsten Zwischenfall gekommen. Nach dem Warnsignal eines der Diagnosesysteme des angekoppelten Raumschiffes Sojus-MS 22 wurde festgestellt, dass die Schutzverkleidung der Aggregatesektion der Kapsel am selben Tag beschädigt worden war. Dadurch ist offenbar Kühlflüssigkeit aus dem enthermetisierten Wärmeaustauschsystem in einer großen Wolke in den Weltraum ausgetreten, wie Fernsehbilder der US-Luft- und Raumfahrtbehörde NASA zeigen. Daraufhin wurde der für diesen Tag geplante Ausstieg der russischen Kosmonauten Sergej Prokopjew und Dmitri Petelin abgesagt. Zur Ursache für die Beschädigung wurde zunächst nichts verlautet.

Die Moskauer Raumfahrtbehörde GK Roskosmos, die sich anfangs sehr bedeckt hielt und nur „technische Probleme“ bestätigte, hat am Mittag eine „Informationsmitteilung“ herausgegeben. Darin heißt es, um die Ursachen des Vorfalls zu ermitteln, habe die russische Kosmonautin Anna Kikina, die zum Crew-Dragon-5-Team gehört, mit dem am Nauka-Modul verankerten ESA-Roboterarm die gesamte Oberfläche des Raumschiffes gefilmt. Die Bilder würden nun von Spezialisten am Boden ausgewertet.

Nach Angaben der GK Roskosmos „arbeiten derzeit alle Systeme der ISS und des Raumschiffes normal“. Die Besatzung sei „in Sicherheit“. Nach der Analyse der Lage werde entschieden, wie die Spezialisten und auch die Besatzung des russischen ISS-Segments weiter verfahren sollen.

Kurz darauf teilte der Direktor für die bemannten russischen Programme, Sergej Krikaljow, mit, dass die Beschädigung durch „äußere Einwirkungen“ entstanden sein könnte. Möglicherweise sei ein Mikrometeorit in den Radiator eingeschlagen. Derzeit werde die „Wärmebalance“ des Raumschiffes geprüft. Andere Veränderungen seien nicht festgestellt worden. 

Der Zwischenfall heizt sicher die ohnehin sehr kontroverse Diskussion über die Verlängerung des ISS-Engagements Russlands über das Jahr 2024 hinaus und über den technischen Zustand des russischen Segments der Station weiter an. Erste Stimmen befürchten schon, dass der für den 16. März geplante Start des Raumschiffes Sojus-MS 23 vorgezogen werden müsse.

Bei dem Ausstieg von Prokopjew und Petelin sollte ein Wärmeaustauscher (Radiator) vom Rasswet- zum Nauka-Modul umgesetzt werden. Bereits am 25. November mussten die Kosmonauten einen Ausstieg absagen, weil die Pumpe des Kühlsystems eines ihrer Skaphander defekt war.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Hauptthema

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Ein Beitrag von Gerhard Kowalski 2. September 2022.

Moskau, 2. September 2022 – Die russischen Kosmonauten Oleg Artemjew und Denis Matwejew haben am Freitag die Internationale Raumstation ISS zu einem Außenbordeinsatz von sieben Stunden und 47 Minuten verlassen. Sie schlossen dabei die Montage des Europäischen Roboterarms ERA am russischen Mehrzweckmodul Nauka (Wissenschaft) ab und führten eine erste Funktionsprobe durch, meldete die GK Roskosmos. Die beiden Männer hatten diese Arbeiten am 17. Mai begonnen, mussten sie aber wegen eines Batterieproblems am Ausstiegsskaphander von Artemjew vorzeitig beenden. Der 13,3 Meter lange Arm, der im Juli vergangenen Jahres zusammen mit dem Modul auf die Umlaufbahn gebracht worden war, dient wie seine Pendants aus Kanada und Japan der Umsetzung von Nutzlasten und Geräten an der Außenhaut der Station.

Für Artemjew war dies der 8. und für Matwejew der 4. Ausstieg in ihrer Laufbahn.

Gerhard Kowalski

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• European Robotic Arm (ERA)

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Was kommt als Nächstes im Weltraum? Eine Fabrik, die nicht von dieser Welt ist.
Die bevorstehende Eröffnung der nächsten Airbus-Produktionsstätte wird nicht in Europa oder den Vereinigten Staaten stattfinden… Sie wird wirklich nicht von dieser Welt sein – im Weltraum! Eine Pressemitteilung von Airbus.

Quelle: Airbus. 31.05.2022.

Bislang war dies reine Science-Fiction. Aber schon im nächsten Jahr wird es Realität werden – zumindest bis zu einem gewissen Grad. Und Airbus macht es möglich. Denn dann werden die Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) ihren eigenen praktischen Begleiter mit an Bord nehmen: Metal3D, den ersten Metall-3D-Drucker im Weltraum.

Der Metal3D, der von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) entwickelt wurde, ist ein echter „Game Changer“. Er verwendet Metall als Ausgangsmaterial und druckt es bei 1.200 Grad Celsius, um neue Teile wie Strahlenschutzschilde, Werkzeuge oder Ausrüstungen direkt in der Umlaufbahn herzustellen. Künftige Versionen des 3D-Druckers könnten auch Materialien wie Regolith (Mondstaub) oder recycelte Teile aus ausgemusterten Satelliten verwenden. Bereits Ende dieses Jahrzehnts könnten 3D-Drucker auch auf dem Mond eingesetzt werden und dort eine nachhaltige menschliche Präsenz ermöglichen, indem sie Strukturen für Mondrover oder Habitate drucken.

Der 3D-Druck im Weltraum oder auf dem Mond ist nur der Anfang. Airbus wäre nicht Airbus, wenn es die Fertigung im Weltraum nicht auf die nächste Stufe heben würde. Schon in den nächsten drei bis vier Jahren wird das Unternehmen ganze Satelliten im Weltraum produzieren und montieren. Die nächste Satellitenfabrik wird also nicht in Europa oder in den Vereinigten Staaten stehen, sondern im Weltraum, Hunderte von Kilometern über uns!

All dies ist zweifellos ehrgeizig, aber dank seines wahren Pioniergeistes wird das Unternehmen auch das zum Laufen bringen. In ihren Labors in ganz Europa und aufbauend auf den Erkenntnissen, die sie bei der Überarbeitung des Satellitendesigns für die OneWeb-Satellitenkonstellation gewonnen haben, arbeiten ihre Teams hart daran, das Weltraummontageband Wirklichkeit werden zu lassen. Sie haben bereits einen Robotermanipulator entwickelt, der präzise und komplexe Vorgänge beim Zusammenbau und der Herstellung von Satelliten durchführen kann. Er kann sogar zum Wiederauftanken und Reparieren von Raumfahrzeugen eingesetzt werden. Außerdem haben die Experten Algorithmen entwickelt, damit die Roboterarme zusammenarbeiten – und sogar selber Solche aufbauen können.

Da es im Weltraum genügend Platz gibt, wird es möglich sein, größere Strukturen wie riesige Reflektoren zu bauen, mit denen Telekommunikationssatelliten den gesamten Planeten abdecken können. Die Lösung von Airbus besteht darin, Bausatzteile zu starten, die im Weltraum von den Roboterarmen unserer Weltraumfabrik zusammengesetzt werden.

Die Produktion von Satelliten und größeren Strukturen direkt in der Umlaufbahn wird die herkömmliche Herstellung von Raumfahrtsystemen revolutionieren: Nicht nur die Produktion auf der Erde wird überflüssig, sondern auch die Gewichts- und Größenbeschränkungen, die mit dem Transport der Satelliten in ihre Umlaufbahn verbunden sind, werden der Vergangenheit angehören.

Ganz zu schweigen davon, dass die Produktion im Weltraum nachhaltig ist: Es sind weniger Raketenstarts erforderlich, und das Material für die Produktion kann aus dem umherfliegenden Weltraumschrott gewonnen werden. Mit der Weltraumfabrik leistet Airbus also auch einen Beitrag zur Säuberung des Weltraums und zur Sicherung einer nachhaltigen Zukunft für die Branche.

Das ist keine Science-Fiction, die Weltraumfabrik wird bald eine wissenschaftliche Tatsache sein. Bei Airbus sorgen wir dafür, dass sie Wirklichkeit wird.

#NextSpace:

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• Airbus Defence and Space

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Quelle: ESA.

12. November 2021 – Die vier Astronautinnen und Astronauten, auch bekannt als Crew-3, starteten am Donnerstag, 12. November, um 03:03 Uhr MEZ mit einer Falcon 9-Rakete vom Kennedy Space Center der NASA in Florida, USA, in einem neuen SpaceX Crew Dragon-Raumschiff mit dem Namen „Endurance“. Etwa 22 Stunden später erreichten sie die Station für einen sechsmonatigen Aufenthalt in der Umlaufbahn.

Eine aufregende Zeit für Europas Raumfahrt
ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher freut sich über den erfolgreichen Start der Mission von Matthias Maurers in einer aufregenden Zeit:

„ESA hat eine ehrgeizige Agenda, um ihre Rolle als eine führende Raumfahrtagentur zu erhalten und auszubauen. Dies betrifft alle Bereiche der Raumfahrt – die Erforschung des Universums mithilfe von astronautischer und robotischer Missionen, Telekommunikation, Navigation, Erdbeobachtung, Sicherheit im Weltraum und vieles mehr, und wird in den kommenden Jahren eine enge Zusammenarbeit mit allen unseren Mitgliedstaaten, der Europäischen Union, der Raumfahrtindustrie und der europäischen Wissenschaftsgemeinschaft erfordern.“

„Neben dem Start von Matthias Maurer und der Rückkehr Thomas Pesquets von der Raumstation bereitet sich Samantha Cristoforetti auf ihre zweite Mission im nächsten Jahr vor, bei der sie als erste ESA-Astronautin die Rolle der Kommandantin der ISS übernehmen wird“, fügt David Parker, ESA-Direktor für astronautische und robotische Exploration, hinzu. „Und wir sind dabei, eine neue Klasse von ESA-Astronautinnen und -Astronauten zu rekrutieren, da wir die Zukunft der Erforschung jenseits der erdnahen Umlaufbahn, des Mondes und schließlich des Mars, im Auge haben.

„Ich freue mich, dass Matthias Maurer sicher auf der Raumstation angekommen ist, und wünsche ihm und den Teams, die ihn unterstützen, alles Gute für die arbeitsreichen sechs Monate, in denen Maurer sich in der Schwerelosigkeit der Wissenschaft, der Forschung und dem Betrieb der Raumstation widmen wird.“

Eine Liebeserklärung an den Weltraum
Matthias Maurer wählte den Namen „Cosmic Kiss“ für seine Zeit an Bord der Raumstation als Liebeserklärung an den Weltraum.

In der Umlaufbahn wird er mehr als 35 europäische und zahlreiche internationale Experimente unterstützen. Die durch seine Mission gewonnenen Erkenntnisse werden sowohl dem Leben auf der Erde als auch der zukünftigen Erforschung des Weltraums zugutekommen.

„Cosmic Kiss kommuniziert die besondere Verbindung, die die Station zwischen den Bewohnern der Erde und dem Kosmos herstellt“, erklärt Matthias Maurer. „Partnerschaftliches Handeln ist enorm wichtig für die weitere Erforschung von Mond und Mars, ebenso wie der Respekt, der Schutz und der Erhalt der Natur auf unserem Heimatplaneten bei unserer Suche nach einer nachhaltigen Zukunft auf der Erde und darüber hinaus.“

Eine arbeitsreiche Mission
Neben den wissenschaftlichen Aufgaben wird Matthias Maurer sich auch operationellen Aufgaben widmen: Er ist sowohl für einen Weltraumausstieg im EMU-Raumanzug der NASA als auch im russischen Orlan-Raumanzug zertifiziert.

Er wird voraussichtlich einen russischen Weltraumausstieg durchführen, um die Installation und den Erstbetrieb des Europäischen Roboterarms (ERA) zu unterstützen, der am 29. Juli diesen Jahres mit dem russischen Mehrzweck-Labormodul (MLM) zur Station geflogen ist.

Mit einer Länge von über 11 Metern ist der in Europa gebaute Arm der erste Roboter, der im russischen Segment der Internationalen Raumstation „spazieren“ kann, und der einzige, den die Astronautinnen und Astronauten sowohl von innerhalb als auch von außerhalb der Raumstation steuern können.

Matthias Maurer wird auch beim Start des Webb-Weltraumteleskops im Orbit sein sowie beim Start von Artemis I – einer unbemannten Mission, bei der das Europäische Servicemodul (ESM-1) der ESA das Orion-Raumschiff der NASA auf seiner Reise um den Mond und zurück zur Erde antreiben wird.

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• SpaceX Crew-3 / USCV-3 (C210.1/Endurance) auf Falcon 9 (B1067.2)

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Ein Beitrag von Patrick Schemel. Quelle: Roskosmos.

Das Modul, das unter jahrelangen Verzögerungen litt, ist nun auf dem Weg zur Internationalen Raumstation (International Space Station, ISS), an der es nach Plan eigentlich am 29. Juli 2021 hätte andocken sollen. Während das Entfalten der Solarzellen nach dem Einschuss in den geplanten Erdorbit gelang (ein wichtiger Schritt, da ansonsten der Kontakt zu einem Raumfahrzeug schnell endgültig abreißt, sobald die meist für kurze Dauer ausgelegten Batterien leer sind), berichten verschiedene Quellen von Problemen mit den Haupttriebwerken. Die Aufgabe letzterer ist es, das Modul zur ISS zu bringen. Gegenwärtig ist unklar, ob sich die Probleme lösen lassen. Eine mögliche Lösung, die momentan Berichten zufolge erwogen wird, ist die Nutzung der kleineren Lagekontrolltriebwerke zur Angleichung des Orbits des Moduls an den der ISS.

Über Nauka
Mit 70 Kubikmetern Innenvolumen, einem Gewicht von 20,3 Tonnen (im Orbit) und einer Länge von 13 Metern soll das Modul später Sojus- und Progress-Raumschiffen als Andockstelle dienen, Lagerraum für Ausrüstung zur Verfügung stellen und die wissenschaftliche Kapazität der Raumstation erweitern. Auch die Steuerung für den europäischen Roboterarm (European Robotic Arm, ERA) ist in Nauka untergebracht. Ferner verfügt das Modul über einen freien Kopplungsadapter für eine Luftschleuse sowie die nötigen Leitungen und Systeme, um aus einem angedockten Progress-Raumfrachter Treibstoff aufzunehmen und diesen an andere Module des russischen ISS-Teils zu transferieren. Außerdem wird das Modul einen weiteren Schlafplatz sowie Verbesserungen bei den Umweltsystemen (Sauerstoff, Wasseraufbereitung) der ISS mit sich bringen.

Die momentanen Schwierigkeiten im Orbit sind nicht die ersten, mit denen das ursprünglich bereits für 2007 geplante Modul konfrontiert wurde. Zunächst fungierte das Modul als ein beinahe vollständiges Backup für das 1998 gestartete Modul Sarja, später entschied man sich dann, das Modul fertig zu bauen und zur ISS hinzuzufügen. Da das später Nauka genannte Modul nicht die bereits von Sarja übernommenen Aufgaben zu erledigen hatte, konnten einige Systeme im Inneren entfernt werden, was zusätzlichen Platz für wissenschaftliche Experimente schuf. Ende 2005 schloss dann die europäische Raumfahrtagentur ESA eine Übereinkunft mit Roskosmos, die vorsah, dass der europäische Roboterarm ERA zusammen mit Nauka ins All gebracht werden sollte. Unterdessen verzögerte sich der Start immer weiter und bei einer Überprüfung des Moduls im Jahr 2013 fanden Spezialisten des russischen Raumfahrtunternehmens RKK Energija zahlreiche Fehler und Mängel. Die russische Raumfahrtbehörde informierte den ISS-Partner NASA 2013, dass mit einem Start nicht vor Ende 2015 zu rechnen sei. Über die Jahre verzögerten Probleme den Start immer weiter, schlussendlich erreichte Nauka im August 2020 Baikonur, wo man mit der Installation der Solarzellenausleger und des Roboterarms begann. Im Juni 2021 wurde das Raumfahrzeug dann in die Nutzlastverkleidung gepackt und es schien, als neige sich die lange Odyssee Naukas damit einem Ende entgegen. Doch schon Anfang Juli 2021 musste die Verkleidung wieder entfernt werden, man hatte bei der rund 40 km entfernten Befüll- und Betankungsstation nachträglich festgestellt, dass die Abdeckungen zur thermischen Isolierung an den Sternsensoren (die für die Orientierung im Raum genutzt werden) fehlten.
Nauka musste also zurück in die Montage-Halle gebracht werden, wo die Verkleidung abgenommen und die fehlenden Isolierhüllen für die empfindlichen Sensoren sofern nicht existierend hergestellt und angebracht wurden. Der sich anschließende erneute Transport führte nochmals zu einer lediglich kurzen Verzögerung des Starttermins auf das letztendliche Datum des 21. Julis.
Einmal an der ISS angekommen wird Nauka den momentan noch von Pirs benutzten Platz einnehmen. Das kleine Modul wurde im Laufe der letzten Wochen von der ISS-Besatzung entkernt und hätte eigentlich am Freitag, 23. Juli 2021 gemeinsam mit einem Progress-Frachter von der ISS abdocken sollen. Aufgrund der gegenwärtigen Probleme mit Nauka ist eine Verschiebung sehr wahrscheinlich.

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• NAUKA (Multifunktions-Labor-Modul, MLM) – Proton-M – Baikonur (200/39)

Der Beitrag Russisches Wissenschaftsmodul zur ISS gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

21. Juli 2021 – Während des Transports ist der 11 m lange Roboter eingeklappt und an seiner zukünftigen Heimatbasis, dem Mehrzweck-Labormodul „Nauka“, befestigt. Die Proton-M-Trägerrakete brachte Nauka und ERA etwa 10 Minuten nach dem Start in die Umlaufbahn, die sich fast 200 km über der Erde befindet.

Die Raumstation verfügt bereits über zwei Roboterarme; kanadische und japanische Roboter spielen beim Andocken von Raumfahrzeugen und beim Transfer von Nutzlasten und Astronauten eine entscheidende Rolle. Doch keiner der Arme kann das russische Segment erreichen.

ERA ist der erste Roboter, der in der Lage ist, in den russischen Bereichen zu „laufen“. Er kann Teile von bis zu 8000 kg mit einer Genauigkeit von 5 mm bewältigen und wird Astronauten von einem Arbeitsort zum anderen befördern.

„Der europäische Roboterarm, der sich durch die russischen Segmente der Station „hangelt“, wird den Weltraumbetrieb durch mehr Freiheit, Flexibilität und Fähigkeiten bereichern“, erläutert David Parker, ESA-Direktor für Astronautische und Robotische Exploration.

„Mit unserem Columbus 2030-Programm verleihen wir der Raumstation nach 20 Jahren in der Umlaufbahn ein ‚Midlife-Upgrade‘, das die Gelegenheit bietet, den Weltraum mit einem kommerziellen Ansatz zu modernisieren“, so Parker weiter.

Start und Installation des Europäischen Roboterarms sind eine Premiere für Europa und Russland im Weltraum. Ein Zusammenschluss von 22 europäischen Unternehmen aus 7 Ländern hat den Roboter für die ESA gebaut und in den 14 Jahren vor der lang ersehnten Premiere dieses in Europa hergestellten Roboters viel Durchhaltevermögen bewiesen.

Ankunft im Weltraum

Nauka braucht acht Tage, um seine Umlaufbahn langsam zu erhöhen und die Raumstation einzuholen. Am 29. Juli um 15:26 MESZ wird das neue Modul mit seinen Triebwerken automatisch an Zvezda im Zentrum des russischen Segments andocken.

ESA-Astronaut Thomas Pesquet wird den Roboterarm in Empfang nehmen und die Installation unterstützen. Es sind fünf Weltraumspaziergänge geplant, um ERA startklar zu machen und seine ersten Weltraumeinsätze durchzuführen, von denen einige von den ESA-Astronauten Matthias Maurer und Samantha Cristoforetti durchgeführt werden.

Die Crew kann ERA von innerhalb und außerhalb der Raumstation aus steuern – eine Funktion, die kein anderer Roboterarm bietet. In seinem ersten Jahr auf der Raumstation bestehen die Hauptaufgaben von ERA darin, einen großen Radiator zu installieren und die Luftschleuse für Nauka einzurichten.

Teamarbeit für die Zukunft

Gemeinsam mit den internationalen Partnern bereitet sich Europa darauf vor, die Lebensdauer der Raumstation auf Jahre hinaus zu verlängern.

„Unsere Heimatbasis im All wird ständig optimiert. Europas Columbus-Labor wird mit neuen Wissenschaftsracks, ultraschnellen Datenverbindungen sowie kommerziell bereitgestellten externen und internen Plattformen, an denen mehr Anwender arbeiten können, ausgestattet. ESA-Astronaut Thomas Pesquet hat sogar bei der Aufrüstung der Energieversorgung der Station mit neuen Solaranlagen geholfen“, führt David Parker aus.

Der symbolische Weltraum-Handschlag zwischen Europa und Russland wird dazu beitragen, autonome und telerobotische Operationen in Echtzeit zu demonstrieren, die für künftige Missionen zu Mond und Mars entscheidend sind.

Weitere Informationen

Website mit Hintergrundinformationen zum Europäischen Roboterarm:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/International_Space_Station/European_Robotic_Arm2

Pressemappe mit weiteren Informationen über den Europäischen Roboterarm: https://esamultimedia.esa.int/docs/science/ERA_brochure_EN.pdf

Diese Onlinebroschüre ist auch auf Niederländisch und Russisch erhältlich.

Über die Europäische Weltraumorganisation

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist das Tor Europas zum Weltraum.

Sie ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und weltweit zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, die Tschechische Republik, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden, die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Slowenien ist assoziiertes Mitglied. Slowenien, Lettland und Litauen sind assoziierte Mitglieder

Die ESA arbeitet förmlich mit fünf anderen EU-Mitgliedstaaten zusammen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit Eumetsat bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

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• NAUKA (Multifunktions-Labor-Modul, MLM) – Proton-M – Baikonur(200/39)

Der Beitrag ESA: Europäischer Roboterarm in den Weltraum gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Airbus Defence and Space.

Leiden, 5. Juli 2021 – Raumfahrtingenieure von Airbus haben den europäischen Roboterarm (ERA) der Europäischen Weltraumorganisation ESA auf dem russischen Mehrzweck-Labormodul (MLM) installiert, das nun bereit für den Flug zur Internationalen Raumstation (ISS) ist. Zusammen mit diesem Modul, bekannt als „Nauka“, wird ERA und seine beiden Kontrollstationen vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan mit einer Proton-Rakete starten.

Nach einer einwöchigen Reise wird ERA an der ISS ankommen, wo er das russische Segment der Raumstation betreuen wird. Mit einer Gesamtlänge von 11,3 Metern kann sich der symmetrische, beidhändig bedienbare, intelligente Roboterarm im Außenbereich der ISS bewegen und von einem festen Basispunkt zum anderen gelangen. Die sieben robusten und präzisen Gelenke von ERA, die leichten Gliedmaße und der Steuercomputer in der Mitte des Arms verleihen dem Roboterarm seine Vielseitigkeit.

Astronauten und Kosmonauten können den europäischen Roboterarm in Echtzeit steuern oder ihn innerhalb oder außerhalb der ISS vorprogrammieren, um ihn Nutzlasten bewegen zu lassen, die Raumstation mit seinen Infrarotkameras zu inspizieren und um Operationen außen an der ISS zu unterstützen. Von seiner Spitze aus verfügt der Roboter über elektrische Energie, einen Datenbus, eine Videoleitung und einen rotierenden Antrieb. Durch den Anschluss eines Werkzeugs an die Spitze kann ERA für eine der vielen Aufgaben ausgerüstet werden, die er automatisch oder halbautomatisch ausführen kann. ERA hat eine Leichtbauweise, kann aber dank der Schwerelosigkeit im Weltraum sehr große Massen bewegen: von 3.000 Kilogramm routinemäßig bis zu 8.000 Kilogramm im langsamen Modus. Der Roboterarm arbeitet mit einer Genauigkeit von fünf Millimetern.

ERA wurde für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) von einem europäischen Konsortium unter der Leitung von Airbus Defence and Space in den Niederlanden entwickelt. Airbus hat den Arm und seine Softwarefunktionen entworfen, die Entwicklung der Subsysteme in ganz Europa geleitet und das System integriert und getestet. In den letzten Monaten hat Airbus zusammen mit der ESA und dem russischen Partner RSC/Energia den ERA auf dem MLM integriert.

„Der lang erwartete Start des europäischen Roboterarms zur Internationalen Raumstation ist ein großer Beitrag der Niederlande zum weiteren Betrieb der ISS, der durch die loyale Unterstützung des niederländischen Raumfahrtbüros und des Ministeriums für Wirtschaft und Klimapolitik ermöglicht wurde“, sagte Rob Postma, Chief Executive Officer von Airbus Defence and Space Netherlands. „Darüber hinaus werden damit die Anstrengungen, das Engagement und die Entschlossenheit der vielen Raumfahrtprofis gewürdigt, die über die Jahre hinweg beteiligt waren.“

Über Airbus Niederlande
Airbus Defence and Space Netherlands B.V. ist Teil von Airbus und Lieferant von Hightech-Produkten und Dienstleistungen für die internationale Luft- und Raumfahrtindustrie. Das Portfolio von Airbus Defence and Space Netherlands B.V. umfasst Solarpaneele, Trägerraketen-Strukturen, Instrumente und Dienstleistungen, thermomechanische Produkte sowie Kommunikations- und Steuerungssysteme. Das Unternehmen mit Sitz in Leiden beschäftigt mehr als 250 erfahrene Fachleute.

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• NAUKA (Multifunktions-Labor-Modul, MLM) – Proton-M – Baikonur(200/39)

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Quelle: DLR.

„Eine exakte Messung ist schwierig, weil wir keine Stereobilder zur Verfügung haben. Insgesamt waren 220 Hammerschläge nötig, erst vorsichtige 20 und danach weitere zwei Mal 100 Schläge. Die eindeutige Vorwärtsbewegung ist ein gutes Zeichen und bestärkt uns in der Hypothese, dass dem Maulwurf die Reibung, sozusagen der „Grip“, fehlte,“ berichtet Prof. Tilman Spohn, leitender Wissenschaftlers der HP3-Sonde.

„Wir planen jetzt, den Maulwurf weiter bis unter die Marsoberfläche zu versenken und unterstützen ihn dabei weiter durch den seitlichen Druck der Schaufel des Roboterarms des InSight-Landers. Dann müssen wir sehen, ob er alleine vorankommt. Wir werden den Boden mit der Schaufel belasten um in geringen Tiefen etwas mehr Druck auf den Maulwurf zu ermöglichen.“, führt Spohn aus.

Weiter erklärt Spohn: „Während des Eindringens hat sich der Maulwurf um etwa 10 Grad um die eigene Achse gedreht. Dies anfänglich etwas mehr, in der dritten Hammer-Perioden etwas weniger. Wir kennen diese Rotation aus Tests mit dem „Double“ auf der Erde, behalten sie aber im Blick. Sobald das Flachbandkabel im Boden ist, sollte sich die Rotation weiter reduzieren, da es die Sonde stabilisiert wie der Kiel ein Schiff auf See.“

Das aktuelle DLR-Blog-Update mit Prof. Tilman Spohn finden Sie hier.

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• InSight auf Atlas V 401

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Quelle: DLR.

Nur fünf Zentimeter des Marsmaulwurfs ragen noch aus dem Boden heraus, während dieser zunächst 35 Zentimeter in den Boden eindringen konnte. Dabei hat sich ein kleiner Krater um den Schaft gebildet, wodurch die kleine Rammsonde zu wenig seitliche Reibung erfährt, um tiefer einzudringen. Erste Versuche, mit der Schaufel am Arm des InSight-Landers das „Maulwurfloch“ zu verfüllen, scheiterten an der harten Oberflächenkruste. Nun nehmen die Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des Jet Propulsion Laboratory der NASA einen neuen Anlauf. Sie planen, den Marsmaulwurf seitlich mit der Schaufel des robotischen Arms gegen die Kraterwand zu drücken, um diesem genug Halt und Reibung für das weitere Eindringen zu geben.
„Bei einer Tiefe von 35 Zentimetern hatte der Maulwurf die Führungsfedern des Gehäuses verlassen und sich dann aufgrund unzureichender Bodenreibung im Kreis gedreht, ohne weiter vorzudringen“, erklärt Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung und wissenschaftlicher Leiter des HP³-Experiments. „Durch seitlichen Druck der Schaufel des robotischen Arms wollen wir nun versuchen, ihm diese fehlende Reibung zu geben.“ Der Marsmaulwurf funktioniert wie ein selbstschlagender Nagel, dessen Rückstoß durch Reibung aufgefangen werden muss.

Im Juni 2019 hatten die Forscher zunächst die Stützstruktur des HP³-Experiments (Heat Flow and Physical Properties Package) entfernt und damit den Blick auf den Marsmaulwurf freigelegt. „Es zeigte sich, dass offenbar eine feste Kruste von etwa zehn Zentimetern zementierten Sands über recht lockerem Sand liegt“, sagt Tilman Spohn und erklärt dies in seinem Logbuch zur Mission. Im Juli und August 2019 folgten Versuche, das Loch um den Marsmaulwurf mit der flachen Schaufel und dann mit der Spitze der Schaufel des robotischen Arms einzudrücken. Doch die Kruste stellte sich als zu widerstandsfähig heraus.
Die nun verfolgte Taktik, die das Team als „Pinning“ bezeichnet, wird in den kommenden Wochen auf dem Mars durchgeführt. Dabei wird der Maulwurf erneut hämmern, unterstützt durch den seitlichen Druck des Arms. Die Technik kann allerdings vorab nicht vollständig auf der Erde getestet werden. Das JPL in Kalifornien hat eine funktionierende Nachbildung der InSight-Sonde in einem Testfeld aufgebaut, wo ebenfalls ein Nachbau des HP³-Experiments des DLR installiert ist. Dort können Bewegungen des robotischen Arms geübt werden, aber die Wissenschaftler können den Boden nicht vollständig replizieren, ohne weitere Informationen über seine Bildung und Zusammensetzung zu haben. „Wir wissen nur so viel über den Boden, wie uns die Bilder zeigen“, sagt Spohn.
Das Forscherteam denkt bereits darüber nach, welche zukünftigen Schritte noch alternativ unternommen werden könnten. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung der Schaufel, um Oberflächenmaterial in das Loch zu kratzen, anstatt zu versuchen, dieses zu komprimieren. Ein Problem für jede Lösung ist der Roboterarm selbst. Er ist so konzipiert, dass er mit möglichst wenig Gewicht und Stromverbrauch auf InSight mitreisen konnte, um auf dem Mars die Experimente auszusetzen. Er bewegt sich vorsichtig und stoppt jede Bewegung, die bestimmte Parameter überschreiten. Das kann vieles beinhalten, von einem Gelenkmotor mit zu viel Spannung bis hin zu einer unzureichenden Erwärmung. Im Gegensatz zum Roboterarm des NASA-Rovers Curiosity hat er keine Kraftsensoren, sodass er nicht erkennen kann, wie viel Kraft er ausübt, und er kann nicht kontinuierlich drücken. „Wir werden den Arm anweisen, über seine vorgesehenen Parameter hinaus zu agieren“, sagt Ashitey Trebi-Ollennu, leitender Ingenieur des Roboterarms am JPL. „Er kann aber nicht so auf den Marsmaulwurf drücken, wie es ein Mensch könnte. Es wäre einfacher, wenn er es könnte, aber das ist einfach nicht der Arm, den wir haben.“

Das HP³-Instrument auf der NASA-Mission InSight
Die Mission InSight wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Wissenschaftsdirektorats der NASA durchgeführt. InSight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Das DLR steuert zur Mission das Experiment HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) bei. Die wissenschaftliche Leitung liegt beim DLR-Institut für Planetenforschung, welches das Experiment federführend in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Raumfahrtsysteme, Optische Sensorsysteme, Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Systemdynamik und Regelungstechnik sowie Robotik und Mechatronik entwickelt und realisiert hat. Daneben sind beteiligte industrielle Partner: Astronika und CBK Space Research Centre, Magson und Sonaca, das Institut für Photonische Technologie (IPHT) sowie die Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Wissenschaftliche Partner sind das ÖAW Institut für Weltraumforschung und die Universität Kaiserslautern. Der Betrieb von HP³ erfolgt durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) des DLR in Köln. Darüber hinaus hat das DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Hauptinstrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) gefördert.

Ausführliche Informationen zur Mission InSight und zum Experiment HP³ finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission mit ausführlichen Hintergrundartikeln sowie in der Animation und der Broschüre zur Mission und über den Hashtag #MarsMaulwurf auf dem DLR-Twitterkanal. Aktuell berichtet Prof. Tilman Spohn, leitender Wissenschaftler des HP³-Experiments, in Blogposts über die Aktivitäten des ‚Marsmaulwurfs‘.
Video:

• DLR-Planetenforscher Spohn erklärt den neuen Plan, Halt und Reibung der Sonde zu erhöhen. (DLR / NASA / JPL-Caltech)

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• InSight auf Atlas V 401

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Quelle: OHB SE.

Oberpfaffenhofen, 27. September 2019. Im Januar dieses Jahres haben die OHB System AG und Israel Aerospace Industries (IAI) die Kräfte gebündelt, um gemeinsam einen kommerziellen Mondlandedienst zu entwickeln. Im Zuge dieser ersten Vereinbarung luden die Partner Interessenten aus Wissenschaft und Wirtschaft zu einem Anwenderworkshop am OHB-Standort in Oberpfaffenhofen ein, um mehr über ihre speziellen Anforderungen zu erfahren.
LSAS – Mondlandedienst
Der „Lunar Surface Access Service“ (LSAS) genannte Dienst basiert auf dem Konzept für den „Israeli Lunar Lander“ (ILL). Der ILL hat wiederum seine Wurzeln in der (in Zusammenarbeit mit der NGO SpaceIL entwickelten) Mondlandefähre Beresheet, die Anfang des Jahres mit einer kleinen wissenschaftlichen Nutzlast ihren Erstflug absolvierte. Bei dem daraus abgeleiteten ILL-Konzept werden die Möglichkeiten bei der Unterbringung der Nutzlasten erweitert und deren erlaubte Masse erhöht. Dieses angepasste Konzept bildet die Grundlage für den LSAS-Mondlandedienst von OHB System AG und IAI. Möglich sind entweder feste oder flexibel einsetzbare Nutzlasten, die auf einem Roboterarm zur Platzierung oder zum Einsatz am Boden untergebracht sind. Dabei können auch Kleinsatelliten in eine Mondumlaufbahn entlassen werden.

„Hauptvorteil des LSAS sind die aus der Beresheet-Mission gewonnenen Erfahrungen. Dies verschafft uns gegenüber potenziellen kommerziellen Konkurrenten einen erheblichen Wettbewerbsvorteil in Bezug auf Risiko und Zeitplan“, sagt Opher Doron, IAI. „Wir sind gesprächsbereit und in der Lage, in Zusammenarbeit mit OHB bereits 2021 unseren ersten Lander zu starten.“ Das aus IAI und OHB bestehende LSAS-Konsortium arbeitet mit möglichen Kunden (einschließlich der Europäischen Weltraumorganisation ESA) an einer kostengünstigen Mondlandefähre, die mehrere wissenschaftliche, technologische und kommerzielle Nutzlasten transportieren kann.

Die OHB System AG, die in erster Linie mit der Vermarktung des LSAS an europäische Kunden, der Projekt- und Missionssteuerung und -koordination sowie der Nutzlastunterbringung beauftragt ist, wird auch mit ihrem breiten Knowhow und dem in fast 40 Jahren im Luft- und Raumfahrtbereich gewonnenen Erfahrungsschatz die Entwicklung der Mondlandefähre selbst und insbesondere der Landetechnik unterstützen.

An dem Workshop, den die beiden Partner heute veranstalteten, nahmen Gäste aus wissenschaftlichen Instituten, Wirtschaftsunternehmen sowie der Europäischen Weltraumorganisation ESA teil. „Ziel des Workshops war es, den Marktbedarf zu ergründen und die Anforderungen an die Nutzlastunterbringung zu eruieren“, sagt Dr. Timo Stuffler, Director Business Development bei OHB. „Wir haben darüber hinaus einen Fahrplan für die erste Mission im Rahmen der LSAS-Kooperation vorgestellt und diskutiert.“

Vorwärts zum Mond! In internationaler Zusammenarbeit
Neben den kommerziellen Akteuren in Europa und den USA wird die Erforschung der Mondoberfläche auch weiterhin im Rahmen von institutionellen Programmen, insbesondere in China und Indien, vorangetrieben. „Durch diese spannende Mischung aus staatlich geförderten und kommerziell umgesetzten Mondmissionen wird die geplante kurzfristige Rückkehr der Menschen auf die Mondoberfläche bereits 2024 möglich sein, wobei ab der zweiten Hälfte der 2020er Jahre eine dauerhafte menschliche Präsenz auf einer Mondumlaufbahn beabsichtigt ist. Neben den astronautischen Missionen wird auch die Mondrobotik eine wichtige Rolle spielen und auch im Fokus der OHB stehen“, ergänzt Dr. Lutz Bertling, Vorstandsmitglied der OHB SE. „Die Lande- und Rückkehrfähigkeiten werden entscheidend sein. Wir sind sehr stolz, auch bei der größeren Mondlandefähre Blue Moon mit der US-Firma Blue Origin zusammenzuarbeiten. Dieses Landegerät ist für eine Gesamtnutzlastmasse von rund 5.000 kg ausgelegt.“

Die erste Mondmission von SpaceIL und IAI
Im Februar 2019 verließ das israelische Mondlandefahrzeug Beresheet als erste privat finanzierte Raumsonde die Erde und erreichte im April erfolgreich seine Umlaufbahn um den Mond. Das Projekt Beresheet wurde in Zusammenarbeit mit IAI als Mitentwickler von der gemeinnützigen Einrichtung SpaceIL geführt. SpaceIL war der einzige Teilnehmer des vorangegangen Wettbewerbs Google Lunar X-Prize, der tatsächlich eine Mondlandemission startete. Die Leichtbauweise der Landefähre wurde während der Gesamtmission erfolgreich auf Herz und Nieren geprüft. Die Landefähre wurde in eine Mondumlaufbahn gebracht; allerdings kam es aufgrund eines fehlerhaften Kommandos (dessen Ursache konnte inzwischen vollständig geklärt werden) während des kontrollierten Abstiegs zur Mondoberfläche zu einem Reset des Bordcomputers und einem harten Aufprall. Mehr als 95 % der Hardware und Systeme funktionierten jedoch erwartungsgemäß und haben sich bewährt.

Die historische Beresheet-Mission hat entscheidende Erfolge erzielt und ebnete den Weg für kostengünstige kommerzielle Tätigkeiten in der Mondumlaufbahn, da die technische Machbarkeit einer Huckepackintegration mit einer GTO-Nutzlast, die Nutzung so genannter Phasing-Orbits zur Steigerung der Missionsflexibilität unter Widerstandfähigkeit gegenüber dem Van-Allen-Strahlungsgürtel sowie die präzise GPS-freie Navigation und Entfernungsbestimmung nachgewiesen werden konnten.

Mondmissionen der OHB
OHB führte 2014 zum Gedenken an den verstorbenen Firmengründer Manfred Fuchs eine eigene Mondmission durch. Es handelte sich hierbei um eine privat finanzierte Nutzlast, die als „Manfred Moon Memorial Mission (4M)“ bezeichnet wird, und huckepack auf der chinesischen Mondsonde Chang’e 5-T1 gestartet wurde. Aus der Mondumlaufbahn sendete die 4M-Nutzlast in einer Endlosschleife Nachrichten, die von der Familie sowie Freunden und Wegbegleitern von Manfred Fuchs vorher im System gespeichert wurden und von Funkamateuren auf der ganzen Welt empfangen werden konnten.

Die von 2003 bis 2006 durchgeführte SMART-1-Mission der OHB Sweden (ehemals SSC) war die erste Mondorbit-Mission, bei der ein solar-elektrischer Antrieb für den Transfer von der Erd- in eine Mondumlaufbahn eingesetzt wurde.

„Der Mond war für OHB schon immer von besonderem Interesse, da unser Gründer die Notwendigkeit der Erforschung und der Erschließung unseres nächsten Nachbarn im Weltraum längst erkannt hatte. Wir arbeiten an mehreren Studien und Projekten, die vom Transport zum und vom Mond, über die Nutzung von Mondressourcen bis hin zum 3D-Druck und der Erstellung einer organischen Matrix für den Pflanzenanbau reichen. Deshalb freuen wir uns über das allgemeine Interesse am Mond und können mit unserem Fachwissen und unserer Begeisterung einen wichtigen Beitrag leisten“, ergänzt Dr. Timo Stuffler, Director Business Development bei OHB.

Warum zum Mond?
Dr. Lutz Richter, Projektleiter Future Projects Science & Exploration bei der OHB System AG und Projektleiter für die LSAS-Kooperation mit IAI, erklärt, warum der Mond ein lohnender Forschungsgegenstand ist: „Im Gegensatz zur geologisch extrem aktiven Erde mit ihrer Plattentektonik, ihrer Atmosphäre und ihrem flüssigen Wasser ist der Mond ein eher ruhiger Himmelskörper. Durch die Rückführung von Mondproben auf die Erde, vor allem durch die Apollo-Astronauten, wissen wir, dass sich der Mond (kurz nach der Bildung der Planeten vor mehr als vier Milliarden Jahren) durch den Aufprall eines Himmelskörpers mit der ungefähren Größe des Mars auf die Erde gebildet hat, so dass der Mond auch Material enthält, das sich ursprünglich im Erdinneren befand. Durch die fehlende Plattentektonik und dem damit einhergehenden Ausbleiben einer großflächigen Umwälzung der Oberfläche, sowie wegen der fehlenden Atmosphäre zeichnet der Mond die Chronologie von Einschlägen von Asteroiden und Kometen auf, die auch unseren Heimatplaneten beeinflusst hat.

Auf dem Mond ist diese Historie sehr gut erhalten, so dass ein Ziel seiner künftigen Erforschung sein wird, ein besseres Verständnis der Einschlagschronologie zu gewinnen. Dies ermöglicht wiederum eine fundiertere Abschätzung der zukünftigen Gefahr einer möglichen Kollision von Asteroiden und Kometen mit der Erde. Die Entnahme von Mondproben an mehreren als sehr wichtig identifizieren Standorten, die während des Apollo-Programms nicht besucht wurden, und ihre Rückführung auf die Erde sind notwendig, um ein besseres Verständnis der geochemischen und geophysikalischen Evolution der Erde und des Mondes zu gewinnen. In der Sonnensystemforschung werden beide Himmelskörper übrigens als „terrestrische Planeten“ bezeichnet. Außerdem sollten die kürzlich bestätigten Lagerstätten von Eis in der Nähe der Mondpole besucht und von künftigen Missionen beprobt werden, um mehr über Kometen als wahrscheinliche Quelle für das durch Einschläge auf den Mond gelangte Eis zu erfahren.“

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• OHB-System

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Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: Raumfahrer.net

Anlässlich der offiziellen Eröffnung hatte das DLR zu einer Tagesveranstaltung am rund 25 Kilometer südwestlich von München gelegenen bayerischen Standort geladen. Auf dem Programm der Veranstaltung standen Vorträge, Laborrundgänge und vor allem die eigentliche feierliche Eröffnung durch die Bayerische Staatsministerin für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie Ilse Aigner, den Ministerialdirigenten im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Holger Schlienkamp und den Physiker Professor Dr. Hansjörg Dittus, DLR-Vorstand für Raumfahrtforschung und -technologie.

Professor Dr. Dittus brachte in seinen einleitenden Worten seine Freude darüber zum Ausdruck, dass das DLR mit dem RMC im neuen Gebäude jetzt eine unvergleichliche Infrastruktur nutzen kann, in der nicht nur Roboter für den Einsatz im Weltraum entwickelt werden können, sondern auch Spitzenforschung im Bereich irdischen Robotereinsatzes betrieben werden kann.

Angetan zeigte sich Dittus vom Erscheinen zahlreicher Vertreter aus Wirtschaft und Industrie, die für das DLR wichtige Partner sind. Erwähnt wurde die seit Jahren erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Firma Kuka, die Nutzung von Software für Fahrerassistenzsysteme durch Mercedes Benz, und die etwa jährlich erfolgenden Ausgründungen durch einzelne Mitarbeiter des DLR.

Die Bayerische Staatsministerin für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie Ilse Aigner erklärte sich zufrieden mit dem erreichten Ergebnis und den damit neu eröffneten Möglichkeiten.

Zur Unterstützung beim fortschreitenden Aufbau der Kompetenzen im RMC erhält das DLR weitere rund 500.000 Euro, einen entsprechenden Fördermittelbescheid sagte die Ministerin zu.

Obwohl die Roboter des DLR schon die Kernkompetenzen eines Politikers wie Händeschütteln und Bänder durchschneiden beherrschten, werde die Entwicklung von Robotern noch eine ganze Weile dauern, bis sich Modelle wie der C3PO aus Krieg der Sterne verwirklichen lassen, trug die Staatsministerin in entspannter Laune vor.

Als Professor Gerd Hirzinger, ehemals Direktor des Instituts für Robotik und Mechatronik beim DLR in Oberpfaffenhofen, vor rund 30 Jahren mit dem Aufbau des Instituts begann, war nicht abzusehen, welche internationale Anerkennung die Arbeit am Standort einmal erfahren würde, berichtete Staatsministerin Aigner und brachte ihre Hoffnung zum Ausdruck, dass die Erfolgsgeschichte angesichts der Tatsache, dass jetzt alle wichtigen Arbeitsgruppen im neuen Gebäude gemeinsam untergebracht sind, fortgeschrieben werden kann.Aigner lies es nicht aus, darauf hinzuweisen, dass Roboter längst in weiten Lebensbereichen Einzug genommen haben und nannte als Beispiel die unauffälligen Maschinen, die immer häufiger zur Rasenpflege eingesetzt werden.

Befürchtungen, der Mensch werde durch eine sich ausdehnende Nutzung von Robotik Schaden erleiden, trat die Ministerin entgegen. Man könne sich sicher sein, dass auch künftig der Mensch der Schlüssel beim Einsatz von Robotern sein werde.

Professor Dr.-Ing. Alin Albu-Schäffer, Leiter des Instituts für Robotik und Mechatronik, schilderte in seinem Vortrag die Ziele der Institutsarbeit in Oberpfaffenhofen. Langfristig habe man vor, autonome Roboter und Schnittstellen zum Menschen für eine wirkungsvollere, effektivere und sicherere Interaktion mit der Umwelt zu entwickeln.

In den vier Ebenen des rund 25 Millionen teuren Neubaus beschäftigten sich laut Alin Albu-Schäffer rund 300 Mitarbeiter mit Themen wie der Robotik in der Raumfahrt, der Medizin- und Pflegerobotik, der Industrierobotik und der intelligenten Servicerobotik.

Zentrale Arbeitsgebiete Albu-Schäffers Instituts sind der Robotereinsatz bei unbemannten Wartungs- und Entsorgungsmissionen im Weltraum, robotische Assistenzsysteme zum Einsatz in der bemannten Raumfahrt, robotische Systeme zur Planetenerkundung, der Robotereinsatz in der Produktion und Industrie 4.0, robotische Unterstützung in Medizin und Pflege und neue Mensch-Maschine-Schnittstellen, intelligente Roboter zur Erledigung von Dienstleistungen und Routineaufgaben im Alltag sowie zur Nutzung im Freien, z.B. in der Landwirtschaft.

Als Beispiel für die Nützlichkeit modernen Robotereissatzes nannte der Institutsleiter aktuelle Entwicklungen im Bereich der minimal-invasiven Operationstechnik. Ein Demonstrationssystem erläuterte er der Staatsministerin im Anschluss an die offizielle Einweihungszeremonie bei einer Runde durch die Labore des RMC. Eine Nutzung bereits gewonnener Erkenntnisse durch die medizintechnische Industrie steht laut Albu-Schäffer kurz bevor.

Im Bereich des Weltraumrobotings erwähnte Albu-Schäffer unter anderem das Projekt DEOS. DEOS steht für „Deutsche Orbitale Servicing Mission“ und kennzeichnet ein Konzept, das unter anderem zur Realisierung einer Möglichkeit führen könnte, gealterte und deaktivierte Satelliten auf niedrigen Erdumlaufbahnen einzufangen und anschließend bei kontrollierten, zerstörerischen Wiedereintritten in der Erdatmosphäre zu entsorgen.

Envisat, der konkret genannt wurde, ist derzeit der größte inaktive Satellit im All, dessen gezielte Entsorgung im Sinne der Weltraumschrottvermeidung von Vorteil sein könnte. Ein Raumfahrzeug einer robotischen Entsorgungsmission könnte Envisat z.B. an einer Antenne, an der Struktur des Hauptkörpers des Satelliten oder am Adapter, mit dem der Satellit beim Start mit der Trägerrakete verbunden war, greifen.

Auch Möglichkeiten zur robotischen Wartung und automatisch ablaufenden Nachbetankung von Satelliten im Weltraum werden im Rahmen von DEOS untersucht. Ein DEOS-Simulator war nach der Einweihungszeremonie in einem Teil des Hauptlabors zu sehen. Der Simulator ermöglicht die Erprobung der autarken Annäherung und Kopplung der beiden DEOS-Komponenten sowie die Manipulation der einen durch die andere Komponente. An Bord ist ein Roboterarm von Kuka mit einer adaptiven drei-fingerigen Greifhand.

Nicht unerwähnt ließ Alin Albu-Schäffer auch das Institut für Optische Sensorsysteme am DLR-Standort Berlin Adlershof, das für die Komplettierung des DLR-Robotik-Forschungsclusters sorge. Die Einrichtung unter der Leitung von Prof. Dr. Heinz-Wilhelm Hübers beschäftigt sich mit der Entwicklung von Sensoren und Software für intelligente Datenerfassungs- und Verarbeitungssysteme.Dr.-Ing. Johann Bals verwies in seiner Einführung auf das hohe Synergie-Potenzial zwischen den Bereichen Luft- und Raumfahrt und den Bereichen Energie, Sicherheit und Verkehr. Das Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik widmet sich unter Bals Leitung der Entwicklung intelligenter Regelungssysteme, die nicht nur bei Robotern im Raumfahrteinsatz verwendet werden können, sondern auch in Luft-, Schienen- und Straßenfahrzeugen nutzbar sind.

Ein Beispiel für eine Entwicklung, bei der robotische und regelungstechnische Technologien für planetare Rover und terrestrische Elektromobile Eingang fanden, ist das ROboMObil des DLR.

Das DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik liefert maßgebliche Beiträge zur Etablierung internationaler Standards bei der physikalischen Modellierung und Simulation. Von der Softwareentwicklung über rechnergestützte Entwurfsarbeiten bis zu Tests zusammengesetzter Hardware kann das Institut im Neubau mit Prüfständen und Fahrzeuglabor nun alle Aufgaben unter einem Dach erfüllen.

Die Zeremonie zur Eröffnung fand anschließend im großzügigen Foyer des RMC statt, in dem ausnahmsweise auch das ROboMObil einen Parkplatz gefunden hatte. Anlass-gemäß assistierte der dank eines Untergestells auf Rädern mobile Roboter Justin der Staatsministerin beim Durchschneiden des symbolischen Bands zur Eröffnung des RMC. Justins künstlicher Kollege Toro, als Laufroboter auf den eigenen Beinen unterwegs, sorgte für glänzende Augen beim Händeschütteln mit Frau Aigner.

Prüfstände für Industrieroboter und ein Labor für Entwicklung und Test mobiler Roboter für die Planetenforschung sind im Untergeschoss des RMC untergebracht.

In den drei Hauptgeschossen existieren zahlreiche gut zugängliche, um Innenhöfe herum angeordnete Büros, sowie gut erreichbare Besprechungsräume. Kreativer Austausch kann zusätzlich in den vier Innenhöfen stattfinden, wo es außerdem Raum zur Entspannung in Arbeitspausen gibt. Insgesamt rund 8.000 Quadratmeter stellt das Gebäude seinen Nutzern zur Verfügung.

Den größten Raum im Erdgeschoss des RMC nimmt das rund 300 Quadratmeter große, auf flexible Nutzungsmöglichkeiten hin ausgelegte Hauptlabor ein. Umgeben ist es auf drei Seiten von kleineren Nebenlaboren, die bei Bedarf durch große Zugangstore vom Hauptlabor aus erreicht werden können. Augenfällig ist die durchgängig gute Beleuchtungssituation, die gebäudeweit von der Nutzung aktueller LED-Technik profitiert.

Im Hauptlabor können große, offen Flächen bedarfsweise anders unterteilt und abgetrennt werden. Der Wunsch, die Transfermöglichkeiten zwischen verschiedenen Anwendungen der Robotik zu maximieren, zeigt sich also auch deutlich bei der Auslegung des von den Architekten Brik, Heilmeyer und Frenzel entworfenen Gebäudes. 2010 hatten die Architekten aus Stuttgart den nicht offenen Realisierungswettbewerb um den Neubau gewonnen.

Der Grundstein für den Bau war am 22. April 2013 gelegt worden. Die reine Bauzeit betrug etwas über zwei Jahre. Im Sommer 2015 waren die entsprechenden Arbeiten beendet, und die betroffenen Institute in Oberpfaffenhofen konnten mit dem Bezug des Gebäudes beginnen.

Weitere Bilder in unserer Mediengalerie:

• RMC Oberpfaffen­hofen 15. April 2016

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• Raumfahrt-Robotik in Deutschland

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, USGS.

Bereits am 12. Dezember 2012, dem Sol 125 der Mission, erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity die im Inneren des Gale-Kraters gelegene Region „Yellowknife Bay“ (Raumfahrer.net berichtete). Hierbei handelt es sich um eine seicht ausfallende Vertiefung innerhalb des Gale-Kraters, welche von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern derzeit ausführlich untersucht wird.

Eine weitere Fahrt, welche am 14. Dezember erfolgte, führte über eine Distanz von 32,8 Metern. In den darauf folgenden Tagen wurden zwei der am Endpunkt dieser Fahrt befindliche Gesteinsablagerungen eingehend mit dem APX-Spektrometer und der Mikroskopkamera MAHLI untersucht.

Nach der Beendigung dieser Untersuchungen führte eine weitere Fahrt – diese erfolgte am 17. Dezember – über diesmal 5,6 Meter erneut in die nördliche Richtung. Hierbei erreichte Curiosity den nordwestlichen Rand von Yellowknife Bay. Eine weitere Fahrt ist für die kommenden Tage vorgesehen. Nach deren Ausführung wird das für die Steuerung des Rovers verantwortliche Team des Jet Propulsion Laboratory (JPL) zunächst erst einmal einen wohlverdienten „Weihnachtsurlaub“ antreten. Obwohl für diesen Zeitraum keine weiteren Fahrten von Curiosity vorgesehen sind, wird der Rover seine Untersuchungen der Marsoberfläche aber trotzdem fortsetzen.

Hierfür wird dem Rover ein zu absolvierendes Programm übermittelt, welches er Schritt für Schritt abarbeiten wird. Neben diversen Aufnahmen der verschiedenen Kamerasysteme sind dabei kontinuierlich erfolgende Messungen mit den Instrumenten REMS, RAD und DAN vorgesehen.

Das primäre wissenschaftliche Ziel der dabei vorgesehenen Beobachtungen besteht in der Suche und der anschließend durch die an der Mission beteiligten Wissenschaftler zu treffenden Auswahl einer Gesteinsformation, bei welcher erstmals ein am Ende des Roboterarms des Rovers befestigter Gesteinsbohrer eingesetzt werden soll. Dieses „Powder Acquisition Drill System“ (kurz „PADS“) kann 1,6 Zentimeter durchmessende und bis zu fünf Zentimeter tiefe Löcher in die Marsoberfläche oder in die dort befindlichen Gesteine bohren. Das im Rahmen eines solchen Bohrvorganges pulverisierte Marsgestein kann anschließend durch die verschiedenen Analyseinstrumente des Rovers eingehend untersucht werden.

Dieser erstmalige Einsatz des Bohrers ist mittlerweile für Anfang Januar 2013 geplant. Nach dem Abschluss dieses ersten PADS-Einsatzes, der daraus resultierenden Untersuchung des von der Marsoberfläche entnommenen Materials und weiteren ausführlichen Studien der gegenwärtig erreichten Region wird sich Curiosity während des Jahres 2013 vornehmlich in die südwestliche Richtung bewegen und sich dabei langsam der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges annähern. Im Verlauf der weiteren Mission soll der Rover an diesem Berg Stück für Stück emporsteigen und dabei die dort zuvor von verschiedenen Marsorbitern beobachteten geschichteten Gesteinsablagerungen ausführlich untersuchen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 132 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 677 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile 31.570 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Seit Anfang August 2012 untersucht der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity im Rahmen seiner wissenschaftlichen Zielsetzungen mit insgesamt zehn Instrumenten die Oberfläche und die Atmosphäre unseres äußeren Nachbarplaneten. Während der letzten Wochen wurden im Rahmen dieser Aktivitäten insgesamt fünf Bodenproben von der Marsoberfläche entnommen, von denen speziell die letzten beiden von zwei Analyseinstrumenten bezüglich ihrer mineralogischen und chemischen Zusammensetzung eingehend untersucht wurden.

Gestern Abend präsentierte die NASA die ersten der dabei gewonnenen Ergebnisse im Rahmen einer Pressekonferenz. Im Vorfeld dieser Veranstaltung gab es große Erwartungen, da Curiosity angeblich eine „historische Entdeckung“ gelungen sei, welche einen „Einzug in die Geschichtsbücher“ finden würde. Der Grund für diese Annahme war offenbar eine missverständliche Äußerung von John Grotzinger, dem für die Curiosity-Mission verantwortlichen Projektwissenschaftler der NASA, gegenüber einem US-amerikanischen Radiosender. Allerdings bezog sich John Grotzinger dabei laut eigenen Aussagen nicht etwa auf eine spezielle Entdeckung, sondern vielmehr auf den bisherigen Verlauf des Gesamtprojektes.
„Ich habe [aus der auf diese Aussagen erfolgenden Resonanz] gelernt, dass man sehr vorsichtig sein muss mit dem, was man sagt und noch vorsichtiger damit, wie man es sagt“, so John Grotzinger im Rahmen der Pressekonferenz. „Es wird keinen einzelnen Moment geben, zu dem wir alle zusammen aufstehen und aufgrund einer einzelnen Messung in Jubel ausbrechen werden.“

Tatsächlich gelang dem Rover bis zum jetzigen Zeitpunkt keine wirklich spektakuläre und zudem wissenschaftlich gesicherte Neuentdeckung. Allerdings zeigte sich im bisherigen Missionsverlauf, dass alle Instrumente voll funktionsfähig sind und in den kommenden Monaten wie vorgesehen eingesetzt werden können. Der Großteil der bisher gewonnenen Daten muss dagegen weiter ausgewertet und überprüft werden. Und auch für die Auswertung der zukünftig zu gewinnenden Messergebnisse werden die beteiligten Wissenschaftler viel Zeit aufwenden müssen. „Curiositys zweiter Name lautet „Geduld“ – und davon benötigen wir eine ganze Menge …“, so John Grotzinger weiter.

Entnommen wurden die Proben im Bereich einer kleinen, aus Sand und Staubpartikeln bestehenden Düne mit dem formellen Namen „Rocknest“. Die Analysen zeigen eine komplexe chemische Zusammensetzung der Bodenproben, welche neben anderen Materialien wasser-, schwefel- und chlorhaltige Substanzen beinhalten. Die Daten der beiden am Roboterarm des Rovers befestigten Instrumente APXS und MAHLI belegen, dass das Material von der Zusammensetzung und dem Aussehen her den Oberflächenmaterialien ähnelt, welche bereits zuvor von den früheren Marsrover Sojourner, Spirit und Opportunity an anderen Stellen des Mars untersucht wurde.

Dies ist nicht weiter verwunderlich, denn für die Entnahme der ersten Bodenproben entschieden sich die beteiligten Wissenschaftler ganz bewußt für eine Stelle, welche sich als ein typischer Vertreter der Marsoberfläche darstellte. Besonders eine möglichst geringe Größe der Sandpartikel war dabei gewünscht, da so sichergestellt war, dass die Probe ohne Probleme in das Innere der beiden Analyseinstrumente CheMin und SAM, befördert werden konnte.

Mit diesen beiden Instrumenten konnte letztendlich die mineralogische und chemische Zusammensetzung von zwei der entnommenen Bodenproben im Detail studiert werden. Die Analysen mit dem CheMin-Spektrometer ergaben, dass das untersuchte Material von seiner mineralogischen Zusammensetzung her etwa zur Hälfte aus vulkanischem Material besteht. Der Rest der Proben setzt sich dagegen aus nichtkristallinen Stoffen wie zum Beispiel Glas zusammen.

Mit dem SAM-Instrument entschlüsselten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung der zuletzt entnommenen Probe, welche hierfür auf Temperaturen von bis zu 1.100 Grad Celsius erhitzt wurde. Hierbei zeigte sich, dass die untersuchte Probe neben Wasser, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff und Schwefeldioxid anscheinend auch einen gewissen Anteil an Perchlorat-Salzen beherbergte, eine reaktionsfreudige chemische Verbindung, welche im Jahr 2008 bereits von dem Marslander Phoenix in der Nordpolregion des Mars nachgewiesen werden konnte.

Bei der Erhitzung der Bodenprobe bildete sich zudem Chlormethan.

Bei dieser Substanz handelt es sich um eine kohlenstoffhaltige chemische Verbindung. Kohlenstoffhaltige Verbindungen gelten als die Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben und die Suche nach entsprechenden Verbindungen ist eines der erklärten Hauptziele der Curiosity-Mission.
Die NASA-Wissenschaftler warnen in diesem Zusammenhang allerdings vor vorschnellen Schlussfolgerungen, da der Ursprung des Chlormethans derzeit noch völlig unklar ist. Das Chlor stammt zwar definitiv vom Mars, die Herkunft des Kohlenstoffes ist dagegen noch nicht gesichert. Es sei gut möglich, dass dieser von Molekülen stamme, welche von der Erde „eingeschleppt“ wurden. Bei dem detektierten Chlormethan könnte es sich somit um das Resultat von chemischen Reaktionen handeln, welche während des Erhitzungsprozesses im Inneren des SAM entstanden und deren Ausgangssubstanzen nicht ausschließlich vom Mars stammen müssen.

Für die endgültige Klärung der Herkunft des Kohlenstoffes sind weitere Analysen nötig, wofür allerdings noch weitere Zeit benötigt wird. Neben den derzeit in verschiedenen Instituten auf der Erde erfolgenden vergleichenden Laboranalysen kann Curiosity zu diesem Zweck die zuvor bei Rocknest entnommene Bodenprobe zum Beispiel erneut durch das SAM-Instrument analysieren.

Bei der ersten Befüllung des SAM wurde nicht die gesamte Bodenprobe verbraucht. Die Reste der entnommenen Probe werden vielmehr im Inneren der Baggerschaufel, mit der sie gewonnen wurde, aufbewahrt und können dem SAM-Instrument bei Bedarf portionsweise für erneute Untersuchungen zugeführt werden. Eine entsprechende Vorgehensweise wurde bereits am letzten Wochenende praktiziert.

Durch das wiederholte Befüllen des SAM mit Marsmaterial, den anschließenden Analysen und dem darauf erfolgenden Ausstoßen der Proben sollten sich auch eventuell von der Erde mitgeführte, die Proben kontaminierende Materialien aus dem Inneren des SAM entfernen lassen. Dies würde sich dann durch veränderte Messwerte von ein und derselben Probe zeigen. Fallen die Messwerte dagegen auch bei wiederholt erfolgenden Untersuchungen der gleichen Materialprobe identisch aus, so wäre dies ein Indiz für die „Reinheit“ einer zuvor analysierten Probe.

„Derzeit haben wir keine definitive Entdeckung von organischen Substanzen auf dem Mars“, so Paul Mahaffy vom Goddard Spaceflight Center (GSFC) der NASA, der für das SAM-Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler. „Aber wir werden [unabhänig von den bisherigen Messungen] auch weiterhin in den unterschiedlichen Regionen des Gale-Kraters danach suchen.“

Unterdessen bereiten sich die Ingenieure und Wissenschaftler auf den nächsten Schritt der Mission vor. Noch vor den Weihnachtsfeiertagen soll Curiosity erstmals seinen am Ende des Roboterarms befindlichen Gesteinsbohrer einsetzen und damit einen bisher noch nicht festgelegten Stein auf der Marsoberfläche „anbohren“. Auch das dabei freigelegte Material soll anschließend duch die verschiedenen Instrumente des Rovers eingehend untersucht werden. Nach dem Abschluss dieser Untersuchungen wird sich Curiosity ab Anfang 2013 auf den Weg zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons begeben und die dort gelegenen geschichteten Gesteinsablagerungen ausführlich studieren.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 118 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von über 500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile über 28.000 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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