FERNAUFKLÄRUNG DES MARS - Vortrag zum Thema Im Fach Satellitenkommunikation VON CHRISTIAN REINHOLD, 589882

Vortrag zum Thema

FERNAUFKLÄRUNG DES MARS
  Im Fach Satellitenkommunikation

      VON CHRISTIAN REINHOLD, 589882
               15.01.2019

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ÜBERSICHT

1.) Warum soll der Mars erforscht werden?
2.) Mars-Missionen
3.) Das NASA Deep-Space-Network
4.) 2001 Mars Odyssey
5.) Mars Reconnaissance Orbiter
6.) Mars Rover
7.) InSight
8.) Ausblick

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WARUM SOLL DER MARS ERFORSCHT WERDEN?

• Gleicht der Erde
• Einfach zu erkunden
• Durchsichtige Atmosphäre
• Minerale, Gesteine, Landschaften
• Eis an den Polen und an der Oberfläche mit Sand vermischt
• Ausgetrocknete Flusstäler und Seekrater
• Leben unter der Marsoberfläche?

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MARS MISSIONEN

1962: erste Sonde soll auf den Weg zum Mars geschickt werden, erreicht aber nicht einmal die Erdumlaufbahn
1965: Sonde Mariner 4 passiert als erste den Mars  22 Fotos, Erkenntnis, dass Oberfläche karg und öde, vergleichbar
einer Mondlandschaft, ist; keine Spuren von Leben
1969: Mariner 6 und 7  200 Fotos; Erkenntnis, dass „Marskanäle“ nicht existieren
     Mars 2 und 3  erstes Landemodul auf dem Mars
1976: Viking 1 und 2  Daten und Fotos, keine Spuren von Leben
      Pathfinder  große Anzahl an Aufnahmen
      Sonde Mars Global Surveyor erreicht Umlaufbahn und kartiert die Oberfläche
      Hinweise auf Wassereis unter den Polargebieten

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MARS MISSIONEN

2001: Sonde Mars Odyssey schwenkt in Umlaufbahn des Mars ein
      Mars Express erstellt dreidimensionale Karte der Oberfläche
2004: Marsrover Spirit und Opportunity  Nachweis für frühere Existenz von Wasser
2006: Mars Reconnaissance Orbiter  Spuren der Klimageschichte
2008: Sonde Phoenix weist Wassereis in arktischen Breiten nach
2012: Marsrover Curiosity
2018: InSight

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DAS NASA DEEP-SPACE-NETWORK

• Internationales zwei-Wege-Kommunikationsnetzwerk
• Kommuniziert mit fast allen Raumfahrzeugen im Sonnensystem
• Antennen um die 70m groß
• 3 verschiedene Standorte um 120° versetzt
• Hauptaufgaben
    •   Erhalten, Aufbereiten und Prüfen von Telemetriedaten
    •   Weiterleiten von Daten an Projekte
    •   Tracking (Position, Geschwindigkeit und Richtung der Raumsonden)
    •   Übermitteln von Befehlen und Kursdaten

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• Durch Versatz konstante Beobachtungen
  möglich
• In hügeligem, schalenförmigen Gelände
  platziert, um Störungen durch terristrische
  Radiofrequenzen zu minimieren

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2001 MARS ODYSSEY

• Umkreist Mars seit Oktober 2001
• An Stanley Kubricks Film „2001: A Space Odyssey“
  angelehnt
• Hauptaufgaben:
    • globale Karte von Chemikalien auf der Oberfläche
       erstellen
    • Oberflächen- und Mineralienzusammensetzung
       untersuchen
 Bereits 2002 erreicht, Funde von Wassereis

• Relaisstation zwischen Curiosity und der Erde
• Untersuchung von Strahlung in niedrigen Marsorbits
 Risikobestimmung für potentielle bemannte Missionen

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MARS RECONNAISSANCE ORBITER

• Erkundungssatellit
• Aufgaben:
    •   Kartografie der Marsoberfläche
    •   Erkennen von Strukturen, die auf Lebensformen hinweisen
    •   Suche nach Wasser und Eis mittels Radar
    •   Erkunden von potentiellen Landestellen
    •   Relaisstation für zukünftige Missionen

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MARS ROVER CURIOSITY

• 2012 gelandet
• Ziele:
    • Sammeln von Beweisen für frühere Wasservorkommen
    • Bodenproben auf Leben untersuchen
    • Auf Zentralberg des Gale-Kraters nach Informationen zur
       Klimageschichte suchen
• Kommuniziert über DSN mit Odyssey und MRO
• 257 bzw. 400 km über der Oberfläche
     weniger Energie benötigt

            Curiosity                   Odyssey                   MRO
         Max. 32.000 bps            Max. 256.000 bps            2 Mio bps
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MARS ROVER CURIOSITY

• Sonden haben 16 Stunden/Tag Sichtkontakt zur Erde
     mehr Zeit, mehr Energie, größere Antennen
• Odyssey empfängt Befehle von der Erde
• MRO sendet Daten zur Erde

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INSIGHT

• „Interior Exploration using Seismic Investigation, Geodesy and Heat
  Transport“ an möglichst flacher Stelle in Nähe des Äquatprs 
  ausreichend Sonnenenergie
• Gelandet am 26.11.2018
• Ziel: in 5m Tiefe des Marsbodens die Temperatur und
  Wärmeleitfähigkeit messen und Schwankungen der Polachse
  aufzeichnen
• Nachweisen der Aktivität von Vulkanen und Schockwellen
  analysieren

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LANDUNG VON INSIGHT

• Landung an möglichst flacher Stelle in Nähe des Äquators
• Bei Eintritt in die Atmosphäre werden in regelmäßigen Abständen
  „Tones“ gesendet  Änderung der Geschwindigkeit durch
  Doppler-Effekt  Änderung der Frequenz
• MRO kann nicht gleichzeitig auf verschiedenen Bändern senden
  und empfangen  Nutzung von MarCOs („Mars Cube One“)
    •   Empfangen in UHF-Band
    •   Senden im Mikrowellenbereich zu MRO
• MRO sendet Daten mit 8kbit/s an Erde weiter

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AUSBLICK

Mars2020:
• Erste Hubschrauberdrohne geplant
• 1,8 Kg und nicht größer als ein Fußball
• 2 Rotorpaaren mit 3000 Umdrehungen/Minute
• Herausforderung: dünne Atmosphäre des Mars
     Antrieb muss bei kleinem Gewicht stärker sein, als die stärksten Flugdrohnen auf der Erde

Fokus auf KI und maschinelles Lernen, um Drohnen so selbstständig und autonom agieren zu lassen wie
möglich.

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QUELLEN
• https://www.jpl.nasa.gov
    zuletzt aufgerufen am 14.01.2019
• https://www.planet-wissen.de/natur/weltall/mars/pwiegeschichtedermarsmissionen100.html
    zuletzt aufgerufen am 14.01.2019
• https://www.spektrum.de/wissen/steckbrief-mars-der-rote-planet/1203688
    zuletzt aufgerufen am 14.01.2019
• https://news.astronomie.info/sky201409/thema.html
    zuletzt aufgerufen am 14.01.2019
• https://eyes.nasa.gov
    zuletzt aufgerufen am 14.01.2019                                                       17

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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