Ingenieure der NASA und von Lockheed Martin Space haben die schwierige Aufgabe übernommen, die Treibstoffversorgung für das älteste Raumfahrzeug im Marsorbit ohne Verwendung einer Treibstoffanzeige zu messen, nachdem Berechnungen darauf hindeuteten, dass der Lander fast leer laufen könnte.
Darauf deuten Schätzungen aus den Jahren 2021 und 2022 hin Mars-Odyssey-Orbiter Sein Treibmittel war viel schneller als erwartet aufgebraucht, was zu einer Untersuchung des „fehlenden Treibstoffs“ des Fahrzeugs führte. Am Ende kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass der fehlende Treibstoff überhaupt nicht fehlte! Das bedeutet, dass Odyssey genug Treibstoff haben sollte, um bis Ende 2025 zu reichen.
Der Orbiter Mars Odyssey ist seit 22 Jahren im All. In dieser Zeit hat die Mission mehr als 94.000 Umlaufbahnen absolviert Mars Und es machte eine Fülle beeindruckender Entdeckungen, wie die Entdeckung von unterirdischem Wassereis, das von zukünftigen Astronauten genutzt werden könnte.
Verwandt: Die große Enthüllung: Was erwartet uns bei der Rückgabe von Proben vom Mars?
Während seiner Mission hat Odyssey den Mars umrundet, was einem sorgfältigen Treibstoffmanagement bedarf. Das Problem ist, dass das 2001 gestartete Raumschiff nicht mit einer Tankanzeige ausgestattet ist.
Das bedeutet, dass sich die NASA-Betreiber auf ausgeklügelte Mathematik und Tests verlassen müssen, um zu berechnen, wie viel der verbleibenden 500 Pfund (225,3 Kilogramm) Hydrazin-Treibmittel der Rover von der Erde übrig hat.
Der verbleibende Kraftstoffvorrat wird gemessen, indem die beiden Kraftstofftanks der Odyssee erhitzt werden, um zu sehen, wie schnell sie die eingestellte Temperatur erreichen, die anzeigt, wie voll sie sind. So wie sich eine leere Teekanne schneller erwärmt als ein voller Tank, muss ein leerer Tank seine Zieltemperatur schneller erreichen als ein voller. Das teilte die NASA in einer Erklärung mit (Öffnet in einem neuen Tab).
Im Jahr 2021 zeigten Tests, dass Odyssey nur noch 5 kg Treibmittel übrig hatte, was weniger ist als die mathematische Modellierung des prognostizierten Kraftstoffverbrauchs der Sonde. Im Januar 2022 verwendete das NASA-Team diese Methode erneut und kam erneut auf eine niedrigere als erwartete Menge an verbleibendem Treibstoff: nur 6 Pfund (2,8 kg) Hydrazin. Wenn die Ergebnisse stimmen, wird Odyssey in weniger als einem Jahr leer laufen.
Da sie nicht wussten, wie sie die Diskrepanz zwischen den Testergebnissen und den Erwartungen erklären sollten, begannen die Ingenieure mit einer tieferen Untersuchung, die bisher unbekannte Details darüber enthüllte, wie sich das komplexe Kraftstoffsystem des Fahrzeugs im Flug entwickelt.
Wo ist also Odyssees „fehlender Treibstoff“ geblieben?
Nach Berechnungen, die darauf hindeuteten, dass der Mars-Orbital-Odyssey der Treibstoff ausgehen könnte, entwarfen Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA die Luft- und Raumfahrtingenieure von Lockheed Martin, die nicht nur Odyssey bauten, sondern auch den Missionsbetrieb aufrechterhielten und technische Unterstützung für den Rover leisteten.
„Zuerst mussten wir überprüfen, ob das Raumschiff in Ordnung war“, sagte Joseph Hunt, Odyssey-Projektmanager des JPL, in der Pressemitteilung. „Nachdem wir die Möglichkeit eines Lecks ausgeschlossen hatten oder dass wir mehr Kraftstoff als erwartet verbrannten, begannen wir, unseren Messprozess zu untersuchen.“
Das gemeinsame Weltraumteam von JPL und Lockheed Martin entschied, dass sie „frische Augen“ brauchten, um den Odyssee-Fall zu beurteilen. Diese neuen Augen kamen in Form des Beraters für die Treibmittelschätzung des Raumfahrzeugs, Boris Endler.
Yendler führte den Treibstoffverlust auf die Tatsache zurück, dass Odyssey wie alle Raumfahrzeuge etwas Treibstoff verbraucht, um seine Systeme auf optimalen Betriebstemperaturen zu halten und sie vor der Kälte des Weltraums zu schützen. Der Berater fragte sich, ob irgendeine Quelle in der Odyssee ihrem Treibstoff Wärme hinzufügte. Dies kann dazu führen, dass die Temperaturen während des Kraftstofftankheizungstests schneller ansteigen, was zu ungenauen Kraftstoffmessungen führt.
Sorgfältige Untersuchungen führten zu der Entdeckung, dass Heizungen entlang der Kraftstoffleitung der Odyssey die angeschlossenen Kraftstofftanks erhitzten und sie leerer erscheinen ließen, als sie tatsächlich sind. Indem dies in die Messmethode einbezogen und die komplexere Fluiddynamik berücksichtigt wurde, konnte das Team feststellen, dass Odyssey etwa 4 kg Hydrazin übrig hatte.
Mars Odyssey verbraucht jeden Tag nicht viel Treibstoff, da Solarzellen auf dem Rover die Energie liefern, die für die Stromversorgung seiner Systeme benötigt wird. Darüber hinaus verwendet die Sonde Reaktionsräder, um bei wissenschaftlichen Untersuchungen auf den Mars gerichtet zu bleiben. Diese Räder drehen sich im Körper des Raumfahrzeugs und erzeugen ein Drehmoment, das es der Odyssee ermöglicht, ihre Position zu halten, ohne geschoben zu werden.
Wo Hydrazin wirklich ins Spiel kommt, ist, wenn Odyssey eine volle Umlaufbahn abschließt und den erhöhten Schwung in ihre Reaktionsräder leiten muss. Das Raumschiff tut dies, indem es kleine, genau berechnete Schüsse durch seine Triebwerke abfeuert.
Mit dieser begrenzten Nutzung hat die Odyssee genug Treibstoff, um noch mindestens ein paar Jahre zu halten. Das Team erkennt jedoch an, dass sich die von ihnen berechnete verbleibende Kraftstoffmenge ändern kann, wenn sie ihre Berechnungen verfeinern und die Messgenauigkeit verbessern. Das Team ist sich jedoch sicher, dass es das Handwerk jetzt besser versteht als zuvor.
„Es ist ein bisschen wie unser Prozess für wissenschaftliche Entdeckungen“, sagte Jared Cole, Odyssey-Missionsmanager der NASA JPL, in der Pressemitteilung. „Du erforschst ein technisches System, von dem du nicht weißt, was du finden wirst. Je länger du suchst, desto mehr findest du, was du nicht erwartet hast.“
Folge uns auf Twitter @Mitarbeiter (Öffnet in einem neuen Tab) oder an Facebook (Öffnet in einem neuen Tab).
„Leidenschaftlicher Alkohol-Junkie. Entdecker. TV-Enthusiast. Student. Kaffee-Experte. Leser. Extremer Web-Befürworter. Unternehmer.“
More Stories
Was macht uns zu Menschen? Eine Untersuchung des Primatengenoms liefert einige Hinweise
Felsen unter der Eiskappe der Antarktis offenbaren eine überraschende Vergangenheit
Nebeneinander liegende Bilder von Uranus zeigen, wie das James-Webb-Teleskop der NASA das Hubble-Teleskop übertrifft und einst ungesehene helle Ringe entdeckt.