ErgÃ¤nzende Richtlinien fÃ¼r die Anfertigung von Studien- und ...

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Institut für Raumfahrttechnik Prof. Dr.-Ing. R. Förstner 22 Wieso die Erde keine Scheibe ist Bachelorarbeit Albert Einstein jr. IRW-10-BA-21458 Universität der Bundeswehr München Institut für Raumfahrttechnik Univ.-Prof. Dr-Ing. Roger Förstner Betreuer: Dipl.-Geophys. Thomas Andert Dezember 2010
Institut für Raumfahrttechnik Prof. Dr.-Ing. R. Förstner 23 Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit befasst sich mit unterschiedlichen Konzepten von Penetratoren in der planetaren Weltraumforschung. Im Rahmen dessen werden die wichtigsten Missionseigenschaften, der planmäßige Verlauf und die Merkmale der Penetratoren der bisher durchgeführten Penetrator-Missionen Mars 96 und Deep Space 2 sowie der verworfenen Mission Lunar-A und der für 2012 geplanten Mission Luna-Glob beschrieben. Am Beispiel von Deep Space 2 wird weiterhin auf die Erprobungsphase vor dem Einsatz von Penetratoren eingegangen. Diese Tests lassen sich in drei Teile untergliedern: Die Entwicklungstests, die Tests bei niedriger Geschwindigkeit und die Tests zur Geschwindigkeitsmessung. Anhand der auftretenden Schwierigkeiten wie beispielsweise der nicht korrekten Trennung vom vorderen Teil des Penetrators vom hinteren Teil in unterschiedlichen Bodenmaterialien und bei wechselnden Geschwindigkeiten konnten wichtige Erkenntnisse über den Einsatz von Penetratoren bei verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten sowie über eine Verbesserung des Aufbaus der Sonden und der verwendeten Messinstrumente gewonnen werden. Aus den bereits durchgeführten Missionen und den Ergebnissen der Erprobung von Deep Space 2 lassen sich verschiedene Schwierigkeiten, die beim Einsatz von Penetratoren im Weltraum auftreten können, erschließen. Hervorzuheben sind hier insbesondere der Einschlag, bei dem die Sonde und ihre Komponenten sehr großen Kräften ausgesetzt werden, sowie die verschiedenen, unbekannten Oberflächeneigenschaften am Zielort, die zum Scheitern einer Mission führen können. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden daher einige mögliche Lösungsansätze für die Überwindung der Einschlagskräfte vorgestellt, um den Penetrator und seine Komponenten vor den hohen Belastungen beim Aufprall bestmöglich zu schützen. Dafür sind beispielsweise Maßnahmen zur Optimierung der Konstruktion der Sonden, bei der Installation der Instrumente sowie zur Verringerung der Einschlagsgeschwindigkeit geeignet. Des Weiteren werden verschiedene Effekte, die durch den Einschlag eines Penetrators im Ziel ausgelöst werden, dargestellt. Es werden auftretende mechanische Effekte und die Phänomene der Bodenerwärmung und elektrischen Aufladung betrachtet und auf Gefahren sowie auf ihren möglichen wissenschaftlichen Nutzen hingewiesen. Aus den im Verlauf dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnissen kann der sinnvolle Einsatz von Penetratoren für die Erforschung des Weltraums diskutiert und bestätigt werden und ein Ausblick auf einige Ansatzpunkte für zukünftige Missionen gegeben werden.
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