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Struktur
Schematische Sicht auf die Struktur von P3D und des P5-Raumfahrzeugs

Das Raumfahrzeug für die Marsmission muss während der Missionsdauer verschiedene Anforderungen erfüllen.

  • Schutz vor den Belastungen des Raketenstarts
  • Raum und Infrastruktur für die eigentliche Missionsnutzlast
  • Ausreichend Energie für Lebenserhaltung, Kommuniaktion und Experimente
  • Schutz vor Extremtemperaturen zum sicheren Betrieb der Bordsysteme
  • Ein Antriebssystems für Bahnmanöver
  • Bereitstellung einer Kommunikationsverbindung zur Erde für die Steuerung und Überwachung
  • Überwachung und Steuerung der Lage und Position

Mit dem Bau mehrerer Satelliten wurden durch die AMSAT entsprechende Erfahrungen gesammelt. Bisheriger Höhepunkt der Entwicklung ist der P3D-Satellit, der im Jahr 2000 gestartet wurde. Im Rahmen der Konstruktion von P3D, der nun im Orbit AMSAT-OSCAR 40 genannt wird, entstand eine Engineering-Modell. Dieses Modell dient nun als Ausgangspunkt für die Marsmission. Wie beim P3D-Satelliten soll die Form der P5A-Marssonde ein Sechseck mit einem Durchmesser von etwas über 2 m und einer Höhe von rund 70 cm sein.

P3D Labor
AMSAT-DL-Vorsitzender Peter Gülzow (links) und P5A-Missionsleiter Prof. Dr. Karl Meinzer vor dem P3D-Satelliten. Diese Struktur soll auch für den Flug zum Mars genutzt werden.

Die P5A-Sonde soll mit einem 400-N-Triebwerk ausgestattet werden. Zusammen mit den ca. 300 Litern Treibstoff kann der Satellit um 2250 m/s beschleunigt werden. Dies reicht aus, den Erdorbit zu verlassen und in eine elliptische Marsumlaufbahn einzuschwenken. Die benötigten Treibstofftanks befinden sich im Zentrum der Struktur des Raumfahrzeugs dicht am Triebwerk, während die äußeren Kammern die Elektronik- und Steuermodule beinhalten. Die Solarzellen sind während des Starts zusammengeklappt an den Seiten der Struktur. Erst nach dem Einschuss in die Flugbahn zum Mars werden sie aufgeklappt. Im Vergleich zu vielen Solarpanels kommerzieller Satelliten, die wie Flügel entfaltet werden, ist die AMSAT-Methode vergleichsweise einfach und robust.

Drallrad Explosionszeichnung
Explosionszeichnung der magnetischen Drallräder zur verschleißfreien Lagekontrolle.

Die Oberseite des AMSAT-DL-Marssatelliten soll als Parabolspiegel ausgebildet werden. Damit wird eine maximale Richtwirkung erzielt. Durch die hohe Bündelung der Signale ist eine genaue Ausrichtung der Antenne und damit des Raumfahrzeugs auf die Erde erforderlich. Die benötigte Genauigkeit liegt im Bereich von 0,1 Grad. Eine mögliche Methode zur Steuerung sind magnetische gelagerte Drallräder, wie sie von der AMSAT-DL für P3D entwickelt wurden. Da sie keinen Treibstoff verbrauchen sowie nur mit Strom und verschleißfrei arbeiten, sind sie besonders für lange Missionen geeignet.

Vergleich

P5A

M. Express

M. Odyssey

M. Global S.

Schub

400 N

400 N

640 N

600 N

Treibstoff

300 l

540 l

300 l

310 l

Startmasse

650 kg

1070 kg

725 kg

1060 kg

delta-V

2,25 km/s

2,6 km/s

2 km/s

1,4 km/s

Abmessung m3

2,3x2,3x0,7

 1,5x1,8x1,4

2,2x1,7x2,6

1,7x1,2x1,2

Ant./Sender

2 m/50 W

 1,8 m/65 W

1,1 m/15 W

1,5 m/25 W

Solarleistung

350 W

500 W

750 W

660 W

 
Hintergründe - mehr zum Thema
 
PDF Mit P5A zum Mars! Prof. Dr. Meinzer
 
PDF Magnetische Drallräder , M. Scharfe et.al.