Beagle 2 (original) (raw)

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Mars Express f�hrte auch einen kleinen Lander mit sich. Mars Express wurde so ausgelegt, dass er mit einer Delta 2 wie auch einer Sojus-Fregat gestartet werden konnte. Als man sich f�r die Sojus-Fregat entschied, hatte man einen Tr�ger, der 100 kg mehr Nutzlast zum Mars transportieren konnte, als Mars Express wog. Der Lander Beagle 2 wurde mitgef�hrt, weil noch Platz auf der Sojus-Fregat war. Bedingung war zun�chst, dass der Lander der von einem Konsortium aus Universit�ten und Firmen aus England entwickelt wurde, keine ESA Mittel beanspruchte. Dies war jedoch wegen chronischer Finanzknappheit jedoch nicht der Fall. Der Name r�hrt von dem Schiff Beagle her, mit dem Charles Darwin von 1833-1836 seine Forschungsreise durchf�hrte. (Dieses war die Beagle 1)

Beagle 2 ist der riskanteste Teil der Mission. Vergleichen mit den Mars Landern der USA wiegt er nur ein Zehntel dieser und hat trotzdem eine mindestens genauso gute instrumentelle Ausstattung. Beagle 2 kostete 40-50 Millionen € (je nach Quelle). Dazu kommen noch die Kosten f�r die Experimente. Die Gesamtkosten betragen so 60 Millionen Euro, also 20 Prozent der Gesamtkosten von Mars Express. Daher war auch nach dem Verlust von Beagle 2 zu h�ren, dass die Mission zu 80% gegl�ckt sei. Eine Tatsache die der Presse, die nur auf Landeunternehmen fixiert war, leider entging.

Beagle ist ein sehr ungew�hnliches Projekt. Der Lander wurde nicht von einer Raumfahrtbeh�rde konzipiert und von einem Raumfahrtkonzern gebaut sondern von einer Wissenschaftlergruppe rund um den Wissenschaftler Colin T. Pillinger. Dieser wollte �ber Sponsoren die Sonde finanzieren durch eigene Entwicklung die Kosten niedrig halten. Die ESA sollte urspr�nglich nur Beagle 2 als Nutzlast mitf�hren und eine Empfangsantenne an Bord von Mars Express installieren.

Das Projekt Beagle geriet schon im Jahre 2000 in Finanznot. Man fand nicht die Sponsoren die man sich erhoffte und auch der Bau wurde teurer als geplant. Die ESA wollte dann den Lander eben weglassen. Schlie�lich war es nicht ihr Projekt. Darauf hin gab es seitens der Verantwortlichen eine Pressekampagne (vor allem in England) gegen die ESA, die dazu f�hrten dass die ESA 24 Millionen € zuschoss, daf�r aber den Bau einer zweiten Empfangsstation f�r Mars Express, welche die Datenmenge verdoppelt h�tte, auf 2004 verschieben musste. Nach wie vor hatte die ESA aber keinerlei Entscheidungsbefugnis im Projekt. Das sollte sich noch r�chen.

Der Lander

Beagle 2 ist auf einer Seite der Mars Express Raumsonde angebracht. Dort hat die Kapsel einen Durchmesser von 92.4 cm und eine H�he von 64 cm. Der zusammengefaltete Lander in der Kapsel selbst ist nur 52 cm hoch und 66 cm breit. Vor der Abtrennung wiegt Beagle 2 noch 68.8 kg. Installiert auf Mars Express 73.7 kg. Wenn der Lander auf der Oberfl�che ankommt, wiegt er noch 33.2 kg. Davon sind 11.5 kg Instrumente. Daran ist zu erkennen, dass der Lander jedes nicht unbedingt notwendige System eingespart hat. Urspr�nglich war ein Lander mit einem Gewicht von 108 kg geplant. Diese Masse konnte jedoch Mars Express nicht mitf�hren. So musste das Design abgespeckt werden.

So kann Beagle 2 anders als die amerikanischen Rover nicht den Kurs oder die Ausrichtung vor Eintritt in die Atmosph�re korrigieren. Er verf�gt auch nicht wie die Rover �ber ein Triebwerk, welches den Lander bei Seitenwinden am Fallschirm stabilisiert. Zuletzt verwendet er anstatt vieler kleiner Airbags aus Gewichtsgr�nden drei gro�e Ballone. Die Airbagtechnik wurde von Mars Pathfinder getestet, die Ballone wurden noch nie getestet. Die Landung von Beagle 2 ist daher ein sehr viel riskanteres Unternehmen als das der amerikanischen Rover. Abgebremst wird er zuerst durch zwei Fallschirme von 3.2 und 7.5 m Durchmesser, dann erst werden die drei je 2 m gro�en Ballone aufgeblasen.

Der Lander selber hat zusammengepackt die Form einer Uhr. Wobei die beiden H�llen aus Kevlar bestehen und von einem Band zusammengehalten werden, dass nach der Landung gekappt wird. Die innere Struktur des Landers besteht aus Aluminium in Honigwabenbauweise. Unter den H�llen aus Kevlar befindet sich ebenfalls eine leichte Honigwabenstruktur die St��e von spitzen Steinen abfedern soll und eine Besch�digung des Landers verhindern soll. Ein Deckel enth�lt die 5 Solarpanels und ein anderer den Roboterarm mit den Instrumenten.

Der Lander Beagle 2 bezieht seinen Strom aus f�nf Panels, die wie Deckel einer Spieluhr nach der Landung entfaltet werden und den Lander eher wie ein Kleeblatt aussehen lassen. Sie liefern auf einem Quadratmeter Fl�che maximal 100 W an Strom. Davon braucht der Lander maximal 87 Watt Strom. �ber Nacht steht eine Lithium-Ionen Batterie aus 42 Zellen mit einer Kapazit�t von 160-200 Wattstunden zur Verf�gung. Sie ist isoliert und wird nachts beheizt. Dadurch k�hlt der Lander nachts nur bis auf minimal -40� C aus, bei Umgebungstemperaturen von -70�C. Hier ist vor allem die Batterie kritisch. Das zu starke Ausk�hlen der Batterie f�hrte zum Verlust des Mars Pathfinder. Der Lander hat einen Datenspeicher von 1.28 GBit. Die Kommunikation zur Erde verl�uft mit 2-8 KBit/sec, �ber Mars Express mit 8-128 KBit/sec. Die Sendefrequenzen betragen 401 bzw. 437 MHz im UHF Band. Die Sendeleistung betr�gt 5 Watt. �bertragen sollten mindestens 10 MBit pro Tag werden.

Auf der Oberfl�che hat der Lander mit entfalteten Panels 1.9 m im Durchmesser. Er ist aber nur 11.9 cm hoch. Gesteuert wird er von einem einzigen Rechner mit dem ERC32 Prozessor mit 15 MHz und 9.3 MIPS Leistung. Es war der erste Einsatz dieses Prozessors. Inzwischen wird er von den meisten ESA-Satelliten eingesetzt. Anders als bei Mars Express gibt es kein redundantes System. Der Lander war f�r eine Prim�rmission von 80-100 Tagen ausgelegt. Eine Verl�ngerung auf 180 Tage w�re bei gutem Gesundheitszustand von Beagle 2 m�glich gewesen.

Die Instrumente

Die Instrumente machen mit dem Arm eine Masse von 11.5 kg aus. Dies ist sehr viel, wenn man bedenkt, dass der Lander selbst nur 33.2 kg wiegt. Die im gleichen Startfenster gestarteten Mars Rover sind zwar 6 mal schwerer als Beagle, haben jedoch nur 5 kg an Instrumenten an Bord. Die meisten Instrumente sind an einem beweglichen Arm (Anthropomorphic Robotic Manipulator (ARM)) untergebracht. Diese werden abgek�rzt als PAW (Nutzlast Adjustable Workbench). Die Instrumente sollen w�hrend der Prim�rmission 5-6 unterschiedliche Stellen untersuchen.

Anthropomorphic Robotic Manipulator (ARM) / Nutzlast Adjustable Workbench (PAW)

Der nur 2.11 kg schwere Arm hat 5 Freiheitsgrade, ist 109 cm lang und kann einen Bereich von 1 m� rund um Lander erreichen. Die Zone in der Bodenproben untersucht werden k�nnen erstreckt sich von 0.6 m bis 1.2 m von der Basis des Landers. Der ARM kann mit einer Geschwindigkeit von 0.6 Grad/sec geschwenkt werden und einen Punkt mit einer Wiederholgenauigkeit von 2-5 mm anfahren. An seinem Ende befinden sich die Instrumente des PAW in einem Halbkreis, der einen Durchmesser von 38 cm hat. Das gesamte PAW wiegt nur 2.75 kg

Das Gas Analysis Package (GAP)

Das Gasanalysis Packet befindet sich in der Landesektion und nimmt dort 33 Prozent des Raumes ein. Es ist zugleich mit 5.74 kg Gewicht das schwerste Experiment an Bord.

Dieses Instrument wird als erstes seit Viking 1+2 wieder Bodenproben untersuchen. Es besteht aus einem Massenspektrometer und 12 �fen die beheizt werden k�nnen. In die �fen werden Bodenproben gef�llt, die dann erhitzt werden. Dies geschieht mit Pallium-Rhodium Heizelementen in der Regel auf maximal 700 Grad. Die �fen sind ausgelegt f�r bis zu 1000 Grad. Das freigesetzte Gas (Kohlendioxid aus Karbonaten) wird analysiert. Analoges wird mit der Umgebungsluft gemacht. Es misst das Verh�ltnis von C12 zu C13, und sucht nach Methan. Es kann auch die chemische Zusammensetzung der Atmosph�re bestimmen. Das Verh�ltnis von C12 zu C13 gibt Auskunft dar�ber ob die Bodenproben organischen Ursprungs sind, denn C12 wird von Organismen bevorzugt. Die Anwesenheit von Karbonaten selbst w�re ein Hinweis f�r fr�her vorhandenes Wasser, denn auf der Erde ist Wasser f�r die Bildung von Karbonaten n�tig. Verwendet wird ein Magnetfeldmassenspektrometer mit einem 6 cm gro�en Magneten. Es gibt zwei Detektoren zur Detektion von schweren Ionen (Atommasse 28-46) und einen zur Detektion von Wasserstoff / Deuteriummolek�len (Atommasse 2-3). Detektiert werden insbesondere folgende Gase H2, HD, N2, CO2, O2, Ne, Ar, Xe, CH4. F�r Kohlendioxid betr�gt die Erfassungsgrenze bei einer 50-100 mg Probe 0.01-0.02 ppm (Teile pro Million).

Umgebungssensoren (Environmental Surface Suite ESS)

Eine Reihe von kleinen Sensoren bestimmt Parameter der Umgebung des Landers: Bodendruck (Genauigkeit 0.1 Millibar) , Temperatur (0.05 K), Windgeschwindigkeit (0.1 m/s) und Richtung (auf 5 Grad genau). Weiterhin wird die UV Strahlung zwischen 200 und 400 nm und der Staubanteil der Atmosph�re gemessen. Anders als bei den amerikanischen Landern (au�er Viking 1+2), sollte dieses Instrument die Dichte und den Druck der Atmosph�re schon beim Abstieg messen.

Die Sensoren wiegen zusammen nur 156 g und k�nnen in beliebigen Intervallen zwischen 1 mal alle 10 Minuten bis 4000 mal pro Sekunde abgefragt werden.

Der Oxidationssensor

Dieser Sensor hat einen Titanfilm, dessen Widerstand gemessen wird. Er wird durch Wasserstoffperoxid und Ozon oxidiert. Zusammen mit dem UV und Staubsensor soll er Aufschluss �ber die Oxidationsvorg�nge im Marsboden liefern.

Der UV Sensor

Der UV Sensor liefert ein 5-Punkt-Spektrum der UV Intensit�t zwischen 200 und 400 nm Wellenl�nge. Er misst die UV Strahlung bei folgenden Wellenl�ngen:

• 210 nm: Titanoxid Absorptionsband
• 230 nm: Sch�digung von Zellgewebe
• 250 nm: Sekund�res Titanoxidabsorptionsband, max. Sch�digung von DNA
• 300 nm: Mittleres UV-B
• 350 nm: Mittleres UV-A
• 200-400 nm: Ohne Filter: Zum Kalibrieren

Ziel ist es die Strahlungsbelastung f�r Menschen zu messen und die durch UV Strahlung induzierten chemischen Prozesse besser zu verstehen. Der UV-Sensor war die Basis f�r die Entwicklung des UVIS-Kanals des NOMAD Instrumentes des Trace Gas Orbiters von Exomars.

Der Windsensor

Der Windmesser stammt von der Universit�t von Oxford. Er misst die Windgeschwindigkeiten in zwei Achsen senkrecht zum Sensor in einem Bereich von 0.3 - 30 m/s mit Frequenzen bis zu 1 kHz.

Der Druckmesser

Dieser Sensor von der finnischen Wetterbeh�rde basiert auf �hnlichen Sensoren die vom gleichen Institut schon an Bord von Mars Polar Lander und Mars 96 zum Mars geschickt wurden. Es misst den Druck mit einem Siliziumdiaphragma Element auf 0.003 hpa (Hektopascal = 0.001 bar) genau mit einer Erfassungsgrenze von 0.06 hpa. Der Bodendruck bei "Normal-Null" beim Mars liegt bei 6.1 hpa, der auf der Erde bei Meeresh�he bei 1013 hpa.

Der Temperaturmesser

F�r die Temperaturmessung wurden kommerzielle 0.3 mm Platinwiderst�nde verwendet. Sie haben im Bereich von -10 Grad bis -60 Grad Celsius die h�chste Empfindlichkeit mit einer Genauigkeit von 0.03 K. Der Messbereich erstreckt sich von -100 bis +10 Grad Celsius. Der Fehler steigt dann auf 0.1 K an den Grenzen des Messbereiches an. Es gibt zwei Sensoren einer auf einer Solarzellenfl�che (5 cm �ber dem Boden) und einer am PAW (streckbar bis in 60 cm H�he). Damit sind Boden und Lufttemperaturen bestimmbar.

Der Staubsensor

Dieser Sensor soll den durch Wind auf den Lander auftreffenden Staub vermessen. Er besteht aus einer 0.25 mm dicken Aluminiumfolie mit einer R�ckschicht aus Polyvinylidenfluorid (PVDF). Diese Schicht ist piezoelektrisch und gibt beim Auftreffen eines Staubteilchens eine Spannung ab. Derartige Schichten werden auch auf anderen Missionen wie beim Instrument CDA an Bord von Cassini genutzt. Der Sensor ist empfindlich f�r Staubteilchen mit einer Energie von mehr als 10-10 kg*m/s, entsprechend einem 0.2 mm gro�en Staubteilchen, das auf der Erde aus 1 cm H�he f�llt. Der Sensor misst St�rke und Zeit eines Einschlags.

Stereo Kameras

Zwei Stereokameras bieten einen Rundumblick um den Lander und dorthin wo man den Arm richtet. Sie befinden sich am Ende des Arms und haben einen gegenseitigen Abstand von 195 mm, was innerhalb eines Winkels von 4.65 Grad Stereoaufnahmen zul�sst. Mit einem Spiegel sind auch Panorama Aufnahmen m�glich. Jede Kamera hat ein Blickfeld von 48 Grad. Zwei Linsen erlauben scharfe Aufnahmen von 0.6 - 1.2 m und 1.2 m bis unendlich. Der von der ESA entwickelte Frame-Transfer CCD Sensor hat 1.024 � 1.024 Pixel und l�sst Belichtungszeiten von 1 ms bis 65 Sekunden zu. Ein Bild umfasst 10 MBit unkomprimiert und 1 MBit bei JPEG Komprimierung. Die Aufl�sung betr�gt 2,8 Bogenminuten, etwa dreimal schlechter als das menschliche Auge. Auf jeder Kamera befindet sich ein Filterrad mit je zw�lf Filtern. Darunter auch Vergr��erungslinsen. Die folgende Tabelle informiert �ber die Filter.

Mikroskop

An einer dritten Kamera ist ein Mikroskop angebracht. Sie wiegt nur 151 g. Eine 10 fache Vergr��erungslinse bildet ein Feld von 4.1 � 4.1 mm mit einer Aufl�sung von 0.004 mm ab. Das menschliche Auge kann aus 25 cm Entfernung maximal 0.15 mm gro�e Details erkennen. Der Sch�rfebereich betr�gt 40 mm. Es soll vor allem zeigen wohin das XRS schaut. Sensor ist derselbe 1024 � 1024 Pixel CCD wie in der Stereokamera. Vier Filter mit einer Bandbreite von 30 nm erlauben Farb- und Falschfarbaufnahmen (Zentralwellenl�ngen: 642, 523, 466 und 373 nm. Ein Stepper kann ein gr��eres Gebiet durch ein Mosaik von bis zu 60-100 Bildern abbilden. Die Kamera kann auch schr�g auf die Oberfl�che schauen um so das Relief besser abzubilden.

An diesem Instrument sind deutsche Wissenschaftler bei der Mechanik und Datenkompressionssoftware beteiligt.

M��bauer Spektrometer (MBS)

Dieses Instrument stammt aus Deutschland ist das erste seiner Art. Es stammt von der Johannes Gutenberg Universit�t Mainz. Es nutzt den 1956 von M�ssbauer entdeckten kernphysikalischen Effekt aus, der auf der r�cksto�freien Absorption und Emission von Gammaquanten durch Atomkerne beruht.

Auf dem Instrument sendet eine Cobalt-57 Quelle Gammastrahlung mit einer Energie von 14.4 keV aus. Gammaquanten dieser Energie werden von Fe57 Kernen absorbiert. Dies geschieht normalerweise r�cksto�frei. Jedoch ist der Eisenkern in einem Kristallgitter eingebunden. Dieses nimmt den Impuls auf und das Atom gelangt in einen Resonanzzustand. Aus diesem sendet das Atom Gammaquanten mit der Resonanzfrequenz aus. Diese werden detektiert. Die Frequenz ist sehr eng begrenzt und h�ngt von der Umgebung des Eisenatoms ab. Somit lassen sich verschiedene eisenhaltige Minerale sehr genau abgrenzen. Dagegen liefert das R�ntgenstrahlenspektrometer nur einen Summenwert f�r das Eisen, jedoch keine Angaben �ber die Mineralien in denen es steckt.

Erfasst werden die Frequenzen von 6.4 und 14.41 keV. Detektoren sind Silizium PIN Photodioden vom Typ Hamamatsu S3590-05 mit einer Nachweiswahrscheinlichkeit von 75 % bei 6.4 keV und 100 % bei 14.4 keV. Bei beiden Frequenzen wird ein 512 Punktspektrum gewonnen. Eine Messung dauert bis zu 12 Stunden.

MBS hat seine eigene Elektronik mit einem Mikrocontroller und 128 KByte SRAM, zus�tzlich ein ROM, FRAM und ein EEPROM zum Speichern der Daten alle 60 Minuten um bei einem Stromausfall �ber Nacht nicht die gesamte Messung zu verlieren. Das Instrument wiegt 0.55 kg und hat einen Stromverbrauch von 2 W.

Das Instrument MIMOS II ( Miniaturisiertes MOSsbauer Spektrometer) wiegt nur 540 g bei Abmessungen von 50 � 50 � 90 mm und einem Stromverbrauch von 1 W. Zwei identische Exemplare flogen auf den amerikanischen Rovern mit. Von diesen stammt auch das rechte Bild eines Nachweis des H�matits. Nach diesem und anderen Mineralien die sich auf der Erde nur unter Bedingungen bilden, bei denen Wasser vorliegt sucht das Instrument.

R�ntgenstrahlenspektrometer (XRS)

Das nur 154 g schwere R�ntgenstrahlenspektrometer basiert auf dem Design des AXPS an Bord der Pathfinder Sonde und stammt von der Universit�r Leicester. Das Instrument setzt Gestein je zwei radioaktiven Quellen aus die R�ntgenstrahlen emittieren (Zwei Esien-55 und zwei Cadmium-109 Quellen). Sie senden R�ntgenstrahlen mit einer Energie von 5.90, 6.49, 22.16 und 24.94 keV aus. Das R�ckgestreute Signal gibt Hinweise �ber die mineralogische Zusammensetzung der Probe. Empf�nger ist eine Si PIN Diode hinter einem 7.5 mm dicken Berylliumfenster, dass R�ntgenstrahlen von weniger als 1 keV Energie abschirmt. Der Detektor empf�ngt R�ntgenstrahlen mit Energien von 1-25 keV mit einer Aufl�sung von 0.3 keV. Die gemessene Energie wird in 10 Bits digitalisiert.

Das R�ntgenstrahlenspektrometer detektiert auch Kalium-40. Mit der Detektion von freigesetzten Argon 40 durch das Massenspektrometer ist so eine Altersdatierung m�glich. Bestimmt kann der Kaliumgehalt auf 5 % genau, bei einer Erfassungsgrenze von 0.25 K2O im Gestein. Quantifiziert k�nnen die Elemente Mg, Al, K, Si, S, Ca, Ti, Cr, Mn und Fe werden. Nebenelemente bis zur Ordnungszahl von Niob werden ebenfalls erfasst.

Rock Corer Grinder (RCG)

Der Oberfl�chenbohrer dient dazu Proben freizulegen. Er kann bis zu 6 mm tief bohren und erzeugt ein 10 mm breites Loch. Mehrfaches Bohren erzeugt eine freie Fl�che von 30 mm Durchmesser f�r die Untersuchungen von XRS und die Mikroskopkamera. Der RCG wiegt nur 154 g bei Abmessungen von 30 � 60 � 100 mm. Beim Bohren verbraucht er 6 W an Strom.

Der Maulwurf PLUTO

Dieses zweite deutsche Experiment wiegt nur 860 g. Es ist ein 340 g schwerer Bohrer der durch einen Schlagmechanismus sich selbst nach vorne treibt. So kann der Bohrer alle 5 Sekunden einen Zentimeter zur�cklegen. Dennoch erreicht der nur 36.5 cm lange Bohrer der DLR Tiefen von bis zu 1.5 m und eine Entfernung von 3 m von Beagle 2. Er kann eine bis zu 1 cm lange, 2 mm breite (20 mm�) und 60 mg schwere Probe entnehmen, die dann in einen der �fen des Gas Experimentes bef�rdert werden. Weiterhin macht er auch Temperaturmessungen im Boden.

In der Summe ist die Instrumentierung von Beagle 2 wesentlich geeigneter Leben aufzufinden, als die der amerikanischen Rover, die nur indirekte Hinweise, jedoch keine In Situ Untersuchungen machen k�nnen. Diese k�nnen auch nicht unter der Oberfl�che Proben nehmen. Daf�r ist Beagle 2 aber auf seinen Landeplatz beschr�nkt, w�hrend die Rover durch die Gegend fahren k�nnen. Beide Missionen erg�nzen sich also.

Die Landung

Beagle 2 startete zusammen mit Mars Express am 2.6.2004 mit einer Sojus Fregat zum Mars. Er wurde mehrmals von der Erde aus gecheckt und war mit Mars Express durch eine Nabelschnur verbunden �ber die er Strom bekam und mit ihm kommuniziert werden konnte. Wie schon erl�utert trennte Mars Express am 19.12.2003 den Lander ab. Beagle 2 selbst macht nichts w�hrend dieser Phase. Ein 1.6 kg schwerer Mechanismus beschleunigt den Lander um 1.8 km/h und bringt ihn gleichzeitig in Rotation. Ein interner Timer sollte den Lander 2 Stunden 27 min vor dem Eintritt in die Atmosph�re aufwecken. Eine Ingenieurskamera machte dabei Fotos von der Abtrennung, die zeigten das Beagle in der richtigen Richtung abflog. Danach schl�ft Beagle 2, bis ihn ein Timer 60 Minuten vor Eintritt in die Atmosph�re aufweckt.

Am 25.12.2003, 13 Minuten bevor Mars Express in die Umlaufbahn einschwenkt, tritt der Lander mit 5750 m/s in die Marsatmosph�re ein. Der Hitzeschutzschild bremst den Lander auf Mach 1.5 ab, bei einer Geschwindigkeit von 1600 m/s wird der Schutzschild und die R�ckverkleidung abgeworfen und ein erster Fallschirm entfaltet. Dies sollte in einer H�he von 7.1 km stattfinden. In den folgenden 48 Sekunden bremst der Pilotfallschirm den Lander 335 km/h ab und der Hauptfallschirm wird entfaltet. Nach weiteren 30-40 Sekunden, 200-275 m �ber der Oberfl�che werden 3 Ballone entfaltet und mit Ammoniak Gas aufgeblasen. Dies geschieht durch ein Landeradar, dass diese bei einer bestimmten H�he aufbl�st. Kurze Zeit sp�ter wird der Hauptfallschirm abgeworfen. Ausgel�st wird dies durch einen Radarh�henmesser, der alle 0.1 sec die Entfernung zum Boden bestimmt.. Der Lander f�llt dann auf die Oberfl�che, die er mit einer Geschwindigkeit von 17 m/s (58 km/h) erreicht. Daher springt er mehrmals (etwa 10-20 mal) �ber den Boden. Der Aufprall ist deutlich heftiger als bei den Mars Rovern.

Am Boden angekommen, werden die drei Ballone abgetrennt und rollen zur Seite fort. Es wird nicht wie bei den Rovern das Gas entlassen. 7 Minuten nach Eintritt in die Atmosph�re m�sste Beagle 2 gelandet sein. Sollte er verkehrt herum landen so kann ein Mechanismus ihn um 180� drehen.

Der Lander sollte in der Tiefebene Isidis Planitia bei 11.60 Nord, 269.50 West landen. Man erwartete eine Ebene mit einem Anteil von 15 % an Felsen, also vergleichbar den Landepl�tzen vonViking 1+2 und Pathfinder. Dagegen sind die Landepl�tze der Mars Rover nahezu frei von gro�en Felsen.

Beagle 2 sollte Daten �ber mindestens 180 Tage liefern. Doch er meldete sich nicht, weder �ber Odyssee, welche ihn w�hrend der ersten Tage kontaktierte, noch direkt zur Erde, wo das Radioteleskop von Jordell Bank nach Signalen lauschte. Auch als ab dem 6.1.2004 Mex selbst nach Signalen horchte (auf dessen Antenne Beagle 2 abgestimmt war) blieb er stumm.

Ein Problem der Marssonden die wie Beagle 2 direkt landen ist, dass man bei einem Fehlschlag nicht wei� warum. Bei Viking waren die Orbiter in einer Umlaufbahn und empfingen schon w�hrend des Abstiegs Signale der Lander. Bei Beagle 2 war Mars Express selbst gerade mit dem Einbremsen in den Orbit besch�ftigt. So wei� man nicht warum die Mission gescheitert ist (zerschellt weil etwas bei der Landung schief ging oder schon beim Eintritt vergl�ht, weil der Lander zu schr�g eintrat? oder ist er nur in einem ungl�cklichen Gebiet gelandet (Auf eine hohen Felsen und schr�g zum Liegen gekommen?). Man wei� es nicht. Vielleicht wird man ihn auf Aufnahmen von MGS oder dem Mars Reconnaissance Orbiter entdecken. Wenn sich die Ballone entfaltet haben, so sollten diese wegen ihrer Gr��e zumindest detektierbar sein.

So ist es auch unwahrscheinlich, dass es einen Nachbau geben wird, denn man wei� ja nicht, ob dieser aufgrund eines systematischen Fehlers dasselbe Schicksal erleidet. Zudem steht dann wieder die Finanzierungsfrage im Raum und wer sollte den Lander zum Mars bringen?

Nach dem Verlust von Beagle 2 kommen nun auch wieder die Zweifler zu Wort, die sich von vorneherein gegen das Projekt gewehrt hatten. Denn Beagle 2 war nur geboren worden, weil Nutzlast �brig war. Es fehlte aber immer an Geld. Zuletzt musste die ESA einen zweistelligen Millionen € Betrag zuschie�en, wodurch die f�r Mars Express wichtige Empfangsstation in Spanien um 2 Jahre im Bau verz�gert wurde. Beagle 2, so wird angef�hrt war von Anfang an zu riskant: Keine redundanten Systeme, aus Gewichtsgr�nden weder Steuerd�sen, noch normale Airbags, noch eine Rakete welche Windst��e ausgleichen kann wie bei den amerikanischen Rovern. Der Fehler, dass man keine Telemetrie beim Abstieg gewinnen konnte, r�chte sich schon beim Verlust der Mars Polar Landers. Dort kam man erst bei Tests f�r den n�chsten Lander auf die Fehlerursache. (Die Rover sandten wenigstens gepulste T�ne mit Codes �ber den internen Zustand zur Erde).

Das Mitf�hren von Beagle hat so Mars Express nichts gen�tzt, sondern nur geschadet, denn durch die Bauverz�gerung (bedingt durch die Finanzierung von Beagle durch die ESA) der zweiten 35 m Antenne, wird w�hrend der Prim�rmission nur die halbe Datenmenge empfangbar sein. Im Mai wurde ein vorl�ufiger Untersuchungsbericht �ber die Ursache des Scheiterns ver�ffentlicht. Er konnte keine Ursache benennen, vor allem, weil es vom kritischen Man�ver keine Telemetrie gab. Es gab daf�r eine Menge von Empfehlungen vor allem schlechte Managementstrukturen zu �ndern. Das Beagle Konsortium hofft, das die USA einen Nachbau des Landers (Beagle 3) im Jahre 2009 mitf�hren. Bis dahin will man unn�tige Risiken, die man bei Beagle 2 eingegangen ist minimieren. Von der ESA d�rfen sie in dieser Hinsicht keine Hilfe mehr erwarten. Das gilt im Besonderen, nachdem es von den Beagle Projektverantwortlichen Vorw�rfe gegen�ber der ESA gab, dass man wegen der Massenbeschr�nkung von Mars Express Beagle 2 abspecken musste. Nachdem also die ESA erst einen Lander mitfinanzieren musste, denn sie nicht wollte ist sie nun auch noch Schuld am Verlust...

Der Beagle 2 Skandal

Dass Colin T. Pillinger, Chefwissenschaftler den Mund wohl besser gehalten h�tte, zeigt dann auch der Bericht der Untersuchungskommission. Sie trat am 4.2.2004 zusammen um die m�gliche Ursache des Scheiterns zu untersuchen und legte am 5.4.2004 ihren Bericht vor. Ver�ffentlicht wurde zuerst nur was die Kommission an Empfehlungen abgab. Der Bericht selber blieb geheim. Da es in England aber ein Gesetz gab (Freedom of Information Act) und die Wissenschaftszeitschrift New Scientist auf Herausgabe des Berichtes klagte wurde er schlie�lich doch ver�ffentlicht.

Der Bericht zeigt, dass Beagle 2 als Projekt von Anfang an M�ngel hatte. Die Sonde selbst wurde von den Wissenschaftlern entworfen. Zwar war Beagle 2 nur 60 kg schwer, doch als Raumsonde f�r ein so kleines Team schon deutlich zu komplex und dieser als Folge auch �berfordert. Pillinger wollte das Projekt aber nicht an das britische Wissenschaftsministerium oder die ESA abtreten. Dazu kam eine katastrophal schlechte Finanzlage. Man versuchte �ber Sponsoren mit wenig Erfolg Geld einzutreiben. Dadurch kam der Bau der Sonde in Zeitnot und die ESA musste 25 Millionen, also fast die H�lfte der Gesamtkosten zuschie�en. Man h�tte bei diesem Zeitpunkt, wo man eine Sonde finanzieren sollte bei der man eigentlich nichts bestimmen d�rfe das Projekt abbrechen m�ssen. Nicht weniger als 19 �nderungen f�hrte der 42 Seiten starke Bericht aus. Liest man ihn so ist es mehr eine Studie, wie man ein Raumfahrzeug nicht baut.

Im September 2000 gab es seitens des JPL einen Bericht der schwere M�ngel in dem Landesystem und einen starken Verzug im Zeitplan feststellte. Dieser wurde leider von der ESA ignoriert. Ein weiterer R�ckschlag gab es im Juli 2001 als die Firma Martin Baker Aircraft, (MBA) die das Landesystem mit der Pyrotechnik f�r Airbags und Fallschirme entwickeln sollte sich aus dem Projekt zur�ckzog und diese Aufgabe nun EADS/Astrium �bernahm. Die von MBA durchgef�hrten Arbeiten wurden kaum dokumentiert, zum einen weil dies vertraglich nicht richtig festgelegt wurde, zum anderen weil EADS/Astrium auf diesem Gebiet Konkurrent war.

Im Fr�hjahr 2002 zeigten Tests, dass die Airbags nicht funktionierten und man einen neuen Fallschirm bauen musste. Dadurch wurde der Zeitdruck enorm und die Kommission bezeichnet es als "fast ein Wunder, dass Beagle 2 noch rechtzeitig fertig wurde". Es gab keine Fachleute f�r das Landesystem im Team, kein Risiko Management und das komplexe und waghalsige Landesystem wurde als ganzes nie kritisch hinterfragt. So startete Beagle 2 mit einem neu entwickelten System, das niemals komplett getestet wurde und musste bei der Landung f�nfmal so hohe Kr�fte wie die Rover Opportunity und Spirit abfangen.

Als dilettantisch bezeichnet die Kommission das Fehlen von Schaltpl�nen der Gesamtsonde. So k�nnen sich leicht Fehler in der Elektronik einschleichen. Durch den Zeitdruck wurden Tests des Gesamtsystems reduziert oder teilweise ganz fallen gelassen. Man startete mit einer nicht getesteten Sonde, die nicht dokumentiert war, so dass man nicht einmal feststellen konnte ob irgendein Elektronikteil versagte hatte.

Aufgrund dessen war auch kein eindeutiger Grund f�r das Versagen der Sonde festzustellen. Es gab einfach zu viele Fehlerquellen. Die Kommission benannte folgende Fehlerursachen als die wahrscheinlichsten:

• Das Design der Air Bag war nicht ausgereift und das Testprogramm absolut ungen�gend. Wahrscheinlich ist die Sonde schlicht zerschellt.
• Es wurde nie untersucht ob die r�ckw�rtige Abdeckung beim Absprengen nicht den Fallschirm trifft und ihn zum Zusammenfalten bringt.
• Der Landefahlschirm wird so sp�t abgeworfen, dass der zur�ckspringende Beagle 2 sich in ihm verheddern k�nnte.
• Es konnte nicht ausgeschlossen werden, dass die Airbags vorzeigt abgetrennt werden und die Sonde so hart aufgeschlagen ist.

Als Res�mee stellt die Kommission fest, dass die Sonde bei diesen schweren Managementfehlern, dem v�llig �berforderten Team und dem ungen�genden Testprogramm nie h�tte starten d�rfen. Da der Bericht nun �ffentlich ist, d�rfte Pillinger lange nach einem Partner suchen, der seine Sonde mitf�hrt. Den wer legt sich schon gerne ein Kuckucksei ins Nest ?

Beagle 2 gefunden

Am 20.12.2005 vermeldeten die Medien, Beagle 2 w�re auf den Bildern von MGS gefunden worden. Man untersuchte 140 km� rund um den geplanten Landeort. Der Lander soll in der Mitte eines 18.5 m gro�en Kraters gefunden worden sein. Spuren am Rand zeigten dass er zuerst auf dem Boden aufschlug, dann beim ersten Sprung auf der steil abfallenden Wand niederging und an mehren Stellen auf der Wand erneut auf h�pfte bevor er auf dem Grund zum Liegen kam. Es gibt Anzeichen daf�r, dass die Airbags nicht ausgel�st wurden. Pillinger nahm dies als seine Best�tigung seines Designs, denn schlie�lich w�re der Lander ausgelegt gewesen in ebenem Gel�nde zu landen und nicht in Kratern.

Das obere Bild gibt die Deutung von Prillinger f�r die Fotos und den von ihm skizzierten Ablauf der Landung (unten) wieder.

Die meisten unabh�ngigen Analysten meinen aber dass man die Fotos auch anders deuten k�nnte. Die Aufl�sung ist zu gering um eindeutig sagen zu k�nnen dass der Lander sich dort befindet. Warten wir bis 2006, dann k�nnte der Mars Reconnaissance Orbiter mit einer Aufl�sung von 35 cm (4 mal besser als MGS) dies kl�ren.

Selbst wenn Pillinger recht hat muss beim Abstieg etwas schief gegangen sein. Nach dem vorgesehenen Ablauf sollte der Hitzeschutzschild schon in 7.1 km Entfernung abgeworfen werden. Dass er dann in wenigen Metern Entfernung vom Landeort niedergeht ist so wahrscheinlich wie ein Jackpot im Lotto. Zu erwarten w�re, dass er einige Hundert Meter vom Lander entfernt ist. Das der Hitzeschutzschild sich dort befindet deutet eher darauf hin, dass er niemals abgetrennt wurde.

Das gleiche gilt f�r den Fallschirm. Er sollte in 200 m H�he abgeworfen werden und in keinem Fall auf neben dem Lander landen. Denn sonst h�tte er auch auf den Lander fallen k�nnen und dann h�tte sich dieser nicht entfalten k�nnen. Wenn der Fallschirm sich dort befindet wo ihn Prillinger annimmt, dann wurde er nie abgeworfen. Da auch der Hitzeschutzschild nicht abgeworfen wurde und dieser Vorgang der Fallschirmentfaltung vorausgeht l�sst das nur einen Schluss zu : Der Hitzeschutzschild wurde nie abgeworfen und der Fallschirm nie entfaltet. Beagle 2 st�rzte ungebremst auf den Boden und zerschellte dort. Ob das dann in einem Krater stattfand oder nicht ist eigentlich nur noch Nebensache.

Pillinger arbeitet an einem verbesserten Design und hofft dieses 2007 auf den Weg bringen zu k�nnen. Ob die NASA den Lander zusammen mit ihrer f�r das Startfenster 2007 geplanten "Phoenix" Sonde starten wird? Bisher hat sich niemand gefunden der einen Nachbau mitf�hren wollte, weder bei Phoenix, noch beiPhobos-Grund oder Curiosity.

Im Mai 2014 starb Pillinger fr�h im Alter von nur 70 Jahren. Im Januar 2015 gab das HiRISE Team, das die hochaufl�sende Kamera von MRO betreut, dass sie nun Beagle 2 endg�ltig gefunden h�tte. Er war nach Anfragen durch Michael Croon (Trier) schon auf einer bei einer Suche am 28.2.2013 gemachten Aufnahme zu sehen, jedoch war der Kontrast zu schwach um ihn sicher zu identifizieren. Eine Taufname vom 29.6.2014 zeigt ihn bei besserem Sonnenstand.

Beagle 2 ist auch f�r die MRO schwer zu identifizieren, er ist viel kleiner als die Mars Rover oder anderen Lander und er bewegt sich nicht, hinterl�sst also keine Spuren in der Oberfl�che. Doch aufgrund der Form und einer sich bewegenden hellen Fl�che, die von den Solarzellenfl�geln stammen soll, ist man zu dem Schluss gekommen, dass der Lander seine Landesequenz sauber abgearbeitet hat und tats�chlich funktionsf�hig landete, dann aber nur einen Teil seiner Solarzellen ausfahren konnte. Genauer gesagt zwei der drei Paneele. Da man alle drei ausfahren musste um die Sendeantenne freizulegen verwundert es nicht, dass man so nichts mehr von Beagle 2 h�rt. Weitere Bilder um mehr Klarheit zu bekommen, sind geplant.

Links

Mars Express Homepage (ESA): http://sci.esa.int/marsexpress

Mars Express bei der DLR: http://www.dlr.de/dlr/mex

Beagle 2 Homepage: http://www.beagle2.com/index.htm

HRSC Homepage: http://berlinadmin.dlr.de/Missions/express/

NSSC Informationen: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog?sc=2003-022A

Finding Beagle 2 http://hirise.lpl.arizona.edu/ESP_039308_1915

Alle Bilder von Mars Express haben das Copyright der ESA.

Bilder von Beagle 2: "All Rights Reserved Beagle 2".

Artikel erstellt;: Mai 2003, Artikel zuletzt bearbeitet 22.1.2014

� des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Ver�ffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Ausz�gen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.

B�cher vom Autor �ber Raumsonden

Lang Zeit gab es von mir nur ein Buch über Raumsonden: die beiden Mars-Raumsonden des Jahres 2011, Phobos Grunt und dem Mars Science Laboratory. Während die russische Raumsonde mittlerweile auf dem Grund des Pazifiks ruht, hat für Curiosity die Mission erst bekommen. Das Buch informiert über die Projektgeschichte, den technischen Aufbau der Sonden und ihrer Experimente, die geplante Mission und Zielsetzungen. Die Mission von Curiosity ist bis nach der Landung (Sol 10) dokumentiert. Einsteiger profitieren von Kapiteln, welche die bisherige Marsforschung skizzieren, die Funktionsweise der Instrumente erklären aber auch die Frage erläutern wie wahrscheinlich Leben auf dem Mars ist.

2018 wurde dies durch zwei Lexika, im Stille der schon existierenden Bücher über Trägerraketen ergänzt. Jedes Raumsonden Programm wird auf durchschnittlich sechs bis acht Seiten vorgestellt, ergänzt durch eine Tabelle mit den wichtigsten zeitlichen und technischen Daten und Fotos der Raumsonde, bzw., Fotos die sie aufgenommen hat. Ich habe weil es in einen band nicht rein geht eine Trennung im Jahr 1990 gemacht. Alle Programme vorher gibt es in Band 1. Die folgenden ab 1990 gestarteten dann in Band 2. InBand 2 ist ein Raumsonden Programm meist eine Einzelsonde (Ausnahme MER). In Band 1 dagegen ein Vorhaben das damals zumeist aus Doppelstarts bestand, oft auch mehr wie z.B. neun Ranger oder sieben Surveyor. Beide Bänder sind etwa 400 Seiten stark. In Band 1 gibt es noch eine gemeinsame Einführung für beide Bände über Himmelsmechanik und Technik der Instrumente. Beide Bände haben einen Anhang mit Startlisten, Kosten von Raumsonden und Erfolgsstatistiken. Band 2 hatte Redaktionsschluss im Januar 2018 und enthält die für 2018 geplanten Missionen über die es genügend Daten gab.

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