ESA und NASA validieren das Design des Airbus Earth Return Orbiter

Am 15. Juni Airbus (Toulouse, Frankreich) berichtete, dass die Satellitenmission Earth Return Orbiter (ERO) die vorläufige Designprüfung (PDR) mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und unter Beteiligung der NASA bestanden hat. Die ERO ist die nächste Phase nach der erfolgreichen Beharrlichkeit Rover-Start im Februar 2021 und die Sample Retrieval Lander-Mission, um die ersten Marsproben zurück zur Erde zu bringen. Airbus hat bestätigt, dass ein Großteil der ERO-Struktur aus Verbundwerkstoffen bestehen wird, hauptsächlich „Sandwiches auf der Basis von Aluminiumwaben- und Kohlefaserhäuten“, mit Ausnahme der Kühlerplatten, Heatpipes und Teile, die den höchsten mechanischen Kräften standhalten müssen.

Mit validierten technischen Spezifikationen und Konstruktionen sind Lieferanten aus acht europäischen Ländern für nahezu alle Komponenten und Baugruppen an Bord. Die Entwicklung und Erprobung von Ausrüstungen und Subsystemen kann jetzt beginnen, um sicherzustellen, dass die Mission planmäßig voranschreitet.

„Dieses PDR wurde in einer Rekordzeit von weniger als einem Jahr verwaltet und geschlossen, eine erstaunliche Leistung angesichts der Komplexität der Mission“, sagt Andreas Hammer, Leiter der Weltraumforschung bei Airbus. „Das gesamte ERO-Team, einschließlich Lieferanten und Agenturen, hat wirklich an einem Strang gezogen und wir sind am Ziel, die Lieferung im Jahr 2025 zu erreichen – nur fünfeinhalb Jahre nach der Auswahl als Hauptauftragnehmer.“

Der nächste Meilenstein für die ERO wird laut Airbus die Critical Design Review sein, die in zwei Jahren stattfinden wird, wonach die Produktion und Montage beginnen wird, um die Auslieferung des gesamten Raumfahrzeugs im Jahr 2025 sicherzustellen. Nach dem Start im Jahr 2026 auf einer Ariane 64-Trägerrakete , der Satellit wird eine fünfjährige Mission zum Mars beginnen und als Kommunikationsrelais mit den Oberflächenmissionen fungieren (einschließlich Beharrlichkeit und Sample Fetch Rovers (SFRs), die ebenfalls von Airbus entworfen und gebaut werden sollen, ein Rendezvous mit den umkreisenden Proben durchführen und sie sicher zur Erde zurückbringen.

Die sieben Tonnen schwere, sieben Meter hohe ERO-Raumsonde, die mit 144 Quadratmeter großen Solarzellen mit einer Spannweite von mehr als 40 Metern ausgestattet ist – die laut Airbus die größte jemals gebaute ist – wird etwa ein Jahr brauchen, um den Mars zu erreichen. Es wird ein masseneffizientes Hybridantriebssystem verwenden, das einen elektrischen Antrieb für die Reiseflug- und Spiralabwärtsphasen und einen chemischen Antrieb für die Einfügung in die Marsbahn kombiniert. Bei der Ankunft wird es die Kommunikationsabdeckung für die NASA Beharrlichkeit . bereitstellen Rover- und Sample Retrieval Lander (SRL)-Missionen, zwei wesentliche Teile der Mars Sample Return-Kampagne.

Für den zweiten Teil seiner Mission muss ERO ein Objekt von der Größe eines Basketballs namens Orbiting Sample (OS), das die vom SFR gesammelten Probenröhrchen beherbergt, erkennen, sich mit ihm treffen und einfangen. Nach der Erfassung wird das OS in einem sekundären Eindämmungssystem bioversiegelt und in das Earth Entry Vehicle (EEV) platziert, ein drittes Eindämmungssystem, um sicherzustellen, dass die Proben die Erdoberfläche intakt erreichen.

Es wird dann ein weiteres Jahr dauern, bis ERO seinen Weg zurück zur Erde findet, wo es das EEV auf einer präzisen Flugbahn zu einem vordefinierten Landeplatz schickt, bevor es selbst in eine stabile Umlaufbahn um die Sonne eintritt.

Airbus trägt nach eigenen Angaben die Gesamtverantwortung für die ERO-Mission, die Entwicklung des Raumfahrzeugs in Toulouse, Frankreich und die Durchführung von Missionsanalysen in Stevenage, Großbritannien. Der Luft- und Raumfahrthersteller Thales Alenia Space (Cannes, Frankreich) wird ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Montage des Raumfahrzeugs und der Entwicklung der Kommunikationssystem und Bereitstellung des Orbit Insertion Module aus seinem Werk in Turin, Italien. Laut Airbus kommen weitere Lieferanten aus Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Spanien, Norwegen, Dänemark und den Niederlanden.

Airbus sagt, dass die Rekordentwicklung und das Design für ERO nur möglich waren, weil das Unternehmen beschlossen hat, auf bereits ausgereiften und bewährten Technologien aufzubauen, anstatt brandneue Technologien zu entwickeln, die damit verbundene Verzögerungen riskieren. Zu den bewährten Technologien von Airbus gehören jahrzehntelange Erfahrung im Plasma-(elektrischen) Antrieb, erworben durch die Stationshaltung und den Orbit-Betrieb von vollelektrischen Telekommunikationssatelliten, sowie seine Expertise bei großen Solaranlagen (Telekom- und Explorationsmissionen, darunter JUICE, angeblich die größten Sonnenkollektoren für eine interplanetare Mission bis ERO) und komplexe planetare Missionen wie BepiColombo, die 2018 gestartet wurden.

Airbus wird auch seinen technologischen Vorsprung bei der visionsbasierten Navigation (RemoveDEBRIS, Automatic Air-to-Air-Refueling) und seine Expertise in der autonomen Navigation (Rosalind Franklin und SFRs) sowie seine über Jahrzehnte aufgebaute Rendezvous- und Docking-Expertise unter Verwendung von Technologien des erfolgreichen ATV (Automated Transfer Fahrzeug) und aktuelle Entwicklungen von JUICE, Europas erster Mission zum Jupiter.