ESA & NASA genehmigen Airbus Earth Return Orbiter Design für Mars Sample Return

Am 15. Juni meldete Airbus (Toulouse, Frankreich), dass die Earth Return Orbiter (ERO) Satellitenmission das Preliminary Design Review (PDR) mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und unter Beteiligung der NASA bestanden hat. Der ERO ist die nächste Phase nach dem erfolgreichen Perseverance-Rover-Start im Februar 2021 und der Sample Retrieval Lander Mission, um die ersten Marsproben zur Erde zu bringen. Airbus bestätigte, dass ein Großteil der ERO-Struktur Composite-Materialien verwenden wird, hauptsächlich „Sandwiches auf Basis von Aluminiumwaben und Carbonfaser-Häuten“ – ausgenommen Radiatorpaneele, Heatpipes und Teile, die höchsten mechanischen Kräften standhalten müssen.

Mit validierten technischen Spezifikationen und Designs sind Lieferanten aus acht europäischen Ländern für nahezu alle Komponenten und Baugruppen an Bord. Entwicklung und Test von Ausrüstungen und Teilsystemen können nun starten, um den Zeitplan einzuhalten.

Andreas Hammer, Head of Space Exploration bei Airbus, sagt: „Dieses PDR wurde in Rekordzeit von weniger als einem Jahr verwaltet und abgeschlossen – eine erstaunliche Leistung angesichts der Missionkomplexität. Das gesamte ERO-Team, einschließlich Lieferanten und Agenturen, hat wirklich zusammengearbeitet, und wir sind auf Kurs für Auslieferung 2025 – nur fünfeinhalb Jahre nach Auswahl als Prime Contractor.“

Der nächste Meilenstein für den ERO wird der Critical Design Review sein, der in zwei Jahren stattfindet, woraufhin Produktion und Montage beginnen, um die Auslieferung des vollständigen Raumschiffs 2025 zu sichern. Nach Start 2026 auf einer Ariane 64 Rakete beginnt der Satellit eine fünfjährige Mission zum Mars, als Kommunikationsrelais mit Oberflächenmissionen (einschließlich Perseverance und Sample Fetch Rovers (SFRs), auch von Airbus designed und gebaut), Rendezvous mit den orbitierenden Proben und sichere Rückführung zur Erde.

Der sieben Tonnen schwere, sieben Meter hohe ERO-Raumfahrzeug, ausgestattet mit 144 m² Solarpaneelen mit einer Spannweite von über 40 Metern – was Airbus als die größten je gebauten bezeichnet – benötigt ca. ein Jahr für den Marsflug. Es nutzt ein masseneffizientes Hybridantriebssystem: elektrische Antrieb für Kreuzfahrt und Spiral-down-Phasen, chemischer Antrieb für Marsorbit-Eintritt. Nach Ankunft bietet es Kommunikationsabdeckung für NASA Perseverance Rover und Sample Retrieval Lander (SRL) Missionen, zwei wesentliche Teile der Mars Sample Return Kampagne.

Für den zweiten Missionsabschnitt muss ERO ein basketballgroßes Objekt, den Orbiting Sample (OS), der die von SFR gesammelten Probenröhrchen beherbergt, detektieren, rendezven und einfangen. Einmal eingefangen, wird der OS in einem sekundären Containment-System bio-versiegelt und in das Earth Entry Vehicle (EEV), ein drittes Containment-System, platziert, um sicherzustellen, dass die Proben intakt die Erdoberfläche erreichen.

Der Rückflug zur Erde dauert ein weiteres Jahr, dann sendet ERO das EEV auf einer Präzisionstrajektorie zu einem vordefinierten Landeort, bevor es selbst in eine stabile Sonnenumlaufbahn eintritt.

Airbus trägt Gesamtverantwortung für die ERO-Mission, entwickelt das Raumfahrzeug in Toulouse, Frankreich und führt Missionsanalyse in Stevenage, UK durch. Thales Alenia Space (Cannes, Frankreich) hat eine wichtige Rolle: Montage des Raumschiffs, Entwicklung des Kommunikationssystems und Bereitstellung des Orbit Insertion Module aus seinem Werk in Turin, Italien. Weitere Lieferanten kommen aus Deutschland, Frankreich, UK, Italien, Spanien, Norwegen, Dänemark und Niederlande.

Airbus betont, dass die Rekordentwicklung und -design für ERO nur möglich war, weil das Unternehmen auf bereits ausgereiften und bewährten Technologien aufbaute, statt neue Technologien zu entwickeln, die Verzögerungen riskiert hätten. Bewährte Airbus-Technologien umfassen jahrzehntelange Erfahrung in Plasma (elektrischem) Antrieb durch Stationkeeping und Orbitoperationen vollelektrischer Telecom-Satelliten, Expertise in großen Solarpaneelen (Telecom und Exploration, einschließlich JUICE, größte Solarpaneele für interplanetare Mission bis ERO) und komplexe Planetenmissionen wie BepiColombo (Start 2018). Zudem nutzt Airbus seine führende visionsbasierte Navigation (RemoveDEBRIS, Automatic Air-to-Air Refueling), autonomes Navigationswissen (Rosalind Franklin und SFRs) und Rendezvous- und Andockexpertise, aufgebaut über Jahrzehnte mit erfolgreichem ATV (Automated Transfer Vehicle) und jüngsten Entwicklungen aus JUICE, Europas erster Jupiter-Mission.