Könnten interplanetare Orbiter und Rover als wiederverwendbare, aufrüstbare Plattformen entworfen werden?

Cassini bei Saturn hat Geysire beprobt, obwohl es nicht dafür ausgelegt war. Der Orbiter NEAR Shoemaker wurde weich auf seinem Asteroiden gelandet. Zwei Beispiele dafür, wie interplanetare Sonden während des Fluges teilweise umfunktioniert wurden, es gibt sicherlich viele subtilere.

Was könnte getan werden, um beispielsweise den vorgeschlagenen Europa-Clipper so flexibel zu machen, dass er sich selbst neu konfigurieren könnte, um unerwarteten Entdeckungen nachzugehen, anstatt auf eine völlig neue Sonde warten zu müssen? Müssen wir es immer noch einfach halten, um Zuverlässigkeit zu erreichen?

Was ist mit wiederverwendbaren Orbiter-Plattformen? So etwas wie eine Raumstation oder ein Mars-Cycler. Eine einmal in die Umlaufbahn gebrachte Plattform wird über viele Jahrzehnte hinweg sukzessive modernisiert und umgestaltet. Am einfachsten wäre es, einfach eine strahlungsgeschützte Plattform ein für alle Mal in die Jupiterumlaufbahn zu bringen, an der mehrere Sonden über viele Jahrzehnte nacheinander andocken könnten. Das Extrem wäre, eine Sondenfabrik im Orbit eines äußeren Planeten zu haben, die nur die leichten Hightech-Instrumentenkomponenten und den Treibstoff benötigt, die von der Erde dorthin geschickt werden, um für die als nächstes gewünschte Art von Sonde umgestaltet zu werden.

Antworten (3)

Das halte ich für wirklich unwahrscheinlich. Es gab nur ein einziges unbemanntes Raumschiff, bei dem dies erfolgreich war, und das war das Hubble-Weltraumteleskop. Selbst als solches war ein Team von Astronauten erforderlich, um das Teleskop aufzurüsten. Warum war es billiger, Hubble zu aktualisieren?

  1. Der Spiegel war ein sehr großer Kostenfaktor, zusammen mit dem Zeigen, der Stromversorgung und der Kommunikation.
  2. Der Aufbau blieb unverändert, die Instrumente mussten also nur noch in die Kiste gelegt werden.
  3. Der Satellit befindet sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn und ist für Astronauten leicht zu erreichen.
  4. Die Position ist wirklich bekannt, weil sie so nah an der Erde liegt.

Wie unterscheidet sich das beispielsweise von einem Jupiter-Orbiter?

  1. Die Position von Cassini ist nicht so bekannt. Ich habe keine große Schätzung, aber ich bin sicher, dass die Position nicht genauer als die Reichweite von einigen Meilen bekannt sein kann und wahrscheinlich nicht einmal so gut bekannt ist. Dies macht das Andocken schwierig, Sie müssen vor Ort eine Art aktive Updates durchführen, um das Raumschiff zu finden.
  2. Die Entfernung macht es so, dass die Zeit, die zum Versenden eines Upgrade-Pakets benötigt wird, sehr viel Zeit in Anspruch nimmt. Es gäbe keine Garantie dafür, dass das ferne Raumschiff nach so langer Zeit noch funktioniert.
  3. Ohne LEO wäre es einem Astronauten nicht möglich, die neuen Instrumente zu installieren. Das Beste, was die Technologie im Moment wirklich zulassen würde, ist ein Andockmanöver, das Teilen von Strom, Daten und Zeigen, aber keine Dinge wie ein Spiegel.
  4. Eine unbemannte Mission würde eine ständige Kommunikation mit der Erde erfordern. Dasselbe System könnte vermutlich Daten vom Instrument senden.

Unter dem Strich scheint es mit dieser Art von Upgrade nicht viel Gewinn zu geben, zumindest nicht mit der Technologie, die in naher Zukunft erwartet wird, außer vielleicht für ein anderes Instrument wie Hubble.

Ich denke, die Position von Cassini müsste sehr gut bekannt sein, um seine Umlaufbahn durch Gravitationsunterstützungsmanöver ändern zu können. Ganz zu schweigen davon, herauszufinden, wohin die Kameras gerichtet werden sollen usw.
Laut space.com/28240-saturn-position-measurement-cassini-vlba.html kennen wir nicht einmal die Position des Massenschwerpunkts von Saturn auf mehr als 2 Meilen. Ich bin sicher, es ist nur ein paar Meilen entfernt, aber die genaue Position von Cassini ist nicht bekannt. Könnte eine gute Frage sein, um herauszufinden, wie bekannt es ist ...

Es besteht ein großer Unterschied zwischen der optimalen Nutzung der an Bord befindlichen Ausrüstung und der Fertigung neuer Sensoren nach Bedarf. Ersteres ist bereits erfolgt.

Die zweite ist viel komplexer. "Unerwarteten Entdeckungen nachzugehen" bedeutet, dass Sie neue Sensoren erstellen müssten. Für den Bau dieser Instrumente braucht ein voll ausgestattetes Labor (plus seiner massiven Infrastruktur in Form von Teilelieferanten) auf der Erde Monate, wenn nicht Jahre. Wir sind noch viele Jahre davon entfernt, eine solche Fabrik innerhalb der Platzbeschränkungen einer Raumsonde bauen zu können.

In den Kommentaren haben Sie eine Zwischenlösung vorgeschlagen: Schicken Sie neue Instrumente als Paket zum Rendezvous mit der Originalsonde, verknüpfen Sie die beiden miteinander und verwenden Sie sie als eine Plattform. Das könnte einige interessante Verwendungen haben.

Ihr Paket wird Triebwerke, ein Stromversorgungssystem und ein Funkgerät für das Rendezvous bei Jupiter benötigen, Sie haben also bereits die Hälfte des Baus einer vollständigen Sonde erreicht. Es könnte jedoch von Vorteil sein, Dinge wie die High-Gain-Antenne (die groß ist) und das RTG (das teuer ist) wiederzuverwenden.

Aber die teuersten Teile einer Sonde sind die Instrumente. Der Rest (abgesehen vom RTG) ist im Vergleich dazu ein Kinderspiel, also bezweifle ich, dass Sie am Ende viel Geld sparen würden.

Die Instrumente machen einen kleinen Bruchteil der Masse einer interplanetaren Sonde aus. Es sollte möglich sein, diese Komponenten billig als tote Fracht zum Andocken an einen Jupiter-Orbiter zu starten. Die großen Massensysteme wie Energie und Kommunikation sowie thermische Kontrolle und Struktur könnten vielleicht einfacher rekonfigurierbar sein.
@LocalFluff: Wenn Sie nicht an ein Andocken mit hoher Schließgeschwindigkeit denken, müssten die Instrumente zumindest in die Umlaufbahn eingeführt werden, also entweder einige ziemlich heikle und vielleicht schwer zu verallgemeinernde Schwerkraftschleudermanöver um verschiedene Monde oder konventioneller Schub.

Eine Orbiterplattform würde ohne ihre Instrumente hauptsächlich aus Stromversorgungs-, Lagesteuerungs- und Kommunikationssystemen bestehen.

Eine sekundäre Mission zur Lieferung neuer Instrumente an diesen Orbiter würde auch Energie, Lagekontrolle und Kommunikationssysteme erfordern, um das Ziel zu erreichen.

Es gibt also keine wirklichen Einsparungen durch die Wiederverwendung von Teilen der ersten Plattform, also gibt es keinen Anreiz, die Komplexität eines modular erweiterbaren Systems anzugehen.

Könnten interplanetare Orbiter und Rover als wiederverwendbare, aufrüstbare Plattformen entworfen werden?
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