Konstruktion, Auswahl und Analyse einer Crashstruktur für einen planetaren Lander mit hoher Aufsetzgeschwindigkeit

Abstract

Als Teil der zweiten Hayabusa-Mission zählt der Asteroidenlander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), der Messungen auf dem Erdbahnkreuzer 1999 JU3 mit Hilfe der mitgeführten Instrumente durchführen wird. Der Asteroidenlander MASCOT wurde für eine unkontrollierte Landung mit einer Aufsetzgeschwindigkeit von 40 cm/s ausgelegt. Für eine spätere Mission auf einem Jupiter Trojaner wird sich eine höhere Landegeschwindigkeit von 4 m/s ergeben. Es soll einer Crashstruktur entwickelt werden, die bei der Landung, die maximale Beschleunigung auf die Instrumente auf 20g begrenzt. Dafür werden Crashabsorber und Materialien verglichen. Eine Konstruktion der Crashstruktur wird dann mit dem ausgewählten Crashabsorber und den entsprechenden Materialien gefertigt. Schließlich wird der Aufprall mit Hilfe einer Crash-Simulation nachgebildet und ausgewertet. Die Ergebnisse dieser FEM-Analyse sind die Machbarkeit der Crashstruktur und eine notwendige Gewichtung der Anforderungen, die zurzeit gleichbehandelt werden. Diese Ergebnisse dienen als Grundlage für Simulationen von Landungen auf Asteroiden und zugleich als Voruntersuchung für Missionsplanungen mit Asteroidenlander ähnlich wie MASCOT.