Wie viel Treibstoff ist noch in diesem 20 Jahre alten Mars-Orbiter?

Das Entwerfen, Bauen und Starten eines Raumfahrzeugs ist enorm teuer. Aus diesem Grund werden NASA-Missionen zum Mars mit der Hoffnung entworfen, dass sie so lange wie möglich dauern – wie der berühmte Opportunity-Rover, der 90 Tage dauern sollte und 15 Jahre lang durchhalten konnte. Je länger eine Mission läuft, desto mehr Daten kann sie sammeln und desto mehr können wir daraus lernen.

Das gilt sowohl für die Orbiter, die den Mars umkreisen, als auch für die Rover, die seine Oberfläche erkunden, wie die Raumsonde Mars Odyssey, die 2001 gestartet wurde und seit mehr als 20 Jahren den Mars umkreist. Aber der Orbiter kann nicht ewig weitermachen, da ihm irgendwann der Treibstoff ausgeht, also ist es wichtig, genau herauszufinden, wie viel Treibstoff noch übrig ist – aber es stellte sich auch als komplizierter heraus, als die NASA-Ingenieure erwartet hatten.

Odyssey begann mit fast 500 Pfund Hydrazin-Treibstoff, obwohl es letztes Jahr so ​​aussah, als würde das Raumschiff viel weniger Treibstoff verbrauchen als vorhergesagt.

Das knifflige Problem ist, dass es keine einfache Möglichkeit gibt, die verbleibende Kraftstoffmenge abzulesen. Daher verwenden Ingenieure Methoden wie das Aufheizen des Tanks und das Ermitteln, wie lange es dauert, bis eine Temperatur erreicht ist, die angibt, wie viel Masse sich im Inneren befindet. Diese Methode wurde verwendet, um die geringe Menge an verbleibendem Treibstoff zu berechnen, also gab es entweder ein Leck im Raumfahrzeug oder die Messung war falsch.

„Zunächst mussten wir überprüfen, ob das Raumschiff in Ordnung war“, sagte Joseph Hunt, Projektmanager von Odyssey im Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer Erklärung . „Nachdem wir die Möglichkeit eines Lecks ausgeschlossen hatten oder dass wir mehr Kraftstoff verbrannten als geschätzt, begannen wir, uns mit unserem Messverfahren zu befassen.“

Nach der Untersuchung der Systeme stellte das Team fest, dass das Problem damit zu tun hatte, wie sich das Raumschiff aufheizt und abkühlt. Da die Elektronik warm gehalten werden muss, um in der kalten Weltraumumgebung ordnungsgemäß zu funktionieren, verwendet Odyssey Heizgeräte, um Teile einschließlich der Kraftstofftanks warm zu halten. Aber diese Heizungen erwärmten auch den Kraftstoff in den Tanks. Als das Team seine thermischen Messungen durchführte, um den verbleibenden Kraftstoff abzuschätzen, sah es so aus, als wäre weniger Kraftstoff im Inneren als tatsächlich vorhanden war.

„Unsere Messmethode war in Ordnung. Das Problem war, dass die Fluiddynamik an Bord der Odyssey komplizierter ist, als wir dachten“, sagte Jared Call, Mission Manager der Odyssey.

Die gute Nachricht ist, dass Odyssey mit der berücksichtigten Hitze mindestens 9 Pfund Treibstoff übrig hat, was mindestens bis Ende 2025 reichen sollte. Odyssey wird also in der Lage sein, den Mars weiter zu beobachten und es vielleicht sogar bis zu einem 25. jähriges Jubiläum.

"Es ist ein bisschen wie unser Prozess für wissenschaftliche Entdeckungen", sagte Call. „Man erkundet ein technisches System, ohne zu wissen, was man findet. Und je länger man sucht, desto mehr findet man, was man nicht erwartet hat.“