Hop, Don't Roll: Wie sich die winzigen japanischen Rover auf dem Asteroiden Ryugu bewegen

Hayabusa2

Künstlerische Illustration der Rover MINERVA-II1A und MINERVA-II1B von Hayabusa2, die die Oberfläche des Asteroiden Ryugu erkunden. Die kleinen Roboter hüpfen, indem sie einen internen 'Drehmoment' drehen, der auf einem Drehteller sitzt. (Bildnachweis: JAXA)



Zwei winzige japanische Rover haben am Wochenende damit begonnen, die Oberfläche des großen Asteroiden Ryugu zu erkunden – aber sie bewegen sich nicht im herkömmlichen Sinne des Wortes.



Die kleinen Roboter, genannt MINERVA-II1A und MINERVA-II1B, landeten am Freitagmorgen (21. September) nach der Trennung von ihrem Hayabusa2-Mutterschiff, das seit Ende Juni den 900 Meter breiten Ryugu umkreist.

MINERVA-II1A und MINERVA-II1B haben keine Räder wie die Opportunity- und Curiosity-Mars-Rover der NASA – und dafür gibt es einen sehr guten Grund. [ Japans Hayabusa2-Asteroiden-Ryugu-Mission in Bildern ]



'Die Schwerkraft auf der Oberfläche von Ryugu ist sehr schwach, daher würde ein Rover, der von normalen Rädern oder Raupen angetrieben wird, nach oben schweben, sobald er sich zu bewegen beginnt', schrieben Beamte der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) in a Beschreibung von MINERVA-II1A und MINERVA-II1B .

Also, die Roboter – von denen jeder 7 Zoll breit und 2,8 Zoll groß (18 x 7 Zentimeter) misst und 2,4 Pfund wiegt. (1,1 Kilogramm) – stattdessen hüpfen. Sie tun dies, indem sie in ihrem Inneren einen „Drehmoment“ bewegen, der auf einer scheibenförmigen Drehscheibe ruht.

'Durch die Drehung des Torquezers lässt eine Reaktionskraft gegen die Asteroidenoberfläche den Rover mit einer signifikanten horizontalen Geschwindigkeit hüpfen', schrieb ein Forscherteam unter der Leitung von Tetsuo Yoshimitsu von JAXA in a 2012 Studie zum Konzept . „Nachdem es in den freien Raum hüpft, bewegt es sich ballistisch. Mit diesem Mechanismus kann durch Ändern der Größe des Drehmoments die Hüpfgeschwindigkeit so verändert werden, dass sie … die Fluchtgeschwindigkeit von der Asteroidenoberfläche nicht überschreitet.'



Die MINERVA-II1-Rover steuern die Richtung ihres Hüpfens, indem sie die Ausrichtung der Drehscheibe manipulieren, fügten die Wissenschaftler hinzu. Diese Sprünge können 15 Minuten dauern und eine horizontale Distanz von etwa 15 m zurücklegen. Und die Rover sind so konzipiert, dass sie ihre Explorationsentscheidungen autonom treffen, ohne Anweisungen von der Erde.

Ein genauer Blick auf die Japan Aerospace Exploration Agency

Ein genauer Blick auf die MINERVA-II1-Rover der Japan Aerospace Exploration Agency, die im September 2018 von der Raumsonde Hayabusa2 an den Asteroiden Ryugu geliefert wurden. Rover-1A ist links, Rover-1B rechts. Hinten ist die Hülle, in der sie aufbewahrt wurden.(Bildnachweis: JAXA)



Dieses Mobilitätssystem wurde nicht für die Hayabusa2-Mission erfunden. Die gleiche Grundidee wurde in den ursprünglichen MINERVA-Trichter eingebaut, der an Bord der ersten Hayabusa-Raumsonde von JAXA flog. Diese Mission erreichte 2005 die Umlaufbahn um den steinigen Asteroiden Itokawa und schaffte es fünf Jahre später, kleine Körner von der Oberfläche des Weltraumgesteins zur Erde zurückzubringen. Aber MINERVA landete nicht erfolgreich auf Itokawa. (Und falls Sie sich fragen, MINERVA steht für 'Micro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid'.)

Weitere Ryugu-Landungen werden bald folgen, wenn alles nach Plan verläuft. Hayabusa2 trägt einen weiteren Zwerghüpfer namens MINERVA-II2 sowie den schuhkartongroßen Lander MASCOT ('Mobile Asteroid Surface Scout'), der von der deutschen Raumfahrtbehörde DLR in Zusammenarbeit mit der französischen Raumfahrtbehörde CNES gebaut wurde. [ Asteroiden-Grundlagen: Ein Weltraumfelsen-Quiz ]

Die 22 Pfund. (10 kg) MASCOT, das vier wissenschaftliche Instrumente trägt, soll am 3. Oktober auf Ryugu landen. Trotz seiner Bezeichnung „Lander“ wird MASCOT mobil sein und ähnlich wie die MINERVA-II1 hüpfen Duo.

Dieses Foto wurde vom Minerva-II1A-Rover während eines Sprungs aufgenommen, nachdem er am 21. September 2018 erfolgreich auf dem Asteroiden Ryugu gelandet war.

Dieses Foto wurde vom Minerva-II1A-Rover während eines Sprungs aufgenommen, nachdem er am 21. September 2018 erfolgreich auf dem Asteroiden Ryugu gelandet war.(Bildnachweis: Japan Aerospace Exploration Agency)

Das System von MASCOT „umfasst eine Schwinge aus Wolfram, die von einem Motor beschleunigt und abgebremst wird, wodurch das gesamte System in Schwingung versetzt wird, so dass sich MASCOT durch „Springen“ bewegen und so in die für die Durchführung der Experimente erforderliche Position manövrieren kann ,' DLR-Beamte in einer MASCOT-Beschreibung geschrieben .

Diese Schwinge befindet sich im Inneren von MASCOT, genau wie die MINERVA-II1-Torques in diesen kleinen Trichtern. Das System von MASCOT wird es dem Lander ermöglichen, sich bei Bedarf selbst aufzurichten und bis zu 70 m von Punkt zu Punkt zu hüpfen, sagten DLR-Beamte.

MINERVA-II2 hingegen ist ein überraschend komplexes Biest. Dieser kleine Trichter, der von einem Konsortium japanischer Universitäten entwickelt wurde, packt vier verschiedene Mobilitätssysteme in seinen 2,2-Pfund. (1 kg) Körper: ein „umweltabhängiger Knickmechanismus“, ein „Blattfeder-Knickmechanismus“, ein „Exzentermotor-Mikro-Hop-Mechanismus“ und „ein Permanentmagnet-Schlagerzeugungsmechanismus“ nach a Hayabusa2 Datenblatt .

MINERVA-II2 ist ein 'optionaler' Rover, heißt es in diesem Datenblatt. Es ist im Moment also unklar, ob und wann der Rover zur Oberfläche von Ryugu fahren wird.

Die 150 Millionen Dollar Hayabusa2-Mission im Dezember 2014 ins Leben gerufen. Sein Hauptziel besteht darin, Licht in die Frühgeschichte des Sonnensystems und die Rolle zu werfen, die kohlenstoffreiche Asteroiden wie Ryugu dabei gespielt haben könnten, das Leben auf der Erde in Gang zu bringen.

Hayabusa2 hat nicht nur alle Daten des Mutterschiffs und des Oberflächenfahrzeugs auf dem Asteroiden gesammelt, sondern auch eine Probe des unberührten Ryugu-Materials zur Erde zurückgebracht. Wenn alles nach Plan läuft, soll dieser kosmische Dreck und Fels im Dezember 2020 in Australien unter dem Fallschirm landen.

Die NASA hat eine eigene Asteroiden-Probenahmemission im Gange. Die US-Raumfahrtbehörde OSIRIS-REx-Sonde soll am 31. Dezember in einer Umlaufbahn um den kohlenstoffreichen Asteroiden Bennu ankommen und im September 2023 Proben aus dem Weltraumgestein zurückbringen.

Folgen Sie Mike Wall auf Twitter @michaeldwall und Google+ . Folge uns @spacedotcom , Facebook oder Google+ . Ursprünglich veröffentlicht am guesswhozoo.com .