EnEx

EnEx - Enceladus Explorer

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer autonomen steuerbaren Sonde für die Navigation im Gletschereis. Hierbei steht vorerst der terrestrische Einsatz und noch nicht der echte Einsatz im Weltraum im Fokus. Die verwendete Sonde „IceMole“ ist eine Weiterentwicklung eines Studentenprojektes an der FH Aachen. Durch eine Eisschraube an der Spitze der Sonde und dem steuerbar beheizbaren Kupferkopf ist es möglich, Kurvenfahrten im Eis durchzuführen und so ein Ziel in einem bestimmten Winkel anzufahren und Hindernissen auszuweichen. Um diese Navigation auch zu ermöglichen, wurden verschiedene Systeme in die Sonde verbaut, bzw. an der Oberfläche eingerichtet: Zum einen wird für die Positionierung ein sog. Koppelnavigationssystem verwendet, das den Schraubenvortrieb mithilfe einer Inertialplattform, ähnlich einem künstlichem Horizont, und einem Magnetometer für eine Richtungsbestimmung in eine dreidimensionale Position umrechnet. Auf der anderen Seite werden Ultraschallquellen an der Eisoberfläche eingebracht, deren Signale am Kopf des IceMole aufgefangen werden und so zu einer absoluten Positionsbestimmung beitragen. Um Hindernisse oder Wasser im Eis zu erkennen, sind am Sondenkopf noch Ultraschallbänke angebracht, die wie bei einer medizinischen Untersuchung die Umgebung erkunden können. All diese Messdaten werden zentral fusioniert, um die bestmögliche Lösung zu erzielen.

Zusätzlich wird noch eine Raumfahrtmission zum Saturnmond Enceladus (Entfernung ca. 1,5 Lichtstunden) untersucht, wobei die lange Missionsdauer, Umweltbedingungen, Landung und Autonomie im Vordergrund stehen. Das Projekt EnEx steht eng mit dem NSF Projekt Midge in Verbindung, das eine bakteriologische Untersuchung von Wasser aus einem subglazialen See in der Antarktis anstrebt. Hier spielt auch die Sauberkeit der Sonde eine große Rolle.

An unserem Institut wird die Richtung und Neigung der IceMole-Sonde im Eis bestimmt. Da im Eis keine Navigationssatelliten und keine Außensicht zur Verfügung stehen, werden Kreiselinstrumente und Beschleunigungsmesser eingesetzt, die keine Informationen von außen benötigen und in ähnlicher Form auch in der modernen Bohrlochvermessung eingesetzt werden. Da das hierbei verwendete Messprinzip umso besser funktioniert, je weiter man sich von den Polen entfernt, müssen für den Einsatz in Alaska und in der Antarktis die Berechnungen entsprechend weiterentwickelt werden. Weitere Herausforderungen sind die Umweltbedingungen auf den Gletschern und die mit ca. 1 m/h geringe Geschwindigkeit des Systems. Die Koordination aller sechs Institute, die für die Ortung und Navigation der Sonde zuständig sind, wird ebenfalls von unserem Institut übernommen.

Kontaktpersonen: Arkadiusz Szumski
Gefördert durch: DLR 50 NA 1207
Projektlaufzeit: 02 / 2012 - 01 / 2015
Projektpartner:

FH Aachen, Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik

FH Aachen, Institut für Bioengineering

RWTH Aachen, III. Physikalisches Institut B

Bergische Universität Wuppertal, Fachbereich C - Physik

TU Braunschweig, Institut für Flugführung

Uni Bremen, Fachbereich 3 - Informatik