Auslegung von ARCHIMEDES

ARCHIMEDES Aufbau-Prinzip

Ursprüglich wurde davon ausgegangen, ARCHIMEDES so auszulegen, dass eine Schwebezustand des Ballons auf dem Mars erreicht wird. Es hat sich im Verlauf der Entwicklung von ARCHIMEDES gezeigt, dass hierzu ein Ballon von etwa 30 m Durchmesser erforderlich wäre. Das würde zu einem viel zu großen Gewicht für ARCHIMEDERS führen und wäre nicht mit der Kapazität infrage kommender Trägersatelliten, den verfügbaren Entwicklungs- und Testeinrichtungen und den Möglichkeiten der Mars Society.

Erst mit einem Ballon von etwa 10 m Durchmesser und den dazugehörigen Systemen lässt sich das Transportgewicht von ARCHIMEDES zum Mars auf etwa 120 kg begrenzen. Davon wurde in der weitern Entwicklung ausgegangen 

Die wesentlichsten technischen Herausforderungen bei der Entwicklung von ARCHIMEDES bestehen in der Auswahl des geeigneten Ballonmaterials, der Fertigung des Ballons mit der geforderten hohen Genauigkeit und Stabilität sowie den Ballon-Systemen, die für Verstauung, Entfaltung, Aufblasen und Freisetzung des Ballons im Weltraum in einer Marsumlaufbahn benötigt werden. Die hierfür seit 2001 ausgeführten Untersuchungen und entwickelten Technologie werden während des für Oktober 2019 geplanten Weltraumtest-Programms MIRIAM-2 erprobt, um die erforderliche Fertigungsgenauigkeit und Qualität des Ballons mit dem in ihn integrierten Geräteträger und die Ballon-Systeme zu erproben.

Anzahl und Eigenschaften der wissenschaftlichen Instrumente bestimmen die Auslegung der Avionik.

An die Konstruktion von ARCHIMEDES werden sehr hohe Anforderungen gestellt:

  • Der Ballon muss eine möglichst genaus sphärische Form haben und wird deshalb aus 64 einzelnen Bahnen hergestellt, die genau miteinander verschweisst werden
  • Der Ballon von 10 m Durchmesser mit dem in ihn fest integrierten Geräteträger muss möglichst eng verpackt zum Mars geschafft werden, was über 6 Monate dauern kann
  • Der Ballon muss dann möglichst schnell auf seine volle Größe aufgeblasen werden, da sich ARCHIMEDES nach seiner Abtrennung vom Satelliten und Vornahme der erforderlichen Kurskorrekturen bereits auf eine Mars-Eintrittsbahn befinden muss und der Kurs des Ballons nach dem Aufblasen nicht mehr geändert werden kann
  • Die Freisetzung des Ballons aus seinem Behälter muss so erfolgen, dass der Ballon vor dem Beginn des eigentlichen Aufblas-Prozesses soweit vorentfaltet ist, dass der Aufblasschlauch frei im Ballon entfaltet ist
  • Das Aufblasen eines sehr leichten Ballons zu voller Größe in kurzer Zeit erfordert eine sehr genau vorgegebene Aufblas-Sequenz in mehreren Stufen, um den Ballon nicht zu beschädigen