W.3. Landemodule und "extraterrestrische Fahrzeuge"

W.3.1. Landemanöver auf einem Himmelskörper

a) Landung in einer Atmosphäre am Fallschirm

Wie die Landung einer Raumkapsel ausgehend von einer Raumstation auf einem festen Untergrund erfolgen kann, ist der Figur LMF (aus US 5 158 248 A) zu entnehmen.

Die zur Landung bestimmte Kapsel (10) wird zunächst von der Raumstation (24) abgekoppelt und fliegt ungebremst im Gravitationsfeld des Himmelskörpers auf diesen zu. Allerdings wird die Kapsel rechnergesteuert so ausgerichtet, wie es für ein erfolgreiches Manöver dieser Art notwendig ist. Über Sensoren wird bestimmt, zu welcher Zeit ein Hilfsfallschirm (28) und später ein Hauptbremsschirm (30,36) geöffnet werden müssen, um die Kapsel für den bevorstehenden Aufprall auf dem Himmelkörper in erträglichem Rahmen abzubremsen.

Ist eine derartige "harte Landung" der Kapsel erfolgreich abgeschlossen und ihr Inhalt - etwa eine Forschungsapparatur oder Sonde - unbeschädigt angekommen, kann die Kapsel wie ein Sesam-öffne-Dich, von geeigneten Modulen angesteuert, aufspringen und die Messgeräte in gewünschter Weise freisetzen.

b) Hitzeschutz einer Landekapsel

Für Landekapseln, die in einer immer dichter werdenden Atmosphäre zu Boden gehen, ist ein ausreichender Hitzeschutz Grundvoraussetzung dafür, dass diese halbwegs wohlbehalten auf dem Untergrund eines Himmelskörpers auftreffen. Zumindest der frontseitig mit der Atmosphäre in Kontakt kommende Teil der Kapsel, wie etwa der Figur KMH aus US 6 467 731 B1 zu entnehmen, muss
hierfür mit einem speziellen Hitzeschild ausgestattet sein. Dieser baut sich in der Regel aus mehreren Lagen unterschiedlicher Materialien auf.

In diesem Fall wird die äußere Hülle zunächst kegelförmig und somit für den Zweck halbwegs aerodynamisch ausgebildet (122). Sie setzt sich aus hitzebeständigen und isolierenden Lagen (128, 130) - etwa aus Keramik - zusammen und schützt das Innere der Kapsel vor Überhitzung. Im dort befindlichen Nutzlastteil (170) können sich etwa Datenlogger (174), Probenbehälter oder Messgeräte mit ihren Aufzeichnungsmedien befinden, die es gilt intakt abzusetzen oder zu bergen.

c) Sanftes, kontrolliertes Aufsetzen einer Sonde

Die Apollo-Missionen bewiesen die Fähigkeit des Menschen, seinesgleichen heil zu einem Erdtrabanten zu transportieren und auch wieder halbwegs heil zur Erde zurückzubringen. Dies erfordert eine Menge Sicherheitsvorkehrungen und Schutzmaßnahmen, wie sie für unbemannte Missionen nicht vonnöten sind. Der Mensch vermag zwar auch körperlich eine Menge auszuhalten, einen Aufprall wie den einer Sonde gemäß Figur KMH würde er aber nicht überleben.

Daher wurde unter anderem viel Wert auf technische Entwicklungen gelegt, die ein sanftes Aufsetzen von Raumkapseln auf der Oberfläche eines Himmelskörpers ermöglichen. Der "Adler" der Apollo-11-Mission ist bis heute mangels weiterer bemannter Ausflüge zu erdnahen Himmelskörpern das Maß der Dinge. In der Figur ADL (aus WO 2007 / 021 781 A2) sind einige der Komponenten sichtbar, die dies ermöglicht haben. Die Landekapsel (70) besitzt eine Vielzahl von Steuerungs- und Bremsdüsen, die je nach Nähe über Grund angesteuert werden, um den Sinkprozess der Sonde zu kontrollieren. Ist die Sonde einmal in Bodennähe, verhindern, trotz etwaiger Unsicherheiten bei der Düsensteuerung, teleskopartige Ausleger den harten Aufprall. Sie sind so konstruiert, dass sie nach dem Kontakt mit dem Untergrund Schwankungen abfedern und die Sonde auch in einer geeigneten Position und Lage auf dem Grund ausbalancieren können.

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Zitiertes Patentdokument

Patentnummer	Jahr	Titel
US 5 158 248 A	1990	Modular earth-return space vehicle
US 6 467 731 B1	2000	Integrated sample return capsule
WO 2007/021 781 A2	2006	Method, apparatus, and system for private lunar exploration

Ergänzungsdokumente

Patentnummer	Jahr	Titel
US 5 628 476 A	1995	Encapsulating service module for emergency descent vehicles

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© 2013 Deutsches Patent- und Markenamt | 22.02.2013