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Rosettas Landung auf dem Kometen: Die LEGO-Version

Von / 20. Februar 2014 / 15 Kommentare
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Ich habe ja erst kürzlich über den LEGO-Marsrover geschrieben. Der war relativ einfach zusammen zu bauen. Die Leute von der europäischen Raumfahrtagentur ESA und Lego-Mindstorms haben sich da ein bisschen mehr Mühe gegeben und ein bisschen mehr Legosteine eingesetzt um in diesem Video genau erklären zu können, was Kometen sind, wie sie sich verhalten und wie Rosetta ihre Landeeinheit Philae Ende des Jahres auf der Oberfläche des Kometen absetzen wird. Sehr schön gemacht!

Rosetta’s Comet Touchdown from Lightcurve Films on Vimeo.

(Und ich will auch so viele LEGO-Steine haben!!!)

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Kommentare (15)

  1. #1 BerndB
    20. Februar 2014

    Ich will auch soviele Steine. Andererseits hab ich schon so kaum noch Platz.

    Mich würde aber mal interessieren, ob man überhaupt eine funktionierende Raumsonde aus LEGO bauen könnte? Wie würde sich das im Weltall verhalten?

    Preisgünstiger wäre es sicherlich 😉

  2. #2 cimddwc
    20. Februar 2014

    Eine Raumsonde aus Lego wird nichts werden, ABS (das Material) wird bei solchen Temperaturen dann doch zu spröde und brüchig – engl. Wikipedia: “Generally ABS would have useful characteristics within a temperature range from −20 to 80 °C”.

    Aber die vielen Steine – wenn’s auch nur 2×4-Basics sind – schön sortiert aus den Kisten zusammenschütten – also ICH werd die nicht sortieren! *schauder*

  3. #3 stone1
    20. Februar 2014

    @BerndB:
    Wurde schon mal angetestet.

  4. #4 DeLuRo
    20. Februar 2014

    LEGO funktioniert auch noch aus anderen Gründen nicht, als demjenigen, den Cimddwc genannt hat.

    Ein großes Problem für Fahrzeuge aller Art, aber insbesondere auch Raumfahrzeuge, sind mechanische Schwingungen, also akustischer Schall. Die Schwingungen belasten Verbindungsstellen und müssen abgebaut werden, letztlich also in Wärme umgewandelt werden, die als Wärmestrahlung abgegeben werden kann. Abgabe von wesentlichen Wärmemengen an Umgebungsgase (“Luft”) entfällt im All, und eine Abstrahlung als Infrarot aus inneren gekapselten Gehäusen ist auch ein nicht zu unterschätzendes Problem. Es ist schwierig.

    LEGO-Elemente halten gerade und “nur” durch ihr Noppensystem zusammen, und dies würde dauerhafte Schwingungen nicht aushalten, ganz zu Schweigen von Spitzen der Extrembelastung (Beschleunigungen, beim Start, etc.). Nicht von ungefähr werden die Tragkonstruktionen von Raumfahrzeugen entweder aus speziellen Metallen oder aus faserverstärkten Kunststoffen (CFK) gebaut. Kleben von LEGO-Steinen brächte auch nicht viel mechanischen Gewinn, und wäre auch kontraproduktiv zur Idee des “einfachen” Bauelemente-Systems.

    Mechanische Schwingungen speziell in Raumfahrzeugen entstehen (neben der Startbeschleunigung) durch die Reibung von Elektromotoren, z.B. in den notwendigen Gyroskopkreiseln, oder auch durch Einschläge von Mikrometeoriten. — Einer der am Bau des Rosetta-Landers beteiligten Ingenieure und Professoren meinte dazu: “Die Wahrheit ist der Rütteltisch”, denn nämlich erst das Aussetzen der Konstruktion in einem “gerüttelten” Maß an Schwingungsenergie zeigt erst die Stabilität auf, oder aber die Schwachstellen.

    Hinzu kommt als weitere Überlegung, in so ein Gerät möglichst wenige potenzielle Fehlerstellen einzubauen, deren Anzahl also von Anfang an zu reduzieren. Als Fehlerstelle gilt u.A. auch jede mechanische Verbindung, jede irgendwie geartete Steckstelle von zwei vorher getrennten Bauelementen. — Nun überlege man sich mal, was das für das Stecken von LEGO-Bausteinen bedeuten würde…

  5. #5 stone1
    20. Februar 2014

    @DeLuRo:
    Schade eigentlich, aber das
    Als Fehlerstelle gilt u.A. auch jede mechanische Verbindung,
    ist ein echtes LEGO-Totschlagargument. 😉

  6. #6 BerndB
    21. Februar 2014

    Ok. Das mit der Temperatur konnte ich mir fast denken. Aber vieles ist nur bis -50 °C spezifiziert und wird trotzdem im kryogenen Bereich eingesetzt. Einfach weil kaum ein Hersteller die Mittel hat, es bei niedrigeren Temperaturen zu testen.

    Aber die Strahlung und die mechanische Belastungen sind denke ich am schlimmsten. Irgendwann wird das Zeug sicherlich durch die Strahlung spröde.

    Schade, aber vielleicht klappt ja das modulare Satellitenprojekt iBOSS.

    @stone1: Das Video ist leider nicht verfügbar, da es mit irgendwelcher urheberrechtlich geschützer Musik unterlegt zu sein scheint.

  7. #7 H.M.Voynich
    21. Februar 2014

    @DeLuRo: Kleber würde auch nix bringen.
    Die einfache “Noppenhaftung” der Legosteine versagt schon bei kleinsten Kräften, weshalb beim Lego-Technik-System viel mit diesen “Lochbändern” gearbeitet wird, um alles zusammenzuhalten. Und bevor diese Verbindungen sich lösen, brechen meist eher die Steine (kann ich aus Erfahrung sagen).

  8. #8 stone1
    21. Februar 2014

    @BerndB:
    Oje, DE-YTube Benutzer? Empfehle Browseranonymisierung, oder hier drittes Video.
    (Link müsste theoretisch auch in DLand funktionieren, kann aber für nix garantieren)

  9. #9 DeLuRo
    21. Februar 2014

    @H.M.Voynich:
    Ah danke, das sind ja interessante Einsichten. Soo viel Erfahrung habe ich mit dem modernen Lego dann doch nicht. Meine Inspiration waren eher Metallbaukästen oder was man sich selbst so zusammenstellt.

     
    @stone1: Gut, dass du das zitiert hast.
    Ich sollte genauer sagen: “Als mögliche Fehlerstelle gilt jede mechanische Verbingung”. An sich ist Verbinden noch kein Fehler.

     
    Im Übrigen ist gegen Modularität überhaupt nichts einzuwenden, man wird nicht ohne auskommen. Es kommt nur auf den Integrationslevel an, und der ist bei Lego-Bausteinen doch recht niedrig. Es wird auch immer Fügestellen geben, nur sollten das wenige und besonders gute sein.

    Auch habe ich gar nichts gegen Lego als Spielzeug oder Modellbaukasten. Sogar für ein “Educational video” ist das klasse, wie oben.

  10. #10 stone1
    22. Februar 2014

    @DeLuRo:
    Könnte man theoretisch eigentlich weltraumtaugliche Teile im Spritzgussverfahren herstellen? Ich hab mal eine Doku über die LEGO-Herstellung und Logistik gesehen, das war ziemlich beeindruckend und es ist fast schade, dass so ein fortschrittliches System “nur” zur Spielzeugherstellung verwendet wird.
    Die geringe Integration der Bauteile wäre für einen solchen Verwendungszweck allerdings ein Problem, wiewohl andererseits die enorme Flexibilität (als Spielzeug) vermutlich das Beste an den bunten Bausteinen ist.

  11. #11 DeLuRo
    24. Februar 2014

    Sorry, @stone1, bin manchmal länger offline, weil unterwegs usw.

    Man könnte theoretisch schon Spritzgussverfahren verwenden, wenn denn die richtigen Materialeigenschaften herauskommen würden. Leider gibt es bei den “simplen” Verfahren Unregelmäßigkeiten im Material, Dichteschwankungen, oder Lufteinschlüsse bzw. Blasen, was für die Materialeigenschaften ein Knock-out wäre. Außerdem sind die für die Spritzgussverfahren geeigneten Kunststoffe wiederum nicht unbedingt fürs All tauglich, s.o.

    Die Spritzgussverfahren sind aber weiterentwickelt worden, und es sind ähnliche Verfahren abgeleitet worden. Ein hochfestes Material ist z.B. CFK, das jedoch eine Einlage aus Kohlenstoff-, Aramid- oder ähnlichen Fasern benötigt. Die Verfahren dazu nennen sich Harzinfusion oder -injektion, und sie sind langsamer, da einerseits das Füllverfahren Lufteinschlüsse vermeiden soll, und andererseits wird der Kunststoff länger ausgehärtet, also “gebacken”. Schnell geht da gar nichts, das ist der große Unterschied zum Spritzguss.

    Übrigens ein interessanter Widerspruch: man will mit dem Rosetta-Lander nach feinsten Kohlenstoffspuren suchen, bringt aber dazu erst mal eine massive Konstruktion aus Kohlenstoffen an den Ort. Angeblich ist ja alles mit Spezialfolie abgedeckt…

  12. #12 stone1
    24. Februar 2014

    @DeLuRo:
    Danke, ich seh schon, das mit der LEGO-Raumflotte wird so schell nix. 😉

    Was eingeschleppte Verunreinigungen bei solchen Missionen betrifft, hab ich zwar war mal gelesen, dass es bei biologischem Material inzwischen nach strikten Vorgaben in verschiedenen Abstufungen, je nach Missionsart, vorgesorgt wird, dass die Sonde selbst in diesem Fall ein Problem sein könnte, ist schon irgendwie schräg. Vielleicht blöde Frage: Könnte man die irdischen Kohlenstoffe, falls da sozusagen ein Krümel abspringt und ausgerechnet dieser dann von dem Lander untersucht wird, vom Kometenmaterial unterscheiden, etwa durch Isotopenanalyse? Diese wären durch den doch schon längeren Aufenthalt im interplanetaren Raum wahrscheinlich auch schon etwas verändert, oder kann man das rausrechnen?

  13. #13 DeLuRo
    25. Februar 2014

    @stone1: Wieso, du könntest dir doch beliebig viele Raumflotten aus Lego hinstellen, als Modell halt? — “Lego” kommt von “leg got” — spiele gut, und das stimmt bestimmt.

    Bei den eingeschleppten Kohelnstoffverbindungen weiß man ja zumindest, um was für Arten von Molekülen es sich handelt, nämlich im Falle von Harzen um veresterte, polymerisierte und vernetzte längerkettige Moleküle bestimmter Bauarten. Man müsste wohl überlegen, welche Arten von Verbindungen man sucht. Geht es um atomaren Kohlenstoff oder um einfache Verbindungen wie CO oder CO2, müsste man wohl überlegen, wie stark im Vakuum der Kohlenstoff vom CFK abspalten kann, in welcher Konzentration oder Wahrscheinlichkeit dann diese Verbindungen vorliegen.

    Es geht der Mission doch aber eigentlich um Kohlenwasserstoffe im Sinne einer Basis von Leben, also um Aminosäuren, vielleicht um Zucker oder Lipide, etc. Und diese lassen sich von Abspaltprodukten des CFK vermutlich unterscheiden, sofern sie nicht schon im CFK vorhanden waren (was man tunlichst vermieden haben sollte).

    Die wesentliche Frage, die die Mission umtreibt, dürfte wohl die Chiralität der Moleküle sein, also links- und rechtsdrehende Versionen von Molekülen, und ob eine der beiden Händigkeiten bevorzugt auftritt. Bei irdischem Leben gibt es nämlich unter den Aminosäuren nur linksdrehende, die L-Variante. Die weitergehende Frage ist dann: Kam die Bevorzugung einer Variante von Kometen auf die Erde, oder andernfalls, wie entstand diese Bevorzugung.

  14. #14 stone1
    26. Februar 2014

    @DeLuRo:
    Ist das die erste Landermission, bei der es um die Chiralität geht? Mir kommt vor ich hab da schon vor Jahren mal was dazu gelesen, diese Weltraummissionen stellen das Langzeitgedächtnis auch auf eine harte Probe, zwischen Planung, Start, Ankunft am Ziel und Datenauswertung vergehen doch meist ein paar Jährchen.

    Noch eine andere Frage in eigener Sache, da hier noch niemand eine Antwort hatte, aber durchaus nicht ganz Offtopic: Ich habe vor einiger Zeit mal eine recht schlicht aufgemachte Website gefunden, wo man links viele verschiedene Weltraummissionen auswählen konnte und man rechts im Hauptfenster dann die abgeschlossenen, aktuellen und anstehenden Abläufe inklusive Countdown, aktueller Entfernung zur Erde und zum Ziel et cetera ansehen konnte, scheinbar auf einem Live-Datenfeed beruhend.
    Leider ist die Seite bei mir mittlerweile ins Datennirvana entschwunden und ich konnte sie trotz redlichen Bemühens einer Suchmaschine nicht mehr finden. Klingelt da zufällig was?

  15. #15 DeLuRo
    26. Februar 2014

    Huch, da habe ich glatt den Link auf die Chiralität bei Wikipedia vergeigt…

     
    @Stone1: Keine Ahnung, um ehrlich zu sein — mir fehlt die Übersicht. Vermutlich ist man schon lange an der Chiralität interessiert, auch auf dem Mars, jedoch dürfte zum Nachweis der Konfiguration bei einem spezifischen Molekül etwas mehr als nur ein Massenspektrometer notwendig sein. Möglicherweise eine Art chemischer Substanztest, der speziell auf genau die jeweils gesuchte Molekülvariante ausgerichtet ist, und sie von der gegenteiligen Version unterscheiden kann.

    Schlicht aufgemachte Seite mit einer Liste von Weltraumprojekten? — Vielleicht könnte da in erster Näherung Wikipedia helfen, z.B. ⇒ hier. Unten auf der Seite sind Verweise auf weitere Listen. Es existieren in der WP eine ganze Reihe solcher Listen.

    Ansonsten könnte eine Suche nach “Weltraummissionen Liste” hilfreich sein…