Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) uppdrag Martian Moons eXploration (MMX) kommer att ha en tysk-fransk rover ombord när den lanseras 2024. Rovern kommer att landa på Marsmånen Phobos och utforska dess yta i cirka tre månader. Inledande landningstester pågår för närvarande vid det tyska flygcentret (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) Landing and Mobility Test Facility (Lande- und Mobilitätstest Anlage; LAMA) i Bremen. Med hjälp av en första preliminär utvecklingsmodell, ingenjörerna bestämmer hur robust konstruktionen av den cirka 25 kilo tunga roveren måste vara för att klara ett slag mot månens yta efter ett fritt fall på cirka 40 till 100 meter.

"Under laboratorieförhållanden, vi släpper den preliminära modellen av MMX Rover från en höjd av fem centimeter på en föränderlig yta i olika vinklar, " förklarar testchef Michael Lange från DLR Institute of Composite Structures and Adaptive Systems. "På detta sätt, eftersom Phobos bara har ungefär två tusendelar av jordens gravitation på sin yta, vi kan simulera intensiteten av påverkan för roverstrukturen." En speciell utmaning är att den fritt fallande rovern kan anlända till ytan i vilken orientering som helst, möjligen också träffa en sten. "För att simulera denna situation, vi använder två halvklot med diametrar på två och nio centimeter som är placerade i en sandbädd, förutom en platt tallrik, " säger Michael Wrasmann från DLR Institute of Space Systems. "Den exakta platsen för landningen på Phobos yta är en slump och vi använder dessa analyser för att förbereda oss för de olika möjliga scenarierna."

Kärnor gjorda av aluminium honeycomb

Den preliminära testmodellen i laboratoriet liknar redan den slutliga MMX Rover, med två monterade hjul och två attrapphjul samt ett mekaniskt säkerhetssystem för uppskjutning och landning. Den används för att upptäcka och åtgärda potentiella strukturella svagheter så detaljerat som möjligt. Roverns hölje på 47,5 centimeter gånger 55 centimeter gånger 27,5 centimeter är en lättviktskonstruktion som består av exakt förstyvade sandwichkomponenter med yttre skikt gjorda av kolfiberförstärkta polymerer (CFRP) och kärnor gjorda av aluminiumbikake. Förutom laboratorietester, omfattande datorsimuleringar genomförs också för att täcka en lång rad andra landningssituationer. För att förbättra noggrannheten hos den mekaniska simuleringsmodellen, tester av roverstrukturens vibrationsbeteende genomförs också som en del av kampanjen. Resultaten av experimenten kommer att hjälpa forskarna att definiera designen av MMX Rover mer detaljerat. "År 2021, vi planerar att testa en betydligt mer representativ strukturell modell utrustad med alla komponenter i rörelsesystemet. Denna består av fyra hjul fästa på rörliga ben och en fällbar mekanism på baksidan av roveren. Om rovern landar på sidan, denna mekanism kommer att föra den till en position där den självständigt kan flytta in i den slutliga körriktningen och använda sina solpaneler, " förklarar DLR:s övergripande projektledare för MMX Rover, Markus Grebenstein från DLR:s Robotics and Mechatronics Center (RMC) i Oberpfaffenhofen.

Förutom de strukturella påfrestningar som orsakas av landningen, Rover kommer att utsättas för extrema miljöförhållanden. Phobos värms upp från -150 till +50 grader Celsius inom en dag-natt-cykel som varar i drygt sju timmar. Roverns inre måste aktivt hållas vid en jämförelsevis konstant temperatur för att säkerställa kvaliteten på de vetenskapliga mätningarna. "Av denna anledning, omfattande tester av roverns temperaturbeteende kommer också att utföras 2021 med en termisk modell, " Grebenstein fortsätter.

Lanseringen av rovern med JAXA Martian Moons eXploration (MMX) uppdrag är planerad till 2024, med insättning i Mars omloppsbana 2025. Uppdragets mål är de två månarna Phobos och Deimos, som kan vara asteroider som fångats av den röda planeten eller kan ha bildats som ett resultat av kollisionen av en större kropp med Mars. Mars bildande mekanism, Phobos och Deimos-systemet är en av nycklarna till en bättre förståelse av planetbildningen i solsystemet. Landningen av MMX-rovern som en del av uppdraget är planerad till slutet av 2026 eller början av 2027. Den kommer att ägna cirka 100 dagar åt att analysera ytegenskaperna hos Marsmånen i detalj och på så sätt bidra till att lösa det vetenskapliga pusslet om dess ursprung.