Die Verstauung in einem möglichst kleinen Behälter eines Ballons von 10 m Durchmesser, wie er für die ARCHIMEDES Marsmission erforderlich ist, und seine anschliessende sichere Entfaltung stellen eine große technische und konstruktive Herausforderung dar. Deshalb machte sich das Projektteam schon früh im ARCHIMEDES Programm, parallel zur Entwicklung des Ballons, Gedanken über die bestmögliche Konstruktion eines Ballonbehälters, der einerseits den Belastungen beim Start und den Bedingungen im Weltraum widersteht und andererseits später für eine sichere Entfaltung des Ballons an seinem Bestimmungsort am Mars sorgt. Sehr bald konzentrierte sich der Entwurf auf ein Behälterkonzept einer sogenannten „Blüte“ (siehe auch hier) . Dieses Konzept hat den Vorteil, wenn es konstruktiv optimal umgesetzt ist, das verstaute Ballonpaket durch ein plötzliches „Aufklappen“ der Blüte vollständig freizugeben, sodass sich der Ballon infolge seiner mechanischen Eigenschaften und des immer vorhandenen Restgases frei entfalten kann. Das stellt die erste und kritischste Phase im Prozess des Aufblasen des Ballons im Weltall dar.

20_Bild7Für die Tests des Verhaltens des Ballons bei der Entfaltung aus dem verstauten Zustand heraus ist die Schwerelosigkeit ein entscheidender Faktor, der nicht auf der Erde ohne weiteres simuliert werden kann. Da der Entfaltungsvorgang nur wenige Sekunden dauert, eignen sich jedoch für erste Entfaltungstests die Bedingungen, wie sie in Parabelflügen unter Null-g Bedingungen hergestellt werden können. Das war die Zielsetzung der ersten im ARCHIMEDES Programm durchgeführten Flugtests.

21_Bild8Zu diesem Zweck wurde ein erstes Ballonauswurfsystem entwickelt, das is einem 1:2 verkleinerten Massstab geteste wurde.

Das Ballon Verstauungs- und Auswurfsystem für den REGINA Parabelflugtest

Ein entsprechendes Versuchsprogramm wurde mit dem hier gezeigten Testkörper überaus erfolgreich auf der 40. ESA Parabelflugkampagne im Juni 2005 begonnen. Dabei wurde das Ballonauswurfsystem zwischen dem 28. und 30. Juni 2005 in insgesamt drei Parabelflügen getestet, die an Bord des von ESA und CNES gemeinsam betriebenen A 300 Flugzeug stattfanden, das speziell für 0-g Parabelflüge ausgerüstetet ist. Jeder Flug beinhaltete jeweils 31 Parabeln. 47Bei diesen Flügen fliegt das Flugzeug eine exakte Wurfparabel nach, so dass sich für alle Gegenstände innerhalb des Flugzeugs für ca. 20 Sekunden die Schwerefreiheit einstellt. Ein speziell hierfür umgebauter Airbus A300 steht zur Verfügung, der sogenannte Airbus-A300-ZERO-G. Durchgeführt werden die Parabelflüge von der Firma “NOVESPACE” vom Flughafen Bordeaux Mérignac aus.

Diese erste Versuchsserie wurde gemeinsam von der Mars Society Deutschland e.V., den Instituten für Raumfahrttechnik und für Leichtbau der Universität der Bundeswehr München sowie mit Unterstützung der Firma IABG mbH in Ottobrunn durchgeführt.

23_Bild10Das ARCHIMEDES Team konnte hierbei untersuchen, ob der Auswurfmechanismus wie vorgesehen funktioniert. Hierbei wurden verschiedene Betriebsmodi und Fehlerfälle simuliert, und Beobachtungen unternommen, die es zulassen, die mathematischen Modelle für den Auswurfvorgang zu verbessern, indem die Parameter des Vorhersagemodells an die Wirklichkeit angepasst werden können. Diese Modelle dienen zur Berechnung der Trennsequenzen und zur Bestimmung des optimalen Zeitpunkts für die Aktivierung des Aufblassystems.

Die Flugteste bestätigten die Richtigkeit des Behälterentwurfs und bereiteten den Boden für die darauf folgenden Flugtests im Weltraum mit längere Missionsdauer und zunehmend komplexen Simulationsbedingungen, die in den Kapiteln über die REGINA, MIRIAM-1 und MIRIAM-2 beschrieben sind