Untersuchungen zur Boden-Struktur-Interaktion bei dynamischen Aufsetzvorgängen von extraterrestrischen Landeplattformen

Das Interesse an extraterrestrischen Explorationen nimmt weltweit zu. Neben Sonden, die durch das All fliegen und Satellitensystemen, die beispielsweise Erde, Mond oder Mars umkreisen, kommen immer wieder bodengestützte Explorationssysteme zum Einsatz. Diese können Untersuchungen als ortsfeste Systeme, sogenannte Lander bzw. Landefähren, oder als mobile Systeme, beispielsweise als Rover, durchführen. Soft Lander sind ein Landesystem mit Landebeinen und wurden bereits erfolgreich auf dem Mond, dem Mars und dem Kometen Churyumov-Gerasimenko gelandet. In dem Vorschungsvorhaben wird die Interaktion zwischen den Landefüßen (footpads) von Soft Landern und dem Oberflächenmaterial (Boden) extraterrestrischer Objekte, wie beispielsweise Mond und Mars, während des Aufsetzvorgangs untersucht. Dazu werden Modellversuche und numerische Simulationen des Aufsetzvorgangs der Landefüße von Soft Landern auf der Mondoberfläche durchgeführt. Die Haupteinflussparameter wie Geometrie des Footpads, Geländeneigung, Aufsetzgeschwindigkeit und Bodeneigenschaften werden variiert, um den jeweiligen Einfluss auf die strukturelle Belastung des Fahrwerks aufzuzeigen. Basierend auf den Ergebnissen soll ein vereinfachtes Interaktionsmodell für die Struktur-Boden-Interaktion entwickelt werden, dass bei dem Design zukünftiger Soft Lander eingesetzt werden soll. Dadurch soll die Prognosegenauigkeit der Landung erheblich verbessert, das Risiko von Schäden während des Landevorgangs signifikant verringert, und ein wirtschaftlicheres Design ermöglicht werden.