Guarded Torus - Line Heat Source: Vergleich und Nutzung

Der Aufbau und das Verhalten von extraterrestrischen Oberflächen ist in den letzten Jahren verstärkt in das Interesse der Wissenschaft gerückt. Verschiedene Missionen wurden mit Landeeinheiten ausgestattet um die physikalischen Eigenschaften der Oberflächen von Planeten, Monden und Kometen zu untersuchen. Kometen spielen dabei eine besondere Rolle. Sie sind aus einer Mischung aus Eis, Staub und organischem Material aufgebaut, und es wird angenommen das Kometen aus dem "Urmaterial" des Sonnensystems bestehen. Die Eigenschaften an der Oberfläche und in den obersten Schichten von Kometen sowie deren Änderung im Laufe der Annäherung an die Sonne ist daher von besonderem Interesse. Mit der MUPUS-Sonde, einem Instrument des Rosetta Landers Philae, sollen die thermischen und mechanischen Eigenschaften in den obersten Schichten des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko und ihre Änderung vermessen werden. Das hier vorgestellte Projekt konzentriert sich auf die thermischen Eigenschaften von Kometenoberflächen. Hierzu sollen verschiedene Methoden zur Messung der Temperatur und der thermischen Leitfähigkeit verglichen werden, wobei das Hauptaugenmerk auf die Line Heat Source (LHS) und die Guarded Torus (GT) Methode gelegt werden soll. Dazu dienen Messungen mit verschiedenen Sensoren unter Atmosphärenbedingungen sowie in Vakuumkammern (bei Raum-temperatur und bei Temperaturen unterhalb des Sublimationspunktes von Eis). Diese experimentellen Ergebnisse werden mit den Resultaten von numerischen Modellen verglichen. Auf diese Weise können die von der Antragstellerin entwickelten numerischen thermischen Modelle im Rahmen der Studien verbessert und erweitert, bzw. neue Modelle entwickelt werden. Mit Hilfe dieser Modelle soll ein besseres Verständnis der möglichen Betriebsarten von MUPUS erreicht, und somit der Ablauf der Mission verbessert werden. Die sehr knappe Zeit und Energie die für die Messungen am Kometen zur Verfügung steht kann dadurch besser genutzt werden. Weiters dienen die Ergebnisse der Modelle und Versuche dazu die Interpretation und Auswertung der mit dem MUPUS-Sensor erfassten Daten zu unterstützen und somit dazu beizutragen Fehler bei der Auswertung zu minimieren. Mit der Durchführung dieses Projektes verfolgen wir das Ziel, durch den Vergleich der beiden oben genannten Methoden einerseits im Vorfeld das Verständnis der Betriebsarten von MUPUS sowie die Auswertung der MUPUS-Daten zu erleichtern, und die Möglichkeit eines Einsatzes der dadurch optimierten Sonde für zukünftige Missionen wie MoonNext und MarsNext, sowie Missionen zu Asteroiden abzuschätzen.