Die akustischen Tests der ESA-Asteroidenmission Hera haben bestätigt, dass das Raumschiff den Geräuschen seines eigenen Starts in die Umlaufbahn standhalten kann. Die Tests fanden in der großen europäischen Akustikanlage der Agentur im ESTEC-Testzentrum in den Niederlanden statt. Dies ist Europas größtes und leistungsstärkstes Soundsystem, ausgestattet mit einem Quartett von Lärmhörnern, die mehr als 154 Dezibel extremen Lärm erzeugen können.
Diego Escorial Olmos, Hera-Systemingenieur, kommentiert: „Der Start wird der stressigste Tag in Heras Leben sein, deshalb haben wir hart daran gearbeitet, ihn während unserer mechanischen Testphase zu simulieren, indem wir zunächst das Raumschiff auf den Schütteltischen des ESTEC-Testzentrums vibrieren ließen Jetzt beschallen wir es mit einem Geräuschprofil, das wir von unserem Startanbieter erhalten haben, um so naturgetreu wie möglich zu sein.“
Die LEAF-Kammer ist 11 m breit, 9 m tief und 16,4 m hoch. In eine seiner Wände sind riesige Klanghörner eingelassen. Durch die Hörner geschossener Stickstoff kann einen Lärmpegel von bis zu mehr als 154 Dezibel erzeugen, als würde man in der Nähe mehrerer gleichzeitig startender Jets stehen.
Aus Sicherheitsgründen kann LEAF nur dann betrieben werden, wenn die Türen geschlossen sind. Stahlbetonwände dämmen den Lärm sicher ein und sind außerdem mit Epoxidharz beschichtet, um den Lärm zu reflektieren und so ein gleichmäßiges Schallfeld innerhalb der Kammer zu erzeugen. Die Kammer selbst wird auf Gummilagern abgestützt, um sie von der Umgebung zu isolieren und so Schäden am Rest des Testzentrums – oder an in der Nähe befindlichen menschlichen Beobachtern – zu verhindern.
Bildnachweis: Europäische Weltraumorganisation
Hera wurde für die Testsitzungen eingeschaltet und in die Startkonfiguration gebracht, wobei die Solarflügel um den Körper gefaltet waren und die Treibstofftanks mit Helium, Stickstoff und Wasser gefüllt waren. Vor den Tests war es mit mehr als 130 Beschleunigungsmessern ausgestattet worden, um die auf das Gerät ausgeübten Kräfte aufzuzeichnen. Anschließend wurde es mit Mikrofonen versehen, um den Umgebungsgeräuschpegel aufzuzeichnen, um sicherzustellen, dass die Tests ihr geplantes Volumen erreichen.
ESA-Strukturingenieur Simon Whent, der den Entwurf der Struktur des Hera-Raumfahrzeugs und vieler seiner Nutzlasten unterstützte, kommentiert: „Obwohl diese akustischen Tests bereits im Vorfeld umfassend modelliert wurden, war es dennoch ein nervenaufreibender Moment, als die riesigen Türen des Raumfahrzeugs öffneten Die LEAF-Kammer wird geschlossen und dann werden die Hörner aktiviert. Jede Testsitzung dauert nur eine Minute – aber das kam uns immer noch wie eine sehr lange Zeit vor, da wir darauf warteten, herauszufinden, ob Heras Struktur und Komponenten den Schallwellen standhalten, die auf sie einwirken.“
Der ESA-Ingenieur für mechanische Systeme und Strukturen, Cliff Ashcroft, der das Design des zentralen Rohr-Rückgrats von Hera leitete, fügt hinzu: „In Wirklichkeit sind die höchsten und schädlichsten Schalldruckpegel während der frühen Startphase zu spüren, die beim oder in der Nähe des Auftriebs erzeugt werden.“ -aus, wenn die von der Landeplattform und der örtlichen Anlage reflektierten Vibrationen die abfliegende Trägerrakete bombardieren. Es ist eine Art letztes akustisches „Schulterklopfen“, wenn Trägerrakete und Raumschiff von der Erde abfliegen.“
Hera ist Europas Beitrag zu einem internationalen Experiment zur planetaren Verteidigung. Nach dem Aufprall der DART-Mission auf den Asteroiden Dimorphos im vergangenen Jahr, der dessen Umlaufbahn veränderte und eine Trümmerwolke Tausende von Kilometern in den Weltraum schleuderte, wird Hera nach Dimorphos zurückkehren, um eine Nahuntersuchung des von DART hinterlassenen Kraters durchzuführen. Die Mission wird auch die Masse und Zusammensetzung von Dimorphos messen, zusammen mit der des größeren Didymos-Asteroiden, den Dimorphos umkreist.
Der Start von Hera ist für Oktober 2024 geplant, um sich etwa zwei Jahre später mit dem Asteroidensystem Didymos und Dimorphos zu treffen.
„Der erfolgreiche Abschluss der mechanischen Testphase von Hera bringt uns auf einen guten Weg, diese Frist einzuhalten, dank des gemeinsamen Engagements des Hera-Teams der ESA, des Hauptauftragnehmers OHB und European Test Services, die das Testzentrum für die ESA leiten“, kommentiert Paolo Martino, Leiter das Mission-Engineering-Team.
„Im weiteren Verlauf dieses Jahres wird die Raumsonde verschiedene Funktionstests durchlaufen und sich auf ihren nächsten wichtigen Testmeilenstein vorbereiten – den dauerhaften Betrieb in weltraumtauglichem Vakuum und extremen Temperaturen in einer thermischen Vakuumkammer, der für Anfang nächsten Jahres geplant ist, gefolgt von Tests des Intersatellitenverbindungen, die Hera mit dem CubeSats-Paar verbinden, das in der Nähe von Dimorphos stationiert wird.