C. Bühler

Die Apollo 12 Mission hat gezeigt, dass durch lunare Landevorgänge zuvor gelandete Systeme beschädigt werden können. Die Triebwerke des Apollo 12 Landers wirbelten während der Landung Staubpartikel auf, die an der zuvor gelandeten Surveyor 3 Sonde nachweisliche Schäden hinterließen. Bei zukünftigen Mondmissionen kann es zu ähnlichen Szenarien während Versorgungsflügen oder Sample Return Missionen kommen. In dieser Arbeit wurden deshalb experimentelle Untersuchungen durchgeführt, um die Schäden, die an technischen Oberflächen durch den Einschlag von Mondstaub entstehen können, zu charakterisieren. Es ist davon auszugehen, dass ein Großteil der durch Landevorgänge hervorgerufenen Einschläge nicht normal zur Targetoberfläche stattfindet. Aus diesem Grund wurden zwei unterschiedliche optische Materialien und Aluminiumproben mit dem Mondanalogmaterial JSC-1A unter verschiedenen Einschlagwinkeln beschossen. Die Staubpartikel wurden hierbei mit einem Wirbelstrombeschleuniger auf ungefähr 360 m/s beschleunigt. Bei allen Materialien wurde die Massenänderung der Proben durch den Staubpartikeleinschlag bestimmt. Zusätzlich wurde bei den beiden optischen Materialien die Transmissionsänderung und für die Aluminiumproben die Rauhigkeitsänderung gemessen. Die Auswertung der Versuche zeigt eine signifikante Winkelabhängigkeit der Schädigungen sowie der Massenänderung bei allen Werkstoffen. Ein weiteres Ergebnis der Untersuchungen ist, dass bei duktilen Werkstoffen ein Anhaften der Staubpartikel der dominierende Schadeffekt ist, wohingegen bei dem verwendeten spröden optischen Werkstoff der Materialabtrag dominiert.

The Apollo 12 mission demonstrated that lunar landing procedures can damage previously landed systems. The Apollo 12 lander's engines kicked up dust particles during landing, which caused demonstrable damage to the Surveyor 3 probe that had landed earlier. Similar scenarios may occur during future lunar missions, such as resupply or sample return missions. Therefore, this work presents experimental investigations to characterize the damage that lunar dust impacts can cause to technical surfaces. It is assumed that a large proportion of the impacts caused by landing procedures are not perpendicular to the target surface. For this reason, two different optical materials and aluminum samples were bombarded with the lunar analog material JSC-1A at various impact angles. The dust particles were accelerated to approximately 360 m/s using an eddy current accelerator. The mass change of the samples due to the dust particle impact was determined for all materials. Additionally, the change in transmission was measured for the two optical materials, and the change in roughness was measured for the aluminum samples. The evaluation of the experiments shows a significant angular dependence of the damage and the mass change for all materials. A further finding of the investigations is that, for ductile materials, the adhesion of dust particles is the dominant damaging effect, whereas for the brittle optical material used, material removal is the dominant factor.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2015

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 11 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201510192071

Impaktverschleiß, Regolith

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19.10.2015