Neuer Mars-Rover digital entworfen und getestet

Das 900 Kilogramm schwere und bisher größte Mars-Fahrzeug soll mit verschiedenen Experimenten neue Erkenntnisse über den roten Planeten gewinnen und die Daten zur Erde schicken. Siemens hat mit Entwicklungssoftware dazu beigetragen, dass sämtliche Komponenten zusammenpassen, richtig arbeiten und den harten Bedingungen der Mission standhalten.

Im gesamten Entwicklungsprozess des Fahrzeugs haben die Wissenschaftler des Jet Propulsion Lab der NASA Siemens PLM-Software (Product-Lifecycle-Management) eingesetzt. Sie konnten damit den Rover digital entwerfen, simulieren und virtuell zusammensetzen, ohne einen Prototyp zu bauen.

Die Anforderungen an so ein Weltraumfahrzeug bei Start, Flug, Eintritt in die Atmosphäre und Landung sind besonders hoch. Curiosity muss extreme Temperaturdifferenzen, hohe Beschleunigungen, Vibrationen und Strahlung aushalten. Daher sind Design und Produktion eines solchen Rovers höchst komplex. Bei einer Weltraummission gibt es zudem keine zweite Chance – nichts kann nachträglich verbessert oder repariert werden.

Für die Fahrzeugentwicklung verwendeten die NASA-Wissenschaftler daher Siemens PLM-Software mit der Konstruktionssoftware NX und Teamcenter als Programm für Datenmanagment. Teamcenter erlaubt eine bessere Zusammenarbeit der unterschiedlichen Design-Gruppen, indem diesen stets die aktuellen Daten zur Verfügung gestellt werden. Die Software NX besteht aus CAD-, CAE- und CAM-Anwendungen für computergestützte Konstruktion, Entwicklung und Fertigung. Zum Beispiel wurde mit NX ein Temperaturmodell des Rovers erstellt.

Die Forscher testeten den Rover dazu mit vielen hundert Temperatursensoren in einer speziellen Kammer, die mit Kohlendioxid-Atmosphäre, eiskaltem Fußboden und einem sonnenähnlichen Strahler die Bedingungen auf der Marsoberfläche imitiert. Aus den gewonnenen Daten und Ergebnissen berechnete das NX-Tool dann ein Temperaturmodell. Dieses kann Bedingungen virtuell simulieren, die auf der Erde nicht nachgeahmt werden können. Das 3D-Modell half nicht nur bei Design und Tests des Systems, sondern wird auch augenblicklich im Flugbetrieb verwendet.

In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie ist PLM-Software sehr verbreitet. In Kombination mit Automatisierungstechnik von Siemens kann sie Markteinführungszeiten um bis zu 50 Prozent reduzieren und spart dabei gleichzeitig Ressourcen sowie Energie ein. (IN 2012.07.5)