Es begann als Winterpause. Es endete mit der unglücklichen Mondmission.

Eine Gruppe von Studenten der Carnegie Mellon University in Pittsburgh reiste letzten Monat während ihrer Winterferien nach Florida.

Die Studenten, von denen viele Ingenieure und Naturwissenschaftler werden wollen, waren dort, um einen Raketenstart zu beobachten, der einen kleinen, 4,8 Pfund schweren Roboterrover, an dessen Bau sie beteiligt waren, auf die Reise zum Mond schicken sollte. In der Hoffnung, etwas Zeit in der Sonne und Spaß zu verbringen, mieteten sie anschließend ein großes Haus, nur drei Blocks vom Strand entfernt.

Ihre Reise verlief nicht wie geplant.

„Wir haben den Strand nie gesehen“, sagte Nikolai Stefanov, ein Student im Abschlussjahr der Physik und Informatik.

Der Rover namens Iris flog planmäßig in einem perfekten Erstflug der neuen Vulcan-Rakete zum Mond. Doch kurz nach dem Start versagte das Raumschiff, das den Rover transportierte, und die Studenten verwandelten ihr gemietetes Zuhause in ein temporäres Missionskontrollzentrum, während sie improvisierten, wie sie den Flug des unglückseligen Rovers optimal nutzen könnten.

„Wir hatten eine Mission“, sagte Connor Colombo, Chefingenieur bei Iris. „Das war nicht der Job, den wir uns vorgestellt hatten. Und das hat ihn wahrscheinlich sogar noch interessanter gemacht, weil wir viel nachdenken mussten, und ich bin wirklich dankbar, dass ich das machen durfte.“

Die von der United Launch Alliance gebaute Vulcan-Rakete startete am 8. Januar. An Bord dieser Rakete befand sich Peregrine, ein kommerzieller Mondlander, der von Astrobotic Technology aus Pittsburgh gebaut wurde. Es war das erste amerikanische Raumschiff seit mehr als 50 Jahren, das mit dem Ziel gestartet wurde, sanft auf der Mondoberfläche zu landen.

An Bord der Peregrine befand sich das etwa schuhkartongroße Schiff Iris, das von Studenten der Carnegie Mellon University entworfen und gebaut wurde. Es war eine der Nutzlasten dieser Robotermission; Der Hauptkunde von Astrobotic war die NASA, die im Rahmen der Vorbereitungen für die Entsendung von Astronauten zum Mond in den kommenden Jahren mehrere Experimente schickte.

Für die Studenten sollte die Reise nach Florida eine unterhaltsame Pause in den Winterferien sein, um zu feiern, dass Iris nach Jahren der Mühe und des Wartens endlich ins All fliegt.

„Wir haben die Reiseroute mit anderen lustigen Dingen gefüllt“, sagte Carmine Talento, ein leitender Mitarbeiter, der als Besetzungsleiter für die IRIS-Mission fungierte.

IRIS begann 2018 als Grundkurs für Reed Whittaker, einen Robotikprofessor an der Carnegie Mellon University. Den Schülern wurde die Aufgabe gestellt, ein kleines Fahrzeug auf der Mondoberfläche zu platzieren.

Dr. Whitaker war vor einem Jahrzehnt Mitbegründer von Astrobotic als Teilnehmer des Google Lunar Keiner der Teilnehmer erreichte die Startrampe, bevor der Wettbewerb im Jahr 2018 endete.

Astrobotic ist mittlerweile eines von vielen Unternehmen, die davon ausgehen, dass Lieferungen zum Mond Gewinne bringen werden. (Ein anderes dieser Unternehmen, Intuitive Machines aus Houston, will nächste Woche sein Raumschiff zum Mond starten.) Dr. Whitaker erkannte, dass diese kommerziellen Projekte die Möglichkeit boten, kostengünstige Mondmissionen durchzuführen, wie sie seine Studenten aufforderten. .

Obwohl Dr. Whittaker nicht mehr direkt an Astrobotic beteiligt ist, hat er mit Vertretern des Unternehmens über die Größe, das Gewicht und die Einschränkungen dessen gesprochen, was für Peregrine geeignet ist. Dies machte den Rover zu einem echten technischen Problem für seine Klasse.

„Ich kannte bereits die Höhe über dem Boden für die Befestigung und dann den Start und wie hoch er zum Boden schweben musste“, sagte Dr. Whittaker. „Damit wird es möglich sein, die Aufprallenergie und -dynamik zu berechnen, die sich auf eine stabile Landung oder ein Kentern bei Aufprall auf den falschen Stein auswirken können.“

Aufeinanderfolgende Klassen von Studenten erstellten und überarbeiteten den Entwurf, bauten und testeten dann das Fahrzeug. Auch andere Studierende schlossen sich an, um die Arbeit in der Missionskontrolle oder andere Aufgaben zu üben.

Nach einer Reihe von Verzögerungen erreichte die Vulcan-Rakete im Januar endlich die Startrampe.

Einige Studenten der Carnegie Mellon reisten nach Florida. Andere reisten mit einem Pickup an und fuhren von Pittsburgh aus fast 1.000 Meilen südlich. Einige ehemalige Studenten, die am Rover gearbeitet und inzwischen ihren Abschluss gemacht haben, führten auch den Haddsch durch. (Herr Colombo, der Chefingenieur, machte 2021 seinen Abschluss und arbeitet jetzt bei Astrobotic.)

Sie sollten vier Tage im Ferienhaus bleiben, für den Fall, dass sich der Start aufgrund von schlechtem Wetter oder einer technischen Störung verzögerte.

Der schwierige und stressige Teil ihrer Mission – den Rover zum Laufen zu bringen, bevor die Batterie in zwei oder drei Tagen leer ist – hätte in der Zukunft liegen sollen, nach der Landung von Peregrine im Februar. 23. Auf der Vorderseite des Mondes an einem Ort, der als Sinus Viscositatis oder Golf der Viskosität bekannt ist.

Bis dahin werden die Winterferien vorbei sein und sie werden zurück an der Carnegie Mellon sein, wo sie zwischen Frühlingssemestern und Arbeitsperioden in der Missionskontrollanlage wechseln werden, die die Universität für diese und zukünftige Weltraummissionen gebaut hat.

Die Vulcan-Rakete startete ohne Zwischenfälle. Weniger als eine Stunde später trennte sich Peregrine auf dem Weg zum Mond von der Oberstufe der Rakete.

Doch kurz darauf gab Astrobotic auf Channel X bekannt, dass es ein „anomales Ereignis“ gegeben habe. Später am Tag sagte das Unternehmen: „Wir prüfen derzeit alternative Missionsprofile, die zu diesem Zeitpunkt möglicherweise möglich sind.“

Astrobotik-Ingenieure gehen davon aus, dass ein defektes Ventil nicht vollständig schließen konnte, was dazu führte, dass einer der Tanks des Raumfahrzeugs platzte. Als der Treibstoff in den Weltraum gelangte, verschwand die Möglichkeit einer Landung von Peregrine auf dem Mond.

„Dann stellte sich die Frage: OK, was können wir jetzt tun?“ sagte Herr Stefanov, der die Missionskontrolle für den Rover leitete. „Wir machten uns überhaupt keine Sorgen. Ich glaube, wir waren in gewisser Weise aufgeregt.“

In dem gemieteten Haus „haben wir Schluss gemacht und Teile des Hauses aufgeteilt, um bestimmte Dinge beiseite zu legen“, Mex. Sagte Talinto. „Wir hatten einen Tisch im Wohnzimmer, der als Hauptbetriebsraum diente und an dem wir mehrere Laptops hatten, und wir stellten einen Fernseher aus einem anderen Raum auf, um ihn als weiteren Monitor zu nutzen. Das war unser Hauptkontrollraum für die Mission.“

Es waren bis zu 30 Personen im Haus, Mix. Sagte Talinto.

Aus Sicherheitsgründen konnten Menschen in Florida nicht direkt über das Internet auf die Systeme der Raumsonde zugreifen. Stattdessen fungierte eine einfache Crew der Carnegie Mellon University als Vermittler und übermittelte Nachrichten zwischen den Peregrine-Raumschiffmanagern im Hauptquartier von Astrobotic in Pittsburgh und dem Strandhaus.

„Irgendwie hat es geklappt“, sagte Herr Colombo.

Einige Tage nach Beginn der Mission begann Astrobotic, Nutzlasten wie Iris mit Strom zu versorgen. Raewyn Duvall, eine Doktorandin der Elektro- und Computertechnik, die als Programmmanagerin für Iris fungierte, erinnert sich, wie sie den Videobildschirm beobachtete, als die Telemetriedaten vom Rover eintrafen. „Sie haben uns in diesem Moment nicht gesagt, dass sie unser Interesse geweckt haben, also war es ein unerwarteter Herzschlag“, sagte Frau Duvall.

Anschließend begann das IRIS-Team mit dem Betrieb von Systemen auf dem Rover, etwa dem Computer und der Zwei-Wege-Kommunikation, deren Inbetriebnahme ursprünglich erst nach Erreichen des Mondes geplant war.

Als die Strandhausmiete beendet war, kehrten die Studenten für den Rest der Aufgabe nach Pittsburgh zurück. Dann, am 18. Januar, war es vorbei.

Der Weg von Peregrine ist darauf ausgelegt, die Erde einmal zu umrunden, bevor er zum Rendezvous mit dem Mond zurückkehrt. Doch ein Treibstoffleck brachte die Raumsonde auf Kollisionskurs mit der Erde. Angesichts des beschädigten Zustands des Antriebssystems überzeugte die NASA Astrobotics davon, dass der beste Ansatz darin bestehe, Peregrine wieder in die Atmosphäre eintreten und verglühen zu lassen.

Es wird keine weitere Eris geben, aber es werden andere Mondmissionen mit Beiträgen von Studenten der Carnegie Mellon University gebaut. Einer ist Mondranger, Ein etwas größerer Rover, etwa so groß wie ein Koffer und wiegt sieben Pfund. Es wird nach Anzeichen von Wasser in der Nähe des Südpols des Mondes suchen.

In diesem Frühjahr gibt es einen weiteren Kurs über Weltraumrobotik an der Carnegie Mellon University. „Wir wissen also, dass eine Gruppe von Leuten an den folgenden Projekten arbeitet“, sagte Frau Duvall.