Rico Kösters

• Mit dieser Arbeit sollen unterschiedliche Einflussfaktoren und deren Auswirkung auf die Zuverlassigkeit der mechanischen und elektrischen Bauteile eines Bohrmoduls aufgezeigt und miteinander verglichen werden. Dazu werden zwei Zuverlassigkeitsanalysen mit je zwei verschiedenen Szenarien durchgeführt und ausgewertet. Das Szenario basiert auf der von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) geplanten Mission die Mondoberfläche und ihre oberen Gesteinsschichten zu analysieren. Zur Bewältigung dieser Aufgabe soll ein mobiler Roboter mit einem Bohrmodul ausgestattet werden, um an unterschiedlichen Orten auf der Mondoberfläche Bodenproben zu analysieren. Es sollen die Bohrungen bis zu einem Meter Tiefe durchgeführt werden. Ziel der Mission soll sein, die Geologie des Mondes zu erforschen [1]. Dieses Szenario dient als Grundlage die Zuverlässigkeit des Bohrmoduls unter extremen Bedingungen zu ermitteln. Dabei stellt sich die Frage danach, welchen Einfluss verschiedene Temperaturen und weitere Faktoren auf die Zuverlässigkeit des Bohrmoduls haben. Das Ziel dieser Arbeit ist die Durchfuhrung einer Zuverlässigkeitsanalyse eines Bohrmoduls unter Hinzunahme zwei verschiedener Standards unterschiedlicher Herangehensweisen. Dabei gibt jeder Standard eine andere Art der Durchführung vor. Dabei ist das NSWC-10 stark abhängig von den konstruktiven Eigenschaften, der FIDES von den vorherrschenden Umweltgegebenheiten. Die Analysen der Zuverlässigkeit des Bohrmoduls werden sowohl für ein Erdszenario als auch für ein Mondszenario mit ihren jeweiligen unterschiedlichen Gegebenheiten durchgeführt. Während der Analysen werden weitere Einflussfaktoren in den Berechnungen berücksichtigt, die in den Standards als solche nicht aufgeführt werden. Zu diesen zählen unter anderen die Temperaturschwankung auf dem Mond und das dort vorherrschende Vakuum. Diese finden Berücksichtigung, um die extremen Bedingungen des Mondszenarios besser repräsentieren zu können. Letztlich werden die beiden Standards hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf jene Szenarien bewertet, die ermittelten Ausfallraten erläutert und die Einflussfaktoren miteinander verglichen. Zur Ermittlung der Zuverlässigkeit des Moduls werden vorab die Szenarien definiert und die konstruktiven Eigenschaften der Bauteile ermittelt. Anschliesend wird die erste Zuverlässigkeitsanalyse mit Hilfe des NSWC-10 durchgeführt. Dazu werden die einzelnen Ausfallraten der Bauteile bestimmt und verglichen. Neben den vorgegeben Einflussfaktoren werden, falls möglich, spezifische Gegebenheiten des Szenarios auf dem Mond einbezogen und diskutiert. Die zweite Zuverlässigkeitsanalyse erfolgt auf der Grundlage des FIDES. Vorab werden dazu die einzelnen Betriebszustände eines Tages definiert, welche als Grundlage für die weiteren Berechnungen dienen. Es wird versucht, den Tagesablauf des Roboters so präzise wie möglich zu simulieren. Anschliesend kann die Ausfallrate des Bohrmoduls in Abhängigkeit der vom FIDES vorgegebenen Einflussfaktoren ermittelt werden. Letztlich werden die ermittelten Werte 6 1 Einleitung der beiden Standards miteinander verglichen, sowie mögliche Grenzen und Problematiken der Standards aufgezeigt.