Wie zwei Sonden eine neue Mond-Euphorie entfachten

Unterirdische "Eisvorräte" in den Kratern Cabeus, Shoemaker und Faustini am Südpol des Mondes
Unterirdische "Eisvorräte" in den Kratern Cabeus, Shoemaker und Faustini am Südpol des Mondes
Bild 1/2, Credit: NASA

Unterirdische "Eisvorräte" in den Kratern Cabeus, Shoemaker und Faustini am Südpol des Mondes

Der Lunar Reconnaissance Orbiter entdeckte im Jahr 2009 Wasser - oder genauer Hydroxyl-Ionen in Mineralen - auf dem Mond und bestätigte damit die Beobachtungen der indischen Raumsonde Chandrayaan-1 aus demselben Jahr. Die Abbildung zeigt unterirdische "Eisvorräte" in den Kratern Cabeus, Shoemaker und Faustini am Südpol des Mondes.
Das Orion-Raumschiff
Das Orion-Raumschiff
Bild 2/2, Credit: NASA

Das Orion-Raumschiff

Dieses computergenerierte Bild zeigt das MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) in Flugkonfiguration. Das Orion-Raumschiff besteht aus der Orion-Crewkapsel (rechts, silbern) und dem ESM (links). Mit Orion werden astronautische Missionen jenseits der erdnahen Umlaufbahnen möglich.

Nach dem Stillstand des letzten russischen Mondrovers Lunochod 2 im Jahre 1973 und einer dritten robotischen Probennahme 1976 durch Luna 26, eine Leistung, die der sowjetisch-russischen Raumfahrt lange Zeit ein Alleinstellungsmerkmal einbrachte, geriet der ständige Erdbegleiter erst einmal in Vergessenheit. Nach wissenschaftlich bedeutenden, aber kurzen Vorbeiflügen der NASA-Jupitersonde Galileo während zweier Erd-Swingbys in den Jahren 1990 und 1992 stattete die japanische Sonde Hiten dem Mond erst im Jahr 1992 einen längeren Besuch ab. Es folgten die Orbiter Clementine und Lunar Prospector (beide USA; letztere entdeckte Wassereis in tiefen, dunklen Kratern an Nord- und Südpol) sowie die erste und einzige europäische Mondsonde SMART-1, die zweite japanische Sonde SELENE und die erste chinesische mit Chang’e-1.

Am 14. Januar 2004 verkündete dann US-Präsident George W. Bush in seiner Rede zur Lage der Nation, dass bis zum Jahr 2019 Amerikaner zum Mond zurückkehren und schließlich auch zum Mars und weiter entfernten Zielen reisen sollten. Doch aus politischen Gründen stellte die Regierung unter US-Präsident Barack Obama die Unterstützung des Constellation-Programms 2009 wieder ein, um ein Jahr später zu verkünden, dass die USA bis 2035 Astronauten zum Mars bringen wollen.

Im selben Jahr wurde die Mondeuphorie international wieder geweckt, als Chandrayaan-1 (Indien) Wasser - oder genauer Hydroxyl-Ionen in Mineralen - auf der Oberfläche entdeckte. Als kurze Zeit später der am 18. Juni 2009 gestartete US-amerikanische Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) die indische Beobachtung bestätigte, war das neue Interesse endgültig entfacht. Mit an dieser für die Mondforschung unglaublich wichtigen Mission ist auch die Universität Münster durch Prof. Harald Hiesinger und die Technische Universität Berlin durch Prof. Jürgen Oberst vertreten, die beide von Anfang an vom DLR Raumfahrtmanagement in Bonn unterstützt wurden. Hiesinger kümmert sich mit um die "Augen" dieser Mondsonde: Zwei Teleobjektivkameras für Schwarz-Weiß-Bilder mit bis zu 30 Zentimeter Auflösung und eine Weitwinkelkamera für Farb- und UV-Bilder der Mondoberfläche mit einer Auflösung von 100 Metern bilden die sogenannte Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) von der Arizona State University in Tempe. Oberst, Abteilungsleiter für Planetengeodäsie am DLR-Institut für Planetenforschung, ist am Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) - einem Instrument zur hochgenauen Vermessung der globalen Mondtopografie - vom Goddard Space Flight Center der NASA beteiligt.

LROC- und LOLA-Daten liefern die Grundlagen für ein überarbeitetes Koordinatensystem des Mondes, genaue topografische Karten der Oberfläche, die Suche nach geeigneten Landestellen für zukünftige Missionen, die Suche nach leicht flüchtigen Elementen - insbesondere Wassereis in den Kratern der Polgebiete, Aussagen über die Häufigkeit von Meteoriteneinschlägen auf der Oberfläche sowie Aussagen über die Geschichte des Mondes. Die deutschen Wissenschaftler haben die US-Teams bei der Auswahl der Beobachtungsziele beraten und sie bei der Kalibration der Kameras sowie bei der Korrektur der Rohdaten unterstützt. Sie haben die Stereobilddaten zur Erstellung von digitalen Höhenmodellen ausgewertet, verzerrungsfreie topografische Mondkarten hergestellt sowie aus Kratergröße und Kraterhäufigkeit das Alter der Mondoberfläche verlässlicher als zuvor bestimmt und die Landestellen ehemaliger Mondmissionen vermessen. Außerdem trug LRO maßgeblich dazu bei, dass die Mondeuphorie Substanz bekam, denn im Jahr 2017 konnte eine US-amerikanische Studie mit LRO-Daten zeigen, dass der Mondmantel vermutlich ähnliche Wasserkonzentrationen wie der Erdmantel aufweisen könnte. Auf einmal wurde unser Erdbegleiter wieder interessant - nun auch als Sprungbrett zu anderen Planeten.

Ein neuer Aufbruch zum Mond

Mit den ersten zurückgelegten Metern des "Jadehasen" am 14. Dezember 2013 im Mare Imbrium hat eine weitere Nation auf der Mondoberfläche ihre Spuren hinterlassen. China hat mit dem Rover der Chang’e-3-Mission gezeigt, im Konzert der großen Raumfahrtnationen mitspielen zu können und ist am 21. Mai 2018 den nächsten Schritt gegangen. Mit der "Elsternbrücke" (Quèqiáo) haben die Chinesen den ersten Kommunikationssatelliten in einen Halo-Orbit um den Lagrange-Punkt L2 hinter dem Mond ausgesetzt, um die erste weiche Landung auf der Rückseite des Mondes vorzubereiten. Im "Von Kármán-Krater" im südlich gelegenen Teil des 2.400 Kilometer großen Südpol-Aitken-Beckens hat die Chang’e-4-Mission am 3. Januar 2019 den zweiten Jadehasen ausgesetzt. Die Elsternbrücke übernimmt die Kommunikation, da von der Mondrückseite kein direkter Funkkontakt zur Erde möglich ist.

An Bord der Landesonde ist auch ein Messinstrument aus Deutschland: Das Lunar Lander Neutron & Dosimetry Experiment (LND) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel wurde vom DLR Raumfahrtmanagement gefördert und misst dauerhaft die Strahlendosis auf der Mondoberfläche - ein Novum, denn bislang wurde nur während zweier einzelner Mondmissionen die Strahlung im Orbit, aber nicht aktiv die auf der Oberfläche gemessen. Dadurch ist bislang noch unklar, wie viel Strahlung die Astronauten tatsächlich auf dem Mond abbekommen. Das soll LND nun ändern und so dabei helfen, künftige Mondmissionen vorzubereiten.

Doch nicht nur die Chinesen haben den Mond fest im Programm. Auch die USA haben unseren ständigen Begleiter wiederentdeckt. So testen sie das interplanetare Raumschiff Orion, das im Jahr 2020 zum ersten Mal mit der neuen Schwerlastrakete SLS vom Kennedy Space Center in Florida in Richtung Mond aufbrechen soll. Das unbemannte Raumfahrzeug soll den Erdtrabanten mehrfach umrunden und anschließend zur Erde zurückkehren. Erst bei der zweiten Mission, die zwischen 2021 und 2023 geplant ist, werden Astronauten in der Kapsel zum Mond reisen und ihn umrunden. Das Crewmodul ähnelt in seiner Form zwar einer Apollo-Kapsel, ist aber erheblich geräumiger als diese: Statt drei finden bis zu vier Astronauten für deutlich längere Flüge darin Platz. Bei Kurzzeit-Missionen im niedrigen Erdorbit können sogar bis zu sechs Crewmitglieder mitfliegen.

Doch Voraussetzung für jede Orion-Mission ist neben der Kapsel auch das Europäische Servicemodul (ESM), das im Auftrag der ESA in Bremen unter industrieller Führung von Airbus gebaut wurde. ESM basiert auf den Erfahrungen aus der Entwicklung der fünf ISS-Raumfrachter ATV. Es beherbergt das Haupttriebwerk und vier Solarpaneele, die den Strom für das gesamte Raumschiff liefern. Seine Klimasysteme stellen sicher, dass die Temperatur im Raumschiff für Astronauten und Fracht optimal reguliert wird. Außerdem lagern im ESM der Treibstoff sowie die Sauerstoff- und Wasservorräte für die Crew. Langfristig soll es die Astronauten sogar zu fernen Asteroiden oder bis zum Mars bringen. Damit ist Orion die Basis für das neue US-amerikanische Raumfahrtprogramm "Moon to Mars".

Kontakt
  • Martin Fleischmann
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Raumfahrtmanagement, Strategie und Kommunikation
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    Königswinterer Str. 522-524
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