In der realistischen Umgebung der LUNA-Anlage demonstriert der Astronaut im modernen Raumanzug die Untersuchung eines sogenannten Points of Interest, einer Stelle am „Mondboden“, die genauer untersucht werden soll.
Das FLEXhab-Modul bietet Platz für bis zu vier Astronautinnen oder Astronauten, die dort während einer simulierten Mondmission schlafen, essen und auch arbeiten werden.
Willkommen auf dem Mond auf Erden: Die LUNA-Halle am DLR-Standort in Köln wurde am 25. September 2024 offiziell eröffnet. Sie ist eine weltweit einzigartige Trainingseinrichtung, in der astronautische und robotische Missionen zum Erdtrabenten in einer realistischen Umgebung vorbereitet werden können. Die Anlage ist ein gemeinsames Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Mit einer Fläche von rund 700 Quadratmetern und einer Höhe von neun Metern verfügt sie zudem über ein angeschlossenes Technologiezentrum und bietet Expertinnen und Experten aus Wissenschaft, Industrie und Start-ups eine Plattform, um ihre Technologien zu testen und weiterzuentwickeln.
Von Vorteil ist dabei die räumliche Nähe zum Europäischen Astronautenzentrum (EAC) und zu den DLR-Einrichtungen in Köln sowie die langjährige Erfahrung in der Planung und Durchführung robotischer und astronautischer Missionen. Dazu zählt unter anderem die Steuerung des Columbus-Moduls der ISS, das vom Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen aus betrieben wird.
Hügel und Krater formen die staubige „Mondoberfläche“
700 Quadratmeter große simulierte Mondoberfläche
Das Regolith-Simulat in der LUNA-Anlage wurde aus Basalt hergestellt, das aus einem Steinbruch im nordrhein-westfälischen Rhein-Sieg-Kreis stammt. Die Mischung ist in ihren chemischen, physikalischen und geotechnischen Eigenschaften dem Regolith auf dem Mond sehr ähnlich.
Für den Aufbau einer realistischen Mondoberfläche wurde die LUNA-Halle mit rund 900 Tonnen Regolith-Simulat gefüllt. Dieses besteht aus einem feinen Basaltstaub, dessen Körnung und Zusammensetzung speziell für die Anlage entwickelt wurde. In seinen Eigenschaften ist der Staub dem originalen Mond-Regolith sehr ähnlich.
Felsbrocken, Hügel und Krater geben der „Mondoberfläche“ in LUNA ein realistisches Erscheinungsbild. Sie dienen zusammen mit einer justierbaren Rampe außerdem dazu, die Beweglichkeit und Geländegängigkeit von Rovern und Landegeräten für zukünftige Mondmissionen zu testen, damit diese für die ungewöhnliche Umgebung optimiert werden können.
In einem Bereich ist der Betonboden der Halle auf drei Meter Tiefe abgesenkt. Diese sogenannte „Deep Floor Area“ wurde ebenfalls mit Regolith-Simulat aufgefüllt. Der Graben kann beispielsweise dazu genutzt werden, Zielobjekte unterirdisch zu platzieren, die dann von Rovern oder Detektorgeräten aufgespürt werden müssen. So können deren Instrumente und Sensoren auf ihre Tauglichkeit und Reichweite getestet werden.
Ein Sonnen-Simulator sorgt für realistische Licht- und Schattenverhältnisse
Die Lichtverhältnisse auf dem Mond unterscheiden sich deutlich von denen auf der Erde. Es existiert kein Streulicht, so dass es nur gleißende Helligkeit oder absolute Dunkelheit gibt. Der Wechsel von einem Extrem zum anderen bereitet nicht nur dem menschlichen Auge Probleme, sondern lässt auch die Sensoren und Linsen von wissenschaftlichen Instrumenten „erblinden“. Um in der LUNA-Halle die geeigneten Technologien für eine kontinuierlich gute Sicht während einer Mission entwickeln zu können, stellt ein Sonnen-Simulator die Mondverhältnisse nach. Hierbei können Beleuchtungsszenarien für verschiedene Breitengrade auf dem Mond erprobt werden.
Das „Weltraum-Campingmodul“ FLEXhab
FLEXhab neben der LUNA-Halle in Köln
Direkt neben der Mondsimulationshalle LUNA steht seit Mitte April das Raumfahrt-Habitat Flexhab. Hier sollen zukünftige Missionen vorbereitet und der Arbeitsalltag im Weltall erprobt werden.
Credit:
DLR/ESA
Direkt neben der LUNA-Halle steht eine Art Weltraum-Campingcontainer: Das FLEXhab. In diesem Raumfahrthabitat können bis zu vier LUNA-Astronautinnen und -Astronauten für eine begrenzte Zeit arbeiten und leben. Ausgestattet mit Schlafkabinen, einer kleinen Küche, Aufenthaltsbereich, Luftschleuse und Laborbereich, kann hier der Alltag einer astronautischen Mondmission simuliert werden.
Zusammen mit dem Flight Control Team in Oberpfaffenhofen können dort die „Mondexkursionen“ vorbereitet und in der LUNA-Halle durchgeführt werden. Anschließend können die Crewmitglieder die entnommenen Gesteins- oder Staubproben im Labor des FLEXhab analysieren. Ziel ist es, mit dem Modul verschiedenste Missionsszenarien durchspielen zu können, aber auch Komponenten zu testen und zu optimieren. Die Ergebnisse sind eine wichtige Grundlage für die Entwicklung von Raumfahrthabitaten, die bei Missionen im Weltraum eingesetzt werden.
Reduzierte Schwerkraft erfahren mit dem Gravity-Off-Loading-System
Die Verhältnisse auf dem Mond zu simulieren ist besonders schwierig, wenn es um das Thema Schwerkraft geht. Auf der Erde ist eine annähernde Schwerelosigkeit für Menschen nur auf Parabelfügen wirklich zu erreichen. In der LUNA-Halle soll eine komplexe Anlage das Kunststück meistern: Ein Gravity-Off-Loading-System sorgt dafür, dass sich Astronautencrew und Rover wie in der Schwerkraft des Mondes bewegen können. Mit Hilfe eines Aufhängungssystems werden die Astronautinnen und Astronauten sowie kleine Lander oder Fahrzeuge dabei auf ein Sechstel ihres irdischen Gewichts abgefedert. Das System erlaubt dabei eine hohe Bewegungsfreiheit, so dass die Handgriffe und Tätigkeiten während einer Raumfahrtmission realistisch trainiert werden können.
EDEN-LUNA: ein Gewächshaus auf dem Mond
EDEN-LUNA-Container bei der Ankunft in Bremen
Das Gewächshaus EDEN-LUNA soll im Jahr 2026 an die LUNA-Halle am DLR Standort Köln angeschlossen werden, um erste Prozeduren und Anforderungen an ein Mondhabitat mit einem geschlossenen Lebenserhaltungssystem im Verbund mit dem LUNA-Netzwerk zu testen.
Ab dem Jahr 2026 wird mit EDEN-LUNA auch ein Gewächshaus an das Mondzentrum angebaut werden. Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung der bereits in der Antarktis erprobten EDEN-ISS-Anlage. An isolierten Orten wie in der Antarktis, aber auch bei Langzeitmissionen im Weltall ist es eine große Herausforderung, die Menschen mit frischen Lebensmitteln zu versorgen.
Eine Lösung hierfür könnten geschlossene bio-regenerative Lebenserhaltungssysteme darstellen. Mit EDEN-LUNA wird nun eine solche Anlage mit dem LUNA Mondzentrum in Köln kombiniert. In dem Gewächshaus sollen Pflanzen in einer isolierten Umgebung angebaut, automatisch gepflegt und bewässert und schließlich geerntet werden. Dabei wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem das Versorgungssystem für Nährstoffe optimieren und die Energieeffizienz der Anlage verbessern.
