Zum ersten Mal seit 1972 sind die USA wieder auf dem Mond.
Am Donnerstag, den 22. Februar, um 18:23 Uhr Eastern Time landete Intuitive Machines Inc. ein Roboter-Raumschiff auf dem Mond und war damit das erste private Unternehmen, das ein unversehrtes Fahrzeug auf der Mondoberfläche platzierte.
Die NASA, die fast 118 Millionen US-Dollar für diese Mission bezahlt hat, gratulierte auf der Social-Media-Plattform X: „Ihre Bestellung wurde … zum Mond geliefert!“ Intuitive Machines wird in Zusammenarbeit mit der NASA schließlich zwei weitere Lander zum Mond schicken.
Während die nationalen Raumfahrtambitionen wachsen und das Raumfahrtgeschäft expandiert, wetteifern Firmen um den Titel, das erste private Raumschiff in einem Stück auf dem Mond landen zu dürfen. Keines davon war bisher erfolgreich. Eine israelische Non-Profit-Organisation, SpaceIL, versuchte es 2019, aber ihr Raumschiff kam zu schnell an und stürzte auf der Oberfläche ab. Im vergangenen Jahr verlor das in Tokio ansässige Unternehmen Ispace Inc. den Kontakt zu seinem Lander. Und im Januar erlitt das in Pittsburgh ansässige Landegerät Astrobotic kurz nach Erreichen des Weltraums einen Triebwerksschaden.
Warum war es für Unternehmen – sogar Länder – so schwierig, dies noch einmal zu tun, nachdem die USA vor einem halben Jahrhundert erfolgreich Menschen auf den Mond gebracht hatten?
Der Mond ist eine raue Umgebung. Es ist schwierig, Raumfahrzeuge zu konstruieren, die auf der Oberfläche navigieren können, und es ist fast unmöglich, solche Situationen auf der Erde zu Testzwecken nachzubilden. Und die Ressourcen privater Unternehmen verblassen im Vergleich zu dem, was die NASA in den 1960er Jahren hatte: eine Kriegskasse, die einst auf rund 4 % des gesamten US-Bundeshaushalts anwuchs.
Die größte Hürde dürften die Ingenieure und Unternehmen des 21. Jahrhunderts gewesen sein, die kaum oder gar keine Erfahrung mit Moonshots haben. Es ist mehr als 50 Jahre her, dass Menschen Landegeräte entworfen und zum Mond geschickt haben. Daher fingen die Unternehmen fast bei Null an und arbeiteten mit neuartigen Technologien.
„Wir sagen, wir waren schon einmal dort, aber diese Unternehmen waren noch nie dort“, sagte Phillip Metzger, Planetenphysiker an der University of Central Florida, in einem Interview. „Es ist wirklich eine neue Technologie, die gerade perfektioniert und ausgereift wird.“
Zurück zum Mond
Nach der letzten Apollo-Mission im Jahr 1972 hatte die NASA ihre Aufmerksamkeit vom Mond abgewandt und sich auf das Space Shuttle, die Internationale Raumstation und andere Ziele konzentriert. Verschiedene Regierungen schlugen eine Rückkehr zum Mond vor, aber diese Programme überlebten den politischen Gegenwind nicht. Doch 2017 spornte Präsident Donald Trump die NASA an, die Artemis-Initiative zu starten, um Menschen zurückzuschicken.
Das Ziel der Raumfahrtbehörde besteht darin, eine nachhaltige Präsenz auf dem Mond zu schaffen, und behauptet, dass das Lernen, dort zu leben und zu arbeiten, letztendlich dazu beitragen wird, dass Menschen das Sonnensystem erkunden können.
Das bedeutet viele lukrative Regierungsaufträge. Und anders als in der Apollo-Ära haben private Unternehmen das Potenzial, dorthin zu gelangen – mit ein wenig Hilfe der NASA. Intuitive Machines und Astrobotic haben beide mit dem CLPS-Programm der Raumfahrtbehörde zusammengearbeitet, das die Entwicklung kommerzieller Lander für Artemis vorantreiben soll.
Dennoch bleiben physikalische Herausforderungen für die Monderkundung bestehen. Allein die Reise durch das Vakuum des Weltraums, um den Mond zu erreichen, ist zunächst einmal eine Herausforderung. Raumfahrzeuge müssen mit heftigen Temperaturschwankungen zurechtkommen, je nachdem, welche Teile des Fahrzeugs der Sonne zugewandt sind, und sie werden häufig mit kosmischer Strahlung bombardiert – bestrahlten Partikeln, die von der Sonne oder dem Weltraum ausströmen und defekte elektronische Geräte leicht durchbrennen lassen geschützt.
Der Mond ist ungefähr ein Viertel so breit wie unser Planet und hat insgesamt eine viel geringere Schwerkraft, was es schwierig macht, ihn in die Umlaufbahn zu manövrieren. Sein unebenes Gelände, Krater und andere Faktoren verteilen die Schwerkraft ungleichmäßig.
„Wenn Sie den Mond umkreisen, werden Sie irgendwann mit dem Mond zusammenstoßen, weil die Schwerkraft Ihre Umlaufbahn stört“, sagte Metzger. „Aus diesem Grund ist eine Navigation erforderlich, die genau erkennt, wo man sich befindet, und sich in Echtzeit anpassen kann.“
Im Gegensatz zur Erde, deren Atmosphäre den Absturz zurückkehrender Raumschiffe abfedert, hat der Mond fast keine Atmosphäre. Um dort zu landen, müssen praktisch alle Raumschiffe eine Art Raketentriebwerk verwenden, um sich sanft auf den Boden abzusenken. Das Raumschiff muss seine Triebwerke so präzise abfeuern, dass es knapp über der Oberfläche zum Stillstand kommt. Andernfalls besteht die Gefahr eines Absturzes.
All dies setzt voraus, dass man weiß, worauf das Raumschiff landen wird. Roboterlandegeräte verlassen sich oft auf Informationen, die von den Sensoren des Fahrzeugs gesammelt werden, sowie auf Bilder ihres Landeziels, die im Voraus aufgenommen wurden und oft keine sehr hohe Auflösung haben. Erschwerend kommt hinzu, dass der Mond von der Erde entfernt ist. Beim Senden von Befehlen an diese Raumfahrzeuge kommt es normalerweise zu einer Verzögerung von einigen Sekunden.
„Man muss das alles autonom machen“, sagte Addie Dove, außerordentliche Professorin an der University of Central Florida, die an einer Mondlandemission arbeitet. „Es gibt für einen Menschen keine Möglichkeit, Dinge in Echtzeit zu korrigieren, nur weil alles so schnell geht.“
Dies kann zu Problemen wie denen von Ispace im Jahr 2023 führen. Das Unternehmen stellte schließlich fest, dass sein Mondlander einen Softwarefehler hatte und die Höhe des darunter liegenden Geländes falsch einschätzte, was dazu führte, dass ihm der Treibstoff ausging und er abstürzte.
Und manchmal gibt es Hardwarefehler. Im Januar landete die Japan Aerospace Exploration Agency ihren Smart Lander zur Untersuchung des Mondraumschiffs innerhalb von 55 Metern oder 180 Fuß von ihrem beabsichtigten Ziel. Ein offensichtliches Problem mit dem Motor führte dazu, dass das Fahrzeug auf dem Kopf statt auf der Seite aufsetzte. Obwohl es unversehrt landete, endete seine Mission vorzeitig, da es seine Solarpaneele nicht richtig aufladen konnte.
Der Südpol
Eine zusätzliche Schwierigkeitsstufe für Intuitive Machines war das zugewiesene Ziel. Ursprünglich hoffte das Unternehmen, in der Nähe des relativ flachen Äquators des Mondes landen zu können, wo alle Apollo-Missionen landeten. Aber die NASA forderte das Unternehmen auf, den Landeplatz in die Südpolregion des Mondes zu verlegen – einen Ort, den zahlreiche Länder im Auge hatten und dem Indien mit der Landung seiner Chandrayaan-3 im vergangenen August nahe kam, nachdem ein russischer Versuch gescheitert war.
Daten, die von Roboter-Raumschiffen gesammelt wurden, die den Mond besuchen, haben bestätigt, dass viele der Krater am Südpol Wassertaschen in Form von Eis enthalten könnten. Die NASA und andere sind möglicherweise daran interessiert, dieses Eis abzubauen, das als Trinkwasser oder für den Anbau von Nutzpflanzen genutzt werden könnte. Zerlegt man das Wasser in seine elementaren Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff, könnte es künftig auch als Treibstoff für Raketen dienen. Es bleibt jedoch abzuwarten, wie viel Eis es gibt und in welchem Zustand es sich befindet.
Die NASA hofft letztendlich, zukünftige Artemis-Astronauten in dieser Region landen zu können, und verlässt sich dabei auf die erste Bodenansicht der USA vom Lander von Intuitive Machines. Die Region ist stark von Kratern übersät, und die Anreise aus dem Orbit ist sogar noch schwieriger als die Anreise zum Äquator. Die Änderung des Landeorts erforderte zusätzliche Analyse und Technik – fast so, als würde man eine völlig neue Mission planen.
„Wir werden an völlig andere Orte auf dem Mond reisen, an denen wir noch nie waren“, sagte Dove. „Das ist so, als ob wir sagen würden, wir hätten die gesamte Antarktis oder ganz Afrika erkundet, obwohl wir nur an der Küste waren.“
Während Mondraumschiffe jahrelange Tests auf der Erde durchlaufen, kann man nur herausfinden, ob sie erfolgreich sein werden, wenn man sie im Weltraum testet. Aber auch das hat seine Grenzen.
„Wenn man zu oft abstürzt, zwingen die Politiker einen, es nicht mehr zu versuchen“, sagte Metzger. „Wenn es eine kommerzielle Anstrengung ist, ziehen sich die Investoren zurück. Man hat also nicht unendlich viele Versuche.“
Bei Intuitive Machines scheint der erste Versuch funktioniert zu haben. Und in den Worten von NASA-Administrator Bill Nelson zeigt diese Leistung „die Kraft und das Versprechen der kommerziellen Partnerschaften der NASA“.
2024 Bloomberg LP, vertrieben von Tribune Content Agency, LLC.