Chinesische Forscher empfehlen erste Landeplätze für bemannte Missionen
Am 21. Juli 1969 triumphierten die USA über die Sowjetunion: Mit Neil Armstrong hatte ein Amerikaner als erster Mensch den Mond betreten. Fast 60 Jahre später entbrennt ein neuer Wettlauf zum Erdtrabanten, dieses Mal zwischen den USA und China. Mit der Auswahl eines geeigneten Gebietes für die erste Landung chinesischer Astronauten nimmt er jetzt Fahrt auf. Die zentral auf der erdzugewandten Seite des Mondes liegende Region Rimae Bode biete ein sicheres Terrain, auf dem Astronauten eine Vielzahl geologischer Strukturen untersuchen könnten, schreiben Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.
„Die Charakterisierung von Landeplätzen für zukünftige bemannte Mondmissionen ist entscheidend, um die wissenschaftlichen Ergebnisse zu maximieren“, erläutern Maosheng Yang von der Chinesischen Universität für Geowissenschaften in Wuhan und seine Kollegen. Das vergleichsweise ebene Gelände und die nahezu senkrechte Blickrichtung zur Erde mache Rimae Bode zu einer sicheren und attraktiven Option für bemannte Landungen.
Außerdem sei die Region aus geologischer Sicht aufgrund ihrer Vielfältigkeit hoch interessant, betonen die Wissenschaftler. Denn in einem Umkreis von knapp 50 Kilometern finden sich hier durch vulkanische und tektonische Aktivitäten geformte, kilometerlange Rillen, durch Lavafluten entstandene Basaltflächen und alte, kraterübersäte Hochebenen. Die Sammlung von Bodenproben in diesem Gebiet könne daher „Einblicke in die geologische Entwicklung der Region geben und unser Verständnis der Zusammensetzung des Mondmantels und der lunaren vulkanischen Prozesse vertiefen“, so Yang und seine Kollegen.
Unterdessen hat die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa eine völlig andere Region für die erste bemannte Landung im Rahmen des Artemis-Programms ins Auge gefasst: den Südpol des Mondes. Denn während beim Apollo-Projekt ebenfalls die geologische Forschung im Vordergrund stand, liegt der Schwerpunkt nun auf der Schaffung einer dauerhaften bemannten Präsenz auf dem Mond. Und dafür bietet der Südpol zwei große Vorteile.
Zum einen liegen manche Gebiete im Inneren tiefer Krater permanent im Schatten – dort könnte sich Wasser in Form von Eis abgelagert haben. Wasser ist auf dem Mond ein wertvoller Stoff sowohl für die Versorgung der Menschen als auch für die Herstellung von Raketentreibstoff. Zum anderen liegen manche Bergspitzen auf Kraterwällen permanent im Sonnenschein und sind damit ein idealer Standort für Solarkraftwerke, um die Energieversorgung zu sichern.
Doch die Auswahl potenzieller Landeplätze ist das Eine – Astronauten zum Mond zu fliegen, dort sicher zu landen und auch wieder heil zur Erde zurückzubringen ist das Andere. Und das erweist sich auch heute noch als erstaunlich schwierig, obwohl doch von 1969 bis 1972 bereits zwölf Astronauten auf dem Mond spazieren gegangen sind. Die Nasa hadert derzeit mit ihrer neuen Schwerlastrakete SLS. Bereits am 7. Februar sollte sie im Rahmen der Mission Artemis II eine Orionkapsel mit vier Astronauten zum Mond bringen.
Doch ein Leck während eines Treibstofftests führte zu einer Verschiebung des Starttermins zunächst auf Anfang März. Helium‑Durchflussprobleme in der oberen Stufe zwangen die Nasa dann allerdings dazu, die Rakete wieder vom Startplatz in die Werkshalle zu bringen, um Untersuchungen und Reparaturen durchzuführen. Die Raumfahrtbehörde hält sich mit Prognosen zurück, hofft aber auf einen Start im April.
Zehn Tage soll die Mission insgesamt dauern. Etwa zwei Stunden nach dem Start vom Kennedy Space Center am Cape Canaveral in Florida zündet die Oberstufe des SLS und schießt das Raumschiff aus der Erdumlaufbahn Richtung Mond. Vier Tage später erreicht Orion den Erdtrabanten, schwenkt jedoch nicht in eine Mondumlaufbahn ein, sondern nutzt die Schwerkraft des Mondes, um in eine Rückflugbahn zur Erde einzuschwenken. Zehn Tage nach dem Start erfolgt dann der Wiedereintritt in die Erdatmosphäre und schließlich der „Splashdown“ im Pazifik.
Das wirkt zunächst wenig spektakulär, denn es bleibt noch hinter dem ersten bemannten Mondflug vom Dezember 1968 zurück. Damals schwenkte Apollo 8 mit drei Astronauten an Bord sogar in eine Umlaufbahn um den Erdtrabanten ein. Im Vergleich schneidet auch die Trägerrakete SLS schlecht ab: Mit etwa 27 Tonnen ist ihre Nutzlast für den Mondflug nur halb so groß wie die der Saturn V des Apollo-Programms. Zudem sind die SLS-Raketen im Gegensatz zu den von SpaceX entwickelten Trägerraketen nicht wiederverwendbar.
Die Orion-Kapsel ist allerdings deutlich geräumiger als Apollo und bietet mit einem bewohnbaren Volumen von knapp neun Kubikmetern jetzt vier Astronauten Platz. Die drei Apollo-Astronauten mussten sich mit 6,2 Kubikmetern begnügen. Zusätzlich sind etwa zehn Kubikmeter Stauraum für Ausrüstung und Versorgung vorhanden – damit könnten Orion-Kapseln künftig auch erheblich längere Flüge unternehmen. Sowohl SLS als auch Orion sind mit modernster Elektronik ausgestattet, die für eine höhere Sicherheit und Flexibilität bei der Mission sorgen. Die Rechenleistung der Bordcomputer ist 200.000-mal größer als die der Apollo-Kapseln, der Arbeitsspeicher beträgt 256 MB statt 4 KB, der Festspeicher 2 GB statt 72 KB.
Ziel von Artemis II ist zunächst, die neu entwickelten Systeme unter realistischen Weltraumbedingungen zu testen, ebenso wie das Zusammenspiel von Crew, Bordsystemen und Bodenstation. Die vierköpfige Besatzung – Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch und Jeremy Hansen – soll außerdem die Strahlungsabschirmung, Lebenserhaltungssysteme, Navigation, Kommunikation sowie Notfallprozeduren weit entfernt von der Erde überprüfen.
Die erste bemannte Mondlandung ist für 2028 mit der Mission Artemis III vorgesehen, parallel soll eine Raumstation in einer Umlaufbahn um den Erdtrabanten aufgebaut werden. Und für die 2030er-Jahre steht schließlich eine dauerhaft bemannte Station auf der Mondoberfläche auf dem Plan. Dabei setzt die Nasa für Artemis verstärkt auf internationale Zusammenarbeit. So baut Airbus in Bremen das Service-Modul des Orion-Raumschiffs. Und HALO, das erste Wohnmodul für die lunare Raumstation, wird bereits von Thales Alenia Space in Italien entwickelt.
Ob sich dieser Zeitplan halten lässt, steht allerdings sprichwörtlich in den Sternen. Die Probleme mit der Trägerrakete SLS zeigen, wie schnell es zu Verzögerungen kommen kann. Eine wichtige Rolle sowohl bei den Mondlandungen als auch beim Aufbau der lunaren Infrastruktur spielt außerdem das derzeit entwickelte Starship des Unternehmens SpaceX von Elon Musk. Auch hier gibt es eine Schwachstelle: Für einen Flug zum Mond muss das Starship in der Erdumlaufbahn betankt werden – eine Technologie, die noch nie getestet wurde.
Doch weitere Verzögerungen können sich die USA nicht leisten – dann könnten die Chinesen die Nase vorn haben. Denn auch sie wollen bis spätestens 2030 bemannt auf dem Mond landen. Auf Basis ihrer erfolgreichen Serie von Trägerraketen des Typs „Langer Marsch“ entwickelt die Raumfahrtbehörde CNSA derzeit eine neue Schwerlastrakete. Ein Mondlander ist bereits in der Testphase. Und nach einer ersten Landung wollen auch die Chinesen den lunaren Südpol ins Visier nehmen.
Hier könnte sich also ein internationaler Konflikt um Ressourcen anbahnen. Zwar verbietet der „Outer Space Treaty“ – also der Vertrag für den äußeren Weltraum – von 1967 die nationale Aneignung von Grundbesitz auf Himmelskörpern. Doch der Abbau und die Aneignung von Rohstoffen sind nicht explizit untersagt. Das „Moon Agreement“ von 1979 erklärt Bodenschätze auf dem Mond zwar zum gemeinsamen Erbe der Menschheit. Aber diese Erklärung haben weder die USA noch China unterzeichnet. Die genaue Rechtslage für einen kommerziellen Bergbau auf dem Mond ist daher juristisch umstritten und Gegenstand politischer Debatten.
Neben dem Abbau von Eis könnten dabei auch weitere Rohstoffe in den Blick geraten. Denn möglicherweise gibt es auf dem Mond Seltene Erden. Das sind Elemente, die für die Elektronikindustrie außerordentlich wertvoll sind. Außerdem könnte das Mondgestein Helium-3 enthalten. Dieses Isotop könnte für künftige Kernfusions-Kraftwerke wichtig werden, kommt aber auf der Erde kaum vor. Auf dem atmosphärenlosen Mond dagegen könnte sich Helium-3 aus dem Sonnenwind über Jahrmilliarden hinweg in der oberen Gesteinsschicht angesammelt haben.
Doch noch ist das alles Zukunftsmusik. Es muss sich zunächst zeigen, ob die Raumfahrt-Hardware die in sie gesteckten Erwartungen erfüllt – und ob es tatsächlich möglich ist, mit wiederverwendbaren Raumschiffen die Kosten so niedrig zu halten, dass sich sowohl eine permanente Besiedelung des Erdtrabanten als auch der Abbau von Rohstoffen tatsächlich lohnen.
Bildquelle: SpaceX
