24.10.12

Astrium

Europa ist auf dem Weg zum Mond

Das Raumfahrtunternehmen Astrium hat untersucht, wie eine unbemannte Mission zu unserem Trabanten gelänge. 2018 könnte es losgehen.

Von Norbert Lossau
Foto: Astrium
So könnte das unbemannte Gefährt aussehen, das am Südpol des Mondes aufsetzen soll. Dort gibt es jederzeit Sonnenlicht, das Energie für die Solarzellen des Landers liefern würde
So könnte das unbemannte Gefährt aussehen, das am Südpol des Mondes aufsetzen soll. Dort gibt es jederzeit Sonnenlicht, das Energie für die Solarzellen des Landers liefern würde

Bremen. Seit 1972 hat den Mond kein Mensch mehr betreten. Noch immer gibt der 384 000 Kilometer entfernte Trabant Wissenschaftlern Rätsel auf. Unklar ist, wie er entstand und wie es in seinem Inneren aussieht. Genauere Erkenntnisse darüber könnten womöglich helfen, die Entstehung der Erde besser zu verstehen. Wie eine erste europäische Mission zum Mond ablaufen könnte, hat im Auftrag der europäischen Raumfahrtbehörde Esa das Unternehmen Astrium untersucht, das die Ergebnisse gestern in Bremen vorstellte. Ein Interview mit Dr. Peter Kyr, dem Leiter der Studie.

Sie entwickeln ein unbemanntes Landefahrzeug, das 2019 am Südpol des Mondes aufsetzen soll. Wie weit sind Sie?

Peter Kyr:

Wir haben zunächst die Machbarkeit einer unbemannten Mondmission nachgewiesen und jetzt eine Studie abgeschlossen, in der es um die Missionsplanung und die Entwicklung eines vorläufigen Designs des Landefahrzeugs ging.

Was bedeutet Missionsplanung?

Kyr:

Da geht es unter anderem um die Suche nach Landeplätzen. Dort dürfen keine größeren Felsbrocken liegen, die Neigung des Bodens darf nicht zu groß sein, und der Landeplatz darf nicht im Schatten eines Hügels oder Kraters liegen. Die Solarzellen des Landers brauchen ja Sonnenlicht. Wir haben Satellitenfotos ausgewertet und konnten nachweisen, dass es tatsächlich sichere Landeplätze gibt.

Wie schwer wird der Lander sein?

Kyr:

Wir sind beim Design davon ausgegangen, wie viel Nutzlast eine Sojus-Rakete ins All transportieren kann - rund 2,3 Tonnen. Damit darf unser Raumfahrzeug voll betankt 2,3 Tonnen wiegen. Das meiste davon ist Treibstoff. Auf dem Mond werden nur noch rund 800 Kilogramm aufsetzen.

Und dieses Fahrzeug fährt dann auf dem Mond herum, um ihn zu erforschen?

Kyr:

Nein. Der Lander setzt mit seinen vier Beinen automatisch auf der Mondoberfläche auf, natürlich weich und mit einer bemerkenswerten Zielgenauigkeit von unter 200 Metern. Er verbleibt an dieser Stelle und dient als Versorgungsstation für einen kleinen Rover, der im Umkreis umherfahren und den Mond erforschen kann.

Wie wird der Rover angetrieben?

Kyr:

Mit Elektromotoren. Die Energie wird mit Solarzellen gewonnen. Das ist mit ein Grund, warum wir am Südpol landen wollen. Dort gibt es theoretisch jederzeit Sonnenlicht. In der Praxis stimmt das nicht ganz, denn ein Hügel kann auch dort für schattige Bereiche sorgen. Die voll geladenen Batterien reichen aus, um zwei Tage den Betrieb aufrechtzuerhalten, doch spätestens dann brauchen Lander und Rover wieder Sonnenlicht. Es ist für die Mission essenziell, dass die Landung im Licht und nicht im Schatten erfolgt.

Auf dem Mars sind Rover wie Curiosity gelandet, ohne dass diese von einem Lander transportiert wurden. Ist Ihre Methode nicht viel zu aufwendig?

Kyr:

Wenn es nur darum gehen würde, einen Rover irgendwo abzusetzen, dann könnte man es so machen wie bei Curiosity. Wir wollen aber demonstrieren, dass ein Lander eine weiche, sehr punktgenaue Landung vollautomatisch durchführen kann. Das ist eine zentrale Voraussetzung für die bemannte Eroberung des Mondes. Dann muss man nämlich in der Lage sein, Versorgungsraumschiffe ganz präzise zu landen und Sicherheitsabstände zu bemannten Stationen einzuhalten.

Bereits vor Jahrzehnten landeten die Apollo-Fähren weich auf dem Mond.

Kyr:

Der Vergleich mit Apollo ist nicht zulässig. Man hatte sich damals eine quadratkilometergroße Region ausgesucht, die sandig und eben ist. Das erlaubt eine wesentlich größere Fehlertoleranz. In der Südpolregion gibt es hingegen viele Krater. Pointiert gesagt, müssen wir den Rand eines Kraters genau treffen und darauf stehen bleiben. Die Apollo-Landefähren wurden von Menschen gesteuert. Unser Lander muss es alleine schaffen, nicht an einem Felsen zu zerschellen.

Wie schaffen Sie es, den Lander so genau aufsetzen zu lassen? Sie haben auf dem Mond ja kein GPS, das helfen könnte.

Kyr:

Tatsächlich werden wir vor der Mission keine Mondkarten mit einer Auflösung haben, wie wir sie für eine solche Präzisionslandung benötigen. Deshalb wollen wir es so machen: Nach dem 40-tägigen Hinflug wird das Raumschiff maximal 80 Tage lang den Mond in einem Abstand von 100 Kilometern umrunden. Hierbei werden Karten der Mondoberfläche erstellt und Landmarken festgelegt. Wenn auf Basis dieser Daten der Anflug zum Landeplatz festgelegt worden ist, kann die Landung beginnen. In einer Höhe von drei Kilometern wird es kritisch. Dann sind es nur noch 90 Sekunden bis zur Landung. Jetzt muss das Landefahrzeug autonom entscheiden: Ist das dort unten der richtige Landeplatz? So würden Felsen von mehr als 50 Zentimeter Größe oder eine Steigung von mehr als 15 Grad das Fahrzeug beim Aufsetzen gefährden. Das System erstellt Risikokarten und muss sich schnell für einen anderen Landeplatz entscheiden, falls der ursprünglich anvisierte Platz nicht sicher ist. Das zu schaffen ist eine technische Meisterleistung.

Warum gibt es mit 2019 schon einen Termin für die Mondlandung, wo es doch noch gar keinen politischen Beschluss gibt, diese Mission durchzuführen?

Kyr:

Damit der Rover möglichst lange auf dem Mond operieren kann, muss die Landung zu Beginn eines Mondsommers erfolgen. Damit ist das Zeitfenster in 2019 ziemlich genau festgelegt. Dies hat zur Folge, dass der Raketenstart bereits Ende 2018 erfolgen muss. Man kann also die Mission nicht einfach um ein paar Monate verschieben. Der Termin 2018/19 wurde uns von der Esa vorgegeben, weil die Entwicklung und der Bau von Lander und Rover wohl nicht viel eher abgeschlossen werden könnte.

Wie sieht es mit dem politischen Willen aus, das 500 Millionen teure Projekt in Zeiten der Euro-Krise durchzuführen?

Kyr:

Die Esa-Ministerratskonferenz wird am 21. November entscheiden, ob das Projekt in die nächste Phase gehen kann. Im Frühjahr 2014 könnte dann die endgültige Entscheidung über den Bau des Landers fallen. Diese wird maßgeblich davon abhängen, wie viele europäische Länder bei dem Projekt mitmachen, das eine deutsche Idee gewesen ist. Frankreich und Italien sind bislang nicht beteiligt. Spanien, Belgien, Kanada, Portugal und die Tschechische Republik sind inzwischen dabei.

Das Projekt dient auch der Vorbereitung bemannter Missionen zum Mond?

Kyr:

Ja. Wenn wir die Fähigkeit zu Punktlandungen auf dem Mond unter Beweis stellen, wird dies die Position Europas bei internationalen Kooperationen in der Raumfahrt sehr stärken. Dann wären wir bei Mondprojekten mit den Amerikanern oder Russen nicht nur der Juniorpartner, sondern wir wären an vorderster Front dabei.

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