Mondforschung: Athena und Lunar Trailblazer sind unterwegs zum Mond

Gleich vier verschiedene Nutzlasten hatte die Trägerrakete Falcon-9 an Bord, als sie am frühen Morgen des 27. Februar um 1:16 Uhr unserer Zeit abhob. Die Hauptnutzlast und der wichtigste zahlende Passagier war die Mondsonde IM-2 Athena der privaten Raumfahrtfirma Intuitive Machines: ein sechsbeiniger Lander mit einer Höhe von rund 4,5 Metern und einer Masse von annähernd zwei Tonnen. Sie kann bis zu 130 Kilogramm an wissenschaftlichen Instrumenten auf die Mondoberfläche transportieren und fliegt im Auftrag und auf Rechnung der US-Raumfahrtbehörde NASA. Athena soll in rund acht Tagen beim Erdtrabanten eintreffen und am 6. März im der Region Mons Mouton nahe dem lunaren Südpol aufsetzen.
An Bord von Athena befinden sich auch zwei kleine Rover, die das Umfeld des Landeplatzes erkunden sollen, sowie ein Mondhüpfer namens GRACE. Dieser nutzt kleine Kaltgasraketendüsen, um in der schwachen lunaren Schwerkraft – nur etwa ein Sechstel der irdischen Anziehungskraft – Sprünge zu vollführen. Sie kann sich dabei bis zu 25 Kilometer vom Landeplatz von Athena entfernen und soll dabei in einen Krater springen, dessen Boden stets im Schatten liegt. Ein vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bereitgestelltes Radiometer soll dort die Temperaturen der Mondgesteine messen, zudem soll ein Neutronenspektrometer den Wassergehalt im Mondboden bestimmen.
Die Vorgängersonde IM-1 Odysseus, die 2024 zum Mond flog, war nur ein Teilerfolg, da sie bei der Landung umkippte und auf die Seite fiel. Schuld daran war ein gebrochenes Landebein.
Lunar Trailblazer
Ein weiterer wichtiger Passagier an Bord der Rakete ist die NASA-Mondsonde Lunar Trailblazer, ein Mondorbiter, der mit zwei wissenschaftlichen Instrumenten von der Umlaufbahn aus gefrorenes und chemisch gebundenes Wasser auf dem Mond aufspüren soll, das sich vor allem in den Kratern im Umfeld der lunaren Pole befindet. Die Böden dieser Krater liegen dauerhaft im Dunklen; auf sie ist nach ihrer Entstehung nie ein Sonnenstrahl gefallen. Lunar Trailblazer wird detaillierte Karten der Wasserverteilung auf dem Mond erstellen und setzt dafür ein Infrarotspektrometer und eine Infrarotkamera mit hoher räumlicher Auflösung ein.

Lunar Trailblazer wird rund fünf Monate benötigen, um in eine Bahn um den Mond einzutreten. Die Sonde wiegt nur etwa 200 Kilogramm und kann daher nur sehr wenig Treibstoff für Bahnänderungen mit sich führen. Somit fliegt sie nach der Trennung von der Trägerrakete auf einer weiten Bahn um Erde und Mond, um schließlich am 7. Juli 2025 in eine Umlaufbahn um den Mond zu gelangen. Am 3. März wird die Sonde zunächst am Mond vorbeifliegen, wo sie durch dessen Schwerkraft auf eine weite elliptische Bahn um die Erde gebracht wird, auf der sie sich bis zu 1,2 Millionen Kilometer von uns entfernen wird. Das entspricht etwa der dreifachen Entfernung von der Erde zum Mond.

Bei Erreichen des erdfernsten Punkts führt Lunar Trailblazer ein Schubmanöver mit dem Bordantrieb durch, so dass sie ihre Bahn am 8. Mai wieder in die Nähe des Mondes bringt. Danach befindet sich die Sonde wieder auf einer weiten elliptischen Bahn um die Erde, die sie am 7. Juli erneut in Mondnähe führt, wo sie dann in einen zunächst weiten Orbit um den Erdtrabanten eintritt. Weitere kleine Schubmanöver mit dem Bordantrieb sorgen dann dafür, dass Lunar Trailblazer sich schließlich auf einer engen Mondumlaufbahn in rund 100 Kilometer Höhe befindet, von der sie aus den Erdtrabanten für rund zwei Jahre erkunden wird.
Auf Asteroidenerkundung
Ein anderes Ziel als den Mond hat die 120 Kilogramm schwere Sonde Odin vom privaten Unternehmen AstroForge, die den erdnahen Asteroiden 2022 OB5 im Vorbeiflug erkunden soll. Sie soll zunächst am Mond vorbeifliegen, um dann in den interplanetaren Raum vorzudringen. AstroForge plant für die fernere Zukunft Asteroiden zu prospektieren – also zu prüfen, ob sie sich für die Gewinnung von Rohstoffen eignen. Diesem Vorhaben stehen aber erhebliche technische Probleme entgegen; sie rechnen sich derzeit definitiv nicht.
Als vierte Nutzlast flog CHIMERA-LEO-1 ins All: eine Transportstufe, die Nutzlasten vom Erdorbit aus bis zum Mond bringen kann. Bei diesem Testflug waren 16 Minisatelliten an Bord, so genannte Cubesats, die unter anderem als preiswerte Testgeräte für wissenschaftliche Instrumente dienen können.
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