Serie: 50 Jahre Mondlandung 16.07.2019, 07:04 Uhr

Begehrter Mond – wer dorthin will und warum

Die Konkurrenten Sowjetunion und USA machten den Wettlauf zum Mond vor 50 Jahren unter sich aus. Doch nach dem Ende der Apollo-Missionen wurde es ruhig um den Erdtrabanten. Heute ist das Interesse wieder größer denn je und etliche Länder haben ehrgeizige Mondprogramme. Wird es ein neues Rennen geben?

Foto: NASA

Foto: NASA

Am Wochenende jährt sich die Mondlandung zum 50. Mal. Aus diesem Anlass starten wir eine kleine Reihe zur Raumfahrt, die sich unter anderem dem historischen sowie aktuellen Wettlauf zum Mond widmet, den darauf trainierten Astronauten und dem hinterlassenen Weltraummüll.

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Als am 4. Oktober 1957 eine kleine Kugel mit 58 Zentimetern Durchmesser und dem Namen Sputnik vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur aus in die Erdumlaufbahn geschossen wurde, war der Startschuss für den Wettlauf zum Mond gefallen. Dass die Russen es tatsächlich geschafft hatten, vor den Amerikanern einen Satelliten ins Erdorbit zu schicken ging im Westen als Sputnikschock in die Geschichte ein. Auch wenn Sputnik nach 92 Tagen verglühte. Es war der Beginn des Kalten Krieges und der Wettbewerb der Systeme wurde fortan bis ins All getragen.

Apollo-Missionen wurden zu kostspielig

Der Ehrgeiz beider Nationen beflügelte deren Raumfahrtprogramm. Schon im September 1959 brachten die Russen mit Lunik 2 eine Raumsonde zum Mond und 1961 flog der Russe Juri Gagarin als erster Mensch in einem Raumschiff um die Erde. Die erste erfolgreiche Landung von Menschen auf dem Mond aber schafften die Amerikaner. Im Rahmen der Apollo-11-Mission betrat Neil Armstrong in den frühen Morgenstunden des 21. Juli 1969 im „Meer der Ruhe“ den Mond, gefolgt von seinem Astronautenkollegen Edwin Aldrin. Nach fünf weiteren Apollo-Flügen, die bis Dezember 1972 insgesamt 12 Astronauten auf den Mond gebracht hatten, wurde das Programm eingestellt.

Seitdem hat kein Mensch den Mond betreten und es wurde still um den Erdtrabanten. Die Wettkämpfe waren ausgetragen, die Kosten für zu hoch befunden und eine Frage noch nicht richtig beantwortet: Was wollen wir eigentlich auf dem Mond? In der Zwischenzeit rückten in der Raumfahrt andere Projekte, Themen und Missionen in den Fokus.

  • Der Mars wurde ins Visier genommen,
  • die Internationale Raumstation ISS mit Leben und wissenschaftlichen Projekten gefüllt,
  • Programme für Kommunikationssatelliten gestartet und
  • neben neuen Nationen betraten auch ernst zu nehmende private Raumfahrtunternehmen die Bühne.

Mond als Sprungbrett für die Tiefen des Alls

Mittlerweile ist der Mond wieder zum Ziel geworden. Die Zahl der Wettläufer ist jedoch deutlich gestiegen und bei aller Konkurrenz haben sich die politischen Vorzeichen doch geändert. Globale Kooperation steht heute fast immer im Mittelpunkt, denn Teamarbeit macht sich in der Raumfahrt ganz besonders bezahlt.

Die Motivation dafür, Mondprogramme aufzulegen, hat sich ebenfalls verschoben. Der Mond, das wissen wir heute mehr denn je, ist unser Geschichtsbuch. Seine Erforschung hilft uns, die Entstehungsgeschichte der Erde und des Sonnensystems besser zu verstehen. Zudem richtet sich der wissbegierige Blick der Menschen immer weiter auf die Tiefen des Alls und konkret auf den Mars. So ist für die USA der Mond erklärtermaßen das Testfeld für den Mars. Über diesen Zwischenschritt würden die nötigen Technologien für die bemannte Erkundung des Mars entwickelt.

USA: Politischer Druck treibt die Nasa an

Für die Amerikaner kann die nächste Mondlandung derzeit gar nicht schnell genug kommen. Im März 2019 postulierte US-Vizepräsident Mike Pence in einer raumfahrtpolitischen Rede vor dem National Space Council die Rückkehr zum Mond für 2024. Seitdem US-Präsident Donald Trump die Nasa im Dezember 2017 angewiesen hatte, Astronauten zum Mond zu schicken, ist der politische Druck auf die Raumfahrtagentur deutlich gestiegen. Die Nasa, so Pence, sei zu lange zu langsam gewesen und habe in den letzten 15 Jahren keine konkrete Erkundung in entfernte Regionen des Alls vorzuweisen. Der bisherige Zeitplan, der eine bemannte Mondlandung für 2028 vorsehe, sei unbefriedigend. Schließlich habe man ein halbes Jahrhundert zuvor nur acht Jahre gebraucht, um zum Mond zu fliegen.

Ob die politischen Zielvorgaben in dieser Form umgesetzt werden können, ist jedoch fraglich. Ganz abgesehen von der noch ungesicherten Finanzierung des Mondprogramms gibt es bislang weder eine Mondfähre noch Mondmobile. Zwar ist die Raumkapsel Orion, mit der Astronauten den Mond umrunden sollen, fast fertig, aber der Bau der Schwerlastrakete SLS, mit der alles transportiert werden soll, verzögert sich immer weiter. Zuletzt berichteten wir, dass die Nasa 2019 mit der Schwerlastrakete zum Mond fliegen wollte.

h3 Neuer Plan der Nasa sieht Mondlandung für 2024 vor

Inzwischen hat die Nasa reagiert und einen brandneuen Zeitplan vorgelegt, in dem 37 Flüge bis 2028 und eine erste bemannte Mondlandung für 2024 anvisiert werden. Auch mit dem Bau einer neuen Raumstation – Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) – in der Nähe des Mondes soll parallel begonnen werden. Von diesem Außenposten, der anders als die ISS nicht dauerhaft besetzt wäre, könnten Astronauten zunächst für Kurzaufenthalte auf dem Mond landen. Schließlich würden erste  bewohnbare Niederlassungen für Menschen entstehen.

Erst im Juni 2019 forderte die Nasa die Raumfahrtbranche öffentlich dazu auf, Ideen zu liefern, wie die zukünftige Raumstation während des Baus und des Betriebes mit Bauteilen, Nachschub und Wissenschaft beliefert werden könnte. Laut Nasa werde die Auftragsvergabe für alle Gateway-Dienste über einen Zeitraum von 15 Jahren einen Wert von 7 Milliarden US-Dollar haben.

Grafische Darstellung des Lunar Orbital Platform-Gateway

Konzept des Lunar Orbital Platform-Gateway der Nasa, dem geplanten Außenposten der Menschheit im Dunstkreis des Mondes.

Foto: Nasa

China: Die „Mondgöttin“ will Mondproben zurückbringen

Am 3. Januar 2019 setzte die chinesische Sonde Chang’e 4 auf der Rückseite des Mondes auf und lieferte mit diesem schwierigen Manöver den Beweis dafür, dass mit der jungen Raumfahrtnation China zu rechnen sein wird. Rund 11 Jahre zuvor hatte China sein ambitioniertes Mondprogramm verkündet und mit einem ersten Mondorbiter Chang’e 1 – benannt nach der chinesischen Mondgöttin – ins All befördert. Die Sonde kreiste etwa 16 Monate um den Mond, kartierte dabei den Erdtrabanten in 3D und schlug schließlich geplant im Mondmeer Mare Fecunditatis ein. In diesem Meer der Fruchtbarkeit sammelte sie Daten von der Beschaffenheit der Mondoberfläche. Weitere Sonden in 2010 und 2013 lieferten hochaufgelöste Bilder der Mondoberfläche und setzten schließlich den Rover Yutu dort ab. 31 Monate lang erkundete der „Jadehase“ die Mondoberfläche und fand u.a. neues Gestein auf dem Mond.

Als nächster spektakulärer Schritt soll die Sonde Chang’e 5 vielleicht noch im Dezember 2019 auf dem Mond landen und von dort mindestens 2 Kilogramm Mondboden- und Gesteinsproben zur Erde bringen. Falls diese Mission erfolgreich ist, wird China nach den USA und zuletzt Russland (1976) die dritte Nation sein, die Mondproben zurückbringt. Für 2023 oder 2024 ist mit Chang’e 6 eine weitere Rückholmission für Gesteinsproben geplant.

Bemannte Mondlandung und Bau eines „Mondpalastes“

Die Mondgöttin-Missionen werden allesamt robotisch durchgeführt. Am Ende aber dienen sie der Vorbereitung für eine bemannte Mondlandung in den 2030er Jahren. Ziel ist der Bau eines bemannten wissenschaftlichen Außenpostens am Südpol des Mondes. Dafür testet China bereits seit Jahren das Leben im „Lunar Palace“, einem Prototyp des geplanten Mondpalastes. Menschen, Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen leben gemeinsam in einem geschlossenen Ökosystem, in dem Sauerstoff, Wasser und Lebensmittel recycelt werden, um inmitten einer Mondumwelt eine erdähnliche Umgebung zu schaffen.

Die chinesische Weltraumagentur CNSA (China National Space Administration) kooperiert zwar mit Partnern wie der ESA und arbeitet mit westlichen Staaten, Universitäten und privaten Raumfahrtunternehmen zusammen, ist aber ansonsten auf Unabhängigkeit bedacht. Die meisten Komponenten lässt die chinesische Raumfahrtagentur im eigenen Land bauen.

Europäer: „Moon Village“ – gemeinsam leben auf dem Mond

Für das amerikanische Raumschiff Orion, das den Mond und die Tiefen des Alls erkunden soll, hat die Europäische Raumfahrtagentur ESA einen wichtigen Beitrag geliefert. Das 4,5 Meter große Servicemodul, an dem 20 europäische Unternehmen mitgebaut haben, wird Energie, Wasser, Atemluft und Elektrizität für Orion und die vierköpfige Besatzung bereitstellen. Außerdem wird es den nötigen Schub liefern. Das Modul ist Teil des Kompensationsgeschäftes mit den USA, mit dem die ESA sich an den Kosten für die Raumstation beteiligt.

Europäisches Servicemodul für Orion im Laderaum einer Antonov

Hier macht sich das europäische Servicemodul im Bauch einer Antonov auf den Weg zum Kennedy Space Center.

Foto: ESA/A. Conigli

Aber die Europäer haben auch eigene Pläne, was den Mond betrifft. „Moon Village“ heißt die Vision, in der es um die Besiedlung des Mondes geht. „Im Moon Village wollen wir die Fähigkeiten verschiedener Weltraumnationen zusammenführen – sei es in Form von Robotik oder Astronauten. Die Teilnehmer an dieser permanenten Mondbasis können in ganz unterschiedlichen Feldern aktiv sein: Wissenschaft und Grundlagenforschung, kommerzielle Aktivitäten wie die Gewinnung von Rohstoffen, oder sogar Tourismus“, sagt ESA-Generaldirektor Johann-Dietrich Wörner. Das Mond-Dorf soll in der Moon Village Association entwickelt werden, einer Nicht-Regierungsorganisation, die eng mit der ESA zusammenarbeitet.

Trainingslager in möglichst authentischer Mondumgebung

Einen bevorzugten Standort gibt es auch schon: Nahe des Shackleton Kraters am Südpol des Mondes würde die Siedlung entstehen. Dort scheint fast immer die Sonne, während etwa 4 Kilometer weiter unten im schattigen Krater die wertvolle Ressource Wassereis liegt. Das sichert die Versorgung mit Wasser, Sauerstoff und die Produktion von Treibstoff. Für die Gebäudestrukturen selbst sind sowohl aufblasbare Module als auch Hüllen vorgesehen, die vor Strahlung, Extremtemperaturen und Asteroideneinschlägen schützen.

Als Vorbereitung, um in der lebensfeindlichen Mondatmosphäre zurechtzukommen, wird schon seit Jahren auf der Erde trainiert. Das geschieht zum Beispiel auf der Kanareninsel Lanzarote, auf der die Oberfläche dem Mond sehr ähnlich ist. Der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer war bereits drei Mal dort, um etwa zu simulieren, wie Gesteinsproben entnommen werden können. Ab 2020 soll in der Trainingsanlage „Luna“, die derzeit in der Nähe des Europäischen Astronautenzentrums (EAC) in Köln als gemeinschaftliches Projekt von ESA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entsteht, in möglichst authentischer Umgebung das Leben auf dem Mond geübt werden. Dafür werden die Astronauten an Seilen hängen, um ihr Körpergewicht wie auf dem Mond um ein Sechstel zu reduzieren und als Ersatz für den Sandstaub hat man Vulkanpulver aus der Eifel in die Halle geschüttet.

ESA teilt Know-how mit Privatwirtschaft

Wie weit die Kooperation der ESA auch mit der Privatwirtschaft inzwischen reicht, zeigt ein aktuelles Beispiel aus Berlin. Dort hat das 2008 gegründete New-Space Unternehmen PTScientists („Part Time Scientists“) mit 70 Mitarbeitern seinen Sitz. Die Wissenschaftler – längst nicht mehr in Teilzeit – planen und entwickeln den Lander „Alina“ und einen Rover, die beide auf dem Mond eingesetzt werden sollen. Das Projekt wird privatwirtschaftlich finanziert und von Unternehmen wie Audi, Nokia und Vodafone unterstützt. Wenn alles klappt, ist der Jungfernflug bereits für 2021 vorgesehen.

Von Seiten der ESA werden die PTScientists mit Fachwissen und Erfahrung gefüttert. So beraten die Experten des Europäischen Satellitenkontrollzentrums der ESA in Darmstadt in den Bereichen Flugdynamik und Flugbetrieb und stellen ihr Know-how im Missionsbetrieb zur Verfügung. „Wir helfen dem Unternehmen bei der Entwicklung von Know-how; dabei ist es auch für die ESA sinnvoll, Aspekte unserer Betriebskonzepte zu konsolidieren. Davon können tatsächlich beide Seiten profitieren“, sagte kürzlich Andrea Accomazzo, Leiter Flugbetrieb von Sonnen- und Planetenmissionen bei der ESA.

Ein dickes Fragezeichen steht allerdings inzwischen hinter den gesamten Plänen der PTScientists, denn das Unternehmen hat am 05.07.2019 in Deutschland die vorläufige Insolvenz angemeldet. Ein Insolvenzverwalter wurde bestellt. Bei der Einwerbung von weiteren Investoren- und Fördergeldern für die geplante Mondmission sei es zu ungeplanten Verzögerungen gekommen, ließ das Unternehmen wissen. Unternehmensgründer Robert Böhme bleibt dennoch zuversichtlich, dass die Mond-Mission stattfinden kann. „Der Insolvenzantrag wirft uns zeitlich etwas zurück, weil wir zunächst gemeinsam mit dem Insolvenzverwalter die weitere Finanzierung des Unternehmens sichern müssen. Aber aufgrund unserer klaren Fortschritte und Erfolge, die wir in den letzten Monaten nachweisen konnten, haben wir beste Voraussetzungen, um aus dem Insolvenzverfahren gestärkt hervorzugehen und unsere Mondmission wie geplant umzusetzen“, wird Böhme auf der Firmenseite zitiert.

Laser der PTScientists schmelzen Mondstaub

Im Rover, den die PTScientists auf dem Mond umherfahren lassen wollen, soll auch ein ganz spezielles Lasersystem integriert sein. „Moonrise“ nennt sich dieses Projekt, an dem das Laser Zentrum Hannover e. V. (LZH) und das Institut für Raumfahrtsysteme (IRAS) der Technischen Universität Braunschweig seit Jahren arbeiten, und das von der Volkswagen-Stiftung finanziell gefördert wird. Ziel ist es, mit einem Laser Mondstaub gezielt in vordefinierte Strukturen zu schmelzen. Nach dem Abkühlen könnte der feste Körper zum Beispiel als Baumaterial für das Moon Village nutzbar gemacht werden. Aktuell arbeitet das Projektteam daran, den Laser in einen Tunnel an der Unterseite des Rovers zu integrieren.

Grafik der Moonrise-Technologie im Einsatz mit Mondlandefähre Alina und einem Rover

So soll die Moonrise-Technologie der PTScientists im Einsatz aussehen: Links die Mondlandefähre Alina, rechts der Rover mit angeschaltetem Laser beim Aufschmelzen von Mondstaub.

Foto: LZH

Israel: Gescheiterte Landung von „Bereshit“

Für kurze Zeit sah es so aus, als ob Israel – nach USA, Russland und China – die vierte Nation sein würde, die erfolgreich auf dem Mond landet. Die Raumsonde „Bereshit“ machte sich am 22. Februar 2019 vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida an Bord einer Falcon-9-Rakete zum Mond auf. In immer größeren Ellipsen flog sie um die Erde herum und gelangte schließlich in die Mondumlaufbahn. Die geplante Landung im Mare Serenitatis, dem Meer der Heiterkeit, misslang jedoch, weil im entscheidenden Moment der Motor ausfiel, der den harten Aufprall abbremsen sollte. Damit ist Israel das siebte Land, dem es gelungen ist, in die Umlaufbahn des Mondes zu gelangen.

Indien: Lander soll am Südpol umherfahren

Nun steht Indien in den Startlöchern für Platz vier der Mondlandenationen. Am 15. Juli 2019 sollte die bereits mehrmals verschobene zweite Mondmission „Chandrayaan-2“ der indischen Raumfahrtbehörde ISRO starten. Aus technischen Gründen, wie es hieß, wurde der Start jedoch weniger als eine Stunde vor Launch abgebrochen. Ein neuer Termin soll demnächst bekannt gegeben werden.

Ziel der Mission ist es, herauszufinden, wie viel Wassereis in den Kratern an beiden Mondpolen vorhanden ist. Anfang September 2019 soll der Lander „Vikram“ mit einem Rover den Mond erreichen und sanft in der Nähe des Südpols aufsetzen. Der Rover wird dann auf der Oberfläche die Beschaffenheit des Südpols an Ort und Stelle untersuchen. Gesteinsproben wird diese Mission nicht zurückbringen.

Japan: Industrieanlage und Pendelverkehr

Auch Japan hat bei einer Falcon-9-Rakete des US-amerikanischen Raumfahrtunternehmens SpaceX einen Platz gebucht. Die Firma iSpace aus Tokio will 2020 eine Mondlandeeinheit in ein stabiles Orbit um den Mond bringen, als Vorbereitung für das Absetzen des Rovers „Hakuto-R“ ein Jahr später. Langfristig will iSpace mit bemannten Missionen eine eigene Industrieanlage auf der Mondoberfläche errichten. Diese soll vor allem Treibstoff produzieren, um einen regelmäßigen Pendelverkehr zwischen Erde und Mond zu etablieren.

Russland: Raumschiff Federatsiya könnte Sojus ablösen

Und wie steht es mit Russland, dem ehemals größten Konkurrenten der USA im Wettlauf zum Mond? Zwar war es ein Amerikaner, der 1969 als erster Mensch seine Fußspuren auf dem Mond hinterließ, aber drei Jahre zuvor konnten die Russen mit „Luna 9“ erstmals ein von Menschen gebautes Objekt unbeschadet auf der Mondoberfläche landen. Das Kosmodrom im kasachischen Baikonur, von dem die Sonde damals gestartet worden war, ist außerdem nicht nur der erste, sondern auch der größte Weltraumbahnhof. Derzeit ist er der einzige nicht-chinesische Startplatz für bemannte Raumflüge und auch die Sojuskapsel der Russen ist immer noch das robusteste und zuverlässigste Transportmittel für alle Astronauten, die zur ISS geschickt werden.

Mit dem Federatsiya-Projekt, das seit 10 Jahren läuft, will die russische Weltraumagentur Roskosmos aber auch ein Raumschiff an den Start bringen, das in die Tiefen des Alls vordringen kann und für bemannte Mondmissionen geeignet ist. Testflüge im niedrigen Erdorbit sind ab 2022 vorgesehen; den Jungfernflug zum Mond plant Roskosmos für 2028. Am Lunar Orbital Platform-Gateway, dem geplanten Außenposten der Menschheit in der Nähe des Mondes, sind die Russen ebenfalls beteiligt.

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Künstliche Erdsatelliten – der große Überblick

 

Dieser Artikel ist Teil der Serie „50 Jahre Mondlandung“, zu der auch folgende Beiträge gehören:

Von Gudrun von Schoenebeck
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