Verkehr im Mondorbit: Forscher planen „Perlenkette“ für Raumschiffe
Mehrere Raumschiffe auf derselben Mondbahn: Eine neue Studie zeigt, wie das funktionieren könnte, obwohl die Nasa Mondstation Gateway inzwischen pausiert hat.
Schematische Darstellung eines Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO) um den Mond. In einem solchen langgestreckten Orbit sollten Gateway und weitere Raumfahrzeuge operieren.
Foto: Texas A&M University College of Engineering/Dr. Diane C. Davis
Die Texas A&M University spricht vom ersten „Flughafen“ am Mond: Raumkapseln, Landefähren und Frachter sollen die Nasa -Station Gateway ansteuern und bei Bedarf in ihrer Umgebung warten. Forschende haben dafür untersucht, wie mehrere Raumfahrzeuge sicher auf derselben ungewöhnlichen Bahn operieren können.
Nur gibt es ein Problem mit diesem Bild: Die Nasa hat Gateway in seiner bisherigen Form bereits im März 2026 auf Eis gelegt. Statt einer Raumstation im Mondorbit konzentriert sich die Behörde inzwischen stärker auf eine Basis an der Mondoberfläche.
Die Forschung ist deshalb nicht wertlos. Sie zeigt vielmehr, wie schwierig es wird, mehrere Raumfahrzeuge gleichzeitig im Erde-Mond-System zu koordinieren. Ein Ansatz erinnert an eine Perlenkette: Die Fahrzeuge folgen derselben Bahn, bleiben aber zeitlich gegeneinander versetzt.
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Was die Forschenden tatsächlich untersucht haben
Hinter der aktuellen Meldung steckt eine Facharbeit von Forschenden der Texas A&M University, des Johnson Space Center der NASA und der Purdue University. Sie erschien bereits im Juni 2026 online und wird im November in der Fachzeitschrift Acta Astronautica veröffentlicht.
Der Titel beschreibt ziemlich genau, worum es geht: „Cislunar traffic management: Orbit maintenance and loitering in the Gateway NRHO“.
Die Studie entwickelt keinen kompletten „Fluglotsen für den Mond“ und auch kein Regelwerk, das mit der Flugsicherung auf der Erde vergleichbar wäre. Untersucht werden vielmehr Bahnhaltung und Loitering, also Situationen, in denen ein Raumfahrzeug in der Nähe seiner vorgesehenen Bahn bleibt, bevor es seine nächste Missionsphase beginnt.
Das war für Gateway durchaus relevant. In der ursprünglichen Artemis-Architektur sollten unter anderem die Orion-Kapsel, Versorgungsschiffe und Mondlander die Station ansteuern. Fahrzeuge hätten dabei unter Umständen warten müssen, bevor ein Rendezvous oder ein anderes Manöver möglich gewesen wäre.
Die Forschenden vergleichen dafür unterschiedliche Algorithmen zur Bahnhaltung. Neben Verfahren, die jedes Raumfahrzeug einzeln auf seiner Sollbahn halten, untersuchen sie eine relative Steuerung: Dabei zählt zusätzlich, wie sich ein Fahrzeug gegenüber einem anderen bewegt.
Die Simulationen berücksichtigen auch Fehler, wie sie im realen Betrieb auftreten können. Dazu gehören Navigationsabweichungen und Ungenauigkeiten bei Triebwerksmanövern. Verglichen werden unter anderem die erreichbare Positionsgenauigkeit, der Abstand zwischen den Fahrzeugen und der notwendige Geschwindigkeitsänderungsbedarf Δv – und damit indirekt der Treibstoffbedarf.
Warum der geplante Gateway-Orbit so anspruchsvoll ist
Gateway sollte in einem Near Rectilinear Halo Orbit, kurz NRHO, um das Erde-Mond-System fliegen. Dabei handelt es sich nicht um eine gewöhnliche Kreis- oder Ellipsenbahn um den Mond.
Der für Gateway ausgewählte südliche L2-NRHO steht in einer 9:2-Resonanz zum Mondumlauf. Ein Umlauf dauert ungefähr 6,5 Tage. Am mondnächsten Punkt führt die Bahn bis auf rund 1500 km an die Oberfläche heran, am entferntesten Punkt liegt sie etwa 70.000 km vom Mond entfernt.
Die Bahn hat mehrere Vorteile. Sie bietet günstige Kommunikationsbedingungen mit der Erde und ermöglicht vergleichsweise treibstoffarme Transfers und Bahnerhaltungsmanöver.
Ganz von allein bleibt ein Raumfahrzeug dort trotzdem nicht auf seiner vorgesehenen Flugbahn. Der NRHO wird von der Gravitation von Erde und Mond geprägt und ist leicht beziehungsweise dynamisch instabil. Für langfristige Missionen sind deshalb regelmäßig Korrekturmanöver notwendig.
Das klingt zunächst widersprüchlich: Eine instabile Bahn kann dennoch einen vergleichsweise geringen Aufwand für die Bahnerhaltung benötigen. Die Instabilität beschreibt, wie sich kleine Abweichungen mit der Zeit entwickeln. Der notwendige Δv-Aufwand beschreibt dagegen, wie viel Geschwindigkeitsänderung nötig ist, um das Fahrzeug wieder in die gewünschte Bahnregion zu bringen.
Capstone hat den NRHO bereits praktisch getestet
Der Bahntyp ist keine reine Computersimulation. Mit Capstone hat bereits ein Raumfahrzeug einen NRHO am Mond genutzt. Der etwa mikrowellengroße Satellit erreichte die Bahn im November 2022. Die Mission sollte unter anderem zeigen, wie sich ein Fahrzeug dort navigieren lässt und welche Anforderungen an Kommunikation, Antrieb und Bahnhaltung entstehen.
CAPSTONE erprobte zudem autonome Navigation zwischen Raumfahrzeugen. Solche Fähigkeiten werden wichtiger, wenn sich mehrere Fahrzeuge gleichzeitig im Mondraum befinden und nicht jede Positionsbestimmung ausschließlich über Bodenstationen auf der Erde laufen soll.
Die Nasa beendete ihre Aktivitäten mit Capstone im Juni 2026, nachdem die Primärmission und die erweiterte Mission abgeschlossen waren. Der Satellit selbst ist jedoch weiterhin in Betrieb: Eigentümer und Betreiber Advanced Space will ihn als Testplattform für weitere Technologien nutzen.
Die Raumschiffe bilden eine „Perlenkette“
Besonders anschaulich ist eine der untersuchten Loitering-Ideen. Mehrere Fahrzeuge können sich entlang derselben grundsätzlichen NRHO-Bahn verteilen und sich vor oder hinter einem Referenzfahrzeug bewegen. Das Forschungsteam beschreibt diese Anordnung als „String of Pearls“, also als Perlenkette.
Gemeint ist kein enger Formationsflug, bei dem mehrere Raumfahrzeuge wenige Meter voneinander entfernt gemeinsam fliegen. Die Fahrzeuge bleiben vielmehr auf kontrollierten relativen Positionen entlang der Bahn.
Gerade hier zeigt die Studie einen Vorteil der relativen Bahnhaltung. Nach den Simulationen lassen sich Schwankungen der Abstände zwischen zwei Fahrzeugen damit deutlich reduzieren. Die Zielparameter können zudem während einer Mission verändert werden, wenn sich die Anforderungen ändern.
Eine engere Führung gibt es allerdings nicht kostenlos. Je genauer die Fahrzeuge auf ihren vorgesehenen Positionen gehalten werden sollen, desto stärker können Aufwand und Δv-Bedarf für Korrekturmanöver steigen.
Missionsplaner müssen deshalb einen Kompromiss finden: Die Positionen sollen vorhersehbar genug sein, um andere Operationen sicher planen zu können. Gleichzeitig dürfen die notwendigen Korrekturen nicht unnötig viel Treibstoff verbrauchen.
Ausgerechnet Gateway soll nun nicht mehr wie geplant kommen
Die aktuelle Mitteilung der Texas A&M University vom 24. August 2026 erzählt die Geschichte noch anders. Gateway wird dort als künftiger „lunar spaceport“ beschrieben, an dem sich Orion-Kapseln, Landefähren und Frachtschiffe treffen könnten. Diese Darstellung entspricht nicht mehr vollständig der aktuellen Nasa -Strategie.
Am 24. März 2026 kündigte die Raumfahrtbehörde an, Gateway „in its current form“ zu pausieren. Die Ressourcen sollen stärker in Infrastruktur fließen, die langfristige Einsätze direkt auf der Mondoberfläche ermöglicht. Über die grundlegende Kursänderung von Gateway zur Mondbasis hat ingenieur.de bereits ausführlich berichtet.
Wie weit der Umbau inzwischen geht, zeigt der Umgang mit HALO. Das Habitation and Logistics Outpost sollte eines der ersten beiden Gateway-Elemente werden. Im August teilte die Nasa mit, dass gemeinsam mit Northrop Grumman nun drei Technologiedemonstrationen für die Mondoberfläche entwickelt werden.
Dafür soll Technik genutzt werden, die ursprünglich für HALO entwickelt wurde. Konkret nennt die Nasa Stromversorgungs- und Avionikhardware. Damit sollen unter anderem Systeme getestet werden, die die langen Mondnächte überstehen können, sowie gemeinsam nutzbare Stromversorgungsinfrastruktur.
Das passt zur neuen Strategie. Bei der geplanten Mondbasis setzt die NASA unter anderem auf Frachter, Rover, Energieversorgung und weitere Infrastruktur direkt am lunaren Südpol.
Gateway lag ohnehin Jahre hinter dem Zeitplan
Ein Bericht des Nasa Office of Inspector General vom Juni 2026 zeigt außerdem, wie groß die Probleme beim Gateway-Modul HALO bereits geworden waren.
Die unabhängigen Prüfer kritisieren unter anderem unrealistische Terminplanungen. Ein ursprünglicher Vertrag mit Northrop Grumman sah einmal Startbereitschaft im November 2024 vor. Interne Analysen hätten diesem Termin jedoch eine Erfolgswahrscheinlichkeit von weniger als einem Prozent gegeben. Eine spätere unabhängige Überprüfung kam für einen inzwischen auf Oktober 2025 verschobenen Termin sogar auf null Prozent.
Hinzu kamen technische Probleme. 2025 wurde dem Bericht zufolge verbreitete Korrosion an der HALO-Primärstruktur festgestellt. Auf Basis der zuletzt beobachteten Terminverschiebungen schätzt der Inspector General, dass HALO bei einer Fortsetzung des bisherigen Programms erst im Juli 2031 an die Nasa hätte geliefert werden können.
Anschließend wären noch Integration, Start und der Transfer zum Mond notwendig gewesen. Ein betriebsbereites Gateway wäre nach Einschätzung der Prüfer deshalb frühestens 2032 möglich gewesen. Das ist ausdrücklich eine Projektion für ein inzwischen geändertes Programm – kein aktueller Nasa-Termin.
Quellen
- Acta Astronautica: Cislunar traffic management: Orbit maintenance and loitering in the Gateway NRHO, 2026 – Fachpublikation zu Loitering, relativer Bahnhaltung, Abständen und Δv.
- Texas A&M University: „Now boarding“ … 240,000 miles from Earth, at the moon’s first airport, 24.08.2026 – aktuelle Universitätsmeldung zur Studie.
- NASA: NASA Unveils Initiatives to Achieve America’s National Space Policy, 24.03.2026 – Neuausrichtung der Mondstrategie und Pause von Gateway in seiner bisherigen Form.
- NASA: NASA Provides Updates on Moon Base Cargo Landers, Tech Demonstrations, 04.08.2026 – Umnutzung von HALO-Technik für Demonstratoren auf der Mondoberfläche.
- NASA Office of Inspector General: Canceled or Repurposed Artemis Campaign Systems, 24.06.2026 – Terminprobleme bei HALO und Projektion eines Gateway-Betriebs frühestens 2032 bei Fortführung.
- NASA: CAPSTONE Completes Extended Mission Testing Lunar Technologies, 06.07.2026 – Ergebnisse der NRHO-Mission und weiterer Betrieb durch Advanced Space.
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