Erstmals seit fast 50 Jahren will die NASA wieder mit einem Raumschiff Richtung Mond fliegen. Im Rahmen von Artemis 1 zunächst unbemannt und ohne Landung auf der Oberfläche, 2024 sollen aber Astronauten mit der Orion-Kapsel um den Mond fliegen (Artemis 2) und ein Jahr später ist geplant, einen Mann und erstmals eine Frau auf dem Erdtrabanten zu landen (Artemis 3).
Artemis 1 steht nun, nach einiger Verzögerung, in den Startlöchern. Am 18. August soll die riesige Mondrakete namens Space Launch System (SLS) aus dem Vehicle Assembly Building (VAB) zum historischen Launch Complex 39B auf dem NASA-Gelände in Cape Canaveral gerollt werden. Von dort startete bereits die Saturn 5 für die Apollo-Missionen.
Stärkste Rakete der Welt
"Das SLS sieht beinahe Retro aus, als ob wir zurück zur Saturn 5 blicken würden", sagte der NASA-Administrator Bill Nelson bei einem Briefing am 3. August. "Aber sie ist eine ausgefeiltere Rakete." Und stärker ist sie noch dazu: Die erste Variante SLS Block 1 hat mit 39.144 Kilonewton fast 15 Prozent mehr Startschub als die Saturn 5. Spätere Versionen mit einer neuen Oberstufe werden noch einmal 11 Tonnen mehr Nutzlast in eine Flugbahn zum Mond bringen können.
5BilderFür das SLS wird Artemis 1 der Erstflug sein. Geplant ist der Start derzeit für den 29. August, Ausweichdaten sind der 2. und 5. September. In diesem Zeitraum sind nach Angaben der NASA zwei Startversuche möglich. Der limitierende Faktor sind die Batterien des Flight Termination System, deren Betrieb für 20 Tage zugelassen ist. Die Uhr beginnt mit dem Rollout zu laufen. Das Flight Termination System ermöglicht die Zerstörung der Rakete im Fall eines Kontrollverlustes.
Neben Orion soll das SLS auch zehn CubeSats im All aussetzen. Die Kleinsatelliten von Universitäten, Unternehmen und Raumfahrtagenturen aus den USA, Japan und Italien tragen unter anderem Experimente zur Erforschung des Mondes und des Weltraumwetters und testen neue Antriebe. "Artemis 1 ist eine seltene Gelegenheit, um Ziele im Deep Space zu erreichen", sagt Bhavya Lal, stellvertretende Administratorin für Technologie, Politik und Strategie bei der NASA.
Härteprüfung für Orion
Im Rahmen von Artemis 1 wird auch die neue Orion-Raumkapsel ausgiebig getestet, das ist die Voraussetzung für eine Zertifizierung für spätere bemannte Flüge. "Orion wird weiter fliegen als jedes bemannte Raumfahrzeug zuvor", so Bill Nelson. Orion wird im Rahmen der 42 Tage dauernden Mission bis zu 450.000 Kilometer von der Erde entfernt sein.
Rund zwei Wochen soll Orion im sogenannten Distant Retrograde Orbit (ca. 70.400 km von der Mondoberfläche entfernt) verbringen, bevor die Kapsel dann ein Swing-by-Manöver um den Mond und mehrere Triebwerkszündungen durchführt, um wieder auf eine Flugbahn zur Erde zu gelangen. Bei seinen insgesamt zwei Swing-bys wird sich das Raumschiff der Mondoberfläche bis auf knapp unter 100 Kilometer nähern.
Orion wird schließlich mit Mach 32 in die Erdatmosphäre eintreten, dabei muss das Hitzeschild fast 2800 Grad Celsius standhalten. Oberste Priorität von Artemis 1 ist entsprechend, die Wiedereintrittsfähigkeit der Kapsel zu demonstrieren. Dafür geht die NASA bei Artemis 1 auch mehr Risiken ein als bei künftigen Missionen: "Wir verfolgen eine ‚Lean-forward‘-Strategie, da die Mission unbemannt ist. Bei Artemis 1 gibt es grünes Licht bei Hindernissen, die bei späteren Flügen mit Crew ein No-go wären", sagt Mike Sarafin, Artemis-1-Missionsmanager der NASA.
Nach dem Wiedereintritt wird Orion an Fallschirmen niedergehen, die Wasserung ist für den 10. Oktober vor der Küste von San Diego geplant. Bevor die Kapsel mithilfe eines Schiffs der US Navy geborgen wird, soll sie noch rund zwei Stunden im Pazifik schwimmen. Dabei soll unter anderem die Kühlung für künftige Astronauten getestet werden.
Wichtige europäische Beiträge
An Artemis ist auch Europa beteiligt. Wichtigster Beitrag ist das Europäische Service-Modul (ESM) der Orion-Kapsel. "ESM ist das Kraftwerk von Orion", sagt Howard Hu, Orion-Programm-Manager der NASA. Es liefert mithilfe seiner vier Solarpaneele Energie für das Raumschiff und verfügt über drei verschiedene Arten von Triebwerken (ein Haupttriebwerk, das Orbital Manoevering System des Space Shuttle, acht Hilfstriebwerke vom Typ Aerojet R4D, 24 Lagekontrolltriebwerke des früheren ATV). Gebaut wird das ESM in Bremen, Hauptauftragnehmer ist Airbus.
Auf künftigen Missionen wird das ESM die Astronauten auch mit Sauerstoff und Wasser versorgen. Zudem ist es zuständig für die Temperaturregulierung im Crew-Modul. "Wir sind sehr stolz darauf, dass uns die NASA solche kritischen Funktionen anvertraut", sagt Philippe Deloo, Orion-ESM-Programm-Manager der ESA.
An Bord des Crew-Moduls sind neben der männlichen Messpuppe namens Commander Moonikin Campos auch zwei weibliche Phantome des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Helga und Zohar sind zwei baugleiche Torsos, die mit Strahlungsdetekotren ausgestattet sind. Zohar trägt zusätzlich eine Strahlenschutzweste.
Die Öffentlichkeit soll an der gesamten Artemis-1-Mission teilhaben können. Geplant sind mehrere Livestreams (zum Beispiel von Start und Landung) sowie regelmäßige Veröffentlichungen von Selfies der Orion-Kapsel während ihres Fluges.
