Warum ist es für Raumfahrzeuge so schwierig, auf dem Mond zu landen?

Die Landung auf dem Mond war für Robotermissionen eine große Herausforderung.
Die Landung auf dem Mond war für Robotermissionen eine große Herausforderung. Copyright Canva
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Von Anna Desmarais
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Dieser Artikel wurde im Original veröffentlicht auf Englisch

Nur eine Handvoll Weltraumroboter ist bisher erfolgreich auf dem Mond gelandet. Experten sagen, dass eine Reihe von Variablen über Erfolg oder Misserfolg einer Landefähre entscheidet.

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Zum ersten Mal seit einem halben Jahrhundert haben die USA endlich die Landung geschafft - eine Mondlandung.

Die SpaceX-Rakete mit der Mondlandefähre des Privatunternehmens Intuitive Machines startete vom Kennedy Space Center in Florida und legte 400.000 km zurück, um ihr Ziel zu erreichen - die südliche Hemisphäre des Mondes.

An Bord der Mondlandefähre: NASA-Raumfahrtausrüstung, die den Mond für die weitere Erkundung durch den Menschen vorbereiten soll.

Bill Nelson, der Leiter der US-Raumfahrtbehörde, nannte den Start "ein neues Abenteuer der Wissenschaft und der amerikanischen Führungsrolle im Weltraum".

"Diese Leistung ist ein großer Schritt nach vorn für die gesamte Menschheit", sagte Nelson in einer im Fernsehen übertragenen Erklärung auf X.

Die Landung des in Houston ansässigen Unternehmens Intuitive Machines ist die einzige erfolgreiche Landung von Amerikanern in jüngster Zeit.

Robotergeführte Missionen wie die indische Chandrayaan-3 und die japanische SLIM haben es in den letzten Monaten bis zum Südpol des Mondes geschafft.

Zwei weitere Raketen der Russen und ein weiterer Versuch der Japaner sind im letzten Jahr gescheitert.

Im Januar versuchte das US-Unternehmen Astrobotic Technology ebenfalls, Geschichte zu schreiben, musste aber schließlich wegen eines kritischen Treibstofflecks, das später in der Erdatmosphäre verglühte, auf einen Landeversuch verzichten.

Wenn es der Menschheit vor über 50 Jahren gelungen ist, Menschen sicher zum Mond zu bringen, warum ist es dann immer noch so schwierig, unbemannte Landegeräte auf dem Mond zu landen?

Ein von einem Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) aufgenommenes Bild eines Mondroboters mit der Bezeichnung Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) auf dem Mond.
Ein von einem Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) aufgenommenes Bild eines Mondroboters mit der Bezeichnung Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) auf dem Mond.JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University via AP, File

Sanftes Berühren

Markus Landgraf, Leiter des Programms Mond-Zukunftsstudien bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), sagte, dass es auf eine leichte Berührung ankomme.

Raketen verlassen die Erde und fliegen mit einer Geschwindigkeit von 2 km/Sekunde zum Mond - eine Geschwindigkeit, die sie beibehalten, sobald sie die Umlaufbahn erreicht haben.

An Bord der Flugzeuge befinden sich Leitsysteme, die den Abstand zwischen dem Raumfahrzeug und der Mondoberfläche bestimmen, damit das Team auf der Erde den eventuellen Abstieg einleiten kann.

Dies ist wichtig, so Landgraf, denn sobald das Triebwerk des Raumfahrzeugs "verbrannt" ist, bedeutet dies bei reinen Robotermissionen, dass man "zur Landung verpflichtet" ist.

"Die Frage ist dann, wie hart man landen will", so Landgraf, und wie man die Geschwindigkeit reduzieren kann, um sanft zu landen.

Um sanft zu landen, so Landgraf, muss das Triebwerk des Raumfahrzeugs etwa 10 Minuten lang ununterbrochen laufen, um "die gesamte Geschwindigkeit abzubauen, die man haben musste, um in der Umlaufbahn zu bleiben".

Dann geht es darum, auf eine Geschwindigkeit von etwa 6.479 km/h (1.800 m pro Sekunde) abzubremsen, damit die Sonde sanft auf der Mondoberfläche aufsetzen kann.

Landgraf sagte, dass alles "genau richtig" funktionieren muss, damit das Raumfahrzeug keinen Untergang erleidet.

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"Es handelt sich nicht um eine magische Technologie, also ist es nicht unerreichbar. Man kann nicht einfach neue Dinge erfinden und sein Bestes geben", sagte er.

Standort ist wichtig

Experten erklärten jedoch gegenüber CNN, dass es bisher nur fünf Länder gab, denen eine weiche Landung mit einer reinen Robotermission gelungen ist: die Luna-9-Landung der ehemaligen Sowjetunion, die Surveyor-1-Mission der Vereinigten Staaten im Jahr 1966 und in jüngerer Zeit, im 21.

Landgraf sagte, dass es für menschliche Missionen etwas einfacher wird, die Landungen durchzuhalten, wenn die Astronauten Arbeiten vom Raumschiff aus erledigen können, was von der Erde aus nicht möglich ist.

Und im schlimmsten Fall, so Landgraf, können sich die Astronauten von einem Raumschiff in der Umlaufbahn trennen und zur Erde zurückkehren, wenn sie der Meinung sind, dass die Landung wahrscheinlich nicht gut ausgehen wird: etwas, das bei reinen Robotermissionen nicht möglich ist.

Die Hindernisse für eine Mondlandung enden nicht bei der Geschwindigkeit des Raumschiffs. Sobald sich ein Raumschiff dem Erdtrabanten nähert, erwartet es ein unglaublich raues Terrain.

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Die Odysseus-Mondlandefähre von Intuitive Machines nimmt ein Weitwinkel-Bild des Kraters Schomberger auf dem Mond auf.
Die Odysseus-Mondlandefähre von Intuitive Machines nimmt ein Weitwinkel-Bild des Kraters Schomberger auf dem Mond auf.Intuitive Machines via AP

Laut Landgraf beschränkten sich die meisten Mondmissionen in der Vergangenheit auf die "äquatoriale" Zone des Mondes, weil das Gelände dort weitgehend eben und leicht zu befahren ist.

Was die Landung der Intuitive Machine noch beeindruckender macht, so Landgraf weiter, ist die Tatsache, dass sie auf der südlichen Sphäre des Mondes gelandet ist - einer unerforschten, dunkleren und raueren Oberfläche als bei früheren Missionen.

"Die Beleuchtung [auf dem Südpol] ist sehr schwierig mit all diesen langen und tiefen Schatten, was es dem Computer noch schwerer macht, das Bild [des Landes] zu betrachten und eine Entscheidung [über die Landung] zu treffen", sagte Landgraf.

Staub kann desorientierend sein

Nicolas Peter, Präsident der International Space University (ISU) in Frankreich, sagte, ein weiterer Punkt, den die Teams bei der Landung eines Raumfahrzeugs auf dem Mond beachten müssen, sei der Weltraumstaub.

"Manchmal, wenn man tatsächlich landet, kann der Staub, der sich vom Boden bewegt, einen blenden und den Satelliten beeinträchtigen, was die Sache schwierig macht", sagte er.

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Beide Männer waren sich einig, dass die Leistung von Intuitive Machines zwar aufgrund ihrer technologischen Errungenschaften bemerkenswert ist, dass aber auch ein bisschen Glück dazu beigetragen hat, ihre Mission voranzutreiben.

"Manchmal gibt es einfach eine Kombination von Faktoren, die eine Mission scheitern lassen, und man kann nichts dagegen tun", sagte Landgraf.

Obwohl das Team Intuitive Machines die Chancen überstanden hat, stehen ihm noch einige Herausforderungen bevor.

Die Bodenmannschaft auf der Erde muss sicherstellen, dass der Rover eine 14-tägige, dunkle und kalte Nacht auf der Mondoberfläche überstehen kann, um die benötigten wissenschaftlichen Informationen zu sammeln.

Nach dem letzten Update von Intuitive Machines on X ist ihr Rover Odysseus "gesund und munter".

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Ihre Teams stehen in Kontakt mit dem Gerät, um seine genaue Position auf dem Mond zu ermitteln und wissenschaftliche Daten herunterzuladen", die es bereits von der Mondoberfläche gesammelt hat.

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