Chandrayaan-4: Indien will Proben vom Mond zur Erde bringen
Die indische Raumfahrtorganisation Isro plant mit Chandrayaan-4 ihre vierte Mondmission(öffnet im neuen Fenster) . Dabei sollen insgesamt bis zu drei Kilogramm Gestein und Staub von der Oberfläche des Trabanten eingesammelt und versiegelt zur Erde gebracht werden.
Mit der Mission, die im September 2024 von der indischen Regierung genehmigt wurde(öffnet im neuen Fenster) , will das Land eine langfristige Präsenz außerhalb der Erdumlaufbahn etablieren .
Chandrayaan-3 diente als Vorbereitung
Bereits mit Chandrayaan-3 wurde im August 2023 die Fähigkeit zu einer sanften und sicheren Landung in der Südpolregion des Trabanten bewiesen. Mit dem Rover Pragyan zeigte das Land zudem , dass es den Mond auch mit einem kleinen Fahrzeug erkunden kann.
Für die Vorbereitung der Probenrückführung waren zwei Fähigkeiten besonders wichtig: Das Vikram-Landemodul führte am 4. September 2023 ein erfolgreiches Hüpfexperiment durch und die Isro brachte Ende 2023 das Antriebsmodul der Raumsonde zurück in eine hohe Erdumlaufbahn . Beides ist essenziell für eine Probenrückführung zur Erde.
Chandrayaan-4: die Erforschung des Mondsüdpols
Die Kameras und Sensoren an Bord der Raumfahrzeugmodule von Chandrayaan-4 sollen Erkenntnisse über die Beschaffenheit des lunaren Regoliths (Mondstaub) rund um die Landestelle liefern. Dabei soll das Landemodul in der Nähe der Vorgängermission landen. Der Shiv Shakti Point (auch Statio Shiv Shakti genannt) befindet sich ungefähr 600 Kilometer nördlich des Mondsüdpols.
Ein Großteil der wissenschaftlichen Arbeit von Chandrayaan-4 konzentriert sich auf die Analyse der Proben am Boden. Dazu gehören die Untersuchung, Klassifizierung und Katalogisierung der vielfältigen Proben.
Es sollen optische und elektronenmikroskopische Techniken sowie verschiedene spektroskopische Verfahren angewandt werden, um einen weiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu erfassen und die physikalischen Eigenschaften sowie die innere Struktur der Proben zu verstehen.
Rasterelektronenmikroskope und Elektronenmikrosonden sollen bei der chemischen und mineralogischen Analyse im Nanometer- bis Mikrometerbereich zum Einsatz kommen. Die Zusammensetzung der Proben soll mit Transmissionselektronenmikroskopen und Ionenstrahlgeräten entschlüsselt werden.
Die fünf Module der Chandrayaan-4-Mission
Zur Durchführung der Mission benötigt es fünf Module: Aufstiegsmodul (Ascender Module, AM), Abstiegsmodul (Descender Module, DM), Wiedereintrittsmodul (Re-entry Module, RM), Transfermodul (Transfer Module, TM) sowie das Antriebsmodul (Propulsion Module, PM).
Alle diese Elemente werden mit zwei Raketenstarts ins Weltall gebracht. Für beide Start, die frühstens 2027 erfolgen sollen, werden Trägerraketen des Typs LVM3 verwendet. Abstiegs- und Aufstiegsmodul sollen zuerst zum Mond aufbrechen, gefolgt von den anderen drei Modulen.
Nach der Landung soll der Roboterarm (Surface Sampling Robot) des Abstiegsmoduls etwa zwei bis drei Kilogramm an Proben rund um die Landestelle aufnehmen. Zusätzlich soll ein Bohrmechanismus Proben aus dem Untergrund sammeln und sie in einen anderen Behälter auf dem Aufstiegsmodul transferieren.
Zur Vermeidung einer Kontamination sollen die Proben in versiegelten Behältern mit dem Aufstiegsmodul in die Mondumlaufbahn gebracht werden, wo das Transfer- und Wiedereintrittsmodul wartet. Nachdem die Proben übergeben wurden, soll das Aufstiegsmodul abdocken.
Die beiden anderen Module brechen dann zur Erde auf, wo sie sich in einem geeigneten Eintrittskorridor voneinander trennen sollen. Mit einem ballistischen Wiedereintritt in die Erdatmosphäre sollen die Proben schließlich auf der Erdoberfläche landen.