Das Lunar Gateway: Der Wegweiser für Mondlandungen

Mit dem Lunar Gateway will die Nasa gemeinsam mit ihren Partnern, zu denen auch die europäische Raumfahrtbehörde Esa gehört, eine Raumstation in der Mondumlaufbahn platzieren - quasi eine Internationale Raumstation nur wesentlich kleiner. Während die ISS die Ausmaße eines Fußballfeldes umfasst, soll das Gateway nur ungefähr ein Drittel der Größe einnehmen.

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Eine Illustration des Lunar Gateway – einer zukünftigen Raumstation, die den Mond umkreisen soll.

Die ersten beiden Module der Mini-Raumstation Gateway sollen voraussichtlich Ende 2024 mit einer Falcon-Heavy-Trägerrakete vom privaten Raumfahrtunternehmen SpaceX in die Mondumlaufbahn gebracht werden. Dort soll aus Wohn- und Logistik-Modul Halo (Habitation and Logistics Outpost) und das Energie- und Antriebselement PPE (Power and Propulsion Element) zur Raumstation Lunar Gateway verbunden werden.

In Zukunft sollen Astronautinnen und Astronauten mit dem Orion-Raumschiff an das Gateway andocken und einen Zwischenstopp einlegen. Sobald das Gateway auf seiner siebentägigen Reise den mondnächsten Punkt erreicht, kann beispielsweise das Starship HLS (Human Landing System) Menschen auf die Mondoberfläche bringen. Somit ist das Gateway eine Art bewohnbare Bushaltestelle für Crew-Missionen zum Mond oder darüber hinaus.

Das Missionsziel von Capstone

Zurück zu Capstone: Nach dem Einschwenken in den Halo-Orbit soll das Raumfahrzeug Kontakt mit der Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) aufnehmen. Diese befindet sich bereits seit 2009 in der Mondumlaufbahn und hatte die Aufgabe, die gesamte Mondoberfläche zu kartieren.

Laut dem Nasa-Manager befindet sich an Bord von Capstone "einiges an Hardware und auch eine Software, die Cislunar Autonomous Positioning System genannt wird, und diese Technologie wird den bestehenden Lunar Reconnaissance Orbiter nutzen, um eine Querverbindung herzustellen." Um mit dieser Querverbindung die Entfernung zwischen den Raumsonden zu messen, soll ein Hochfrequenzsignal zwischen ihnen hin- und hergeschickt werden.

"Dann kann Capstone die Geschwindigkeit und das zurückgesendete Signal betrachten und damit seine Position relativ zum Lunar Reconnaissance Orbiter bestimmen." Das alles geschieht autonom und ohne eine Verbindung zur Erde. Momentan werden nämlich alle Missionen vom Boden aus gesteuert, sagt Agasid. Mit Capstone soll somit ein vom Boden unabhängiges Navigations- und Kommunikationsnetz getestet werden.

Die Hauptmission soll ungefähr sechs Monate andauern. Anschließend gibt es laut Agasid die Möglichkeit, die Raumsonde weitere zwölf Monate zu nutzen. "Wissenschaftler sagen gerne, je mehr Daten man erhält, desto besser sehen die Zahlen und Statistiken aus. Und das wäre unser zweites Ziel."

Capstone steht zum Start bereit

Doch zunächst musste die Capstone-Mission vom neuseeländischen Raumhafen in Māhia Peninsula am Launch Complex 1 erfolgen. Das Startfenster öffnete sich am 13. Juni und hätte sich am 27. Juli wieder geschlossen. Das war auch nötig. Aber nach mehreren Verzögerungen gelang der Start der speziell für diese Mission modifizierten Elektron-Rakete.

"Sie verfügt über eine verlängerte Stufe namens Photon, die zusätzlichen Treibstoff mit sich führt", so Agasid. Mit diesem zusätzlichen Treibstoff soll das Capstone-Raumschiff in eine Flugbahn gebracht werden, von der es zum Mond aufbrechen kann. "Etwa sechs bis sieben Tage nach dem Start wird die Capstone-Sonde von der Photon-Raketenstufe von Rocket Lab getrennt, um sein eigenes Antriebssystem zu zünden."

Für das ballistische Einfangmanöver auf dem Weg zum Mond sollen die Triebwerke mehrmals zünden. Zuerst um die Geschwindigkeit der Raumsonde zu erhöhen und später, um leichte Korrekturmanöver durchzuführen.

Ob es nach dieser Mission weitere Capstone-Raumsonden geben wird, ist noch unklar. Das Lunar Gateway und die Frachtflüge zum Mond und der Raumstation sehen zumindest ähnlich aus. Und später soll am Mond und auch am Mars ein Kommunikations- und Navigationsnetzwerk errichtet werden. Die Frage ist nur: Wird zuerst ein amerikanisches oder chinesisches Satellitennetzwerk den Mond umkreisen?