Nasa: Capstone - kleine Raumsonde, große Mondmission

Die Nasa schickt ihre Mini-Raumsonde Capstone zum Mond. Dort soll sie nicht nur die Umlaufbahn der zukünftigen Lunar-Gateway-Raumstation testen.

Ein Interview von Patrick Klapetz und Frank Wunderlich-Pfeiffer veröffentlicht am 28. Juni 2022, 12:40 Uhr

Eine Bildcollage mit der Capstone-Raumsonde und Elwood Agasid, dem stellv. Programm-Manager für Kleine-Raumfahrzeug-Technologien bei der Nasa. Agasid hat mit Golem.de über die Mondmission der Nasa gesprochen. (Bild: Nasa, Daniel Rutter, golem.de)

Capstone ist unterwegs. Um 11:55 Uhr Mitteleuropäischer Zeit ist die Nasa-Sonde gestartet und auf den Weg zum Mond. Für die kleine Raumsonde Capstone ist es ein weiter Weg. Zwar sind die Erde und ihr Trabant im Mittel circa 384.400 Kilometer voneinander entfernt - dennoch wird Capstone etwa 1,5 Millionen Kilometer hinter sich legen, um den Mond zu erreichen. Gestartet wird sie mit einer nur 12,5 Tonnen schweren Electron, der kleinsten Rakete, die jemals für eine Mondmission verwendet wurde.

Was die großen Aufgaben für die kleine Raumsonde der US-Raumfahrtbehörde Nasa sind und warum die Mission ein Wegweiser ist, erzählt Elwood Agasid von der Nasa golem.de im Interview. Er ist der Programm-Manager für kleine Raumfahrzeug-Technologien (Small Spacecraft Technology Program) bei der Behörde und arbeitet mit seinem Team an Lösungen für zukünftige Mond- und Marsmissionen. Wobei der Fokus bei Capstone auf den bevorstehenden Artemis-Mondmissionen liegt.

"Bei dieser speziellen Mission wird es sich mehr oder weniger um einen Wegweiser für das Lunar Gateway handeln", erzählt Agasid. Die Raumsonde ist gerade einmal so groß wie ein Mikrowellenherd - ohne Solarmodule sind das knapp 23 mal 23 Zentimeter im Grundmaß und 34 Zentimeter in der Höhe.

Ein ganz besonderer Orbit für Capstone und das Gateway

Nach ihrer Ankunft am Mond soll sie den Near-Rectilinear Halo Orbit (eine nahezu rechtwinklige Halo-Umlaufbahn, kurz NRHO) einnehmen. Diese Umlaufbahn steht von der Erde aus gesehen senkrecht zum Mond und wird mittlerweile nur noch Halo-Orbit genannt.

Auf dem NRHO begegnet die Raumsonde dem mondnächsten Punkt ungefähr alle sieben Tage. Durch dessen Gravitation wird sie auf eine Flugbahn gelenkt, auf der sie sieben Tage später erneut dem mondnächsten Punkt begegnet und wieder durch die Gravitation genau zur richtigen Stelle gelenkt wird. Von oben betrachtet sieht die Flugbahn deshalb fast wie ein Rechteck aus, dessen Ecken auf der Ellipse der Mondumlaufbahn liegen.

Laut dem Nasa-Experten befindet sich diese Umlaufbahn "an einer Art Lagrange-Punkt und nutzt die Schwerkraft der Erde und des Mondes, um diese Umlaufbahn zu halten." Dadurch benötigen Missionen wie Capstone oder später auch die fliegende Mondraumstation Lunar Gateway weniger Treibstoff - weil kleine Änderungen der Geschwindigkeit in der Nähe der Gleichgewichtspunkte zwischen der Schwerkraft von Erde und Mond schon einen großen Effekt auf die Flugbahn haben können.