Peregrine: Astrobotic ist auf dem Weg zum Mond
Seit Jahren möchte das amerikanische Start-up Astrobotic mit seiner Peregrine Mission One zum Mond. Am 8. Januar 2024 ist die Raumfahrtfirma endlich ins Weltall aufgebrochen. Der Raketenstart verlief problemlos und damit auch der Jungfernflug des neuen Raketentyps Vulcan-Centaur der vereinigten Startallianz ULA (United Launch Alliance).
Um 8:18 Uhr (MEZ) startete die Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral (Florida, USA) pünktlich. Etwas mehr als 20 Minuten später wurde das Raumfahrzeug von Astrobotic in einer erdnahen Umlaufbahn ausgesetzt. In den Mondorbit will die Landefähre zwischen dem 25. und 27. Januar 2024 eintreten.
Am Nachmittag berichtete Astrobiotic(öffnet im neuen Fenster) allerdings von einer Fehlfunktion, die eine korrekte Ausrichtung des Landers zur Sonne verhinderte. Nach weiteren Untersuchungen stellte sich als Ursache ein Fehler im Antriebssystem heraus, der schon nach ersten Angaben von Astrobiotic(öffnet im neuen Fenster) die Mondlandung gefährdete. Inzwischen wurde ein Treibstoffleck gefunden,(öffnet im neuen Fenster) was die Durchführung der Mission unmöglich macht. Die Firma arbeitet nun daran, mit Peregrine noch so viele Daten wie möglich zu sammeln.
Vom Start der Mission bis zum Landeanflug sollten etwa 39 Tage vergehen. Das Missionsteam wollte sich die optimalen Lichtbedingungen zunutze machen, um am 23. Februar 2024 mit Peregrine (Wanderfalke) sanft auf der Mondoberfläche zu landen.
Etwa im gleichen Zeitraum könnte auch das kommerzielle Raumfahrtunternehmen Intuitive Machines mit seiner Mondlandefähre Nova-C zum Sinkflug ansetzen. Die Mission (IM-1) soll um den 10. Februar 2024 zum Erdtrabanten aufbrechen und etwa eine Woche nach dem Start zum Landeanflug ansetzen. Damit ist noch unklar, welches von beiden Unternehmen als Erstes das kommerzielle Wettrennen auf der Mondoberfläche beenden wird.
Ansetzen zur kommerziellen Mondlandung
Als Landeplatz hat sich Astrobotic die Region Sinus Viscositatis ausgesucht. Sie befindet sich im Nordosten der uns zugewandten Mondseite. Mit dem TRN-Sensor (Terrain Relative Navigation; Relative Navigation durch das Gelände) soll die Peregrine eine Landegenauigkeit von bis auf 100 Meter erreichen.
Das NDL-Instrument (Navigation Doppler Lidar; Doppler-Lidar-Navigation) soll eine hochpräziser Entfernungs- und Geschwindigkeitsmesser für den Abstieg auf die Mondoberfläche garantieren. Zum Einsatz kommt dabei ein Lidar- beziehungsweise Ladar-Instrument. Das ist eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung.
Die Abkürzung Lidar steht für Lichtbildgebung, Detektion und Entfernungsmessung (Light imaging, detection and ranging). Ladar bedeutet Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission, Detektion und Entfernungsmessung (Light amplification by Stimulated Emission of Radiation detection and ranging).
Die Strahlenbelastung auf dem Erdtrabanten
An Bord der Landefähre befinden sich verschiedene wissenschaftliche Nutzlasten. Dazu gehört unter anderem das Strahlungsmessgerät LETS (Linear Energy Transfer Spectrometer; Lineares Energietransferspektrometer). Es soll die Strahlungsumgebung auf der Mondoberfläche für spätere bemannte Landungen untersuchen.
Ein weiteres Strahlenmessgerät stammt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR. Mit dem M-42 soll- die potenzielle Strahlenbelastung bei Langzeitaufenthalten von Menschen auf der Mondoberfläche untersucht werden. Ein ähnliches Modell befand sich bereit an Bord des Orion-Raumschiffs der ersten Artemis-Mondmission.
Wenn die Fachwelt weiß, wie hoch die Strahlenbelastung durch die Sonne auf dem Erdtrabanten ist, können Richtwerte für die Dauer von Aufenthalten auf der Mondoberfläche erstellt werden. Außerdem hilft die Erkenntnis beim Bau von bewohnbaren Stationen auf oder unter der Oberfläche unseres stellaren Nachbars.
Eine kleine Schar von Rovern soll den Mond erforschen
Die Peregrine-Landefähre wird auch einige Rover an Bord haben. Zum einen ein zwei Kilogramm schweres Fahrzeug der amerikanischen Carnegie Mellon University in Pittsburgh (Pennsylvania, USA). Ein studentisches Team hat(öffnet im neuen Fenster) den Schuhkarton-großen Rover Iris entworfen. Dieser soll die Mondoberfläche etwa 60 Stunden lang untersuchen und dabei auch Bilder für geografische Studien aufnehmen.
Die mexikanische Raumfahrtagentur AEM (Agencia Espacial Mexicana) steuert fünf kleine Mini-Rover bei, die unter dem Projektnamen Colmena x5 laufen(öffnet im neuen Fenster) . Colmena ist das spanische Wort für Bienenstock. Und genau so sollen sich die Rover der nachfolgenden Generationen verhalten. Zukünftig könnten laut Medina eine Million solcher winzigen, einfachen Roboter eingesetzt werden, um etwa komplizierte Aufgaben wie den Abbau von Asteroiden zu erledigen.
Bei dieser Mission werden sie zunächst die Eigenschaften und Zusammensetzung des Mondbodens erforschen. Dieser besteht aus sichtbaren Staubkörnern und kleineren, Nanometer großen Partikeln. Die ultravioletten Sonnenstrahlen laden diesen Staub mit elektrostatischer Energie auf, so dass eine Plasmawolke entsteht.
Diese schwebt bis zu etwa einem Meter über der Mondoberfläche. Im Durchmesser sind die zweirädrigen Mini-Rover jeweils etwa zwölf Zentimeter groß. Ihre Höhe beträgt dabei gerade einmal zwei Zentimeter. Damit werden sie sich in der Regolithwolke befinden und diese Umgebung untersuchen.
Untersuchung des Mondes
Die weiteren wissenschaftlichen Nutzlasten sollen die Oberflächen- und Untergrundfeuchtigkeit sowie den Methan- und Kohlenstoffdioxidgehalt der Mondoberfläche messen. Dafür kommt das NIRVSS-Instrument (Near-Infrared Volatile Spectrometer System; Nahinfrarot-Spektrometersystem für flüchtige Stoffe) zum Einsatz. Damit sollen auch die formbildenden Prozesse der Oberfläche und ihre Temperaturen kartiert werden.
Nach Wasserstoff im umliegenden Mondregolith wird mit dem Neutronenspektrometer NSS (Neutron Spectrometer System; Neutronenspektrometer-System) gesucht. Bei zukünftigen Missionen zum Mars oder darüber hinaus kann der abgebaute Wasserstoff als Bestandteil für den Treibstoff dienen. Er kann aber auch für die Energieversorgung der Mondbasen verwendet werden.
Mit dem Massenspektrometer PITMS (Peregrine Ion-Trap Mass Spectrometer; Peregrine-Ionenfallen-Massenspektrometer) soll die Mondexosphäre untersucht werden. Dies ist die sehr dünne Atmosphärenschicht des Mondes. Neben der Nasa ist auch die europäische Raumfahrtbehörde Esa an diesem Instrument beteiligt.
Kommerzielle Nutzlast
Daneben gibt es noch kommerzielle Nutzlasten an Bord der Mission. Die bekannteste von ihnen wird wohl die Moonbox sein. Kunden der Deutschen Post DHL konnten sich kleine wabenförmige Schächtelchen nach Hause bestellen und diese mit persönlichen Dingen wie einem Bild oder Verlobungsringen füllen. Per One-Way-Ticket werden diese auf die Mondoberfläche gebracht.
Überdies befinden sich Aschebehältnisse der Weltraum-Bestattungsfirmen Elysium Space und Celestis an Bord des Landefahrzeugs. Außerdem fliegen Bilder von Füßen und Fußabdrücken auf einem Speichermedium (Footsteps on the Moon), Nachrichten von Kindern aus der ganzen Welt (Lunar Dream Capsule) und eine Plakette mit der Kopie des ersten Bitcoin-Blocks zum Mond.
Auch das Team des Medien-Players VLC hat Fracht an Bord(öffnet im neuen Fenster) der Peregrine-Landefähre. Es schickt eine Filmkollektion zum Mond, die unter anderem "Le Voyage dans la Lune" (Eine Reise zum Mond) von Georges Méliès enthält.
Die Missionsdauer wird voraussichtlich acht bis zwölf Tage dauern. Die Instrumente der Landefähre sind nämlich nicht für die kalten Mondnächte konzipiert worden. Deswegen ist das Datum der geplanten Mondlandung wichtig. Das Missionsteam möchte nämlich so viele Sonnenstunden wie möglich – während des 14-Erdtage andauernden Mond-Tages – nutzen.
Nachtrag vom 8. Januar 2024, 16:18 Uhr
Nach erfolgreicher Abtrennung des Mondlanders kam es im Flug zu einer Fehlfunktion,(öffnet im neuen Fenster) die eine korrekte Ausrichtung zur Sonne verhinderte. Die Missionskontrolle arbeitet an einer Lösung.
Nachtrag vom 8. Januar 2024, 17:30 Uhr
Nach weiteren Untersuchungen hat sich als Ursache ein Fehler im Antriebssystem herausgestellt. Falls der nicht behoben werden kann, könnte nach Angaben von Astrobiotic(öffnet im neuen Fenster) die Mondlandung gefährdet sein.
Nachtrag vom 8. Januar 2024, 19:12 Uhr
Laut einem weiteren Update(öffnet im neuen Fenster) geht Treibstoff durch den Fehler im Antriebssystem verloren, was die Durchführung der Landung unmöglich macht. Astriobotic konzentriert sich nun darauf, unabhängig von der Mission möglichst viele Daten zu gewinnen.