Artemis I: Japan will auf Mondoberfläche landen

Mit den Artemis-Missionen sollen wieder Menschen auf dem Mond landen. Bei Artemis I wird es zunächst nur einen Rundflug geben. An Bord der Mission befinden sich auch zehn kleine Satelliten. Eine davon stammt aus Japan und soll sogar auf der Mondoberfläche landen.

Eine Illustration der Oberflächensonde der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Minisonde liegt auf der Mondoberfläche und ihr aufgeblasener Airbag für die Landung zeigt nach oben.
Eine Illustration der Oberflächensonde der japanischen Mondmission Omotenashi, die während Artemis I auf dem Mond landen soll. Bildrechte: Jaxa

Ein Rundflug um den Mond ist der große Auftakt der Artemis-Mondmission. Die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa will gemeinsam mit ihren westlichen Partnern wieder Menschen auf die Mondoberfläche bringen. Doch das soll erst mit der dritten Artemis-Mission möglich sein.  

Bei Artemis I wird das Orion-Raumschiff gemeinsam mit dem europäischen Service Module ESM um den Erdtrabanten kreisen. Doch zuvor werden sich Orion und ESM von der kyrogenen Zwischenstufe ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) trennen. Anschließend wird das ICPS separat zum Mond aufbrechen und auf dem Weg dorthin zehn kleine Satelliten freisetzen. 

Omotenashi soll auf dem Mond landen

Einer davon ist Omotenashi (Outstanding Moon exploration Technologies demonstrated by Nano Semi-Hard Impactor). Im Deutschen bedeutet das Akronym so viel wie Demonstrator einer herausragenden Technologie zur Erforschung des Mondes durch halbharten Nano-Schlagkörper. Omotenashi ist aber auch das japanische Wort für "Gastfreundschaft" und "willkommen heißen". 

Eine Aufnahme der Omotenashi-Raumsonde. Sie ist rechteckig, ungefähr so groß wie ein Schuhkarton und hat einen roten Deckel. Der Rest der Sonde besteht aus Metall und an ihr sind Kabel angebracht. Sie befindet sich auf einem Labortisch, damit die abschließenden Arbeiten vollzogen werden können. Auf dem Tisch befinden sich weitere Kabel. Im Hintergrund steht eine Kiste.
Eine Aufnahme der Omotenashi-Raumsonde. Sie ist rechteckig, ungefähr so groß wie ein Schuhkarton und hat einen roten Deckel. Der Rest der Sonde besteht aus Metall und an ihr sind Kabel angebracht. Bildrechte: MDR, Jaxa

Der Cubesat (Kleinsatellit) ist gerade einmal so groß wie ein Schuhkarton und wurde von der japanischen Raumfahrtbehörde Jaxa entworfen. Es wird das einzige Raumfahrzeug sein, das während der Artemis-I-Mission auf dem Mond landen soll. Damit wäre es das weltweit kleinste Mondlandefahrzeug und Japan das vierte Land, dass erfolgreich auf dem Mond gelandet ist – nach der ehemaligen Sowjetunion, den USA und China. Vorausgesetzt, die Mondlandung glückt. Außerdem wäre es der erste Versuch einer Mondlandung mit Airbags. 

Aufbruch zum Mond: Die dreiteilige japanische Mission

Nach dem Start der Mega-Mondrakete SLS und der Trennung des Raumschiffes mit dem ICPS wird auch Omotenashi in den freien Weltraum überführt. Die Mission besteht aus drei Teilen: einem Orbitalmodul, Retromotormodul und einer Oberflächensonde. 

Eine Illustration der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Düsen des Retromotormoduls feuern und treiben die Mission an. Das zylinderförmige Modul fliegt im Weltraum. An der Spitze des Retromotormoduls befindet sich die Oberflächensonde, die auf dem Mond landen soll. An ihr befindet sich ein bereits aufgeblasener Airbag, der die baldige Landung sanfter gestalten soll.
Eine Illustration der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Düsen des Retromotormoduls feuern und treiben die Mission an. Das zylinderförmige Modul fliegt im Weltraum. An der Spitze des Retromotormoduls befindet sich die Oberflächensonde, die auf dem Mond landen soll. An ihr befindet sich ein bereits aufgeblasener Airbag, der die baldige Landung sanfter gestalten soll. Bildrechte: Jaxa

Das Orbitalmodul benötigt fünf Tage bis zum Erreichen der Mondumlaufbahn. Mit kleinen Gasdüsen wird der Satellit in die Umlaufbahn gelenkt. Die Düsen sorgen zusätzlich für die Ausrichtung des Satelliten. Dann sollen auch die Airbags der Raumsonde freigesetzt und aufgeblasen werden und der Satellit soll mithilfe der Gasdüsen in eine schnelle Rotation gebracht werden. Dadurch soll er in eine stabile Lage gelangen.

Das Raumfahrzeug wird sich dem Mond mit rund 9.000 Kilometern pro Stunde nähern. Der Flugbahnwinkel darf dabei nicht größer als sieben Grad sein, hat das japanische Forschungsteam bei bisherigen Simulationen errechnet.

Omotenashi und der halbharte Aufprall auf dem Mond

Eine künstlerische Darstellung der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Düsen des Retromotormoduls feuern und treiben die Mission an, die in dieser Darstellung in der Nähe der Mondoberfläche hinwegfliegt. An der Spitze des Retromotormoduls befindet sich die Oberflächensonde, die auf dem Mond landen soll. An ihr befindet sich ein bereits aufgeblasener Airbag, der die Landung sanfter gestalten soll.
Eine künstlerische Darstellung der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Düsen des Retromotormoduls feuern und treiben die Mission an, die in dieser Darstellung in der Nähe der Mondoberfläche hinwegfliegt. An der Spitze des Retromotormoduls befindet sich die Oberflächensonde, die auf dem Mond landen soll. An ihr befindet sich ein bereits aufgeblasener Airbag, der die Landung sanfter gestalten soll. Bildrechte: Jaxa

Die Landephase wird erst wenige Minuten vor der Mondlandung eingeleitet. Die Sonde wird dann ihr Retromotormodul zünden. Dabei wird sich das Orbitalmodul von dem Rest der Raumsonde trennen, wodurch der gezündete Motor weniger Masse abbremsen muss. Der Orbiter wird anschließend ungebremst auf der Mondoberfläche zerschellen. 

Das restliche Raumfahrzeug wird bis ungefähr 200 bis 100 Meter über der Mondoberfläche gebracht werden, bevor das Triebwerk des Retromotormoduls ausgebrannt sein wird. Omotenashi wird dann relativ waagerecht zur Mondoberfläche stehen und mit bis zu 180 Kilometern pro Stunde zu Boden fallen. 

Eine Illustration der Oberflächensonde der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Minisonde liegt auf der Mondoberfläche und ihr aufgeblasener Airbag für die Landung zeigt nach oben.
Eine Illustration der Oberflächensonde der japanischen Mondmission Omotenashi. Die Minisonde liegt auf der Mondoberfläche und ihr aufgeblasener Airbag für die Landung zeigt nach oben. Bildrechte: Jaxa

Dann wird auch die geplante Strahlungsbelastung in der Nähe des Erdtrabanten gemessen. Die Messwerte sollen in Zukunft helfen, neue Technologien gegen die Belastung durch die gefährliche Weltraumstrahlung zu entwickeln. Je nach Intensität der Weltraumstrahlung kann das Risiko einer Krebserkrankung bei den Raumfahrenden entsprechend zunehmen. 

Mondlandung auf japanisch: Getsumen chakuriku

Beim halbharten Aufprall auf der Mondoberfläche wird sich der Lander, an dem der Airbag angebracht ist, vom sechs Kilogramm schweren Triebwerk abtrennen. Wie bei einem Auffahrunfall soll der Airbag den ein Kilogramm schweren Lander vor größeren Schaden schützen. Die Batterien des Landers werden nur wenige Stunden halten. 

Der Fokus der Mission liegt somit auf der Strahlenmessung und der halbharten Landung eines Nano-Landers auf der Mondoberfläche. In Zukunft sollen weitere halbharte Landungen auf dem Mond erfolgen. Die Miniaturlandefahrzeuge können somit beispielsweise an verschiedenen Stellen des Mondes Strahlungsmessungen durchführen. Zudem wäre es eine kostengünstige Alternative zu regulären Mondlandungsmissionen. 

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