26. Februar 2025 | Berliner Instrument fliegt mit IM-2-Mission zum Mond
Neue Mondmission sucht Wassereis am Mond-Südpol
Animation der Landefähre Athena von Intuitive Machines bei der Landung in der Nähe des Mondsüdpols
Das diversifizierte Weltraumforschungsunternehmen Intuitive Machines beabsichtigt, seine zweite Mission, IM-2, etwa acht Tage nach dem Start auf dem Mond zu landen. Das Landemodul Athena soll in der Nähe des Südpols des Erdtrabanten landen, wo die Sonne nur knapp über dem Horizont steht und das Sonnenlicht nicht in tiefe Krater eindringt (künstlerische Darstellung). Man vermutet, dass sich dort Eis befindet, das für zukünftige astronautische Missionen genutzt werden könnte. Vom Landeplatz aus planen die Missionskontrolleure, die raketengetriebene Hüpfdrohne namens Grace in mehreren Sprüngen in einen solchen Krater zu manövrieren. Zu den Technologien an Bord von Grace gehört ein Radiometer, das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Freien Universität Berlin entwickelt wurde.
Das Lunar Radiometer LRAD ist in die 70 Zentimeter hohe, hüpfende Drohne von Intuitive Machines namens Grace integriert. Das Instrument ist eine Nutzlast der IM-2-Mission zum Mond und soll die Temperatur der Mondoberfläche an den Stellen messen, an denen Grace nach ihren Sprüngen von bis zu 600 Metern landet – auch, um die Suche nach Wassereisvorkommen in anderen Regionen zu demonstrieren. Das Experiment wurde gemeinsam von der Freien Universität Berlin und dem DLR entwickelt. Das LRAD hat sechs Kanäle und der Durchmesser des Messkopfs beträgt etwa sieben Zentimeter.
2024: Erste Landung eines privaten Unternehmens auf dem Mond
Am 22. Februar 2024 landete die eine Woche zuvor gestartete Mission IM-1 von Intuitive Machines mit ihrem Landemodul Odysseus bei 80 Grad südlicher Breite auf dem Krater Malapert-A in der Nähe des Mondsüdpols. Es war die erste sanfte Landung einer von einem privaten Raumfahrtunternehmen gebauten Sonde auf dem Mond. Odysseus war sieben Tage lang in Betrieb.
Die private Startup-Mondmission IM-2 wird voraussichtlich in der Nacht vom 26. auf den 27. Februar 2025 vom Weltraumbahnhof in Cape Canaveral, Florida, abheben.
Das Landemodul „Athena“ wird rund acht Tage später in der Nähe des Mond-Südpols landen.
An Bord: unter anderem ein Eis-Bohrwerkzeug, ein Massenspektrometer, ein Laser-Reflektor und die Drohne Grace Hopper.
Gracie Hopper wird mit mehreren Sprüngen in einen permanent abgeschatteten Krater springen und dort mit dem am DLR und der FU Berlin entwickelten Radiometer messen.
Wissenschaftliches Ziel von IM-2 ist es, Wassereis als Ressource für zukünftige Mondmissionen aufzuspüren.
IM-2 ist Teil der NASA-Initiative CLPS (Commercial Lunar Payload Services).
Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration, Mond
+++ Update: Die private Startup-Mondmission IM-2 des amerikanischen Unternehmens Intuitive Machines startete im Auftrag der NASA wie geplant am 27. Februar 2025 um 01:17 Uhr Mitteleuropäischer Zeit (MEZ, 19:17 Uhr Ortszeit) mit einer Falcon 9-Trägerrakte von SpaceX vom Startplatz 39A im Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida.
Mit dem Erreichen einer Erdumlaufbahn („parking orbit“) acht Minuten nach dem Start erfolgte nach dem Zünden der zweiten Stufe um 02.01 Uhr MEZ in 950 Kilometer Höhe die Abtrennung der Mondlandesonde. Sie sendete um 2:19 Uhr MEZ das wichtige erste Signal („signal of acquisition“) und ist jetzt auf ihrem Kurs zum rund 400.000 Kilometer von der Erde entfernten Mond.
Die Ankunft und das Aufsetzen des Landemoduls Athena auf dem Mond in der Nähe des Südpols ist für den 6. März 2025 geplant. Dann soll das am DLR und der Freien Universität Berlin entwickelte Experiment Lunar Radiometer (LRAD) auf dem „Grace Hopper“ beginnen. +++
Kurz nach Mitternacht am 27. Februar 2025 mitteleuropäischer Zeit, um 0:30 Uhr, öffnet sich das Startfenster für die Mission IM-2 mit der Landesonde Athena des US-amerikanischen New-Space-Unternehmen Intuitive Machines für seine zweite Mission zum Mond. Mit dabei ist das Lunar RADiometer (LRAD), ein wissenschaftliches Messinstrument zur berührungslosen Temperaturmessung. Es wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und am Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin (FUB) entwickelt. Intuitive Machines war es als erstem Raumfahrtunternehmen weltweit am 22. Februar 2024 gelungen, auf dem Mond bei 80 Grad südlicher Breite am Krater Malapert-A zu landen. Das Landemodul Athena der zweiten Mission von Intuitive Machines soll nun auch in der südlichen Polarregion des Mondes in der Nähe des Berges Mons Mouton aufsetzen, um dort mit einem Bohrer und einem Massenspektrometer nach Wassereis zu suchen.
Mit an Bord ist der Grace Hopper, eine etwa 70 Zentimeter hohe, von Düsen angetriebene Drohne. Der Grace Hopper soll in einer Serie von kurzen Sprüngen bei der sechsmal geringeren Gravitation auf dem Mond autonom die Oberfläche an der Landestelle erkunden. LRAD soll an Bord des Hoppers die Temperatur der Mondoberfläche messen, um nach weiteren Regionen mit Wassereisvorkommen zu suchen. Für die FU Berlin, die vier Fünftel der Finanzierung trägt, und das DLR ist es das erste Mal, dass sie Hardware für eine Mondmission entwickelten und nun auf die etwa achttägige Reise zum Erdtrabanten schicken.
Der Südpol des Monds und seine Umgebung gehören zum lunaren Hochland und sind daher von unzähligen Einschlagskratern unterschiedlicher Größe bedeckt. Die vielen Einschläge, die vor allem in der Frühzeit des Trabanten vor drei bis vier Milliarden Jahren stattfanden, haben zu einer sehr „gewellten“ Topographie mit Höhenunterschieden von teilweise mehreren tausend Metern geführt. Der Blick geht vom Nullmeridian bei etwa 85 Grad südlicher Breite über den Südpol und dahinter nordwärts entlang des 180-Grad-Meridians. Die Landefähre Athena der Mission IM-2 wird auf dem Plateau des Mons Mouton (im Vordergrund), der höchsten Erhebung der Region, landen. Der Südpol befindet sich genau am linken Rand des Shackleton-Kraters, der einen Durchmesser von 21 Kilometern hat. Die farbkodierten topographischen Höhendaten wurden mit dem LOLA-Laserhöhenmesser ermittelt, der einem Bildmosaik der LROC-Mondkamera überlagert wurde. Die Instrumente umkreisen den Mond seit 2009 auf dem Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA.
Video: Topographie in der Nähe des Mondsüdpols
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Video: Topographie in der Nähe des Mondsüdpols
Der Südpol des Monds und seine Umgebung gehören zum lunaren Hochland und sind daher von unzähligen Einschlagskratern unterschiedlicher Größe bedeckt. Die vielen Einschläge, die vor allem in der Frühzeit des Trabanten vor drei bis vier Milliarden Jahren stattfanden, haben zu einer sehr „gewellten“ Topographie mit Höhenunterschieden von teilweise mehreren tausend Metern geführt. Der Blick geht vom Nullmeridian bei etwa 85 Grad südlicher Breite über den Südpol und dahinter nordwärts entlang des 180-Grad-Meridians. Die Landefähre Athena der Mission IM-2 wird auf dem Plateau des Mons Mouton (im Vordergrund), der höchsten Erhebung der Region, landen. Der Südpol befindet sich genau am linken Rand des Shackleton-Kraters, der einen Durchmesser von 21 Kilometern hat. Die farbkodierten topographischen Höhendaten wurden mit dem LOLA-Laserhöhenmesser ermittelt, der einem Bildmosaik der LROC-Mondkamera überlagert wurde. Die Instrumente umkreisen den Mond seit 2009 auf dem Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA.
Credit:
NASA's Scientific Visualization Studio
Eis in den „Kältefallen“ permanent dunkler Krater
Am Südpol des Mondes steht die Sonne so tief, dass sie in vielen Kratern ganzjährig Schatten wirft. Die Drehachse des Mondes steht fast senkrecht auf seiner gemeinsamen Bahn mit der Erde um die Sonne, so dass das Sonnenlicht nur über die Ränder einiger tiefer und deshalb immer abgeschatteter Krater streift. In diesen permanent dunklen Regionen sind ganzjährig Temperaturen von unter minus 160 Grad Celsius möglich. Bei so tiefen Temperaturen sublimiert Wassereis auch im Vakuum nicht, geht also nicht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. LRAD wird an Bord des Hoppers in einen der permanent verschatteten Krater springen und dort die Temperaturen messen.
Wassereis ist äußerst wichtig, um eine längerfristige menschliche Präsenz auf dem Mond zu etablieren, da es sowohl als Trinkwasser als auch zur Extraktion von Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden kann. Neben der Versorgung mit Sauerstoff zum Atmen, können beide Gase, dann verflüssigt, auch als Raketentreibstoff verwendet werden. Dieser müsste dann nicht aufwändig von der Erde zum Erdtrabanten geschafft werden, sondern könnte direkt auf dem Mond gewonnen werden. Die Landeregion am Mons Mouton befindet sich bei etwa 85 Grad südlicher Breite und ist nur rund 160 Kilometer vom Mond-Südpol entfernt. Sie ist eine von mehreren möglichen Landestellen für die erste Mondlandung mit Menschen seit 1972 im Zuge der Artemis-Kampagne der NASA.
Die Mission ist und bleibt aber ein Wagnis. „Schon die Landung auf dem Mond wäre ein großer Erfolg, und autonom gesteuerte Sprünge des Hoppers wären ein weiterer Meilenstein“, sagt Prof. Dr. Heike Rauer, Direktorin des DLR-Instituts für Planetenforschung in Berlin-Adlershof und Professorin im Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin. „Das Projekt zeigt aber schon jetzt, wie die enge Kooperation von Universität, außeruniversitärer Forschungseinrichtung, Start-Up und mittelständischen Unternehmen die Erforschung und Nutzbarmachung des Mondes voranbringen kann.“
Warum ist der Mond weiterhin ein spannendes Ziel für die Forschung? Was hat es mit dem Wassereis am Südpol des Mondes auf sich? Und warum zieht es uns erneut dorthin? Im 3-Fragen-3-Antworten-Format erklärt Ulrich Köhler vom DLR-Institut für Planetenforschung, welche Chancen und Erkenntnisse die neue Mondmission bietet.
Video: Warum der Mond? Wassereis, Forschung und Zukunft – 3 Fragen an Ulrich Köhler
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Video: Warum der Mond? Wassereis, Forschung und Zukunft – 3 Fragen an Ulrich Köhler
Warum ist der Mond weiterhin ein spannendes Ziel für die Forschung? Was hat es mit dem Wassereis am Südpol des Mondes auf sich? Und warum zieht es uns erneut dorthin? Im 3-Fragen-3-Antworten-Format erklärt Ulrich Köhler vom DLR-Institut für Planetenforschung, welche Chancen und Erkenntnisse die neue Mondmission bietet.
LRAD wurde vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin gemeinsam mit dem Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin (FUB) entwickelt und in enger Zusammenarbeit mit den Berliner Unternehmen Magson GmbH und Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH gebaut. Die für die Messung tiefer Temperaturen optimierten Sensoren wurden speziell vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) in Jena entwickelt. Das DLR-Institut für Planetenforschung verfügt über eine langjährige Expertise beim Bau von Radiometern. So waren diese Instrumente auch beim DLR-Landemodul MASCOT der japanischen Asteroidenmission Hayabusa2 und der NASA-Marslandesonde InSight im Einsatz.
Das Projektmanagement sowie ein großer Teil der wissenschaftlichen Datenanalyse des LRAD-Instruments gehören zu den Aufgaben der Freien Universität Berlin. Mit Hilfe eines dort entwickelten Modells des Materials an der Mondoberfläche wird auf Basis von Annahmen über die Materialeigenschaften die Temperatur vorhergesagt. Durch den Vergleich mit den von LRAD gemessenen Oberflächentemperaturen können die Forscher an der FUB und dem DLR dann Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Mondmaterials ziehen.
FU-Forscher und Projektmanager für LRAD, Dr. Maximilian Hamm, und Gastwissenschaftler am DLR, sieht es so: „Das LRAD-Projekt startete im Jahr 2022, und es liegen spannende Jahre der Vorbereitung hinter uns. Es ist großartig, dieses neue Kapitel der Raumfahrtgeschichte ganz vorne mitzugestalten. Jetzt sind wir gespannt auf die einzigartigen Messergebnisse.“ Dr. Matthias Grott, LRAD-Projektleiter am DLR-Institut für Planetenforschung ergänzt: „Die Erforschung des Mondes mit Landemissionen bleibt eine große technische Herausforderung. Sollte es gelingen, die Messungen innerhalb der verschatteten Krater durchzuführen, wäre dies eine weltweit einzigartige Leistung.“
Intuitive Machines ist eines von vielen Unternehmen, die Transporte zum Mond anbieten. Diese Entwicklung wird maßgeblich von der NASA-CLPS-Initiative (Commercial Lunar Payload Services) angetrieben, das in Vorbereitung von bemannten Mondmissionen im Rahmen der Artemis-Kampagne der NASA jungen Unternehmen einen Markt für Transporte zum Mond bietet. Das Radiometerprojekt wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz auf Basis eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
