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Rückkehr zum Mond - Artemis und die Beteiligung Deutschlands
Nach „Apollo“ kommt „Artemis“ und so möchte die NASA - 50 Jahre nach der letzten Mondlandung – am 29. August 2022 um 8:33 Uhr Ortszeit (14:33 Uhr MESZ) mit ihrer neuen, 98 Meter hohen Schwerlastrakete SLS (Space Launch System) vom Kennedy Space Center in Cape Canaveral (Florida) die Rückkehr zum Mond einleiten. Das Raumschiff Orion, dessen Service- und Antriebsmodul das hauptsächlich in Deutschland gebaute „ESM“ (European Service Modul) ist, soll dabei den Mond mehrfach umrunden. Deutschland ist mit 50 Prozent an den Servicemodulen beteiligt, die federführend von Airbus, als Hauptauftragnehmer der ESA, von einem europäischen Industriekonsortium gefertigt und in Bremen endmontiert werden. Das erste ESM heiße dementsprechend auch wie die Hansestadt: „Bremen“. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Sitz in Bonn steuert im Auftrag der Bundesregierung die deutschen ESA-Beiträge.
Wenn die USA im Frühling 2022 ihr erstes, zunächst noch unbemanntes Orion-Raumschiff zur Vorbereitung von zukünftigen astronautischen Missionen in die Umlaufbahn unseres Erdtrabanten schicken, wird es von deutscher Technologie angetrieben und auf Kurs in Richtung Mond gebracht. Für seine erste Reise wird Orion gerade mit dieser Antriebs- und Versorgungseinheit – dem sogenannten European Service Module (ESM) – am Kennedy Space Center in Florida vorbereitet.
Gut 50 Jahre ist es her, dass Astronauten zum letzten Mal den Mond betreten haben (Dezember 1972). Das soll sich noch in diesem Jahrzehnt ändern: Das Artemis-Programm der NASA sieht vor, wieder Menschen auf unserem Trabanten zu landen. Dieses Mal wird auch die erste Frau dabei sein, die zum Mond fliegt. Aber nicht nur das: Gemeinsam mit internationalen Partnern soll ein dauerhaftes Basislager auf dem Mond errichtet werden, und zusammen mit dem Lunar Gateway, einer Raumstation in der Mondumlaufbahn, die sowohl zur Forschung als auch als „Umsteigebahnhof“ zwischen Raumfähre und Mondoberfläche dient, wird der nächste große Schritt der Menschheit vorbereitet: der erste Flug von Astronautinnen und Astronauten zum Mars.
Für dieses gewaltige Unterfangen entwickelte die NASA eine neue Rakete, das sogenannte Space Launch System. Sie kann gleichzeitig ein Raumschiff, Astronautinnen und Astronauten sowie Fracht zum Mond transportieren. Ebenso neu konstruiert für die Missionen zum Mond wurde das Orion-Raumschiff, das Platz für eine vierköpfige Crew bietet.
Artemis I ist die erste in einer Reihe von Missionen des Artemis-Programms der NASA. Bei dieser noch unbemannten Mission wurden alle neu entwickelten Systeme im Zusammenspiel getestet – das Orion-Raumschiff, die Großrakete SLS (Space Launch System) und die Bodensysteme. Artemis II wird eine vierköpfige Crew an Bord haben und den Mond umrunden. Mit Artemis III sollen schließlich wieder Menschen auf dem Mond landen.
ESM: Deutsche Technologie treibt Mondmissionen an
Ein zentraler Teil aller Orion-Raumschiffe ist das Europäische Servicemodul ESM. Die Antriebs- und Versorgungseinheit für das Raumschiff wurde im Auftrag der NASA von der Europäischen Weltraumorganisation ESA mit deutscher Technologie hauptverantwortlich am Standort Bremen gebaut. Es beinhaltet das Haupttriebwerk und liefert über vier Solarsegel den Strom, außerdem reguliert es Klima und Temperatur im Raumschiff und lagert Treibstoff, Sauerstoff und Wasservorräte für die Crew. Das Orion-Raumschiff und damit auch die ESM gelten als zentraler Meilenstein für künftige bemannte Explorationsmissionen zum Mond, aber auch zum Mars und darüber hinaus.
Mit der Artemis-Kooperation greift die NASA zum ersten Mal bei einer kritischen Komponente für astronautische Missionen auf Partner aus anderen Staaten zurück – ein enormer Vertrauensbeweis in die Leistungsfähigkeit der europäischen Raumfahrtnationen. Unter industrieller Führung von Airbus in Bremen hat ein europäisches Industriekonsortium in zehn Staaten die erste Flugeinheit ESM-1 realisiert. Passend trägt ESM-1 den Namen der Hansestadt. Die NASA hat im Rahmen ihres Artemis-Programms bisher sechs europäische Servicemodule bestellt.
Unter den europäischen Mitgliedsstaaten ist Deutschland der wichtigste Partner für die anderen an der ISS beteiligten Raumfahrtnationen (USA, Russland, Japan und Kanada) und war maßgeblicher Unterstützer der Entscheidung für den Bau des ESM auf der ESA-Ministerratskonferenz 2012 in Neapel. Der deutsche Anteil am ESM-Programm beträgt rund 50 Prozent und wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR gesteuert.
Experiment MARE: Der Strahlenbelastung auf dem Weg zum Mond auf der Spur
Die erste Artemis-Mission fand noch ohne eine Besatzung aus Fleisch und Blut statt. Ganz „unbemannt“ war der (maximal 42-tägige) Flug zum Mond und wieder zurück zur Erde aber nicht - an Bord befanden sich zwei weibliche „Phantome“: Helga und Zohar. Dies sind mit speziellen Strahlungsdetektoren ausgestattete Messkörper, die den weiblichen Torso samt seinen Fortpflanzungsorganen nachbilden, sodass die Strahlungsdosis in den besonders strahlungsempfindlichen Organen gemessen werden kann. MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment), so der Name des Experiments, das vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin geleitet wird, erforschte, welche Strahlenbelastung auf die zukünftigen Artemis-Crews zukommen wird.
Mit MARE wurde auch erstmals die Strahlenbelastung auf den weiblichen Organismus außerhalb der Umlaufbahn der Internationalen Raumstation ISS gemessen. Frauen haben ein allgemein höheres Risiko als Männer, an Krebs zu erkranken. Daher ist es wichtig, die Schutzmaßnahmen für die Besatzungen zukünftiger Langzeitmissionen auf Grundlage dieser Daten zu entwickeln. Die von der israelischen Raumfahrtagentur beigesteuerte Zohar flog mit einer Schutzweste des israelischen Unternehmens StemRad zum Mond, die DLR-Matroshka Helga ohne jeglichen Schutz. So sammelten die baugleichen Modelle vergleichbare Datensätze. Insgesamt über 6.000 aktive Messsensoren waren jeweils auf der Oberfläche und im Innern der Körper angebracht. Nach dem Raumflug um den Mond wurden die Strahlungswerte beider Modelle verglichen, um die Wirksamkeit der AstroRad-Schutzweste bewerten zu können. Zum ersten Mal wurden mit MARE auch kontinuierlich Messdaten erfasst, mit denen sich bestimmen lässt, wie hoch die Strahlungsbelastung zu bestimmten Zeitpunkten während des Flugs zum Mond innerhalb des Raumschiffs war.
Während der Artemis-I-Mission hat sich das Orion-Raumschiff fast über eine halbe Million Kilometer weit von der Erde entfernt – das ist weiter als jemals zuvor ein Crew-Raumschiff geflogen ist. Beste Voraussetzungen, um mithilfe der Testpuppen jede Menge Daten zu sammeln, die die Reise für die zukünftigen „leibhaftigen“ Besatzungen sicher machen.
Multimedia
Flugbahn der Mission Artemis I
Artemis I ist die erste in einer Reihe von Missionen des Artemis-Programms der NASA. Bei dieser noch unbemannten Mission werden alle neu entwickelten Systeme im Zusammenspiel getestet – das Orion-Raumschiff, die Großrakete SLS (Space Launch System) und die Bodensysteme.
Die Strahlenmesspuppe Helga fliegt für das Projekt MARE mit ihrer "Zwillingsschwester" Zohar zur Strahlungsmessung und Evaluierung der Schutzweste AstroRad während der NASA-Mission Artemis-1 im Raumschiff Orion zum Mond und zurück.
