Auf den Spuren des Mondwassers: Wie zwei Sonden die Zukunft der Raumfahrt gestalten

Künstlerischer Darstellung von Lunar Trailblazer, der sich auf die Suche nach Wasser auf dem Mond macht

(Bild: Nasa/Lockheed Martin Space)

Zwei neue Raumfahrtmissionen suchen nach Eis auf dem Mond. Die Erkenntnisse könnten die Grundlage für künftige Basen auf dem Erdtrabanten schaffen. Ein Überblick.

Zwei neue Raumfahrtmissionen haben sich auf den Weg zum Mond gemacht, um dort nach Wasser in Form von Eis zu suchen: Der Lander IM-2 Athena der Firma Intuitive Machines und der Nasa-Orbiter Lunar Trailblazer starteten am 27. Februar um 1:16 Uhr mitteleuropäischer Zeit an Bord einer Falcon-9-Rakete des Unternehmens SpaceX.

Landung am Mondsüdpol im März

Athena soll am 6. März in der Nähe des lunaren Südpols landen. An Bord des knapp 4,5 Meter hohen, sechsbeinigen Landers befinden sich wissenschaftliche Instrumente mit einem Gewicht von bis zu 130 Kilogramm.

Dazu zählt auch ein Bohrer namens Prime-1, der bis zu 90 Zentimeter tief in den Mondboden vordringen und das gewonnene Material auf Eis und andere flüchtige Stoffe untersuchen soll.

Deutsches Radiometer mit an Bord

Der Lander transportiert zudem zwei Rover und einen Mondhüpfer namens Grace, der mithilfe von Kaltgasdüsen Sprünge vollführen und bis zu 25 Kilometer vom Landeplatz entfernt in einen ständig im Schatten liegenden Krater springen soll.

Dort wird Grace mit einem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beigesteuerten Radiometer die Temperatur des Gesteins messen und mit einem Neutronenspektrometer den Wassergehalt des Mondstaubs analysieren.

Kartierung des lunaren Wassers aus dem Orbit

Der nur 200 Kilogramm schwere Nasa-Orbiter Lunar Trailblazer wird indes von der Umlaufbahn aus mit zwei wissenschaftlichen Instrumenten nach gefrorenem und chemisch gebundenem Wasser auf dem Mond suchen, das sich vor allem in Kratern rund um die Pole befindet. Das Infrarotspektrometer HVM3 und die hochauflösende Multispektralkamera LTM sollen detaillierte Karten der lunaren Wasservorkommen erstellen.

Dazu wird sich Lunar Trailblazer zunächst auf einer weiten Flugbahn um Erde und Mond bewegen und erst nach rund fünf Monaten am 7. Juli in einen Mondorbit einschwenken.

Wegen der geringen Treibstoffmenge an Bord nutzt der Orbiter die Schwerkraft von Sonne, Erde und Mond, um über Vorbeiflüge und Schleifen allmählich die Umlaufbahn zu erreichen. Von dort aus wird er den Erdtrabanten zwei Jahre lang aus einer Höhe von rund 100 Kilometern erkunden.

Neben den beiden Mondmissionen befanden sich noch zwei weitere Nutzlasten an Bord der Falcon 9: Die 120 Kilogramm schwere Sonde Odin der Firma AstroForge soll im Vorbeiflug den erdnahen Asteroiden 2022 OB5 erforschen, um zu prüfen ob er sich für künftigen Rohstoffabbau eignet. Die Transportstufe Chimera-Leo-1 beförderte zudem 16 experimentelle Minisatelliten vom Typ Cubesat ins All.

Wasser als Basis für Raumfahrt und Mondkolonien

Aus den von Athena und Lunar Trailblazer gewonnenen Daten erhoffen sich Wissenschaftler ein genaueres Bild davon, wo sich auf dem Mond in welcher Form wie viel Wasser befindet und wie es sich über die Zeit verändert. Das Wissen könnte die Grundlage für künftige bemannte Mondmissionen darstellen.

"Wir bereiten uns darauf vor, unsere Astronauten zurück auf die Mondoberfläche zu schicken, dort eine dauerhafte Präsenz aufzubauen und dann schließlich zum nächsten Ziel der Menschheit aufzubrechen, dem Mars", sagte Nicky Fox, Leiterin des Nasa-Direktorats für Wissenschaftsmissionen. Dabei müsse die Nasa zunächst alle Ressourcen vor Ort katalogisieren.

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"Bevor wir Infrastruktur auf dem Mond errichten können, wird es sehr wichtig sein zu verstehen, wo sich das Wasser befindet", betonte Tim Priser von Lockheed Martin, dem Hersteller von Lunar Trailblazer. Benötigt werde es nicht nur zur Versorgung künftiger Mondkolonien, sondern auch zur Produktion von Treibstoff für Raketen.

Dafür soll Lunar Trailblazer nun herausfinden, "wo sich das ganze Wasser befindet, wie viel davon vorhanden ist und in welcher Form es vorliegt". So könnten künftige Missionen und der Aufbau einer lunaren Infrastruktur ermöglicht werden.

Auch für Intuitive Machines ist die aktuelle Mission ein weiterer wichtiger Schritt.

"Wir wollen eine erfolgreiche Landung wiederholen", sagte Firmenchef Stephen Altemus. Gelinge dies innerhalb eines Jahres gleich zweimal, dann "sagt das etwas aus, in einem Umfeld mit Festpreisverträgen". Zudem teste Athena erstmals ein Mobilfunknetz auf dem Mond und lasse einen Hüpfer in einen Krater springen. "Etwas Vergleichbares wurde noch nie gemacht", so Altemus.