Berliner Radiometer auf dem Weg zum Mond
Private Mondmission IM-2 gestartet – mit einem Instrument der FU Berlin an Bord.
Wie geplant ist am 27. Februar die Mondmission IM-2 des amerikanischen Unternehmens Intuitive Machines mit einer Falcon 9-Trägerrakte von SpaceX ins All gestartet. Nach Erreichen der Erdumlaufbahn erfolgte nach dem Zünden der zweiten Stufe die Abtrennung der Mondlandesonde. Sie ist jetzt auf ihrem Kurs zum Erdtrabanten. Die Ankunft und das Aufsetzen des Landemoduls Athena auf dem Mond in der Nähe des Südpols ist für den 6. März geplant. Dann soll das am Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt und der FU Berlin entwickelte Lunar Radiometer LRAD mit seinen Messungen beginnen.
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LRAD befindet sich auf dem „Grace Hopper“, einem Modul, das über die Mondoberfläche hüpfen soll. Nach der Landung soll der Hopper in einen permanent verschatteten Krater springen, um dort mit LRAD die Temperatur der Mondoberfläche zu messen und nach Wassereisvorkommen zu suchen, das für künftige bemannte Mondmissionen besonders wichtig ist.
Intuitive Machines war es im Februar 2024 als erstem Raumfahrtunternehmen weltweit gelungen, auf dem zu Mond landen – bei 80 Grad südlicher Breite am Krater Malapert-A. Das Landemodul namens Athena der zweiten Mission von Intuitive Machines steuert die Mons Mouton-Region an, um dort mit einem Bohrer und einem Massenspektrometer das Vorgehen bei der Suche nach Wassereis zu erproben.
Grace Hopper ist eine etwa siebzig Zentimeter hohe, von Düsen angetriebene Drohne, die in einer Serie von kurzen Sprüngen bei der sechsmal geringeren Gravitation auf dem Mond autonom die Mondoberfläche erkunden soll. 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 auf die Reise zum Erdtrabanten schicken.
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 ihrer 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 abgeschatteten Regionen sind ganzjährig Temperaturen von unter -160° C möglich. Bei so tiefen Temperaturen sublimiert Wassereis auch im Vakuum nicht, geht also nicht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über.
Wassereis ist äußerst wichtig, um eine längerfristige menschliche Präsenz auf dem Mond zu etablieren, da es sowohl als Trinkwasser als auch zur Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden kann. Neben der Versorgung mit Sauerstoff zum Atmen, können beide Gase, dann verflüssigt, auch als Raketentreibstoff verwendet werden, der dann nicht aufwändig von der Erde zum Erdtrabanten geschafft werden muss, sondern direkt vom Mond gewonnen werden könnte. Die Landeregion am Mons Mouton ist nur rund 160 Kilometer vom Mond-Südpol entfernt. Innerhalb des Artemis-Programms der Nasa ist sie eine von mehreren möglichen Landestellen für die erste bemannte Mondlandung seit 1972.
Die Mission ist und bleibt aber ein Wagnis. „Schon die Landung auf der Oberfläche wäre ein großer Erfolg, autonom gesteuerte Sprünge des Hoppers wären ein weiterer Meilenstein“, sagt Heike Rauer von der FU Berlin und Direktorin des DLR-Instituts für Planetenforschung. „Das Projekt zeigt aber schon jetzt, wie die enge Kooperation von Universität, außeruniversitären Forschungseinrichtungen, Raumfahrt-Unternehmen und mittelständischen Unternehmen die Erforschung und Nutzbarmachung des Mondes voranbringen kann.“
LRAD wurde vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin gemeinsam mit dem Institut für geologische Wissenschaften der FU Berlin entwickelt und in enger Zusammenarbeit mit den Berliner Unternehmen Magson und Astro- und Feinwerktechnik Adlershof gebaut. Die für die Messung tiefer Temperaturen optimierten Sensoren wurden speziell vom Leibniz-Institut für photonische Technologien in Jena entwickelt. Das DLR-Institut für Planetenforschung verfügt über eine langjährige Expertise beim Bau von Radiometern.
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 FU Berlin und DLR dann Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Mondmaterials ziehen.
DLR / FU Berlin / RK
