Wie schwierig ist es, sanft auf einem fremden Planeten zu landen?

Bis heute besteht die Mitgliederliste des „Lunar Soft Landing Club“ aus vier Personen: den Vereinigten Staaten, der Sowjetunion/Russland, China und Indien. Ist eine weiche Landung wirklich so schwierig? Das stimmt.

Bisher haben Menschen weiche Landungen auf der Erde selbst, dem Mond, dem Mars, Asteroiden und Kometen versucht. Nur den Vereinigten Staaten gelang eine weiche Landung auf dem Mars. Europas Landeeinheit ist abgestürzt. Japan ist das einzige Land, dem es zweimal hintereinander gelungen ist, auf einem Asteroiden zu landen. Europa hat die Sonde Philae einmal sanft auf dem Kometen Churyumov-Gerasimenko gelandet, aber die Landung verlief nicht optimal, sodass sich schwer sagen lässt, ob sie erfolgreich war.

Der Mond ist der Erde am nächsten und die Beobachtungen und Untersuchungen der Vorderseite des Mondes durch den Menschen sind umfassender. Daher scheint eine Landung auf der erdzugewandten Seite des Mondes am einfachsten zu sein.

Nicht mehr als 70 %

Die erste Sonde der Welt, die sanft auf dem Mond landen sollte, war Luna 5. Sie wurde 1965 von der Sowjetunion gestartet und stürzte aufgrund eines Defekts ihrer Bremsraketen ab. Auch die nachfolgenden Luna 7 und 8 versuchten weiche Landungen, scheiterten jedoch. Erst mit dem Start der Luna 9 im Jahr 1966 gelang den Menschen die erste erfolgreiche weiche Landung auf dem Mond. Weniger als vier Monate nach der Landung von Luna 9 folgte der amerikanische Lander und Surveyor 1 landete erfolgreich weich auf der Mondoberfläche. Bis zum Jahresende gelang der Luna 13 der Sowjetunion erneut eine sanfte Landung.

Von den späten 1960er- bis zu den frühen 1970er-Jahren starteten die Vereinigten Staaten eine große Zahl von Mondlandegeräten, um den Weg für die bemannte Mondlandung durch Apollo zu ebnen. Nach Prospector 1 wurden Prospector 2 bis 7 gestartet. Unter ihnen scheiterten die Landungen von Prospector 2 und 4, während die anderen erfolgreich waren. Die Arbeit dieser Lander markierte den Beginn der Apollo-Mondlandung. Apollo 11, 12, 14, 15, 16 und 17 führten alle erfolgreiche Mondlandungen durch. Apollo 13 erreichte die Mondumlaufbahn nicht.

Das Mondlandemodul von Apollo 11

Auch die Sowjets waren in dieser Zeit nicht untätig. Luna 16 und 17 landeten 1970 erfolgreich, Luna 20 glückte 1972 die Landung. Luna 18 verlor nach seiner sanften Landung 1971 den Kontakt, und sowjetische Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Sonde möglicherweise in einen steilen Berg gestürzt und zerbrochen war. Im Jahr 1973 gelang Luna 21 eine weiche Landung und ein Mondrover wurde freigesetzt. 1974 landete Luna 23 auf dem Mond. Es handelte sich um ein Proberückkehrmodell, das jedoch in einen Krater stürzte und bei der Landung das Gleichgewicht verlor. Obwohl einige Daten zurückgesendet wurden, ist die Stichprobennahme fehlgeschlagen. Luna 24 wurde 1976 gestartet und brachte erfolgreich Mondgesteinsproben zurück.

Zu diesem Zeitpunkt endete die erste Phase der menschlichen Aktivitäten zur sanften Landung auf dem Mond. Von den 25 Sonden, die den Mond umkreisten und eine weiche Landung absolvierten, gelang sieben keine Landung. Die Sowjetunion unternahm zwölf Versuche einer weichen Landung, von denen fünfmal ein Misserfolg blieb. Die Vereinigten Staaten versuchten insgesamt 13 weiche Landungen und scheiterten zweimal. Lässt man die bemannten Apollo-Raumschiffe außen vor, haben die USA sieben Mal versucht, die unbemannte Sonde „Surveyor“ zu landen, und sind dabei zweimal gescheitert. Insgesamt war die Erfolgsquote der unbemannten Sonden der USA und der Sowjetunion bei sanften Landungen nicht hoch und lag bei lediglich 63,5 Prozent.

Seit den 1990er Jahren hat die internationale Weltraumgemeinschaft ihre Erforschung des Mondes wieder aufgenommen. Allerdings haben in den vergangenen 30 Jahren die USA, Europa, Japan und Indien Mondorbiter gestartet, und nur China, Indien und Israel haben versucht, sanft auf dem Mond zu landen. Nachdem die Vereinigten Staaten ihre Rückkehr zum Mond, den Plan für kommerzielle Mondfracht und den Lunar X-Preis vorgeschlagen hatten, wurden trotz der Vorschläge vieler Institutionen für weiche Mondlandegeräte verschiedener Konzepte keine davon tatsächlich gestartet.

Wo liegt die Schwierigkeit

Warum ist eine weiche Landung auf dem Mond so schwierig? Denn um von der Erde zur Mondoberfläche zu gelangen, sind mehrere spannende Etappen nötig. Der erste Schritt besteht in der Monderfassung. Dazu ist eine genaue Berechnung der Schnittpunkte der Umlaufbahn des Landers und der Mondumlaufbahn erforderlich, damit die Sonde vom Mond angezogen wird und in eine Umlaufbahn um den Mond eintritt. Wenn Sie es verpassen, müssen Sie bis zum nächsten Monat oder sogar bis zu mehreren Monaten warten. Bei der Erfassung des Mondes müssen Geschwindigkeit und Richtung des Landers präzise gesteuert werden. Wenn es zu nahe kommt, wird es direkt auf den Mond stürzen, ohne dass eine Chance auf eine sanfte Landung besteht. Diesmal hat die „Genesis“ die Aufgabe erfüllt, was als bedeutende Leistung angesehen werden kann.

Dann kam die Landung. Diese Arbeit muss in mehreren Phasen besprochen werden. Der erste Schritt besteht in der Auswahl des Landeplatzes, die vor dem Start der Landesonde erfolgt. Wenn wir auf der Vorderseite des Mondes landen, können wir theoretisch viele Referenzdaten zur Mondtopographie finden. Da zwischen Israel und den Vereinigten Staaten gute Beziehungen bestehen, ist es durchaus möglich, hochpräzise Karten zu finden, um einen weiten und flachen Standort genau auszuwählen. Von der Rückseite des Mondes, auf der Chang'e-4 gelandet ist, gibt es dagegen keine ausreichend genauen Karten. Chang'e-4 verließ sich bei der Erkundung und beim Abstieg auf seine eigene Sonde und Algorithmen künstlicher Intelligenz und landete schließlich sicher.

Mondsonde Chang'e 4

Nachdem die Landesonde die Mondumlaufbahn erreicht hat, wird sie durch Beobachtung der Mondoberfläche den vorbestimmten Landeplatz finden und dann mit dem Landevorgang beginnen. Inhalt und Risiken dieses Verfahrens wurden bereits im vorherigen Artikel erläutert.

Jedes Problem bei den oben beschriebenen Verfahren führt zu einem Fehlschlag der weichen Landung. Darüber hinaus birgt der Start von Raketen von der Erde auch Risiken. In der Vergangenheit kam es bei mehreren interstellaren Sonden zu Problemen beim Start, und es gelang ihnen nicht einmal, die ursprüngliche Erdumlaufbahn zu erreichen. Andere, wie zum Beispiel die berühmte Apollo 13, hatten Probleme in der Erdumlaufbahn.