Eine neue Runde bemannter Mondlandungen steht bevor. Wie viele Highlights gibt es?

Lin Xiqiang, stellvertretender Direktor des chinesischen Büros für bemannte Raumfahrttechnik, erklärte vor kurzem, dass die Mondlandephase des bemannten Monderkundungsprojekts meines Landes begonnen habe und die erste chinesische Mondlandung vor dem Jahr 2030 geplant sei. Angesichts der internationalen Lage sei eine neue Runde bemannter Mondmissionen in Vorbereitung und in vollem Gange. Welche Neuerungen gibt es hinsichtlich der Einsatzziele, der Personalauswahl, der Transportfahrzeuge und der unterstützenden Ausrüstung? Wird es weitere neue Konzepttechnologien und Designlösungen geben? Welche Aussichten hat die mit Spannung erwartete bemannte Mondlandung?

Der Weg zum Mond ist innovativ

Betrachtet man die Pläne verschiedener Länder für eine bemannte Mondlandung, so ist das von den USA geleitete „Artemis-Projekt“ das bekannteste und ambitionierteste. Der Plan ist grundsätzlich in drei Schritte unterteilt: Der erste Schritt ist eine unbemannte Mondflug-Testmission namens „Artemis-1“, die Ende letzten Jahres erfolgreich abgeschlossen wurde; Die NASA bereitet derzeit den zweiten Schritt vor – die bemannte Mondmission „Artemis-2“, die Ende 2024 starten soll. Die vier Astronauten haben seit ihrer Auswahl im April dieses Jahres intensiv trainiert und sich vorbereitet; Den Auftakt der dritten Etappe bildet die ursprünglich für Ende 2025 geplante Mission „Artemis-3“, deren Ziel die seit 1972 andauernde „Rückkehr zum Mond“ der Menschheit ist.

Anschließend soll im Rahmen des „Artemis-Projekts“ versucht werden, häufig bemannte Mondlandungen durchzuführen, um so die langfristige wissenschaftliche Forschung und Produktion sowie das Leben auf dem Mond vorzubereiten. Zu diesem Zweck hat die NASA einen zentralen Missionsknoten geplant – eine Mondraumstation. Als Transitstation zwischen der Erde und dem Mond wird die Mondraumstation wiederverwendbare Raumfahrzeuge nutzen, um langfristige „Weltraumflüge“ hin und zurück durchzuführen und den Astronauten zu ermöglichen, für längere Zeit auf der Mondoberfläche oder in der Mondumlaufbahn zu bleiben. Im Vergleich zum „Apollo-Projekt“ weist dieses bemannte Mondlandeprojekt eine größere Struktur und mehr Schritte auf, was auch ein wichtiger Grund dafür sein dürfte, warum das „Artemis-Projekt“ voraussichtlich extrem kostspielig sein wird.

Mondbild aufgenommen von Artemis 1 am 2. Dezember 2022

Im Jahr 2018 kündigte Russland Pläne für eine bemannte Mondlandung an. Dazu gehören die Erprobung einer Reihe neuer Technologien auf der Internationalen Raumstation und im Mondorbit, der Versuch, ein Mondlabor einzurichten, die Erforschung neuer Möglichkeiten zur Mondlandung und das Streben nach einer Mondbasis um das Jahr 2035. Dem ursprünglichen Plan zufolge wird Russland modulare experimentelle Forschungseinrichtungen auf der Mondoberfläche oder im Mondorbit errichten, um bemannte wissenschaftliche Forschungsmissionen unterschiedlicher Dauer zu unterstützen und Hin- und Rücktransfers zwischen der Erde und dem Mond zu ermöglichen. Mit der veränderten Lage sind Russlands Aussichten auf eine bemannte Mondlandung jedoch zunehmend ungewiss.

Darüber hinaus haben die ESA, Japan und Indien Pläne für eine bemannte Mondlandung vorgeschlagen, die sich stark vom traditionellen Modell unterscheiden, bei dem schwere Raketen verwendet werden, um „direkt“ in die Mondumlaufbahn zu gelangen. Auch wenn diese möglicherweise nicht wie geplant durchgeführt werden, spiegeln sie doch alle verschiedene Optionen für bemannte Mondlanderouten in der neuen Ära wider.

Öffentlichen Berichten zufolge hat mein Land die Forschung und Entwicklung für verschiedene bemannte Mondmissionen umfassend durchgeführt und durchgeführt, darunter die Entwicklung einer neuen Generation bemannter Trägerraketen, einer neuen Generation bemannter Raumfahrzeuge, Mondlandegeräte, Mondanzüge und anderer Flugprodukte sowie den Bau von Start- und Mess-, Kontroll-, Kommunikations- und Landeplätzen und anderer damit verbundener Bodenausrüstung und -einrichtungen. Darunter wurden kontinuierlich Fortschritte in Schlüsselbereichen wie dem Testlauf der neuen Generation bemannter Raketentriebwerke, der Forschung und Entwicklung von Triebwerken und Kabinenwänden für bemannte Mondlandefähren, der Fixpunktlandetechnologie, der Forschung zum Überleben in extremen Mondumgebungen und Simulationsexperimenten zu den Schwerkraftbedingungen auf dem Mond bekannt gegeben. Dies deutet darauf hin, dass die chinesischen Astronauten über die Voraussetzungen und das Vertrauen verfügen, die Mission planmäßig abzuschließen.

Strengere Personalauswahl

Welche Eigenschaften müssen Astronauten mitbringen, um auf dem Mond zu landen? Welchen Unterschied gibt es zu Astronauten auf einer Raumstation in erdnaher Umlaufbahn? Dies ist das Kernproblem, das bei einer bemannten Mondmission gelöst werden muss.

Der Plan einer bemannten Mondlandung in der neuen Ära legt den Schwerpunkt auf umfassende Vorteile und erfordert, dass Menschen lange Zeit auf dem Mond überleben und arbeiten. Der Mond verfügt jedoch über keinen atmosphärischen Schutz und Bedrohungen wie kosmische Strahlung und Mikrometeoriten können nicht ignoriert werden. Angesichts der Tatsache, dass unterirdische Höhlen auf dem Mond bei der Abwehr dieser Bedrohungen helfen können, insbesondere in der Anfangsphase der Mondmission, wenn es schwierig ist, schnell komplexe und vollständige Gebäude zu errichten, müssen zukünftige Astronauten über die Fähigkeit verfügen, in Mondkratern zu überleben.

Beispielsweise gibt es unter den Marius Hills auf dem Mond riesige Lavaröhrenlöcher mit einem Durchmesser von mehreren zehn Kilometern. Der innere Aufbau ist komplex und die Existenz von Wassereisvorkommen kann nicht ausgeschlossen werden. Durch die Nutzung von Bedingungen, die denen in den Kratern des Mondes ähneln, und Technologien wie 3D-Druck und der Nutzung von Mondbodenressourcen vor Ort könnte es möglich sein, Astronauten einen hervorragenden Ort zu bieten, um mit verschiedenen Bedrohungen wie den extremen Temperaturen auf der Mondoberfläche umzugehen. Darüber hinaus werden Mondbasisgebäude mit umfassenden Schutzmaßnahmen und einem geeigneten Innenklima den Astronauten eine bessere Arbeits- und Lebensgrundlage bieten.

Im Vergleich zu einer Raumstation in niedriger Erdumlaufbahn, deren Innenumgebung präzise steuerbar ist, ist die Umgebung, der die Astronauten auf dem Mond ausgesetzt sind, anspruchsvoller und risikoreicher. Daher müssen sie über eine bessere psychische Verfassung und körperliche Fitness verfügen. Aufgrund der größeren Entfernung zwischen Erde und Mond und der begrenzten Unterstützungsmöglichkeiten der Mondraumstation ist es für Astronauten auf dem Mond schwierig, rechtzeitig Verstärkung zu erhalten. Es wird mehr Wert auf selbstständiges Arbeiten und Entscheidungsfähigkeit gelegt und es sind mehr Kenntnisse über den Mond erforderlich, um in Notfällen zurechtzukommen.

Bei der Auswahl der Astronauten für die Mondlandung in den USA beispielsweise müssen diese über 1.000 Flugstunden mit Düsenflugzeugen und einen Master-Abschluss oder höher in Naturwissenschaften, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik verfügen. Obwohl die NASA nicht viel über die Auswahl und Ausbildung der Astronauten für die Mondlandung bekannt gegeben hat, geht man allgemein davon aus, dass unter den Astronauten des „Artemis-Projekts“ mehr Experten in Geologie, Architektur, Mineralogie, elektromagnetischer Kommunikation und anderen Bereichen sein werden, um komplexere wissenschaftliche Forschungsaufgaben und langfristige Entwicklungsprojekte zu bewältigen.

Darüber hinaus haben in den letzten Jahren viele ausländische kommerzielle Luft- und Raumfahrtunternehmen aktiv unterstützende Geräte und Einrichtungen wie Mondlandegeräte, Fernnavigationssysteme für den Mond, Geräte zur Energieversorgung und Kommunikation auf dem Mond sowie Monderkundungsroboter entwickelt. Die Investitionen in neue Raketen, bemannte Raumfahrzeuge für die Tiefen des Weltraums, Raumanzüge für den Mond und andere Bereiche verbergen die Ambitionen der kommerziellen Luft- und Raumfahrtunternehmen. Es dürfte in Zukunft keine Überraschung sein, wenn sich die kommerzielle Raumfahrt an bemannten Mondlandungen beteiligt und Projekte wie die Erschließung von Mondressourcen und den Mondtourismus fördert.

Prototyp des Raumanzugs Artemis 3

Träume sind schön und Herausforderungen werden bewältigt

Mit dem technologischen Fortschritt in vielen Bereichen bieten bemannte Mondmissionen mehr Möglichkeiten und verfügen über eine ausgereiftere technische Grundlage, was eine aktive Beteiligung aller Beteiligten nach sich zieht. Da es sich bei der bemannten Mondlandung jedoch um ein riesiges und komplexes Luft- und Raumfahrtsystemprojekt handelt, sind neue Anforderungen und neue Missionen zu bewältigen, und ein reibungsloser Ablauf ist nicht möglich.

Erstens wird sich der Wettbewerb zwischen allen Parteien um die Ressourcen des Mond- und Cislunarraums verschärfen.

Mit dem „Artemis-Projekt“ nehmen die USA nach einem halben Jahrhundert ihre bemannten Mondmissionen wieder auf und läuten damit ihre erneute aktive Beteiligung am Weltraumwettbewerb ein. Die NASA hat nicht nur wiederholt betont, wie wichtig es sei, als erstes Unternehmen des 21. Jahrhunderts eine bemannte Mondlandung durchzuführen, in der Hoffnung, damit die Entwicklung der Raumfahrttechnologie und -industrie voranzutreiben, sondern sie hat auch ihren Wunsch bekundet, die Wassereisvorkommen am Südpol des Mondes zu besitzen. Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass es am Südpol des Mondes möglicherweise stark genutzte Wassereisvorkommen gibt. Wenn sie zur Herstellung von effizientem Raketentreibstoff genutzt werden können, dürften die Kosten von Weltraummissionen sinken. Daher zielen die Pläne aller Beteiligten zur neuen Runde der Monderkundung und bemannten Mondmissionen im Allgemeinen auf die Südpolregion des Mondes ab.

Auch die Helium-3-Ressourcen im Mondboden, die bei der kontrollierten Kernfusion helfen sollen, sowie die Umlaufbahnen, das elektromagnetische Spektrum und die Auswahl der Landeplätze, die die Missionsaussichten vieler Sonden, Mondraumstationen und Mondlandemodule bestimmen, stehen im Mittelpunkt des Wettbewerbs zwischen allen Beteiligten. Derzeit überschneiden sich die von mehreren Parteien angekündigten möglichen Landeplätze auf dem Mond teilweise. Es lohnt sich, darauf zu achten, wie die Parteien ihre Monderkundungsaktivitäten in Zukunft koordinieren werden.

Zweitens steigt mit der zunehmenden Größe und Komplexität der Weltraummissionen auch der Bedarf an Ressourcen, und die Nachhaltigkeit von Weltraumprojekten, einschließlich bemannter Mondlandungen, steht vor Herausforderungen. Infolgedessen haben die Luft- und Raumfahrtindustrien verschiedener Länder ihre Nutzung sozialer Ressourcen allgemein verstärkt und ihnen mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Dies hat dazu beigetragen, dass die Luft- und Raumfahrttechnologie in den letzten zehn Jahren fruchtbare innovative Ergebnisse erzielen konnte und die kommerzielle Luft- und Raumfahrt allmählich zu einer unverzichtbaren Kraft in der „Armee der Mondforschung“ geworden ist. Derzeit hat die kommerzielle Raumfahrtindustrie viele langfristige Pläne vorgelegt, beispielsweise den Bau von „Erde-Mond-Flügen“ und Mondbasen. Ob sich dabei jedoch stabile Gewinnpunkte und Wachstumsmodelle finden lassen, bleibt unklar.

Die letzte und wichtigste Herausforderung ist die Investitionsfrage. Angesichts der sich ändernden Lage sind die offiziellen Investitionen vieler Länder in die Raumfahrt mit Unsicherheiten konfrontiert, Monderkundungsmissionen werden ständig verschoben oder vereitelt, und es ist nicht einfach, den Traum einer bemannten Mondlandung Wirklichkeit werden zu lassen.

Viele Menschen erinnern sich noch daran, dass die USA vor 2024 planten, erneut Astronauten zum Mond zu schicken, und verkündeten, dass dies nur ein erstes Ziel sei. Der Mond soll künftig zu einem Testgelände und einer Transitstation für die bemannte Marserkundung werden. Allerdings schätzte die NASA im letzten Jahr, dass das Artemis-Programm bis 2025 93 Milliarden Dollar kosten würde; Und erst kürzlich räumte die NASA ein, dass eine bemannte Mondlandung im Jahr 2028 ein „glaubwürdigeres Ziel“ wäre, wenn ihr in den nächsten fünf Jahren 41 Milliarden Dollar zur Verfügung stünden.

Darüber hinaus hat Russland die Entwicklung schwerer Raketen ausgesetzt und seine Planung für Mondanlagen angepasst. Die Weltraummissionen der Europäischen Weltraumorganisation und Japans sind zunehmend von den USA abhängig geworden und Investitionen können nur schwer garantiert werden. All dies wirft einen Schatten auf die Aussichten einer bemannten Mondlandung.

Trotzdem ist der Mond für den Menschen die erste Station bei der Erkundung des Sonnensystems, und nachdem die bemannte Mondlandungsindustrie ein halbes Jahrhundert lang einen Tiefpunkt erlebte, wird nun erwartet, dass sie ein neues „goldenes Zeitalter“ einläutet. Wichtige Ziele der Luft- und Raumfahrt im neuen Zeitalter werden die Entsendung von Astronauten zum Mond, die Einrichtung einer umfassenden Missionsbasis sowie die Entwicklung und Nutzung der Mondressourcen sein. Ich wünsche mir, dass die bemannten Mondmissionen aller Länder bald erfolgreich sein werden und der Menschheit weitere Geheimnisse des Mondes enthüllen. (Autor: Zhang Kai)