Warum haben die USA dieses Mal diesen Ort als Landeplatz für ihre bemannte Mondlandung gewählt?

◎ Wu Ji, Vorsitzender der Chinesischen Gesellschaft für Weltraumwissenschaften und ehemaliger Direktor des Nationalen Zentrums für Weltraumwissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Es gibt drei Gründe, warum Artemis plant, am Südpol des Mondes zu landen:

Erstens gibt es am Südpol des Mondes einige dauerhaft dunkle Krater, die nicht das ganze Jahr über dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Am Boden dieser Krater könnte sich Wassereis befinden.

Zweitens können die Hochebenen am Südpol des Mondes, die vom Sonnenlicht beleuchtet werden können, kontinuierlich Sonnenlicht empfangen und werden durch lange Mondnächte nicht beeinträchtigt.

Und schließlich schwankt die Temperatur in der Region aufgrund der anhaltenden Sonneneinstrahlung kaum, was die Entwicklung von Technologieanlagen für bemannte Mondlandungen erheblich erleichtern kann.

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Heute sind 50 Jahre vergangen, seit Menschen zum letzten Mal den Mond verlassen haben, und nie wieder waren Menschen auf dem Mond. Im Jahr 2004 schlug die US-Regierung in ihrem neuen Weltraumerkundungsplan eine Rückkehr zum Mond vor und nutzte dies als Ausgangspunkt für eine bemannte Landung auf dem Mars. Sie kündigte die Wiederaufnahme ihres Plans zur Rückkehr zum Mond an. Im Jahr 2017 startete die NASA offiziell das Artemis-Programm, dessen Ziel darin besteht, bis 2024 Menschen zum Mond zurückzubringen.

Die schwere Rakete Space Launch System (SLS), die in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt hat, ist ein wichtiger Schritt im US-Plan zur Rückkehr zum Mond.

Die Landung am Südpol des Mondes hat sowohl Vor- als auch Nachteile

Im Gegensatz zum Apollo-Programm ist für Artemis eine Landung am Südpol des Mondes geplant. Kürzlich gab die NASA bekannt, dass 13 Landeplätze in der Nähe des Südpols des Mondes in die engere Auswahl gekommen seien. Es gibt drei Hauptgründe, sich für die Antarktis zu entscheiden.

Erstens gibt es am Südpol des Mondes einige dauerhaft dunkle Krater, die nie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Durch Radarechoerkennung haben Wissenschaftler festgestellt, dass sich am Boden dieser Krater möglicherweise Wassereis befindet. Wenn sich die Schlussfolgerung der Wissenschaftler bestätigt, kann dieses Wassereis nicht nur den Wasserbedarf künftiger menschlicher Mondbasen decken, sondern durch Wasserelektrolyse auch Wasserstoff und Sauerstoff gewinnen, um Treibstoff für Raketentriebwerke zu liefern. Es ist nämlich viel billiger, den Treibstoff für die Betankung von Raumfahrzeugen auf dem Mond zu produzieren, als ihn von der Erde zu holen. Dadurch können die Kosten für die menschliche Erforschung des Weltraums erheblich gesenkt werden.

Zweitens können die Hochebenen am Südpol des Mondes, die vom Sonnenlicht beleuchtet werden können, kontinuierliches Sonnenlicht empfangen und die kontinuierliche Beleuchtungsdauer kann sogar 10 Monate pro Jahr erreichen. In den niedrigen Breitengraden des Mondes gibt es keine Mondnacht, die 14 Erdentage dauert.

Drittens schwankt die Temperatur in diesem Gebiet aufgrund der ständigen Sonneneinstrahlung kaum, anders als in den niedrigeren Breitengraden des Mondes, wo der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht über 250 Grad Celsius betragen kann. Dadurch können die technischen Schwierigkeiten bei der Entwicklung technischer Einrichtungen für eine bemannte Mondlandung, wie etwa Lebenserhaltungssysteme und die Konstruktion von Raumanzügen, erheblich verringert werden.

Dennoch gibt es viele Nachteile, wenn man am Südpol des Mondes landet und dort eine menschliche Forschungs- und Wohnbasis errichtet:

Erstens gibt es keine flachen Mondmeere, sondern viele Berge und Schluchten, was Landungen und Starts sehr schwierig macht. Daher ist der richtige Zeitpunkt für die Landung sehr anspruchsvoll. Wenn Sie den ursprünglichen Landepunkt verpassen, besteht kaum die Möglichkeit, für die nächste Landung einen anderen flachen Alternativlandepunkt zu finden.

Zweitens gibt es auf den Anhöhen nicht viel ebenen Raum für Aktivitäten, was der Bewegung bemannter Mondrover nicht förderlich ist.

Darüber hinaus ist der dauerhaft dunkle Boden des Kraters, in dem sich das Wassereis befindet, vom Sonnenlicht nicht erfasst. Daher muss die Energieversorgung für Sonden und Ausgrabungsmaschinen, die Wassereis aufspüren, von Stützpunkten auf höheren Ebenen bereitgestellt werden. Daher erfordert der Energietransport von der Basis zum Boden des Kraters zusätzliche Infrastruktur, die im Voraus gebaut werden muss, bevor mit der Wassereisgewinnung und der Brennstoffproduktion begonnen werden kann.

Sobald wir die kalten Mondnächte überwunden haben, könnte das Mondmeer besser für den Bau von Stützpunkten geeignet sein

Wenn man dagegen als Standort für die bemannte Mondlandung und den anschließenden Bau der Basis die Mondmeere nahe dem Längengrad Null in den nördlichen und mittleren Breiten des Mondes wählt, hat man in jeder Hinsicht Vorteile, mit Ausnahme des Fehlens von Wassereis wie in der Antarktis, des hohen Energiebedarfs in der Mondnacht und der großen Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht. Beispielsweise ist das Gelände im Mondmeer flach, was sich sehr gut für Start und Landung von Raumfahrzeugen eignet. Darüber hinaus erleichtert es Langstreckenfahrten bemannter Mondrover und erweitert den Spielraum der Personalaktivitäten. Darüber hinaus gibt es im Mondboden des Mondmeeres eine große Menge an Oxiden und durch das Reduktionsverfahren kann auch flüssiger Sauerstoffbrennstoff gewonnen werden. Allerdings ist der Aufwand höher als bei der Gewinnung aus Wasser und der Energieverbrauch höher. Darüber hinaus wird es in naher Zukunft, sobald die entsprechende Technologie ausgereift ist, möglich sein, den Kernfusionsbrennstoff Helium-3 aus dem Mondboden in den Mondmeeren zu gewinnen.

Die größte Schwierigkeit bei der Landung auf dem Mondmeer mittlerer Breiten besteht darin, die kalte Mondnacht zu überstehen, die 14 Erdentage dauert. Derzeit laufen jedoch zahlreiche entsprechende Forschungsarbeiten, um praktikable Lösungen für das Problem der Mondnächte zu finden. Wenn beispielsweise die Temperatur tagsüber und nachts hoch ist, wird eine große Menge Wärmeenergie auf der Mondoberfläche gespeichert und während der Mondnacht langsam freigesetzt. Das Silizium des Mondbodens wird genutzt, um vor Ort großflächige, hochempfindliche Solarmodule zu errichten, um während der Mondnacht das von der Erde reflektierte Licht zur Erzeugung einer gewissen Menge an Strom zu nutzen. Ein anderer Ansatz besteht darin, Mondsatelliten mit Solarreflektoren in der Mondumlaufbahn einzusetzen, um das Sonnenlicht auf die großflächigen Solarmodule an der Basis zu reflektieren und so Strom zu erzeugen. Wenn es kleinen und sicheren Kernkraftwerken schnellstmöglich gelingt, ihre Schlüsseltechnologien durchzusetzen, wird es natürlich einfacher sein, den Energiebedarf der Mondbasen in mittleren Breiten während der Mondnacht zu decken.

Was das tägliche Trinkwasser der Astronauten betrifft, scheint es kein großes Problem zu sein. Aufgrund der von der Raumstation in der Erdumlaufbahn entwickelten Recyclingtechnologie kann die Wasserrecyclingrate etwa 90 % erreichen. Darüber hinaus kann durch die kontinuierliche Versorgung des Mondes mit kleinen Wassermengen von der Erde der Wasserbedarf der Astronauten gedeckt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass neben dem von der NASA verfolgten Landeplan am Südpol des Mondes auch die Errichtung einer bemannten Mondbasis in den Mondmeeren in den nördlichen und mittleren Breiten des Mondes die Aufmerksamkeit immer mehr relevanter Institutionen auf sich gezogen hat und eine Reihe von Forschungsprojekten bereits in Angriff genommen wurden.

Mit der Umsetzung verschiedener Mondlandungspläne wird das Ziel der Menschheit, zum Mond zurückzukehren, sicherlich in naher Zukunft Wirklichkeit werden. Als unverzichtbare Maßnahme auf dem Weg zur großen Erneuerung der chinesischen Nation ist dies auch eine unvermeidliche Entscheidung für die Entwicklung des bemannten Raumfahrtprogramms meines Landes. Mit dem Abschluss der chinesischen Mission zur erdumkreisenden Raumstation und dem Eintritt in die Anwendungsphase hat China auch begonnen, die nächste Stufe bemannter Weltraummissionen zu demonstrieren, wobei eines der wichtigen Ziele die bemannte Mondlandung ist. Der Traum der Chinesen von einer Mondlandung wird in naher Zukunft Wirklichkeit werden.

Weiterführende Links

Technologische Innovation senkt Kosten und fördert die Wiederaufnahme des bemannten Mondlandeprogramms

Warum sind seit dem Apollo-Programm keine Menschen mehr auf dem Mond gelandet? Tatsächlich ist die Finanzierung das Hauptproblem. Während des amerikanisch-sowjetischen Wettlaufs ins All investierte die US-Regierung aus politischen Gründen viel Geld in das Apollo-Programm. In der Spitze wurden 6,5 Prozent des Staatshaushalts in das Apollo-Programm investiert. Doch danach war die politische Forderung nicht mehr so ​​dringlich, die politische Bedeutung weiterer Mondlandungen nahm deutlich ab und die US-Regierung investierte nicht mehr so ​​viel Geld in Weltraumforschungsprojekte.

Man fragt sich unweigerlich, ob eine Mondlandung angesichts der technologischen Möglichkeiten der 1960er Jahre für Menschen möglicherweise eine enorme Summe Geld gekostet hätte. Ist es heute, wo die Technologie viel weiter fortgeschritten ist als damals, noch notwendig, so viel Geld auszugeben? Dies bringt uns zu den Merkmalen staatlicher Weltraummissionen. Da staatliche Weltraummissionen aus Steuermitteln finanziert werden, müssen diese stets dafür sorgen, dass keine Fehler passieren. Dies gilt insbesondere für bemannte Weltraummissionen, die sich keine Fehler leisten können. Obwohl so viele Jahre vergangen sind, ist dieses Merkmal staatlicher Weltraummissionen unverändert geblieben. Trotz der technologischen Fortschritte sind die Kosten der Mission daher nicht gesunken und liegen sogar höher als zuvor. Aus diesem Grund sind 50 Jahre vergangen und die Menschen sind nicht zum Mond zurückgekehrt. Sogar die Saturn V, die stärkste jemals von Menschenhand gebaute Rakete für die Apollo-Mondlandung, existiert nicht mehr.

Diese Situation hat sich jedoch in den letzten Jahren geändert. Einerseits entsteht allmählich eine kommerzielle Raumfahrt. Dank verschiedener Finanzierungsquellen und der treibenden Kraft des Marktes konnten die Kosten für die Einreise des Menschen ins All durch technologische Innovationen und die Entwicklung von Recycling- und Wiederverwendungstechnologien immer weiter gesenkt werden. Mittlerweile sind sie auf ein Zehntel der staatlichen Raumfahrtkosten gesunken. Auf der anderen Seite haben Europa, Japan, China, Indien und andere Länder allesamt Mondforschungsprogramme mit mäßiger Finanzierung gestartet. Insbesondere Chinas „Chang'e-Projekt“ wurde mehrere Male hintereinander erfolgreich umgesetzt, darunter drei erfolgreiche Landungen und eine erfolgreiche Rückführung von Mondproben zur Erde. Diese Programme haben in unterschiedlichem Ausmaß das Monopol der Vereinigten Staaten und der Sowjetunion auf die Mondforschung in den 1960er und 1970er Jahren gebrochen. Der Druck des „Weltraumwettlaufs“ hat die Länder zudem dazu gezwungen, die Erprobung und Entwicklung entsprechender Technologien zu beschleunigen und so indirekt die Umsetzung des bemannten Mondlandeprogramms zu fördern.

Quelle: Science and Technology Daily

Herausgeber: Wang Yu

Rezension: Yue Liang

Endrichter: Wang Tingting

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