Das Landegerät Vikram der Chandrayaan-3-Mission, fotografiert vom Pragyan-Rover auf der Mondoberfläche (Bildnachweis: ISRO)
Die indische Raumsonde Chandrayaan-3, die im August letzten Jahres in der Nähe des Südpols des Mondes gelandet ist, hat dank einer einzigartigen Triebwerkskonfiguration beim Abstieg kaum Mondstaub aufgewirbelt, wie eine neue Studie zeigt. Infolgedessen konnten die Kameras in den kritischen Minuten vor dem Aufsetzen klare Bilder von der Landezone aufnehmen, die dem Raumfahrzeug halfen, gefährliche Krater zu vermeiden und schließlich sicher zu landen.
„Wenn man [zum Südpol] fliegt, sind die wissenschaftlich interessanten Gebiete immer die gefährlichen Regionen“, sagte Suresh K, ein Wissenschaftler des Space Applications Centre (SAC), einer Forschungseinrichtung der indischen Weltraumforschungsorganisation (ISRO) in Gujarat, Indien.
Auf der Lunar and Planetary Science Conference (LSPC), die diese Woche in Texas stattfindet, zeigte K am Montag (11. März) den Wissenschaftlern Bilder von der Mission vor und nach der Landung, die zwei Wochen lang auf dem Mond stattfand, bevor sie wie erwartet den kalten Temperaturen der Mondnacht erlag.
Während des Abstiegs zünden die Raumfahrzeuge ihre Triebwerke, um ihre Geschwindigkeit in Vorbereitung auf eine sanfte Landung zu verringern. Die Abgase dieser Triebwerke treffen dann auf die Mondoberfläche, deren pulverförmiges Regolith aufgrund der geringen Schwerkraft und der fehlenden Atmosphäre des Mondes typischerweise zu einer großen Wolke verweht wird.
Die Kameras an Bord der Raumsonde Chandrayaan-3 entdeckten jedoch die entstehende Staubwolke, die nur 18 Meter über der Mondoberfläche begann. Dies ist die geringste Menge an Mondstaub, die jemals bei einer Mondlandung aufgewirbelt wurde, einschließlich der Apollo-Missionen der NASA und der chinesischen Chang’e-3-Missionen, so K.
Er und seine Kollegen analysierten Bilder vor und nach der Landung, die von der Landefähre mit dem Namen Vikram (Sanskrit für „Tapferkeit“) sowie von einer hochauflösenden Kamera an Bord des Chandrayaan-2-Orbiters aufgenommen wurden, der den Mond seit dem Absturz des Lander-Rover-Duos bei der Landung im Jahr 2019 umkreist. Wie eine Kamera an Bord des Rovers Pragyan (Sanskrit für „Weisheit“) bestätigt, hat sich der beim Aufsetzen von Vikram aufgewirbelte Staub in einer Fläche von 145 Quadratmetern um den Lander niedergelassen. Dies ist höher als frühere Schätzungen von 108 Quadratmetern, was bedeutet, dass das Raumfahrzeug weit mehr als 2 Tonnen Mondgestein verdrängt hat.
Das erste Bild der Mondoberfläche, das von der ISRO-Mondlandefähre Chandrayaan-3 zurückgesendet wurde. (Bildnachweis: ISRO via Twitter)Bei der Präsentation der neuen Ergebnisse am Montag im LPSC führte K die erstaunlich kurze Staubfahne auf das Fehlen eines zentralen Triebwerks an der Raumsonde zurück, was zu einem geringeren Triebwerksschub beim Abstieg führte. Zu Beginn der „rauen Bremsphase“ in einer Umlaufbahn von 30 Kilometern über der Mondoberfläche schaltete die Sonde bei einer Höhe von 0,8 Kilometern über dem anvisierten Landegebiet zwei ihrer vier 800-Newton-Triebwerke ab, so dass zwei diagonale Triebwerke bis zum Aufsetzen in Betrieb blieben. Bei der Mission wurde das „bisher leistungsschwächste Triebwerk“ verwendet, sagte K. „Wir haben sehr wenige Störungen auf der Oberfläche beobachtet.“
Neben der diagonalen Positionierung der laufenden Triebwerke wurde die Höhe der Abgasfahne durch die Masse des Raumfahrzeugs und die lokalen Eigenschaften des Regoliths beeinflusst. Das Team der Chandrayaan-3-Mission ist noch dabei, die diesbezüglichen Daten zu analysieren und rechnet damit, sie in zwei Monaten zu veröffentlichen, erklärte K am Montag gegenüber Wissenschaftlern des LPSC.
Vikram und Pragyan haben während ihrer zwei Betriebswochen am Landeplatz, den der indische Premierminister Narendra Modi Shiv Shakti Point (Sanskrit für „Shiva“ bzw. „Kraft“) genannt hat, mehrere Meilensteine erreicht. Der Name muss noch von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) genehmigt werden, der Organisation, die für die offizielle Benennung von Himmelskörpern und ihren Eigenschaften zuständig ist.
Bis zum Einbruch der Mondnacht hatte der Pragyan-Rover 101 Meter (331 Fuß) auf der Mondoberfläche zurückgelegt, Schwefel auf dem Mond nachgewiesen, eine Umleitung vorgenommen, nachdem er auf einen potenziell tödlichen Krater gestoßen war, und an sieben oder acht Stellen Proben des Mondregoliths entnommen, sagte Pratim Das, der Direktor des wissenschaftlichen Programmbüros bei ISRO in Bengaluru.
Chandrayaan-3-Landestelle vor der Landung (links) und nach der Landung (rechts), mit einem Kompositbild, das den Halo aus Auswurfmaterial um den Vikram-Lander zeigt. (Bildnachweis: ISRO via Twitter)
Das Seismometer an Bord von Vikram hat auch mehrere „natürlich vorkommende Ereignisse“ auf dem Mond registriert, darunter Mondbeben und Mikrometeoriteneinschläge, deren Analyse noch nicht abgeschlossen ist, sagte er. Eine Thermalsonde an Bord tauchte zum ersten Mal etwa 10 Zentimeter tief in die Oberfläche ein und erfasste die Temperatur des Mondbodens in verschiedenen Tiefen.
Nachdem die Chandrayaan-3-Mission nun abgeschlossen ist, plant Indien seine nächste Mondmission, Chandrayaan-4, die voraussichtlich 2028 starten und Mondgestein zur Erde bringen soll. Modi hatte zuvor gesagt, dass das Land bis 2040 einen Astronauten auf den Mond bringen wolle, aber weder die ISRO noch ihre Partnerinstitutionen haben Einzelheiten darüber bekannt gegeben, wie sie diese Vision erreichen wollen.
