Die Illustration zeigt die Lunar Trailblazer-Sonde, die auf dem Mond unterwegs ist, um den Wassergehalt und die Wasserverteilung sowie den Wasserkreislauf des Mondes zu untersuchen (Bildnachweis: Lockheed Martin).
LITTLETON, Colorado – Ein von einer Universität geleiteter Mondorbiter, der die Lage von Eis oder flüssigem Wasser in Felsen auf der Mondoberfläche aufspüren soll, ist fast startbereit.
Der Lunar Trailblazer soll frühestens am 26. Februar vom Kennedy Space Center der NASA in Florida an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete starten. Er wird als „Mitfahrgelegenheit“ zusammen mit der Hauptnutzlast fliegen – der Athena-Mondlandefähre, die vom Houstoner Unternehmen Intuitive Machines gebaut wurde.
Hier in einem Reinraum von Lockheed Martin, wo er vor der Verschiffung nach Cape Canaveral noch einmal präpariert wurde, nutzte Lunar Trailblazer die neue Curio-Plattform des Raumfahrtunternehmens. Curio ist eine neuartige und skalierbare Architektur für Kleinsatelliten, die für die Erkundung des Weltraums und die kosteneffiziente Erforschung wissenschaftlicher Fragen entwickelt wurde.
Lunar Trailblazer wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA verwaltet und vom California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena geleitet. Bethany Ehlmann, Professorin für Planetenwissenschaften am Caltech, ist die leitende Forscherin der Mission.
Lockheed Martin entwickelte und baute die rund 200 Kilogramm schwere Sonde und integrierte die wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs. Die Sonde ist mit zwei ausfahrbaren Sonnenkollektoren ausgestattet.
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Wassersignatur
Die Instrumente von Lunar Trailblazer werden in die ständig beschatteten Regionen des Mondes blicken, um Mikro-Kältefallen von weniger als einem Fußballfeld Größe zu entdecken. Darüber hinaus wird die Pol-zu-Pol-Sonde zu verschiedenen Tageszeiten Messungen über sonnenbeschienenen Regionen durchführen, die den Forschern dabei helfen, zu entschlüsseln, ob sich die Wassersignaturen auf der beleuchteten Oberfläche ändern, wenn sich die Temperatur der Mondoberfläche im Laufe eines Mondtages um Hunderte von Grad ändert.
„Lunar Trailblazer hat viel mit dem GRAIL-Raumschiff gemeinsam, das die Schwerkraft des Mondes erforscht hat“, sagte Bronson Collins, Chefingenieur des Lunar Trailblazer-Raumschiffs.
Die GRAIL-Mission („Gravity Recovery and Interior Laboratory“) der NASA brachte 2011 zwei Raumsonden mit den Namen „Ebb“ und „Flow“ in eine Mondumlaufbahn. Die GRAIL-Sonden wurden ebenfalls von Lockheed Martin entwickelt und gebaut.
Eines der Ziele von Lunar Trailblazer ist die Bestimmung der Form und des Vorkommens von Wassereis in bestimmten, ständig beschatteten Regionen des Mondes. (Bildnachweis: Isabelle Adamczewski für Lunar Trailblazer)
Launch-Fenster
Lunar Trailblazer ist Teil des NASA-Programms „Small Innovative Missions for Planetary Exploration“ (SIMPLEx), das darauf abzielt, wissenschaftliche Daten zu sammeln, während es den Mond umkreist. Das Raumfahrzeug wird von Studenten des Caltech und des Pasadena City College im Caltech Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) betrieben.
Bei meiner Besichtigung der Raumsonde am 23. Januar im Reinraum wies Collins auf die beiden wissenschaftlichen Instrumente von Lunar Trailblazer hin: den vom JPL bereitgestellten hochauflösenden Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM3) und den Lunar Thermal Mapper (LTM), der von der Universität Oxford in England stammt.
„Die gesamte wissenschaftliche Mission wird wirklich von diesen beiden Instrumenten durchgeführt“, sagte Collins. Sie sind auf der Curio-Plattform montiert, die einen großen kugelförmigen Treibstofftank enthält. „Zu Beginn der Mission wird ein Großteil des Treibstoffs verbraucht, um zum Mond zu gelangen“, sagte er gegenüber kosmischeweiten.de.
Abhängig vom Tag des Startfensters wird Lunar Trailblazer vier bis sieben Monate nach dem Start auf dem Mond ankommen. Nach der Ankunft in der Mondumlaufbahn wird die Mission voraussichtlich ein Jahr oder länger dauern. Wenn Lunar Trailblazer seine wissenschaftliche Arbeit beendet hat, wird es absichtlich auf dem Mond zerschellen. Diese Art der Entsorgung wird als „Oberflächenentsorgung“ bezeichnet, sagte Collins.
Risiko erhöhen, Dollar sparen
Reporter Leonard David sieht sich die zum Mond fliegende Sonde Lunar Trailblazer in einem Reinraum von Lockheed Martin im Januar 2025 aus der Nähe an. (Bildnachweis: Barbara David)
„Dies ist die erste Sonde unserer Curio-Reihe, und wir haben eine Menge gelernt“, sagte Ryan Pfeiffer, Lockheed Martin-Programmmanager für Lunar Trailblazer. „Diese Produktlinie soll einen kostengünstigeren und schnelleren Zugang zum Weltraum ermöglichen. Wir hoffen, dass es der erste von vielen ist.“
Da es sich um eine Low-Cost-Mission handelt, „ist unser Risiko hier etwas größer, um das Budget zu schonen“, so Pfeiffer. Dieser Kompromiss zwischen erhöhtem Risiko und Einsparungen bedeutet, dass Lunar Trailblazer eine „einsträngige Raumfahrzeugarchitektur“ verkörpert.
Mit anderen Worten, die Sonde hat keine Redundanz in ihren Computern oder anderen wichtigen Teilen des Flugsystems. Darüber hinaus verwendet Lunar Trailblazer auch kommerzielle Standardteile und -systeme und keine speziell entwickelte Hardware.
Leonard David von
kosmischeweiten.de (links) interviewt Ryan Pfeiffer, Lockheed Martin Programmmanager für Lunar Trailblazer. (Bildnachweis: Barbara David)
Wasser arbeitet
Wissenschaftler wollen unbedingt verstehen, wie Wasser und wasserähnliche Produkte auf dem Mond gefrieren, auftauen, sich bewegen und verdampfen, sagte Pfeiffer. „Sie sind an all diesen Bedingungen interessiert, um zu verstehen, wie Wasser auf dem Mond funktioniert“, sagte er.
Hier auf der Erde verstehen wir den Wasserkreislauf ziemlich gut, fügte Pfeiffer hinzu.
„Aber erst seit kurzem gibt es einen Hoffnungsschimmer, dass es auf dem Mond Wasser gibt“, sagte er. „Es wurde nun bestätigt, aber wir haben keine Ahnung, wie es funktioniert, warum es dort ist und wie es dorthin kam.
Die wissenschaftlichen Instrumente auf dem Kleinsatelliten Lunar Trailblazer werden nach Wasser auf dem Mond suchen. (Bildnachweis: Jasper Miura, Lockheed Martin)
Schnelle Vorbereitungszeit
Hier bei Lockheed Martin durchlief das Team des Lunar Trailblazer-Raumfahrzeugs die Umwelttests für das vollständig montierte Raumfahrzeug, so Pfeiffer, einschließlich der Simulation von Erschütterungen und Vibrationen, die das nachahmen, was der zum Mond fliegende Orbiter beim Start erleben wird.
„Die Mondumgebung ist eine echte Herausforderung für den Flug“, sagte Pfeiffer, da das Raumfahrzeug der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist und die Strahlung vom Mond selbst reflektiert und emittiert wird. „Und wenn man sich in einer Sonnenfinsternis befindet, wird es richtig kalt.“
Lunar Trailblazer hat nun Cape Canaveral erreicht. Es wird eine minimale und schnelle Vorbereitungszeit durchlaufen, ein letztes Hoch- und Herunterfahren vor dem Start, ein Aufladen der Batterien und ein Laden des Treibstoffs, gefolgt von der Integration mit dem Falcon 9 Mitfahradapter.
Lunar Trailblazer wurde in einem Reinraum von Lockheed Martin vor dem Transport nach Cape Canaveral, Florida, für den Start fertig bearbeitet. (Bildnachweis: Barbara David)
Mond zum Mars
Whitley Poyser, Direktor für Weltraumforschung bei Lockheed Martin, sagte, dass Lunar Trailblazer eine „informiertere“ Art der Erkundung durchführen wird. „Es ist wichtig für uns zu wissen, wie sich unser Sonnensystem im Laufe der Zeit entwickelt hat“, sagte sie, “und wie sich unser Erde-Mond-System entwickelt hat.“
Die Erforschung der potenziellen Wasserquellen des Mondes kann uns in die Lage versetzen, diese Ressource zu nutzen „und zu wissen, wie wir sie am besten einsetzen können“, fügte Poyser hinzu. Eine solche Arbeit könnte den Aufbau einer dauerhaften menschlichen Präsenz auf dem Mond ermöglichen, etwas, das die NASA mit ihrem Artemis-Programm erreichen will.
Außerhalb des Mondes ist die Reise zum Mars für Menschen in Reichweite. „Es gibt so viel, was wir auf dem Mond lernen können, um zu wissen, wie wir effektiv auf dem Mars leben können“, sagte Poyser.
