Die Europäische Weltraumorganisation hat eine Investition in Höhe von mehreren Milliarden Euro für die robotische und bemannte Erforschung des Sonnensystems angekündigt. Es stellt eine große Erweiterung des Beitrags dar, den Europa bereits zu Artemis leistet, dem NASA-Programm zur Landung der ersten Frau und des nächsten Mannes auf dem Mond im Jahr 2024.
Die neuen Verträge haben einen Gesamtwert von 2,9 Milliarden Euro und sollen Artemis helfen, eine langfristig nachhaltige Erforschung des Mondes durch Astronauten zu werden, und die Erforschung des Mars auf die nächste Stufe heben, indem Marsgestein zur Analyse zur Erde zurückgebracht wird.
Die Beteiligung der ESA an diesen Programmen wurde durch Finanzierungsentscheidungen ermöglicht, die letztes Jahr in Sevilla, Spanien, von den Wissenschaftsministern der 22 ESA-Mitgliedstaaten getroffen wurden. Am Ende von zwei Verhandlungstagen billigten sie den bislang ehrgeizigsten Plan für die Zukunft der ESA und des gesamten europäischen Raumfahrtsektors.
„Die in Sevilla getroffenen Entscheidungen waren grundlegend. Sie haben uns im Grunde genommen ein Programm für das kommende Jahrzehnt vorgegeben“, sagt David Parker, ESA-Direktor für menschliche und robotische Erforschung.
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Europa ist bereits an der Raumsonde Orion der NASA beteiligt, die Astronauten zum Mond und möglicherweise zu anderen Zielen im Sonnensystem transportieren wird. Das European Service Module versorgt die Besatzungskapsel Orion mit Luft, Wasser und Strom. Es hält das Raumschiff auf Kurs und auf der richtigen Temperatur. Die ESA wird mindestens vier Servicemodule liefern, danach sind zwei weitere möglich. Sie werden dabei helfen, Astronauten zum Lunar Gateway zu bringen, einer Raumstation im Orbit um den Mond.
Die ESA verpflichtet sich, zwei Module an das Gateway zu liefern. Das erste ist das Internationale Habitat (I-Hab). Es wird ein unter Druck stehender Wohnbereich mit Docking-Ports für Besucherfahrzeuge sein, der von Thales Alenia Space, Italien, geliefert und 2025 gestartet wird.
Das zweite ist ESPRIT, European Systems Providing Refuelling Infrastructure and Telecommunications. Es wird als Kommunikationsrelais zwischen Astronauten auf der Oberfläche des Mondes und der Erde fungieren und zusätzlichen Treibstoff zum Gateway bringen, um es bis weit in die 2030er Jahre betriebsbereit zu halten. Es wird auch über eine spektakuläre Aussichtsöffnung verfügen, damit Astronauten die Oberfläche des Mondes betrachten können. Der Kommunikationsteil wird 2022 starten, während das Hauptbetankungsmodul und die Aussichtspunkte 2027 starten werden. Schon vorher planen NASA und ESA viele Mondaktivitäten.
Im September veröffentlichte die NASA ihren Plan für die erste Phase von Artemis, die in der menschlichen Landung im Jahr 2024 gipfelt.
„Wir werden ab dem nächsten Jahr robotisch zum Mond zurückkehren, innerhalb von vier Jahren Astronauten an die Oberfläche schicken und bis zum Ende des Jahrzehnts eine langfristige Präsenz auf dem Mond aufbauen“, sagt NASA-Administrator Jim Bridenstine in dem Dokument. P>
Die erste Mission, bekannt als Artemis I, ist für 2021 geplant. Die neue Rakete der NASA, das Space Launch System (SLS), wird die Orion-Kapsel für einen Test ohne Astronauten um die andere Seite des Mondes bringen. Artemis II wird 2023 mit Astronauten fliegen und die Reise seines Vorgängers mehr oder weniger wiederholen.
Während dieser Zeit werden die NASA, die ESA und andere internationale Partner Roboterausrüstung auf der Mondoberfläche landen, um vorbereitende Experimente durchzuführen. Das Prospect-Instrument ist ein Roboterbohrer und ein Miniaturlabor, das auf der russischen Luna-27-Mission fliegen wird, deren Start für 2025 geplant ist. Es wurde von Leonardo in Italien gebaut und wird die Zusammensetzung des Bodens in der Nähe des Mondsüdpols untersuchen, der enthält Wasser, das für eine nachhaltige menschliche Erforschung unerlässlich ist.
Artemis III ist die Mission, die Menschen zur Mondoberfläche bringen wird. Dies ist der Teil der Mission mit den meisten Fragezeichen, ob er rechtzeitig fertig sein wird. Die NASA hat Aufträge an drei verschiedene Industriekonsortien vergeben, um mögliche Entwürfe für dieses Raumfahrzeug zu untersuchen. Aber es wird eine knappe Sache, es bis 2024 fertig, getestet und funktionsfähig zu haben.
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Wann immer diese Mission Menschen auf dem Mond landet, wird die ESA die Aktivität unterstützen, indem sie die Kommunikation über den Lunar Pathfinder-Satelliten bereitstellt. Die von Surrey Satellites Technology, UK, gebaute ESA wird Telekommunikationsdienste von ihnen kaufen und so effektiv zur Finanzierung des Raumfahrzeugs beitragen.
Die ESA hat auch mit der Untersuchung des European Large Logistics Lander (EL3) mit der Firma Airbus, Deutschland, begonnen. „Wir brauchen einen Mondtransporter“, sagt Parker, „etwas, das anderthalb Tonnen Nutzlast landen kann, um die menschliche Erforschung zu unterstützen.“
EL3 ist genau das. Es soll alles landen, von Rovern bis hin zu Nahrungsmitteln und anderen Vorräten wie Sauerstoff, wissenschaftlichen Instrumenten und experimenteller Ausrüstung, um Mondressourcen zur Herstellung von Wasser und Sauerstoff zu extrahieren.
Bisher war es leicht zu glauben, dass die Pläne der NASA, zum Mond zurückzukehren, ein weitgehend einsames Unterfangen waren, das von politischen Motiven durchzogen war, die sich verflüchtigen könnten, wenn das Weiße Haus im November den Besitzer wechselt. Nun aber zeigen die internationalen Beiträge, wie robust das Programm ist. Europa ist der stärkste Partner, aber auch andere wie Kanada, Japan und Australien schließen sich an.
Auch die Sprache in der September-Ankündigung der NASA betont die breite Unterstützung für das Programm in der amerikanischen Regierung.
„Mit der parteiübergreifenden Unterstützung des Kongresses ist unser Vorstoß zum Mond im 21. Jahrhundert in greifbarer Nähe Amerikas“, sagt Bridenstine. „Da wir in den letzten Monaten weitere unserer Explorationspläne konkretisiert haben, haben wir unser Budget und unsere Architektur weiter verfeinert. Wir kehren zum Mond zurück, um wissenschaftliche Entdeckungen, wirtschaftliche Vorteile und Inspiration für eine neue Generation von Entdeckern zu machen. Während wir eine nachhaltige Präsenz aufbauen, bauen wir auch die Dynamik für diese ersten menschlichen Schritte auf dem Roten Planeten auf.“
Bevor diese menschlichen Schritte auf dem Mars unternommen werden können, müssen weitere Roboterschritte gemacht werden. Und so wurden jetzt Verträge für zukünftige Mars-Missionen bekannt gegeben, bei denen ESA und NASA zusammenarbeiten werden, um bis 2031 Proben des Roten Planeten zur Erde zurückzubringen.
Der Perseverance-Rover der NASA ist derzeit auf dem Weg zu einer Landung im Februar 2021. Bei seiner Erforschung des Mars werden interessant aussehende Gesteinsproben in Sammelröhrchen zwischengespeichert. Die ESA hat sich nun zu zwei Missionen verpflichtet, um dabei zu helfen, diese Röhren zurück zur Erde zu bringen.
Der Sample Fetch Rover navigiert autonom, erkennt die Röhrchen, nimmt sie auf und platziert sie in einem Kanister auf einem von der NASA bereitgestellten Mars Ascent Vehicle. Der Sample Fetch Rover wird von Airbus, UK, geliefert. Sobald das NASA-Fahrzeug die Marsumlaufbahn erreicht, wird es den Probenbehälter freigeben, der vom Earth Return Vehicle der ESA eingefangen und zur Erde gebracht wird. Dieses Raumschiff wird von Airbus, Frankreich geliefert.
Neben dem Sammeln unschätzbar wertvoller geologischer Proben ist eine solche Mission auch der Auftakt für die Erforschung durch den Menschen. „Die Rückführung von Proben ist wissenschaftlich schon allein deshalb lohnenswert, weil die Rückführung von unberührtem Marsmaterial unser Verständnis des Roten Planeten verändern wird“, sagt Parker, „aber es ist auch eine Art maßstabsgetreues Modell einer eventuellen bemannten Marsmission.“ Dies liegt daran, dass die Probenrückgabe mehrere Raketenstarts, Landungen auf und Starts vom Mars erfordert. Es ist eine großartige Möglichkeit, die Technologie und Techniken zu testen, bevor die Fahrzeuge auf menschliche Größe gebracht werden.
„Einige von uns sprechen seit 10 bis 12 Jahren darüber. Diskussionen führen, planen und versuchen, den Schwung bis zu dem Punkt aufrechtzuerhalten, an dem es plötzlich zu einem echten Programm wird“, sagt Parker, „das ist jetzt ein echtes Programm. Und Europa ist mittendrin.“