Die Orion-Kapsel von Artemis 1 ist sicher zur Erde zurückgekehrt. Was kommt als nächstes?

Die Orion-Passagierraumkapsel der NASA hat einen großen Test bestanden und ist am 11. Dezember intakt im Pazifischen Ozean vor der Küste Mexikos gelandet. Die erfolgreiche Wasserung krönt die komplexe und verzögerte Artemis-1-Mission, die Orion früh um den Mond und zurück schickte Test, Menschen zurück auf die Mondoberfläche zu bringen.

Jetzt werden Missionswissenschaftler die Kapsel auf Schäden untersuchen und dabei genau darauf achten, wie sich ihr Hitzeschild beim sengenden Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verhält, sowie auf Stellen, an denen ein Hurrikan vor dem Start die Abdichtung der Kapsel beschädigt hat. Als es in die Erdatmosphäre eintrat, bewegte sich Orion mit etwa 40.000 Kilometern pro Stunde, aber der atmosphärische Widerstand und massive Fallschirme verlangsamten es schnell. Die resultierende Reibung erhitzte das Raumfahrzeug auf fast 2700⁰ Celsius, wodurch die Fähigkeit des Hitzeschilds von Orion, das Innere des Raumfahrzeugs zu schützen, vollständig getestet wurde.

Das Team wird auch Daten von seinem falschen Astronautenpiloten Moonikin Campos und seinen weiblichen Torso-Passagieren Helga und Zohar (SN: 26.08.22). Diese Daten werden dabei helfen zu bestimmen, wie viel Strahlung und Beschleunigung die echten menschlichen Astronauten ausgesetzt sein werden, wie gut ihre Schutzausrüstung funktioniert und wie es weiblichen Körpern während des geplanten Starts einer bemannten Orion-Raumkapsel ergehen wird. Das ist für 2024 geplant, wenn Artemis II eine bemannte Kapsel in eine Mondumlaufbahn schicken wird. Die NASA will dann im Rahmen von Artemis III bereits 2025 Astronauten auf dem Mond landen.

Etwa 140 Gigabyte an Daten wurden bereits während des fast einmonatigen Fluges heruntergeladen, „aber es gibt viele Daten, die auf dem Fahrzeug gespeichert sind, insbesondere für einige der Dinge, die in der Mannschaftskabine geflogen sind“, sagt Debbie Korth, Orion Deputy Program der NASA Manager.

Zur Vorbereitung auf Artemis II „besteht der nächste Schritt darin, die Besatzung hinzuzufügen und dem Artemis II-Raumschiff ein Umgebungskontroll- und Lebenserhaltungssystem hinzuzufügen“, sagt Korth. Mehrere Komponenten der Space Launch System-Rakete, die diesen nächsten Flug starten wird, werden derzeit gebaut, und die nächste Orion-Besatzung und die Servicemodule werden im Kennedy Space Center getestet und fertiggestellt.

„Dies war eine herausfordernde Mission, und so sieht der Missionserfolg aus“, sagte Mike Sarafin von der NASA, der Artemis-I-Missionsmanager dieses Testflugs, während einer Pressekonferenz nach der Wasserung.

Hier ist ein Rückblick auf Orions 25,5-tägige historische Wanderung nach seinem spannenden Start am 16. November (SN: 16.11.22).

Tag 3: Auf Wiedersehen, CubeSats

Die Mission startete mit 10 schuhkartongroßen CubeSats, die sich zwischen der Kernstufe der Rakete und dem Orion-Raumschiff befanden. An Tag 3 bestätigte das Artemis-I-Team, dass alle 10 zu ihren geplanten Zeiten eingesetzt wurden, aber es scheint, dass sich etwa die Hälfte entweder nicht einschaltete oder nicht wie erwartet funktionierte.

Zu denjenigen, die bisher zu funktionieren scheinen, gehören ArgoMoon, der europäische CubeSat, der Fotos von Mond und Erde gemacht hat, sowie das BioSentinel-Experiment der NASA, das die Wirkung kosmischer Strahlung auf Hefe testet. Der LunaH-Map CubeSat der NASA, der auf der Mondoberfläche nach wasserstoff- und wasserreichen Gebieten sucht, funktioniert, obwohl sein Antriebssystem nicht richtig funktioniert.

Die japanische Weltraumbehörde steuerte zwei CubeSats bei: EQUULEUS testet den Wasserantrieb im Weltraum, und er funktioniert wie erwartet, aber die Mondlandefähre der Nation, OMOTENASHI, war in und aus Funkkontakt und ihre Mission wurde geschrubbt.

Orion führte an Tag 3 auch eine kleine Selbstinspektion durch und machte Fotos von seinem Äußeren, um nach der ersten Etappe seines Fluges nach Schäden zu suchen.

Tag 4: Bestrahlungstest

Die Sonne, die sich in ihrem aktiven Sonnenzyklus befindet, sendete am 19. November eine ziemlich große Eruption aus. Es war die energiereichste Eruption, der Orion auf seiner Reise begegnet ist (wenn auch nicht einmal unter den 50 stärksten des Jahres) und eine gute Test, wie sich Strahlung auf die Passagiere der Puppe auswirkt. Zurück auf der Erde können Wissenschaftler die Tausende von Sensoren auf diesen Puppen analysieren, um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, wie sich die Strahlung auf den Menschen auswirken wird.

Besonders interessant werden die Unterschiede zwischen Zohar und Helga sein. Während Zohar eine Weste trägt, um seinen Oberkörper vor Strahlung zu schützen, trägt Helga keine.

Tag 8: Kannst du mich jetzt hören?

Die Missionskontrolle verlor am 23. November vorübergehend für 47 Minuten die Kommunikation mit der Raumkapsel. Dies geschah, während Orion versuchte, mit dem Deep Space Network zu chatten, den großen Funkschüsseln auf der Erde, die Signale zu und von Raumfahrzeugen senden und empfangen.

Das Team lud eine Reihe von Daten herunter, um zu versuchen zu verstehen, warum das passiert ist. Sie versuchen herauszufinden, ob es ein Problem auf der Orion-Seite oder auf der Seite des Deep Space Network war. Andere Orion-Check-Ins mit demselben Funknetz haben einwandfrei funktioniert.

Tag 10: Neue Umlaufbahn

Nachdem Orion den Mond passiert hatte, trat er in eine neue Umlaufbahn ein, nachdem ein Motor gezündet hatte, um seine Richtung zu ändern. Diese entfernte rückläufige Umlaufbahn brachte die Kapsel mehr als 65.000 Kilometer über die Mondoberfläche.

Es war weit genug vom Mond entfernt, dass Orion nicht viel Treibstoff verbrauchen musste, um stabil zu bleiben, sodass das Missionsteam testen konnte, wie dieses Raumschiff in einer Weltraumumgebung funktioniert. Sie planen, seine Sternentracker zu testen – was das Team verwendet, um die Kapsel im Weltraum auszurichten – und andere Teile seiner Leit- und Kontrollsysteme, die auf der Erde nicht getestet werden können.

Tag 13: Einen Rekord brechen

Orion erreichte eine Entfernung von 432.210 Kilometern von der Erde und bot einen erstaunlichen Blick auf die Erde und den Mond.

Dies war nicht nur die maximale Flugdistanz von Orion, sondern auch die weiteste, die je ein für Menschen konzipiertes Raumschiff zurückgelegt hat. Es schlug den seit mehr als 50 Jahren bestehenden Rekord von Apollo 13 (SN: 06.07.19).

Tag 20: Abschied Mond

In einem Abschiedskuss schwang Orion nur 129,7 Kilometer über der Mondoberfläche. Seine Ingenieure beabsichtigten für diesen Vorbeiflug, die Gravitationskraft des Mondes zu nutzen, um seine Flugrichtung zu ändern.

Das Raumschiff ließ auch seinen Hauptmotor für fast dreieinhalb Minuten laufen, um seine Geschwindigkeit zu erhöhen.

Diese Aktionen ließen Orion aus dem Einflussbereich des Mondes ausbrechen, wo die Schwerkraft des Mondes die Hauptkraft war, die auf ihn einwirkte, und ihn zurück zur Erde lenken.

Tag 26: Splashdown!

Nach einem erschütternden, fast 20-minütigen Abstieg durch die Erdatmosphäre, bei dem sie durch die dicken Gasschichten hüpfte, landete die Besatzungskapsel der Orion in der Nähe der Insel Guadalupe vor der Küste der mexikanischen Halbinsel Baja im Pazifischen Ozean.

Während es mit knapp 40.000 Stundenkilometern auf die Atmosphäre aufschlug, landete es mit 32 km/h im Wasser, hauptsächlich verlangsamt durch Orions 5-Meter-Hitzeschild gegen die Atmosphäre. Spezielles Material, aus dem der Schild besteht, brannte in der Atmosphäre ab, als die Reibung das Fahrzeug verlangsamte, und trug einen Teil der intensiven Hitze von der Kapsel weg. Dann, in den letzten vier Minuten des Abstiegs, wurde eine Reihe von 11 Fallschirmen eingesetzt, die dazu beitrugen, Orion sanft in den Ozean zu tauchen.

Missionswissenschaftler überprüften dann die Temperatur in der Kabine und draußen und nahmen weitere Fernmessungen vor, bevor Bergungsteams sie einige Stunden später schnappten und zur USS brachten Portland.

„Ich glaube, niemand von uns hätte sich eine so erfolgreiche Mission vorstellen können, aber wir hatten einen sehr erfolgreichen Flugtest“, sagte Sarafin. „Wir haben jetzt ein grundlegendes Transportsystem für den Weltraum.“