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Da die Artemis-Mission der NASA plant, zum ersten Mal seit 1972 wieder Astronauten zum Mond zu schicken, gibt es eine neue Begeisterung für die Erforschung des Mondes.
Raumfahrtagenturen auf der ganzen Welt entwickeln hochmoderne Mondrover mit fortschrittlichen Fähigkeiten, wobei der VIPER-Rover der NASA zu den Vorreitern der neuen Roboterforscher gehört.
VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) hat jetzt mit dem Bau begonnen und soll 2024 am Südpol des Mondes landen. Seine Mission ist es, die Mondoberfläche nach Wassereis abzusuchen. Ausgestattet mit einer Reihe wissenschaftlicher Instrumente wird VIPER Proben sammeln und analysieren und die Verteilung des Wassereises unter der Oberfläche kartieren – was den Grundstein für eine nachhaltige Monderkundung legen könnte.
„VIPER folgt auf die LCROSS-Mission der NASA (2009), die die erste Mondmission war, die tatsächlich das Wassereis in einer Polarregion auf dem Mond berührte“, sagt Dan Andrews, VIPER-Projektmanager am Ames Research Center der NASA in Kalifornien .
„Seit dieser Entdeckung wurden Missionen geplant, um die Natur und Verteilung des Wassereises besser zu verstehen und sowohl wissenschaftliche als auch erforschende Ziele zu unterstützen, wie zum Beispiel Artemis‘ Ziel, eine menschliche Präsenz auf dem Mond aufrechtzuerhalten“, fährt er fort.
„Die Ernte lokaler Ressourcen, wo auch immer sie verfügbar sind, wird es den Menschen erleichtern, auf dem Mond „vom Land zu leben“, außerdem wird es ihnen möglich, Luft zu atmen, Wasser zu trinken, zu wachsen und herzustellen und sogar Wasserstoff für Raketentreibstoff zu verwenden.“
VIPER wird etwa die Größe eines Golfwagens haben und 430 kg (948 lbs) wiegen. Es wird mit drei Spektrometern zur Messung flüchtiger Stoffe – Substanzen wie Wasser, die sich leicht von fest oder flüssig in gasförmig umwandeln können – und einem 1-Meter-Bohrer für unterirdische Ausgrabungen ausgestattet sein.
„Die Spektrometer umfassen ein Massenspektrum, ein Neutronenspektrum und ein Nahinfrarotspektrum, was ein gutes, umfassendes Verständnis der interessierenden flüchtigen Stoffe sowie einige geotechnische Eigenschaften des Mondregolithen ermöglicht“, sagt er. Regolith ist das lose Material auf der Mondoberfläche, einschließlich Mondgestein und Staub.
Bildnachweis: NASA / Ames Research Center
VIPER der NASA wird mit einem entscheidenden Instrument zur Wasserstoffsuche ausgestattet sein, von dem die NASA hofft, dass es ihr ermöglichen wird, Wasser auf dem Mond zu finden.
Die NASA hofft, dass die von VIPER gesammelten Daten zur Gestaltung künftiger Missionen beitragen werden. „Zu wissen, wo sich Ressourcen wie Wassereis befinden … und welche Bedingungen an diesen Orten herrschen, wird direkte Auswirkungen darauf haben, wie Folgemissionen bei der Gewinnung dieses Wassereises vorgehen werden“, sagt Andrews. „Darüber hinaus könnten Erkenntnisse darüber, wie flüchtige Stoffe gewonnen werden könnten, für entsprechende Aktivitäten auf dem Mars von Bedeutung sein – Mars und Mond sind sehr unterschiedliche Orte, aber es gibt einige gute technische Erkenntnisse vom Mond, die in zukünftige Missionen zur Gewinnung flüchtiger Stoffe auf dem Mars einfließen können.“
Hinsichtlich seines Designs und seiner Fähigkeiten hebt sich VIPER durch seine Anpassung an die Polarbedingungen des Mondes von anderen Rovern ab.
Eines der größten Hindernisse für das VIPER-Team ist laut Andrews die Beleuchtung an den Mondpolen. „Für eine solarbetriebene Mission bedeutet Sonnenlicht Kraft und Wärme, und in Polarregionen steht die Sonne sehr tief am Horizont und die Schatten auf der Mondoberfläche sind sehr lang“, erklärt er. „Dies zwingt Oberflächenmissionen dazu, sehr sorgfältig zu planen, damit sie angesichts der kalten, dunklen Schatten nicht einfrieren. Das VIPER-Designteam berücksichtigt all diese Einschränkungen und berücksichtigt sie sowohl in unseren Plänen für die Überquerung der Oberfläche als auch im Rover-Design selbst.
„Zum Beispiel befinden sich unsere Solaranlagen an den Seiten des Rovers – nicht oben –, weil die Sonne so tief am Horizont steht.“
Als vierrädriger Rover wird VIPER in der Lage sein, sich in jede Richtung zu bewegen und dabei seine Solaranlagen und Kommunikationssysteme auf die Erde oder die Sonne auszurichten. „Das gibt VIPER ein unglaubliches Maß an Kontrolle und Flexibilität“, sagt Andrews. „Das Aufhängungssystem von VIPER bietet außerdem einzigartige Möglichkeiten zur Änderung des Schwerpunkts, sodass das Fahrzeug auch in unsicheren Bedingungen und Umgebungen navigieren kann.“
Arno Rogg/NASA
Ingenieure testen eine Prototypversion von VIPER.
Die VIPER-Mission ist mit ihren Plänen, Räder auf den Mond zu bringen, nicht allein.
Das Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC) in Dubai entwickelt einen neuen Rover als Ersatz für den 10 kg schweren, vierrädrigen Rashid Rover, der im April verloren ging, als der Lander mit dem Rover – das von der japanischen Firma ispace gebaute Raumschiff Hakuto-R – verloren ging auf dem Mond abgestürzt zu sein.
Indiens dritter Rover, Chandrayaan-3, soll im Juli dieses Jahres starten und an einer „weichen Stelle“ auf der Mondoberfläche stationiert werden, um chemische Analysen durchzuführen.
An der Technischen Universität Delft in den Niederlanden wollen Ingenieure letztendlich ein Team winziger Rover aufbauen, die zusammenarbeiten, um Daten über den Mond zu sammeln. Das Labor für Weltrauminstrumentierung an der Universidad Nacional Autónoma de México hat ein ähnliches Projekt: Das Labor Colmena plant, fünf Miniaturrover auf die Mondoberfläche zu katapultieren. In Kanada entwickelt das in Toronto ansässige Start-up STELLS SPACE ein „tragbares Ladegerät“ für Rover, um gestrandete Rover drahtlos mit Solarenergie zu versorgen.
In der Zwischenzeit dürften die Auswirkungen der VIPER-Mission auf die Weltraumforschung erheblich sein.
„VIPER wird Antworten – und wahrscheinlich auch neue Fragen – liefern, die sehr wohl die Zukunft der kommerziellen Industrie auf dem Mond für kommende Generationen prägen könnten“, sagt Andrews.