Einfach erklärt
Die NASA will erst ausprobieren, ob ihre Raumschiffe und Mondlandefähren im All zusammenarbeiten. Dafür sollen 2027 vier Astronauten verschiedene Landefähren im Erdorbit testen. Wenn alles klappt, sollen Menschen 2028 auf dem Mond landen. So will die NASA Probleme früh entdecken und die Rückkehr zum Mond sicherer vorbereiten.
Im Artemis-Programm geht es längst nicht mehr nur darum, eine Rakete zu starten und anschließend auf die Landung der Astronauten zu warten. Bei einer Präsentation am 23. Oktober stellte die NASA einen neuen Ablauf vor: Die bemannte Mission, die für 2027 geplant ist, soll zu einer umfassenden Testmission im Erdorbit werden. Erst danach will die Behörde 2028 einen Landeversuch unternehmen. Vor dem Flug zum Mond sollen die einzelnen Systeme und ihr Zusammenspiel erprobt werden – bevor die Sicherheit der Besatzung davon abhängt, dass alles weit entfernt von der Erde funktioniert.
Die Änderungen sind Teil einer umfassenderen Neuausrichtung. Einige ihrer Prioritäten hatte die NASA bereits früher im Jahr mit der Initiative „Ignition“ bekannt gegeben. Dazu zählen, technische Risiken zu verringern, schneller für Flüge bereit zu sein und das Know-how der NASA sowie privater Raumfahrtunternehmen besser zu nutzen. Die Herausforderungen verschwinden dadurch allerdings nicht: Landefähren, das Betanken im Orbit und die rechtzeitige Fertigstellung der Raketen müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass eine funktionierende Abfolge entsteht.
Die Mission 2027: eine bemannte Generalprobe fernab des Mondes
Bei der Artemis-3-Mission sollen vier Astronauten an Bord der Orion fliegen. Die Kapsel wird mit der Rakete Space Launch System starten, kurz SLS. Anders als ursprünglich für eine Mondmission zu erwarten wäre, soll die Crew diesmal nicht auf dem Mond landen. Stattdessen stehen Annäherungs- und Andockmanöver mit zwei Landefähren auf dem Programm, die Blue Origin und SpaceX entwickeln. Die Mission soll 14 Tage dauern.
Bei einem Rendezvous steuern zwei Raumfahrzeuge so aufeinander zu, dass sie sich im Orbit annähern. Beim Andocken werden sie miteinander verbunden, sodass die Crew zwischen ihnen wechseln oder Arbeiten an beiden Fahrzeugen ausführen kann. Solche Manöver mögen wie routinemäßige Abläufe wirken, sind für eine Mondmission aber entscheidend: Orion muss im All auf ein anderes Fahrzeug treffen, und die Astronauten müssen sich darauf verlassen können, dass die Landefähre sie sicher zur Mondoberfläche und wieder zurückbringt.
Die Tests sind als zwei aufeinanderfolgende Etappen innerhalb derselben Mission geplant. Zuerst soll Blue Origin eine Testversion ihrer Landefähre Blue Moon in den Erdorbit bringen. Anschließend startet Orion mit den vier Astronauten an Bord, nähert sich Blue Moon und führt ein Andockmanöver durch. Danach trennt sich Orion wieder von der Fähre. Als Nächstes soll die Crew einen vergleichbaren Test mit der Mondlandefähre Starship von SpaceX absolvieren, nachdem auch eine Testversion von Starship in den Orbit gestartet wurde.
Beide Tests in einer einzigen bemannten Mission zusammenzufassen, gibt der NASA die Möglichkeit, zwei unterschiedliche Ansätze für Landefähren direkt zu erproben. Sie kann so mehr erfahren, als wenn sie jedes System nur für sich testet. Außerdem übt die Besatzung, sich zwei Fahrzeugen mit unterschiedlicher Bauweise zu nähern und mit ihnen zu verbinden. Das ist wichtig, bevor bei einer späteren Mission eine dieser Fähren tatsächlich für die Landung eingesetzt wird. Die Erfahrungen aus den Manövern sollen helfen, offene Fragen zum Ablauf zu klären und Unsicherheiten vor dem geplanten Versuch auf der Mondoberfläche im Jahr 2028 zu verringern.
Vom Erdorbit zum Mond: zwei Wege zur Landung
Mit Artemis 4 will die NASA 2028 Astronauten auf die Mondoberfläche bringen. Die Crew soll zunächst in Orion an Bord einer SLS-Rakete vom Kennedy Space Center in Florida starten. Für den Weg von Orion hinunter auf den Mond soll eine Landefähre eingesetzt werden, die entweder SpaceX oder Blue Origin entwickelt.
SpaceX plant dafür den Einsatz von Starship. Nach dem Konzept des Unternehmens soll das Raumschiff im Erdorbit zusätzlichen Treibstoff aufnehmen. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, trifft Starship auf Orion und setzt gemeinsam mit der Kapsel den Flug in Richtung Mond fort. Das Betanken im Orbit ist ein zentraler Bestandteil dieses Konzepts: Der Treibstoff wird erst nach dem Start von der Erde an Bord gebracht, damit das Raumschiff für den nächsten Abschnitt der Reise gerüstet ist.
Blue Origin entwickelt unterdessen die Landefähre Blue Moon Mark 2. Das Unternehmen plant, zusätzliche Antriebsstufen im Erdorbit zu nutzen, um die Fähre in Richtung Mond zu schicken. Dort soll sie Orion in einem vergleichsweise niedrigen Mondorbit treffen und anschließend die Astronauten zur Oberfläche bringen. Beide Unternehmen arbeiten also auf dasselbe Ziel hin, verfolgen dabei aber unterschiedliche technische Konzepte und Abläufe.
Dass der NASA zwei mögliche Systeme zur Verfügung stehen, verschafft der Behörde mehr Spielraum bei der Entwicklung und den Tests. Werden beide Optionen weiterverfolgt, muss die Planung für die Landung nicht von Anfang an von einem einzigen Fahrzeug abhängen. Außerdem kann die NASA den Entwicklungsstand vergleichen und auf Schwierigkeiten reagieren, die bei einem der Konzepte auftreten. Unabhängig davon muss die ausgewählte Fähre nachweisen, dass sie sicher mit Orion zusammenarbeiten und die Anforderungen einer bemannten Mission erfüllen kann.
Mehr Auswahl bei der Rakete soll Abhängigkeiten verringern
Die NASA sucht nicht nur bei den Landefähren nach mehr Flexibilität. Für Artemis 4 prüft sie außerdem zwei Möglichkeiten für die Oberstufe der SLS-Rakete. Eine Oberstufe liefert noch Schub, nachdem die vorherigen Raketenstufen ihre Arbeit beendet haben, und hilft so, das Raumfahrzeug auf seinen weiteren Flugkurs zu bringen.
Die erste Möglichkeit ist die Interim Cryogenic Propulsion Stage, die bereits mit der SLS eingesetzt wird. Die zweite ist eine verlängerte Version der Centaur 5, die United Launch Alliance entwickelt und die zusätzlichen Treibstoff aufnehmen kann. Indem die NASA beide Möglichkeiten untersucht, will sie sich ihre Optionen offenhalten, statt die Vorbereitungen auf eine einzige technische Lösung auszurichten.
Die Prüfung zweier Varianten bedeutet nicht, dass beide bei der Mission zum Einsatz kommen. Sie bietet vielmehr die Möglichkeit, auf potenzielle technische Probleme zu reagieren, ohne den gesamten Zeitplan von einem einzigen Lösungsweg abhängig zu machen. Bei einer Mission, deren einzelne Etappen eng zusammenhängen, kann die Wahl der Oberstufe beeinflussen, wie das Raumfahrzeug sein Ziel erreicht. Mehrere verfügbare Optionen können die Planung deshalb flexibler machen.
Schneller bereit und mehr technisches Know-how bei der NASA
Nach Angaben der NASA liegen die für Artemis 3 benötigten Hardware-Komponenten weiterhin im Zeitplan. Zugleich konnte die Behörde durch verbesserte Abläufe bei der Vorbereitung von Raumfahrzeugen und Raketen die Bearbeitungszeit um etwa 50 Prozent senken. Das ist wichtig, denn vor einem Start muss mehr geschehen, als das Fahrzeug lediglich zu bauen: Prüfungen, Montage und weitere Vorbereitungen müssen abgeschlossen sein, bevor die Ausrüstung einsatzbereit ist.
Die NASA meldete außerdem einen technischen Erfolg bei einem Bauteil einer wichtigen Treibstoffleitung der Rakete. Statt auf einen externen Lieferanten zu warten, überarbeiteten die Ingenieure der NASA das Teil, fertigten es selbst an und testeten es innerhalb von fünf Monaten. Die Kosten dafür lagen nach Angaben der Behörde bei etwa einem Zehntel der früheren Schätzung eines externen Anbieters.
Das Beispiel steht für den umfassenderen Versuch, technisches Fachwissen innerhalb der NASA wieder aufzubauen und die eigenen Teams stärker in die Lage zu versetzen, mit Raketenbauteilen zu arbeiten und deren Betrieb zu unterstützen. Jeremy Parsons, Programmleiter für Artemis bei der NASA, erklärte, Investitionen in diese Fähigkeiten sollten dazu beitragen, technische Kompetenzzentren aufzubauen. So wolle die Behörde vermeiden, bei jeder Aufgabe dieser Art dauerhaft auf externe Unterstützung angewiesen zu sein.
NASA-Direktor Jared Isaacman stellte die Änderungen in den Zusammenhang mit dem Ziel der Behörde, ihre Missionsziele zügig zu erreichen und zugleich Sicherheit sowie Bezahlbarkeit im Blick zu behalten. Für das Programm reicht es nicht, wenn die Ausrüstung irgendwann die Startrampe erreicht. Kürzere Vorbereitungszeiten und geringere Kosten könnten dazu beitragen, eine Folge von Missionen langfristig durchzuhalten – vorausgesetzt, die nötigen Tests werden dadurch nicht vernachlässigt.
Ein leichterer Anzug für die ersten Schritte auf dem Mond
Auch bei der Ausrüstung, die die Astronauten bei ihren Einsätzen auf dem Mond tragen werden, gibt es neue Pläne. Gemeinsam mit Axiom Space entwickelt die NASA einen zweiten, leichteren Raumanzug, der als „Aussteigeanzug“ bezeichnet wird. Er ist für die ersten Ausflüge auf der Mondoberfläche gedacht und soll ungefähr halb so viel wiegen wie der größere Hauptanzug, den Axiom entwickelt.
Der leichtere Anzug soll den leistungsfähigeren Hauptanzug nicht ersetzen. Vielmehr soll er für frühe Missionen eine leichtere Option bieten, bei denen die Besatzung auf die Mondoberfläche hinausmuss. Das könnte die Vorbereitung der ersten Flüge erleichtern und den Astronauten helfen, früher mit der Erkundung zu beginnen. Der Hauptanzug bleibt für spätere NASA-Missionen vorgesehen, bei denen die Crew länger außerhalb des Raumfahrzeugs arbeitet oder anspruchsvollere Aufgaben auf der Oberfläche erledigt.
Zwei verschiedene Anzüge zeigen, dass zur Vorbereitung einer Mondmission mehr nötig ist als eine Rakete und ein Raumschiff. Die Ausrüstung muss zu den jeweiligen Aufgaben der Besatzung passen – vom Flug und dem Andocken bis zur Fortbewegung auf der Oberfläche. Welcher Anzug geeignet ist, hängt deshalb davon ab, was die Mission verlangt. Die leichtere Ausführung ist keine Komplettlösung für alle künftigen Flüge und Tätigkeiten.
Vom kurzen Besuch zu einer dauerhaften Präsenz
Die NASA versteht Artemis als mehr als den Versuch, Astronauten für einen einzelnen Besuch zurück zum Mond zu schicken. Mit dem Fortschreiten des Programms will die Behörde anspruchsvollere Missionen in der Nähe des lunaren Südpols durchführen, der für die künftige Erforschung des Mondes eine wichtige Rolle spielt. Ziel ist es, mehr Gebiete direkt von Menschen untersuchen zu lassen und bei aufeinanderfolgenden Missionen praktische Erfahrungen zu sammeln.
Jede Mission soll neues Wissen aus der Praxis liefern: Wie arbeiten die Raumfahrzeuge zusammen? Was braucht die Besatzung für ihre Unterstützung? Und wie lassen sich komplexere Arbeiten auf der Mondoberfläche ausführen? Die für 2027 geplanten Tests sollen daher die Systeme auf die Probe stellen, bevor 2028 ein Landeversuch folgt. Sie sind kein Selbstzweck, sondern Teil des gesamten Programms. Ob dieser Ablauf gelingt, hängt weiterhin davon ab, ob Entwicklung, Tests und Vorbereitung rechtzeitig abgeschlossen werden.
Die NASA erwartet von Mondmissionen neue wissenschaftliche Erkenntnisse und wirtschaftliche Vorteile. Zugleich könnten die dabei entwickelten Technologien die weitere Erkundung des Weltraums erleichtern. Als nächstes historisches Ziel nennt die Behörde eine bemannte Marsmission. Die Erfahrungen bei Missionen zum Mond sollen eine Grundlage für schwierigere Flüge schaffen. Bis dahin ist es jedoch noch ein weiter Weg: Als nächster Schritt muss erst gezeigt werden, dass die Systeme eine Mondmission sicher bewältigen können.
Fazit
Die NASA ordnet das Artemis-Programm neu: Bevor 2028 ein Landeversuch auf dem Mond stattfinden soll, ist für 2027 eine bemannte Testmission im Erdorbit geplant. Vier Astronauten sollen während ihres 14-tägigen Flugs das Andocken an Landefähren von Blue Origin und SpaceX erproben. Parallel dazu arbeitet die Behörde an Orion, der SLS-Rakete, möglichen Oberstufen und Raumanzügen. Nach eigenen Angaben konnte sie die Vorbereitungszeit um etwa 50 Prozent verkürzen und ein Bauteil für eine Treibstoffleitung binnen fünf Monaten für rund ein Zehntel der zuvor veranschlagten externen Kosten fertigen. Entscheidend wird sein, ob diese Fortschritte und Tests den Weg für sichere, aufeinanderfolgende Missionen ebnen. Sie sollen eine längerfristige Präsenz von Menschen auf dem Mond ermöglichen und Erfahrungen für noch weiter entfernte Ziele liefern.