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Forschende der Freien Universität Berlin und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bauten Radiometer zur Messung der Temperatur in Mondkratern
Kurz nach Mitternacht am 27. Februar 2025 MEZ öffnet sich das Startfenster für die zweite Mondmission, IM-2, des US-amerikanischen Unternehmens Intuitive Machines. Mit an Bord ist das Lunar RADiometer (LRAD), ein wissenschaftliches Messinstrument zur berührungslosen Temperaturmessung, das am Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin (FU) und am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt wurde.
Nach der Landung soll LRAD an Bord eines Hoppers in einen permanent verschatteten Krater springen, um dort die Temperatur der Mondoberfläche zu messen und nach Wassereisvorkommen zu suchen, das für künftige bemannte Mondmissionen besonders wichtig ist.
Intuitive Machines war es als erstem Raumfahrtunternehmen weltweit am 22.2.24 gelungen, auf dem zu Mond landen – bei 80 Grad südlicher Breite am Krater Malapert-A. Das Landemodul namens Athena der zweiten Mission von Intuitive Machines steuert die Mons Mouton-Region an, um dort mit einem Bohrer und einem Massenspektrometer das Vorgehen bei der Suche nach Wassereis zu erproben.
Mit an Bord ist auch der Grace Hopper, eine ca. 70 cm hohe, von Düsen angetriebene Drohne, die in einer Serie von kurzen Sprüngen bei der sechsmal geringeren Gravitation auf dem Mond autonom die Mondoberfläche erkunden soll. LRAD soll an Bord des Hoppers die Temperatur der Mondoberfläche messen, um nach weiteren Regionen mit Wassereisvorkommen zu suchen. Für die Freie Universität Berlin, die vier Fünftel der Finanzierung trägt, und das DLR ist es das erste Mal, dass sie Hardware für eine Mondmission entwickelten und nun auf die etwa einwöchige Reise zum Erdtrabanten schicken.
Am Südpol des Mondes steht die Sonne so tief, dass sie in vielen Kratern ganzjährig Schatten wirft. Die Drehachse des Mondes steht fast senkrecht auf ihrer gemeinsamen Bahn mit der Erde um die Sonne, so dass das Sonnenlicht nur über die Ränder einiger tiefer und deshalb immer abgeschatteter Krater streift. In diesen permanent abgeschatteten Regionen sind ganzjährig Temperaturen von unter -160°C möglich. Bei so tiefen Temperaturen sublimiert Wassereis auch im Vakuum nicht, geht also nicht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. LRAD soll an Bord des Hoppers in einen der permanent verschatteten Krater springen und dort die Temperaturen messen.
Wassereis ist äußerst wichtig, um eine längerfristige menschliche Präsenz auf dem Mond zu etablieren, da es sowohl als Trinkwasser als auch zur Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden kann. Neben der Versorgung mit Sauerstoff zum Atmen, können beide Gase, dann verflüssigt, auch als Raketentreibstoff verwendet werden der dann nicht aufwändig von der Erde zum Erdtrabanten geschafft werden muss, sondern direkt vom Mond gewonnen werden könnte. Die Landeregion am Mons Mouton befindet sich bei etwa 85 Grad südlicher Breite und ist nur rund 160 Kilometer vom Mond-Südpol entfernt. Innerhalb des des Artemis-Programms der NASA ist sie eine von mehreren möglichen Landestellen für die erste Mondlandung mit Menschen seit 1972.
Die Mission ist und bleibt aber ein Wagnis. „Schon die Landung auf der Oberfläche wäre ein großer Erfolg, autonom gesteuerte Sprünge des Hoppers wären ein weiterer Meilenstein“, sagt Prof. Dr. Heike Rauer, Professorin im Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin und Direktorin des DLR-Instituts für Planetenforschung in Adlershof. „Das Projekt zeigt aber schon jetzt, wie die enge Kooperation von Universität, außeruniversitären Forschungseinrichtungen, Raumfahrt-Unternehmen und mittelständischen Unternehmen die Erforschung und Nutzbarmachung des Mondes voranbringen kann.“
LRAD wurde vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin gemeinsam mit dem Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin entwickelt und in enger Zusammenarbeit mit den Berliner Unternehmen Magson GmbH und Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH gebaut. Die für die Messung tiefer Temperaturen optimierten Sensoren wurden speziell vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) in Jena entwickelt. Das DLR-Institut für Planetenforschung verfügt über eine langjährige Expertise beim Bau von Radiometern. So waren diese Instrumente auch beim DLR-Landemodul MASCOT der japanischen Asteroidenmission Hayabusa2 und der NASA-Marslandesonde InSight im Einsatz.
Das Projektmanagement sowie ein großer Teil der wissenschaftlichen Datenanalyse des LRAD-Instruments gehören zu den Aufgaben der Freien Universität Berlin. Mit Hilfe eines dort entwickelten Modells des Materials an der Mondoberfläche wird auf Basis von Annahmen über die Materialeigenschaften die Temperatur vorhergesagt. Durch den Vergleich mit den von LRAD gemessenen Oberflächentemperaturen können die Forscher an der Freien Universität Berlin und DLR dann Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Mondmaterials ziehen.
FU-Forscher, Projektmanager für LRAD und Gastwissenschaftler am DLR, Dr. Maximilian Hamm, sagt: „Das LRAD-Projekt startete im Jahr 2022, und es liegen spannende Jahre der Vorbereitung hinter uns. Es ist großartig, dieses neue Kapitel der Raumfahrtgeschichte ganz vorne mitzugestalten. Jetzt sind wir gespannt auf die einzigartigen Messergebnisse.“
Dr. Matthias Grott, LRAD-Projektleiter am DLR-Institut für Planetenforschung ergänzt: „Die Erforschung des Mondes mit Landemissionen bleibt eine große technische Herausforderung. Sollte es gelingen, Messungen innerhalb der verschatteten Krater durchzuführen, wäre dies eine weltweit einzigartige Leistung.“
Intuitive Machines ist eines von mehreren Unternehmen, die Transporte zum Mond anzubieten. Die Mission IM-2 ist Intuitive Machines' zweite Mission im Rahmen der NASA Commercial Lunar Payload Services- (CLPS) Initivative, die ein wichtiger Bestandteil des NASA-Artemis Programms zur Erforschung des Mondes ist. Die wissenschaftlichen und technologischen Nutzlasten, die dabei zur Mondoberfläche transportiert werden, sollen der Vorbereitung von zukünftigen Astronauten-Missionen und der Etablierung einer längerdauernden Präsenz auf dem Mond dienen.
Das LRAD-Projekt wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz auf Basis eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (Förderkennzeichen 50OW2103).
Prof. Dr. Heike Rauer, Freie Universität Berlin, Geowissenschaften, E-Mail: heike.rauer@fu-berlin.de
Dr. Maximilian Hamm, Freie Universität Berlin, Geowissenschaften, E-Mail: maximilian.hamm@fu-berlin.de
http://Intuitive Machines Press Kit: https://6bf7a3ca-a986-4231-a216-b794124e88b8.usrfiles.com/ugd/97e97b_27cd915df17...
Animation des Landemoduls namens Athena mit dem Grace Hopper
Intuitive Machines
Criteria of this press release:
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Geosciences, Physics / astronomy
transregional, national
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German
Animation des Landemoduls namens Athena mit dem Grace Hopper
Intuitive Machines
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