Mond-Mission "Artemis I": NASA gibt "grünes Licht" für Start am Mittwoch

Nach unzähligen Verzögerungen hat die US-Weltraumbehörde NASA am Montag den endgültigen Termin für den Start ihrer Mond-Mission “Artemis I” bekannt gegeben. Am frühen Mittwochmorgen (Ortszeit) soll das 98 Meter hohe Space Launch System (SLS) das bei der ersten Mission vorerst unbemannte Raumschiff in eine Mondumlaufbahn bringen, wie die NASA mitteilte. Über dem immer wieder verschobenen Starttermin stand angesichts vieler bestehender Probleme auch diesmal ein Fragezeichen. Unter anderem hatten Böen des Hurrikans “Nicole” vergangene Woche ein drei Meter langes Stück Abdichtung in der Nähe der Raumkapsel an der Spitze der Rakete gelöst. 

Bei einem Briefing am späten Montagnachmittag erklärten die NASA-Manager, dass die Vorbereitungen für den Start der 4,1 Milliarden Dollar teuren Trägerrakete dennoch fortgesetzt würden. Eine Überprüfung der vom Hurrikan beschädigten Isolierung der Artemis-Mondrakete habe demnach ergeben, dass sie keinen Schaden anrichtet, sollte sie beim Start abreißen. Das Startteam der US-Weltraumbehörde habe die Freigabe erhalten, am kommenden Mittwoch um 07:04 Uhr (MEZ) die riesige Rakete vom legendären Launch Complex 39B des US-Weltraumbahnhofs Kennedy Space Center in Florida aus zu starten, “wie sie ist”.

Anders als beim letzten Starttermin wird das Wetter diesmal jedenfalls keine Probleme bereiten. Wettervorhersagen prognostizieren eine 90-prozentige Chance auf akzeptable Bedingungen für den am Mittwoch geplanten Start. Das Briefing fand im Anschluss an eine Sitzung des Missionsleitungsteams statt, bei der zwei am Vortag nicht gelöste Probleme besprochen wurden. Eines davon betraf einen elektrischen Anschluss für die Wasserstoffversorgungsleitung auf der Startplattform, der beim Einschalten diverse Fehlermeldungen zeigte. Die Techniker hatten über Nacht ein Kabel in diesem System ausgetauscht.

Das zweite und schwerwiegendere Problem betraf loses Material, sogenanntes Raumtemperaturvulkanisierbares Silikon (RTV) am Orion-Raumfahrzeug. Dieses Material, eine Art Dichtungsmasse, dichtet einen Spalt zwischen dem Orion-Besatzungsmodul und seinem Startabbruchsystem ab. Während des Hurrikans hatten sich etwa drei Meter des RTV gelöst, was bei den Verantwortlichen in Cape Canaveral die Befürchtung aufkommen ließ, dass sich während des Fluges des komplexen Raketensystems noch mehr davon lösen könnte. “Wir brauchten ein wenig mehr Zeit, um unsere Flugüberlegungen zu überprüfen”, mahnte Artemis-Missionsmanager Mike Sarafin im Laufe der Besprechung. Nach der Sitzung gab er jedoch Entwarnung: 

“Wir waren uns einig, dass das Risiko durch die aktuellen Gefahren begrenzt ist.”

Da es keine Möglichkeit gebe, das RTV-Material zu reparieren oder zu entfernen, während sich das Fahrzeug auf der Startrampe befindet, akzeptiere die Behörde das Risiko, dass sich während des Starts mehr Material ablösen und andere Komponenten des Fahrzeugs treffen könnte. “Wir sind damit einverstanden, so zu fliegen, wie es ist”, sagte Sarafin. Die Befürchtung der Raumfahrtexperten ist, dass sich während der Flugphase mehr RTV ablösen könnte. Insbesondere dann, wenn das Space Launch System von Mach 2 auf Mach 3,5 beschleunigt. In dieser Phase ist die atmosphärische Dichte noch hoch genug, sich möglicherweise ablösendes Material abzubremsen, das dann einen stärkeren Aufprall verursacht.

Der wahrscheinlichste Teil der Trägerrakete, den das Material in diesem Szenario treffen würde, ist der Stufenadapter der Trägerrakete, ein Abschnitt zwischen dem Kern und den oberen Stufen. Dieser Adapter sei aber “ein sehr robustes Bauteil”, erklärte Sarafin. Somit sei es unwahrscheinlich, dass ein Aufprall ernsthafte Schäden verursachen würde. Die Ingenieure bewerteten auch mögliche Auswirkungen eines Aufpralls auf den Kern und die Oberstufen sowie auf die inneren Teile der Booster. “All diese Bereiche waren von anderen Trümmerquellen und anderen Gefahren und Risiken umgeben”, sagte er.

Das RTV wird benötigt, um eine aerodynamische Lücke zwischen dem Orion-Besatzungsmodul und dem Startabbruchsystem zu schließen. “Man will eine sehr glatte äußere Formlinie, damit man die Grenzschicht nicht auslöst oder akustische Probleme und thermische Erwärmung verursacht”, erläuterte Jim Geffre, Manager für Fahrzeugintegration im Orion-Programm der NASA. “Um diese Schnittstelle abzudichten, tragen wir eine dünne Schicht RTV rundherum auf. Laut Sarafin stellt der Verlust von RTV jedoch kein aerodynamisches Problem für das Fahrzeug dar. “Dies war nur ein Weg, um die aerodynamischen Turbulenzen und die Strömung in diesem speziellen Bereich zu reduzieren”, so Sarafin.

Die NASA untersucht noch immer, weshalb sich das RTV während des Sturms ablöste, obwohl es nur einem Bruchteil der Kraft ausgesetzt war, die es beim Start erfahren wird. “Ich denke, es ist eine Kombination aus der Richtung und der Intensität des Sturms, wie lange er anhielt”, mutmaßte Geffre. Der Teil des RTV, der sich ablöste, habe sich auf der Seite befunden, die den Winden des Hurrikans am stärksten ausgesetzt war. Ungeachtet aller Probleme möchte die NASA am Mittwoch dennoch einen neuen Anlauf wagen. “Wir wissen, dass wir trotzdem starten können”, sagte Jeremy Parsons, stellvertretender Programm-Manager der NASA:

“Die einstimmige Empfehlung des Teams ist, dass wir in einer guten Position sind, um mit dem Startcountdown fortzufahren.”

Der für Mittwoch geplante Start markiert somit den Beginn einer ganzen Reihe komplexer Raumflüge im Rahmen des sogenannten “Artemis”-Programms, das 50 Jahre nach Ende der Apollo-Missionen erstmals wieder Menschen auf die Mondoberfläche bringen soll, als Vorstufe für spätere Flüge auch zum Mars. Doch auch die Artemis-Missionen zum Mond bergen wie immer Risiken. 

Artemis I ist ein Testflug, auf dem das Raumschiff “auf Herz und Nieren” geprüft werden soll. Es ist das erste Mal, dass die SLS-Rakete der NASA fliegt, auch das erste Mal, dass die für die künftigen Besatzungen vorgesehene Orion-Kapsel in den unmittelbaren Einflussbereich der Schwerkraft des Mondes eintritt, und schließlich auch das erste Mal, dass der Hitzeschild dieses Raumfahrzeugs dann wieder einen rasanten Landeanflug durch die Erdatmosphäre überstehen muss. Dementsprechend ist absehbar, dass wichtige Erkenntnisse gesammelt werden und eventuell auch nicht alles genau nach Plan verlaufen wird. Bei diesem ersten Flug vom SLS samt Orion-Raumschiff werden daher erst einmal keine Menschen an Bord sein. 

Die Rakete des SLS Block 1 wird heute oft als die leistungsstärkste Rakete bezeichnet, die je gebaut wurde. In ihrer endgültigen Ausbaustufe SLS Block 1B für bemannte Flüge soll sie dann noch leistungsfähiger sein als die Saturn V, die in den Jahren von 1968 bis 1973 die Apollo-Astronauten zum Mondflug bringen konnte. Wie die damalige Rakete Saturn V wird auch die Hauptstufe der SLS durch eine Paarung aus flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoff angetrieben, unter Verwendung von vier Raketenmotoren, die von den SSME-Triebwerken der früheren Space-Shuttle-Missionen abgeleitet wurden. Im Gegensatz zur Saturn, aber ebenfalls analog zum Space-Shuttle-Programm wird die SLS von zwei Feststoff-Boostern flankiert starten. Die insgesamt fast 100 Meter hohe, zweistufige Rakete des SLS Block 1 kann eine Nutzlast von rund 27.000 Kilogramm in eine Geostationäre Transferbahn und für Flüge zu einer Mondumlaufbahn befördern. 

Wenn alles gut geht, wird die Rakete des SLS die Orion-Kapsel zu einer 42-tägigen Erkundungsreise ins All befördern. Auf einer dem Umlauf des Mondes um die Erde entgegengesetzten Bahn, die als retrograde Umlaufbahn bezeichnet wird, soll das noch unbemannte Raumschiff den Mond anderthalbmal umrunden. Allerdings ist die Testflugbahn von Artemis I nicht identisch mit jenen, die für die späteren bemannten Missionen vorgesehen sind. Sollte Artemis II fliegen, wird es sich dann um eine auch aus physiologischen Gründen an Bord wesentlich kürzere zehntägige Mission von bis zu vier Besatzungsmitgliedern handeln.

Auch wenn der erste Testflug des Raumschiffs wider Erwarten nahezu ohne größere Probleme verlaufen sollte, wird der “Weg zurück zum Mond” dennoch auch weiterhin eine längerfristige und äußerst komplexe Herausforderung bleiben. Die bisher namentlich noch gar nicht auserwählten Astronauten sollen den Mond daher erstmals im Jahr 2024 wieder betreten – wenn der Zeitplan bis dahin eingehalten werden kann. Den Start der SLS-Rakete können Interessierte am Mittwoch auf dem offiziellen YouTube-Kanal der NASA verfolgen. 

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