An einen Ort, den die Menschheit noch nie besucht hat – Seite 1

Update, 22. Juli 2019: Am Montag, den 22. Juli, soll die "Chandrayaan-2"-Mission um 11.13 Uhr deutscher Zeit starten. Ursprünglich sollte die Rakete vor knapp einer Woche abheben. Doch kurz vor dem Start war die Mission wegen technischer Probleme gestoppt worden.

Mit den Entdeckern Vikram und Pragyan will Indien in die Geschichtsbücher eingehen. Die beiden sollen an einen Ort reisen, den die Menschheit bisher noch nie besucht hat: an den Südpol des Mondes. Zwar sind diese Raumfahrer nicht aus Fleisch und Blut, sondern Maschinen. Doch sie wurden gebaut, um zu erobern.

Die Chandrayaan-2-Sonde besteht aus Vikram, einer Landeplattform, und Pragyan, einem fahrenden Roboter. Eine dreistufige Trägerrakete soll die Gerätschaften vom indischen Satish Dhawan Space Centre aus ins All bringen. Rund 50 Tage später, wahrscheinlich im September, will Indiens Regierung verkünden: Unser Land ist die vierte Nation, die erfolgreich auf dem Mond gelandet ist. Allein Russland, China sowie den USA sind bislang sanfte Landungen gelungen, und nur Letztere haben es vollbracht, Menschen durch den lunaren Staub wandeln zu lassen. 50 Jahre ist das her.

Die aktuelle indische Mission ist zwar unbemannt, aber nicht minder anspruchsvoll. Das Team will mit einer Tour eine Ladung von 3,8 Tonnen ins All bringen.* Das Weltraumpaket hat neben Vikram und Pragyan auch einen Satelliten dabei, der auf einer Umlaufbahn den Mond umkreisen soll. Gefährt und Roboter sollen es hingegen wohlbehalten auf den Boden schaffen. Und das nicht irgendwo, sondern nahe dem Südpol, am 70. Breitengrad zwischen den Kratern Manzinus C und Simpelius, wo Temperaturen zwischen minus 157 Grad Celsius und plus 121 Grad Celsius herrschen. Das ist der Plan.

Satish Dhawan Space Centre

Der indische Weltraumbahnhof liegt auf der Barriereinsel Sriharikota.

Der Südpol des Mondes ist ein reizvolles Ziel, weil Astrophysiker dort bereits vor Jahren Wassermoleküle entdeckt haben, die Vorkommen aber bisher kaum untersuchen konnten. So wissen sie bislang, dass Wasser auf der Mondoberfläche in tiefen Kratern am Pol und gebunden im Gestein gelagert ist. Wie groß die Mengen sind, ist nicht bekannt. Vor zwei Jahren hatten Forscher spekuliert, dass sich im Inneren des Mondes genauso viel Wasser befindet wie im Erdmantel (Nature Geoscience: 2017). Die entscheidenden Daten für diese Studie hatte dem Team die indische Raumsonde Chandrayaan-1 geliefert. 

Nun will Indien mit Chandrayaan-2 und seinen beiden Entdeckern nachlegen. Mehrere Manöver sind notwendig, um die Sonde samt Nutzlast zum Erdtrabanten zu bringen. Nachdem Chandrayaan-2 den Anziehungsbereich des Mondes erreicht hat, sollen Steuerraketen das Gefährt verlangsamen, damit es auch vor Ort bleibt. Das bedeutet, es bewegt sich dann auf einer stabilen Umlaufbahn in etwa 100 Kilometern Höhe. Am Tag der Landung soll sich Vikram – benannt nach dem Vater des indischen Raumfahrtprogramms – von dem Orbiter lösen, um in mehreren Bremsmanövern gen Oberfläche hinabzusteigen (siehe Animation der indischen Weltraumorganisation).

In einem Video hat Indiens Weltraumforschungsorganisation Isro die "Chandrayaan-2"-Mission animiert.

Man sei sehr aufgeregt, aber zuversichtlich, sagte der Isro-Vorsitzende Kailasavadivoo Sivan Mitte Juni in einem Bericht des indischen Fernsehsenders NDTV. Auch er weiß: Sanfte Landungen sind im Gegensatz zu kontrollierten Aufschlägen keine leichte Übung, sondern gehören zu den größten Herausforderungen in der Raumfahrt. Nur wenn die Landeplattform, auch Lander genannt, sicher aufsetzt, lässt sich in einem nächsten Schritt der Rover entladen und auf die Mondoberfläche fahren.

Sollte Vikram schließlich brauchbares Wasser finden, sind künftige bemannte Missionen, sogar eine Basis auf dem Mond denkbar. Damit wirbt zumindest die Isro – indische Spitzentechnologie könnte dies möglich machen. Ganz ohne Hilfe aus dem Ausland geht es dann allerdings nicht: Die Weltraumorganisation hat bereits das Deep Space Network der US-amerikanischen Nasa zur Navigation gebucht. Das Antennennetz auf der Erde kann unter anderem mit Sonden und Satelliten Kontakt aufnehmen.

Einmal am Südpol angekommen soll der Rover Pragyan eine Strecke von 500 Metern zurücklegen und die Region währenddessen möglichst detailliert erkunden, "um die Geheimnisse des Mondes zu entschlüsseln", sagte der Raumfahrtwissenschaftler Sivan in dem Fernsehinterview. Passenderweise lässt sich Pragyan in etwa mit Weisheit übersetzen. Mit insgesamt 13 wissenschaftlichen Geräten an Bord von Satellit, Lander und Roboter wollen Sivan und seine Kollegen die Chemikalien auf dem Mond analysieren, die Oberfläche kartieren und bestenfalls noch Mondbeben aufzeichnen. Zwei Wochen haben Vikram und der solarbetriebene Pragyan laut seiner Erbauer dafür Zeit. Über den Lander und den Satelliten, der den Mond derweil umkreist, sollen die Daten dann zur Erde gelangen. Der Satellit soll ein Jahr lang im Dienst sein.

"Landemissionen sind die Königsdisziplin der Raumfahrt"

In der Theorie klingt das alles hervorragend. Die Umsetzung jedoch ist heikel. Jeder Raketenstart ist noch heute riskant, egal ob von Cape Canaveral, Kourou oder eben Sriharikota aus. Die indische Regierung setzt zudem auf eine eigens entwickelte Trägerrakete vom Typ GSLV Mk III. Ihren ersten orbitalen Flug legte diese am 5. Juni 2017 zurück; damals brachte sie den Kommunikationssatelliten GSAT-19 erfolgreich auf eine Umlaufbahn um die Erde in 170 Kilometern Höhe. Eine weitere Satellitenmission folgte im November 2018. Mit Chandrayaan-2 steht nun der erste offizielle Betriebsflug an.

"Die Rakete ist eine Weiterentwicklung früherer Modelle, sie ist bereits erfolgreich geflogen – unbekannte Schwächen dürfte es nicht geben, und damit gibt es in diesem Fall auch kein außergewöhnlich erhöhtes Risiko beim Start", sagt der Raumfahrttechniker Roger Förstner von der Universität der Bundeswehr München. Nur eben das Übliche, das nicht bei null liegt. "Beim Start müssen zahlreiche Systeme miteinander funktionieren, auch eine Sojus oder eine Ariane hat deshalb immer mal wieder Probleme."

Ein gelungener Start bedeutet dann aber natürlich noch längst keine erfolgreiche Mission. Seit 1959 schickt die Menschheit Gerätschaften zum Mond, so manche sind unkontrolliert abgestürzt und liegen bis heute auf der Oberfläche verstreut. Surveyor 2 und 4 sowie diverse Luna-Lander aus den Sechzigerjahren etwa. Oder die israelische Privatsonde Beresheet, die gerade erst in diesem Frühjahr zum Entsetzen ihrer Entwickler bewies, wie schwierig es ist, auf einem fremden Himmelskörper zu landen. Beresheet war gut von der Erde weggekommen, schaffte es sogar schneller als geplant zum Mondum dort dann zu zerschellen.

Die indische Mission ist eine ganz andere Gewichtsklasse: Beresheet wog bloß ein paar Hundert Kilogramm, die Gerätschaften an Bord von Chandrayaan-2 wiegen mehrere Tonnen. Allerdings haben die Inder schon viel technische Erfahrung gesammelt, bauen Satelliten und eigene Raketen. "Das sind keine Anfänger", sagt Förstner. "Doch Raumfahrt ist und bleibt eine Herausforderung, es ist keine Routine. Und Landemissionen sind die Königsdisziplin."

Die Schwierigkeit beim Mond: Er hat keine Atmosphäre. "Daher kann man keinen Fallschirm zum Abbremsen nutzen wie auf dem Mars. Man muss mit Schub den Abstieg kontrollieren", erklärt Förstner. Das ist ein komplexes Manöver. Ein vorprogrammiertes dazu, schließlich steuert niemand das Gerät von der Erde aus mit einem Joystick. Diverse Sensoren, die Triebwerke und der Computer müssen nicht nur funktionieren, sondern auch perfekt aufeinander abgestimmt sein, ehe das Landemanöver beginnt. "Und wenn ich dann den Anflug mache, dann muss ich auch landen", sagt der Raumfahrttechniker. Durchstarten wie ein Flugzeug kann ein Mondlandefahrzeug nicht. "Dafür reicht der Treibstoff gar nicht."

Mit dem Südpol als Landeziel hat sich das indische Team bewusst für zusätzliche Schwierigkeiten entschieden. "Es kostet mehr Treibstoff, wenn man in eine Ebene außerhalb der Flugbahn will. Das lässt sich durch die Ausrichtung des Starts ein wenig kompensieren, aber nicht ganz", sagt Förstner. Hinzu kommt die Beleuchtung: Am Äquator strahlt die Sonne direkt auf den Mond. An den Polen hingegen ist die Einstrahlung deutlich flacher, kommt irgendwie immer von der Seite und es gibt einen sehr langen Schattenwurf. "Optische Instrumente müssen speziell dafür gemacht sein, damit sie die Sonne nicht plötzlich blendet und Daten verloren gehen." Und es schlimmstenfalls zum Crash kommt.

Chandrayaan-2 ist ein kühnes Vorhaben. Aber die Mission sei unerlässlich, wolle die Menschheit tiefer in den Weltraum reisen, denn der Mond sei der perfekte Ort, um Technologien dafür zu testen, sagen die Erbauer. Und um herauszufinden, ob Indien nicht eines Tages selbst Menschen ins All schicken kann. Bis zum 75. Unabhängigkeitstag im Jahr 2022 ist noch etwas Zeit.

Juli 1969, Millionen Menschen sitzen vor Flimmerkisten und Neil Armstrong hüpft auf den Mond. Wie groß war dieser Schritt für die Wissenschaft? Und müssen Menschen da wieder hin? Reisen Sie mit uns in die Geschichte und Zukunft in unserem Schwerpunkt "Zum Mond und zurück".

*Anm. d. Red.: An dieser Stelle stand, die 3,8 Tonnen würden dem Gewicht von acht ausgewachsenen Elefanten entsprechen. Die Zahl ist zwar korrekt, der Vergleich aber unzutreffend. Daher haben wir diese Textstelle geändert.