Russland fliegt zum Mond – Teil 1

Am Morgen des 11. August ist Am 11. August ist die Trägerrakete Sojus-2.1b mit einer Fregat-Oberstufe und der automatischen Raumsonde Luna-25 gestartet. Es wird der erste Versuch in der Geschichte des nachsowjetischen Russlands sein, eine weiche Landung auf dem Mond durchzuführen. Dies ist der erste Flug zum Mond in der modernen Geschichte Russlands. Die letzte sowjetische Mondstation Luna-24 erfüllte 1976 ihre Mission: Nach einer weichen Landung in der Äquatorzone des Erdtrabanten führte sie Forschungsarbeiten durch und brachte mit einer Rückkehrstufe 170 Gramm Regolith zur Erde zurück. Regolith ist ein staubartiges Material auf den Gesteinsoberflächen im Bereich des südlichen Pols des Mondes.

Zu den geplanten wissenschaftlichen Untersuchungen gehöre ebenso ein Studium der Oberflächenschichten und insbesondere des Lockermaterials, des Regoliths, auf dem Gestein im Bereich des südlichen Pols des Mondes, heißt es in dem Projektpapier.

Die Messungen sollen nicht zuletzt Aufschluss über den Zustand der Exosphäre des Himmelskörpers zu unterschiedlichen Tageszeiten geben – ein Mondtag und eine Mondnacht entsprechen jeweils etwa 14,5 Tagen auf der Erde. Dort schwanken die Temperaturen laut Roskosmos zwischen minus 170 Grad und plus 120 Grad Celsius. In der polaren Exosphäre laufen laut Roskosmos dynamische Prozesse eines Zusammenspiels von kosmischen Teilchen und Mondstaub ab. „Der Mondstaub schafft viele Probleme und Gefahren für die technischen Systeme.“

Die Mikropartikel des Staubs seien giftig und von hoher chemischer Aktivität. Deshalb seien die Untersuchungen wichtig für eine mögliche spätere Erkundung des Mondes durch den Menschen vor Ort. Eine mögliche radioaktive Gefahr wird ebenfalls geprüft.

 Ursprünglich hatte Roskosmos gehofft, dass Luna-25 das einzige Raumschiff sein würde, das den Südpol des Erdtrabanten untersuchen würde, aber in diesen Tagen ist auch das indische Raumschiff Chandrayaan-3 auf dem Weg in die gleiche Region, und sein Landemodul namens Vikram soll etwa zur gleichen Zeit relativ nahe am Landeplatz von Luna-25 landen. In wenigen Tagen werden wir wissen, wer der Erste sein wird – wenn beide Missionen erfolgreich verlaufen.

Die bisherigen Etappen des Fluges waren:

• Neun Minuten nach dem Start vom Kosmodrom Wostotschny hat die Trägerrakete Sojus 2.1b das Raumfahrzeug in eine nicht geschlossene Referenzumlaufbahn gebracht.
• Nach der Abtrennung der dritten Stufe zündete die Fregat-Oberstufe. Mit der ersten Aktivierung des Schubsystems hat sie den Orbit auf 200 Kilometer angehoben. Nach einer halben Erdumrundung wurde das Triebwerk erneut gezündet, um die Station auf eine Flugbahn zum Mond zu bringen.
• 1 Stunde und 20 Minuten nach dem Abheben von der Erde koppelte sich Luna-25 von Fregat ab und begann ihren fünftägigen autonomen Flug zum Mond. Während dieser Zeit sind zwei Korrekturen der Flugbahn mit Hilfe eines Triebwerks vorgesehen, das dann für die Mondlandung eingesetzt wird.
• Der Pressedienst von Roskosmos schrieb am 12. August per Telegram, Luna-25 habe die erste geplante Korrektur des Fluges zum Mond vorgenommen: „Das Antriebssystem von Luna-25 schaltete sich um 16:00 Uhr Moskauer Zeit ein und arbeitete 46 Sekunden lang.“

• Am 13. August berichtete der Pressedienst von Roscosmos, dass die ersten Messdaten von Luna-25 eingetroffen sind. Die Station funktioniere normal, die Kommunikation mit ihr ist stabil und die Energiebilanz positiv. Das wissenschaftliche Team habe mit der Verarbeitung der ersten von der Mission erhaltenen Daten begonnen.

Folgende Etappen muss Luna-25 noch absolvieren:

• Die Mondsonde soll am 16. August in eine kreisförmige Umlaufbahn um den Mond mit einer Höhe von 100 km eintreten und am 21. August im Bereich nördlich des Boguslawsky-Kraters (Koordinaten des Ellipsenzentrums 69,5450 Grad südlicher Breite und 43,5440 Grad östlicher Länge) am Südpol sanft auf der Oberfläche des natürlichen Erdtrabanten landen.
• Nach Erreichen des Erdtrabanten wird Luna-25 das Antriebssystem abbremsen, um die Geschwindigkeit zu verringern und in eine kreisförmige Umlaufbahn in Polnähe in einer Höhe von 100 Kilometern einzuschwenken.
• Nach der Verfeinerung der Bahnparameter wird die Station Manöver durchführen, um in eine polare elliptische Umlaufbahn mit einer Perizentrumshöhe von 12 bis 18 Kilometern und einer Apozentrumshöhe von 90 bis 110 Kilometern überzugehen. „Luna-25“ kann bis zu einer Woche in dieser Umlaufbahn bleiben, damit die Spezialisten alle Daten sammeln und das Programm für die Landung vorbereiten.
• Der letzte und wichtigste Schritt der Mission ist die Landung der Station in der Nähe des Südpols des Mondes. Luna-25 hat kein Flug- oder Orbitalmodul und landet daher komplett auf der Oberfläche. Dazu muss sie in der Umlaufbahn zweimal mit dem Triebwerk abbremsen und in den vertikalen freien Fall auf eine Höhe von 800 bis 1200 Metern gehen. Die Höhe wird mit einem einzigen Instrument gemessen, dem Doppler Velocity and Range Meter (DISD-LR). Das Gerät sendet Funksignale zum Mond und empfängt von der Mondoberfläche reflektierte Signale, aus denen sich die Höhe, die Geschwindigkeit und der Neigungswinkel des Fahrzeugs während des Abstiegs ablesen lassen.
• In einer Höhe von einem Kilometer wird das Antriebssystem (einschließlich zweier zusätzlicher Triebwerke für eine sanfte Landung) gezündet, um die Station in zwei Stufen in einem einzigen Versuch zu landen: zunächst im Modus mit hohem Schub und am Ende, aus einer Höhe von 20 Metern, im Modus mit niedrigem Schub, bis Luna-25 auf vier Stützen steht.
• Nach der Landung wird die Antenne der Station für die Kommunikation auf die Erde ausgerichtet. Luna-25 wird ein Panorama des Landeplatzes funken. Während des ersten Mondtages werden Spezialisten alle Systeme testen, ab dem zweiten Mondtag beginnen die wissenschaftlichen Arbeiten, die ein Jahr dauern sollen.
• Der zyklische Betrieb von Luna-25 während dieses Jahres wird dem Wechsel von Mondtag und Mondnacht entsprechen. Tagsüber wird der Lander die Kommunikation mit der Erde aufrechterhalten, die Oberfläche vermessen, mit einem Manipulatorarm Bodenproben entnehmen und wissenschaftliche Experimente durchführen. Nachts werden alle Geräte bis auf die Echtzeituhr abgeschaltet und die Station mit zwei Radionuklid-Heizgeräten und einem Radioisotopen-Thermogenerator (RITEG) beheizt, die mit Plutoniumdioxid-238 betrieben werden. Die Temperatur auf der Rückseite des Mondes wird auf -170°C sinken. Der vom RITEG erzeugte Strom treibt eine Uhr an, die jeden Mondmorgen den Bordcomputer und das Hauptenergiesystem (Solarzellen) einschaltet.

Die Wahl des Landeplatzes war ein Kompromiss zwischen Ingenieuren und Wissenschaftlern. Die Suche wurde dadurch erschwert, dass die südliche zirkumpolare Region des Mondes eine komplexe Topographie aufweist und ein flaches Gelände ohne steile Hänge und große Felsen gefunden werden musste. Da Luna-25 über kein aktives Manövriersystem für die Landung verfügt (wie es bei chinesischen und amerikanischen Landemodulen üblich ist), wurden Standorte in Form einer Ellipse von 30 mal 15 Kilometer gewählt. Außerdem durfte die Horizontlinie die Sonne und die Erde wegen der Anforderungen an die Beleuchtung der Solarpaneele und die Verfügbarkeit von Funkverbindungen nicht für längere Zeit verdecken.

Aus allen für die Station geeigneten Gebieten wurden diejenigen ausgewählt, die für die Wissenschaftler von Interesse sind: Laut Fernerkundungsdaten ist dort der Massenanteil des Wassers in der obersten Schicht der Oberfläche am größten. Die Suche nach Wasser auf dem Mond ist das Hauptziel der Mission – der Nachweis von Wasser wäre ein großer Erfolg.

Die Konstruktion der automatischen interplanetaren Station Luna-25, die von der zu Roskosmos gehörenden Forschungs- und Produktionsvereinigung Lawotschkin gebaut wird, besteht aus zwei Hauptteilen:

• Unterer Teil – Landeplattform bestehend aus Treibstofftanks mit Antriebssystem und Landestützen;
• Oberteil – nicht hermetischer, leichter Instrumentencontainer. Fast die gesamte wissenschaftliche Ausrüstung, für deren Organisation das Institut für Weltraumforschung der Russischen Akademie der Wissenschaften verantwortlich ist, ist im Oberteil des Raumfahrzeugs untergebracht.

Die Gesamtmasse der Station im betankten Zustand beträgt etwa 1800 Kilogramm, die Masse der wissenschaftlichen Ausrüstung 31 Kilogramm.

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