Artemis-Programm

Logo des Artemis-Programms

Das Artemis-Programm ist ein bemanntes Raumfahrtprojekt der NASA in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern. Ziel des Programms ist es, erstmals seit Apollo 17 wieder Astronauten auf dem Mond zu landen, darunter erstmals eine Frau. Anschließend sollen jährlich bemannte Mondlandungen stattfinden. Das Projekt wurde im März 2019 von US-Präsident Donald Trump initiiert und wird von der Regierung unter Joe Biden fortgeführt. In Anspielung auf das Apollo-Programm wurde es im Mai 2019 nach Artemis benannt, der Mondgöttin und Zwillingsschwester Apollons in der griechischen Mythologie. Eine erste Mondlandung im Rahmen dieses Projektes war für das Jahr 2024 geplant, kann jedoch aus finanziellen, rechtlichen und technischen Gründen voraussichtlich erst im Zeitraum 2026–2028 stattfinden.^[1][2][3][4]

Hintergrund

Künstlerische Darstellung der Mondlandefähre (links) und Raumkapsel des Constellation-Programms

Künstlerische Darstellung eines SLS-Starts

Seit Eugene Cernan am 14. Dezember 1972 als bislang letzter Mensch die Mondoberfläche verließ, gab es in den USA immer wieder Bestrebungen, zum Mond zurückzukehren. Erste konkrete Pläne dazu kündigte Präsident George W. Bush 2004 mit dem Constellation-Programm an. Es sah bemannte Mondlandungen spätestens ab 2020 vor; danach sollten bemannte Flüge zum Mars folgen.

Unter Bushs Nachfolger Barack Obama wurde das Constellation-Programm 2009 wegen ausufernder Kosten wieder eingestellt. Zwei Jahre darauf wurde als Ersatz – auch für das 2011 eingestellte Space-Shuttle-Programm – das SLS-Programm aufgelegt. Dieses sah bemannte Mondumrundungen und Flüge zu anderen Objekten im Sonnensystem vor, jedoch keine Landungen.^[5] Auch hier kam es wieder zu Planüberschreitungen, insbesondere wegen Missmanagement im Boeing-Konzern, dem Hersteller der SLS-Rakete. Der für 2017 geplante Erstflug fand nicht statt.^[6]

Inzwischen war Donald Trump zum Präsidenten gewählt worden und hatte einen erneuten Schwenk in der US-Raumfahrtpolitik eingeleitet. Trump wünschte sich bahnbrechende Erfolge noch während seiner Präsidentschaft. Nachdem er herausgefunden hatte, dass ein bemannter Marsflug selbst bis zum Ablauf einer möglichen zweiten Amtszeit im Jahr 2024 nicht machbar ist,^[7] gab er die Executive Order Space Policy Directive 1 heraus. Damit wies er die NASA an, sich auf eine baldige Mondlandung zu konzentrieren, gefolgt von Missionen zum Mars und „vielleicht eines Tages zu vielen Welten darüber hinaus“.^[5] Anfang 2019 verschob die NASA den Termin für die mittlerweile geplante Mondlandung auf 2028, weil die Probleme bei der SLS-Entwicklung andauerten. Daraufhin ergriff Vizepräsident Mike Pence die Initiative und forderte von der NASA im Namen Trumps eine Landung US-amerikanischer Astronauten am Südpol des Mondes bis 2024. Wenn dies mit den „bestehenden Auftragnehmern“ (wie Boeing) nicht machbar sei, dann müssten eben neue gefunden werden.^[8][9]

Der Shackleton-Krater am Mondsüdpol (Bildmitte) – ein häufig genanntes Erkundungsziel

Die Südpolregion gilt als strategisch wichtig, seit dort Wassereis nachgewiesen wurde. Es ist die einzige Gegend auf dem Mond, in der einerseits rund um das Jahr Sonnenlicht (zum Beispiel für Solarenergiegewinnung) vorhanden und andererseits tiefe Krater zu finden sind, auf deren Boden niemals direkte Sonneneinstrahlung fällt, welche Eisvorkommen auflösen könnte.^[10] Wasser ist nicht nur für die Unterhaltung von Leben notwendig, sondern kann auch zu Treibstoff verarbeitet werden. Neben den USA planen daher auch weitere Länder wie China und Russland eine – zunächst unbemannte – Erkundung des Südpols. China möchte dort in den 2030er Jahren eine Forschungsstation errichten.^[11]

Als rechtlichen Rahmen für den Zugang zum Mond schlossen die USA im Oktober 2020 mit Australien, Kanada, Japan, Luxemburg, Italien, Großbritannien und den Vereinigten Arabischen Emiraten das Abkommen Artemis Accords.^[12] Hiermit möchten die USA – aufbauend auf dem Weltraumvertrag von 1967 – ihre Eigeninteressen für die weitere Mond- und Marserkundung festschreiben. Insbesondere soll Unternehmen die Ausbeutung von Weltraumressourcen erlaubt sein. Die Fokussierung der Artemis Accords auf die Interessen der USA und von deren Partnern stieß auf Kritik.^[13][14] Bis Ende 2021 traten Südkorea, Neuseeland, Brasilien, Polen und Mexiko dem Abkommen bei.^{[15][16][17][18][19]} Bis Mitte 2022 unterzeichneten auch (in alphabetischer Reihenfolge) Bahrain, Frankreich, Israel, Kolumbien, Rumänien, Saudi-Arabien, Singapur und die Ukraine den Artemis-Vertrag.^[20][21]

Die neue US-Regierung unter Joe Biden bekannte sich im Februar 2021 zur Fortsetzung des Artemis-Programms. Man werde damit „neue und aufregende Wissenschaft betreiben, zukünftige Marsmissionen vorbereiten und Amerikas Werte demonstrieren“.^[3] Der unter Biden ernannte NASA-Administrator Bill Nelson betonte, dass die USA nicht gegenüber China ins Hintertreffen geraten dürften und das Artemis-Programm forcieren müssten.^[22]

Finanzierung

Um die ersten Vorbereitungen für die vorgezogene Mondlandung finanzieren zu können, beantragte Trump aufgrund von Berechnungen der NASA eine Aufstockung des NASA-Budgets für das Fiskaljahr 2020 um 1,6 Milliarden US-Dollar. Dieser Betrag sollte aus Reserven des Pell-Grant-Förderprogramms für einkommensschwache Studenten entnommen werden.^[23][24] Der US-Gesetzgeber bewilligte nur einen Teil der geforderten Summe und weitete zugleich die Pell-Grant-Förderung aus.^[25][26] Für die darauffolgenden vier Jahre verlangte die US-Regierung eine Budgetaufstockung um insgesamt 35 Milliarden Dollar.^[27] Nach der Abwahl von Trump Ende 2020 bewilligte der Kongress jedoch für das Haushaltsjahr 2021 nur ein Viertel des geforderten Betrags für die Entwicklung der Artemis-Mondlandefähren; eine bemannte Landung im Jahr 2024 erschien damit unrealistisch.^[28][3]

Technische Bestandteile

Orion-Raumschiff im Anflug auf den LOP-G

Das Artemis-Programm baut auf fünf technischen Einheiten auf,^[29] deren Konzept überwiegend aus früheren US-Mondprogrammen stammt.

• Die Superschwerlastrakete SLS wird offiziell seit 2011 entwickelt, beruht aber – wie die Ares-Rakete des eingestellten Constellation-Programms – auf Komponenten des Space-Shuttle-Systems. Sie soll zunächst bis zu 26 Tonnen Nutzlast auf den Weg zum Mond bringen können. Ob eine ursprünglich geplante Erweiterung auf 45 Tonnen realisiert wird, ist ungewiss.

• Das Orion-Raumschiff wurde vom Constellation-Programm über das SLS-Programm ins Artemis-Programm übernommen. Es ist für eine Besatzung von bis zu vier Astronauten ausgelegt.^[30] Orion besteht aus einer von Lockheed Martin gebauten Raumkapsel und dem „europäischen Servicemodul“, einer im Auftrag der europäischen Weltraumagentur (ESA) von Airbus Defence and Space in Bremen gefertigten Antriebs- und Versorgungseinheit. Das Gesamtsystem ist so schwer, dass es nur mit dem SLS auf den Weg zum Mond gebracht werden kann.^[31]

• Die Bodensysteme am NASA-Weltraumbahnhof Kennedy Space Center wurden für die Handhabung von SLS und Orion umgerüstet. Hierzu zählen das Vehicle Assembly Building (VAB), in dem die Rakete zusammengebaut wird, die Startrampe 39B und die Crawler-Transporter für den Transport der Rakete vom VAB auf die Rampe. Außerdem wurde der Mobile Launcher 1 (ML-1) gebaut, ein mobiler Starttisch mit integriertem Startturm. Ein zweites Mobile-Launcher-Exemplar ist in Vorbereitung.^[32]

• Der LOP-G (Lunar Orbital Platform-Gateway) ist seit 2017 geplant. Es handelt sich um eine modulare Raumstation, die in einer besonderen Umlaufbahn um den Mond platziert werden soll. Von dort aus sollen sowohl Mondlandungen als auch spätere Flüge zum Mars erfolgen. Außerdem soll der LOP-G als Kontrollzentrum für die Steuerung von Robotermissionen auf der Mondoberfläche dienen. Die Station soll nur zeitweise bewohnt sein. Getragen wird sie von einer internationalen Kooperation der ISS-Teilnehmerstaaten. Da nicht sicher ist, ob der LOP-G bis 2024 einsatzbereit sein wird, ist seine Nutzung erst für spätere Artemis-Missionen vorgesehen.^[33][34]

• Eine spezielle Version des SpaceX-Raumschiffs Starship soll als Mondfähre eingesetzt werden. Die NASA wählte das Starship im April 2021 im Rahmen einer Ausschreibung, an der drei technisch sehr verschiedene Entwürfe teilgenommen hatten.^[35] Der komplexeste Entwurf stammte von einem Konsortium unter der Leitung des Unternehmens Blue Origin; er sah ein dreiteiliges System aus Ab- und Aufstiegsmodul (wie bei der Apollo-Landefähre) und einem Transfermodul vor. Letzteres sollte die ersteren beiden zwischen verschiedenen Orbits bewegen. Dynetics hatte eine Lande- und Aufstiegsfähre mit abwerfbaren Tanks vorgeschlagen.^[36] Aus Redundanzgründen beabsichtigt die NASA die Beschaffung und den Start von zwei verschiedenen Fähren für die erste Artemis-Mondlandung;^[37][33] dies scheiterte jedoch zunächst an der unzureichenden Finanzierung durch den US-Kongress.^[35][38]

Planung

Artemis-Planung bis 2024, Stand Anfang 2020 (englisch)

Seit Auflegung des Artemis-Programms änderten sich Pläne für dessen Durchführung mehrfach. Auch das zuständige Spitzenmanagement bei der NASA – der Leiter der Abteilung für bemannte Raumfahrt – wurde zweimal ausgetauscht.^[39]

Zunächst soll mit der unbemannten Mission Artemis 1 (November 2022^[veraltet]) und der bemannten Mission Artemis 2 (2024 Die Kategorie Kategorie:Wikipedia:Veraltet nach Jahr 2024 existiert noch nicht. Lege sie mit folgendem Text {{Zukunftskategorie|2024}} an.^[40]) das Orion-Raumschiff erprobt werden. Beide Flüge sollen mit dem SLS starten und um den Mond führen. Frühestens im Jahr 2024 sollen die ersten beiden Module der LOP-G-Raumstation mit einer Rakete des Typs Falcon Heavy in eine Mondumlaufbahn gebracht werden.^[41] Mit mehreren Starship-Flügen (einschließlich Wiederbetankung im Erdorbit) soll die Mondfähre in einen Mondorbit transportiert werden.^[42] Schließlich würden mit Artemis 3 erstmals seit 1972 wieder Astronauten auf dem Mond landen.^[34]

Entwurf der zweiten Phase des Artemis-Programms (englisch)

Danach sollen jährliche Expeditionen zur Mondoberfläche erfolgen, während der LOP-G ausgebaut und bis 2028 eine dauerhafte US-amerikanische Präsenz auf dem Mond geschaffen wird.^[43][44] Unter einer „dauerhaften Präsenz“ versteht die NASA eine „nachhaltige Rückkehr“ zur Mondoberfläche im Sinne von jederzeit möglichen Besuchen.^[45][46] Sie schlug auch die Bereitstellung von Wohnmodulen auf der Mondoberfläche vor, die als Basis für bis zu 45-tägige Expeditionen dienen könnten.^[47]

Von der vorherigen Planung unterscheidet sich dieser Ablauf unter anderem durch eine Verschiebung des LOP-G-Ausbaus und eine frühere Beschaffung der Mondfähre(n). Weitere Beschleunigungsmaßnahmen sind das Outsourcing von Starts an private Raketenbetreiber und Investitionen in eine effizientere SLS-Fertigung.

Zur Vorbereitung und Unterstützung der bemannten Mondlandungen plant die NASA zusätzliche mehrere unbemannte Landungen beziehungsweise „robotische Missionen“ pro Jahr. Sie sollen ab Ende 2022^[veraltet] im Rahmen des 2018 aufgelegten CLPS-Programms (Commercial Lunar Payload Services – „Kommerzielle Mondnutzlastdienste“) erfolgen und insbesondere die Südpolregion erkunden.^[48] Mit Artemis 1 sollen auch mehrere Kleinsatelliten in Mondumlaufbahnen gebracht werden und von dort aus unter anderem die Wasservorkommen untersuchen.

Umsetzung

Transport der Orion-Kapsel vor dem ersten Test (2013)

Das erste fertiggestellte Artemis-Element war das von Airbus gebaute „europäische Servicemodul“ für Artemis 1.^[49] Der erste Testflug einer Orion-Kapsel erfolgte Ende 2014. Ein Startabbruchstest fand im Juli 2019 statt.^[50]

Im April 2020 wählte die NASA nach einem einjährigen Entwurfswettbewerb drei Landefährenkonzepte aus, deren Entwicklung sie mit zunächst knapp einer Milliarde US-Dollar fördert. Einer der Entwürfe stammt von dem Konsortium „National Team“ aus den Unternehmen Blue Origin, Lockheed Martin, Draper und Northrop Grumman, ein weiterer von einem Team aus Dynetics und der Sierra Nevada Corporation und der dritte von SpaceX.^[36][51][52] Im April 2021 fiel die Entscheidung für das Starship von SpaceX als erste Mondlandefähre.^[35]

Die ersten drei CLPS-Aufträge für den unbemannten Transport von Nutzlasten zur Mondoberfläche erteilte die NASA im Mai 2019 an Astrobotic, Intuitive Machines und OrbitBeyond. Wie Blue Origin und Lockheed Martin arbeiteten auch diese drei Unternehmen schon vorher an der Entwicklung von Mondlandern, Astrobotic und OrbitBeyond auch an einem Rover. Der Auftrag an OrbitBeyond wurde jedoch nach zwei Monaten wieder storniert. Die beiden verbliebenen Flüge sollten 2021 zum Lacus Mortis und zum Oceanus Procellarum führen.^[53][54] Ein weiterer Auftrag ging im April 2020 an Masten Space Systems; diese Mission sollte 2022 am Rand des Haworth-Kraters nahe dem Südpol landen.^[55] Masten meldete jedoch im Juli 2022 Insolvenz an.^[56] Die beiden Aufträge für das Jahr 2023 vergab die NASA an Astrobotic und Firefly Aerospace. Mit dem zweiten Astrobotic-Flug soll der NASA-Rover Viper in die Südpolgegend gebracht werden.^[57][58] Bei den meisten dieser geplanten Missionen kam es anschließend zu Startterminverschiebungen um mindestens ein Jahr.

Im September 2022 eröffnete die NASA die Ausschreibung für die geplante zweite Mondlandefähre, die ab der Artemis-4-Mission neben dem Starship verfügbar sein soll.^[59]

Siehe auch

• Liste der geplanten Mondmissionen
• Liste der geplanten SLS-Flüge

Literatur

• Manfred "Dutch" von Ehrenfried: The Artemis Lunar Program - Returning People to the Moon. Springer, ISBN 978-3-030-38512-5.

Weblinks

Commons: Artemis-Programm – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Website des Artemis-Projekts (englisch)
• Forward to the Moon: NASA’s Strategic Plan for Lunar Exploration; Mai 2019 (PDF, englisch)
• Mission Artemis: Das neue Mondprogramm der USA – und seine Erfolgsaussichten; scinexx-Dossier zum Programm, Juli 2019
• Artemis Plan – NASA’s Lunar Exploration Program Overview; September 2020 (PDF, 35 MB, englisch)
• The Artemis Accords; Originalvertrag vom 13. Oktober 2020 (PDF, 1 MB, englisch)

Einzelnachweise