Sonntag , 4. Dezember 2022
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Die SLS-Rakete der Artemis‑1-Mission wartet auf der Startrampe im Kennedy Space Center auf ihren Einsatz. Quelle: IMAGO/UPI Photo

Artemis‑1 und die „Frankensteinrakete“: Wann schafft es die Nasa endlich zum Mond?

Eigentlich sollten sich am Dienstag Dutzende Raumfahrtfans rings um das Kennedy Space Center in Florida versammeln. Der Countdown sollte herunterlaufen, die Schwer­last­­rakete SLS (Space Launch System), mit dem Raumschiff „Orion“ an Bord, von der Startrampe 39B abheben und zum Mond aufbrechen – fast 50 Jahre, nachdem die letzten US‑amerikanischen Astronauten auf dem Erdtrabanten gelandet sind.

Doch schon wieder muss die Nasa den Start der Artemis‑1-Mission absagen. Dieses Mal wegen des Tropensturms „Ian“, der auf die US‑Ostküste zusteuert. Es werde damit begonnen, das Fahrzeug für den „Rollback“ zu konfigurieren, teilte Jim Free, stellvertretender Administrator für die Entwicklung von Explorations­systemen bei der US‑Weltraumbehörde am Wochenende auf Twitter mit. Das heißt: Die Rakete wird zurück ins sogenannte Vehicle Assembly Building gebracht, wo sie vor dem Sturm geschützt ist. Wann dies geschehen soll, will die Nasa im Laufe des heutigen Tages entscheiden.

Was bei den vorherigen Starts schief­gelaufen ist

„Wir starten erst, wenn es richtig ist“, hatte Nasa-Chef Bill Nelson nach dem zweiten Fehlversuch klargestellt. Er hatte auf seine eigene Mission im Jahr 1986 verwiesen, die viermal abgebrochen werden musste. „Das ist Teil des Weltraum­geschäfts.“ Nichtsdestotrotz scheint die Nasa bei der Artemis‑1-Mission kein Glück zu haben.

Es gab eine ganze Reihe von Pannen, die den Start bislang unmöglich machten. Beim ersten Startversuch Ende August entdeckten die Ingenieurinnen und Ingenieure beim Betanken der Rakete mit flüssigem Wasserstoff ein Leck an einem der vier Haupttriebwerke. Wenig später war dann Triebwerk drei das Problem: Es ließ sich nicht auf die nötige Betriebs­temperatur herunter­kühlen. Auch zeigte sich ein Riss im Wärme­schutz­schild. Der Countdown musste angehalten, der Start abgebrochen werden. Im Nachhinein stellte sich dann heraus, dass ein Sensor fehlerhaft und das Triebwerk doch so kalt war, wie es sein musste.

Anfang September folgte schließlich der zweite Versuch. Die Nasa glaubte, alle Fehler behoben zu haben. Doch es kam anders: Wieder gab es Schwierigkeiten bei der Treibstoffzufuhr. Die Ingenieurinnen und Ingenieure fanden ein Wasserstoffleck in einem Hohlraum der Schnellkupplung, einer Schnittstelle zwischen der Flüssig­wasser­stoff-Treibstoff­zufuhr­leitung und der Rakete. Mehrere Versuche, das Leck zu beheben, scheiterten. Wieder blieb die SLS-Rakete auf dem Boden.

Schuld an dem Wasserstoffleck könnte ein Druckanstieg gewesen sein. Während der Frühphase des Wasserstoff-Ladevorgangs, dem sogenannten Chilldown, sei fälschlicherweise ein Befehl gesendet worden, der den Druck im System vorübergehend erhöht habe, berichtete die Nasa. Das könnte zum Dichtungsleck beigetragen haben. Bei den Reparaturarbeiten sind mittlerweile zwei Dichtungen ausgetauscht worden.

Eine Testbetankung am vergangenen Mittwoch sollte zeigen, ob das Wasserstoffleck vollständig behoben wurde. Wieder trat an der Schnellkupplung Wasserstoff aus, was die Ingenieurinnen und Ingenieure jedoch schnell beheben konnten. Einem erneuten Startversuch stand damit aus technischer Sicht nichts mehr im Wege; doch dann durchkreuzte der Tropensturm die Pläne der Welt­raum­behörde. Wieder muss die SLS-Rakete am Boden bleiben. Wird der große Traum von der Rückkehr zum Mond eine Mondmission impossible, eine unmögliche Mission?

Rakete nach politischen Vorstellungen gebaut

„Die SLS-Rakete war von Anfang an eine Totgeburt“, sagt Martin Tajmar. Der Professor für Raum­fahrt­systeme an der Technischen Universität Dresden kritisiert vor allem die Entscheidung des US‑Kongress, die Rakete mit Komponenten zu bauen, die noch aus der Space-Shuttle-Ära stammen. So sollten Arbeitsplätze und die aufgebaute Infrastruktur erhalten werden. Kritikerinnen und Kritiker bezeichnen die Mondrakete inzwischen als „Frankenstein­rakete“ – in Anspielung auf die gleichnamige Romanfigur, die versucht, aus Leichenteilen einen Menschen zu erschaffen.

Die Nasa war gezwungen, die Rakete nach den Vorstellungen der Politik zu konzipieren. Das ist auch der Grund, warum die SLS-Rakete mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff angetrieben wird. „Im Prinzip ist das das effizienteste Antriebssystem“, erklärt Tajmar. Wenn die beiden Stoffe miteinander reagieren, wird dabei viel Energie freigesetzt. Allerdings ist Wasserstoff nicht einfach zu handhaben: „Es ist sehr empfindlich und anfällig für Lecks.“ Außerdem muss flüssiger Wasserstoff auf etwa minus 250 Grad heruntergekühlt werden.

„Diese Form des Treibstoffs ist völlig aus der Zeit gefallen“, meint der Dresdner Raum­fahrt­system-Experte. Private Raum­fahrt­unternehmen wie SpaceX sind mittlerweile dazu übergegangen, flüssiges Methan als Treibstoff zu verwenden. Der Vorteil dabei ist: Es ist weniger anfällig für Lecks und muss nicht so stark gekühlt werden. „Wenn ich mir überlege, wie konzipiere ich eine intelligente Mondrakete, dann würde sie definitiv nicht so ausschauen, wie die SLS-Rakete.“

Der Nasa läuft die Zeit davon

Die Nasa hält sich einen neuen Startversuch für das aktuelle Startfenster offen, das sich am 4. Oktober schließt. Danach könnte die Rakete erst wieder zwischen dem 17. und 31. Oktober zum Mond aufbrechen. Erlauben kann sich die US‑Welt­raum­behörde weitere Verzögerungen eigentlich nicht. Denn an Bord befinden sich mehrere wissenschaftliche Experimente, darunter Kleinsatelliten, deren Batterien sich zunehmend entladen könnten. „Das ist aber das geringere Problem“, meint Tajmar. Er hält eine andere Sache für heikler: „Die Rakete steht jetzt schon so lange auf der Startrampe, dass die eine oder andere Komponente bald aus der Gewährleistung fällt.“ Zum Beispiel könnte die SLS-Rakete undicht werden, weil Dichtungen mit der Zeit an Stabilität und Wirkung verlieren.

Auch deshalb will die Nasa so schnell wie möglich mit der Artemis‑1-Mission beginnen. Doch der Startzeitpunkt hängt nicht nur von den logistischen Herausforderungen ab, sondern auch von den physikalischen Gegebenheiten. Die beteiligten Himmelskörper – Mond, Erde und Sonne – müssen sich in der richtigen Position zueinander befinden. Da die Raumkapsel „Orion“ ihre Energie über Solarmodule gewinnt, darf sie während ihres Fluges nicht zu lange im Schatten sein. Es muss also unter anderem berücksichtigt werden, wann Mond und Erde die Sonne verdecken. Die Rakete kann nicht zu beliebigen Zeiten starten.

Die US‑Weltraumbehörde steht unter Druck. Der Testflug muss schnellstmöglich gelingen, damit auch die weiteren Mondmissionen sichergestellt sind. Ziel ist es, dass 2024 wieder US‑Astronauten auf dem Mond landen, erstmals auch eine Frau und eine nicht weiße Person. „Die Rakete startet, wann immer sie fertig ist“, sagt Tajmar, „und das dauert eben seine Zeit, weil dabei viele Komponenten zum Tragen kommen.“ Er sei grundsätzlich optimistisch, dass die Reise zum Mond gelingen kann. Der Traum der Nasa sei noch nicht ausgeträumt.

Von Laura Beigel/RND