{"id":14840,"date":"2020-07-02T17:44:48","date_gmt":"2020-07-02T15:44:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=14840"},"modified":"2023-02-11T17:49:29","modified_gmt":"2023-02-11T16:49:29","slug":"das-lunar-gateway","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2020\/07\/02\/das-lunar-gateway\/","title":{"rendered":"Das Lunar Gateway"},"content":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_14840\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"14840\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Als Bestandteil des Artemis-Programmes, so hei&szlig;t nun das Mondprogramm ist ein Kernst&uuml;ck das Lunar Gateway. Es ist eine Raumstation in einem Mondorbit. Das <a href=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/f\/f9\/Gateway_Space_Station_Module_Map.jpg\/800px-Gateway_Space_Station_Module_Map.jpg\">aktuelle Diagramm<\/a> zeigt acht Elemente dieser Raumstation. Zeit sich mal mit dem Lunar Gateway zu befassen.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/vg04.met.vgwort.de\/na\/e794b6c51f9149aeaea10f6257ab5042\" alt=\"\" width=\"1\" height=\"1\" \/><!--more--><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/f\/f9\/Gateway_Space_Station_Module_Map.jpg\/800px-Gateway_Space_Station_Module_Map.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft size-medium\" src=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/f\/f9\/Gateway_Space_Station_Module_Map.jpg\/800px-Gateway_Space_Station_Module_Map.jpg\" width=\"800\" height=\"450\" \/><\/a><\/p>\n<p>Als Zweck nennt die Wikipedia als Zusammenfassung von NASA-Quellen: \u201eIt will serve as the staging point for both robotic and crewed exploration of the lunar south pole, and is the proposed staging point for NASA&#8217;s Deep Space Transport concept for transport to Mars\u201c.<\/p>\n<p>Hier mal meine Meinung dazu. Das Lunar Gateway (LG) hat seine Ursache prim&auml;r in der Masse von Orion und der Nutzlast der <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/sls.shtml\">SLS<\/a>. Die Orion wiegt mit Servicemodul 26,5 t. Die 9 t Treibstoff k&ouml;nnen seine Geschwindigkeit nur um 1200 m\/s &auml;ndern. Als Vergleich: Apollo CM\/SM wogen zusammen rund 30 t davon waren 18,5 t Treibstoff. Es hatte ein dV (inklusive Mondlander) von 2200 m\/s.<\/p>\n<p>Die SLS wird mit der ersten Oberstufe, einer abgewandelten <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/delta-3und4.shtml\">Delta IV Zweitstufe<\/a> nur etwa 26 t auf einen Mondkurs bringen. Eine noch zu entwickelnde Oberstufe (EUS) wird das auf 34 t f&uuml;r bemannte Transporte erh&ouml;hen.<\/p>\n<p>Das Lunar Gateway der NASA ist eine bemannte Raumstation, die im Orbit um den Mond aufgestellt werden soll. Folgende Elemente sind Teil des Lunar Gateway:<\/p>\n<ol>\n<li>Power and Propulsion Element (PPE): Dieses Modul wird die Hauptenergieversorgung und die Propulsion des Lunar Gateway bereitstellen.<\/li>\n<li>Habitat Element: Dieses Modul wird als Wohnraum f&uuml;r die Astronauten dienen und soll auch als Arbeits- und Forschungsplattform genutzt werden.<\/li>\n<li>Logistics Module: Dieses Modul wird f&uuml;r den Transport von Ausr&uuml;stung und Vorr&auml;ten zwischen der Erde und dem Lunar Gateway verwendet werden.<\/li>\n<li>Gateway Common Berthing Mechanism (GCBM): Dies ist ein Andock-System, das es erm&ouml;glicht, verschiedene Module und Fahrzeuge am Lunar Gateway anzudocken.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Es ist geplant, dass das Lunar Gateway in Phasen gebaut und aufgestellt wird, wobei zun&auml;chst das PPE und das Habitat Element bereitgestellt werden sollen.. Das Lunar Gateway wird nicht in einen niedrigen kreisf&ouml;rmigen Orbit um den Mond gelangen. Genauer gesagt wird es sich in einem Abstand von bis zu 70.000 Kilometern um den Mond befinden und in einer Umlaufbahn mit einer Periode von etwa 24 Stunden betrieben werden. Diese Umlaufbahn erm&ouml;glicht es Astronauten, den Mond aus der N&auml;he zu erkunden und gleichzeitig Zugang zur Erde und zu anderen k&uuml;nstlichen Satelliten zu haben.<\/p>\n<p>Es gibt also zwei Probleme:<\/p>\n<ul>\n<li>Eine SLS kann nicht wie die Saturn V Orion und den (ebenfalls noch zu entwickelnden Altair-) Mondlander zusammen starten. Daf&uuml;r sind zwei Starts notwendig.<\/li>\n<li>Selbst dann hat die Orion nicht genug Treibstoff, um alleine in einen niedrigen Mondorbit einzuschwenken und ihn zu verlassen. Das liegt daran, dass die Kapsel etwa doppelt so viel wiegt und die Startmasse daf&uuml;r kleiner ist.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die L&ouml;sung f&uuml;r das zweite Problem ist ein Halo-Orbit. Anstatt wie Apollo in einen 100 km hohen kreisf&ouml;rmigen Orbit zu gelangen, wird das LG den Mond auf einem 3.000 x 70.000 km Orbit umkreisen. Um in diesen zu gelangen, reichen 420 m\/s, dagegen ben&ouml;tigte Apollo rund 900 m\/s um den niedrigen kreisf&ouml;rmigen Orbit zu gelangen. Der Mondlander ben&ouml;tigt dann nat&uuml;rlich mehr Treibstoff f&uuml;r die Landung und den Start aber er wird auch viel leichter als das Orion CM sein (hoffentlich) und er darf, weil er einen eigenen Start hat, auch schwerer sein. F&uuml;r unbemannte Starts soll die Nutzlast der Block IB der SLS auf 37 t ansteigen also doppelt so viel, wie der LM von Apollo wog.<\/p>\n<p>Ein einfacher Ansatz w&auml;re es nun einfach zuerst den Mondlander zu starten in dem Halo Ornit parken und danach die Besatzung dorthin schicken, anzukoppeln und zu landen und bei der R&uuml;ckkehr umgekehrt. Die NASA dachte sich wahrscheinlich das aus Sicherheitsgr&uuml;nden, und weil das Ankoppeln sicher l&auml;nger dauert, es n&uuml;tzlich w&auml;re, dort ein Wohnmodul f&uuml;r die Astronauten zu haben und irgendwie ist daraus eine eigene Raumstation geworden, eine ISS im Kleinen mit eigenen Modulen aus Japan und Europa und erst gestern hat <a href=\"https:\/\/spacenews.com\/mda-to-build-robotic-arm-for-lunar-gateway\/\">Kanada die Entwicklung des Roboterarms<\/a> angek&uuml;ndigt.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Nur macht das Sinn?<\/h3>\n<p>Immerhin nirgendwo habe ich etwas davon gefunden, das das Lunar Gateway irgendwie f&uuml;r die Mondforschung n&uuml;tzlich w&auml;re. Das ist es aus mehreren Gr&uuml;nden nicht. Zum einen ist der Orbit dazu falsch. Will man den Mond erkunden so muss man f&uuml;r optische Instrumente nah heran um Details abzubilden. F&uuml;r einige Ph&auml;nomene wie aufgewirbelten Staub, die d&uuml;nne Exosph&auml;re sollte man sogar nur wenige Kilometer &uuml;ber den h&ouml;chsten Bergen die Kreise ziehen, wie Missionen wie LADEE oder GRAIL zeigten.<\/p>\n<p>Hauptgrund ist aber, das Fernerkundung schon zu Apollozeiten billiger unbemannt ging und daran hat sich bis heute nichts ge&auml;ndert. Ein Vergleich mit der ISS hilft: die Experimente dort befassen sich vor allem mit Medizin, Biologie und Werkstoffen, aber nur wenig mit Erderkundung.<\/p>\n<p>Der wesentliche Vorteil des Lunar Gateway ist, das es bei der Landung Treibstoff spart. Schwenkt man in einen niedrigen Orbit ein, wie dies Apollo tat so braucht man rund 900\u00a0 bis 1.000 m\/s daf&uuml;r um abzubremsen. Den gleichen Aufwand noch f&uuml;r das Verlassen des Orbits. Apollo hatte mit Reserven eine Kurskorrekturf&auml;higkeit von 2.200 m\/s. Um in den Halo-Orbit einzuschwenken braucht man nur 420 m\/s. Bei zwei Man&ouml;vern kommt man so auf eine Geschwindigkeitseinsparung von rund 1.200 m\/s. Diese muss man wieder aufwenden wenn man landet, aber der Lander ist ja nur ein Teil der Mission. Die Orion Kapsel verbleibt beim Lunar Gateway. Da diese Kapsel viel schwerer ist als ein leichtgewichtiger Lander &#8211; bei Apollo wog sie leer 5,8 t, der Mondlander 2,2 t kann man so sehr viel Masse die zum Mond gelangt einsparen.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Warum dann eine Raumstation?<\/h3>\n<p>Nun ich sehe zwei Gr&uuml;nde daf&uuml;r. Der Erste ist das man wieder internationale Partner fand, die gerne Module stellen wollen. Sie w&auml;ren so auch am Mondprogramm beteiligt, w&uuml;rden eventuell Astronauten entsenden. Das ist prestigetr&auml;chtig. Diese Beteiligung spart Kosten, auch wenn die USA die Module starten m&uuml;ssen. Inzwischen soll das ja preiswert mit Falcon Heavys anstatt der SLS erfolgen. Sofern es diese noch gibt, wenn die Module fertig sind &#8230; So hat man PR mit vergleichsweise wenigen Kosten. Zudem ist man ja beim Mond, wenn auch nicht gelandet und anstatt einer Woche wahrscheinlich l&auml;nger an Bord des LG und kann so neue Rekorde aufstellen.<\/p>\n<p>Ein Modul als Wohnraum f&uuml;r die Besatzung, die dort eventuell einige Tage bleiben muss bis man den Mondlander angekoppelt hat macht Sinn, aber eine Raumstation aus acht Teilen?<\/p>\n<p>Das zweite ist das die NASA so Trumps Wunsch nach der R&uuml;ckkehr zum Mond (der von ihm ja zum <a href=\"https:\/\/www.vfocus.de\/wissen\/weltraum\/universum-trump-will-astronauten-zum-mond-schicken-und-dann-zum-mars_id_7969387.html\">Planeten erhoben wurde<\/a>) nachkommt, obwohl sie nicht die Mittel bekommt, die sie f&uuml;r ein echtes Mondprogramm ben&ouml;tigt. Denn von der geplanten Oberstufe oder gar neuen Boostern f&uuml;r die SLS h&ouml;rt man nichts, ebenso von einem Mondlander, den man ja braucht, um vom Orbit auf den Mond zu kommen.<\/p>\n<p>Das Dritte, ich wage es kaum auszuschreiben, aber es macht Sinn, ist das die NASA wohl gar nicht mehr kann als das LG. Hier ein fiktiver Dialog:<\/p>\n<p><b>Chef<\/b><i>: \u201eTrump will das wir bis 2024 zur&uuml;ck zum Mond gelangen. Wie steht es um unsere Mondpl&auml;ne\u201c<\/i><\/p>\n<p><b>Experte<\/b><i>: \u201e&Auml;h, nicht so gut. Unsere SLS liegt Jahre hinterher, der Ausbau hat noch nicht begonnen und f&uuml;r den Mondlander haben wir nie einen Auftrag erhalten\u201c.<\/i><\/p>\n<p><b>Chef<\/b><i>: \u201eDamit wird Trump nicht zufrieden sein. Was k&ouml;nnen wir bis 2024 leisten?\u201c<\/i><\/p>\n<p><b>Experte<\/b><i>: \u201e2024? Selbst wenn wie die Gelder erhalten die wir ben&ouml;tigen (war bisher nie der Fall) ist in der Zeit keine Mondlandung m&ouml;glich. Selbst Apollo landete erst acht Jahre nach Kennedys Rede\u201c.<\/i><\/p>\n<p><b>Chef<\/b><i>: \u201eSo viel Geduld wie Kennedy hat Trump aber nicht. Machen sie bis zum n&auml;chsten Termin eine &Uuml;bersicht was, wir bis 2024 schaffen k&ouml;nnen&#8220;.<\/i><\/p>\n<p><i>&lt;N&auml;chster Termin&gt;<\/i><\/p>\n<p><b>Chef<\/b><i>: \u201eUnd wie sieht es mit dem Mondprogramm aus\u201c<\/i><\/p>\n<p><b>Experte<\/b><i>: \u201eSchlimmer als ich dachte. Ich habe bei allen Abteilungen nachgefragt. Keiner wei&szlig; ,wie man heute einen Mondlander bauen w&uuml;rde. Wir m&uuml;ssten wie 1961 bei Null anfangen und das dauert Jahre. Die Unterlagen &uuml;ber den LM von Apollo n&uuml;tzen wenig, weil sich die Technologie und vor allem die Sicherheitsstandards gewandelt haben.<\/i><\/p>\n<p><i>&Auml;hnlich sieht es bei der SLS aus. Man hat mir gesagt man habe die SLS so gebaut, weil man so praktisch alles aus dem Space Shuttle Programm &uuml;bernommen konnte \u2013 die Triebwerke des Orbiters, den verl&auml;ngerten Tank und leicht verl&auml;ngerte Booster. Schon f&uuml;r die Oberstufe hat man ein J-2S Triebwerk getestet, das noch von Apollo &uuml;brig war. Drei&szlig;ig Jahre nach &Uuml;bertragung der Starts auf kommerzielle Unternehmen hat die NASA ihre Kompetenz im Raketenbau verloren. Eine bessere SLS, welche die geforderte Nutzlast h&auml;tte ben&ouml;tigt, ebenfalls Jahre und w&auml;re selbst bei optimaler Finanzierung nicht vor 2030 einsatzbereit\u201c.<\/i><\/p>\n<p><b>Chef<\/b><i>: \u201eDamit kann ich Trump nicht kommen, was gibt es an schnellen L&ouml;sungen?\u201c<\/i><\/p>\n<p><b>Experte<\/b><i>: \u201eIch habe mit der Frage gerechnet und ein Konzept erarbeiten lassen, das bis 2024 umsetzbar ist. Es setzt darauf, dass wir gar nicht auf dem Mond landen, sondern nur eine Raumstation in einem Mondorbit platzieren. Die k&ouml;nnen wir mit der bisherigen SLS wie die ISS st&uuml;ckweise aufbauen und mit Raumstationen kennt sich die NASA hervorragend aus. Weitere Vorteile w&auml;ren, das der Zusammenbau, wie bei der ISS mindestens ein Jahrzehnt dauert und wir so viel Zeit haben den Mondlander und die gr&ouml;&szlig;ere SLS zu entwickeln. F&uuml;r Trump wichtig w&auml;re das sie den Mond umkreist. Er sprach ja nur von der R&uuml;ckkehr zum Mond, nicht einer Mondlandung und man k&ouml;nnte sie als Test f&uuml;r eine Marsmission verkaufen, bei der man auch etwas &auml;hnliches als Habitat f&uuml;r die Besatzung braucht. Mit etwas &Uuml;berzeugungsarbeit bringen wir vielleicht auch ESA, JAXA und CSA dazu, sich zu beteiligen, was das ganze billiger macht.\u201c<\/i><\/p>\n<p><b>Chef<\/b><i>: \u201eDas klingt doch &uuml;berzeugend. So machen wir es!\u201c<\/i><\/p>\n<p>Wie schon gesagt, rein fiktiv, aber &uuml;berzeugender und n&auml;her an den Tatsachen als manche Verschw&ouml;rungstheorie. Immerhin werden ja zentrale Elemente inzwischen nicht mehr von der NASA entwickelt, sondern Raumfahrtunternehmen alleine (also nicht wie bei Apollo zusammen) und man setzt ebenfalls auf diese Unternehmen beim Transport (Beispiel: Blue Moon Mondlander, Falcon Heavy als Tr&auml;ger, Versorgung des Gateways ebenfalls durch SpaceX)..<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_14840\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"14840\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Als Bestandteil des Artemis-Programmes, so hei&szlig;t nun das Mondprogramm ist ein Kernst&uuml;ck das Lunar Gateway. 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SpaceX k\u00fcndet immer kurzfristig an, sodass sich das mit dem Schreiben des Blogs \u00fcberlappen kann. 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