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Unbemannte Missionen zum Mond (Teil 2)

Dies ist der zweite Teil der Sonden zum Mond. Teil 1 beinhaltete die Geschichte von Luna 1 bis Explorer 33 / IMP-E (1.7.1966), dieser Teil die Geschichte vom Start von Lunar Orbiter 1 (10.81966) bis zu Selene (2007)

Lunar OrbiterLunar Orbiter 1 (10.8.1966)

Das zweite Programm nach Ranger, war die Suche nach Landeplätzen für die Apollo Mission. Dies sollten die Mondsatelliten Lunar Orbiter durchführen. Die mit der Atlas Agena D gestarteten Sonden waren beim Start 380 kg schwer. Die Stromversorgung geschah mit 4 Solarpanels die zusammen 375 Watt elektrische Leistung lieferten. Über eine 1.2 m Antenne konnten Daten zur Erde gesandt werden, die Übertragung eines Bildes dauerte zirka 40 min. Die Nutzlast bestand aus einem 64 kg schweren Kamerasystem mit 76 und 610 mm Brennweite und einem Mikrometeoritendetektor. Die Lunar Orbiter verfügten nicht über Videokameras sondern machten ihre Aufnahmen auf 70 mm Film, der an Bord entwickelt, abgetastet und die Helligkeitsinformationen dann zur Erde gesandt wurden. Der Vorteil lag zum einen in einer höheren Auflösung gegenüber eine Videokamera, zum anderen konnten die Bilder die damals von Videokameras geliefert wurden qualitativ lange nicht mit Fotografien mithalten.

Der Nachteil aller Lunar Orbiter war aber der begrenzte Bildervorrat. Wie viel es sind, darüber gibt es widersprüchliche Angaben. An Bord jeder Sonde gab es 79 m Film, was für etwa 266 Aufnahmen gereicht hätte. Die Gesamtzahl der Bilder soll 952 betragen haben. Ein Bild hatte aus 50 km Höhe mit der Telekamera noch eine Auflösung von 1 m, mit der Weitwinkelkamera etwa 8 m, das bedeutet das eine 70 mm Scanzeile zirka 6000-6500 Punkte hatte - selbst heute noch ein sehr guter Wert. Das Prinzip des Kamerasystems wurde übernommen aus dem militärischen KH-4 Programm.

Die Aufgabe der ersten drei Lunar Orbiter war eine Detailfotographie von potentiellen Apollo Landeplätzen. Lunar Orbiter 1 passte dazu seine Umlaufbahn so an, das der mondnächste Punkt nur 50 km betrug, der mondfernste lag bei 1818 km. Am 12.8 begann die Aufnahmemission, bald gab es jedoch Schwierigkeiten mit der Telekamera, die Bilder waren unscharf und verschmiert. Die Sonde setzte daher vor allem die Weitwinkelkamera ein (Blickfeld zirka 32 × 37 km aus 50 km Höhe) ein. Insgesamt konnten 5 Millionen km² der Vorderseite kartiert werden. Das bedeutendste Bild von Lunar Orbiter war aber eine Aufnahme eines Erdaufganges über dem Mondhorizont. Es war das erste Bild der Erde, welches von einem anderen Himmelskörper aus gemacht wurde. Die Aufnahmen wurden bis 29.8 zur Erde überspielt und der Orbiter am 29.10, als der nächste Start anstand, gezielt auf die Oberfläche gelenkt um die Kommunikationswege frei zu halten. Insgesamt wurden 42 Tele- und 187 Weitwinkelaufnahmen gemacht.

Luna 11 (24.8.1966)

Im Vergleich zu Luna 10 gab es Änderungen. Es war nun in dem Orbiter noch ein Mehrkanal Spektrometer. Außerdem wurde der Orbiter nicht mehr von der Antriebssektion getrennt, man wollte durch die größere Masse den Gravitationseinfluss auf die Bahn besser untersuchen. Die Startmasse erreichte 1629 kg, die Sonde arbeitete bis zum 1.10.1966, in 277 Orbits (160 × 1200 km) gab es 129 Sendungen zur Erde. Mehr über das Luna Programm (1-24) in einem eigenen Aufsatz. Bei Luna 11 funktionierte die Kamera, die bei Luna 10 sich nicht in Betrieb nehmen lies. Die Kamera machte Bilder auf Film, die dann an Bord entwickelt wurden. Allerdings verstopfte ein Objekt eine Düse des Lageregelungssystems, so dass die Kamera nicht auf den Mond ausgerichtet werden. Wie bei Luna 10 und 12 begrenzten die Batterien die Lebensdauer der Sonde.

Surveyor 1 (30.8.1966)

surveynor.jpegSpeziell für das Surveyor Programm wurde die Atlas Centaur entwickelt, die von 11.12.1964 bis 8.4.1966 vier "Dummy" Surveyors in lunare Transferorbits beförderte. Ein weiterer Start fand sogar noch nach dem Start von Surveyor 1 am 25.10.1966 statt. Dadurch war die NASA von Fehlstarts, wie bei Ranger beim Surveyor Programm verschont.

Die Surveyor Mondsonde bestand aus einem zentralen Feststofftriebwerk das mit 43 kN Schub über 44 sec arbeitete und in 75-84 km Höhe aktiviert wurde. Es bremste die Sonde von 2500 m/s auf 160 m/s ab, diese restliche Geschwindigkeit in 4 km Höhe wurde dann von 3 kleinen Flüssigkeitstriebwerken vollends abgebaut. In 4 m Höhe wurden die Triebwerke durch ein Landeradar abgestellt, um das Aufwirbeln von Staub zu vermeiden und die Sonde fiel mit zirka 10-12 km/h auf den Boden. (Des entspricht auf der Erde einem Fall aus 50-60 cm Höhe).

Die Landemasse der beim Start zwischen 952 und 1.036 kg schweren Sonden betrug auf dem Mond noch 280-300 kg. Die Surveyor Sonden landeten wie die Luna 9 Serie direkt, d.h. ohne in eine
Mondumlaufbahn einzutreten.

Auffälligstes Merkmal aller Surveyor Sonden war das Solarpanel, welches auch die Instrumente beschattete und 89 Watt Leistung lieferte. Die Sonde war 3.05 m hoch und maximal 4.27 m breit. Durch Dämmstoffe konnte in der Sonne eine Temperatur von 4-50 °C im Innern gehalten werden. Für die kalte Mondnacht war die Sonde eigentlich nicht ausgelegt, da sie keine aktive Wärmequelle hatte, kühlte sie in der Mondnacht aus - dort werden Temperaturen von -170 Grad erreicht.

Alle Surveyor Sonden verfügten über eine Antenne mit einer Leistung 4400 Baud, eine Kamera mit Brennweiten von 25 mm (200 Zeilen) und 100 mm (600 Zeilen) und eine Schaufel mit der Erdproben ausgehoben und die physikalischen Eigenschaften des Bodens bestimmt werden konnten. Die Kamera konnte durch Farbfilter auch Farbaufnahmen machen (1000 Farbbilder bei Surveyor 1).

Surveyor 1 lieferte während des ersten Mondtages 10338 Bilder, überlebte die Mondnacht und sandte danach weitere 899 Bilder. Der Kontakt ging erst am 7.1.1967 verloren. Damit hatte die erste Surveyor Sonde die längste Lebenszeit des gesamten Programms von mehr als 4 Monaten.

Mit Surveyor 1 hatten die USA zwar Russland nicht zeitlich überholt, aber qualitativ - in den gewonnen Messergebnissen - geschlagen.

Surveyor 2 (20.9.1966)

Bei Surveyor 2 scheiterte das Kurskorrekturmanöver beim Einschuss zum Mond, als Folge geriet die Sonde in eine Taumelbewegung um die Längsachse die nicht mehr ausgeglichen werden konnte und schlug so hart auf dem Mond auf. Als Besonderheit hatte die Sonde eine bewegliche Fernsehkamera an Bord anstatt der starr montierten von Surveyor 1. Mehr über das Surveyor Programm in einem eigenen Aufsatz.

Luna 12 (22.10.1966)

Gegenüber Luna 11 klappte bei der 1620 kg schwere Luna 12 Sonde die Aktivierung des Fernsehsystems, mit dem die Sowjets ihr Gegenstück zum Lunar Orbiter etablieren wollten. 25 mm Film wurde Über die Auflösung gibt es widersprüchliche Angaben: Ich fand 2-5 m Auflösung bei einer Bildgröße von 100 km² oder 15-20 m Auflösung bei Abmessungen von 14.9 x 19.8 km Bildgröße. Dabei wurde der Film mit 1100 Scan Linien abgetastet. Nach Erreichen einer 100 × 1740 km Bahn begann die Übermittlung von Fotografien am 27.10. Diese wurden am 29.10.1966 veröffentlicht und zeigen das Gebiet um den Krater Aristarchus und das Meer des Regens. Der Orbiter arbeitete bis zum 19.1.1967. Bis dahin gab es von der Sonde 302 Übertragungen aus 602 Mondorbits.

Luna 13 (21.12.1966)

Luna 13Erstaunlicherweise war die nächste sowjetische Mondsonde nun nicht etwa ein weiterer Orbiter sondern wieder eine Landesonde. Man hatte gegen über der Luna 9 Sonde an zwei Armen ein Gerät zur Messung der Bodendichte über Gammastrahlen, ein Penetrometer (ein einfacher Bohrer), ein Radiometer und mehrere Beschleunigungsmesser angebracht. Vieles spricht dafür, das man von der Luna 9 Mission noch eine Sonde übrig hatte und diese nun einfach etwas besser ausrüstete und einsetzte, denn die nächsten Lander hatten mit Luna 9 nur den Namen "Luna" gemein.

Die beim Start 1700 kg schwere Sonde arbeitete vom 24-30. Dezember bis zum Erschöpfen der Batterien und funkte zahlreiche Panoramen zur Erde.

Lunar Orbiter 2 (7.11.1966)

Bei dem zweiten Lunar Orbiter klappte nun auch die Übertragung mit der Telekamera , 412 Telebilder von Apollo Landeplätzen machte Sie. Auch er hatte eine Bahn von 50 × 1846 km. Der mondnächste Punkt wurde später sogar auf 39 km abgesenkt. Am 11.10.1967 zerschellte der Satellit auf der Oberfläche. Gemacht wurden 208 Weitwinkel und 609 Teleaufnahmen mit bis zu 1 m Auflösung. Die letzten 6 Aufnahmen konnten durch einen Defekt des Motors für den Filmtransport nicht übermittelt werden.

Lunar Orbiter 3 (5.2.1967)

Der dritte Lunar Orbiter schwenkte am 8.12.1967 in seine Umlaufbahn ein, nach einer Bahnänderung am 12.2.1967 begann am 15.2.1967 die Bildmission die am 22.2 beendet wurde. Doch bald zeigten sich Fehler im Bildübertragungssystem, es konnten nur 60 % der geplanten Teleaufnahmen zur Erde übermittelt werden. Insgesamt 477 Tele- und 127 Weitwinkelaufnahmen. Trotzdem konnten die geplanten Landeplätze fotografiert werden, ein Bild von Lunar Orbiter 2 zeigte sogar den Schattenwurf der Surveyor 1 Sonde. Am 6.10.1967 zerschellte der Satellit auf der Mondoberfläche.

Surveyor 3 (17.4.1967)

Surveyor 3Surveyor 3 setzte am Rand eines Kraters auf, und so kam es durch Reflexion der Signale des Landeradars dazu, das die Sonde nach dem Aufsetzen zwei Sprünge von 11 m und 3 m machte. Die Sonde arbeitete aber zufrieden stellend und lieferte insgesamt 6300 Bilder. Bis zum 3.5.1967 konnte der Kontakt aufrecht erhalten werden. Die Sonde entnahm Bodenproben und legte diese auf die Landebeine wo man sie durch die Düsen wieder bewegte - die Tragfähigkeit des Mondbodens konnte so genauer bestimmt werden.

Als Besonderheit landete 3 Jahre später Apollo 12 in einer Punktlandung nur 250 m von Surveyor 3 entfernt. (Mondlander im Bild links im Hintergrund noch zu erkennen).

Die Astronauten demontierten einige Teile der Sonde um sie auf Veränderungen während der 3 Jahre auf dem Mond untersuchen zu können und brachten diese zur Erde zurück. Unterhalb der Dämmschicht fand man nach 3 Jahren noch lebende Bakterien der Gattung Streptococcus mitis. Als man die Bakterien wieder auf einer Petri Schale inkubierte, keimten zahlreiche aus. Damals beflügelte dies die "Panspermie" Theorie die aussagt, dass sich Bakterien von bewohnten Planeten aus durchs All verbreiten und andere Planeten mit Leben infizieren können.

Mittlerweile gibt es am positiven Resultat berechtigte Zweifel, da sowohl die Proben nicht steril verpackt waren wie es auch einen Bruch in der sterilen Kette zum Labor gab. Zudem gab es von 33 anderen Teilen der Sonde, die teilweise besser geschützt waren kein Lebenszeichen. Siehe dazu auch den Artikel über außerirdisches Leben.

Lunar Orbiter 4 (4.5.1967)

Die letzten beiden Lunar Orbiter dienten nun der globalen Kartierung in niedrigerer Auflösung. So schwenkte Lunar Orbiter 4 in eine 2700 × 6000 km hohe Umlaufbahn ein, aus der er 99 % der Mondvorderseite und 75 % der Mondrückseite fotografierte, danach wurde die Bahn auf 50 × 3943 km gesenkt. Die Kartierung dauerte vom 11-26.5.1967. Der Absturz auf dem Mond erfolgte am 6.10.1967. Die Sonde macht 417 Tele- und 127 Weitwinkelaufnahmen mit Auflösungen von 58-134 m.

Surveyor 4 (14.7.1967)

Nach Surveyor 2 ging auch Surveyor 4 bei der Landung verloren. 2 Sekunden vor Brennschluss des Feststofftriebwerks brach die Verbindung ab, man vermutete das der Feststoffmotor explodiert war. Die Startmasse der Sonde betrug nun schon 1038 kg, gegenüber 952 kg bei der ersten Surveyor. Die Sonde schlug so am 17.7.1967 hart auf.

IMP-E vor dem StartIMP E / Explorer 35 (19.7.1967)

Beim zweiten IMP Explorer, der einen Mondorbit erreichen sollte gelang dies. Er wurde am 19.7.1967 mit einer Delta E gestartet. Er gelangte am 21.7.1967 in eine Umlaufbahn von 800 × 7447 km Höhe bei -33 Grad Neigung. Die experimentelle Ausrüstung bestand aus Detektoren für solare Elektronen, Protonen und Ionen, zwei Magnetometern, einem Experiment zum Nachweis niederenergetischer Elektronen und Protonen und einem Mikrometeoritendetektor. Der Satellit sollte auch erforschen in wie weit Sonneneruptionen eine Gefahr für die Apollo Astronauten sind. Der 104 kg schwere Satellit wurde erst am 24.6.1973 abgeschaltet. Er entdeckte, dass der Mond kein Magnetfeld hat, Strahlung bis zur Mondoberfläche gelangt von dort zurückgestreut wird und vermaß aus einer Mondumlaufbahn aus den Magnetschweif der Erde alle 29 Tage.

Mehr über den IMP D (Explorer 35) in einem eigenen Artikel auf dieser Website.

Lunar Orbiter 5 (5.8.1967)

Der letzte Lunar Orbiter erfasste aus seiner 100 × 6050 km Bahn die noch unbekannten Gebiete der Mondrückseite, machte Teleaufnahmen bestimmter Gebiete, die sich bei der Untersuchung der Bilder von Lunar Orbiter 4 als interessant erwiesen hatten und suchte zum Schluss noch nach weiteren Surveyor Landeplätzen. Die Fotomission begann am 9.8.1967 und war am 19.8.1967 beendet, das letzte Bild kam am 27.8 auf der Erde an. Der Orbiter blieb noch in der Bahn bis zum 31.1.1968. Die Sonde machte 633 Tele- und 211 Weitwinkelaufnahmen.

Die Ergebnisse der gesamten Lunar Orbiter Mission (1-5) waren folgende:

Surveyor 5 (8.9.1967)

Mit Surveyor 5 kam eine weiter verbesserte Sonde zum Einsatz. An Bord war nun eine Alpha Strahlen-Quelle. Bodenmaterial auf das man die Strahlenquelle absetzte reflektierte die Strahlung und man konnte daraus eine grobe Analyse des Materials erstellen. Am 12.9.1967 nahm man die Bodenraketen in Betrieb und stellte fest ob man den Staub um die Sonde herum aufwirbeln konnte, so das der Boden zu sehen war.

Die Sonde übermittelte 19006 Aufnahmen zur Erde und arbeitete bis zum 17.12.1967.

Zond 4A (27.9.1967)

Sond 4-8Das sowjetische bemannte Mondprogramm beruhte wie bei dem Wostok und Voschod Programm auf unbemannten Testflügen. Drei unbemannte Testflüge sollten einem bemannten Flug vorangehen. Diese wurden im Rahmen des Zond Programms abgewickelt um die wahre Bedeutung zu verschleiern (entsprechend wurden die Wostoks als Sputniks und Voschod als Kosmos getestet). Das sowjetische Mondprogramm hatte anders als das amerikanische zwei Zielsetzungen: Eine Mondumkreisung und ein zweites Programm mit der eigentlichen Mondlandung.

Die 5375 kg schweren Kapseln waren von der Sojus abgeleitet, es fehlte der kugelförmige Aufenthaltsraum. Zuerst sollten diese um den Mond gesteuert werden und dann weich auf der Erde landen. Parallel dazu sollte der Mondlander in einem Erdorbit getestet werden.

Der erste Flug scheiterte, als ein Gummipfropfen in der Treibstoffleitung der ersten Stufe vergessen worden war. Die Rakete explodierte in 65 km Höhe. Die Kapsel konnte durch einen Rettungsturm geborgen werden.

Surveyor 6 (7.11.1967)

Die vorletzte Surveyor Sonde wiederholte im wesentlichen die Experimente ihrer Vorgänger. Als Besonderheit wurde am 17.11.1967 die Triebwerke der Sonde nochmals angeworfen und die Sonde 2.5 m von der alten Position entfernt erneut gelandet. Man konnte so den Boden nach der Landung inspizieren und auch die Dichte der Staubschicht so bestimmen. Mit 29950 Bildern machte diese Sonde die meisten Bilder im Rahmen des Surveyor Programms. Sie arbeitete bis zum 14.12.1967.

zond 4-8Zond 4B (22.11.1967)

Bei dem zweiten Versuch ein Zond Fahrzeug zum Mond zu starten geriet die Proton 4 sec nach Zünden der Triebwerke der zweiten Stufe außer Kontrolle. Die Rakete schlug in 300 km Entfernung von Baikonur auf. Das Rettungssystem funktionierte zwar, aber das Feststofftriebwerk welches die Rakete 1 m über dem Grund weich landen lassen sollte, wurde schon in der Luft gezündet und die Landekapsel schlug hart auf.

Surveyor 7 (7.1.1968)

Die letzte Surveyor Sonde hatte ein anderes Zielgebiet als die anderen. Diese dienten ja der Vorbereitung der Apollo Mission und waren so in der Nähe des Mondäquators niedergegangen. Surveyor 7 landete nahe des Kraters Tycho, der mit 150 Millionen Jahren vergleichsweise jung ist, sich aber in einem relativ alten Gebiet abseits des Äquators befindet. Durch einen Ausrichtungsfehler konnten die Solarpanels die Kameras nicht vor der Sonne abschirmen, so das man immer zwischen den Aufnahmen Pausen machen musste. Trotzdem machte die Sonde über 21000 Aufnahmen. Laserreflektoren an Bord der Sonde erlaubten es von der Erde aus die Erde-Mond Entfernung sehr präzise zu vermessen. Die Sonde arbeitete bis zum 21.2.1968. Die Laserreflektoren werden noch heute genutzt.

Das Surveyor Programm hatte damit in 1½ Jahren den Weg für die bemannte Mondlandung geebnet. Die Sonden hatten Erkenntnisse über die Beschaffenheit des Mondbodens geliefert und auch die Landung war nun erprobt. Die geringste Abweichung einer Surveyor Sonde bei der Landung von ihrem Sollpunkt betrug bei Surveyor 5 nur 3 km.

Luna 14A (7.2.1968)

Nach 524 Sekunden stoppte der Betrieb der Oberstufe Block L vorzeitig durch ein Leck im Gasgenerator. Die Sonde und Oberstufen verglühten in der Erdatmosphäre.

Bahn der Zond SondenZond 4 (2.3.1968)

Beim dritten Anlauf klappte dann der Start der 5.39 t schweren Zond 4. Die Sonde selbst flog nicht den Mond an sondern nur in eine Bahn mit einem Apogäum von 330.000 km. Nach 5.22 Tagen, bei der Landung versagte aber das Lageregelungstriebwerk und die Sonde tauchte zu steil in die Atmosphäre ein - und über Westafrika anstatt über Kasachstan. Man beschloss die Kapsel zu sprengen, damit niemand anderer sie bergen könnte, das geschah in 12 km Höhe über dem Golf von Guinea. Es gab später einen Streit, weil man die Kapsel auch durch die sowjetische Marine hätte bergen können. So verlor man leichtsinnig die erste Kapsel die erfolgreich gestartet war. Man beschloss spätere Kapseln zu bergen wenn immer möglich.

Luna 14 (7.4.1968)

Erstaunlich ist die Pause in der Erforschung des Mondes von mehr als einem Jahr zwischen Luna 13 und 14. Bei der 1700 kg schweren Luna 14 handelt es sich jedoch nicht um eine ganz neue Sonde, sondern im wesentlichen um den gleichen Sondentyp wie bei Luna 10-12. An Verbesserungen kam eine verbesserte Radiokommunikation hinzu und ein Gammastrahlenspektrometer. Die Sonde schwenkte am 10.4.1968 in einen 140 × 870 km Orbit ein.

Zond 5A (23.4.1968)

Nach 260 sec Flug schaltete das Steuersystem die Raketentriebwerke der zweiten Stufe vorzeitig ab. Es gab ein Störsignal von der Zond Sonde. Die Sonde konnte später geborgen werden.

Zond 5B (21.7.1968)

Ein Jahr vor dem Flug von Apollo 11 geschah der größte Unfall in der Geschichte des sowjetischen Mondprogramms. Der Block D - die vierte Stufe der Proton - explodierte auf der Rampe und tötete 23 Techniker. Erstaunlicherweise blieben aber der Rest der Proton und das Zond Raumschiff unbeschädigt.

Zond 5 (14.9.1968)

Sond 5-8Die 5375 kg schwere Kapsel umrundete den Mond am 18.9 in einer Distanz von 1950 km, machte aus 90.000 km Erdaufnahmen und wasserte unplanmäßig (zu hohe Beschleunigungskräfte) im indischen Ozean.

An Bord waren Pflanzen, Insekten und Bakterien die auch den Flug überstanden, im Hinblick auf eine bemannte Landung war die Abbremsung mit 20 G aber zu hart. Trotzdem hatte man diesmal die Kapsel nicht wie bei Zond 4 gesprengt.

An dieser Stelle der allgemeine Aufbau der Zond 4-8 Serie. Es handelt sich um eine angepasste Sojus Version. Sie besteht aus einer halbkugelförmigen Kapsel von 2.2 m Durchmesser und 2.2 m Höhe, die sonst 2 Astronauten aufgenommen hätte. Diese Kapsel kehrte zur Erde zurück. Über der Kapsel befindet sich ein Fluchtturm von 0.4 m Höhe und 1.3 m Breite, mit einer Masse von 180 kg beschleunigte er die Kapsel bei einem Fehlstart, was mehrmals vorkam, von der Rakete weg. Er wurde vor erreichen der Erdumlaufbahn abgesprengt.

Das Service Module hinter der Kapsel beinhaltete Treibstoff, Lageregelung und das Lebenserhaltungssystem. Dieses wog 2700 kg bei einer Länge von 2.3 m und einem Durchmesser zwischen 2.1 und 2.7 m. Davon waren 400 kg Treibstoff.

Kurz nach dem Ende von Zond 6 startete Apollo 8, welche den Mond bemannt umrundete. Die Sowjetunion stellte daraufhin das bemannte Programm für die Mondumrundung ein, da man ja nur zweiter in dem Wettlauf gewesen wäre. Die unbemannten Flüge gingen jedoch noch weiter.

Die Startmassen der einzelnen Zond Modelle sind während des Programms gestiegen, von 5140 kg bei den ersten Entwürfen über 5375-5390 kg bei den ersten Flügen bis zu 5900 kg bei den letzten Flügen mit zusätzlichen Experimenten an Bord. Treibstoff war nur wenig nötig, da der Mond die Sonde auf die Erde zurücklenkte. Mehr über die Zond Missionen in einem eigenen Aufsatz.

Zond 6 (10.11.1968)

Der nächste Start einer Zond gelang ohne Probleme. Die Sonde mit einigen wissenschaftlichen Experimenten (Strahlungs- und Mikrometeoriten Detektoren, Filmkamera) und lebende Organismen an Bord gelangte am 12.11 bis auf 2420 km an den Mond heran. Die Sonde machte einige sehr gute Bilder zwischen 11000 und 3300 km Entfernung. Die Bilder umfassten den Mond auf beiden Seiten und auch die Erde über dem Mondhorizont in 12.78 × 17.78 cm Format und sehr hoher Qualität. Die Sonde landete diesmal zwar punktgenau aber vorher entwich der Kabinendruck und die Fallschirme entfalteten sich zu früh so das die Sonde hart aufschlug. Eine Mannschaft hätte das nicht überlebt.

Zond 7A Luna 15A (19/20.1.1969)

Nach Auslaufen des Surveyor Programms sandten nur die Sowjets für die nächsten Jahre Sonden zum Mond. Die neue Sondengeneration setzte nun auf die größere Proton Rakete, die ab 1967 getestet wurde. Damit konnte man bis zu 6.2 t zum Mond schicken. Außerdem war den Sowjets wahrscheinlich ab 1966/67 klar, das sie nicht vor den Amerikanern auf dem Mond landen würden können. So begannen sie eine Reihe von Sonden zu konstruieren die unbemannt vor den Amerikanern Mondproben zur Erde bringen sollten um diesen die Schau zu stehlen. Als später das Mondlandeprogramm ganz eingestellt wurde betonte man offiziell man habe immer nur unbemannt Mondproben bergen wollen.

Es ist unklar ob dieser Start der erste einer Luna 15 oder der einer Zond Sonde sein soll. Für ersteres wird ein Start am 19.1 angegeben, für letzteres nach mehreren Quellen am 20.sten. Da es unwahrscheinlich ist das die Sowjets nahezu zeitgleich zwei ganz unterschiedliche Sonden starten gilt ein Start einer Zond als relativ sicher. Die Trägerrakete soll versagt haben, bei der Trennung von zweiter und dritter Stufe, die Sonde soll aus der Mongolei geborgen worden sein.

Luna 15Luna 15B (14.6.1969)

Beim nächsten Start - nur noch einen Monat vor der Apollo Landung - scheiterte das Zünden der Oberstufe Block D und die Sonde trat wieder in die Atmosphäre ein.

Luna 15 (13.7.1969)

Nur 3 Tage vor Apollo 11 startete der dritte Versuch Mondproben zurück zur Erde zu bringen. Die Anwesenheit der Sonde im Mondorbit verursachte zuerst Verwirrung, mancher befürchtete sogar es wäre ein Störmanöver der Sowjets. Am 21.7, nur wenige Stunden vor der Apollo Landung scheiterte aber der Versuch der Landung. Das Bremstriebwerk stellte nach 4 Minuten plötzlich seine Arbeit ein, wodurch die Sonde mit 500 km/h zu hart aufschlug. Ursache war ein Höhensensor, der stark schwankende, auch negative Werte liefern konnte. Mit Luna 15 war die letzte Chance, vor Apollo 11, Mondgestein zur Erde zu bringen gescheitert.

Zond 7 (8.8.1969)

Dies war die einzige Zond Mission die ein Kosmonaut unverletzt überlebt hätte. Diesmal lief beim Start der 5969 kg schweren Sonde alles perfekt. Am 11.8.1969 nahm sie die Erde auf, am 12.8.1969 passierte sie den Mond in 1984 km Entfernung und machte zweimal Aufnahmen vom Mond. Am 14.8.1969 landete die Zond 7 ohne Probleme in der Sowjetunion, 50 km vom geplanten Zielpunkt entfernt.

Kosmos 300 (23.9.1969)

Diese Mondrückführmission strandete durch das Versagen der Zündung von Block D in einem 184 x 189 km Orbit. Da die Sonde einen Erdorbit erreichte und so von westlichen Beobachtern entdeckt werden konnte, wurde der Start als der eines Satelliten des Kosmos Programms angegeben.

Kosmos 305 (22.10.1969)

Auch bei der nächsten Luna Mission versagte die Zündung von Block D und die Sonde landete in einem 182 × 208 km Erdorbit.

Luna 16 (12.9.1970)

Luna 16,20,24

Stellvertretend für die Luna 15, 16, 18, 20, 23 und 24 sei hier der grundsätzliche Sondentyp beschrieben. Die Sonde wiegt beim Start zirka 5600 kg und auf dem Mond noch 1875 kg. Die Landung erfolgt anders als bisher bei unbemannten Sonden in der Art wie Apollo: Zuerst wird in eine elliptische Kreisbahn eingebremst. Deren mondnächster Punkt dann bis auf die Oberfläche abgesenkt wird. Dann folgt eine Landung mittels eines Abbremstriebwerk. An der Landestelle entnimmt ein Greifer (bei den späteren Modellen auch ein Bohrer) Material, bringt es in eine Rückkehrkapsel, die dann direkt zur Erde zurückstartet.

Der prinzipielle Nachteil dieser Vorgehensweise ist die beschränkte Bodenmenge nur von einer Stelle und nur einer Bohrung. Während eine Sonde dieser Größe eine Probenmenge von mehren Kilogramm zurückzuführen könnte (Außer der Kapsel besteht die Sonde ja nur aus Triebwerken und Tanks) brachten die Sonden nur zirka 100-200 g Mondmaterial zur Erde.

Die Landung der mit bis zu 35 G abgebremsten Sonde erfolgte in der kasachischen Steppe. Sie trat zuerst direkt in die Atmosphäre ein und verwandte dann einen Fallschirm um die Restgeschwindigkeit zu reduzieren.

Die lange Pause zwischen Luna 15 und 16 dürfte zum einen den Grund haben das man es nun nicht mehr eilig hatte - das Rennen war ja gelaufen - zum anderen darin, dass man sich so Zeit nehmen konnte den Sondentyp und die Rakete zu überarbeiten - Die Proton versagte auch bei den ersten Marsflügen des Jahres 1969. Die Sonde schwenkte zuerst in eine Mondumlaufbahn ein, die dann mehrmals geändert wurde, bis der mondnächste Punkt nur noch bei 15 km lag, von da aus wurde dann der Abstieg eingeleitet. Am 20.9.1970 landete die Sonde und entnahm in den nächsten Stunden mit einem Bohrer eine Probe bis in 35 cm Tiefe. Der Bohrkern - der nur zur Hälfte gefüllt war - wurde aufgerollt und in die Rückkehrkapsel geführt, die am 21.9.1970 zurück startete und am 24.9.1970 in Kasachstan landete. Damit hatte die Sowjetunion erstmals mit einer unbemannten Sonde Bodenproben von einem anderen Himmelskörper zurück zur Erde gebracht. Diese Leistung sollten die USA erst im Jahre 2006 mit der Raumsonde Stardust vollbringen.

Zond 8 (20.10.1970)

Die letzte der Zond Mondflüge verlief erfolgreich. Die Sonde fotografierte die Erde am 21.10 aus 65000 km Entfernung, umrundete den Mond am 24.10 in 1110 km Entfernung, machte eine Reihe von sehr guten schwarzweiß und Farbaufnahmen und landete am 27.10.1970 im indischen Ozean. Ein weiterer Start danach, wurde gestrichen. Mehr über das Zond Programm in einem eigenen Aufsatz.

Luna 17 (10.11.1970)

Lunochod 1Bei Luna 17 zeigte sich das man die Pause auch zur Entwicklung eines neuen Sondentyps genutzt hatte. Auf der Grundstufe von Luna 16 wurde ein Mondfahrzeug gesetzt, das von dort mittels einer Rampe auf den Mond gelangte. Die Sonde wog beim Start 5600 kg und auf dem Mond noch 1814 kg, wovon 756 kg auf den eigentlichen Lander entfielen.

Lunochod 1 war ein wannenförmiges Fahrzeug (160 × 220 cm) mit 8 Rädern à 51 cm die einzeln angetrieben wurden. Die Motoren wurden von Batterien gespeist, die wiederum von den Solarzellen im Deckel aufgeladen wurden - ein einfaches und effektives Konzept. Die Wissenschaftliche Ausrüstung bestand aus 4 Panorama Kameras die in den Hauptrichtungen blickten und Telekameras die alle 3 Sekunden von vorne eine Aufnahme machten. Zur Bodenuntersuchung wurde ein Röntgenfluoreszenzspektrometer eingesetzt, Laser Reflektoren auf dem Deckel erlaubten das Vermessen der Erde-Mond Distanz.

Der Geräteinnenraum war mit Gas gefüllt und wurde durch eine Polonium 210 Quelle in der Mondnacht auf gleicher Temperatur gehalten, dazu wurde der Deckel mit den Solarzellen geschlossen. Da Polonium 210 nur eine Halbwertszeit von 138 Tagen hat nahm die Wärme der "Heizung" innerhalb von 4 Monaten auf die Hälfte ab.

Gesteuert wurde das Fahrzeug durch ein fünfköpfiges Team am Boden. Das grundsätzliche Problem ist dabei natürlich die "lange Leitung" von 2,5 sec bis man nach einem Befehl die Nachricht der Ausführung bekommt.

Lunochod 1 arbeitete über 11 Monate bis zum 4.11.1970 auf dem Mond, als durch einen Fahrfehler die Solarpanel mit Staub bedeckt wurden und die Sonde auskühlte. Sie legte 10.54 Kilometer zurück und sandte 200 Panoramen und 20.000 Fernsehbilder zur Erde. Der Boden wurde an 500 Stellen untersucht.

Luna 18A (6.12.1970)

Über diesen Start einer Probenrückholsonde gibt es nur unbestätigte Informationen. Die Sonde ging beim Start verloren. Als Startdatum werden aber auch der 6/7 Februar genannt.

PFS 1 (26.7.1971)

Dies waren mit Sicherheit die kleinsten Mondsatelliten. PFS (Partikle and Fields Satellite) waren 36 kg schwere Satelliten in Form eines hexagonalen Prismas. (Durchmesser 36 cm, Länge 79 cm). Hinzu kamen 3 Antennen von je 1.5 m Länge. Die Stromversorgung geschah durch Solarzellen mit 24 Watt Leistung und eine Batterie mit 10 Wattstunden Die beiden Antennen dienten der Messung von Elektronen in zwei Energiebereichen und zur Messung des Magnetfeldes. Über die Bahnverfolgung durch die S-Band Antenne konnten Gravitationsanomalien untersucht werden.

Die Trägerrakete des PFS-1 war.... Apollo 15: Der Satellit wurde am 4.8 durch eine Feder aus einer Tür des Service Moduls ausgestoßen, die Astronauten filmten den Satelliten beim Aussetzen. Die Experimente dauerten bis zum 3.2.1972, als die Datenübertragung zu den Experimenten ausfiel. Der Satellit hatte eine Umlaufbahn von anfangs 103 × 136 km, am 31.12.1993 lag die Bahn bei 52 × 186 km. Die geplante Operationsdauer von einem Jahr wurde dabei nicht erreicht.

Luna RückstartLuna 18 (2.9.1971)

Bei der nächsten Mission zur Probenrückholung klappte alles reibungslos - bis zur Landung am 11.9. Beim Erreichen der Mondoberfläche stellte die Sonde den Betrieb ein, ob die Sonde durch Triebwerksprobleme hart aufschlug oder in unwegsamen Gelände umkippte - man wird es wohl nie erfahren.

Luna 19 (28.9.1971)

Mit Luna 19 setzten die Sowjets die Erforschung der Mondes aus dem Orbit fort. Doch diesmal mit 5814 kg schweren Orbiters die mit einer Proton gestartet wurden. Wahrscheinlich wurde hier die Luna 16-24 Unterstufe mit einem 1.8 t schweren Orbiter versehen. Als erster Orbiter der UdSSR konnten damit Bahnmanöver im Orbit durchgeführt werden. Experimente waren eine hochauflösende Fernsehkamera, ein Radiohöhenmesser, ein Messgerät für Plasmawellen. Mit Bahnhöhen von nur 21 × 100 km sollten zudem die Gravitationsanomalien untersucht werden.

Luna 20 (14.2.1972)

Bei der nächsten Mondgesteinsrückkehrmission klappte dann wieder alles. Nahe des Landeplatzes von Luna 18 landete Luna 20 am 20.2 um die Proben zu entnehmen an den Luna 18 scheiterte. Der Bohrer entnahm einen 35 cm langen, 8 mm im Durchmesser messenden Bohrkern am 21.2 und landete am 25.2 mit 150 g Mondgestein wieder auf der Erde.

PFS-2 (16.4.1972)

Der zweite Subsatellit des Apolloprogramms wurde von Apollo 16 am 25.4.1972 ausgesetzt. Seine Lebensdauer war erheblich kürzer als die geplante von 1 Jahr. Die Bahn lag zuerst bei 91 x 130 km, doch beim 416 Orbit war der mondnächste Punkt schon auf 5 km abgesunken, die letzten Daten wurde aus dem 425 Orbit empfangen, der Satellit zerschellte im 426 Orbit auf der Mondrückseite am 29.5.1972. Keiner der beiden PFS Satelliten erreichte somit seine geplante aktive Lebensdauer von einem Jahr.

Luna 21 (8.1.1973)

Lunochod 2Mit der zweiten geglückten Rover Landung kam ein verbessertes Gefährt zum Einsatz. So stieg die Masse von 756 auf 840 kg. Die Startmasse von 5567 kg blieb nahezu gleich.

Neu war eine weitere TV Kamera an einem Ausleger über dem 135 km hohen Gerät. Der bessere dadurch gewonnene Überblick schlägt sich auch in der längeren Strecke zurück - 37 km legte die Sonde in 4 Monaten zurück, obwohl die Sonde nur ein Drittel der Lebensdauer von Lunochod 1 hatte sandte Sie mit 80.000 Bildern und 86 Panoramas auch mehr Daten zur Erde, was auf eine verbesserte Kommunikation hindeutet. Weitere Experimente war ein Experiment für solare Strahlung, ein Magnetometer und ein Nachweisgerät für Röntgenstrahlung.

Lunochod 2 arbeitete bis zum 2.6.1973, als die Wärme der Poloniumquelle nicht mehr ausreichend für die Heizung des Fahrzeuges war.

RAE B (10.6.1973)

RAE BRAE B steht für Radio Astronomy Explorer B. Dieser Satellit hatte nicht die Aufgabe den Mond zu erforschen, sondern langwellige Radioemissionen der Sonne, des Jupiters und galaktischer Quellen. Damit er von irdischen Quellen nicht gestört wurde, entschloss man sich den Satelliten in eine Mondumlaufbahn zu befördern. Der Start fand am 10.8.1973 mit einer Delta 1913 statt. Dort kam der beim Start 330 kg schwere Satellit am 15.6.1973 an. Vom 20.6.1973 begann die Observationsphase. Der Satellit hatte dazu drei Antenne: Je zwei V-förmige Antennen von 229 m Länge und eine 37 m lange Antenne. Damit war RAE B das größte jemals in den Mondorbit beförderte Objekt. Die Sonde arbeitete bis zum August 1977. Mehr über den RAE B in einem eigenen Artikel auf dieser Website.

Luna 22 (29.5.1974)

Der zweite und letzte schwere Mondorbiter nach Luna 19 schwenkte am 2.6.1974 in einen Orbit von 21 × 221 km Höhe ein. Aus diesem Orbit wurden zahlreiche Fernsehbilder übertragen, das Magnetfeld vermessen und mit Gammastrahlung die chemische Zusammensetzung des Mondes untersucht. Obgleich für eine 18 Monate dauernde Arbeitszeit ausgelegt begann im September der Treibstoff knapp zu werden und Anfang November endete die Mission.

Luna 23 (28.10.1974)

Die nächste Landemission zur Probenrückführung fand mit einem verbesserten Gefährt statt. Der Bohrer konnte nun in 2 m Tiefe Proben entnehmen, und so mehr Gestein aus größerer Tiefe mitführen. Luna 23 landete am 6.11.1974 erfolgreich, jedoch wurde offensichtlich der Bohrer bei der Landung beschädigt, denn es konnten keine Proben entnommen werden. Es wurden einige Tage Systemtests durchgeführt, es kam jedoch zu keinem Rückstart.

Luna 24A (13.10.1975)

Wieder einmal scheiterte die Mission an einem Versagen von Block D der Proton.

Luna 24 (9.8.1976)

Mit Luna 24 - der 49.sten Luna Mission (44 Missionen gelten als sicher ,5 als unbestätigt) wurde das Experiment von Luna 23 wiederholt, die Sonde landete nur wenige Hundert Meter neben Luna 23 und führte einen 2 m langen Bohrkern mit 170 g Gestein zurück zur Erde. Dort landete die letzte Luna Sonde am 22.8.1976. Mehr über das Luna Programm in einem eigenen Aufsatz.

Hiten (24.1.1990)

HitenHiten war die erste Japanische Sonde zum Mond. Sie ist auch unter der Bezeichnung Muses-A bekannt. Japan gibt einen allgemeinen Namen für die Sonde (Planet-A, Planet-B,...) und benennt diese erst, wenn der Start erfolgreich war. Die mit der My-3S gestartete 195 kg schwere Sonde hatte vor allem ingenieurwissenschaftliche Zwecke, z.B. das Erproben der Swing-By Technik am Mond, das Erproben eines fehlertoleranten Computers und der optischen Navigation. Ein Experiment der TU München sollte aber kosmische Strahlung nachweisen.

Die ursprüngliche Bahn von 262 × 286.182 km wurde mehrfach geändert: Am 19. März passierte die Sonde den Mond in 16409 km Entfernung und setzte den 12 kg schweren Orbiter Hagoromo aus. Es folgten weitere Tests z.B. des Aerobraking und der Swing-By Technik. Am 15.2.1993 gelangte die Sonde nach einem Ausflug zu den L4 und L5 Librationspunkten wieder zurück zum Mond und schwenkte mit dem Resttreibstoff in eine Umlaufbahn ein. Diese konnte bis zum 10.4.1993 gehalten werden, als die Sonde auf dem Mond zerschellte.

Die Technik des Swing-By wurde dann bei der nächsten Planetensonde der Japaner, die zum Mars ging eingesetzt, jedoch war die Änderung der Geschwindigkeit zu gering, so das diese verspätet am Mars eintraf und vorher aufgegeben wurde.

Clementine (25.1.1994)

ClementineClementine ist eine NASA/DoD Sonde. Für das SDI Programm war der Test von Navigationssensoren und anderen Techniken (z.B. Solarpanel mit über 20 % Wirkungsgrad) im Orbit nötig. Man erkannte das man anstatt Satelliten auch den Mond und den Asteroiden Geographos als Ziel nutzen konnte. So bot man der NASA an, bei der Sonde mitzuwirken und für die Mitführung von Instrumenten das Deep Space Network zur Verfügung zu stellen.

Clementine wurde am 25.1.1994 mit einer Titan IIG Rakete mit einer zusätzlichen Oberstufe gestartet. Die Bahn wurde durch zwei Manöver so geändert, das man mit nur 550 m/s Abbremsung in eine hochelliptische Mondbahn von 400 x 2940 km gelangte. Die Sonde verblieb in dieser Bahn vom 21.2.1994 - 3.5.1994 Nach Verlassen des Orbits sollte die Sonde einige weitere Swing-By Manöver am Mond durchführen welche die Sonde schließlich zum Asteroiden Geographos bringen sollten. Ein Fehler im OnBoard Computer am 7.5.1994 brachte die Sonde aber in rasche Rotation und führte zum Verbrauch fast allen Treibstoffs an Bord, so das dieser Teil der Mission entfallen musste.

Clementine beim ZusammenbauDie Sonde selbst wiegt mit Treibstoff 458 kg, leer 235 kg. Die Abmessungen betragen 1.88 × 1.2 × 1.5 m. Die Sonde verfügt einen MIPS R3000 Prozessor, als Massenspeicher kommen erstmals keine Bandlaufwerke sondern ein 1.9 Gigabit Speicher aus 4 MBit RAMs zum Einsatz. Alle Bilddaten werden mittels JPEG verdichtet durch einen Bildkompressorchip den die französische Raumfahrtbehörde CNES beigesteuert hat.

Die Sonde übermittelte über 1.6 Millionen Fotografien mit 128 Kilobit/sec während der etwas mehr als 2 Monate im Orbit. Das abgedeckte Gebiet liegt zwischen 60°N und 60°S. Es wurde mit 100-150 m Auflösung kartiert, 8 % der Fläche mit 20-30 m Auflösung. Der Vorteil gegenüber Lunar Orbiter waren vor allem die spektroskopischen Aufnahmen, gewonnen durch unterschiedliche Filter, diese lassen Rückschlüsse auf die geologische Zusammensetzung zu. Hinsichtlich Details setzen allerdings nach wie vor die Lunar Orbiter Fotos den Standard, denn diese wurden bei steilem Sonneneinfall und hohem Kontrast aufgenommen. Die gesamte Mission hat nur 80 Millionen USD gekostet. Mehr über Clementine in einem eigenen Aufsatz.

Lunar Prospector (7.1.1998)

Lunar ProspectorLunar Prospector hatte die Aufgabe die chemische Zusammensetzung und Evolution des Mondes zu erforschen. Die voll 295 kg schwere, leer 158 kg wiegende Raumsonde wurde mit einer Athena-2 Rakete gestartet.

Der Flug der 1.4 m × 1.2 m großen Sonde zum Mond dauerte 105 Stunden, dort wurde die Sonde in einen 100 km Polarorbit eingeschossen. Die Datenübertragung geschah durch eine Mittelgewinnantenne mit 3.6 Kilobit/sec, die Sonde verfügte über keinen Computer, und wurde von einem nur 3 Köpfe großem Team vom Boden aus gesteuert. Sie kostete dafür inklusive Start und Trägerrakete nur 63 Millionen USD.

Die Instrumente an Bord waren folgende:

Die Zielsetzung liegt damit auf der Geologie des Mondes durch Nachweis von Magnetfeld und Gravitationsanomalien, Ausgasungen von Radon oder der Reflexion der Gammastrahlen und den Rückschlüssen auf die Beschaffenheit des Bodens. Ein Ergebnis war, das man mittels des Gammastrahleninstruments vermutete, das Wasser in Kratern in Polnähe sein könnte. Als die Finanzierung der Sonde nach 1.5 Jahren auslief und man noch wenig Treibstoff hatte, lies man am 31.7.1999 die ansonsten funktionsfähige Sonde in Polnähe einschlagen, wo man Krater mit Wasser vermutete. Wasser konnte aber nicht freigesetzt werden. Lunar Prospector ist übrigens im gesamten Mondprogramm die einzige Sonde die mehr als 1 Jahr funktionstüchtig blieb! Mehr über Lunar Prospector in einer eigenen Seite.

SMART-1 (28.9.2003)

Smart-1Smart-1 ist die erste ESA Sonde zum Mond. SMART steht für "Small Mission for Advanced Research and Technology". Es ist also wie z.B. Deep-Space-1 eine Sonde die der Forschung aber auch der Entwicklung von Technologien dient. Bei Smart-1 ist es das Ionentriebwerk, das auch die Merkur Mission BepiColombo ermöglichen soll. Man will mit diesem Flugerfahrung sammeln. Dazu kommen zwei Kommunikationsexperimente für eine neue Hochgewinnantenne und die Laserkommunikation. Abgerundet wird der Technologische Teil durch eine autonome Flugsteuerung und Navigation. Die Qualifikation des Ionentriebwerks, welches auch Bestandteil der Missionen BepiColombo, Solar Orbiter, Lisa, Darwin und GAIA ist jedoch der primäre Missionszweck.

Die Wissenschaft musste bei dieser 101.8 Mill. ¬ teuren Mission zurück stehen, die instrumentelle Nutzlast beträgt nur 19 kg bei einer Startmasse von 370 kg. Trotzdem wird man einige Lücken im Wissen, die heute noch vorhanden sind schließen. Es handelt sich dabei um 10 Experimente, 3 rein technische, 3 rein wissenschaftliche und 4 Instrumente die beides können (Die Kamera macht z.B. Bilder und detektiert einen Laserstrahl von der Erde aus).

Bahn von SMART-1Smart-1 wird mit einer Ariane 5 als Sekundärnutzlast zuerst in einen geosynchronen Transferorbit gestartet, wie 1985 Giotto. Ein Ionentriebwerk mit 70 mN Schub wird diese Bahn zuerst zirkularisieren, dann sich langsam in den Lagrange Punkt L1 nähern. Dies dauert 16 Monate, da das Ionentriebwerk nur während 2 Tage pro Woche aktiv sein wird (Jeweils im erdnächsten Punkt der Bahn). Im L1 Punkt heben sich die Anziehungskräfte von Erde-Mond und Sonne auf, was einerseits die Möglichkeit bietet, dass der Mond die Sonde einfängt, andererseits die Sonde bei Steuerungsfehlern das Erde-Mond System verlässt. Auch hier muss sich die neue Software bewähren. Nach dem Einfangen wird der Mondorbit von 60.000 km Höhe sukzessive auf eine 300-2000 × 10.000 km Bahn abgesenkt. 6 Monate Betrieb im Mondorbit sind die Primärmission.

Die wissenschaftliche Instrumentierung besteht aus einer Multispektral CCD Kamera mit einem 1024x1204 Pixel CCD. Die Bodenauflösung beträgt max. 27 m aus 300 km Höhe. Das Gesichtsfeld beträgt dabei 5 Grad. Die hohe Empfindlichkeit der Kamera sollte auch in polaren Regionen bessere Aufnahmen ermöglichen. Schwerpunkt ist die Südhalbkugel wo Wassereis in Kratern vermutet wird. Die Kamera wird vor allem von der Südpolmission erheblich bessere Aufnahmen als Lunar Orbiter und Clementine machen. Die Kamera dient auch als Star-Tracker (autonome Navigation) und zur Detektion von Laserstrahlen von der Erde aus als zukünftige mögliche Kommunikation. Mehrere Tausend Aufnahmen sollen während der Primärmission gemacht werden.

Die mineralogische Zusammensetzung kann auch aus den Kameradaten abgleitet werden, besser geht dies jedoch mit dem abbildenden Röntgenstrahlenspektrometer. Schon Apollo maßen mittels Röntgenstrahlen die Häufigkeit von Silizium und Aluminium, jedoch nur von 10 % der Oberfläche. D-CIXS wird dies verbessern und eine Karte mit 30 km Auflösung erlauben. Wobei die Elemente Si, Mg, Na, Fe, C und O erfasst werden. Gleichzeitig beobachtet XSM die solaren Röntgenstrahlen um die Ergebnisse besser auswerten zu können, den deren von der Mondoberfläche reflektierte Strahlung wird von D-CIXS gemessen.

SMART-1Ergänzt wird dies durch SIR, ein 256 Kanal IR Spektrometer. Auch es bestimmt die Häufigkeiten von Mineralien durch ihre Absorption im Infraroten zwischen 0.9 und 2.4 µm. Anders als D-CIXS misst es jedoch die relative Häufigkeit von Mineralien (Verbindungen) und nicht Elementen. Die Bodenauflösung liegt bei 330 m in 300 km Entfernung. Das Instrument sollte so empfindlich sein, dass es klären sollte ob tatsächlich am Südpol des Mondes sich Wasser befindet.

SPEDE misst die Einflüsse des Mondes auf die Solare Strahlung vor allem in der Bugwelle des Sonnenwindes.

Das Radio Science Experiment RSIS benutzt die Transponder der Sonde als Experiment: Durch die Gravitationsanomalien verändert sich ganz leicht die Funkfrequenz und dadurch kann man eine Gravitationskarte des Mondes erstellen. (So genannte Mascons).

Weitere Experimente befassen sich mit dem elektrischen Triebwerk, seiner Leistung, seinem Einfluss auf die Umgebung und die Sonde. Ein Ka Band Transmitter wird erprobt und soll mit 500 KBaud im Vergleich zu 62 KBaud im X-Band senden können. Kontakt besteht max. 8 Stunden alle 4 Tage. Ein 4 GBit Speicher speichert bis zum Abrufen die Daten. Erstmals wird auch eine Lithiumionenbatterie mit 600 Wattstunden Kapazität eingesetzt.

Die Stromversorgung erfolgte über Galliumarsenid Solarzellen von 14 m Spannweite. Sie liefern max. 1850 Watt, wovon 1350 Watt das Ionentriebwerk benötigt. Dieses verfügt über einen spezifischen Impuls von 14700, so dass die 80 kg Xenongas die als Treibstoff dienen, äquivalent einer 1.2 t schweren Oberstufe sind. 4 Kg Hydrazin dienen als Reserve um z.B. die Sonde bei Verlust der Orientierung schnell wieder auszurichten.

SMART-1 schwenkte am 17.11.2004, etwa 3 Monate früher als geplant in eine erste Umlaufbahn ein, die dann mit dem Ionenantrieb abgesenkt wurde, bis der wissenschaftlich gewünschte Orbit von 300-500 km nächster Annäherung und 2900 km Entfernung erreicht wurde. Dann schloss sich die Primärmission an, die bis zum Juli 2005 dauerte. Während dieser Zeit war der Orbit von SMART-1 stabil, danach begannen Anziehungskräfte von Erde und Sonne sich zu verstärken und man musste mit dem Ionenantrieb das Absinken des Orbits korrigieren. Mit dem verbleibenden Treibstoff konnte man dies über ein weiteres Jahr tun. Schließlich war im Juli 2006 der Treibstoff erschöpft und der Orbit sank, zuvor hatte man ihn so justiert, dass der Aufschlag gut sichtbar für irdische Teleskope war und wie vorausberechnet schlug SMART-1 am 3.9.2006 auf der Vorderseite ein.

Die Datenmenge war erheblich größer durch die viel längere Mission und einen niedrigeren Orbit als zuerst geplant war (beides möglich durch erheblich geringeren Treibstoffverbrauch als vorher angenommen). So gab es über 20000 Bilder der Kamera Amie und das Spektrometer D-CIXS konnte die Mondoberfläche mindestens einmal, bestimmte Gebiete mehrmals spektrographisch erfassen.

Mehr über Smart-1 auf einer eigenen Seite.

Selene / Kaguya (14.9.2007)

SeleneSelene ist die wohl am besten ausgestattete Mondsonde die bisher entwickelt wurde und mit einer Startmasse von 2895 auch eine die größten. Sie besteht aus einem großen Hauptsonde und zwei identischen Subsatelliten von jeweils 53 kg Masse, die im wesentlichen nur einen Empfänger und Sender haben und beim Absenken des Orbits abgestoßen werden. Diese Satelliten haben zwei Aufgaben. Zum einen dienen sie in den höheren Umlaufbahnen als Relaysatellit für die Daten, wenn die Sonde auf der Mondrücksonde ist, zum anderen soll mit differenziellen Frequenzmessungen von zwei Satelliten auf unterschiedlichen Bahnen das Mondgravitationsfeld besser erforscht werden.

Weiterhin soll das Antriebsmodul von Selene nach Erreichen des endgültigen Orbits in 100 km Höhe über den Polen abgetrennt werden und landen. Es soll über einen den Relaysatelliten Signale senden und Landetechnologien demonstrieren.

Die Sonde Selene, die nach dem Start in Kaguya umbenannt wurde, verfügt über 15 Experimenten im Gesamtgewicht von 300 kg, davon zwei Kamerasystemen: monochrom mit einer Auflösung von 10 m und multispektral mit 25 und 49 m Auflösung in 9 Spektralkanälen. Dazu kommt ein IR Spektrometer, ein Alphateilchendetektor, ein Elektronen Spektrumsanalysator, ein Gammastrahlen-Spektrometer, ein Röntgenstrahlenspektrometer, ein Radargerät, das bis zu 5 km in die Kruste eindringt, eine hochauflösende TV Kamera auf dem Landemodul, ein Magnetometer, ein Spektrometer für geladene Teilchen, ein Laser Höhenmesser und ein Gerät zur Untersuchung der oberen Atmosphäre der Erde.

Kaguyas primäre Mission soll sich über ein 1 Jahr erstrecken. Danach kann man die Mission verlängern und den Mond aus einer niedrigeren Höhe von 40-70 km Höhe weiter untersuchen. Zwanzig Tage nach dem Start schwenkte die Raumsonde am 4.10.2007 in eine erste Mondumlaufbahn ein. Aus dieser wurde am 9.10.2007 wurde dann der erste Subsatellit RSTAR (der Relay Satellit) abgetrennt und drei Tage später der VARD Subsatellit. Beide Manöver wurden von einer Überwachungskamera gefilmt. Danach wurde der Orbit durch Zündungen des Haupttriebwerks sukzessive abgesenkt und seit dem 19.10.2007 war Selene/Kaguya in ihrem endgültigen Orbit.

Nach Beendigung der Primärmission wurde der Orbit am 1.2.2009 der Orbit auf 50 km Höhe erniedrigt. Anders als geplant verblieb Kaguya aber nicht ein weiteres Jahr in diesem Orbit, sondern erniedrigte ihn schon am 16. April 2009 erneut auf 10-30 km Höhe. Damit war der Vorrat an Triebstoff erschöpft. Am 10.6.2009 schlug die Raumsonde bei 80,4° O, 65,5° S (in der Nähe des Kraters Gill auf. Sie hatte insgesamt 616 Tage in der Mondumlaufbahn zugebracht. Sie ist damit die Sonde mit der zweitlängsten Operationsdauer in einer Umlaufbahn nach SMART-1 mit 656 Tagen.

Chang'E-1 (24.10.2007)

Chinas erste Raumsonde startete am 24.10.2007 zuerst in einen erdnahen Orbit, den sie dann durch mehrere Zündungen des integrierten Triebwerks ausweitete - wie auch Kayagua und Chandrayaan-1. Sie basiert auf dem DFH-3 Kommunikationssatelliten und wird wie dieser mit einer "Langen Marsch 3A" gestartet. Am 5.11.2007 schwenkte sie in einen ersten Mondorbit ein, der dann am 18.11.2007 zirkularisiert wurde. Danach begann die Sonde mit der Untersuchung des Mondes mit acht Instrumenten im Gesamtgewicht von 130 kg. Die Sonde selbst wiegt beim Start 2.350 kg und im Mondorbit noch etwa 950-1000 kg. Die Instrumentierung ähnelt anderen Sonden und umfasst zwei Detektoren für solare Teilchen und hochenergetische Teilchen, eine 3D Kamera für die Abbildung des Reliefs, ein abbildendes IR-Spektrometer, je ein Röntgenstrahlen- und Gammastrahlenspektrometer, ein Radargerät und ein Laserhöhenmesser.

Der Name Chang'E (chinesisch 嫦娥一号 Cháng'é Yīhào) stammt von der chinesischen Mondgöttin Chang-e, die in einem chinesischen Märchen eine Fee zum Mond fliegen lässt. Kurz nach Einschwenken in den Orbit wurde ein einziges Fotos von der Mondoberfläche mit einer Auflösung von 120 m am Boden veröffentlicht. Danach gab es keine weiteren Daten bis China angab dass die Sonde am 1.3.2009 auf der Mondoberfläche aufschlug. Die 184 Millionen Dollar teure Sonde hat 175 GByte an Daten zur Erde gesandt.

Chandrayaan 1 (22.10.2008)

Nach Europa und Japan erreicht nun auch die erste indische den Mond. Chandrayaan-1 wurde von einer PSLV zuerst in einen GTO-Orbit befördert und hob diesen dann mit den eigenen Triebwerken an. Die Sonde wog beim Start 1.390 kg, im Mondorbit noch 590 kg, trocken 523 kg. Die dreiachsenstabilisierte Sonde hat ähnliche Aufgaben wie Kayagua und LRO: Sie soll die Mondoberfläche mit Kameras, IR-Spektrometern, Röntgenstrahlenspektrometern und einem Radargerät erforschen. Indien ist dabei Kooperationen eingegangen. So stammen von den USA das Mini-SAR, ein experimentelles Radargerät, das vor allem die Polgegenden in die nie ein Lichtstrahl in tiefe Krater fällt nach Wasser absuchen und kartieren. Der M3-Mapper, ebenfalls von der NASA ist das bislang leistungsfähigste IR-Spektrometer (spektrale Auflösung 10 nm, Bodenauflösung 70 m). Von der ESA stammen die Nachfolgeinstrument CIXS und SIR von SMART-1. Dazu kamen ein Strahlenmessgerät aus Bulgarien und ein Analysator für freie Atome aus der Schweiz/Schweden. Insgesamt sind so 6 der 11 Instrumente nicht von Indien.

Candrayaan ("Mond Schiff" aus dem Hindi) startete am 22.10.2008. Es gab dann erste Tests der Kamera bei der Bilder von Erde und Mond entstanden. Durch mehrere Zündungen des Antriebs im Perigäum wurde die Bahn die anfangs nur bis in 23.000 km Entfernung von der Erde führte sukzessive ausgeweitet bis am 8.11.2008 die Sonde den Mond in 500 km Entfernung passierte und nach Zündung des Antriebs in einen 500 x 7.502 km Orbit gebracht. Hier wurde eine 29 kg schwere Kapsel abgetrennt die auf der Mondoberfläche aufschlug. Beim Abstieg machte sie vorher Aufnahmen mit einer Videokamera, maß die "Atmosphäre" mit einem Massenspektrometer und bestimmte die Entfernung zur Oberfläche mit einem Laser-Entfernungsmesser. Die Hauptsonde änderte nach Absetzen der "Moon Impact Probe" ihren Orbit und umkreiste nun in 100 km Entfernung den Mond.

Die NASA veröffentlichte ihre Messungen mit dem Mini-SAR und dem M3. Sehr bald zeigten sich Probleme. Schon am 15.11.2008 stieg die Temperatur auf 50°C, 20 Grad höher als geplant. Dies konnte durch Ausschalten von Instrumenten und Geräten die Wärme abgeben kompensiert werden. Doch die Probleme blieben. Ursprünglich sollte der Orbit zwei Jahre lang gehalten werden, nun wurde am 19.5.2009 die Entfernung auf 200 km erhöht.

Am 19.8.2009 verlor man den Kontakt mit Chandrayaan-1 und gab die Sonde am 30.8.2009 verloren, nach 312 Tagen im Mondorbit. Die Sonde hatte 70.000 Aufnahmen zur Erde gesandt und 95% ihres Forschungsprogramms erfüllt. Ursache war eine zu starke Aufheizung der Sonde durch die von der Mondoberfläche reflektierte Strahlung. Sie sollte an der Oberfläche der Sonde 75°C erreichen. Die tatsächliche Temperatur lag jedoch höher, weshalb die thermische Abschirmung nicht ausreichend war und die Temperatur im Inneren anstieg. Auch das Anheben des Orbits konnte das Problem nicht mildern. Schließlich führte die Hitze zum Ausfall der Sonde.

Lunar Reconnaissance Orbiter (18.6.2009)

LRODer Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ist die erste Raumsonde welche im Rahmen der "Vision for space Exploration" von George W. Bush gebaut wird. Er soll unser Wissen über den Mond erweitern, aber auch Fragen klären die für eine bemannte Landung wichtig sind. die wohl wichtigste zusammen mit dem gleichzeitig gestarteten LCROSS Experiment ist die Frage nach Wasservorkommen in polnahen Gebieten.

An Bord sind 6 Experimente:

Der Satellit wurde in nur vier Jahren entwickelt und setzt fast ausschließlich schon entwickelte Experimente an Bord von anderen Raumsonden ein. Er wird nach 4 Tagen in einen ersten Orbit um den Mond einschwenken. Dieser wird dann nach 2 Monaten des Testens der Systeme in den endgültigen Orbit in durchschnittlich 50 km Höhe umgewandelt. Die Primärmission dauert 1 Jahr, die Treibstoffvorräte an Bord, welche den begrenzenden Faktor darstellen lassen aber eine Verlängerung der Mission zu. Die Mission kostete insgesamt 583 Millionen Dollar.

Spektakulär waren die schon nach wenigen Wochen im Orbit aufgenommenen Landeplätze der Mondmissionen. Sowohl die Abstiegsstufen wie auch Rover, teilweise sogar die Fahrspuren konnten identifiziert werden.

Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (18.6.2009)

Die Wahl einer größeren Trägerrakete für den LRO Anfang 2006 ergab die Möglichkeit eine sehr große Sekundärnutzlast mitzuführen. Man nutzte dies für den Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Er wurde recht schnell aus vorhandenen Teilen wie der Startvorrichtung für Sekundärnutzlasten für die Centaur und Teilen des LRO entwickelt. LCROSS sitzt direkt auf der Centaur, darüber befindet sich der LRO. Nach dessen Abtrennung trennen sich die Wege. Während der LRO in einen 41 Tage Orbit gelangt. Nach 86 Tagen nähert sich der Satellit erneut dem Mond. Er verändert die Bahn so, dass er in einem Krater aufschlagen wird der nach bisherigen Vermutungen Eis enthalten könnte.

Danach wird die Centaur Oberstufe abgetrennt die als erstes einschlagen wird. LCROSS bremst danach ab und wird 15 Minuten später aufschlagen. Er beobachtet den Einschlag mit mehreren Kamerasystemen und Spektrometern sowohl abbildenden wie auch Spektrometern hoher spektraler Auflösung. 15 Minuten nach dem Einschlag der Centaur schlägt er ebenfalls auf. Dies erfolgte erfolgreich am 9.10.2009.

Das entstehende Auswurfmaterial kann auch von der Erde aus und von Weltraumobservatorien beobachtet werden und man hofft hier Indizien für Eis zu finden. Nach Auskunft der NASA war in Spektren auch Wasserdampf zu sehen und im UV-Spektrometer auch das Hydroxylreadikal. Das verkündete die NASA bei einer Pressekonferenz am 13.11.2009. Auf einen wissenschaftlichen Bericht in einem Fachblatt über die Ergebnisse wartet die Öffentlichkeit jedoch bis heute. Die Wasserfrage ist für zukünftige Missionen so zentral wichtig, weil sonst Wasser wie auch Sauerstoff zum Mond befördert werden müssen, dass die NASA dazu neigt schon kleinste hinweise stark hervorzuheben, ohne auf eine Bestätigung zu warten. Von der Erde aus war bei Teleskopbeobachtungen zumindest kein Wasser nachweisbar.

Chang'E-2 (1.10.2010)

Am 1.10.2010, drei Jahre nach Chang'E-1 startete die zweite chinesische Mondsonde mit einer Langen Marsch 3C. Es war der 61.ste Jahrestag der Gründung der Volksrepublik China. Während es über die erste Sonde zumindest einige Informationen im Vorfeld gab, weis man über das zweite Modell noch weniger. Chang'E-2 soll Technologien für die Landung erproben, die mit Chang'E-3 geplant ist. Die Sonde wird sich dabei bis auf 16 km der Oberfläche nähern und hochauflösende Aufnahmen anfertigen.

Nach einer Kurskorrektur am 4.10.2010 schwenkte Chang'E-2 am 6.10.2010 in einen Mondorbit ein. Der erste Orbit hatte eine Umlaufsdauer von 12 Stunden. Am 9.10.2010 wurde er zirkularisiert und die chinesische Mondsonde erreichte einen kreisförmigen Orbit in 100 km Höhe.

Das Kamerasystem soll aus 100 km Entfernung (dem Aposelen) 10 m und aus 15 km Entfernung (dem Periselen) 1,5 m Auflösung besitzen. Es ist damit etwa zwölfmal leistungsfähiger als das von Chang'E-2 das nur 120 m Auflösung aufwies.

Die CZ-3C Rakete platzierte Chang'E-2, deren Masse auf 2.500 bis 2.600 kg geschätzt wird direkt in eine Übergangsellipse zum Mond, den sie dann nach etwa 4-5 Tagen erreicht. Sie unterscheidet sich von der CZ-3A durch vier zusätzliche Booster und hat eine um 50% höher Nutzlast. Das ermöglichte auch den direkten Start zum Mond. Es sind also keine Bahnmanöver wie bei Chang'E-1 nötig. Die Kosten von Chang'E-2 wurden mit 900 Millionen Yuan (134 Millionen Dollar oder 98 Millionen Euro) angegeben.

Nach der Erfüllung der Mondmission wurde die Raumsonde noch in einen Librationspunkt gelenkt und passiert danach in kurzer Entfernung den Asteroiden Toutaris. Diese Manöver haben vor allem den Zweck interplanetare Kommunikation und die Steuerung der Raumsonde aus dieser Distanz zu erproben. Untersuchungen mit den wissenschaftlichen Instrumenten konnten bei Toutaris nicht gemacht werden. Sie sind auf den betrieb beim Mond mit geringer Relativgeschwindigkeit ausgelegt. Es gelangen jedoch Aufnahmen mit einer weitwinkeligen Ingenieurskamera die normalerweise dazu dient das Entfalten der Solarpanelle zu überwachen.

GRAIL A+B (Gravity Recovery and Interior Laboratory) (12.6.2011)

GRAIL A+BDiese Raumsonden wurden erstmals als Paar gestartet. Eine der letzten Delta 2 brachte die beiden (je nach Quelle 220 bzw. 307 kg schweren Raumsonden, davon 70 bzw. 103 kg Treibstoff) in eine Umlaufbahn.

GRAIL A+B, später in Ebb und Flow umbenannt sind Sonden zur Untersuchung des lunaren Gravitationsfeldes. Die beiden Sonden basierend auf einem für das US-Militär entwickelten XSS Kleinsatellitenbuses gelangten zuerst in eine langestreckte Umlaufbahn zum L1-Librationspunkt. Eine Kurskorrektur dort ermöglichte das Einfangen durch den Mond mit geringem Treibstoffaufwand um Neujahr 2011/12. Nach einem energiesparenden Parkorbit begann vom 1.3.2012 bis zum 29.5.2012 die drei Mondumläufe dauernde wissenschaftliche Phase. Dabei fliegen die beiden Satelliten im Tandem kurz hintereinander auf derselben Bahn. Der Abstand wird konstant gehalten zwischen 50 und 200 km. Zwischen beiden Sonden und der Erde werden Funksignale ausgetauscht und die Frequenzverschiebung gemessen. Dieses Prinzip setzt die deutsch-amerikanische GRACE Mission seit 10 Jahren erfolgreich ein. Zwischen zwei Satelliten wirkt nur die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen ihnen als Verursacher für den Dopplereffekt, der gemessen wird. Das ist wesentlich empfindlicher als die Vermessung der Signale durch die Erde aus, weil da als Störgrößen noch die Rotation der Erde um ihre Achse, des Mondes um die Erde und die Bewegung der Raumsonden um den Mond hinzukommt. Dieses Experiment ist das einzige wissenschaftliche Experiment an Bord. Ein Instrument das vor allem PR-Zwecken dient ist die Moonkam die kleine Videos der Mondoberfläche mit einer handelsüblichen Webcam dreht. Ihre Daten benötigen 64-mal mehr Bandbreite als die eigentlichen Messdaten.

Bedingt durch den mondnahen Orbit von 55 km Höhe war die Messphase begrenzt. Da im Sommer die Störeinflüsse durch Sonne und Erde am größten sind, aber auch vom Mond aus gesehen eine Sonnenfinsternis eintritt, das die Batterien an Bord stark beansprucht parkte man die Sonden dann in einen stabilen Orbit. Am 30.8.2012 begann eine zweite wissenschaftliche Phase die bis zum 14.12.212 dauerte. Der Orbit wurde hier sogar auf 23 km abgesenkt, damit Störungen noch deutlicher sich auf die Sonden auswirkten. Danach war der Treibstoff an Bord erschöpft und die Sonden schlugen am 17.12.2012 auf dem Mond auf. Ihre Hinterlassenschaft ist eine Karte der Mondgravitation und daraus abgeleitet der Oberflächendichte des Mondes mit bisher unerreichter (hundert bis tausendmal höherer) Genauigkeit.

Für die kleinen Sonden und die Instrumentierung mit nur einem Experiment war GRAIL mit 496,2 Millionen Dollar Projektkosten nicht ganz billig.

LADEELADEE (Lunar Dust and Enviroment Explorer) (6.9.2013)

Die Sonde im Rahmen des Lunar Quest Programms wird die lunare Exosphäre, das ist die "Atmosphäre" des Mondes untersuchen. Sie trägt dazu drei Instrumente und ein Technologieexperiment. Mit nur 383 kg Startmasse ist sie eine sehr kleine Raumsonde, die auch eine neue Trägerrakete, die Minotaur V einführte, da die größeren Träger zu teuer waren.

Die Mission wird nur sehr kurz sein, geplant sind 30-40 Tage in einem Kommissionsorbit und 100 Tage im endgültigen Orbit. Der Grund ist das LADEE für die Beobachtung sehr nahe an den Mond heran muss, der Orbit hat nur ein Periselen von 20 bis 50 km. Die Experimente sollen Staub und Atome rund um den Mond nachweisen. Der Staub wird durch den Einschlag von Mikrometeoriten aufgewirbelt. er ist der primäre Grund warum die Umlaufbahn so niedrig ist. er fällt zurück zur Oberfläche nachdem er eine Gipfelhöhe von 20 bis 50 km erreicht hat. Er wird direkt durch einen Staubeinschlagsdetektor nachgewiesen. Es wird auch die Streuung des Lichts bei Bedeckungsexperimenten der Sonne mit dem UV-Spektrometer gemessen. Dieses kann auf der Nachtseite aber auch die Emission von Licht durch angeregte Atome und Elemente bestimmen. Das letzte Experiment, ein Massenspektrometer detektiert direkt Atome, vor allem Helium und Argon.

Während der Dekommissionphase wird das Technologieexperiment LLDEX (Lunar Laser Communications Demonstration) aktiviert. Diese Bahn ist mit 250 km etwas höher. LLDEX soll mit einem Laserstrahl über ein nur 10 cm großes Teleskop bis zu 622 MBit/s zu einer Empfangsstation aus vier 43 cm Teleskopen, also relativ kleinen Instrumenten, übertragen.

Der Start von LADEE erfolgte am 6.9.2013. Nachdem die Sonde zuerst in einen elliptischen Erdorbit gelangte, erhöhte sie die Umlaufbahn mit zwei Zündungen ihres eigenen Antriebs im Perigäum die Umlaufbahn und schwenkte am 6.10.2013 in eine erste elliptische Mondumlaufbahn ein. Diese ist retrograd. Sie umkreist den Mond also entgegen seiner Rotationsrichtung (von Osten nach Westen). Zwei Zündungen am 9. und 12.10. senkten den anfänglichen Orbit mit einer Umlaufsdauer von 24 Stunden soweit ab dass nun eine rund 100-250 km hohe Bahn erreicht ist. Während der nächsten 40 Tage werden hier die Experimente aktiviert und geprüft und dann das LLDEX Experiment durchgeführt.

Danach wird der Orbit erneut abgesenkt und alle 3-5 Tage angehoben um einen Aufschlag auf dem Mond zu verhindern. Die Mission ist beendet wenn der dafür vorgesehene Treibstoff aufgebraucht ist. 150 m/s wird nach den Simulationen benötigt werden, es Budget von 180 m/s ist veranschlagt. Massekonzentrationen unter den Maare sowie Störungen durch Erde und Mond führen dazu, dass der mondnächste Punkt absinkt und der mondfernste ansteigt. Das führt, wenn man es nicht korrigiert innerhalb von wenigen Wochen zum Aufschlag auf der Oberfläche.

Die Mission sollte ursprünglich 237 Millionen Dollar kosten, davon nur 75 Millionen für die Raumsonde. Ihr modularer, vom AMES Forschungszentrum entwickelter Bus soll bei zukünftigen Raumsonden Kosten sparen.  Der Start verschob sich aber von 2011 auf 2013. Das verteuerte die Mission auf 263 Millionen Dollar. Die größte Kostensteigerung war die neue Trägerrakete Minotaur V, die anstatt 46 rund 67 Millionen Dollar kostete.

Artikel zuletzt geändert: 25.11.2013


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.

Bücher vom Autor über Raumsonden

Lang Zeit gab es von mir nur ein Buch über Raumsonden: die beiden Mars-Raumsonden des Jahres 2011, Phobos Grunt und dem Mars Science Laboratory. Während die russische Raumsonde mittlerweile auf dem Grund des Pazifiks ruht, hat für Curiosity die Mission erst bekommen. Das Buch informiert über die Projektgeschichte, den technischen Aufbau der Sonden und ihrer Experimente, die geplante Mission und Zielsetzungen. Die Mission von Curiosity ist bis nach der Landung (Sol 10) dokumentiert. Einsteiger profitieren von Kapiteln, welche die bisherige Marsforschung skizzieren, die Funktionsweise der Instrumente erklären aber auch die Frage erläutern wie wahrscheinlich Leben auf dem Mars ist.

2018 wurde dies durch zwei Lexika, im Stille der schon existierenden Bücher über Trägerraketen ergänzt. Jedes Raumsonden Programm wird auf durchschnittlich sechs bis acht Seiten vorgestellt, ergänzt durch eine Tabelle mit den wichtigsten zeitlichen und technischen Daten und Fotos der Raumsonde, bzw., Fotos die sie aufgenommen hat. Ich habe weil es in einen band nicht rein geht eine Trennung im Jahr 1990 gemacht. Alle Programme vorher gibt es in Band 1. Die folgenden ab 1990 gestarteten dann in Band 2. In Band 2 ist ein Raumsonden Programm meist eine Einzelsonde (Ausnahme MER). In Band 1 dagegen ein Vorhaben das damals zumeist aus Doppelstarts bestand, oft auch mehr wie z.B. neun Ranger oder sieben Surveyor. Beide Bänder sind etwa 400 Seiten stark. In Band 1 gibt es noch eine gemeinsame Einführung für beide Bände über Himmelsmechanik und Technik der Instrumente. Beide Bände haben einen Anhang mit Startlisten, Kosten von Raumsonden und Erfolgsstatistiken. Band 2 hatte Redaktionsschluss im Januar 2018 und enthält die für 2018 geplanten Missionen über die es genügend Daten gab.

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