Artemis II: die Generalprobe vor der Rückkehr zum Mond

Irgendwann ist es soweit und eine Weltraummission ist nicht mehr nur ein Projekt, sondern steht ganz konkret als Hardware auf der Startrampe. Artemis II hat diese Grenze gerade überschritten. Am 17. Januar hat die Rakete Space Launch System (SLS) mit dem Raumschiff Orion, nachdem sie sich zwölf Stunden lang langsam über 6,5 km bewegte, ihren Transfer zur Rampe 39B des Kennedy Space Centers abgeschlossen. Das ist noch nicht der Start und noch nicht einmal ein bestätigtes Datum, aber der Punkt, an dem alles, was über Jahre hinweg entwickelt wurde, beweisen muss, dass es funktioniert.

Starten soll die Mission frühestens am 8. Februar 2026 mit vier Astronauten, aber auch das hängt von der jetzt anstehenden, als „Wet Dress Rehearsal“ bezeichneten Generalprobe ab. Dies ist der Test, der alles andere bestimmt: das Laden der kryogenen Treibstoffe, die Durchführung eines vollständigen Countdowns, das Üben der unbemannten Treibstoffentnahme an Bord. Kurz vor dem simulierten Start wird der Countdown gestoppt. Geht hier etwas schief, so kann die Rakete noch für zusätzliche Arbeiten in das Fahrzeugmontagegebäude zurückkehren, was aber Folgen für den Zeitplan hat.

Parallel dazu laufen die Arbeiten an der Rampe weiter. Die Teams haben Spülleitungen angeschlossen, die Kommunikation mit dem Startkontrollzentrum aktiviert, den Zugangsarm für die Besatzung getestet und das Notfallevakuierungssystem angeschlossen. Orion und verschiedene Elemente des SLS wurden gezündet, um das Verhalten in der Startumgebung zu überprüfen. Dies sind technische, unspektakuläre, aber wichtige Aufgaben.

Ein gar nicht so konservatives Profil

Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch und Jeremy Hansen werden ein Profil fliegen, das auf dem Papier einfach aussieht: zwei Erdumrundungen, translunarer Schub, Überflug der 7.400 Kilometer entfernten, abgewandten Seite des Mondes, Rückkehr unter Ausnutzung der Schwerkraft. Zehn Tage Mission. Keine Mondlandung. So einfach wie das klingt, verbirgt sich dahinter jedoch eine erhebliche technische Komplexität.

Die erste Umlaufbahn wird elliptisch sein und 185 bis 2.250 Kilometern hoch verlaufen. Neunzig Minuten, um zu bestätigen, dass Orion reagiert. Die zweite Umlaufbahn führt dann bis auf 74.000 Kilometer, etwa 23,5 Stunden lang höher als irgendjemand in mehr als fünfzig Jahren geflogen ist. Dabei muss die Besatzung überprüfen, ob die Lebenserhaltungssysteme auch unter extremen Bedingungen funktionieren, also wenn sie trainiert und der Stoffwechsel in die Höhe schießt oder wenn sie schläft und das System auf ein Minimum herunterfährt. Die Unterschiede in der Stoffwechselbelastung sind beträchtlich, und das System muss auf alle diese Unterschiede reagieren.

Irgendwann in dieser zweiten Umlaufbahn wird Orion die Reichweite der GPS- und TDRS-Satelliten verlassen. Für die Kommunikation muss Houston dann auf das Deep Space Network zurückgreifen. Diese Überprüfung findet frühzeitig statt, ist aber notwendig: Wenn es hier nicht funktioniert, hat es keinen Sinn, zum Mond weiterzufliegen.

Manuelle Manöver ohne Netz

Nach der Trennung von der Oberstufe wird die Besatzung die manuelle Kontrolle über Orion übernehmen und die verbrauchte Stufe dabei als Ziel für Annäherungsmanöver nutzen. Die Kontrolleure in Houston werden den Flug der Astronauten überwachen, ihre Reaktionen testen und die Handhabung des Raumfahrzeugs bewerten. Es handelt sich nicht um eine akademische Übung. Die nächste Mission, Artemis III, erfordert das Andocken an das Raumschiff HLS in der Mondumlaufbahn. Kein GPS, kein zuverlässiges Ortungsnetz. Die Astronauten müssen spüren, wie das Raumschiff reagiert, um ihre Bewertung dann anhand der Kameras und Fenster zu kalibrieren. Solche Kenntnisse kann man nicht in terrestrischen Simulatoren erwerben und genau deshalb sind Artemis I und Artemis II unabdingbare Missionen für die Entwicklung einer stabilen menschlichen Präsenz auf dem Mond und darüber hinaus.

Diese cislunaren Rendezvous-Operationen gehören zu den technisch komplexesten des Programms. Die Zukunft verspricht, sie besser handhabbar zu machen. Die ESA entwickelt spezielle Navigationssysteme für die Mondumgebung wie MoonLight und fördert parallel dazu LEO-PNT (CELESTE), eine Konstellation mit niedriger Umlaufbahn, die Galileo durch verbesserte Genauigkeit und Signalstabilität ergänzen wird. GMV ist an der erstgenannten Technologie beteiligt und leitet eines der beiden Industriekonsortien, die diese Technologie entwickeln. Der erste Demonstrationssatellit soll 2026 in Kürze fliegen. Wenn diese Systeme einsatzbereit sind, werden die Andockmanöver nicht mehr so sehr vom menschlichen Urteilsvermögen unter Druck abhängen. Doch 2026 werden die Artemis-II-Astronauten dies von Hand tun müssen.

Christina Koch wird als erste Frau den Mond umkreisen. Victor Glover wird der erste Afro-Amerikaner sein. Jeremy Hansen vertritt Kanada, das seit der Shuttle-Ära Partner der USA in der Raumfahrt ist. Die Zusammensetzung der Besatzung spiegelt die internationale Zusammenarbeit des Programms wider. Über die ESA stellt Europa das komplette Servicemodul - Antrieb, Energie, Lebenserhaltung - bereit. Kanada steuert fortschrittliche Robotersysteme bei. Japan entwickelt bewohnbare Module und druckbeaufschlagte Rover. Artemis verteilt kritische Fähigkeiten auf die Partner, die sich aufeinander verlassen müssen, da keiner das Programm allein bewältigen kann.

Der Beitrag von GMV: Hardware, Software und Menschen

Bei Weltraummissionen geht es ebenso sehr um Betrieb und Software wie um die sichtbare Hardware. GMV beteiligt sich an Artemis II aus mehreren Blickwinkeln, die in den Chroniken der Starts nur selten auftauchen, aber entscheidend dafür sind, ob eine Mission auch unter Druck beim konkreten Einsatz funktioniert.

Zunächst arbeite ich mit dem DLR an der System- und Teilsystemtechnik für das europäische Servicemodul. Mehr als 20.000 Liter Treibstoff, Solarzellen, die Strom für zwei Häuser erzeugen, thermische Kontrollsysteme, die die Komponenten in Betrieb halten, während eine Seite der Sonne ausgesetzt ist und die andere im Schatten liegt. Jede Anforderung zählt. Jede Schnittstelle ist wichtig.

An zweiter Stelle steht das von GMV speziell für Artemis II entwickelte Anomaly Reporting Tool. Wenn in der bemannten Luftfahrt etwas schief geht, wird die Reaktionszeit in Minuten gemessen. Die Fluglotsen müssen verstehen, was ausgefallen ist, welche Systeme betroffen sind und welche Optionen sie haben, und dies der Besatzung klar und schnell mitteilen. Ein gut durchdachtes Instrument kann den Unterschied zwischen einem überschaubaren Vorfall und einem kritischen Notfall ausmachen.

An dritter Stelle war GMV für die Operations Support Tools verantwortlich, die vom Kontrollteam während des gesamten Einsatzes verwendet werden sollten. Dynamische Planung, Ressourcenmanagement, Koordinierung zwischen Flugsegmenten, Überwachung der Spielräume. Wenn Orion vier Tage entfernt ist und sich etwas unerwartet zu verhalten beginnt, werden diese Werkzeuge die Augen und Hände des Teams sein, das von Houston aus versucht, das Problem zu lösen.

Viertens: Das GMV-Personal wird Teil des Echtzeit-Bodenkontrollteams sein. Mit dabei zu sein, wenn kritische Entscheidungen unter Druck getroffen werden, wenn Daten nicht den Erwartungen entsprechen, wenn ein Verfahren nicht funktioniert und man innerhalb eines engen Rahmens improvisieren muss. Diese operativen Erfahrungen fließen dann direkt in bessere Entwürfe und Verfahren für nachfolgende Missionen ein.

Fünftens reiste das GMV-Schulungsteam nach Houston, um die Astronauten im Umgang mit Everywear zu schulen, der einzigen ESA-Nutzlast, die auf Artemis II mitfliegt. Sie wurden zertifiziert, um operative Unterstützung in Echtzeit zu leisten. Bei der Ausbildung von Astronauten muss man nicht nur verstehen, wie die Geräte funktionieren, sondern auch, wie man sie unter Stress, mit Handschuhen und auch dann bedienen kann, wenn mehrere Abläufe gleichzeitig nach Aufmerksamkeit verlangen. Die Zertifizierung für den Echtzeit-Support bedeutet, dass man sich bei der Lösung von Problemen auf Sie verlässt, wenn es kein Referenzhandbuch gibt.

Was danach kommt, erfordert mehr

Bei Artemis II handelt es sich um einen Überprüfungsflug, nicht um einen direkten Erkundungsflug. Das Profil umfasst Erdumlaufbahnen, translunaren Schub, Mondvorbeiflug ohne Landung auf dem Mond. Auf diese Weise kann bestätigt werden, dass Orion eine Besatzung im tiefen Weltraum am Leben erhalten kann und Lebenserhaltungssysteme validiert sowie die Kommunikation und Navigation mit Unterstützung des Deep Space Network getestet werden können. Und das alles vor dem Sprung zu Artemis III.

Artemis III wird dann andere Fähigkeiten benötigen. Genaue Informationen darüber, wo man sicher am Südpol des Mondes landen kann. Keine niedrig aufgelösten Orbitalbilder: geotechnische Charakterisierung des Regoliths, Beleuchtungsmodelle im metrischen Maßstab, Wasserressourcenkarten in ständig beschatteten Kratern. Erkundungsrover. ISRU-Systeme, die Wasser aus dem Mondboden gewinnen und es in Treibstoff umwandeln. Kraftwerke, die während der langen Polarnächte in Betrieb sind. Jedes Element erfordert komplexe Operationen, die Koordinierung zwischen autonomen und bemannten Systemen und das Ressourcenmanagement vor Ort unter extremen Bedingungen.

Gateway, die für spätere Missionen geplante Mondumlaufstation, wird von den Erkenntnissen dieses Fluges profitieren. Aber sie schafft auch wichtige Präzedenzfälle für die internationale Zusammenarbeit bei permanenten Mondbasen, Marsmissionen und Mondinfrastruktur. Das Artemis-Abkommen wurde inzwischen von mehr als fünfzig Ländern unterzeichnet. Dies geschieht, weil es greifbare Beweise dafür gibt, dass die Partnerschaft funktioniert, die Schnittstellen klar sind und die Verpflichtungen eingehalten werden.

Die Instrumente und das Fachwissen, die derzeit für Artemis II entwickelt werden, bilden die Grundlage für die Entwicklung weiterer ehrgeiziger Fähigkeiten. Artemis ist nicht Apollo. Es geht nicht darum, anzukommen, eine Flagge zu hissen und zurückzukehren. Es geht darum, eine nachhaltige Präsenz zu schaffen.

Der Lackmustest

Die Generalprobe wird zeigen, ob alles, was auf Artemis I gelernt wurde - die Wasserstofflecks, die Probleme bei der kryogenen Beladung, die Verfahrensprüfungen - in ein für die Besatzung geeignetes System umgesetzt wurde. Das Startfenster öffnet sich am 6. Februar, aber dieses Datum hängt davon ab, ob der Test die Erwartungen bestätigt. Es hängt auch von äußeren Zwängen ab: der Position des Mondes für die geplante Flugbahn und den Sicherheitsanforderungen, die Orion zwingen, den Wiedereintritt innerhalb ganz bestimmter Margen durchzuführen, um den Hitzeschild zu schützen.

Die Vorsicht ist nicht grundlos. Artemis II ist die erste bemannte Mission des Programms und steht am Ende einer langen Entwicklungsphase, die von technischen Überarbeitungen und Zeitplanverschiebungen geprägt war. Dieser Abschnitt dient der Überprüfung, ob die Korrekturen an einem Fahrzeug, das für die Beförderung von Personen bestimmt ist, durchgängig funktionieren.

Seit der letzten Mission Apollo 17 im Jahr 1972 hat vierundfünfzig Jahre lang kein Mensch die niedrige Erdumlaufbahn verlassen. Artemis II wird das ändern, auch wenn es keine Mondlandung beinhaltet. Dabei wird sich zeigen, dass wir wissen, wie wir in die Tiefen des Weltraums zurückkehren können, dass wir dies auf nachhaltige Weise tun können und dass wir dieses Mal die Absicht haben, dort zu bleiben.

Autorin: Cristina Luna