Artemis 1

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Missionsemblem
Missionsemblem von Artemis 1
Missionsdaten
Mission Artemis 1
Raumfahrzeug Orion
Trägerrakete SLS Block 1
Besatzung (unbemannt)
Start 16. November 2022, 06:47 UTC[1]
Startplatz Kennedy Space Center, LC-39B
Landung
Landeplatz Pazifischer Ozean
Flugdauer 25 Tage (geplant)[2]
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EFT-1
(unbemannt)
Artemis 2
(bemannt)

Artemis 1 (zuvor Exploration Mission 1, englisch für „Erkundungsmission 1“, kurz EM-1; früher Space Launch System 1 oder SLS-1) ist die Missionsbezeichnung für den zweiten unbemannten Flug des US-amerikanischen Raumschiffs Orion, die am 16. November 2022 startete. Die Testmission ist Teil des Artemis-Programms der NASA. Das Raumschiff soll in einen hohen Mondorbit eintreten und wieder zur Erde zurückkehren. Es handelt sich um den ersten Start des neuen Trägersystems Space Launch System (SLS) und der von Airbus gebauten Orion-Antriebs- und Versorgungseinheit ESM.

Missionsziele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ziel der Mission ist ein erster unbemannter Test des neuen Raumfahrzeugs und aller Systeme im Weltraum. Dazu gehören das Zusammenspiel des US-amerikanischen Kommandomoduls mit dem europäischen Servicemodul, Tests der Manövrierfähigkeit im Mondorbit und die Bewährungsprobe des Hitzeschildes beim Wiedereintritt mit einer Geschwindigkeit, die deutlich höher ist als die bei einer Rückkehr aus dem Erdorbit. Zugleich ist es auch der Erstflug des neuen Trägersystems SLS.

Um die Strahlungsexposition für zukünftige Mondmissionen zu messen, fliegen drei Strahlungsmesspuppen als „Besatzung“ mit.[3] Zwei weibliche Puppen, die sogenannten #LunaTwins (Helga und Zohar)[4][5] fliegen im Rahmen des MARE[6]-Experiments (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) des DLR mit. Eine dieser Puppen trägt eine Schutzweste, die andere keine. Partner des MARE-Experiments sind die israelische Raumfahrtagentur ISA, der israelische Industriepartner StemRad, der die AstroRad-Schutzweste entwickelt hat, sowie Lockheed Martin und die NASA. Die dritte Puppe mit dem Namen „Moonikin Commander Campos“ (benannt nach Arturo Campos, einem NASA-Ingenieur während des Apollo-Programms) ist von der NASA und trägt zu Testzwecken einen neuentwickelten Raumanzug.[7] Diese nimmt den Sitz des Kommandanten ein und ist mit zwei Strahlungssensoren in ihrem Crew-Survival-System-Anzug ausgestattet, den die Astronauten während des Starts, des Eintritts und anderer dynamischer Phasen ihrer Missionen tragen werden. Der Sitz des Kommandanten verfügt außerdem über Sensoren zur Aufzeichnung von Beschleunigungs- und Vibrationsdaten während der Mission.[3]

Die Erkenntnisse aus dieser Mission sind eine wichtige Grundlage für den ersten bemannten Flug, der derzeit als Artemis 2 für Mai 2024[8] geplant ist.

Vorbereitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Orion soll mit einer SLS-Rakete in der Konfiguration Block 1 gestartet werden. Diese besitzt eine vom Space-Shuttle-Außentank abgeleitete Hauptstufe mit vier wiederverwendeten RS-25D-Triebwerken, die bereits mit dem Shuttle zum Einsatz kamen. Hinzu kommen zwei ebenfalls auf dem Space-Shuttle-System basierende, verlängerte Feststoffbooster und eine auf der Delta IV basierende Oberstufe.

Im November 2018 wurde das Servicemodul des Orion-Raumschiffs für die EM-1-Mission von Bremen, wo es am Airbus-Standort gefertigt wurde, zum Kennedy Space Center (KSC) in den USA geliefert.[9] Mitte 2020 kamen dort auch die Einzelteile der beiden Feststoffbooster an.[10] Die erste Raketenstufe wurde ab 2019 zusammengebaut und von Januar bis März 2021 getestet.[11][12][13]

Startverschiebungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein erster Startversuch am 29. August 2022 wurde abgebrochen, als bei einem Triebwerk eine zu hohe Temperatur gemessen wurde. Die Untersuchung ergab, dass ein Temperatursensor fehlerhaft war und fälschlicherweise eine hohe Temperatur für Triebwerk 3 anzeigte. Weitere technische Schwierigkeiten betrafen eine elfminütige Kommunikationsverzögerung zwischen dem Raumfahrzeug und der Bodenkontrolle, ein Treibstoffleck und einen Riss im Isolierschaum der Verbindungsstücke zwischen den Flüssigwasserstoff- und Flüssigsauerstofftanks.[14][15][16][17] Ein weiter Startversuch am 3. September 2022 wurde wenige Stunden zuvor abgesagt, weil es ein Leck an einem Wasserstoff-Tankschlauch gab und das Problem nicht rechtzeitig gelöst werden konnte.[18][19] Der nächste Starttermin am 24. September wurde verschoben durch Hurrikan Ian, für den eine Entwicklung zum schweren Hurrikan erwartet wurde.[20] Am 26. September wurde angesichts des nahenden Sturms damit begonnen, die Rakete wieder vom Startfeld zum Vehicle Assembly Building zu bringen.[21] Am 28. und 29. September überquerte der Hurrikan dann Florida von Südwest nach Nordost.[22]

Da „Nicole“ nur die Hurrikankategorie I erreichen sollte, wurde beschlossen, die inzwischen wieder auf der Startrampe befindliche Trägerrakete dort zu belassen. Die Rakete war bis dahin bereits viermal zwischen dem Vehicle Assembly Building und der Rampe hin- und hertransportiert worden. Diese Belastung durch den Transport halte sie nur noch einmal aus, ohne relevante Schäden zu bekommen. Nachdem „Nicoles“ Böen von bis zu 161 km/h (in 142 m Höhe am Startfeld gemessen) leichte Schäden an der Trägerrakete verursachten, musste der wegen „Ian“ bereits auf den 14. November verlegte Start erneut aufgeschoben werden. Voraussetzung für den Start am 16. November war, dass die Schäden durch Hurrikan „Nicole“ bis dahin behoben sein würden.[23]

Missionsverlauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Geplante Flugbahn von Artemis 1
SLS mit Orion-Kapsel im Vehicle Assembly Building im März 2022
Animationen der geplanten Flugbahn von Orion bei Artemis I
Lila: Orion sowie deren Flugbahn
Grün: Mond sowie dessen Umlaufbahn
Blauer Punkt: Erde
Animation of Artemis I around Earth.gif
Animation der geplanten Flugbahn von Artemis I im Bezugssystem Erde
Animation of Artemis I around Earth - Frame rotating with Moon.gif
Animation der geplanten Flugbahn von Artemis I im Rotierenden Bezugssystem Erde-Mond

Artemis 1 wurde vom Kennedy Space Center Launch Complex 39 in einen niedrigen Erdorbit gestartet. Die Oberstufe brachte das Raumschiff aus der Parkbahn auf Kurs zum Mond.

Nachdem Orion dort angekommen war, bremste das Raumschiff mit seinem eigenen Antrieb ab (englisch „Lunar Orbit Insertion“, LOI), um nach einem weiteren Manöver in einen entfernten rückläufigen Orbit (englisch „Distant Retrograde Orbit“, DRO) mit einem Aposelenum von 70.000 km über der Mondoberfläche einzuschwenken.

Am 21. November um 12:57 UTC hatte Artemis I mit etwa 130 km Distanz zur Mondrückseite die stärkste Annäherung eines Raumschiffs zum Mond seit der Apollo-17-Mission im Jahr 1972.[24]

Nach einem sechstägigen Aufenthalt in dieser Umlaufbahn zündet Orion die Triebwerke und soll dann wieder zur Erde zurückfliegen. Versorgt und angetrieben wird die Kommandokapsel dabei von einem auf dem europäischen ATV basierenden Servicemodul (englisch „European Service Module“, ESM), welches vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre abgetrennt wird und verglüht. Beim Wiedereintritt wird die Kapsel erstmals bei etwa 40.000 km/h höchsten Belastungen ausgesetzt sein, bevor sie an Fallschirmen hängend im Pazifischen Ozean wassern soll.[25][26] Insgesamt soll die Mission 25 Tage, 11 Stunden und 36 Minuten dauern.[27]

Alternativer Missionsverlauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Unter dem politischen Druck des Wahlkampfs für die Präsidentschaftswahl in den Vereinigten Staaten 2020 wurde eine Aufteilung und Umbuchung der Mission auf die Trägerraketen Falcon Heavy und/oder Delta IV Heavy erwogen, um den damaligen Plantermin Juni 2020 einhalten zu können. Das Orion-Raumschiff und das ESM wären dann getrennt in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht worden, um dort – mittels eines noch zu entwickelnden Mechanismus – zu docken und anschließend auf den Transferorbit zum Mond einzuschwenken.[28] Diese Idee wurde jedoch zumindest für EM-1 wieder verworfen.[29]

Sekundäre Nutzlasten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stufenadapter mit den Cubesats

Neben dem Orion-Raumschiff wurden mit dem ersten Start des SLS auch 10 Cubesats gestartet, darunter mehrere kleine Mondsonden.[30][31] Die Cubesats haben 6U- oder 12U-Format.[32]

Im Einzelnen sind dies:

  • Zwei Nutzlasten aus dem NextSTEP-Programm der NASA:
    • LunIR (vormals Skyfire) – ein von Lockheed Martin gebauter CubeSat für eine Untersuchung der Mondoberfläche im Vorbeiflug.
    • Lunar IceCube – ein von der Morehead State University in Kentucky gebauter CubeSat für die Suche nach Eis und anderen Ressourcen aus einem ca. 100 km hohen Mondorbit.
  • Zwei Nutzlasten im Rahmen der Forschungen der NASA für die bemannte Raumfahrt:
    • Der Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout) soll einen Asteroiden untersuchen, fotografieren und die Position bestimmen.
    • BioSentinel soll mit Hefen den Einfluss von Strahlung im Weltraum auf lebende Organismen bestimmen.
  • Zwei wissenschaftliche Nutzlasten der NASA:
    • CuSP – eine „Weltraumwetterstation“ zur Messung von Teilchen und magnetischen Feldern im All, auch in Hinsicht auf ein zukünftiges Netzwerk solcher Stationen.
    • LunaH-Map soll Wasserstoff innerhalb von Mondkratern und anderen permanent im Schatten gelegenen Regionen am Südpol des Mondes kartieren.
  • Missionen von internationalen Partnern:
    • ArgoMoon (Argotec/ASI) – Navigation in der Nähe der SLS-Oberstufe
    • Equuleus (JAXA/Japan) – Messungen der Plasmasphäre der Erde
    • Omotenashi (JAXA/Japan) – ein preiswerter Mondlander, einzige Mondlandung im Rahmen der Artemis-1-Mission
  • Eine weitere Nutzlast wurde 2017 durch das NASA-Programm Cube Quest Challenge bestimmt:[33]
    • Team Miles von einem Team um das Unternehmen Fluid and Reason in Tampa – Erprobung eines Plasmaantriebs im Tiefraum[34]

Mit Stand 2016 war geplant, dass die Cubesats nach der Trennung des Orion-Raumschiffs von der Oberstufe bei ausreichendem Sicherheitsabstand ebenfalls von der Oberstufe getrennt werden. Sie sollten mit einem Federmechanismus von dem Orion-Stufenadapter in eine Bahn ausgesetzt werden, die am Mond vorbeiführt. Der weitere Flug und eventuell nötige Bahnänderungen sollten dann unabhängig voneinander stattfinden.[35][32]

Vier weitere Cubesats sollten mit Artemis 1 starten, wurden aber nicht rechtzeitig bis zum Stichtag 26. September 2021 fertiggestellt:[36]

  • Lunar Flashlight soll Eisablagerungen auf dem Mond finden und Regionen bestimmen, in denen sich ein Abbau lohnen könnte.
  • Earth Escape Explorer (CU-E3) der University of Colorado Boulder – ein Satellitenpaar zur Erprobung von Kommunikationstechnik in einer Sonnenumlaufbahn[37]
  • Cislunar Explorers der Cornell University in Ithaca – Erreichen einer Mondumlaufbahn per Wasserantrieb[37]

Galerie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Joey Roulette, Steve Gorman: NASA’s next-generation Artemis mission heads to moon on debut test flight. In: Reuters. 16. November 2022, abgerufen am 16. November 2022 (englisch).
  2. Tariq Malik: What time is NASAs Artemis 1 moon rocket launch on Nov. 16? In: space.com. Future US, Inc., 16. November 2022, abgerufen am 17. November 2022 (englisch).
  3. a b James Cawley: Purposeful Passengers Hitch a Ride on NASA’s Artemis I Mission. In: nasa.gov. NASA, 16. August 2022, abgerufen am 22. November 2022 (englisch).
  4. DLR schickt weib­li­che Mess­pup­pen zur NA­SA-Missi­on Ar­te­mis I. In: dlr.de. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 27. April 2022, abgerufen am 17. November 2022.
  5. „Boar­ding“ für die Missi­on Ar­te­mis I – Hel­ga und Zo­har sind be­reit für ih­ren Flug zum Mond. In: dlr.de. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 10. August 2022, abgerufen am 17. November 2022.
  6. Das Ar­te­mis-Pro­gramm – Ein neu­er Auf­bruch zum Mond. In: dlr.de. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 17. November 2022, abgerufen am 17. November 2022.
  7. Jason Davis: Artemis I launch guide: What to expect. In: planetary.org. The Planetary Society, 14. November 2022, abgerufen am 22. November 2022 (englisch).
  8. Jeff Foust: NASA delays human lunar landing to at least 2025. In: spacenews.com. Spacenews, 9. November 2021, abgerufen am 14. April 2022 (englisch): „NASA is also delaying Artemis 2, the first Orion flight to carry astronauts. Nelson said at the briefing that the mission, previously scheduled for launch in 2023, had been delayed to as late as May 2024“
  9. ESA-Servicemodul auf dem Weg in die USA. In: astronews.com. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, 5. November 2018, abgerufen am 27. Januar 2019.
  10. Stephen Clark: SLS booster segments arrive in Florida, but stacking on hold until core stage test. In: spaceflightnow.com. Spaceflight Now, 17. Januar 2021, abgerufen am 17. November 2022 (englisch).
  11. Jennifer Harbaugh: NASA Invites Media for Look at NASA’s Space Launch System Progress. In: nasa.gov. NASA, 20. Februar 2019, abgerufen am 12. März 2019 (englisch).
  12. Stephen Clark: NASA studying cause of early end to NASA moon rocket test-firing. In: spaceflightnow.com. Spaceflight Now, 17. Januar 2021, abgerufen am 17. November 2022 (englisch).
  13. Sean Potter: NASA Mega Moon Rocket Passes Key Test, Readies for Launch. In: nasa.gov. NASA, 18. März 2021, abgerufen am 17. November 2022 (englisch).
  14. Ashley Strickland: Today’s Artemis I launch has been scrubbed after engine issue. In: cnn.com. Warner Bros. Discovery, 29. August 2022, abgerufen am 3. September 2022 (englisch).
  15. Marcia Smith: NASA Ready to Try Artemis I Again on Saturday and See What the Day Brings. In: spacepolicyonline.com. Space and Technology Policy Group, LLC, abgerufen am 3. September 2022 (englisch).
  16. Tariq Malik: NASA calls off Artemis 1 moon rocket launch over engine cooling issue. In: space.com. Future US, Inc., 29. August 2022, abgerufen am 3. September 2022 (englisch).
  17. Emilee Speck: Artemis 1 weather forecast favorable for Labor Day launch. In: foxweather.com. FOX News Network, LLC, 23. August 2022, abgerufen am 3. September 2022 (englisch).
  18. Nasa: Mondmission »Artemis« kann erneut nicht starten. In: Der Spiegel. Spiegel-Verlag Rudolf Augstein GmbH & Co. KG, 3. September 2022, abgerufen am 3. September 2022.
  19. »Artemis I«: Nasa verschiebt nächsten Startversuch der Mondrakete. In: Der Spiegel. Spiegel-Verlag Rudolf Augstein GmbH & Co. KG, 4. September 2022, abgerufen am 4. September 2022.
  20. Gloria Oladipo: Florida prepares for hurricane as tropical storm Ian grows over Caribbean. In: The Guardian. Guardian News & Media Ltd., 24. September 2022, abgerufen am 25. September 2022 (englisch).
  21. Jeff Foust: SLS to roll back to VAB as hurricane approaches Florida. In: spacenews.com. Spacenews, 26. September 2022, abgerufen am 27. September 2022 (englisch).
  22. Tropical Storm IAN. In: noaa.gov. NASA, 29. September 2022, abgerufen am 13. November 2022 (englisch).
  23. Tanja Banner: „Artemis 1“-Mission zum Mond: Nasa bleibt bei Starttermin – trotz Sturm. In: Frankfurter Rundschau. Frankfurter Rundschau GmbH, 12. November 2022, abgerufen am 12. November 2022.
  24. »Artemis«-Programm der Nasa: »Orion«-Kapsel umrundet den Mond. In: Der Spiegel. Spiegel-Verlag Rudolf Augstein GmbH & Co. KG, 21. November 2022, abgerufen am 21. November 2022.
  25. siehe Abschnitt: What’s next? In: nasa.gov. NASA, abgerufen am 7. April 2015 (englisch).
  26. Chris Bergin: EM-1: NASA managers request ambitious changes to debut SLS/Orion mission. In: NASASpaceFlight.com. NASASpaceflight, LLC, abgerufen am 7. April 2015 (englisch).
  27. Tanja Banner: „Artemis“-Mission: Warum will die Nasa zurück zum Mond? In: Frankfurter Rundschau. Frankfurter Rundschau GmbH, 18. November 2022, abgerufen am 21. November 2022.
  28. Eric Berger: NASA to consider use of private rockets for first Orion lunar mission. In: Ars Technica. WIRED Media Group, 13. März 2019, abgerufen am 13. März 2019 (englisch).
  29. Marcia Smith: Commercial Alternative to SLS for EM-1 Rejected. In: Spacepolicyonline.com. Space and Technology Policy Group, LLC, 26. März 2019, abgerufen am 30. März 2019 (englisch).
  30. Space Launch System’s First Flight will launch small Sci-Tech cubesats. In: spacedaily.com. Space Media Network, 3. Februar 2016, abgerufen am 19. November 2022 (englisch).
  31. Justin Davenport: Artemis I releases 10 cubesats, including a Moon lander, for technology and research. In: NASASpaceFlight.com. NASASpaceflight, LLC, 16. November 2022, abgerufen am 19. November 2022 (englisch).
  32. a b SLS EM1 secondary payload: Omotenashi. (PDF; 1,1 MB) Missionsüberblick der JAXA. In: jaxa.jp. Japan Aerospace Exploration Agency, 29. Oktober 2016, S. 2, abgerufen am 19. November 2022 (englisch).
  33. Karen Northon: Three DIY CubeSats Score Rides on NASA’s First Flight of Orion, Space Launch System. In: nasa.gov. NASA, 8. Juni 2017, abgerufen am 11. Mai 2018 (englisch).
  34. Jennifer Harbaugh: Cube Quest Challenge Spotlight: Team Miles. In: nasa.gov. NASA, 18. Mai 2017, abgerufen am 19. November 2022 (englisch).
  35. NASA Space Launch System’s First Flight to Send Small Sci-Tech Satellites Into Space. In: nasa.gov. NASA, 2. Februar 2016, abgerufen am 3. Februar 2016 (englisch).
  36. Lavie Ohana: Four Artemis I CubeSats miss their ride. In: spacescout.info. Space Scout, 3. Oktober 2021, abgerufen am 8. Oktober 2021 (englisch).
  37. a b Jennifer Harbaugh: Cube Quest Challenge Team Spotlight: Cislunar Explorers. In: nasa.gov. NASA, 22. Mai 2017, abgerufen am 17. November 2022 (englisch).