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Fünf Fotos von Mondmissionen zeigen, wie kleine technische Fehler enorme Probleme verursachen können

Während Japans Mondlandungsfehler dazu führte, dass sein Roboter auf dem Kopf landete (links), führte der Fehler der israelischen gemeinnützigen Organisation SpaceIL zu einem Absturz (rechts). - Copyright: JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University; NASA/GSFC/Arizona State University; Business Insider
Während Japans Mondlandungsfehler dazu führte, dass sein Roboter auf dem Kopf landete (links), führte der Fehler der israelischen gemeinnützigen Organisation SpaceIL zu einem Absturz (rechts). - Copyright: JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University; NASA/GSFC/Arizona State University; Business Insider

Die Landung auf dem Mond ist so schwierig, dass es bis letztes Jahr nur drei Nationen geschafft haben, ohne abzustürzen. Seit kurzem gehören auch Indien, Japan und ein Privatunternehmen - Intuitive Machines - dazu. Die Mondlandung von Intuitive Machines am Donnerstag war von besonderer Bedeutung, da die USA zum ersten Mal seit fast 52 Jahren wieder auf der Mondoberfläche landeten und das erste kommerzielle Raumschiff sanft auf dem Mond landete.

Doch die Mission entging nur knapp dem gleichen Schicksal wie mehrere Mondlandungsversuche zuvor: Tod durch einen kleinen technischen Fehler.

Das unbemannte Odysseus-Landefahrzeug des in Houston ansässigen Unternehmens wäre beinahe durch einen der kleinstmöglichen Fehler verloren gegangen. Ein Sicherheitsschalter, der vor dem Start hätte ausgeschaltet werden müssen, wurde stattdessen eingeschaltet gelassen, wodurch das Navigationssystem, das den Roboter zu einem sicheren Landeplatz führen sollte, effektiv deaktiviert wurde.

Der Blick aus dem Odysseus-Lander von Intuitive Machines beim Abstieg zu seinem Landeplatz. - Copyright: Intuitive Machines
Der Blick aus dem Odysseus-Lander von Intuitive Machines beim Abstieg zu seinem Landeplatz. - Copyright: Intuitive Machines

Weniger als zwei Stunden vor der Landung tüftelten die Ingenieure von Intuitive Machines fieberhaft an einem neuen Navigationssystem. Sie programmierten das Raumschiff so um, dass es stattdessen die Lasertechnologie eines Nasa-Experiments nutzte, das es auf den Mond brachte. Das Experiment war nicht dazu gedacht, das Raumschiff zu landen, aber es funktionierte notdürftig.

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In letzter Sekunde kippte der Lander jedoch um und blieb auf der Seite liegen. Das scheint nichts mit dem fehlerhaften Sicherheitsschalter zu tun zu haben.

Steve Altemus, CEO von Intuitive Machines, zeigt der Welt, wie das Odysseus-Landegerät auf dem Mond sitzt: seitwärts, wahrscheinlich auf einen Felsen oder einen Abhang gelehnt. - Copyright: NASA TV
Steve Altemus, CEO von Intuitive Machines, zeigt der Welt, wie das Odysseus-Landegerät auf dem Mond sitzt: seitwärts, wahrscheinlich auf einen Felsen oder einen Abhang gelehnt. - Copyright: NASA TV

"Die Raumfahrt ist hart. Eine Million Dinge müssen richtig laufen, und wenn eines davon schief geht, kann es immer noch zu einem Fehlschlag kommen", sagte Trent Martin, Vizepräsident für Raumfahrtsysteme bei Intuitive Machines, in einer Pressekonferenz der Nasa im Januar, Wochen vor dem Start von Odysseus.

In der Tat sind in den letzten Jahren mehrere Versuche, mit Robotern auf dem Mond zu landen, abgestürzt oder anderweitig fehlgeschlagen. Insgesamt sind nur etwa 50 Prozent der Mondlandungsmissionen erfolgreich. In jedem der jüngsten Fälle war das Scheitern auf winzige technische Details zurückzuführen - von einer Million Schritten ging nur ein einziger schief. Fotos von diesen Missionen zeigen, wie wichtig die kleinen Dinge in der Raumfahrt sind.

Der Lander von Astrobotic ist möglicherweise an einem undichten Ventil gescheitert

Manchmal ist es nur ein kleines Stück minderwertiger Hardware, das eine Mondlandung zunichte macht. Nur einen Monat vor dem Erfolg von Intuitive Machines scheiterte Astrobotic - ein weiteres US-Unternehmen, das mit der Nasa zusammenarbeitet, um den Mond zu erreichen.

Nur wenige Stunden nach dem Start begann die Landefähre Peregrine von Astrobotic Treibstoff zu verlieren. Das erste Foto, das zur Erde gefunkt wurde, zeigte, dass die Isolierung des Landegeräts zerknittert war.

Peregrine's Multi-Layer Insulation scheint bei seiner Mission zum Mond verbeult worden zu sein. - Copyright: Astrobotic
Peregrine's Multi-Layer Insulation scheint bei seiner Mission zum Mond verbeult worden zu sein. - Copyright: Astrobotic

Laut Astrobotic war die wahrscheinlichste Ursache ein Ventil im Treibstofftanksystem, das sich nicht wieder verschloss. Dieser kleine Fehler reichte aus, um den Treibstoff des Landegeräts abzulassen, das Knittern auf dem Foto zu verursachen und die Mission schließlich zu beenden.

Astrobotic entschied, dass eine Landung auf dem Mond unmöglich geworden war und Peregrine stattdessen in der Erdatmosphäre verglühte.

Drei Mondabstürze zeigen, wie sich die Zeit in den letzten "15 Minuten des Schreckens" verdichtet

Vor allem in der letzten Phase des Abstiegs gibt es bei einer Mondlandung fast keinen Spielraum für Fehler. Das hat Indien bei seinem ersten Landeversuch auf dem Mond im Jahr 2019 gelernt. Die Landefähre Vikram stürzte auf den Mond, weil sie schneller abbremste, als ihr Bremssystem dafür programmiert war, wie "SpaceNews" später berichtete.

Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der Nasa entdeckte später die Überreste von Vikram, die auf der Mondoberfläche verstreut waren.

Vorher-Nachher-Bilder von LRO zeigen Teile der Mondlandefähre von Ispace, die auf der Mondoberfläche verstreut sind. - Copyright: NASA/Goddard/Arizona State University
Vorher-Nachher-Bilder von LRO zeigen Teile der Mondlandefähre von Ispace, die auf der Mondoberfläche verstreut sind. - Copyright: NASA/Goddard/Arizona State University

In diesen letzten Phasen ist ein Raumfahrzeug völlig auf sich allein gestellt. Den Betreibern der Mission bleibt keine Zeit, auf neue Daten von der Sonde zu reagieren, neue Befehle zu schreiben und sie zum Mond zurückzubeamen. "Die Zeit wird stark komprimiert", sagte Robert Braun, der Leiter der Weltraumforschung am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. "Es gibt nur sehr wenig Spielraum, um etwas noch einmal zu versuchen, wenn es nicht wie geplant funktioniert hat."

Aus diesem Grund hat Kailasavadivoo Sivan, der damalige Direktor des indischen Raumfahrtprogramms, diese letzte Phase als "15 Minuten des Schreckens" bezeichnet. Letztes Jahr verlor auch das japanische Unternehmen ispace seine Mondlandefähre in dieser Endphase, nur wenige Kilometer über der Mondoberfläche, aufgrund eines Softwarefehlers. LRO entdeckte auch dieses Landegerät in Einzelteilen.

Vorher-Nachher-Bilder von LRO zeigen Teile der Mondlandefähre von Ispace, die auf der Mondoberfläche verstreut sind. - Copyright: NASA's Goddard Space Flight Center/Arizona State University
Vorher-Nachher-Bilder von LRO zeigen Teile der Mondlandefähre von Ispace, die auf der Mondoberfläche verstreut sind. - Copyright: NASA's Goddard Space Flight Center/Arizona State University

"Sobald man eine Landesequenz einleitet, ist man festgelegt. Es ist ein bisschen wie ein Sprung aus einem Flugzeug", sagte Braun. "Der Fallschirm muss funktionieren."

Der Lander Beresheet der israelischen Non-Profit-Organisation SpaceIL befand sich während der kritischen Endphase seiner Landung 2019 ebenfalls im freien Fall. Ein Computerbefehl führte zu einer Kaskade von technischen Störungen, die zum Ausfall des Haupttriebwerks führten. LRO entdeckte auch dessen Wrackteile.

Ein vergrößertes Bild zeigt die Absturzstelle von Beresheet, einer 600 Kilogram schweren Mondlandefähre, die von der israelischen gemeinnützigen Organisation SpaceIL entwickelt wurde. - Copyright: NASA/GSFC/Arizona State University; Business Insider
Ein vergrößertes Bild zeigt die Absturzstelle von Beresheet, einer 600 Kilogram schweren Mondlandefähre, die von der israelischen gemeinnützigen Organisation SpaceIL entwickelt wurde. - Copyright: NASA/GSFC/Arizona State University; Business Insider

Japans umgedrehte Mondlandung überlebte einen schweren Fehler

Japans Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) hat vor kurzem eine große Fehlfunktion überlebt - mit einer Besonderheit. Eines der beiden Haupttriebwerke der Landefähre versagte während des Abstiegs, wodurch das Raumfahrzeug ins Taumeln geriet. Es überlebte den chaotischen Sturz und schaffte es, die beiden winzigen Rover an Bord auszusetzen.

Ein Foto von einem dieser Rover zeigte jedoch später, dass der Lander verkehrt herum gelandet war.

Von einem Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) aufgenommenes Bild des japanischen SLIM-Landegeräts auf dem Kopf stehend auf dem Mond. - Copyright: JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University
Von einem Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) aufgenommenes Bild des japanischen SLIM-Landegeräts auf dem Kopf stehend auf dem Mond. - Copyright: JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University

Dadurch waren seine Solarzellen von der Sonne abgewandt, was die Energieerzeugung des Raumfahrzeugs beeinträchtigte und dazu führte, dass die Batterien für einen Großteil der Mission nicht mehr ausreichten.

Der Fall SLIM zeigt, dass manchmal eine extrem robuste Hardware- und Softwaretechnik sowie eine gesunde Portion Glück dazu beitragen können, dass ein Lander trotz des einen oder anderen Fehlers seine Aufgabe erfüllt. In ähnlicher Weise zeigt der Erfolg von Intuitive Machines am Donnerstag, dass kleine Fehler nicht unbedingt das Ende einer Mission bedeuten müssen.

"Der Weltraum ist hart, und die Ausrüstung funktioniert nicht immer wie erwartet", sagte Braun gegenüber Business Insider, nachdem Odysseus gelandet war. "In diesem Fall haben die Ingenieure am Boden einen genialen Weg gefunden, um die Mission auf Kurs zu halten und die Landung tatsächlich zu schaffen."

Lest den Originalartikel auf Englisch hier.