Das Lunar Gateway ist eine schlechte Idee

Lunar Gateway-Konzeptgrafik. Quelle: NASA

So aufregend es für Kanada auch ist, bei der Erforschung des menschlichen Weltraums Hand anzulegen (oder besser gesagt, Roboterarm), das Lunar Gateway-Projekt ist eine weitere Sackgasse. Es gibt keine Notwendigkeit für eine, und es macht keinen finanziellen oder wissenschaftlichen Sinn.

Das ursprünglich von der NASA vorgeschlagene Lunar Gateway ist eine kleine Raumstation, die den Mond umkreist und Operationen im cislunaren Raum unterstützt. Am 28. Februar gab der kanadische Premierminister Justin Trudeau bekannt, dass Kanada die erste Nation sein werde, die sich offiziell für das Projekt engagiert. Wenn das Ziel jedoch darin besteht, die Reichweite des Menschen im Weltraum zu vergrößern, sollten die erforderlichen Ressourcen besser an anderer Stelle investiert werden, beispielsweise bei der tatsächlichen Landung auf dem Mond.

Erstens ist für das Lunar Gateway keine spezielle Wissenschaft geplant, die nicht stattdessen in der Erdumlaufbahn (wie auf der Internationalen Raumstation), auf der Mondoberfläche oder mit einem Satelliten durchgeführt werden kann. Darüber hinaus bietet es gegenüber diesen Standorten nur wenige finanzielle, sicherheitstechnische und technische Vorteile.

Auf der Mondoberfläche haben Astronauten Zugang zu Wassereis in Schattenbereichen, Regolith, um sich vor Strahlung zu schützen und als Baumaterial zu verwenden, und etwas Schwerkraft. Keines davon ist in der Umlaufbahn vorhanden.

Das Mondtor wird sich strahlungsmäßig außerhalb des Erdmagnetfeldes befinden. Das Magnetfeld dämpft und lenkt die kosmische und solare Strahlung ab, wodurch die Exposition von Astronauten und das Leben auf der Erde verringert wird. Die Bewohner des Mondtores sind chronisch dem vollen Strahlenangriff ausgesetzt. Ein ungeschützter Astronaut auf der Mondoberfläche würde eine ähnliche Dosis erhalten, aber Astronauten könnten ihre Gebäude mit Regolith bedecken oder einfach unter der Erde leben, um dies zu vermeiden. Wenn für das Lunar Gateway eine Strahlenabschirmung geplant ist, muss diese von der Erde transportiert werden.

ESA-Konzept für Mondbasen, die durch eine Schutzhülle aus Regolith vor Strahlung geschützt sind. Quelle: Europäische Weltraumorganisation (gemeinsam genutzt unter CC BY-SA 4.0)

Auf der Mondoberfläche würden die Nutzung lokaler Ressourcen, das Vorhandensein von festem Boden und die Schwerkraft es den Einwohnern ermöglichen, umfangreichere Oberflächeneinrichtungen zu errichten, als dies für die Montage im Orbit möglich wäre. Eine Raumstation wird durch die Notwendigkeit beengt sein, während eine Oberflächenbasis so groß sein könnte wie eine geologische Formation, wie eine natürliche Lavaröhre.

Im Allgemeinen ist es viel einfacher, auf einem Planeten oder Mond zu bauen als im Orbit. Während die Wissenschaft vom Bauen auf festem Boden seit dem Aufkommen der ersten Gebäude in Mesopotamien Fortschritte gemacht hat, steckt der Bau im Orbit noch in den Kinderschuhen und ist sehr teuer. Die Montage der Internationalen Raumstation begann 1998 und ist noch nicht abgeschlossen. Bisher hat es über 150 Milliarden US-Dollar gekostet und wird weiter steigen. Beachten Sie, dass es nur 400 Kilometer über der Erde umkreist und dass die An- und Abreise nur wenige Stunden dauert.

Der Versuch, eine Raumstation rund um den Mond, fast 400.000 Kilometer und drei Tage von der Erde entfernt, zu montieren, während die Montageverfahren im Weltraum noch in den Kinderschuhen stecken, ist Wahnsinn. Der Transfer der Komponenten von der Erde in die Mondumlaufbahn erfordert wesentlich mehr Energie, stärkere Raketen und eine höhere Missionskomplexität. Dies erhöht den finanziellen Aufwand, das Risiko und die Gefahr dramatisch. Komponenten werden möglicherweise nicht geliefert, Andockmanöver können fehlschlagen, und Unfälle werden aufgrund der Entfernung zur Erde drastisch gefährlicher.

Ein kollisionsgeschädigtes Solarpanel auf der Raumstation Mir. Quelle: NASA

Nehmen wir zum Beispiel die Raumstation Mir von 1997, die zum Glück erfolgreich gelöscht wurde. Oder um ein weiteres Beispiel aus dem gleichen Jahr von Mir zu nehmen, als ein Frachtraumschiff darauf prallte, wodurch ein Modul drucklos wurde und die Astronauten gezwungen wurden, es abzudichten. Ein neuerer Vorfall auf der Internationalen Raumstation ist das Versagen des Kohlendioxidentfernungssystems im Jahr 2010, das zum Ersticken der Astronauten hätte führen können. Glücklicherweise wurde bei diesen Unfällen niemand verletzt oder getötet. Stellen Sie sich jedoch vor, diese Vorfälle seien außer Kontrolle geraten, hätten schwere Verletzungen verursacht oder eine kritische Komponente irreparabel beschädigt, und die Sicherheit wäre eine halbe Woche entfernt. Diese Risiken wären auf der Mondoberfläche geringer als in der Umlaufbahn, wo der Schutz vor Strahlung und Ablagerungen einfacher ist, die Schwerkraft Objekte niederhält und die Kontrolle des Feuers erleichtert und der Zugang zu Bodenschätzen einfach ist.

Ein genannter Zweck des Projekts besteht darin, die Auswirkungen der kosmischen und solaren Strahlung auf Astronauten außerhalb des Erdmagnetfelds zu untersuchen, um so Weltraumexpeditionen zum Mars und darüber hinaus vorzubereiten. Die Durchführung solcher Experimente in der Mondumlaufbahn ist wenig vorteilhaft. Strahlungsstudien können auf der Mondoberfläche an Astronauten in absichtlich nicht abgeschirmten Lebensräumen durchgeführt werden (deren Ethik dem Leser als Übung überlassen wird), während auf der Internationalen Raumstation beliebige Schwerelosigkeitsexperimente durchgeführt werden können. Außerdem werden Astronauten auf oder in der Nähe des Mondes mindestens drei Tage Hilfe benötigen, wenn keine nuklearen Antriebssysteme vorhanden sind. Es ist besser, dass Notfälle auf einem gut ausgestatteten Untergrund auftreten als auf einer beengten Orbitalstation.

Darüber hinaus erfordert jede Raumstation oder jeder Satellit gelegentliche Manöver, um den Zerfall ihrer Umlaufbahn zu verhindern. Dies ist ein Prozess, der als Stationierung bekannt ist. Die Internationale Raumstation erreicht dies, indem sie ihre Triebwerke für kurze Zeit abfeuert, während sie angedockt ist, wie das russische Raumschiff Sojus. Zu diesem Zweck wird das Lunar Gateway mit einer Batterie von Hochleistungsmotoren ausgestattet, die offiziell als Advanced Electric Propulsion System (AEPS) bekannt ist. Der Finanzaufwand beinhaltet:

  1. Die Motorenentwicklungskosten.
  2. Die Kosten für den Transport der Hardware und des Treibmittels (in diesem Fall Xenon) in die Mondumlaufbahn. Die erforderliche Hardware umfasst die Solaranlagen, die zur Stromversorgung der Motoren erforderlich sind, und die Wärmestrahler, die zur Kühlung der Motoren erforderlich sind.
  3. Wartungs- und Treibmittelauffüllungskosten.

Jede langfristige Raumstation muss diese Kosten berücksichtigen oder das Risiko eingehen, aus ihrer geplanten Umlaufbahn abzuwandern. Die Instandhaltung wird weiter verschärft, da die Station weit von der Erde entfernt ist und der Mond nicht über die industrielle Basis verfügt, die für die Instandhaltung von Raumstationen auf absehbare Zeit erforderlich ist. Gegenwärtig können die Vorteile einer Station im Mondorbit die Kosten nicht rechtfertigen.

Eine Raumstation ist auch thermisch anfälliger als eine Bodenstation. Die Internationale Raumstation muss die von Astronauten und Ausrüstung erzeugte Wärme in den Weltraum abgeben oder überhitzen. Dies wird durch einen Ammoniak-Kühlkreislauf erreicht, der die Wärme aus dem Inneren der Station aufnimmt, durch Heizkörperpaneele strömt und die Wärme durch Strahlung an den Raum abgibt. Im Vergleich zu Konvektion und Wärmeleitung ist Strahlung die am wenigsten wirksame Methode zur Wärmeableitung, da die beiden letzteren Stoffe als Medium für den Wärmetransport verwenden. Da der Weltraum ein Vakuum ist, ist nur Strahlung ein praktikables Wärmemanagement, das die Kühlung erschwert.

Wärmestrahlerpaneele auf der Internationalen Raumstation. Quelle: NASA

Funktionsstörungen des Kühlsystems sind äußerst gefährlich, wie enge Aufrufe der Internationalen Raumstation in den Jahren 2007, 2012 und 2013 belegen. Der Ammoniak-Kühlkreislauf löste ein Leck aus, blutete Kühlmittel in den Weltraum und gefährdete das Wärmemanagementsystem. Wenn das System weiterhin Kühlmittel hätte verlieren dürfen, wäre die Station schließlich zu heiß geworden, um bewohnbar zu sein. Ein Untergrund kann die Wärmebelastung effektiver bewältigen, da er die Wärme direkt in den Boden abgeben kann. Dies wird durch die Forschung von York et al. al. an der Harvard University, was darauf hinweist, dass die Temperatur in Mondlava-Rohren nur -20 ° C beträgt.

Menschen, die direkt dem Vakuum des Weltraums ausgesetzt sind, werden in (armen) Science-Fiction-Filmen oft als sofort einfrierend dargestellt. Im wirklichen Leben ist es viel wahrscheinlicher, dass ein Mensch warm bleibt und sich stattdessen um Erstickung und schweren Sonnenbrand sorgen muss. Um diesen Punkt nach Hause zu bringen, werden in großem Umfang Staubsauger verwendet, um Wärmeverluste zu verhindern, wie beispielsweise in Thermoskannen und Dewar-Flaschen, und alles im Weltraum ist von einem nahezu perfekten umgeben.

Ein möglicher Vorteil einer Raumstation besteht darin, dass sie durch ihre Umlaufbahn in ständigem Sonnenlicht und in Sichtweite zur Erde gehalten werden kann. Umgekehrt kann eine Mondoberfläche wochenlang dunkel sein. Dies kann gelöst werden, indem anfängliche Basen an den Polen positioniert werden. An den Polen gibt es Spitzen, die zu 94% des Jahres von der Sonne beleuchtet werden, wie der Lunar Reconnaissance Orbiter feststellt. Elektrizitätserzeugungsanlagen könnten sich auf solchen Spitzen befinden und nahezu konstante Leistung liefern. Ein weiterer Vorteil ist, dass es auch Bereiche im permanenten Schatten gibt, in denen sich Ablagerungen von Wassereis befinden - für den Menschen im All eine Substanz, die unendlich viel kostbarer ist als Gold.

Die Verwendung des Mondgateways als Bereitstellungspunkt für Mondländer kann zwar einige Vorteile bringen, ist jedoch wahrscheinlich unbedeutend. Es ist unwahrscheinlich, dass der Cislunar-Verkehr in absehbarer Zeit hoch sein wird, insbesondere angesichts der engen Haltung der Weltregierungen, Mittel für die Weltraumforschung bereitzustellen. Missionsarchitekturen, die denen des Apollo-Programms ähneln, sind nach wie vor das einfachste, praktikabelste und finanziell effektivste Mittel, um Menschen und Fracht zwischen der Erde und dem Mond zu transportieren. Im Wesentlichen bewegen sich ein Lander und ein Orbiter von der Erde weg, der Lander bewegt sich zwischen der Oberfläche und der Umlaufbahn und der Orbiter kehrt auf die Erde zurück, was zurückgegeben werden muss. Ein Orbitalvermittler ist einfach unnötig.

Die Etappen einer Apollo-Mondlandemission. Quelle: NASA

Eine andere vorgeschlagene Anwendung des Lunar Gateway ist ein Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsrelais. Dies war möglicherweise in der Zeit vor dem Transistor von Brauns zu verteidigen, als eine kleine Armee von Technikern die Vakuumröhren hätte warten müssen, was menschliche Nähe erforderte. Mit dem Aufkommen der Festkörperelektronik würde jedoch eine Konstellation unbemannter Kommunikationssatelliten den gleichen Zweck mit weitaus größerer Effektivität und geringeren Kosten erreichen.

Eine weitere vorgeschlagene Anwendung verwendet das Lunar Gateway zur Steuerung von Robotern an der Oberfläche und für Telepräsenz. Auch hier gibt es keinen Grund, warum dies nicht von der Erde oder von einer Mondoberfläche aus möglich ist. Aufgrund der begrenzten Lichtgeschwindigkeit dauert es etwas mehr als eine Sekunde, bis eine an den Mond gesendete Nachricht eintrifft, und dann dauert es etwas mehr als eine Sekunde, bis die Antwort zurückkehrt. Infolgedessen kommt es bei von der Erde gesteuerten Robotern zu einer Kommunikationsverzögerung von etwa zwei Sekunden. Es ist jedoch viel einfacher und billiger, einfach Protokolle zu entwickeln, mit denen gearbeitet oder um die Zeitverzögerung herum automatisiert werden kann, als eine fantastische Multimilliarden-Dollar-Station im Mondorbit zu bauen. Zwei Sekunden mögen für ein interplanetares Fortnite-Spiel zu lang sein, aber es ist kaum so lang, dass es den effektiven Roboterbetrieb für wissenschaftliche, technische und Wartungszwecke behindert.

Wiederum würde die Zeitverzögerung durch den Betrieb von einer Mondoberfläche mit vorhandenen Kommunikationssatelliten auf ein vernachlässigbares Maß reduziert.

Schließlich wird die Erforschung des Mondes als nützliches Sprungbrett zum Mars angesehen, indem die Energie reduziert wird, die zum Verlassen der Erdanziehungskraft erforderlich ist, und indem sie als Tanklager fungiert. Aus astrodynamischer Sicht ist dies sinnlos.

Die für ein Manöver im Weltraum erforderliche Energie wird durch eine Größe gemessen, die als Delta-v bezeichnet wird. die erforderliche Änderung der Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs. Je größer das Delta-V ist, desto mehr Treibmittel wird für das Manöver benötigt. Zum Beispiel erfordert das Erreichen der Erdumlaufbahn von der Oberfläche aus etwa 9 km / s Delta-v. Die Delta-V-Anforderungen einer Mission bestimmen, wie viel Treibstoff ein Raumschiff tragen muss und wie gut seine Motoren funktionieren müssen.

Eine interplanetare Mission wird normalerweise in drei Hauptphasen durchgeführt:

  1. Einspritzbrand: Das Raumfahrzeug zündet seine Triebwerke an, um auf eine Flugbahn zu gelangen, die auf sein Ziel trifft (z. B. Mars).
  2. Küste: Die Triebwerke des Raumschiffs werden abgeschaltet und es rollt zum Ziel. Alle Gravitationsschleudern würden in diesem Stadium auftreten.
  3. Einfügungsbrand: Das Raumfahrzeug zündet seine Triebwerke, um langsamer zu werden, oder es kann stattdessen unter Verwendung der Atmosphäre des Ziels langsamer werden (siehe Aerobraking).
Ein künstlerischer Eindruck vom Mars Reconnaissance Orbiter Aerobraking. Quelle: NASA

Ein Transfer von der Erdumlaufbahn in die Marsumlaufbahn erfordert ein minimales Delta-v von 3,8 km / s. Dies setzt voraus, dass sich das Raumschiff am Ziel verlangsamt, indem es durch die oberen Schichten der Marsatmosphäre fliegt. Eine als Aerobraking bekannte Technik. Im Wesentlichen verlangsamt sich das Raumfahrzeug, indem es anstelle seiner Triebwerke einen Luftwiderstand verwendet, wodurch Treibstoff eingespart wird. Diese Methode wurde verwendet, um Sonden erfolgreich in Umlaufbahnen um Planeten mit Atmosphären zu transportieren, wie zum Beispiel den Mars Reconnaissance Orbiter im Jahr 2006.

Wenn das Raumschiff stattdessen in der Mondumlaufbahn startet, seine Triebwerke auf den Mars zündet und dann in die Marsumlaufbahn fliegt, ist ein minimales Delta-v von nur 2,9 km / s erforderlich - eine Ersparnis von 24%. Dies vernachlässigt jedoch die Tatsache, dass jede Nutzlast, die vom Mond zum Mars wandert, zuerst von der Erde zum Mond wandern muss. Der Mond hat praktisch keine Atmosphäre, in der man mit dem Flugzeug bremsen kann. Daher muss das Bremsen durch Abfeuern der Triebwerke des Raumfahrzeugs erfolgen. Aus diesem Grund erfordert eine Übertragung von der Erde in die Mondumlaufbahn 4,8 km / s Delta-V; Ein Raumschiff braucht mehr Treibstoff, um zum Mond zu gelangen als zum Mars!

Infolgedessen beträgt das minimale Delta-v, um ein Raumschiff zum Mond und dann zum Mars zu senden, absurde 7,7 km / s, was 102% mehr Energie ist, als für das direkte Senden zum Mars erforderlich ist! Mit anderen Worten, selbst wenn es Tanks gäbe, die den Mond mit freiem Treibstoff umkreisen, wäre es immer noch billiger, weniger komplex und schneller, sie zu ignorieren und direkt zum Mars zu gelangen!

Die Delta-V-Einsparungen können nur genutzt werden, wenn ein Teil oder die gesamte Raumsonde auf dem Mond unter Verwendung von Mondressourcen zusammengebaut wurde. Dies ist jedoch wahrscheinlich viel teurer und schwieriger als die Montage auf der Erde, da es schwierig ist, in einer feindlichen Umgebung ohne industrielle Basis und Lieferketten der Erde zu arbeiten. Darüber hinaus muss die Infrastruktur, die für die Gewinnung von Mondressourcen zur Herstellung von Treib- und Raumfahrzeugen erforderlich ist, zuerst zum Mond geschickt und dort aufgebaut werden, bevor dies geschehen kann, was die Kosten noch weiter erhöht. Die Vorstellung, dass der Mond ein praktischer Zwischenstopp auf dem Weg zum Mars und zum restlichen Sonnensystem ist, ist eine völlige Farce. es macht nichts einfacher und erhöht das Risiko, die Gefahr und die Kosten astronomisch.

Zusammenfassend ist das Lunar Gateway-Projekt - so wie es derzeit ist - unklug.

Bei den folgenden Projekten handelt es sich um Projekte, die einen weitaus höheren wissenschaftlichen und technologischen Return on Investment erzielen. Diese werden direkt zum Ziel beitragen, die Reichweite des Menschen im Weltraum zu vergrößern und potenzielle Vorteile für das Leben auf der Erde zu schaffen. Dies sind Schlüsseltechnologien, denn ohne sie werden die Menschen niemals weiter von der Erde entfernt sein als bis zum Mond.

Ein Konzept für ein Mars-Raumschiff, das sich dreht, um seine Besatzung mit künstlicher Schwerkraft zu versorgen. Quelle: NASA

Erstens künstliche Schwerkraft. Bei längeren Aufenthalten auf Mir und der Internationalen Raumstation wurde gezeigt, dass die Schwerelosigkeit die Gesundheit der Astronauten stark beeinträchtigt, mit Auswirkungen von Muskel-Skelett-Degeneration bis hin zu Nierensteinen. Astronauten, die von langen Aufenthalten auf der Internationalen Raumstation zurückkehren, sind bei der Landung oft hilflos und müssen aus der Landekapsel herausgetragen werden, da ihre Muskeln durch Nichtbenutzung verloren gegangen sind. Dies ist ein Luxus, der auf dem Mars nicht verfügbar sein wird. Durch Drehen des Raumfahrzeugs, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen und die Schwerkraft zu simulieren, können diese Effekte abgeschwächt werden. Dies ist zwar keine echte Schwerkraft, verhindert jedoch die schädlichen Auswirkungen der Schwerelosigkeit. Dies ähnelt der Art und Weise, wie man einen Eimer mit Wasser füllen und über den Kopf schwingen kann, ohne einen Tropfen zu verlieren.

Dieses Konzept kann in der Erdumlaufbahn mit einem vorhandenen Raumschiff wie dem SpaceX Dragon oder der russischen Sojus-Kapsel getestet werden. Es kann mit einem Haltegurt an einem Eigengewicht befestigt werden, z. B. einer verbrauchten Booster-Rakete. Dann kann die Baugruppe mit den Manövrier-Triebwerken gedreht werden, und die Astronauten in der Kapsel erfahren Pseudogravitation.

Ein verwandtes wichtiges Forschungsgebiet ist die Reaktion des menschlichen Körpers auf längere Perioden der gebrochenen Schwerkraft: Die Auswirkungen der Schwerelosigkeit und der Erdschwerkraft sind allgemein bekannt, es ist jedoch nichts darüber bekannt, was dazwischen passiert. Die Daten, die aus Langzeitversuchen mit gebrochener Schwerkraft gesammelt wurden, sind für das Verständnis der gesundheitlichen Auswirkungen auf Entdecker und Kolonisten in anderen Welten von entscheidender Bedeutung. Solche Experimente könnten leicht mit dem oben erwähnten Gerät der künstlichen Schwerkraft in der Erdumlaufbahn durchgeführt werden. Mars hat 38% der Schwerkraft der Erde und der Mond 17% - werden menschliche Knochen und Muskeln immer noch verschwinden? Werden unsere unerschrockenen Mars-Kolonisten in der Lage sein, ihre Familie auf der Erde zu besuchen? Wir wissen es nicht und müssen es herausfinden.

Eine künstlerische Darstellung eines Mars-Musterfahrzeugs, das zur Erde zurückkehrt. Quelle: NASA

Zweitens, Mars-Probenrückgabe-Missionen. Eine Sonde wird zum Mars geschickt, sammelt Proben und bringt sie zur Erde zurück. Der Teil, der zur Erde zurückkehrt, kann unter Verwendung der Marsatmosphäre den nötigen Treibstoff für die Rückfahrt herstellen und so die Missionskosten senken. Dies ist eine Technik, die als In-Situ Resource Utilization (ISRU) bezeichnet wird.

Die ISRU-Forschung ist für den Mars 2020-Rover geplant, der das wissenschaftliche Modul MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) enthalten wird, mit dem versucht wird, Kohlenmonoxid und Sauerstoff aus der Marsatmosphäre zu erzeugen. Dies ist eine potenziell praktikable Kraftstoffkombination. Alternativ kann die Sonde eine Wasserstoffversorgung an Bord haben, die sie mit der Marsatmosphäre verbinden kann, um Methan und Sauerstoff durch die Sabatier-Reaktion zu produzieren - eine weitere potenziell brauchbare Kraftstoffkombination.

Eine bemannte Mars-Mission würde wahrscheinlich eine ähnliche Missionsarchitektur verwenden, bei der Menschen und Vorräte an die Oberfläche befördert, Treibstoff mit lokalen Ressourcen erzeugt und dann Menschen und Proben zur Erde zurückgebracht werden. Eine Mars-Probe-Rückgabe-Mission würde es ermöglichen, diese Architektur in Miniatur zu testen.

Darüber hinaus vertrauten Sonden wie Curiosity, Opportunity und Viking bei der Analyse von Mars-Proben auf Roboter-Wissenschaftspakete an Bord. Die analytische Kapazität dieser Sonden ist stark durch das Massenbudget der Booster, die sie zum Mars senden, begrenzt, was die wissenschaftliche Rendite einschränkt. Die Rückgabe der Proben an die Erde, um der Wut der terrestrischen Labors und den Fachleuten der besten Geologen des Menschen zu unterliegen, würde jedoch alle diese Grenzen aufheben. Wir würden mehr darüber erfahren, wie sich der Mars gebildet hat, wie sich die Erde gebildet hat, wie sich das Sonnensystem gebildet hat, wie geologische Prozesse sowohl auf der Erde als auch auf anderen Planeten ablaufen, möglicherweise über die Abiogenese und darüber, was Astronauten erwarten können, wenn sie den Mars erreichen.

Es ist erwähnenswert, dass nur drei Jahre zwischen der ersten Landung einer Sonde auf dem Mond und dem ersten Bootprint lagen und dass es vor Apollo 11 keine erfolgreichen Missionen zur Probenrückgabe bei Lunar gab.

Der belgische Astronaut Frank DeWinne posiert neben einem Salatanbau-Experiment auf der Internationalen Raumstation. Quelle: NASA

Drittens geschlossene ökologische Lebenserhaltungssysteme (CELSS). Menschen, die viel weiter als der Mond entfernt sind, wie zum Beispiel der Mars, die Asteroiden oder die äußeren Planeten, werden Monate oder Jahre von der Versorgung entfernt sein. Das Recycling von Luft, Wasser und Abfällen ist von entscheidender Bedeutung, sei es auf einem Raumschiff oder in einer Mondbasis. Solche Systeme müssen nicht einmal im Weltraum entwickelt werden - sie können in Labors auf der Erde getestet und dann auf der Internationalen Raumstation validiert werden, was die Kosten für die Nachschubversorgung senkt und die Widerstandsfähigkeit bei Störungen und Notfällen verbessert.

Prototyp eines Weltraum-Kernreaktors im Rahmen des NASA Kilopower-Programms. Quelle: NASA

Viertens Weltraum-Atomkraft. Solarmodule können auf dem Mars Strom liefern, können jedoch durch Schmutz, Wetter oder einfach durch Einbruch der Dunkelheit behindert werden. Darüber hinaus werden Sonnenkollektoren jenseits des Jupiters unbrauchbar, da die Sonne einfach zu trüb wird. Zusätzlich müssen Basen auf dem Mond, die sich nicht in der Nähe der Pole befinden, wochenlang ohne Sonne funktionieren. Kernreaktoren werden Astronauten und deren Ausrüstung mit einer leistungsstarken und zuverlässigen Energiequelle versorgen. Die NASA hat bei der Entwicklung von Leichtbau-Weltraum-Kernreaktoren große Fortschritte erzielt, daher ist diese Technologie auf dem besten Weg zur Reife.

Ein Testfeuer einer nuklearen Thermalrakete im Jahr 1971. Quelle: NASA

Mit Atomkraft angetriebene Raketen würden auch das Reisen im Weltraum erleichtern, indem sie den Treibstoffbedarf verringern, obwohl dies für die ersten Expeditionen zum Mond oder zum Mars nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist erwähnenswert, dass die USA bereits in den 1960er Jahren Nuklearraketenmotoren im Rahmen des NERVA-Programms (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) erfolgreich getestet haben - es handelt sich dabei kaum um eine neue Technologie.

Zusammenfassend ist das Lunar Gateway eine sinnlose Flucht der Phantasie, die scheitern wird, bevor sie beginnt, weil sie nicht durch fundiertes technisches Urteilsvermögen motiviert ist. Es ist eine schlechte Investition von Ressourcen und wird nur dazu dienen, von den endgültigen Zielen der ständigen menschlichen Präsenz auf dem Mond, dem Mars und darüber hinaus abzulenken.

Die Weltraumagenturen der Vereinigten Staaten und Kanadas sollten sich darauf konzentrieren, Stiefel auf dem Mond zu landen und Expeditionen zum Mars zu schicken. gezielte, konzentrierte anstrengungen wie diese werden der menschheit die tür öffnen, sich in den kosmos auszudehnen, nicht zielloses jaywalking im cislunar-raum. Größere Renditen - und ich wage zu sagen, Ruhm - werden von diesen kommen als von einer Raumstation im Orbit um sie herum.

Der Erfolg des Apollo-Programms zeigt, dass die beste Route oft die einfachste und direkteste ist. Es wurden weder Raumstationen für die Montage im Orbit benötigt, noch war der Bau einer Weltrauminfrastruktur mit hohem Kapitalbedarf erforderlich. Diese werden später kommen, sobald die Raumfahrt so routinemäßig wird wie der Flug.

Literatur-Empfehlungen

Roving Mars (Steve Squyres): Ein temperamentvoller, detaillierter Bericht über die Erfahrungen des Principal Investigators für die Rover Spirit and Opportunity. Es befasst sich eingehend mit den technischen und menschlichen Anforderungen einer solchen Mission.

Der Fall für den Mars (Robert Zubrin): Ein Vorschlag für die Mars Direct-Missionsarchitektur: Eine kostengünstige menschliche Mission mit minimalem Risiko und maximaler Rendite zum Mars mit einer Vision für zukünftige Erkundungen, permanente Präsenz, Kolonisierung und Terraforming. Aus diesen Gründen wurde Mars Direct zur Referenz-Missionsarchitektur der NASA für geplante Mars-Expeditionen.