Roboter auf dem Mond und Astronautenvorbeiflüge: Darum könnte 2024 das Jahr der Monderkundung werden

Die Visionen sind groß: Die NASA plant, Astronauten auf eine Mondvorbeiflug-Mission zu schicken, die tiefer in das Sonnensystem vordringen soll, als es in den letzten 50 Jahren jemand gewagt hat.

Die US-Raumfahrtbehörde und ihre Verbündeten suchen nach Wegen, um eine dauerhafte Siedlung zu errichten, während Länder wie Russland und China ähnliche Träume verfolgen. Und einige der reichsten Menschen der Welt verfolgen weiterhin ihre extraterrestrischen Ambitionen.

In der Zwischenzeit verbessern wissenschaftsorientierte Missionen das kollektive Verständnis unseres Universums schneller als je zuvor, da wir in ein goldenes Zeitalter der akademischen Forschung eintreten.

Noch in diesem Jahr sollen Missionen starten, die die mögliche Bewohnbarkeit von eisbedeckten Ozeanwelten in unserem Sonnensystem erforschen und die Folgen eines absichtlich in einen Asteroiden gerammten Raumschiffs untersuchen sollen. Und ein Forschungsteam will sogar die Machbarkeit von biologischen Materialien für die Weltraumforschung testen und einen Holzsatelliten starten.

Hier ein Blick auf die aufregenden Momente im Jahr 2024.

Rückkehr zum Mond

Ein von der NASA zur Verfügung gestelltes Porträt der Artemis II-Besatzung. Die Astronauten sind, von links, die NASA-Astronauten Christina Koch, Victor Glover, Reid Wiseman und der Astronaut Jeremy Hansen von der kanadischen Weltraumbehörde.

Mit Artemis II plant die NASA ihr komplexestes und risikoreichstes Unterfangen seit Jahrzehnten - eine Mission, die im November starten soll und vier Astronauten auf eine Reise um den Mond mitnehmen wird.

Dies wäre eine historische Leistung, denn seit dem Weltraumwettlauf im Kalten Krieg des 20. Jahrhunderts ist kein Mensch mehr über den Bereich der unmittelbaren Erdumlaufbahn hinausgeflogen.

Die Mission wird den Mond umrunden und dabei seine Oberfläche streifen, ohne ihn zu berühren. Sie wird auf einem erfolgreichen Testflug der NASA-Rakete Space Launch System und des Orion-Raumschiffs ohne Besatzung Ende 2022 aufbauen.

Die vier Astronauten an Bord sind Reid Wiseman, Victor Glover und Christina Koch von der NASA sowie Jeremy Hansen von der kanadischen Weltraumbehörde. Koch wird die erste Frau sein, die an einer Mondmission teilnimmt.

Wenn Artemis II erfolgreich ist, wird es den Weg für den Start von Artemis III ebnen, mit dem zum ersten Mal seit Apollo 17 im Jahr 1972 wieder Menschen auf dem Mond landen sollen.

Teststarts von Raumschiffen

Das Starship-Raketen- und Raumschiffsystem von SpaceX startete am 18. November 2023 von der Starbase-Anlage des Unternehmens in Südtexas und markierte den zweiten Testflug der größten jemals gebauten Rakete. Die Testmission fand statt, nachdem ein erster Versuch, das Raumschiff in seiner vollständig gestapelten Konfiguration zu fliegen, im April in einer spektakulären Explosion über dem Golf von Mexiko endete.

Während sich die NASA auf Artemis II vorbereitet, wird SpaceX - das von Elon Musk geführte Unternehmen - die Entwicklung von Starship, dem größten jemals entwickelten Raketen- und Raumschiffsystem, vorantreiben.

SpaceX hat große Pläne für Starship, das im Jahr 2023 zweiTeststarts durchführte, die beide mit Explosionen über dem Ozean endeten.

Obwohl Musk und SpaceX große Visionen für Starship haben, einschließlich der Entsendung der ersten Menschen zum Mars, plant auch die NASA, das Raketensystem zusammen mit ihrer eigenen SLS-Rakete und dem Orion-Raumschiff für die Artemis III-Mission einzusetzen, die bereits 2025 starten soll.

Starship wird die Astronauten des Orion-Raumschiffs in die Mondumlaufbahn bringen und sie auf die Mondoberfläche absetzen. Bis dahin ist es noch ein weiter Weg: SpaceX muss herausfinden, wie Starship sicher in die Umlaufbahn gebracht, gelandet und sowohl die Trägerrakete als auch das Raumschiff wiederverwendet werden können - und wie das gigantische Fahrzeug in der Umlaufbahn aufgetankt werden kann.

SpaceX wird versuchen, 2024 mit weiteren Testflügen bedeutende Fortschritte an diesen Fronten zu erzielen. (Einzelheiten über den Zeitplan dieser Tests wurden noch nicht bekannt gegeben.)

Erkundung einer Ozeanwelt

Der Europa Clipper der NASA wird die mögliche Bewohnbarkeit eines der eisbedeckten Ozeanmonde des Jupiters untersuchen.

Europa Clipper, das größte Raumfahrzeug, das die NASA für eine Planetenmission entwickelt hat, soll im Oktober starten. Der Orbiter wird neun Instrumente an Bord haben, um festzustellen, ob auf dem Jupitermond Europa Leben im Ozean unter seiner eisigen Kruste möglich ist. Mit seinen massiven Solaranlagen wird Europa Clipper einen Durchmesser von über 30,5 Metern und eine Höhe von 5 Metern haben.

Europa, einer der Monde der Ozeanwelt in unserem Sonnensystem, gilt als einer der besten Orte für die Suche nach Leben außerhalb der Erde. Nach seiner Ankunft in der Umlaufbahn im April 2030 wird Europa Clipper fast 50 Vorbeiflüge an Europa absolvieren und sich dabei bis auf 25,7 Kilometer über die dicke Eiskruste nähern, um fast den gesamten Mond zu untersuchen.

Europa Clipper wird mit seinen Kameras und Spektrometern hochauflösende Bilder aufnehmen und Karten der Oberfläche und der Atmosphäre des Mondes erstellen. Außerdem trägt sie ein eisdurchdringendes Radar zur Untersuchung des unterirdischen Ozeans und ein thermisches Instrument zur Ermittlung schwacher, wärmerer Bereiche, in denen Wasser durch Risse in der Eiskruste aufsteigt.

Mit etwas Glück fliegt Clipper durch eine der Mondfahnen, die Partikel in den Weltraum freisetzen, was die Möglichkeit eröffnet, die Zusammensetzung des inneren Ozeans zu untersuchen.

Die Mission soll den Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie sich der Mond gebildet hat und ob es möglich ist, dass Leben auf eisigen Ozeanwelten existiert.

Die NASA-Roboter auf dem Mond

Abgesehen von Reisen mit Besatzung zum Mond haben die NASA und andere Länder auch umfangreiche Pläne für die robotergestützte Erkundung unseres Mondes.

Im vergangenen Jahr haben sich mehrere Nationen und Unternehmen einen Wettlauf um die sanfte Landung eines Raumschiffs auf dem Mond geliefert.

Bislang ist dies nur Indien gelungen.

China ist das einzige andere Land, dem ein solches Kunststück im 21. Russland scheiterte mit seinem Versuch, und die Vereinigten Staaten haben seit fünf Jahrzehnten nicht mehr versucht, ein Fahrzeug auf die Mondoberfläche zu bringen.

Aber die amerikanischen Ambitionen auf dem Mond könnten sich 2023 schnell ändern.

Die NASA plant, im Rahmen ihres CLPS-Programms (Commercial Lunar Payload Services) bis zu vier Raumfahrzeuge im Jahr 2024 auf dem Mond landen zu lassen. Im Wesentlichen bezahlt die Raumfahrtbehörde einigen Privatunternehmen eine Pauschalsumme für die Entwicklung von Mondlandefahrzeugen.

Diese Missionen sollen mit dem Start eines von der in Pennsylvania ansässigen Firma Astrobotic Technology gebauten Raumfahrzeugs beginnen. Der Lander Peregrine der Gruppe wird voraussichtlich an Bord einer neuen - und enorm leistungsstarken - Rakete namens Vulcan Centaur starten, die von dem gemeinsamen Unternehmen von Boeing und Lockheed Martin, United Launch Alliance, entwickelt wurde.

An Bord von Peregrine werden sich verschiedene wissenschaftliche Nutzlasten befinden, darunter ein Strahlungsmonitor, der untersuchen wird, wie gefährlich die Mondoberfläche für die Gesundheit der Astronauten sein kann.

Die Peregrine-Mission soll im Januar starten, während drei weitere Mondlandegeräte von Unternehmen, darunter die in Texas ansässigen Unternehmen Firefly und Intuitive Machines, später im Jahr 2024 abheben könnten.

Japans Mondlandung

Eine künstlerische Darstellung zeigt, wie die

Der Smart Lander for Investigating Moon(SLIM) der Japan Aerospace Exploration Agency wird voraussichtlich im Januar auf der Mondoberfläche landen.

Das Landegerät, das wegen seiner Präzisionstechnologie den Spitznamen "Moon Sniper" trägt, startete im September 2023 zusammen mit dem XRISM-Satelliten (ausgesprochen "crism"), auch "X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission" genannt, einer gemeinsamen Mission von JAXA und NASA. Nach dem Start nutzte SLIM sein eigenes Antriebssystem, um sich auf den Weg zum Mond zu machen.

Nachdem SLIM am 25. Dezember in eine Umlaufbahn um den Mond eingetreten ist, wird es voraussichtlich am 19. Januar um 22.20 Uhr ET oder am 20. Januar um 12.20 Uhr japanischer Standardzeit auf der Mondoberfläche landen. Sollte SLIM dieses Zeitfenster verpassen, hat es am 16. Februar eine weitere Gelegenheit zur Landung.

Die kleine Landefähre soll eine punktgenaue Landung an einer bestimmten Stelle innerhalb von 100 Metern (328 Fuß) demonstrieren, anstatt wie üblich in Kilometern Entfernung, indem sie sich auf eine hochpräzise Landetechnologie stützt.

Wenn der Lander erfolgreich landet, wird er kurz die Mondoberfläche südlich des Meeres der Stille untersuchen, wo Apollo 11 1969 in der Nähe des Mondäquators gelandet ist.

Präzise Landungen auf dem Mond sind ein wichtiges Ziel für die JAXA und andere Raumfahrtagenturen, insbesondere bei der Erkundung der gefährlichen, aber ressourcenreichen Teile des Mondes. Die leichte Bauweise von SLIM könnte sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn die Behörden häufigere Missionen planen und Monde um andere Planeten wie den Mars erforschen.

Fliegen durch eine kosmische Kollision

Im September 2022 beobachtete die Welt, wie die NASA die Raumsonde Double Asteroid Redirection Test absichtlich mit dem Asteroiden Dimorphos zusammenstieß. Durch die DART-Kollision wurde die Flugbahn des Asteroiden, der einen größeren Asteroiden namens Didymos umkreist, erfolgreich verändert.

Obwohl keiner der beiden Asteroiden eine Bedrohung für die Erde darstellt, war die Mission der erste groß angelegte Test der Asteroidenablenkungstechnologie und das erste Mal, dass die Menschheit die Bewegung eines Himmelskörpers im Weltraum absichtlich verändert hat.

Im Oktober 2024 plant die Europäische Weltraumorganisation eine Nachfolgemission mit dem Namen Hera zu starten, die im Dezember 2026 am Asteroidensystem vorbeifliegen soll, um gut vier Jahre nach der ersten Kollision die Folgen zu untersuchen und Details zu erfassen, die bodengestützte Beobachtungen nicht erkennen konnten.

Zwei CubeSats in der Größe eines Aktenkoffers namens APEX und Juventas werden Hera begleiten, um zusätzliche Details über die Asteroiden zu erfassen.

Hera wird die Oberflächen beider Asteroiden untersuchen, die physikalischen Eigenschaften von Dimorphos messen und den DART-Einschlagskrater sowie die Umlaufbahn des Mondes untersuchen. Zusammengenommen werden diese Daten den Weltraumbehörden helfen, eine wirksame Strategie zur Verteidigung des Planeten zu entwickeln.

Polaris Dawn stößt zu neuen Höhen vor

Jared Isaacman, Gründer und Geschäftsführer von Shift4 Payments, steht für ein Porträt vor der geborgenen ersten Stufe einer Falcon 9-Rakete am Hauptsitz von SpaceX in Hawthorne, Kalifornien, am 2. Februar 2021.

Das vergangene Jahr mag eines der ersten gewesen sein, in dem der Weltraumtourismus - sowohl orbital als auch suborbital - mit Regelmäßigkeit begann.

Doch im Jahr 2024 könnte er neue Höhen erreichen. Im wahrsten Sinne des Wortes.

Jared Isaacman, der milliardenschwere Gründer des Zahlungsdienstleisters Shift4, bezahlt SpaceX für eine Reihe privater Missionen ins All.

Die erste soll bereits 2024 starten, und die Mitglieder der Mission - Polaris Dawn genannt - werden versuchen, den ersten Weltraumspaziergang eines Privatmanns durchzuführen.

Polaris Dawn wird voraussichtlich bis zum Van-Allen-Strahlungsgürtel reisen, einem inneren Band, das sich von etwa 400 bis 6.000 Meilen über der Erde erstreckt. Es wird auch weiter sein als jeder Mensch im Weltraum seit der Apollo-Ära - falls Polaris Dawn tatsächlich vor dem Artemis-II-Flug der NASA starten sollte.

Neben Isaacman werden Scott Poteet, ein pensionierter Oberstleutnant der US Air Force, sowie zwei SpaceX-Mitarbeiter, die leitenden Betriebsingenieure Sarah Gillis und Anna Menon, an der Mission teilnehmen.

Weltraumtourismus auf dem Vormarsch

Der Milliardär Richard Branson hob am 11. Juli 2021 an Bord von Virgin Galactic's SpaceShipTwo, genannt VSS Unity, ab und erreichte den Rand des Weltraums. Virgin Galactic hat seitdem mit Routineflügen für zahlungskräftige Kunden begonnen.

Während Polaris Dawn versucht, Grenzen zu überwinden, werden die NASA, SpaceX und das in Houston ansässige Unternehmen Axiom weiterhin regelmäßige Flüge zur Internationalen Raumstation für Kunden anbieten.

Axiom-3 wird die dritte private Mission zum Außenposten in der Umlaufbahn sein und soll frühestens im Januar starten.

Während frühere Axiom-Missionen Fahrten für wohlhabende Nervenkitzel-Suchende angeboten haben, werden bei dieser Reise nur militärische Fachleute und ehemalige oder aktive Regierungsastronauten mitfliegen: Marcus Wandt, Astronaut der Europäischen Weltraumorganisation, Michael López-Alegría, ehemaliger NASA-Astronaut und Axiom-Flugleiter, Alper Gezeravci, türkischer Kampfpilot, und Walter Villadei, Oberst der italienischen Luftwaffe.

Sie werden etwa 14 Tage auf der Raumstation verbringen und mit den Astronauten der Regierung zusammenarbeiten, die das offizielle Personal der Station bilden.

In der Zwischenzeit werden Virgin Galactic und Blue Origin voraussichtlich weiterhin Fahrten an den Rand des Weltraums anbieten. Beide Unternehmen bieten Kurztrips in den suborbitalen Raum an, bei denen die Passagiere einige Minuten Schwerelosigkeit erleben können.

Virgin Galactic wird voraussichtlich im Januar seine sechste Kundenmission starten, obwohl das Unternehmen wahrscheinlich irgendwann im Jahr 2024 den Betrieb einstellen wird, um sich auf die Entwicklung einer größeren Reihe von raketengetriebenen Raumflugzeugen zu konzentrieren.

Blue Origin hat gerade den Flugbetrieb seiner New Shepard-Rakete für den Weltraumtourismus wieder aufgenommen, nachdem eine unbemannte Version der Rakete während einer wissenschaftlichen Mission im Jahr 2022 ausgefallen war. Es wird erwartet, dass das Unternehmen nach einer erfolgreichen unbemannten Wissenschaftsmission am 18. Dezember irgendwann 2024 wieder Kunden fliegen wird.

Neue Fähren zur Raumstation für Fracht und Besatzung

Wenn alles nach Plan läuft, wird die Internationale Raumstation 2024 zwei neue Fahrzeuge erhalten, die an den Außenposten in der Umlaufbahn andocken können - eines für die Lieferung von Versorgungsgütern und eines für den Transport von Astronauten.

Es wird erwartet, dass das von Boeing gebaute Starliner-Raumschiff nach jahrelangen Verzögerungen seine erste Besatzung starten wird. (Bei den Tests gab es Rückschläge aufgrund von Software- und Hardware-Problemen.)

Aber ein makelloser Start von vier Astronauten auf einem Flug, der frühestens im März 2024 stattfinden soll, könnte den Weg dafür ebnen, dass Starliner regelmäßige Astronautenflüge durchführen kann. Es wird erwartet, dass es zusammen mit dem SpaceX-Raumschiff Crew Dragon, das seit 2020 in Betrieb ist, die Raumstation mit vollem Personal versorgen wird.

In der Zwischenzeit wird die Sierra Nevada Corp. voraussichtlich den Dream Chaser vorstellen, ein Frachtschiff, das einer Miniatur-Raumfähre der NASA ähnelt. Es soll bereits im April 2024 zu seinem ersten Flug abheben.

Ein Auge auf die Erde werfen

Eine Illustration zeigt PACE nach dem Start in der Erdumlaufbahn.

Die Beobachtung der Erde aus dem Weltraum kann wertvolle Erkenntnisse über die Veränderungen liefern, die der Planet im Zuge der Klimakrise erfährt. Die NASA plant, im Jahr 2024 neue Missionen zur Überwachung der Erde zu starten, die Ozean-, Land- und Eisaktivitäten verfolgen.

Die MissionPACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) soll im Februar starten, um die Luftqualität und den Zustand unserer Ozeane zu bewerten. Die Mission wird das Phytoplankton, d. h. winzige Pflanzen und Algen, die die Grundlage der marinen Nahrungskette bilden, kartieren und winzige, in der Atmosphäre schwebende Partikel, sogenannte Aerosole, aufspüren. Die Instrumente der Mission werden es den Wissenschaftlern ermöglichen, die Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und dem Ozean zu untersuchen.

Ebenfalls in diesem Jahr startet die erste gemeinsame Erdbeobachtungsmission der NASA mit der Indian Space Research Organization (ISRO). Der NISAR-Satellit, kurz für NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar, wird von Indien aus starten und in den nächsten drei Jahren Land- und Eisoberflächen beobachten.

Die Mission soll nicht nur Einblicke in die Erdkruste gewähren, sondern auch Wissenschaftlern dabei helfen, die Reaktion unserer Ökosysteme auf die Klimakrise zu beobachten. NISAR wird Daten über den Anstieg des Meeresspiegels und andere Naturgefahren erfassen, die Aufschluss über das Tempo und die Auswirkungen des Klimawandels geben.