Herausragende Ereignisse der Weltraumforschung im Jahr 2024

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Das Jahr 2024 wird ein Jahr vieler Erfolge für Orbital- und Mondmissionen sein, einschließlich der Eroberung der „Chopsticks“-Rakete von SpaceX.

Japanische Raumsonde erfolgreich auf dem Mond gelandet

Die Raumsonde SLIM der japanischen Raumfahrtagentur JAXA landete am 19. Januar auf der Mondoberfläche. Damit ist Japan nach der Sowjetunion, den USA, China und Indien das fünfte Land, das eine Raumsonde auf dem natürlichen Satelliten der Erde landete. Die Sonde flog eine lange, kurvenreiche Route und erreichte schließlich am 25. Dezember die Mondumlaufbahn. SLIM zielte darauf ab, innerhalb von 100 m von seinem Ziel am Rand des Shioli-Kraters zu landen.

SLIM kostet 120 Millionen US-Dollar und wiegt nur 200 Kilogramm. Es ist für die Durchführung einer Reihe wissenschaftlicher Aktivitäten konzipiert, darunter die Untersuchung der umgebenden Umwelt, des Gebiets des Nektarmeers auf dem 15. südlichen Breitengrad, mithilfe eines Spektrometers. Die Daten des Geräts könnten Informationen über die Zusammensetzung der Region liefern und so Licht auf die Entstehung und Entwicklung des Mondes werfen.

Kurz nach der Landung stellten die JAXA-Betreiber fest, dass die Landesonde verkehrt herum lag, was bedeutete, dass die zur Energiegewinnung an Bord verwendeten Solarpanele nicht zur Sonne ausgerichtet waren. SLIMs erste Nacht auf dem Mond begann am 31. Januar und endete am 15. Februar. Am 29. Februar erlebte SLIM dann seine zweite Mondnacht und das Operationsteam sagte einen Temperaturabfall von 100 Grad Celsius auf -170 Grad Celsius voraus, was zu einer Abschaltung der Landesonde führen würde.

Die Ausfallwahrscheinlichkeit steigt mit wiederholten Zyklen extremer Temperaturen. Als die JAXA Mitte März versuchte, den Betrieb wiederherzustellen, stellte sie fest, dass die wichtigsten Funktionen des Landers noch nutzbar waren. Dasselbe geschah, als SLIM nach der langen Mondnacht Mitte April zum dritten Mal aufwachte und am 23. April ein Signal zur Erde sendete.

Das letzte Mal, dass JAXA Kontakt mit SLIM aufnahm, war am 28. April. Am 26. August gab die JAXA bekannt, dass die Mondlandemission SLIM offiziell beendet sei, nachdem es monatelang nicht gelungen war, den Kontakt mit der Sonde wiederherzustellen. Das Hauptziel von SLIM wurde jedoch erreicht. Es war eine Demonstration der Fähigkeit, mit unglaublicher Präzision auf einem Himmelskörper zu landen. Seine elliptische Landezone umgibt einen festgelegten Punkt in einer Entfernung von 100 Metern, was deutlich kleiner ist als die übliche Entfernung von mehreren Kilometern.

China startet Raumschiff, um Proben von der dunklen Seite des Mondes zu sammeln

Die Raumsonde Chang'e 6 startete am 3. Mai um 16:27 Uhr (Ortszeit Hanoi) mit einer Rakete vom Typ Langer Marsch 5 vom Satellitenstartzentrum Wenchang auf der Insel Hainan. Während ihrer 53-tägigen Reise steuerte die Raumsonde Chang'e-6 das Südpol-Aitken-Becken (SPA) auf der Rückseite des Mondes an, die von der Erde aus nicht einsehbar ist. Chang'e 6 besteht aus vier Modulen: einer Mondlandefähre, einem Probentransportmodul, einem Orbiter und einer Trägerrakete (einer kleinen Rakete, die die Landefähre begleitet).

Am 1. Juni landete die Landesonde im Apollo-Krater im Südpol-Aitken-Becken (SPA), einer 2.500 Kilometer breiten Einschlagszone auf der Rückseite des Mondes. Mithilfe einer Schaufel und eines Bohrers sammelte die Landesonde fast 2 kg Mondproben. Das wertvolle Exemplar wurde am 3. Juni auf die Trägerrakete geladen und wenige Tage später an den Orbiter angedockt. Der Orbiter mit der Probenkapsel kehrte am 21. Juni zur Erde zurück. Die Mondprobenkapsel von Chang'e-6 landete am 25. Juni in der Autonomen Region Innere Mongolei in China.

Erste Analyseergebnisse zeigen, dass die Probe im dunklen Bereich eine porösere Struktur und mehr Hohlräume aufweist. Die neue Probe trägt dazu bei, das Verständnis mehrerer wichtiger Aspekte des natürlichen Satelliten der Erde zu verbessern, einschließlich seiner frühen Entwicklung, der unterschiedlichen vulkanischen Aktivität zwischen der erdzugewandten und der erdabgewandten Seite, der Kollisionsgeschichte des inneren Sonnensystems, im Mondregolith erhaltener Spuren galaktischer Aktivität sowie der Zusammensetzung und Struktur der Mondkruste und des Mondmantels.

Boeing-Raumschiff weist nach Transport von Astronauten zur ISS Funktionsstörungen auf

Nach jahrelangen Verzögerungen startete Boeings Starliner am 5. Juni erfolgreich an Bord einer Atlas-V-Rakete von der Space Force Station Cape Canaveral in Florida und brachte die NASA-Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams nach einem 25-stündigen Flug zur ISS. Wilmore und Williams sollen eine Woche im Orbit verbringen und am 13. Juni zur Erde zurückkehren. Während des Fluges traten beim Starliner jedoch eine Reihe von Problemen auf, darunter fünf Heliumlecks und fünf Triebwerksausfälle im Reaktionskontrollsystem. Dies zwang die Ingenieure, das Problem vom Boden aus zu lösen und verlängerte den Aufenthalt der beiden Astronauten auf der ISS von einer Woche auf über ein halbes Jahr.

In einer Pressekonferenz am 24. August gab die NASA bekannt, dass sich die Ingenieure von NASA und Boeing nach sorgfältiger Beurteilung der Situation nicht darauf einigen konnten, ob es sicher sei, die Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams mit dem defekten Raumschiff Starliner zurückfliegen zu lassen. Daher wurde entschieden, dass die Besatzung bis Februar 2025 auf der ISS bleiben sollte. Anschließend sollte das Raumschiff Dragon von SpaceX an der Station andocken und die Besatzung nach Hause bringen.

Boeings Raumschiff Starliner kehrte am 6. September 2024 ohne Besatzung zur Erde zurück und landete auf dem Weltraumbahnhof White Sands in New Mexico, USA. Das langsame Absenken der Kapsel erfolgt über einen Verzögerungsfallschirm und wird durch Airbags unterstützt. Anschließend wurde die Raumsonde Starliner zur weiteren Analyse zum Kennedy Space Center der NASA in Florida gebracht. NASA und Boeing werden zusammenarbeiten, um die nächsten Schritte des Programms zu bestimmen.

Erste private Weltraumspaziergang-Mission

Das Raumschiff Crew Dragon der Mission Polaris Dawn, der ersten privaten Weltraumspaziergang-Mission, startete am 10. September um 5:23 Uhr (16:23 Uhr Hanoi-Zeit) mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete vom Startkomplex 39A im Kennedy Space Center (KSC) der NASA. Neuneinhalb Minuten später kehrte der Raketenantrieb zur Erde zurück und landete auf einem Lastkahn vor der Ostküste Floridas.

Etwa 12 Minuten nach dem Start trennte sich die Crew Dragon mit vier Astronauten an Bord von der Oberstufe der Falcon 9. Das Raumschiff gelangte in eine elliptische Umlaufbahn und stieg nach mehreren Umdrehungen allmählich auf eine Höhe von 1.400 km. Das ist die höchste Höhe, die seit der letzten Apollo-Mission im Jahr 1972 je ein Astronaut erreicht hatte.

Nachdem die Raumsonde eine Rekordhöhe erreicht hatte, sank sie auf eine Höhe von 737 km. Dort wird der Druck im Schiff verringert. Der Missionskommandant, der Milliardär Jared Isaacman, und die SpaceX-Mitarbeiterin Sarah Gillis verließen nacheinander die Kapsel. Der Weltraumspaziergang begann am 12. September um 17:12 Uhr Hanoi-Zeit und dauerte 1 Stunde und 46 Minuten. Während der Reise führten Isaacman und Gillis mehrere Experimente durch, um ein neues laserbasiertes Kommunikationssystem zu testen, das mit Starlink-Satelliten verbunden ist, sowie die Flexibilität des ultraleichten Raumanzugs von SpaceX.

Die Besatzung der Polaris Dawn landete am 15. September im Golf von Mexiko und beendete damit eine fünftägige Mission im Orbit. Dies ist eine der riskantesten Missionen von SpaceX. Der Erfolg der Mission markierte den ersten kommerziellen Weltraumspaziergang und die höchste Umlaufbahn, in die ein Mensch jemals geflogen ist. Darüber hinaus könnten Daten aus dem Test des Starlink-Kommunikationssystems dazu beitragen, die Weltraumkommunikation für zukünftige Missionen zu entwickeln.

SpaceX testet erfolgreich Raketen-„Stäbchen“-System

Das Raketensystem Starship beweist nach und nach die Ambition des Milliardärs Elon Musk, CEO des Luft- und Raumfahrtunternehmens SpaceX, Menschen zum Mars zu schicken. Es handelt sich um die höchste (ca. 120 m) und stärkste Rakete, die je gebaut wurde. Sie kann beim Start einen Schub von fast 8.000 Tonnen erzeugen.

Beim fünften Teststart des Starship von Starbase in Texas am 13. Oktober um 8:25 Uhr (20:25 Uhr Ortszeit Hanoi) erreichte SpaceX einen wichtigen Meilenstein mit der erfolgreichen Bergung der Super-Heavy-Booster-Stufe unter Einsatz der neuen „Chopstick“-Technologie. Genauer gesagt landete diese Trägerstufe etwa sieben Minuten nach dem Start genau in der Nähe des Mechazilla-Startturms und wurde vom Roboterarm aufgefangen. Inzwischen landet die Oberstufe des Raumschiffs im Indischen Ozean.

"Das ist ein historischer Tag für die Ingenieurskunst. Es ist unglaublich! Beim ersten Versuch haben wir den Super Heavy Booster erfolgreich zurück in den Startturm gebracht", sagte Kate Tice, Qualitätssystemmanagerin von SpaceX.

Da Starship über keine Landebeine verfügt, ist es auf einen Startturm mit stäbchenartigen Roboterarmen angewiesen, um zur Erde zurückzukehren. Durch den Verzicht auf das Fahrwerk verkürzt sich die Wendezeit der Rakete und ihr Gewicht wird deutlich reduziert. Jedes eingesparte Kilogramm Masse ermöglicht es der Rakete, mehr Fracht in die Umlaufbahn zu befördern.

Musks Vision besteht darin, dass der Arm eine Rakete in Zukunft schnell zur Startrampe zurückbringen könnte, sodass sie nach dem Auftanken sofort wieder abheben könnte – möglicherweise innerhalb von 30 Minuten nach der Landung. Durch die Verbesserung der Raumfahrt hofft Musk, auf dem Mars eine Gemeinschaft aufzubauen und die Menschheit zu einer multiplanetaren Spezies zu machen.

Bemühungen, Sonnenenergie im Weltraum zu nutzen

Die Nutzung der enormen Energie der Sonne im Weltraum ist keine unmögliche Idee. Dabei handelt es sich um eine ständig verfügbare Energiequelle, die unabhängig von schlechtem Wetter, Bewölkung, Nachtzeit oder Jahreszeit ist.

Es gibt viele Ideen hierzu, die übliche Vorgehensweise ist jedoch die folgende. Mit Solarzellen ausgestattete Satelliten werden in eine hochgelegene Umlaufbahn gebracht. Solarmodule sammeln Sonnenenergie, wandeln sie in Mikrowellen um und übertragen sie dann drahtlos über einen großen Signalsender zur Erde, der sie mit hoher Genauigkeit an einen bestimmten Ort auf der Erde übertragen kann. Mikrowellen können problemlos Wolken und schlechtes Wetter durchdringen und Empfangsantennen auf der Erde erreichen. Anschließend werden die Mikrowellen wieder in Strom umgewandelt und ins Netz eingespeist.

So übertrug beispielsweise im vergangenen Jahr erstmals ein von Ingenieuren des California Institute of Technology (Caltech) im Rahmen der Mission „Space Solar Power Demonstrator“ gebauter Satellit Solarenergie aus dem Weltraum. Diese Mission endet im Januar 2024.

Die isländische Nachhaltigkeitsinitiative Transition Labs arbeitet außerdem mit dem lokalen Energieunternehmen Reykjavik Energyt und dem britischen Unternehmen Space Solar zusammen, um Solarkraftwerke außerhalb der Erdatmosphäre zu entwickeln. Space Solar verkündete im April einen Durchbruch in der Technologie zur drahtlosen Energieübertragung, ein wichtiger Schritt zur Verwirklichung der Idee, Solarstrom im Weltraum zu erzeugen.

Japan bereitet sich außerdem darauf vor, bis 2025 Sonnenenergie aus dem Weltraum zur Erde zu übertragen. Im April skizzierte Koichi Ijichi, ein Berater des Forschungsinstituts Japan Space Systems, einen Plan für die Erprobung kleiner Solarkraftwerke im Weltraum, die Energie drahtlos aus einer niedrigen Umlaufbahn zur Erde übertragen sollen. Demnach kann ein etwa 180 kg schwerer Kleinsatellit aus einer Höhe von 400 km etwa 1 kW Strom übertragen. Bei Erfolg könnte die Technologie dazu beitragen, den enormen Energiebedarf der Welt zu decken.

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