Herausragende Weltraumforschungsereignisse im Jahr 2024

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2024 ist ein erfolgreiches Jahr für Missionen in die Umlaufbahn und zum Mond, einschließlich der Raketenerfassung „Chopsticks“ von SpaceX.

Japanische Raumsonde erfolgreich auf dem Mond gelandet

Die robotische Raumsonde SLIM der japanischen Raumfahrtagentur JAXA landete am 19. Januar auf dem Mond. Damit ist Japan nach der Sowjetunion, den USA, China und Indien das fünfte Land, das eine Raumsonde auf dem Erdtrabanten landete. Die Sonde folgte einer langen, kurvenreichen Route und erreichte schließlich am 25. Dezember die Mondumlaufbahn. SLIM sollte in einem Umkreis von 100 Metern um ihr Ziel, dem Rand des Shioli-Kraters, landen.

SLIM kostet 120 Millionen Dollar und wiegt nur 200 Kilogramm. Es soll verschiedene wissenschaftliche Aktivitäten durchführen, darunter die Untersuchung der Umwelt rund um die Region des Nektarmeers am 15. südlichen Breitengrad mithilfe eines Spektrometers. Die Daten des Geräts könnten Aufschluss über die Zusammensetzung der Region geben und so Licht auf die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte des Mondes werfen.

Kurz nach der Landung stellten die JAXA-Mitarbeiter fest, dass die Landesonde verkehrt herum stand. Das bedeutete, dass die Solarzellen, die zur Energiegewinnung genutzt wurden, nicht der Sonne zugewandt 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. Das Team prognostizierte einen Temperaturabfall von 100 Grad Celsius auf -170 Grad Celsius, was zur Abschaltung der Landesonde führen würde.

Die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion steigt mit der Wiederholung des extremen Temperaturzyklus. Als JAXA Mitte März versuchte, den Betrieb wiederherzustellen, stellte sie fest, dass die wichtigsten Funktionen des Landers noch funktionierten. Dasselbe geschah, als SLIM nach der langen Mondnacht Mitte April zum dritten Mal aufwachte und am 23. April ein Signal zur Erde sendete.

Der letzte Kontakt zwischen JAXA und SLIM fand am 28. April statt. Am 26. August gab JAXA bekannt, dass die SLIM-Mondlandemission offiziell beendet sei, nachdem es monatelang nicht gelungen war, den Kontakt zur Sonde wiederherzustellen. SLIMs Hauptziel war jedoch erreicht: die Fähigkeit, mit unglaublicher Präzision auf einem Himmelskörper zu landen. Die elliptische Landezone umkreiste einen festgelegten Punkt in einem Abstand von 100 Metern, deutlich weniger als die übliche Distanz von mehreren Kilometern.

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

Chang'e 6 startete am 3. Mai um 16:27 Uhr Hanoi -Zeit mit einer Rakete vom Typ Langer Marsch 5 vom Satellitenstartzentrum Wenchang auf der Insel Hainan. Während seiner 53-tägigen Reise steuerte Chang'e 6 das Südpol-Aitken-Becken (SPA) auf der Rückseite des Mondes an, die von der Erde aus nicht sichtbar ist. Chang'e 6 besteht aus vier Modulen: einer Mondlandefähre, einer Probentransportkapsel, 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 Einschlagzone auf der Rückseite des Mondes. Mit Schaufel und Bohrer sammelte die Landesonde knapp zwei Kilogramm Mondproben. Die wertvolle Probe wurde am 3. Juni in die Trägerrakete geladen und wenige Tage später an den Orbiter angedockt. Der Orbiter kehrte mit der Probenkapsel am 21. Juni zur Erde zurück. Die Mondprobenkapsel Chang’e 6 landete am 25. Juni in der chinesischen Autonomen Region Innere Mongolei.

Erste Analysen zeigen, dass die Probe von der dunklen Seite eine porösere und hohlraumreichere Struktur aufweist. Die neue Probe trägt dazu bei, mehrere wichtige Aspekte des natürlichen Erdtrabanten besser zu verstehen, darunter seine frühe Entwicklung, die unterschiedliche vulkanische Aktivität zwischen der erdzugewandten und der erdabgewandten Seite, die Kollisionsgeschichte des inneren Sonnensystems, im Mondregolith erhaltene Spuren galaktischer Aktivität sowie die Zusammensetzung und Struktur der Mondkruste und des Mondmantels.

Boeing-Raumschiff weist nach dem Transport von Astronauten zur ISS Fehlfunktionen auf

Nach jahrelangen Verzögerungen startete Boeings Starliner am 5. Juni erfolgreich mit einer Atlas-V-Rakete von Cape Canaveral, Florida, und brachte die NASA-Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams für einen 25-stündigen Flug zur ISS. Wilmore und Williams sollten eine Woche im Orbit verbringen und am 13. Juni zur Erde zurückkehren. Während des Fluges traten jedoch eine Reihe von Problemen im Starliner auf, darunter fünf Heliumlecks und fünf Triebwerksausfälle im Reaktionskontrollsystem. Dies zwang die Ingenieure, die Fehler am Boden zu beheben, und verlängerte den Aufenthalt der 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 Prüfung der Situation nicht darauf einigen konnten, ob es sicher sei, die Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams mit dem defekten Starliner-Raumschiff zurückzufliegen. Daher beschlossen sie, dass die Besatzung bis Februar 2025 auf der ISS bleiben soll. Dann wird das Raumschiff Dragon von SpaceX an der Station andocken und die Besatzung nach Hause bringen.

Boeings Starliner-Raumschiff kehrte am 6. September 2024 unbemannt zur Erde zurück und landete auf dem White Sands Spaceport in New Mexico, USA. Die Kapsel wurde mit einem Bremsfallschirm und Airbags abgesenkt. Anschließend wurde Starliner zur weiteren Analyse zum Kennedy Space Center der NASA in Florida gebracht. NASA und Boeing werden gemeinsam die nächsten Schritte des Programms festlegen.

Erste private Weltraumspaziergang-Mission

Die Raumsonde Crew Dragon der Polaris Dawn-Mission, 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 die Rakete zur Erde zurück und landete auf einem Lastkahn an der Ostküste Floridas.

Crew Dragon, an Bord vier Astronauten, trennte sich etwa zwölf Minuten nach dem Start von der Oberstufe der Falcon 9. Das Raumschiff gelangte in eine elliptische Umlaufbahn und stieg nach mehreren Schleifen auf eine Höhe von 1.400 Kilometern – höher als jeder Astronaut seit der letzten Apollo-Mission 1972.

Nachdem die Raumsonde eine Rekordhöhe erreicht hatte, sank sie auf eine Höhe von 737 km. Dort wurde die Luft dekomprimiert. Missionskommandant Jared Isaacman und SpaceX-Mitarbeiterin Sarah Gillis verließen nacheinander die Kapsel. Der Weltraumspaziergang begann am 12. September um 17:12 Uhr Hanoi-Zeit und dauerte eine Stunde und 46 Minuten. Während des Flugs führten Isaacman und Gillis mehrere Tests durch, um ein neues laserbasiertes Kommunikationssystem für die Starlink-Satelliten und die Flexibilität des ultraleichten Raumanzugs von SpaceX zu testen.

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

SpaceX hat das „Chopsticks“-System zum Aufnehmen von Raketen erfolgreich getestet

Das Raketensystem Starship beweist nach und nach den Ehrgeiz des Milliardärs Elon Musk, CEO des Luft- und Raumfahrtunternehmens SpaceX, Menschen zum Mars zu schicken. Dies ist die höchste (ca. 120 m) und leistungsstärkste Rakete, die je gebaut wurde. Beim Start kann sie fast 8.000 Tonnen Schub erzeugen.

Beim fünften Starship-Teststart von Starbase in Texas am 13. Oktober um 8:25 Uhr (20:25 Uhr Hanoi-Zeit) erreichte SpaceX einen wichtigen Meilenstein: Die Super Heavy-Rakete konnte mithilfe der neuen „Chopstick“-Technologie erfolgreich geborgen werden. Rund sieben Minuten nach dem Start landete die Rakete genau in der Nähe des Mechazilla-Startturms und wurde von einem Roboterarm aufgefangen. Die Oberstufe des Starships landete 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.

Starship ist für die Rückkehr zur Erde auf seinen Startturm mit stäbchenartigen Roboterarmen angewiesen, da ihm die Landebeine fehlen. Der Wegfall der Landebeine verkürzt die Wendezeit der Rakete und reduziert ihr Gewicht deutlich. Jedes eingesparte Kilogramm ermöglicht es der Rakete, mehr Fracht in die Umlaufbahn zu befördern.

Musks Vision ist es, dass der Arm eine Rakete in Zukunft schnell zur Startrampe zurückbringen und sie nach dem Auftanken – möglicherweise innerhalb von 30 Minuten nach der Landung – wieder starten lassen könnte. Durch die Verbesserung der Raumfahrt hofft Musk, eine Kolonie auf dem Mars zu errichten und die Menschheit zu einer multiplanetaren Spezies zu machen.

Bemühungen zur Nutzung der Solarenergie im Weltraum

Die Nutzung der enormen Energie der Sonne im Weltraum ist keine unmögliche Idee. Sie ist eine Energiequelle, die jederzeit verfügbar ist und weder durch schlechtes Wetter, Bewölkung noch durch Nacht- oder Jahreszeiten beeinflusst wird.

Es gibt viele Ideen, wie dies umgesetzt werden könnte, doch die gängige Vorgehensweise ist folgende: Mit Solarzellen ausgestattete Satelliten werden in große Umlaufbahnen gebracht. Die Solarzellen sammeln Sonnenenergie, wandeln sie in Mikrowellen um und übertragen diese dann drahtlos über einen großen Sender zur Erde, der mit hoher Präzision an einen bestimmten Ort auf der Erde gesendet werden kann. Die Mikrowellen können problemlos Wolken und schlechtes Wetter durchdringen und eine Empfangsantenne auf der Erde erreichen. Anschließend werden die Mikrowellen wieder in Strom umgewandelt und in das Stromnetz eingespeist.

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

Die isländische Nachhaltigkeitsinitiative Transition Labs arbeitet außerdem mit dem lokalen Energieunternehmen Reykjavik Energyt und dem britischen Unternehmen Space Solar an der Entwicklung von Solarkraftwerken außerhalb der Erdatmosphäre. Space Solar verkündete im April einen Durchbruch in der drahtlosen Energieübertragungstechnologie – ein wichtiger Schritt zur Verwirklichung der Idee der Solarstromerzeugung im Weltraum.

Japan bereitet sich außerdem darauf vor, bis 2025 Solarenergie aus dem Weltraum zur Erde zu übertragen. Im April skizzierte Koichi Ijichi, Berater am Forschungsinstitut Japan Space Systems, einen Plan für den Test eines kleinen Solarkraftwerks im Weltraum, das drahtlos Energie aus einer niedrigen Umlaufbahn zur Erde übertragen soll. Demnach könnte ein kleiner Satellit mit einem Gewicht von etwa 180 kg etwa 1 kW Strom aus einer Höhe von 400 km übertragen. Im Erfolgsfall könnte diese Technologie dazu beitragen, den enormen weltweiten Energiebedarf zu decken.

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