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Eigentlich könnten sich alle entspannt zurücklehnen und zusehen, wie das Ding seinem unausweichlichen Schicksal entgegen fliegt. Mit jeder Mondumkreisung sinkt die Umlaufbahn der ersten europäischen Mondsonde Smart-1 immer tiefer, bis sie am Sonntagmorgen gegen 7:41 Uhr auf die Oberfläche aufschlagen wird. Eine letzte Kurskorrektur im Juni hat dafür gesorgt, dass Smart-1 an einer von der Erde aus sichtbaren Stelle abstürzt. Aber jetzt sind die Treibstoffvorräte aufgebraucht. Niemand kann oder will noch etwas ändern.
Doch von entspannter Gelassenheit ist im Kontrollzentrum ESOC (European Space Operations Center) in Darmstadt keine Rede. "Wir arbeiten mit Hochdruck", sagt Octavio Camino, Flugleiter der Smart-1-Mission. "Abgesehen von den nominellen Operationen wollen die Wissenschaftler in letzter Minute noch alle möglichen Experimente durchführen."
So gab es etwa den Wunsch, die Kameras der Star Tracker zum Schluss auch einmal auf den Mond auszurichten. Üblicherweise haben diese an der Technical University of Denmark gebauten Geräte die Sterne im Visier und vergleichen deren Positionen mit abgespeicherten Sternkarten, um die Ausrichtung der Sonde zu kontrollieren. Chefentwickler John Leif Jørgensen und sein Team wollen mit den Mondbildern die Leistungsfähigkeit der Star Tracker testen. "Da die Kameras für schwache Lichtverhältnisse ausgelegt sind", so Jørgensen, "können sie auch Bilder der dunklen Seite des Mondes aufnehmen, also an Stellen, wo die anderen Instrumente versagen."
Auch Missionsleiter Bernard H. Foing wirkt alles andere als gelassen, als wir ihn telefonisch im europäischen Raumfahrtforschungszentrum ESTEC in den Niederlanden erreichen. Er spricht sehr schnell, nimmt zwischendurch auch mal kurz ein anderes Gespräch an, lässt aber keinen Zweifel, dass er sehr stolz auf diese Mission ist. "Europa ist nach den USA die zweite Raumfahrtnation, der Bilder vom Nordpol des Mondes gelungen sind", sagt Foing. Und nicht nur das: Die Kameras von Smart-1 konnten dort auch ein Gebiet identifizieren, das ständig von der Sonne beleuchtet wird.
Zitat"Europa ist nach den USA die zweite Raumfahrtnation, der Bilder vom Nordpol des Mondes gelungen sind."
Solche Gelände sind insbesondere für zukünftige bemannte Missionen und die Errichtung von Forschungsstationen von Bedeutung, weil sie die Erzeugung von Energie mithilfe von Solarzellen erleichtern und konstante Temperaturen versprechen. Auch permanent im Schatten liegende Gebiete, die Smart-1 an beiden Polen ausgemacht hat, sind für die Forscher interessant. Hier, so hoffen sie, könnten sich größere Mengen Wassereis erhalten haben, die den Betrieb bemannter Stationen erheblich erleichtern würden. Hinweise auf solche Eislagerstätten könnten in den Daten des Infrarotspektrometers enthalten sein.
Horst Uwe Keller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau, wo das Instrument gebaut wurde, dämpft jedoch die Erwartungen. "Wassereis kann es nur im permanenten Schatten geben", sagt er. "Ohne Licht können wir aber keine spektroskopischen Untersuchungen vornehmen. Das allenfalls vorhandene schwache Streulicht dürfte kaum für eindeutige Aussagen reichen." Erste handfeste Ergebnisse der komplizierten Datenauswertungen erwartet er zum Jahresende.
Die neuen Erkenntnisse über den Erdtrabanten, die zum Teil erst in den kommenden Monaten deutlichere Gestalt annehmen werden, sind umso bemerkenswerter, als sie eigentlich eine Art Bonus darstellen. Denn im Mittelpunkt von Smart-1 stand nicht die wissenschaftliche Erkundung des Mondes, sondern die Erprobung neuer Raumfahrttechnologien. Der Name Smart steht für "Small Missions for Advanced Research and Technology". So soll Smart-2, inzwischen umbenannt in "LISA Pathfinder", im Jahr 2009 die Technologie des präzisen Formationsfluges für ein Observatorium zum Nachweis von Gravitationswellen testen.
Bei Smart-1 ging es in erster Linie um die Erprobung des elektrischen Antriebs. Während Raumsonden ihre Antriebsenergie bislang zumeist aus der Verbrennung eines Treibstoffs beziehen, flog Smart-1 mit einem Ionentriebwerk. Darin werden positiv geladene Ionen des Edelgases Xenon mithilfe eines elektrischen Feldes auf sehr hohe Geschwindigkeiten bis zu 40 Kilometer pro Sekunde beschleunigt. Selbst die besten chemischen Antriebe erreichen dagegen keine 5 km/sek.
Allerdings entwickeln elektrische Antriebe nur eine sehr geringe Schubkraft, die sich erst in der Schwerelosigkeit des Weltraums entfalten kann. Um dorthin zu gelangen, brauchte Smart-1 die Kraft einer über 700 Tonnen schweren Ariane-5-Rakete, die die Mondsonde am 28. September 2003 vom europäischen Startgelände in Kourou in Französisch-Guyana in eine Erdumlaufbahn beförderte. Dort schaukelte sich die Sonde langsam höher und höher, indem sie jeweils im erdnächsten Abschnitt des Orbits das Ionentriebwerk aktivierte.
Auf diese Weise erreichte Smart-1 am 11. November 2004 in einer Entfernung von 310.000 Kilometern einen Punkt, an dem sie sich von der Schwerkraft des Mondes einfangen ließ. Dies war ein heikles Manöver. Daher sorgte eine Fehlfunktion bei der Regelung des Xenon-Flusses im Triebwerk wenige Wochen zuvor für einige Nervosität.
"Wir hatten praktisch keine Zeit zu reagieren", erinnert sich Flugleiter Camino. "Uns blieben nur zwei Alternativen: Entweder wir drehten die Sonde, um die Kontrolleinheit abzukühlen, oder wir verwendeten die Reserveeinheit, die bis dahin noch nicht eingesetzt worden war." Die Ingenieure entschieden sich für die zweite Lösung und steuerten Smart-1 mit dem Reservesystem sicher in den Mondorbit.
Trotz dieses Zwischenfalls zählt das exzellente Funktionieren des elektrischen Antriebs für Camino zu den größten Überraschungen der Mission. Überhaupt habe sich die Hardware insgesamt hervorragend bewährt. Dem stimmt auch Missionsleiter Foing zu und verweist daneben noch auf erfolgreich erprobte neue Managementstrukturen, die es ermöglicht hätten, die Mission innerhalb von nur drei Jahren zu vergleichsweise geringen Kosten von etwa 100 Millionen Euro zu realisieren.
Bemerkenswert, so Foing, seien auch die Leistungen der extrem kleinen Nutzlast. Sieben Instrumente hat Smart-1 an Bord, die insgesamt nur 19 Kilogramm wiegen. Die dienten der genaueren Überprüfung des elektrischen Antriebs, der Durchführung von Kommunikationsexperimenten und der Beobachtung des Mondes. Das Infrarotspektrometer SIR und das Röntgenspektrometer D-CIXS bewährten sich dabei so gut, dass sie auch für die indische Mondmission Chandrayaan-1, die im Jahr 2008 starten soll, als Nutzlast ausgewählt wurden.
Smart-1 ist der Vorläufer einer ganzen Flotte von Raumsonden, die in den nächsten Jahren zum Mond aufbrechen werden und sich dabei auf die Erkenntnisse dieser ersten europäischen Mondmission stützen werden. So plant Japan die Sonden Selene und Lunar-A, China arbeitet an der Mission Chang'E1 und die USA wollen im Jahr 2008 den Lunar Reconaissance Orbiter zum Erdtrabanten schicken.
Zitat"Der erste Europäer könnte im Rahmen einer internationalen Mission im Jahr 2020 den Mond betreten."
In Europa wird auch bereits über eine unbemannte Landemission mit einem Rover in einem ständig von der Sonne beschienenen Gebiet nachgedacht. Es gebe aber noch keine definitiven Programmentscheidungen, sagt Foing. Gleichwohl wirkt er recht zuversichtlich, dass schon bald auch Menschen wieder den Mond betreten werden. "Die Amerikaner planen bemannte Mondmissionen für das Jahr 2017", sagt er. "Der erste Europäer könnte im Rahmen einer internationalen Mission im Jahr 2020 den Mond betreten."
Aber auch in eine ganz andere Richtung hat Smart-1 den Weg gebahnt: Die europäische Merkursonde Bepi-Colombo, deren Start für 2013 geplant ist, soll den sonnennächsten Planeten mit einem elektrischen Triebwerk erreichen, wie es die Mondsonde jetzt erfolgreich getestet hat.
