Deep Space Gateway der Mondstation (links). Rendern: NASA

Vertreter der NASA kündigten die Details des Weltraumprogramms Deep Space Gateway an, das die Vorbereitungsphase für die Marsmission sein wird. Im Rahmen dieses Programms wird der mondnahe Raum gemeistert, in dem Astronauten Systeme bauen und testen müssen, bevor sie in den Weltraum, einschließlich zum Mars, reisen. Hier werden auch Robotermissionen mit Abstieg zur Mondoberfläche überprüft. Astronauten aus dem Mondraum können im Falle eines Problems in wenigen Tagen nach Hause zurückkehren. Aus der Mars-Umlaufbahn werden sie viel länger, daher zieht die NASA es vor, zuerst in größerer Entfernung zu testen - in der Nähe des Mondes.

Die Erkundung des mondnahen Weltraums beginnt mit dem ersten Start des Trägerraketen Space Launch System (SLS) mit dem Raumschiff Orion. Eine dreiwöchige Forschungsmission heißt Exploration Mission-1 (EM-1). Sie wird unbemannt sein. Trotzdem sollte diese Mission ein wunderbares Ereignis für die Astronautik sein, da das Raumschiff, das zum ersten Mal in der Geschichte für Menschen bestimmt ist, so weit von der Erde entfernt fliegen wird.


Raumschiff Orion. Rendern: NASA

Der Start des SLS mit dem Orion-Raumschiff erfolgt vom Startkomplex 39B im Cosmodrome Space Center. Kennedy, voraussichtlich Ende 2018. Im Orbit wird Orion seine Sonnenkollektoren erweitern und auf den Mond zusteuern. Das Schiff wird durch das Zwischen-Kryo-Antriebssystem Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) verstärkt, das sich wie die obere Stufe einer Rakete auf dem SLS-Booster direkt unter dem Orion-Schiff befindet.


Kryogenes Zwischenantriebssystem. Rendern: NASA

Der Weg zum Mond wird mehrere Tage dauern. Am Ende löst sich Orion vom ICPS und dieser wird wiederum mehrere CubeSat-Minisatelliten in den Weltraum entlassen. Zusammen mit dem Raumschiff kann die SLS-Rakete 11 Minisatelliten mit einer Größe von jeweils 6 Einheiten in die Umlaufbahn heben.

Es wird angenommen, dass einer der Satelliten im mondnahen Raum BioSentinel sein wird, der zum ersten Mal seit 40 Jahren die terrestrische Lebensform in den Weltraum bringen wird. Ziel des wissenschaftlichen Programms BioSentinel ist es, die Wirkung der kosmischen Strahlung auf lebende Zellen für 18 Monate Satellitenbetrieb zu untersuchen.

Die NASA plant, in den 2020er Jahren in den Rhythmus einzutreten und einen Start pro Jahr durchzuführen. Der erste bemannte Flug ist für August 2021 geplant .



Der Plan dieses Fluges basiert auf dem Profil der translunaren Injektion (TLI) - einer Art Beschleunigungsmanöver mit einer Flugbahn, die das Schiff in die Mondumlaufbahn bringt. Die Flugbahn ist in der folgenden Abbildung dargestellt, wobei der rote Punkt den Ort des TLI-Manövers angibt. Vor dem Start zum Mond wird sich das Schiff zweimal um die Erde wickeln, die Geschwindigkeit schrittweise erhöhen und sich auf den TLI vorbereiten.



Auf dem Weg zurück zur Erde wird das Orion-Schiff durch Gravitationsmanöver losfahren und sich um den Mond wickeln. Während dieser Passage wird die Besatzung Tausende von Kilometern über den Mond hinaus fliegen. Die NASA hat flexible Fristen für die erste bemannte Mission festgelegt. Die Mission kann 8 bis 21 Tage dauern.

Für Mondmissionen hat die NASA Ziele definiert. Zusammen mit Experimenten zur ISS werden diese wissenschaftlichen Projekte es ermöglichen, sich auf zukünftige Missionen im Weltraum vorzubereiten.

Die Flugausrüstung für die erste und zweite Mission von SLS und Orion ist jetzt in Produktion. Lebenserhaltungssysteme und verwandte Technologien werden auf der ISS überprüft. Derzeit wird an der Entwicklung eines Hauses und eines Kraftwerks für das Schiff gearbeitet, auf dem die Menschen zum Mars fahren werden. Hier arbeitet die NASA eng mit privaten Unternehmen und ausländischen Partnern zusammen, die ihre eigenen Lösungen für bestehende Probleme anbieten.

Mondraumhafen

Während der ersten Mondmissionen wird die NASA nicht nur die Systeme testen und die Flugsicherheit nachweisen, sondern auch den Deep Space Gateway-Raumhafen in der Mondumlaufbahn errichten, der ein Tor zur Untersuchung der Mondoberfläche und einer Zwischenstufe sein wird, bevor Astronauten zum Mars geschickt werden.

Es wird eine Energiequelle, ein Wohnmodul, ein Andockmodul, eine Schleusenkammer und ein Logistikmodul geben. Das Kraftwerk wird hauptsächlich elektrische Traktion verwenden, um die Position der Mondstation zu halten oder sich für verschiedene Missionen in der Nähe des Mondes auf verschiedene Umlaufbahnen zu bewegen, schreibt die NASA.

Die drei Hauptmodule der Mondstation - das Kraftwerk, das Wohnmodul und das Logistikmodul - werden von der SLS-Rakete in die Umlaufbahn gebracht und vom Orion-Raumschiff geliefert.

Die NASA wird das Deep Space Gateway mit ihren Partnern - sowohl kommerziellen Unternehmen als auch ausländischen Partnern - warten und nutzen.

Transport für den Weltraum

In der nächsten Phase plant die NASA die Entwicklung des Raumfahrzeugs Deep Space Transport (DST), das speziell für Flüge im Weltraum, einschließlich zum Mars, entwickelt wurde. Dies wird ein wiederverwendbares Schiff mit elektrischer und chemischer Traktion sein. Das Schiff holt Menschen vom Mondraumhafen ab, bringt sie zum Mars oder zu einem anderen Ziel - und bringt sie dann zurück zum Mond. Hier kann das Schiff repariert, betankt und auf den nächsten Flug geschickt werden.



Die Tests des Schiffes werden im nächsten Jahrzehnt stattfinden, und Ende der 2020er Jahre plant die NASA, mit der Besatzung einen jährlichen Test des Deep Space Transport durchzuführen. Astronauten werden 300-400 Tage im Mondraum verbringen. Diese Mission wird eine Generalprobe sein, bevor Astronauten zum Mars geschickt werden. Bis heute beträgt der Rekord für den Aufenthalt im Weltraum 12,5 Tage für 17 Apollo-Besatzungsmitglieder.