Das japanische Unternehmen ispace könnte das erste kommerzielle Unternehmen werden, das am Dienstag eine kontrollierte Landung auf dem Mond erreicht, wenn sein privat finanzierter, unbemannter Hakuto-R-Lander versucht, in einem Krater zu landen, um einen kleinen Emirati-Rover und andere Forschungsnutzlasten zum Mond zu bringen Oberfläche.
Der Hakuto-R-Lander wird am Dienstag um 11:40 Uhr EDT (1540 UTC) mit einer einstündigen Abstiegssequenz beginnen, wenn er aus seiner 60 Meilen hohen (100 Kilometer) Umlaufbahn um den Mond herausfällt und eine Serie beginnt von Antriebsmanövern, um eine Landezone im Atlas-Krater anzuvisieren, einem 54 Meilen (87 Kilometer) hohen Einschlagbecken im nordöstlichen Quadranten der nahen Seite des Mondes.
Wenn alles nach Plan läuft, ist die geschichtsträchtige autonome Landung gegen 12:40 Uhr EDT (1640 UTC) geplant.
Der Hakuto-R-Lander hat etwa die Größe eines Kleinwagens und verfügt über vier Landebeine, die kurz nach einem erfolgreichen Start am 11. Dezember von Cape Canaveral an Bord einer SpaceX-Falcon-9-Rakete ausgefahren wurden. Die viereinhalbmonatige Reise von der Startbasis in Florida umfasste mehrere Triebwerkszündungen, zuerst um den Hakuto-R-Lander von ispace aus der Erdumlaufbahn in Richtung Mond zu befördern, und dann um das Raumschiff letzten Monat zu einem Abfangen mit dem Mond zu führen .
Das Raumschiff nahm einen längeren, aber treibstoffeffizienteren Weg zum Mond als die direkte Flugbahn, die von den Apollo-Missionen der NASA oder dem Orion-Raumschiff im US-geführten Artemis-Programm verfolgt wurde. Der Hakuto-R-Lander, den ispace sein „Series 1“-Design nennt, erreichte im Februar eine Entfernung von 855,000 Meilen (fast 1.38 Millionen Meilen) von der Erde und wurde damit zum am weitesten entfernten privat finanzierten, kommerziell betriebenen Raumschiff in der Geschichte.
Das solarbetriebene Raumschiff wurde dann durch die Gravitationskräfte zum Mond zurückgezogen, und dann führte Hakuto-R am 21. März einen weiteren Triebwerksbrand durch, um in die Mondumlaufbahn eingefangen zu werden. Ein weiterer 10-minütiger Motorstart am 13. April steuerte das Raumschiff in eine kreisförmige 60-Meilen-hohe Umlaufbahn um den Mond und bereitete sich auf den Landeversuch am Dienstag vor.
Etwa zwei Drittel der Startmasse des Landers bestand aus Hydrazin- und Stickstofftetroxid-Treibmitteln, um die Triebwerke von Hakuto-R zu speisen. Die Trockenmasse des Raumfahrzeugs beträgt etwa 750 Pfund (340 Kilogramm). Mit ausgestreckten Beinen ist der Lander 7.5 Meter hoch und 2.3 Meter breit.
„Was wir bisher erreicht haben, ist bereits eine großartige Leistung, und wir wenden die Lehren aus diesem Flug bereits auf unsere zukünftigen Missionen an“, sagte Takeshi Hakamada, Gründer und CEO von ispace. „Ich möchte noch einmal meinen herzlichsten Dank an diejenigen aussprechen, die so hart an dieser Mission gearbeitet haben, einschließlich der Ingenieure, die seit unserem Start im Dezember die langfristigen Operationen durchführen. Die Bühne ist bereit. Ich freue mich darauf, Zeuge dieses historischen Tages zu werden, der den Beginn einer neuen Ära kommerzieller Mondmissionen markiert.“
Ingenieure in einem Missionsbetriebszentrum in Tokio werden den letzten Abstieg von Hakuto-R zur Mondoberfläche überwachen, aber das Raumschiff wird die letzten Abstiegsmanöver alleine durchführen.
Das Antriebssystem des Landers, das vom europäischen Luft- und Raumfahrtunternehmen ArianeGroup bereitgestellt wird, besteht aus einem Haupttriebwerk, das den größten Teil des Schubs liefert, der für die Landung benötigt wird. Es gibt sechs kleinere Hilfstriebwerke, die um das Haupttriebwerk gruppiert sind und Impulse für zusätzliche Verzögerung liefern. Acht Schubdüsen des Reaktionssteuerungssystems sorgen für die Richtungssteuerung des Raumfahrzeugs.
Die Triebwerke werden für ein Bremsmanöver gezündet, um die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs so weit zu verlangsamen, dass es aus seiner Umlaufbahn um den Mond herausfällt. Näher an der Oberfläche führt der Lander ein Nickmanöver durch, um sein Haupttriebwerk auf den Mond auszurichten, gefolgt von einer letzten Sinkphase, um ihn zum Landeplatz im Atlas-Krater zu führen. Stoßdämpfer an den vier Landebeinen helfen dabei, die endgültige Landung abzufedern.
Leit-, Navigations- und Steuerungssoftware, die von Draper aus Massachusetts entwickelt wurde, wird die automatisierte Landesequenz des Hakuto-R-Raumfahrzeugs steuern. Die Solarmodule des Landers wurden von Sierra Space aus Colorado geliefert.
Unter der Annahme, dass die Landung erfolgreich ist, soll das Raumschiff nach der Landung etwa 10 Tage lang betrieben werden, lange genug, um die beiden mobilen Nutzlasten aus den Vereinigten Arabischen Emiraten und Japan einzusetzen. Das stationäre Landungsfahrzeug wird Kommunikationssignale von den einsetzbaren Nutzlasten zurück zur Erde weiterleiten. Die Mission endet, wenn die Sonne am Landeplatz untergeht, um die zweiwöchige Mondnacht zu beginnen.
Der Hakuto-R-Lander trägt etwa 24 Pfund (11 Kilogramm) Nutzlast des Kunden. Die mit Abstand größte Nutzlast ist ein vom Mohammed Bin Rashid Space Center entwickelter Rover aus den Vereinigten Arabischen Emiraten. Während der Rover den größten Teil der Nutzlastkapazität des Hakuto-R-Landers einnimmt, ist er immer noch klein und misst nur 21 Zoll mal 21 Zoll (53 mal 53 Zentimeter).
Der Mondrover der VAE namens Rashid wiegt etwa 22 Pfund (10 Kilogramm) in der Schwerkraft der Erde. Der Rover soll einige Tage nach der Landung vom Raumschiff Hakuto-R abrollen und dann den Landeplatz mit zwei französischen Kameras sowie mikroskopischen und Wärmebildkameras untersuchen, um Gesteine und Böden zu untersuchen. Der Rover hat zwei Langmuir-Sonden zur Messung der Plasmaumgebung auf dem Mond, die Staubpartikel anheben und über die Mondoberfläche transportieren können.
Ingenieure haben auch kleine Proben verschiedener Materialien in die vier Räder des Rovers eingebettet, Teil eines Technologieexperiments, um zu bewerten, wie gut die Materialien dem abrasiven Gestein und Staub auf dem Mond standhalten.
„Die Proben wurden auf die Außenseite der Räder aus Magnesiumlegierung des Rovers geklebt“, sagte Ugo Lafont, Materialingenieur bei der Europäischen Weltraumorganisation, die vier der Materialproben für die Räder des Rashid-Rover zur Verfügung stellte. „Die hochauflösende Kamera des Rovers wird die Probenplatten im Laufe der Zeit inspizieren, sodass wir das Auftreten von Faktoren wie Abrieb und Verfärbung beobachten können und ob Staub an den Proben haften bleibt oder nicht.“
Der Hakuto-R-Lander transportiert auch einen noch kleineren mobilen Roboter, der von der Japan Aerospace Exploration Agency und der japanischen Spielzeugfirma Tomy entwickelt wurde. Der sogenannte transformierbare Mondroboter wiegt nur ein halbes Pfund (250 Gramm) und ist etwa 3 Zoll (80 Millimeter) breit, bevor er winzige Räder einsetzt, um über die Mondoberfläche zu rollen und Daten und Bilder zu sammeln, um das Design eines zu unterstützen zukünftiger unter Druck stehender Rover, um Astronauten auf den Mond zu transportieren.
Eine Nutzlast von NGK Spark Plug, einem anderen japanischen Unternehmen, wird die Leistung von Festkörperbatterien testen. Das Hakuto-R-Landungsboot hat auch Nutzlasten von drei kanadischen Unternehmen: Ein 360-Grad-Bildgebungssystem von Canadensys, ein Flugcomputer mit künstlicher Intelligenz von Mission Control Space Services und eine Demonstration für das kraterbasierte autonome Navigationssystem von NGC Aerospace.
Zunächst muss der Lander von ispace die Mondoberfläche erreichen. Von der Regierung geführte Missionen aus den Vereinigten Staaten, der Sowjetunion und China sind auf dem Mond gelandet, aber ispace verwendet ein kommerzielles Geschäftsmodell.
Abgesehen von den auf dem Lander montierten Nutzlasten will ispace mit der ersten Hakuto-R-Mission einen Vertrag mit der NASA erfüllen. Die NASA vergab 2020 Aufträge zum Kauf von Mond-Regolith von kommerziellen Unternehmen, einschließlich eines 5,000-Dollar-Deals an ispace. Alle Vereinbarungen hatten einen relativ geringen Geldwert.
Die Initiative ist Teil des Artemis-Mondprogramms der NASA. Die NASA möchte schließlich Verträge mit kommerziellen Unternehmen abschließen, um Ressourcen wie Mineralien und Wasser zu erwerben, die eine zukünftige Mondbasis stützen könnten. Die Übertragung des Eigentums an Mondboden von einem Privatunternehmen an die NASA wird den Beamten auf beiden Seiten der Transaktion helfen, rechtliche und regulatorische Fragen zu klären.
„Es ist nur die konzeptionelle Eigentumsübertragung“, sagte Hakamada letztes Jahr in einem Interview mit Spaceflight Now.
Es wird erwartet, dass sich Staubpartikel, die vom Landetriebwerk aufgewirbelt werden, auf den Fußpolstern der Beine des Landers absetzen.
„Der Regolith wird hereinkommen und das Pad bedecken, und wir erklären die Eroberung des Mond-Regoliths und übertragen dann das Eigentum an dem Regolith auf diesem Pad. Wir bringen diesen Regolith nicht woanders hin, das erwarten wir nicht für diese erste Mission.“
Hakamada sagte, ispace habe einen zweiten Vertrag über den Verkauf von Mond-Regolith an die NASA für die nächste Mondlandemission des Unternehmens, die für 2024 geplant ist. Bei dieser Mission könnte ispace versuchen, etwas Erde von der Mondoberfläche zu schöpfen.
Während der erste Hakuto-R Series 1-Lander eine rein kommerzielle Mission ist, arbeitet ispace mit Draper und anderen Raumfahrtunternehmen zusammen, um einen größeren Roboter-Mondlander zu entwickeln, der für die NASA bis zu einer halben Tonne Fracht zum Mond transportieren kann. Draper und ispace haben im vergangenen Jahr einen Auftrag der NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS) erhalten, um im Jahr 2025 mehrere NASA-Wissenschaftsinstrumente zur Mondoberfläche zu liefern.
Die ersten beiden CLPS-Missionen der NASA werden von Astrobotic und Intuitive Machines geflogen. Beide Unternehmen planen, noch in diesem Jahr ihre ersten privat entwickelten Mondlander auf den Markt zu bringen.
„Unsere Mission wird privat finanziert“, sagte Hakamada. „Wir haben jedoch einige Beziehungen zu Regierungen, wie unsere Nutzlast von der VAE Space Agency und MBRSC, und wir haben auch eine JAXA-Nutzlast. Aber selbst diese Nutzlasten sind kommerzielle Verträge, ohne F&E-Finanzierung durch die Regierung, also völlig anders als die frühere Zusammenarbeit mit der Regierung.“
Zu den Investoren von Hakamada gehören Suzuki, Japan Airlines, die Development Bank of Japan, Konica Minolta, Dentsu und zahlreiche Risikokapital- und Beteiligungsfonds.
Die ispace Mondlander-Mission ist der Höhepunkt von 12 Jahren technischer Entwicklung und Mittelbeschaffung, eine Anstrengung, die Starts, Stopps und umfassende Änderungen des Umfangs umfasste.
Der Google Lunar X Prize, das Gewinnspiel, das dem ersten privat finanzierten Team, das einen Lander auf den Mond brachte, einen Hauptpreis von 20 Millionen US-Dollar einbrachte, war der ursprüngliche Anstoß für Hakamada, das Unternehmen zu gründen, aus dem schließlich ispace wurde. Hakamadas Gruppe namens Hakuto arbeitete an der Konstruktion eines Mondrover, der mit einem anderen Lander zum Mond reiten sollte. Aber der Google Lunar X Prize endete 2018 ohne Gewinner, was dazu führte, dass sich einige Teams auflösten oder darum kämpften, einen neuen Zweck zu finden.
Hakamada leitete die Bemühungen von ispace um, einen eigenen Mondlander zu entwerfen und zu entwickeln, einen Neustart, den die Firma Hakuto-R nennt. Hakuto bedeutet auf Japanisch „weißes Kaninchen“.
Mit mehr als 200 Mitarbeitern hat ispace im vergangenen Jahr Eigenkapitalfinanzierungen und Bankdarlehen in Höhe von 237 Millionen US-Dollar gesichert, um das Mondtransportprogramm Hakuto-R zu bezahlen, obwohl ispace die Einzelkosten der ersten Mission nicht bekannt gegeben hat. Das Unternehmen sagt, es sei „auf die Entwicklung und den Bau von Mondlandern und Rovern spezialisiert“.
Das Ziel von ispace ist es, „die Sphäre des menschlichen Lebens in den Weltraum auszudehnen und eine nachhaltige Welt zu schaffen, indem hochfrequente, kostengünstige Transportdienste zum Mond angeboten werden“, heißt es auf der Website des Unternehmens.
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- Quelle: https://spaceflightnow.com/2023/04/24/japanese-company-aims-to-become-first-company-to-land-on-the-moon-tuesday/
