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„Odysseus“ von Intuitive Machines erreicht als erster kommerzieller Lander sicher den Mond

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Der Nova-C-Lander von Intuitive Machines namens Odysseus kreuzt am 21. Februar 2024 über die zugewandte Seite des Mondes, einen Tag vor seinem geplanten Landeversuch. Bild: Intuitive Maschinen

Update 8:30 Uhr EST: Intuitive Machines bestätigte, dass der Lander aufrecht steht und Daten sendet.

An einem seit dem 11. Dezember 1972 nicht mehr beobachteten Tag erreichte ein in den USA gebautes Landegerät sicher die Mondoberfläche. Das in Houston ansässige Unternehmen Intuitive Machines musste nicht nur eine mehr als 50-jährige Abwesenheit von den USA auf der Mondoberfläche überwinden, sondern auch eine Reihe kommerzieller Misserfolge, um sicher zum Mond zu gelangen.

Intuitive Machines bestätigte, dass sein Nova-C-Lander mit dem Namen Odysseus am Donnerstagabend um 6:23 Uhr EST (2323 UTC) in Malapert A gelandet ist, einem Krater etwa 10 Grad vom Südpol des Mondes entfernt. Es findet eine Woche nach dem Start an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete vom Kennedy Space Center der NASA am 15. Februar um 1:05 Uhr EST (0605 UTC) statt.

Die Landung verlief nicht ohne Nervenkitzel und unerwartete Ereignisse. Die Landung verzögerte sich etwa eine Stunde nach dem ursprünglich angekündigten Zeitpunkt, da zusätzliche Software auf den Lander hochgeladen wurde, die die Verwendung einer der NASA-Nutzlasten im Landevorgang ermöglichte. Es war eine Entscheidung in letzter Minute, als einige der Navigationssensoren des Landers nicht wie erwartet funktionierten.

„Was wir ohne Zweifel bestätigen können, ist, dass sich unsere Ausrüstung auf der Mondoberfläche befindet und wir senden“, sagte Missionsleiter Tim Crain den Fluglotsen des Unternehmens. „Herzlichen Glückwunsch, IM-Team! Wir werden sehen, wie viel mehr wir daraus machen können.“

Sobald der Lander auf der Mondoberfläche war, dauerte es mehrere Minuten, bis er versuchte, eine Verbindung herzustellen. Schließlich wandten sie sich an einen Kommunikationsempfänger im Vereinigten Königreich, Goonhilly Earth Station Ltd., der in der Lage war, ein Signal zu bestätigen, auch wenn es zunächst schwach war.

In seinen Bemerkungen nach dem Start sagte Steve Altemus, CEO von Intuitive Machines, dass das Antriebssystem bemerkenswert gut funktionierte und dazu beitrug, dass der Lander wie vorgesehen sicher und vertikal aufsetzte.

Sobald die letzte Verbrennung begann, die als „angetriebener Sinkflugeinleitung“ bezeichnet wurde, brannte der VR900-Motor, der Odysseus antreibt, kontinuierlich bis zum Ende. Vor dem Start sagte Altemus, dass sie großes Vertrauen in ihren 3D-gedruckten Motor hätten.

„Wir bauen die Motorbrennkammer, die Motoreinspritzdüse und den Motorzünder aus Inconel, einem Stahl mit hohem Nickelgehalt, den wir im eigenen Haus aus Pulver drucken. Und wir zentrieren dieses Pulver per Laser und verwandeln es in ein echtes Teil“, sagte Altemus. „Das heißt, ich kann alle fünf Tage Motoren bauen, ich habe einen neuen Motor. Und dann, innerhalb von fünf Tagen, erfolgt die Nachbearbeitung und ich kann es auf den Prüfstand stellen und abfeuern.

„Wir waren also in der Lage, immer wieder zu iterieren und rund 40 Triebwerke zu bauen, um dieses eine Triebwerk genau für diese spezielle Mission zu bekommen. Das ist also der Vorteil unseres Flüssigsauerstoff-Flüssigmethan-Motors.“

Intuitive Machines führt einen Zündtest seines VR900-Triebwerks der 900-lbf-Schubklasse durch, das den Nova-C-Lander antreiben wird. Bild: Intuitive Maschinen

Am Rande einer Konferenz im Oktober 2023 in Huntsville, Alabama, sprach Spaceflight Now mit Trent Martin, dem Vizepräsidenten für Raumfahrtsysteme bei Intuitive Machines. Er sagte, dass die Möglichkeit, die Umgebungen anderer Himmelskörper als Treibstoff zu nutzen, der Grund dafür sei, dass sie sich für den Einsatz von Methalox entschieden hätten.

„Es handelt sich um einen sauber verbrennenden Kraftstoff, den Sie in einer Kurzarmumgebung betreiben und testen können. Es ist nicht erforderlich, dass Sie SCAPE-Anzüge (Self Contained Atmospheric Protection Ensemble) oder ähnliches tragen. Und wenn man wirklich über ISRU (In-situ-Ressourcennutzung) nachdenkt, wäre man tatsächlich in der Lage, aus der Umgebung, in der man sich befindet, Sauerstoff oder Methan zu erzeugen“, erklärte Martin.

„Wenn Sie also auf dem Mond sind, haben Sie offensichtlich Wasser und können daraus Sauerstoff erzeugen. Großartig! Ich habe eine Möglichkeit, es möglicherweise aufzutanken oder über ein Kohlenstoffkatalysatorbett laufen zu lassen und Methan zu erzeugen. Auf dem Mars gibt es bereits Methan. Sie haben Sauerstoff“, fügte Martin hinzu. „Deshalb glauben wir, dass es die Zukunft ist. Wir nannten es früher den Conestoga-Wagen der Weltraumforschung.“

Martin erinnerte an die Widerstandsfähigkeit der Triebwerke des NASA-Projekts Morpheus, die zwischen 2010 und 2014 von Teams im Johnson Space Center zum Testen der vertikalen Landung eingesetzt wurden. Die VR900-Engine von IM ist das Ergebnis der Arbeit dieses Teams.

Von 2006 bis 2015 trug Martin bei JSC verschiedene Hüte.

„Das Morpheus-Fahrzeug stürzte bei einem seiner Testflüge ab. „Wir haben das Triebwerk nach dem Absturz buchstäblich aus dem Boden gegraben und das gleiche Triebwerk erneut geflogen“, sagte Martin. „Es handelt sich also um eine sehr, sehr robuste Funktion, die wir intern bei Intuitive Machines entwickeln.“

Bereits im Oktober sagte Martin, sie hätten mehr als 155 Testtage mit ihrem Motor auf ihrem Flammengelände in Houston abgehalten. Er sagte, dass sie an jedem Testtag fünf bis sieben Tests durchführen würden. Außerdem hatten sie bis zu diesem Zeitpunkt rund 5 Varianten des Motors getestet.

Der NASA-Landerprototyp „Project Morpheus“ schwebt während des Freiflugtests Nr. 15 am 15. Dezember 2014 am nördlichen Ende der Shuttle Landing Facility im Kennedy Space Center in Florida über dem Kopf. Während des 97-Sekunden-Tests untersuchten an Bord befindliche Sensoren für autonome Lande- und Gefahrenvermeidungstechnologie (ALHAT) das Gefahrenfeld nach sicheren Landeplätzen und führten den Lander dann vorwärts und abwärts zu einer erfolgreichen Landung. Bild: NASA

Ein riesiger Sprung für private Unternehmen

Mit der erfolgreichen Landung von Odysseus am Donnerstagabend festigte Intuitive Machines seinen Platz in der Geschichte als erster kommerziell gebauter Lander, der in einer sogenannten sanften Landung sicher auf dem Mond landete.

Bisher waren die Regierungen der USA, Russlands, Chinas, Indiens und Japans die einzigen Nationen, denen eine sanfte Landung auf dem Mond gelang.

Vor diesem Versuch von Odysseus, der israelischen Non-Profit-Organisation SpaceIL; Japanisches Unternehmen ispace; und das in Pittsburgh ansässige Unternehmen Astrobotic richteten alle ihre kommerziellen Lander auf den Mond und konnten ihr Ziel alle nicht sicher erreichen.

Die Nutzlast für den Certification-1 (Cert-1)-Flugtest auf einer Vulcan-Rakete der United Launch Alliance (ULA) vor der Kapselung in der Nutzlastverkleidung zur Vorbereitung des Starts. Die Mission brachte den ersten kommerziellen Mondlander „Astrobotic Peregrine“ im Rahmen der NASA-Initiative „Commercial Lunar Payload Services“ (CLPS) in eine stark elliptische Umlaufbahn mehr als 220,000 Meilen (360,000 km) über der Erde, um den Mond abzufangen und eine Celestis Memorial Spaceflight-Nutzlast zu transportieren in den Weltraum. Bild: ULA

Sowohl Astrobotics Peregrine als auch IMs Odysseus werden teilweise durch das Commercial Lunar Payload Services-Programm oder CLPS (ausgesprochen „Clips“) der NASA finanziell unterstützt. Beide hatten eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente an Bord mit dem Ziel, das Wissen über den Mond im Vorfeld der Entsendung von Menschen an die Oberfläche im Rahmen des Artemis-Programms zu erweitern.

Joel Kearns, der stellvertretende stellvertretende Administrator des Science Mission Directorate der NASA, bekräftigte im Vorfeld des Starts die risikotolerantere Position der NASA beim CLPS-Programm. Er sagte, sie hätten zwar gewiss gehofft, dass IM mit seiner ersten Mission erfolgreich sein würde, die Initiative werde aber trotzdem weitermachen.

„Wir möchten sowohl aus dem ersten als auch dem zweiten Flug jedes dieser Landefahrzeuge lernen. Die NASA ist wirklich eine lernende Organisation. Sie können sich also vorstellen, dass wir nach jeder Mission die gewonnenen Erkenntnisse prüfen und herausfinden, wie wir Einfluss darauf haben, was wir in Zukunft tun werden“, sagte Kearns. „Wir werden also die Versuche aller unserer CLPS-Anbieter beobachten und dann auf dieser Grundlage Entscheidungen darüber treffen, wie wir die Zukunft sehen.“

„Wir bekennen uns zu diesem Modell. Wir glauben wirklich, dass öffentlich-private Partnerschaften das Richtige sind, um die Erforschung des Weltraums voranzutreiben“, fügte Kearns hinzu. „Wir wären wirklich gerne in der Lage, wenn Unternehmen das tun könnten, was sie uns vor Jahren gesagt haben, nämlich dass wir den Service einfach kaufen könnten, dann würden wir den Service viel lieber kaufen, als jedes Mal Dinge intern zu erledigen.“ Machen Sie eine Mission bei der NASA, insbesondere an einem Ort, an dem es so viel Interesse gibt, wie der Mondoberfläche.“

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