Herausragende Weltraumwissenschaftsereignisse im Jahr 2024

2024 markiert ein erfolgreiches Jahr für Missionen in den Orbit und zum Mond, einschließlich der Raketeneinfangaktion von SpaceX mit dem „Essstäbchen“-System.

Japanisches Raumschiff erfolgreich auf dem Mond gelandet

Die japanische Raumfahrtbehörde JAXA landete am 19. Januar mit ihrer unbemannten Raumsonde SLIM auf dem Mond. Japan ist damit nach der Sowjetunion, den USA, China und Indien das fünfte Land, dem dies gelang. Die Sonde durchquerte eine lange, kurvenreiche Route und erreichte schließlich am 25. Dezember die Mondumlaufbahn. SLIM sollte innerhalb von 100 Metern an ihrem Ziel, dem Rand des Shioli-Kraters, landen.

SLIM, ein 120 Millionen Dollar teures und nur 200 kg leichtes Raumfahrzeug, ist für verschiedene wissenschaftliche Untersuchungen konzipiert. Dazu gehört die Erforschung der Umgebung des Nektarmeeres bei 15 Grad südlicher Breite mithilfe eines Spektrometers. Die Daten des Geräts könnten Aufschluss über die Zusammensetzung der Region geben und so die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte des Mondes erhellen.

Kurz nach der Landung stellten die JAXA-Mitarbeiter fest, dass die Landefähre auf dem Kopf stand, wodurch die Solarpaneele zur Energiegewinnung nicht zur Sonne ausgerichtet waren. SLIMs erste Nacht auf dem Mond dauerte vom 31. Januar bis zum 15. Februar. In der darauffolgenden zweiten Mondnacht am 29. Februar sagte das Team einen Temperatursturz von 100 Grad Celsius auf -170 Grad Celsius voraus, der zum Abschalten der Landefähre führen würde.

Die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion steigt mit der Wiederholung des extremen Temperaturzyklus. Als JAXA Mitte März versuchte, den Betrieb wieder aufzunehmen, stellte sie fest, dass die wichtigsten Funktionen der Landeeinheit weiterhin funktionierten. Dasselbe geschah, als SLIM Mitte April nach der langen Mondnacht zum dritten Mal aktiv wurde 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 Mondlandemission SLIM nach monatelangem erfolglosem Kontaktversuch offiziell beendet sei. Das Hauptziel von SLIM war jedoch erreicht worden: die Fähigkeit, mit unglaublicher Präzision auf einem Himmelskörper zu landen. Die elliptische Landezone umschloss einen festgelegten Punkt in einem Radius von 100 Metern – deutlich weniger als die üblichen mehreren Kilometer.

China schickt Raumsonde los, um Proben von der Rückseite des Mondes zu sammeln.

Chang’e 6 startete am 3. Mai um 16:27 Uhr Ortszeit Hanoi mit einer Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 5 vom Satellitenstartzentrum Wenchang auf der Insel Hainan. Auf ihrer 53-tägigen Reise steuerte Chang’e 6 das Südpol-Aitken-Becken (SPA) auf der von der Erde aus nicht sichtbaren Seite des Mondes an. Chang’e 6 besteht aus vier Modulen: einer Mondlandefähre, einer Probenkapsel, einem Orbiter und einer Trägerrakete (einer kleinen Rakete, die die Landefähre begleitet).

Am 1. Juni landete die Mondsonde im Apollo-Krater im Südpol-Aitken-Becken (SPA), einer 2.500 Kilometer breiten Einschlagzone auf der Mondrückseite. Mithilfe einer Schaufel und eines Bohrers sammelte die Sonde knapp zwei Kilogramm Mondgestein. Die wertvolle Probe wurde am 3. Juni auf die Trägerrakete umgeladen und einige Tage später an den Orbiter angedockt. Der Orbiter mit der Probenkapsel an Bord kehrte am 21. Juni zur Erde zurück. Die Mondprobenkapsel Chang’e 6 landete am 25. Juni in der Inneren Mongolei, China.

Erste Analysen zeigen, dass die Probe von der dunklen Seite eine porösere und hohlraumreichere Struktur aufweist. Die neue Probe trägt zu einem besseren Verständnis mehrerer wichtiger Aspekte des Erdtrabanten bei, darunter seine frühe Entwicklung, die unterschiedliche vulkanische Aktivität auf der erdzugewandten und der erdabgewandten Seite, die Kollisionsgeschichte des inneren Sonnensystems, Spuren galaktischer Aktivität im Mondregolith sowie die Zusammensetzung und Struktur der Mondkruste und des Mondmantels.

Boeing-Raumschiff hat nach dem Transport von Astronauten zur ISS eine Fehlfunktion.

Nach jahrelangen Verzögerungen hob Boeings Starliner am 5. Juni erfolgreich mit einer Atlas-V-Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida ab 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 mehrere Probleme auf, darunter fünf Heliumlecks und fünf Triebwerksausfälle im Lageregelungssystem. Dies zwang die Ingenieure zu Fehlersuche am Boden 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 der NASA und von Boeing nach sorgfältiger Prüfung der Lage nicht einigen konnten, ob ein Rückflug der Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams mit dem defekten Starliner-Raumschiff sicher sei. Daher wurde beschlossen, dass die Besatzung bis Februar 2025 auf der ISS bleibt, bis das Dragon-Raumschiff von SpaceX an die Station andockt und die Besatzung zur Erde zurückbringt.

Boeings Starliner-Raumkapsel kehrte am 6. September 2024 unbemannt zur Erde zurück und landete auf dem Weltraumbahnhof White Sands in New Mexico, USA. Die Kapsel wurde mithilfe eines Bremsfallschirms und Airbags sicher abgesetzt. Anschließend wurde Starliner zur weiteren Analyse zum Kennedy Space Center der NASA in Florida gebracht. NASA und Boeing werden gemeinsam die nächsten Schritte für das Programm festlegen.

Erste private Weltraummission

Die Crew-Dragon-Raumkapsel der Polaris-Dawn-Mission, der ersten privaten Weltraummission mit Außenbordeinsatz, startete am 10. September um 5:23 Uhr (16:23 Uhr Ortszeit Hanoi) mit einer SpaceX-Falcon-9-Rakete vom Startkomplex 39A des Kennedy Space Center (KSC) der NASA. Neuneinhalb Minuten später landete die Raketenstufe auf einem Lastkahn vor der Ostküste Floridas.

Die Crew Dragon mit vier Astronauten an Bord trennte sich etwa zwölf Minuten nach dem Start von der Oberstufe der Falcon 9. Das Raumschiff trat in eine elliptische Umlaufbahn ein und erreichte nach mehreren Schleifen eine Höhe von 1400 Kilometern – höher als jeder Astronaut seit der letzten Apollo-Mission im Jahr 1972 geflogen war.

Nachdem das Raumschiff eine Rekordhöhe erreicht hatte, sank es auf 737 km Höhe ab. Dort wurde der Druck im Inneren reduziert. Missionskommandant, der Milliardär Jared Isaacman, und die SpaceX-Mitarbeiterin Sarah Gillis verließen die Kapsel nacheinander. Der Weltraumausstieg begann am 12. September um 17:12 Uhr Ortszeit Hanoi und dauerte 1 Stunde und 46 Minuten. Während des Ausflugs führten Isaacman und Gillis mehrere Tests durch, um ein neues laserbasiertes Kommunikationssystem für die Starlink-Satelliten sowie die Flexibilität des von SpaceX entwickelten ultraleichten Raumanzugs zu prüfen.

Die Besatzung der Polaris Dawn landete am 15. September im Golf von Mexiko und beendete damit ihre fünftägige Mission im Orbit. Dies war eine der abenteuerlichsten Missionen von SpaceX. Der Erfolg der Mission markierte den ersten kommerziellen Weltraumausstieg und die höchste jemals von Menschen erreichte Umlaufbahnhöhe. Darüber hinaus könnten die Daten des Starlink-Kommunikationssystemtests zur Entwicklung der Weltraumkommunikation für zukünftige Missionen beitragen.

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

Das Starship-Raketensystem beweist nach und nach den Ehrgeiz des Milliardärs Elon Musk – CEO des Raumfahrtunternehmens SpaceX –, Menschen zum Mars zu schicken. Es ist die höchste (ca. 120 m) und leistungsstärkste Rakete, die jemals gebaut wurde und beim Start fast 8.000 Tonnen Schubkraft erzeugt.

Beim fünften Starship-Teststart von der Starbase in Texas am 13. Oktober um 8:25 Uhr (20:25 Uhr Ortszeit Hanoi) erreichte SpaceX einen wichtigen Meilenstein: Die Bergung der Super Heavy-Boosterstufe gelang erfolgreich mithilfe einer neuen „Essstäbchen“-Technologie. Etwa sieben Minuten nach dem Start landete die Boosterstufe exakt in der Nähe des Startturms Mechazilla und wurde von einem Roboterarm aufgefangen. Die Starship-Oberstufe landete derweil im Indischen Ozean.

„Dies ist ein historischer Tag für die Ingenieurskunst. Es ist unglaublich! Beim ersten Versuch ist es uns gelungen, die Super Heavy-Rakete erfolgreich wieder im Startturm einzufangen“, sagte Kate Tice, Qualitätsmanagerin bei SpaceX.

Starship ist auf seinen Startturm mit seinen stäbchenartigen Roboterarmen angewiesen, um zur Erde zurückzukehren, da es keine Landebeine besitzt. Durch den Wegfall der Landebeine verkürzt sich die Startzeit der Rakete und ihr Gewicht wird deutlich reduziert. Jedes eingesparte Kilogramm ermöglicht es der Rakete, mehr Nutzlast in den Orbit zu befördern.

Musks Vision ist, dass der Roboterarm in Zukunft eine Rakete schnell zur Startrampe zurückbringen kann – sodass sie nach dem Auftanken innerhalb von vielleicht 30 Minuten nach der Landung erneut starten kann. Durch die Verbesserung der Raumfahrt hofft Musk, eine Kolonie auf dem Mars zu errichten und die Menschheit so zu einer Spezies zu machen, die mehrere Planeten bewohnt.

Bemühungen zur Nutzung von Solarenergie im Weltraum

Die Nutzung der gewaltigen Sonnenenergie im Weltraum ist keine unmögliche Idee. Sie ist eine Energiequelle, die jederzeit verfügbar ist und weder von schlechtem Wetter, Bewölkung, Tageszeit noch Jahreszeit beeinflusst wird.

Es gibt viele Ideen, wie dies realisiert werden könnte, aber die gängigste Methode funktioniert folgendermaßen: Mit Solarzellen ausgestattete Satelliten werden in hohe Umlaufbahnen gebracht. Die Solarzellen sammeln Sonnenenergie, wandeln sie in Mikrowellen um und senden diese drahtlos über einen großen Sender zur Erde. Dieser Sender kann die Mikrowellen mit hoher Präzision an einen bestimmten Ort auf der Erde senden. Die Mikrowellen durchdringen problemlos Wolken und schlechtes Wetter und erreichen eine Empfangsantenne auf der Erde. Dort werden sie wieder in Strom umgewandelt und in das Stromnetz eingespeist.

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

Die isländische Nachhaltigkeitsinitiative Transition Labs arbeitet gemeinsam 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 Solarenergieerzeugung im Weltraum.

Japan bereitet sich darauf vor, bis 2025 Solarenergie aus dem Weltraum zur Erde zu übertragen. Im April skizzierte Koichi Ijichi, Berater am japanischen Forschungsinstitut für Raumfahrtsysteme, einen Fahrplan für die Erprobung eines kleinen Solarkraftwerks im Weltraum. Dieses soll Energie drahtlos aus einer niedrigen Umlaufbahn zur Erde übertragen. Ein kleiner Satellit mit einem Gewicht von etwa 180 kg würde demnach aus einer Höhe von 400 km etwa 1 kW Strom senden. Bei Erfolg könnte diese Technologie einen Beitrag zur Deckung des enormen weltweiten Energiebedarfs leisten.

Laut geistigem Eigentum

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-su-kien-khoa-hoc-vu-tru-noi-bat-nam-2024/20241219010204419