In der Nacht zum 27. Februar 2025 zählen die Uhren in Cape Canaveral (Florida, USA) wieder rückwärts. Das private Raumfahrtunternehmen SpaceX soll um 1:17 Uhr (MEZ) drei Missionen in den erdnahen Orbit befördern. Zwei von ihnen werden zum Mond aufbrechen, während die andere sich auf eine 301-tägige Reise zu einem Asteroiden macht.

Bei einer dieser Missionen ist auch Technik aus Mitteldeutschland verbaut. Die Hightech-Sensoren aus Jena sollen im Zuge der Prime-1-Mission (auch IM-2 genannt) von der US-Firma Intuitive Machines am Mond-Südpol nach Wassereis suchen. Das Unternehmen konnte als erstes kommerzielles Unternehmen im Februar 2024 sicher auf der Mondoberfläche landen.

Mit ihrer Athena-Landefähre will die Firma mit Sitz in Houston (Texas, USA) am 6. März 2025 erneut zur Mondlandung ansetzen und für zehn Tage den Trabanten erkunden. Die Landefähre soll auf einem Bergrücken in der Nähe des Shackleton-Kraters landen. In dieser Region könnte sich Wassereis unter der staubigen Oberfläche befinden.

Um das Eis aufzuspüren, haben das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Freien Universität Berlin den Lunar Radiometer (LRAD) entwickelt. Verbaut wurden dabei Sensoren vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) in Jena.

Thermoelektrischer Infrarotsensor des Leibniz-IPHT Jena Bildrechte: Sven Döring/Leibniz-IPHT

Die Jenaer Sensoren sind darauf spezialisiert, Temperaturen über große Distanzen hinweg berührungslos zu erfassen. Sie arbeiten im infraroten Wellenlängenbereich und messen die von der Mondoberfläche abgegebene Wärmestrahlung. Anhand dieser Daten lässt sich nicht nur die Temperatur bestimmen, sondern auch die physikalische Beschaffenheit des Bodens, dem Mondregolith, analysieren.

Nach der erfolgreichen Landung von Athena soll sich ein hüpfendes Mini-Fahrzeug, der Grace Hopper (auch µNova Hopper oder Micro Nova genannt), von der Landefähre trennen. Anschließend soll Grace zu einem im permanenten Schatten liegenden Krater des Mondes hüpfen. In diesen Kratern herrschen ganzjährig Temperaturen von unter minus 160 Grad Celsius.

Mit einem Hüpfer soll Grace in den etwa 20 Meter tiefen Krater springen, wo die Sensoren aus Jena ihre Messungen vornehmen werden. Anschließend soll Grace mit einem Hopser wieder auf die sonnenbeschienene Seite des Mondes springen.

Eine ähnliche Aufgabe übernimmt auch der Lunar Trailblazer der US-Raumfahrtbehörde Nasa. Nur, dass es sich dabei um einen Orbiter handelt, der den Mond in einer Höhe von 100 Kilometern umkreisen wird. Diesen wird die Raumsonde aber erst am 7. Juli 2025 erreichen, da sie sich auf einem treibstoffsparenden Weg zum Mond befindet.

Dort angekommen, sollen die verbauten Instrumente mehr über den Wasserkreislauf und den Wassergehalt auf unserem nächsten Nachbarn herausfinden. 

Das HVM3-Instrument (High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper) soll die Mineralien und das Wasser auf der Mondoberfläche hochauflösend kartieren. Dazu gehören auch die Materialien, die im Dauerschatten der Krater liegen. Mit dem multispektralen Infrarot-Bildgeber LTM (Lunar Thermal Mapper) sollen neben den Mineralien auch die thermischen Eigenschaften der Mondoberfläche kartiert werden.

Ohne die Wasserreserven auf dem Mond wäre eine dauerhafte Besiedlung des Trabanten vermutlich unmöglich.
"Wir wissen, der Mond hat keine Atmosphäre. Aber wir wissen auch, dass es in ganz, ganz tiefen Mondkratern, die so tief sind, dass dort nie Sonnenlicht hineinkommt, Wassereis gibt", erklärt der deutsche Esa-Astronaut Matthias Maurer gegenüber MDR WISSEN.

Wassereis kann als Trinkwasser aufbereitet werden, dient aber auch als Schutz vor der gefährlichen Weltraumstrahlung, wenn es zwischen Außen- und Innenschicht künftiger Behausungen eingesetzt wird. Wasser kann zudem in seine Bestandteile Sauerstoff (Atemluft) und Wasserstoff (Energielieferant) aufbereitet werden. Wenn diese Stoffe miteinander gemischt werden, erhält man Raketentreibstoff. 

Visualisierung von SOFIA-Daten (einem ehemaligen Forschungsflugzeug vom DLR und der Nasa) überlagert mit einer Visualisierung des Mondes Bildrechte: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright

Das US-Raumfahrtunternehmen Astro Forge möchte mit seiner Odin-Raumsonde dagegen zu dem kleinen Asteroiden 2022 OB5 aufbrechen.

Dieser ist nur drei bis 13 Meter groß, scheint aber zur Asteroidenklasse des Typs M zu gehören, welche für ihren hohen Metallgehalt bekannt sind. Neben Eisen und Nickel können sie auch wertvolle Platingruppenmetalle wie Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) und Platin (Pt) enthalten.

Woraus der derzeit etwa 3,4 Millionen Kilometer entfernte Asteroid besteht, wird erst die Odin-Erkundungsmission zeigen. Ende Dezember 2025 soll die Raumsonde für fünfeinhalb Stunden an 2022 OB5 vorbeifliegen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Asteroid etwa 700.000 Kilometer von der Erde entfernt sein. Einen Landeanflug wird das Unternehmen nicht anstreben. Erst bei zukünftigen Missionen möchte Astro Forge auf Asteroiden landen und dort die edlen Metalle abbauen. 

Die Grundsteine für den Asteroidenbergbau werden bereits heute gelegt. Auch wenn derzeit unklar ist, wie die abgebauten Materialien anschließend zur Erde gebracht werden und wie die rechtlichen Grundlagen für solche Unternehmungen aussehen.

Der Livestream zur Mission soll am 26. Februar, um 23:16 Uhr (MEZ), auf YouTube starten. Der Raketenstart erfolgt um 1:17 Uhr (27. Februar). Etwa 48 Minuten nach dem Start trennen sich die drei Missionen von der Rakete und treten unabhängig voneinander ihre Reise an.