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MONDROVER
Dank Laserstrahl in dunkle Mondkrater
von Stefan Deiters
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14. Mai 2020

Wie würden sich dunkle Krater auf dem Mond erkunden lassen, ohne dabei auf nukleare Antriebe zu setzen? Dieser Frage hat sich auch die europäische Weltraumagentur ESA angenommen und nun ein innovatives Konzept vorgestellt: Ein Mondrover könnte durch einen Laserstrahl auch aus größerer Entfernung mit Energie versorgt werden.

Rovertest

Nächtliche Rovertests der europäischen Weltraumagentur ESA auf Teneriffa. Foto: Fernando Gandía/GMV  [Großansicht]

Die Pole des Mondes scheinen auf den ersten Blick nicht sonderlich interessant zu sein. Seit allerdings Mondsonden Hinweise dafür geliefert haben, dass hier, auf dem Boden von permanent im Schatten liegenden Kratern, Wassereis existieren könnte, werden diese Regionen für die Monderkundung zunehmend interessant. Schließlich würde jeder Rohstoff, den man nicht von der Erde zum Mond bringen müsste, eine Erkundung des Erdtrabanten kostengünstiger machen. Auch wissenschaftlich wäre dieses Wassereis von großem Interesse.

Doch wie soll man diese dunklen Bereiche des Mondes erkunden? Rover nutzen in der Regel Solarzellen, um sich mit Energie zu versorgen, doch diese Form der Energiegewinnung käme in den dunklen Mondkratern nicht infrage. Und es ist hier nicht nur dunkel: In den schattigen Bereichen dürften Temperaturen herrschen, die denen auf dem fernen Pluto nahekommen. Man schätzt sie auf -240 Grad Celsius.

"Die Standardantwort auf solche Bedingungen ist die Verwendung von Radionuklidbatterien", meint ESA-Mitarbeiter Michel Van Winnendael. Mit diesen wird Elektrizität aus der Wärme gewonnen, die beim Zerfall von radioaktivem Material entsteht. Ihr Einsatz ist allerdings teuer und würde die Wissenschaftler zudem noch vor eine besondere Herausforderung stellen: Es könnte nämlich passieren, dass sich der Rover dadurch so weit aufheizt, dass sich Eisproben nicht mehr sinnvoll untersuchen lassen würden.

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"Als eine Alternative haben wir bei unserer Studie geschaut, ob man nicht auch ein laserbasiertes Energiesystem verwenden könnte", so Van Winnendael. Inspiriert wurde das Team dabei durch Drohnen auf der Erde, die mithilfe von Laserstrahlen mit Energie versorgt werden und so mehrere Stunden am Himmel bleiben können. Als Ergebnis des Projekts PHILIP (was für "Powering rovers by High Intensity Laser Induction on Planets" steht) wurde nun ein komplettes Missionsdesign für einen Rover vorgestellt, der mit Laserunterstützung arbeitet.

Das Konzept sieht vor, dass ein Lander an einer Stelle landet, in der es praktisch permanenten Sonnenschein gibt. Eine geeignete Region wäre etwa zwischen den Kratern de Gerlache und Shackleton am Mondsüdpol. Der Lander würde über einen 500-Watt-Infrarot-Laser verfügen, mit dem der 250 Kilogramm wiegende Rover anvisiert wird, während er sich in die schattigeren Regionen aufmacht. Der Rover würde aus dem Laserlicht Energie erzeugen, Photodioden würden dafür sorgen, dass der Rover den Laserstrahl nicht verliert.

Das Team hat eine Route in die schattigen Kraterbereiche identifiziert, die einen ständigen "Sichtkontakt" zum Laser des Landers ermöglichen würde. Die Laserverbindung könnte dabei sogar zur Kommunikation zwischen Rover und Lander eingesetzt werden. Das Verfahren sollte über eine Entfernung von bis zu 15 Kilometern funktionieren.

Tests mit Rovern in der Dunkelheit hatte die ESA zuvor bereits auf Teneriffa durchgeführt. Nun wäre man soweit, auch einen Prototyp eines von einem Laser mit Energie versorgten Rovers zu testen. Dieser müsste allerdings erst einmal im Rahmen eines Folgeprojekts gebaut werden.  

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siehe auch
  Mond: Wasservorkommen auf der gesamten Oberfläche - 11. September 2017
Mond: Wasser aus Sonnenwind - 15. Oktober 2012
Lunar Reconnaissance Orbiter: Hinweise auf Eis im Shackleton-Krater? - 21. Juni 2012
LCROSS: Wasserfund am Mond-Südpol bestätigt - 21. Oktober 2010
LCROSS: Wasser in Mondkrater nachgewiesen - 13. November 2009
Links im WWW
ESA
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