Mondlandung
  Anklickbare Karte mit den Standorten aller bisherigen erfolgreichen weichen Landungen auf der nahen Seite des Mondes (oben).
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Eine Mondlandung ist die Ankunft eines Raumschiffs auf der Mondoberfläche. Dies schließt sowohl bemannte als auch Robotermissionen ein. Das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das den Mond berührte, war Luna 2 der Sowjetunion am 13. September 1959. ⓘ
Apollo 11 aus den Vereinigten Staaten war die erste bemannte Mission, die am 20. Juli 1969 auf dem Mond landete. Zwischen 1969 und 1972 gab es sechs Landungen mit Besatzung und zahlreiche Landungen ohne Besatzung, wobei zwischen dem 22. August 1976 und dem 14. Dezember 2013 keine sanften Landungen stattfanden. ⓘ
Die Vereinigten Staaten sind das einzige Land, das erfolgreich bemannte Missionen zum Mond durchgeführt hat, wobei die letzte im Dezember 1972 die Mondoberfläche verließ. Alle sanften Landungen fanden auf der nahen Seite des Mondes statt, bis am 3. Januar 2019 die chinesische Raumsonde Chang'e 4 die erste Landung auf der fernen Seite des Mondes durchführte. ⓘ
Ungeschraubte Landungen
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Nach dem erfolglosen Versuch von Luna 1, 1959 auf dem Mond zu landen, führte die Sowjetunion noch im selben Jahr mit der Raumsonde Luna 2 die erste harte Mondlandung durch - "hart" bedeutet, dass das Raumschiff absichtlich auf dem Mond aufschlägt -, ein Kunststück, das die USA 1962 mit Ranger 4 wiederholten. Seitdem haben zwölf sowjetische und US-amerikanische Raumfahrzeuge zwischen 1966 und 1976 Bremsraketen (Retrorockets) eingesetzt, um sanfte Landungen und wissenschaftliche Operationen auf der Mondoberfläche durchzuführen. Im Jahr 1966 führte die UdSSR mit den Missionen Luna 9 und Luna 13 die ersten sanften Landungen durch und machte die ersten Bilder von der Mondoberfläche. Die Vereinigten Staaten folgten mit fünf unbemannten Surveyor-Softlandungen. ⓘ
Der Sowjetunion gelang mit der Sonde Luna 16 am 24. September 1970 die erste unbemannte Rückführung von Mondbodenproben. Es folgten Luna 20 und Luna 24 in den Jahren 1972 bzw. 1976. Nachdem der erste Lunokhod, Luna E-8 Nr. 201, 1969 beim Start gescheitert war, waren Luna 17 und Luna 21 in den Jahren 1970 und 1973 erfolgreiche unbemannte Mond-Rover-Missionen. ⓘ
Viele Missionen waren beim Start gescheitert. Außerdem erreichten mehrere unbemannte Landungsmissionen die Mondoberfläche, waren aber nicht erfolgreich, darunter: Luna 15, Luna 18 und Luna 23 stürzten bei der Landung ab, und die US-Raumsonde Surveyor 4 verlor nur wenige Augenblicke vor ihrer Landung jeglichen Funkkontakt. ⓘ
In jüngerer Zeit haben auch andere Nationen Raumfahrzeuge mit Geschwindigkeiten von etwa 8.000 Kilometern pro Stunde (5.000 mph) auf der Mondoberfläche zum Absturz gebracht, oft an präzisen, geplanten Stellen. Dabei handelte es sich in der Regel um ausgediente Mondumlaufbahnen, die aufgrund von Systemdefekten nicht mehr in der Lage waren, Störungen durch lunare Massekonzentrationen ("masscons") zu überwinden, um ihre Umlaufbahn zu halten. Der japanische Mondorbiter Hiten stürzte am 10. April 1993 auf die Mondoberfläche. Die Europäische Weltraumorganisation führte am 3. September 2006 einen kontrollierten Aufprall mit ihrem Orbiter SMART-1 durch. ⓘ
Die Indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) führte am 14. November 2008 einen kontrollierten Aufprall mit ihrer Mondaufprallsonde (MIP) durch. Die MIP war eine vom indischen Mondorbiter Chandrayaan-1 abgestoßene Sonde, die während ihres Abstiegs auf die Mondoberfläche Fernerkundungsexperimente durchführte. ⓘ
Der chinesische Mondorbiter Chang'e 1 stürzte am 1. März 2009 kontrolliert auf die Mondoberfläche ab. Die Rover-Mission Chang'e 3 landete am 14. Dezember 2013 weich auf dem Mond, ebenso wie ihr Nachfolger Chang'e 4 am 3. Januar 2019. Alle bemannten und unbemannten weichen Landungen hatten auf der nahen Seite des Mondes stattgefunden, bis am 3. Januar 2019 die chinesische Raumsonde Chang'e 4 die erste Landung auf der fernen Seite des Mondes machte. ⓘ
Am 22. Februar 2019 startete das private israelische Raumfahrtunternehmen SpaceIL die Raumsonde Beresheet an Bord einer Falcon 9 von Cape Canaveral, Florida, mit der Absicht, eine weiche Landung durchzuführen. SpaceIL verlor den Kontakt mit dem Raumfahrzeug und es stürzte am 11. April 2019 auf die Oberfläche. ⓘ
Die indische Weltraumforschungsorganisation startete Chandrayaan-2 am 22. Juli 2019, die Landung war für den 6. September 2019 geplant. Wenige Minuten vor der sanften Landung in einer Höhe von 2,1 km über dem Mond verlor der Lander jedoch den Kontakt zum Kontrollraum. ⓘ
Bemannte Landungen
Insgesamt sind zwölf Menschen auf dem Mond gelandet. Bei sechs NASA-Missionen, die sich über einen Zeitraum von 41 Monaten erstreckten und am 20. Juli 1969 mit Neil Armstrong und Buzz Aldrin auf Apollo 11 begannen und am 14. Dezember 1972 mit Gene Cernan und Jack Schmitt auf Apollo 17 endeten, flogen jeweils zwei US-amerikanische Pilot-Astronauten eine Mondlandefähre. Cernan war der letzte Mensch, der die Mondoberfläche verließ. ⓘ
Alle Apollo-Mondmissionen hatten ein drittes Besatzungsmitglied, das an Bord der Kommandokapsel blieb. Bei den letzten drei Missionen wurde ein fahrbarer Mondrover, das Lunar Roving Vehicle, eingesetzt, um die Mobilität zu erhöhen. ⓘ
Wissenschaftlicher Hintergrund
Um zum Mond zu gelangen, muss ein Raumfahrzeug zunächst die Schwerkraft der Erde verlassen; derzeit ist das einzige praktische Mittel eine Rakete. Im Gegensatz zu luftgestützten Fahrzeugen wie Ballons und Düsenflugzeugen kann eine Rakete im Vakuum außerhalb der Atmosphäre weiter beschleunigen. ⓘ
Bei der Annäherung an den Zielmond wird ein Raumfahrzeug aufgrund der Schwerkraft mit zunehmender Geschwindigkeit immer näher an seine Oberfläche gezogen. Um unversehrt zu landen, muss es auf weniger als 160 Stundenkilometer abbremsen und so robust sein, dass es eine "harte Landung" übersteht, oder es muss auf eine vernachlässigbare Geschwindigkeit beim Aufprall abbremsen, um eine "weiche Landung" zu ermöglichen (die einzige Möglichkeit für Menschen). Die ersten drei Versuche der USA, 1962 eine harte Mondlandung mit einem robusten Seismometerpaket durchzuführen, scheiterten alle. Die Sowjets erreichten den Meilenstein einer harten Mondlandung mit einer robusten Kamera erst 1966, nur Monate später folgte die erste unbemannte weiche Mondlandung der USA. ⓘ
Die Geschwindigkeit einer Bruchlandung auf der Mondoberfläche liegt in der Regel zwischen 70 und 100 % der Fluchtgeschwindigkeit des Zielmondes, d. h. der Gesamtgeschwindigkeit, die von der Anziehungskraft des Zielmondes abgezogen werden muss, damit eine weiche Landung gelingt. Für den Erdmond beträgt die Fluchtgeschwindigkeit 2,38 Kilometer pro Sekunde (1,48 mi/s). Die Geschwindigkeitsänderung (Delta-V genannt) wird in der Regel durch eine Landerakete erzeugt, die von der ursprünglichen Trägerrakete als Teil des gesamten Raumfahrzeugs ins All befördert werden muss. Eine Ausnahme bildet die weiche Mondlandung auf Titan, die 2005 von der Huygens-Sonde durchgeführt wurde. Da der Titan der Mond mit der dichtesten Atmosphäre ist, können Landungen auf dem Titan mit Hilfe von Techniken für den Eintritt in die Atmosphäre durchgeführt werden, die im Allgemeinen leichter sind als eine Rakete mit gleicher Leistung. ⓘ
Den Sowjets gelang 1959 die erste Bruchlandung auf dem Mond. Bruchlandungen können aufgrund von Fehlfunktionen eines Raumfahrzeugs erfolgen, oder sie können bei Fahrzeugen, die nicht über eine bordeigene Landungsrakete verfügen, absichtlich herbeigeführt werden. Es hat viele solcher Mondabstürze gegeben, bei denen die Flugbahn oft so gesteuert wurde, dass sie an präzisen Stellen auf der Mondoberfläche aufschlugen. So wurden beispielsweise während des Apollo-Programms die dritte Stufe S-IVB der Saturn-V-Rakete sowie die verbrauchte Aufstiegsstufe der Mondlandefähre mehrmals absichtlich auf dem Mond zerschmettert, um Einschläge zu erzeugen, die von Seismometern, die auf der Mondoberfläche zurückgelassen worden waren, als Mondbeben registriert wurden. Diese Einschläge waren für die Kartierung der inneren Struktur des Mondes von großer Bedeutung. ⓘ
Um zur Erde zurückzukehren, muss die Fluchtgeschwindigkeit des Mondes überwunden werden, damit das Raumschiff aus der Schwerkraft des Mondes entkommen kann. Um den Mond zu verlassen und in den Weltraum zurückzukehren, müssen Raketen eingesetzt werden. Bei der Ankunft auf der Erde wird die kinetische Energie des zurückkehrenden Raumfahrzeugs mit Hilfe von Atmosphäreneintrittstechniken absorbiert und seine Geschwindigkeit für eine sichere Landung reduziert. Diese Funktionen verkomplizieren eine Mondlandemission erheblich und führen zu vielen zusätzlichen betrieblichen Überlegungen. Jede Mondabflugrakete muss zunächst von einer Mondlandungsrakete zur Mondoberfläche getragen werden, was die erforderliche Größe der Mondlandungsrakete erhöht. Die Mondabflugrakete, die größere Mondlandungsrakete und alle Ausrüstungen für den Eintritt in die Erdatmosphäre, wie Hitzeschilde und Fallschirme, müssen wiederum von der ursprünglichen Trägerrakete getragen werden, was deren Größe erheblich und fast unerschwinglich erhöht. ⓘ
Politischer Hintergrund
Die intensiven Bemühungen in den 1960er Jahren, zunächst eine unbemannte und dann schließlich eine bemannte Mondlandung zu erreichen, lassen sich im politischen Kontext der damaligen Zeit besser verstehen. Der Zweite Weltkrieg hatte viele neue und tödliche Innovationen hervorgebracht, darunter blitzkriegartige Überraschungsangriffe bei der Invasion Polens und Finnlands sowie beim Angriff auf Pearl Harbor, die V-2-Rakete, eine ballistische Rakete, die bei den Angriffen auf London und Antwerpen Tausende von Menschen tötete, und die Atombombe, die bei den Atombombenabwürfen auf Hiroshima und Nagasaki Hunderttausende tötete. In den 1950er Jahren verschärften sich die Spannungen zwischen den beiden ideologisch gegensätzlichen Supermächten USA und Sowjetunion, die aus dem Konflikt als Sieger hervorgegangen waren, insbesondere nach der Entwicklung der Wasserstoffbombe durch beide Länder. ⓘ
Willy Ley schrieb 1957, dass eine Rakete zum Mond "noch in diesem Jahr gebaut werden könnte, wenn sich jemand findet, der einige Papiere unterschreibt". Am 4. Oktober 1957 brachte die Sowjetunion mit Sputnik 1 den ersten künstlichen Satelliten in eine Erdumlaufbahn und leitete damit den Wettlauf ins All ein. Dieses unerwartete Ereignis erfüllte die Sowjets mit Stolz und schockierte die USA, die nun in weniger als 30 Minuten von atomar bestückten sowjetischen Raketen überraschend angegriffen werden konnten. Auch das ständige Piepsen des Funkfeuers an Bord von Sputnik 1, das alle 96 Minuten über dem Erdboden schwebte, wurde von beiden Seiten als wirksame Propaganda für die Länder der Dritten Welt angesehen, die die technologische Überlegenheit des sowjetischen politischen Systems gegenüber dem der USA demonstrierte. Im Jahr 1959 wurde die R-7-Rakete eingesetzt, um die erste Flucht aus der Erdanziehung in eine Sonnenumlaufbahn, den ersten Aufprall auf der Mondoberfläche und die erste Fotografie der nie zuvor gesehenen Rückseite des Mondes zu starten. Dies waren die Raumfahrzeuge Luna 1, Luna 2 und Luna 3. ⓘ
Die Reaktion der USA auf diese sowjetischen Errungenschaften bestand darin, die bereits bestehenden militärischen Raumfahrt- und Raketenprojekte erheblich zu beschleunigen und eine zivile Raumfahrtbehörde, die NASA, zu gründen. Es wurden militärische Anstrengungen unternommen, um Interkontinentalraketen (ICBMs) in großen Mengen zu entwickeln und zu produzieren, die die so genannte Raketenlücke schließen und eine Politik der Abschreckung vor einem Atomkrieg mit den Sowjets ermöglichen sollten, die als "Mutual Assured Destruction" (MAD) bezeichnet wurde. Diese neu entwickelten Raketen wurden Zivilisten der NASA für verschiedene Projekte zur Verfügung gestellt (was den zusätzlichen Vorteil hatte, den Sowjets die Nutzlast, die Lenkgenauigkeit und die Zuverlässigkeit der amerikanischen ICBMs zu demonstrieren). ⓘ
Während die NASA die friedliche und wissenschaftliche Nutzung dieser Raketen in den Vordergrund stellte, diente ihr Einsatz in verschiedenen Projekten zur Erforschung des Mondes auch der realistischen, zielgerichteten Erprobung der Raketen selbst und der Entwicklung der zugehörigen Infrastruktur, so wie es die Sowjets mit ihrer R-7 taten. ⓘ
Frühe sowjetische unbemannte Mondmissionen (1958-1965)
Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion im Jahr 1991 wurden historische Aufzeichnungen freigegeben, die eine echte Bilanz der sowjetischen Mondmissionen ermöglichen. Im Gegensatz zur US-amerikanischen Tradition, einen bestimmten Missionsnamen im Vorfeld eines Starts zu vergeben, wiesen die Sowjets eine öffentliche "Luna"-Missionsnummer nur dann zu, wenn ein Start dazu führte, dass ein Raumfahrzeug die Erdumlaufbahn verließ. Diese Politik hatte zur Folge, dass Misserfolge bei sowjetischen Mondmissionen vor der Öffentlichkeit verborgen blieben. Wenn der Versuch in der Erdumlaufbahn scheiterte, bevor er zum Mond aufbrach, erhielt er häufig (aber nicht immer) eine "Sputnik"- oder "Kosmos"-Missionsnummer, um seinen Zweck zu verschleiern. Startexplosionen wurden überhaupt nicht bekannt gegeben. ⓘ
| Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Datum des Starts | Ziel | Ergebnis ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|
| Semjorka - 8K72 | 23. September 1958 | Einschlag | Fehlschlag - Fehlfunktion des Boosters bei T+ 93 s | ||
| Semjorka - 8K72 | 12. Oktober 1958 | Einschlag | Ausfall - Fehlfunktion des Boosters bei T+ 104 s | ||
| Semjorka - 8K72 | 4. Dezember 1958 | Einschlag | Versagen - Fehlfunktion der Trägerrakete bei T+ 254 s | ||
| Luna-1 | 361 | Semjorka - 8K72 | 2. Januar 1959 | Einschlag | Teilerfolg - erstes Raumschiff, das die Fluchtgeschwindigkeit erreichte, Mondvorbeiflug, Sonnenumlaufbahn; verfehlte den Mond |
| Semjorka - 8K72 | 18. Juni 1959 | Einschlag | Fehlschlag - Fehlfunktion des Boosters bei T+ 153 s | ||
| Luna-2 | 390 | Semjorka - 8K72 | 12. September 1959 | Einschlag | Erfolg - erster Einschlag auf dem Mond |
| Luna-3 | 270 | Semjorka - 8K72 | 4. Oktober 1959 | Vorbeiflug | Erfolg - erste Fotos der Mondrückseite |
| Semjorka - 8K72 | 15. April 1960 | Vorbeiflug | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Semjorka - 8K72 | 16. April 1960 | Vorbeiflug | Fehlschlag - Fehlfunktion der Trägerrakete bei T+ 1 s | ||
| Sputnik-25 | Semjorka - 8K78 | 4. Januar 1963 | Landung | Fehlschlag - gestrandet in niedriger Erdumlaufbahn | |
| Semjorka - 8K78 | 3. Februar 1963 | Landung | Fehlschlag - Fehlfunktion der Booster bei T+ 105 s | ||
| Luna-4 | 1422 | Semjorka - 8K78 | 2. April 1963 | Landung | Fehlschlag - Mondvorbeiflug in 8.000 Kilometern Höhe (5.000 Meilen) |
| Semjorka - 8K78 | 21. März 1964 | Landung | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Semjorka - 8K78 | 20. April 1964 | Landung | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Kosmos-60 | Semjorka - 8K78 | 12. März 1965 | Landung | Fehlschlag - gestrandet in niedriger Erdumlaufbahn | |
| Semjorka - 8K78 | 10. April 1965 | Landung | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Luna-5 | 1475 | Semjorka - 8K78 | 9. Mai 1965 | Landung | Scheitern - Mondaufprall |
| Luna-6 | 1440 | Semjorka - 8K78 | 8. Juni 1965 | Landung | Fehlschlag - Mondvorbeiflug in 160.000 Kilometern Höhe (99.000 Meilen) |
| Luna-7 | 1504 | Semjorka - 8K78 | 4. Oktober 1965 | Landung | Scheitern - Mondaufprall |
| Luna-8 | 1550 | Semjorka - 8K78 | 3. Dezember 1965 | Landung | Scheitern - Mondaufprall beim Landeversuch |
Frühe unbemannte U.S.-Mondmissionen (1958-1965)
Im Gegensatz zu den sowjetischen Erfolgen bei der Monderkundung im Jahr 1959 blieben die anfänglichen Bemühungen der USA, den Mond mit den Programmen Pioneer und Ranger zu erreichen, ohne Erfolg. Fünfzehn aufeinander folgende unbemannte US-Mondmissionen, die sich über einen Zeitraum von sechs Jahren von 1958 bis 1964 erstreckten, scheiterten alle mit ihren primären fotografischen Missionen; die Ranger 4 und 6 wiederholten jedoch erfolgreich die sowjetischen Mondeinschläge im Rahmen ihrer sekundären Missionen. ⓘ
Zu den Fehlschlägen gehörten auch drei Versuche der USA im Jahr 1962, kleine Seismometerpakete, die von der Ranger-Hauptsonde abgesetzt worden waren, auf dem Mond zu landen. Diese Oberflächenpakete sollten mit Hilfe von Bremsraketen die Landung überstehen, im Gegensatz zum Mutterschiff, das absichtlich auf der Oberfläche aufschlagen sollte. Die letzten drei Ranger-Sonden führten bei absichtlichen Aufprallgeschwindigkeiten zwischen 2,62 und 2,68 Kilometern pro Sekunde (9.400 und 9.600 km/h) erfolgreiche Höhenaufklärungsaufnahmen auf dem Mond durch. ⓘ
| Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Datum des Starts | Ziel | Ergebnis ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|
| Pionier 0 | 38 | Thor-Able | 17. August 1958 | Mondumlaufbahn | Versagen - Explosion der ersten Stufe; zerstört |
| Pionier 1 | 34 | Thor-Able | 11. Oktober 1958 | Mondumlaufbahn | Versagen - Softwarefehler; Wiedereintritt |
| Pionier 2 | 39 | Thor-Able | 8. November 1958 | Mondumlaufbahn | Versagen - Fehlzündung der dritten Stufe; Wiedereintritt |
| Pionier 3 | 6 | Juno | 6. Dezember 1958 | Vorbeiflug | Fehlschlag - Fehlzündung der ersten Stufe, Wiedereintritt |
| Pionier 4 | 6 | Juno | 3. März 1959 | Vorbeiflug | Teilerfolg - erstes US-Raumschiff, das die Fluchtgeschwindigkeit erreicht, Mondvorbeiflug aufgrund eines Zielfehlers zu weit entfernt, um Fotos zu machen; Sonnenumlaufbahn |
| Pionier P-1 | 168 | Atlas-Able | 24. September 1959 | Mondumlaufbahn | Fehlschlag - Explosion der Startrampe; zerstört |
| Pionier P-3 | 168 | Atlas-Able | 29. November 1959 | Mondumlaufbahn | Versagen - Nutzlastabdeckung; zerstört |
| Pionier P-30 | 175 | Atlas-Able | 25. September 1960 | Mondumlaufbahn | Versagen - Anomalie der zweiten Stufe; Wiedereintritt |
| Pionier P-31 | 175 | Atlas-Able | 15. Dezember 1960 | Mondumlaufbahn | Versagen - Explosion der ersten Stufe; zerstört |
| Ranger 1 | 306 | Atlas - Agena | 23. August 1961 | Prototyp-Test | Versagen - Anomalie der Oberstufe; Wiedereintritt |
| Förster 2 | 304 | Atlas - Agena | 18. November 1961 | Prototyp-Test | Versagen - Anomalie der Oberstufe; Wiedereintritt |
| Ranger 3 | 330 | Atlas - Agena | 26. Januar 1962 | Landung | Versagen - Boostersteuerung; Sonnenumlaufbahn |
| Ranger 4 | 331 | Atlas - Agena | 23. April 1962 | Landung | Teilerfolg - erstes US-Raumschiff, das einen anderen Himmelskörper erreicht; Aufprall - keine Fotos zurück |
| Ranger 5 | 342 | Atlas - Agena | 18. Oktober 1962 | Landung | Versagen - Energieversorgung des Raumfahrzeugs; Sonnenumlaufbahn |
| Ranger 6 | 367 | Atlas - Agena | 30. Januar 1964 | Einschlag | Versagen - Kamera der Raumsonde; Aufprall |
| Ranger 7 | 367 | Atlas - Agena | 28. Juli 1964 | Einschlag | Erfolg - 4308 Fotos zurück, Aufprall |
| Ranger 8 | 367 | Atlas - Agena | 17. Februar 1965 | Einschlag | Erfolgreich - lieferte 7137 Fotos, Absturz |
| Ranger 9 | 367 | Atlas - Agena | 21. März 1965 | Einschlag | Erfolgreich - lieferte 5814 Fotos, Absturz |
Pioneer-Missionen
Drei verschiedene Ausführungen der Pioneer-Mondsonden wurden auf drei verschiedenen modifizierten ICBMs geflogen. Die auf der mit einer Able-Oberstufe modifizierten Thor-Trägerrakete geflogenen Sonden trugen ein Infrarot-Fernsehsystem mit einer Auflösung von 1 Milliradian zur Untersuchung der Mondoberfläche, eine Ionisationskammer zur Messung der Strahlung im Weltraum, eine Membran-Mikrofon-Anordnung zur Erkennung von Mikrometeoriten, ein Magnetometer und temperaturvariable Widerstände zur Überwachung der internen thermischen Bedingungen im Raumfahrzeug. Die erste Mission, die von der US-Luftwaffe geleitet wurde, explodierte während des Starts; bei allen folgenden Pioneer-Mondflügen hatte die NASA die Leitung inne. Die nächsten beiden kehrten zur Erde zurück und verglühten beim Wiedereintritt in die Atmosphäre, nachdem sie eine maximale Höhe von etwa 110.000 Kilometern und 1.450 Kilometern erreicht hatten, was weit unter den etwa 400.000 Kilometern lag, die erforderlich sind, um die Nähe des Mondes zu erreichen. ⓘ
Die NASA arbeitete daraufhin mit der United States Army's Ballistic Missile Agency zusammen, um zwei extrem kleine kegelförmige Sonden auf der Juno ICBM zu fliegen, die nur Fotozellen, die durch das Licht des Mondes ausgelöst werden sollten, und ein Experiment zur Strahlungsumgebung auf dem Mond mit Hilfe eines Geiger-Müller-Röhrendetektors an Bord hatten. Die erste dieser Sonden erreichte eine Höhe von nur etwa 100.000 Kilometern und sammelte zufällig Daten, die das Vorhandensein der Van-Allen-Strahlungsgürtel nachwiesen, bevor sie wieder in die Erdatmosphäre eintrat. Die zweite Sonde passierte den Mond in einer Entfernung von mehr als 60.000 Kilometern, also doppelt so weit wie geplant und zu weit entfernt, um eines der wissenschaftlichen Instrumente an Bord auszulösen, und erreichte dennoch als erste US-Raumsonde eine Sonnenumlaufbahn. ⓘ
Die endgültige Konstruktion der Mondsonde Pioneer bestand aus vier "Schaufelrad"-Solarzellen, die von einem kugelförmigen, drallstabilisierten Raumfahrzeugkörper mit einem Durchmesser von einem Meter ausgingen, der mit einem fernsehähnlichen System Bilder von der Mondoberfläche aufnehmen, die Masse des Mondes und die Topographie der Pole abschätzen, die Verteilung und Geschwindigkeit von Mikrometeoriten aufzeichnen, die Strahlung untersuchen, Magnetfelder messen, niederfrequente elektromagnetische Wellen im Weltraum aufspüren und ein ausgeklügeltes integriertes Antriebssystem für das Manövrieren und den Eintritt in die Umlaufbahn nutzen konnte. Keines der vier im Rahmen dieser Sondenreihe gebauten Raumfahrzeuge überlebte den Start mit der Atlas-ICBM, die mit einer Able-Oberstufe ausgestattet war. ⓘ
Nach den erfolglosen Atlas-Able-Pioneer-Sonden begann das Jet Propulsion Laboratory der NASA mit der Entwicklung eines unbemannten Raumfahrzeugs, dessen modularer Aufbau sowohl für Mond- als auch für interplanetare Erkundungsmissionen verwendet werden konnte. Die interplanetaren Versionen wurden als Mariners bezeichnet, die Mondversionen als Rangers. Das JPL plante drei Versionen der Ranger-Mondsonden: Block I-Prototypen, die verschiedene Strahlungsdetektoren in Testflügen in eine sehr hohe Erdumlaufbahn bringen sollten, die dem Mond nicht nahe kam; Block II, der versuchen sollte, die erste Mondlandung durch eine harte Landung eines Seismometerpakets zu erreichen; und Block III, der ohne Bremsraketen auf die Mondoberfläche stürzen und während des Abstiegs sehr hochauflösende, großflächige Fotos vom Mond machen sollte. ⓘ
Ranger-Missionen
Die Missionen Ranger 1 und 2 Block I waren praktisch identisch. Zu den Experimenten des Raumschiffs gehörten ein Lyman-Alpha-Teleskop, ein Rubidium-Dampf-Magnetometer, elektrostatische Analysatoren, Teilchendetektoren für mittlere Energiebereiche, zwei Dreifach-Koinzidenz-Teleskope, eine integrierende Ionisationskammer für kosmische Strahlung, Detektoren für kosmischen Staub und Szintillationszähler. Ziel war es, diese Block-I-Raumsonde in eine sehr hohe Erdumlaufbahn mit einem Apogäum von 110.000 Kilometern und einem Perigäum von 60.000 Kilometern zu bringen. ⓘ
Von diesem Aussichtspunkt aus konnten die Wissenschaftler über einen Zeitraum von mehreren Monaten direkte Messungen der Magnetosphäre vornehmen, während die Ingenieure neue Methoden zur routinemäßigen Verfolgung von und Kommunikation mit Raumfahrzeugen über so große Entfernungen perfektionierten. Diese Praxis wurde als unabdingbar erachtet, um sicherzustellen, dass Fernsehübertragungen mit hoher Bandbreite vom Mond während eines einmaligen Zeitfensters von fünfzehn Minuten bei den nachfolgenden Mondabstiegen von Block II und Block III aufgezeichnet werden konnten. Bei beiden Block-I-Missionen kam es zu Ausfällen der neuen Agena-Oberstufe, so dass sie die erdnahe Parkbahn nach dem Start nicht verlassen konnten; beide verglühten beim Wiedereintritt nach nur wenigen Tagen. ⓘ
Die ersten Versuche, eine Mondlandung durchzuführen, fanden 1962 während der von den Vereinigten Staaten geflogenen Missionen Rangers 3, 4 und 5 statt. Die Basisfahrzeuge aller drei Block-II-Missionen waren 3,1 m hoch und bestanden aus einer Mondkapsel, die mit einem Aufprallbegrenzer aus Balsaholz mit einem Durchmesser von 650 mm bedeckt war, einem Monotreibstoff-Mittelstreckenmotor, einem Retrorocket mit einer Schubkraft von 5.050 Pfund (22,5 kN) und einer vergoldeten und verchromten sechseckigen Basis mit einem Durchmesser von 1,5 m. Diese Landefähre (Codename Tonto) war so konzipiert, dass sie den Aufprall durch eine äußere Decke aus zerbrechlichem Balsaholz und einen mit inkompressiblem flüssigem Freon gefüllten Innenraum abfedern konnte. Eine 42 kg schwere Metallkugel mit einem Durchmesser von 30 cm (0,98 ft) schwamm und konnte sich in einem Flüssigfreon-Reservoir in der Landekugel frei drehen.
"Alles, was wir tun, sollte wirklich darauf ausgerichtet sein, vor den Russen auf dem Mond zu landen. ...Wir sind bereit, vernünftige Summen auszugeben, aber wir reden über fantastische Ausgaben, die unseren Haushalt und all diese anderen inländischen Programme ruinieren, und die einzige Rechtfertigung dafür ist meiner Meinung nach, dass wir hoffen, sie zu schlagen und zu demonstrieren, dass wir sie überholt haben, wenn wir mit einem Rückstand von ein paar Jahren starten, bei Gott, wir haben sie überholt."
- John F. Kennedy über die geplante Mondlandung, 21. November 1962
Diese Nutzlastkugel enthielt sechs Silber-Cadmium-Batterien zur Versorgung eines 50-Milliwatt-Funksenders, einen temperatursensitiven, spannungsgesteuerten Oszillator zur Messung der Temperatur auf der Mondoberfläche und ein Seismometer, das so empfindlich war, dass es den Einschlag eines 2,3 kg schweren Meteoriten auf der gegenüberliegenden Seite des Mondes erkennen konnte. Das Gewicht wurde in der Nutzlastkugel so verteilt, dass sie sich in ihrer flüssigen Hülle drehte, um das Seismometer in eine aufrechte und betriebsbereite Position zu bringen, unabhängig von der endgültigen Ausrichtung der externen Landekugel. Nach der Landung sollten die Stopfen geöffnet werden, damit das Freon verdampfen und die Nutzlastkugel in aufrechten Kontakt mit der Landekugel kommen konnte. Die Batterien waren so dimensioniert, dass die Nutzlastkugel bis zu drei Monate lang betrieben werden konnte. Der Landeplatz wurde aus verschiedenen Gründen auf den Oceanus Procellarum am Mondäquator beschränkt, den das Landegerät im Idealfall 66 Stunden nach dem Start erreichen sollte. ⓘ
Die Ranger-Lander hatten keine Kameras an Bord, und während der Mission sollten keine Bilder von der Mondoberfläche aufgenommen werden. Stattdessen trug das 3,1 Meter lange Ranger Block II-Mutterschiff eine 200-Zeilen-Fernsehkamera, die während des freien Falls auf die Mondoberfläche Bilder aufnehmen sollte. Die Kamera war so konzipiert, dass sie alle 10 Sekunden ein Bild übertrug. Sekunden vor dem Aufprall, in 5 und 0,6 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche, nahmen die Ranger-Mutterschiffe Bilder auf (diese können hier angesehen werden). ⓘ
Weitere Instrumente, die vor dem Aufprall des Mutterschiffs auf dem Mond Daten sammelten, waren ein Gammastrahlen-Spektrometer zur Messung der gesamten chemischen Zusammensetzung des Mondes und ein Radarhöhenmesser. Der Radarhöhenmesser sollte ein Signal geben, mit dem die Landekapsel und die mit Feststofftreibstoff betriebene Bremsrakete über Bord des Block-II-Mutterschiffs geworfen wurden. Die Bremsrakete sollte die Landekugel abbremsen und in 330 Metern Höhe über der Oberfläche zum Stillstand bringen und sich dann abtrennen, so dass die Landekugel wieder frei fallen und auf der Oberfläche aufschlagen konnte. ⓘ
Bei Ranger 3 führten ein Ausfall des Atlas-Lenksystems und ein Softwarefehler an Bord der Agena-Oberstufe dazu, dass das Raumschiff auf einen Kurs gebracht wurde, der den Mond verfehlte. Der Versuch, während eines Vorbeiflugs am Mond Mond Aufnahmen zu machen, wurde durch einen Ausfall des Bordcomputers während des Fluges vereitelt. Der Grund dafür war wahrscheinlich die vorherige Hitzesterilisation des Raumfahrzeugs, bei der es am Boden 24 Stunden lang über dem Siedepunkt von Wasser gehalten wurde, um den Mond vor einer Kontamination durch irdische Organismen zu schützen. Die Hitzesterilisation wurde auch für die späteren Ausfälle des Raumschiffcomputers von Ranger 4 und des Stromversorgungssystems von Ranger 5 während des Fluges verantwortlich gemacht. Nur Ranger 4 erreichte den Mond durch einen unkontrollierten Aufprall auf der anderen Seite des Mondes. ⓘ
Die Hitzesterilisation wurde für die letzten vier Ranger-Sonden des Blocks III eingestellt. Diese Sonden ersetzten die Block-II-Landekapsel und ihren Retrorocket durch ein schwereres, leistungsfähigeres Fernsehsystem, das die Auswahl des Landeplatzes für die kommenden Apollo-Mondlandungsmissionen mit Besatzung unterstützen sollte. Sechs Kameras sollten in den letzten zwanzig Minuten vor dem Aufprall auf der Mondoberfläche Tausende von Fotos aus großer Höhe aufnehmen. Die Kameraauflösung betrug 1.132 Zeilen, weit mehr als die 525 Zeilen eines typischen US-Fernsehers von 1964. Während Ranger 6 einen Ausfall dieses Kamerasystems erlitt und trotz eines ansonsten erfolgreichen Fluges keine Fotos lieferte, war die nachfolgende Mission Ranger 7 zum Mare Cognitum ein voller Erfolg. ⓘ
Die Mission Ranger 7 durchbrach die sechs Jahre andauernde Reihe von Fehlschlägen bei den Versuchen der USA, den Mond aus nächster Nähe zu fotografieren, und wurde als nationaler Wendepunkt angesehen. Sie trug dazu bei, dass der wichtige NASA-Haushalt 1965 ohne Kürzung der Mittel für das Apollo-Mondlandeprogramm durch den Kongress der Vereinigten Staaten ging. Die anschließenden Erfolge von Ranger 8 und Ranger 9 gaben den USA weiteren Auftrieb. ⓘ
Sowjetische unbemannte weiche Landungen (1966-1976)
Das von der Sowjetunion gestartete Raumschiff Luna 9 führte am 3. Februar 1966 die erste erfolgreiche weiche Mondlandung durch. Airbags schützten die 99 Kilogramm schwere Schleuderkapsel, die eine Aufprallgeschwindigkeit von über 15 Metern pro Sekunde (54 km/h) überstand. Luna 13 wiederholte dieses Kunststück mit einer ähnlichen Mondlandung am 24. Dezember 1966. Beide Missionen lieferten Panoramafotos, die die ersten Aufnahmen von der Mondoberfläche darstellten. ⓘ
Luna 16 war die erste Robotersonde, die auf dem Mond landete und eine Probe der Monderde sicher zur Erde zurückbrachte. Es war die erste Mission der Sowjetunion zur Rückführung von Mondproben und nach Apollo 11 und Apollo 12 die dritte Mission zur Rückführung von Mondproben insgesamt. Diese Mission wurde später von Luna 20 (1972) und Luna 24 (1976) erfolgreich wiederholt. ⓘ
1970 und 1973 wurden zwei Lunokhod-Roboter ("Moonwalker") zum Mond gebracht, wo sie 10 bzw. 4 Monate lang erfolgreich arbeiteten und dabei 10,5 km (Lunokhod 1) bzw. 37 km (Lunokhod 2) zurücklegten. Diese Rover-Missionen liefen zeitgleich mit den Mondvorbeiflug-, Orbiter- und Landemissionen der Zond- und Luna-Serien. ⓘ
| Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Datum des Starts | Ziel | Ergebnis | Landezone | Lat/Lon ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Luna-9 | 1580 | Semjorka - 8K78 | 31. Januar 1966 | Landung | Erfolg - erste weiche Landung auf dem Mond, zahlreiche Fotos | Oceanus Procellarum | 7.13°N 64.37°W |
| Luna-13 | 1580 | Semjorka - 8K78 | 21. Dezember 1966 | Landung | Erfolg - zweite weiche Mondlandung, zahlreiche Fotos | Oceanus Procellarum | 18°52'N 62°3'W |
| Proton | 19. Februar 1969 | Lunar-Rover | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||||
| Proton | 14. Juni 1969 | Rückgabe einer Probe | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||||
| Luna-15 | 5,700 | Proton | 13. Juli 1969 | Rückgabe einer Probe | Fehlschlag - Mondaufprall | Mare Crisium | unbekannt |
| Kosmos-300 | Proton | 23. September 1969 | Rückgabe einer Probe | Fehlschlag - gestrandet in niedriger Erdumlaufbahn | |||
| Kosmos-305 | Proton | 22. Oktober 1969 | Rückgabe einer Probe | Fehlschlag - gestrandet in niedriger Erdumlaufbahn | |||
| Proton | 6. Februar 1970 | Rückgabe einer Probe | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||||
| Luna-16 | 5,600 | Proton | 12. September 1970 | Rückgabe einer Probe | Erfolg - brachte 0,10 kg Mondboden zur Erde zurück | Mare Fecunditatis | 000.68S 056.30E |
| Luna-17 | 5,700 | Proton | 10. November 1970 | Lunar-Rover | Erfolg - Lunokhod-1 Rover legte 10,5 km über die Mondoberfläche zurück | Mare Imbrium | 038.28N 325.00E |
| Luna-18 | 5,750 | Proton | 2. September 1971 | Rückgabe einer Probe | Fehlschlag - Mondaufprall | Mare Fecunditatis | 003,57N 056,50E |
| Luna-20 | 5,727 | Proton | 14. Februar 1972 | Rückgabe einer Probe | Erfolg - brachte 0,05 kg Mondboden zur Erde zurück | Mare Fecunditatis | 003,57N 056,50E |
| Luna-21 | 5,950 | Proton | 8. Januar 1973 | Lunar-Rover | Erfolg - Lunokhod-2 Rover legte 37,0 km über die Mondoberfläche zurück | LeMonnier-Krater | 025.85N 030.45E |
| Luna-23 | 5,800 | Proton | 28. Oktober 1974 | Rückgabe einer Probe | Misserfolg - Mondlandung gelungen, aber Fehlfunktion verhinderte Probenrückgabe | Mare Crisium | 012.00N 062.00E |
| Proton | 16. Oktober 1975 | Rückgabe einer Probe | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||||
| Luna-24 | 5,800 | Proton | 9. August 1976 | Rückgabe einer Probe | Erfolg - 0,17 kg Mondboden wurden zur Erde zurückgebracht | Mare Crisium | 012.25N 062.20E |
Unbemannte weiche Landungen der USA (1966-1968)
Das US-Roboterprogramm Surveyor war Teil der Bemühungen, eine sichere Stelle auf dem Mond für eine menschliche Landung zu finden und unter Mondbedingungen die Radar- und Landesysteme zu testen, die für eine echte kontrollierte Landung erforderlich sind. Fünf der sieben Surveyor-Missionen führten zu erfolgreichen unbemannten Mondlandungen. Surveyor 3 wurde zwei Jahre nach seiner Mondlandung von der Besatzung von Apollo 12 besucht. Sie bauten Teile des Raumschiffs aus, um sie auf der Erde zu untersuchen und die Auswirkungen der langfristigen Exposition gegenüber der Mondumgebung zu ermitteln. ⓘ
| Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Datum des Starts | Ziel | Ergebnis | Landezone | Lat/Lon ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vermessungsgerät 1 | 292 | Atlas - Zentaur | 30. Mai 1966 | Landung | Erfolg - 11.000 Bilder zurück, erste US-Mondlandung | Oceanus Procellarum | 002.45S 043.22W |
| Vermessungsinstrument 2 | 292 | Atlas - Zentaur | 20. September 1966 | Landung | Versagen - Triebwerksstörung auf halber Strecke, wodurch das Fahrzeug in einen nicht wiederherstellbaren Sturzflug geriet; Absturz südöstlich des Copernicus-Kraters | Sinus Medii | 004.00S 011.00W |
| Vermesser 3 | 302 | Atlas - Zentaur | 20. April 1967 | Landung | Erfolg - 6.000 Bilder wurden zurückgegeben; der Graben wurde nach 18 Stunden Einsatz des Roboterarms bis auf 17,5 cm Tiefe ausgehoben | Oceanus Procellarum | 002.94S 336.66E |
| Vermesser 4 | 282 | Atlas - Zentaur | 14. Juli 1967 | Landung | Misserfolg - Verlust des Funkkontakts 2,5 Minuten vor dem Aufsetzen; perfekte automatische Mondlandung möglich, aber Ergebnis unbekannt | Sinus Medii | unbekannt |
| Vermessungsgerät 5 | 303 | Atlas - Zentaur | 8. September 1967 | Landung | Erfolg - 19.000 Fotos zurück, erster Einsatz des Alpha-Streuungsmonitors für die Bodenzusammensetzung | Mare Tranquillitatis | 001.41N 023.18E |
| Landvermesser 6 | 300 | Atlas - Zentaur | 7. November 1967 | Landung | Erfolg - 30.000 Fotos, Roboterarm und Alpha-Streuung, Neustart der Triebwerke, zweite Landung 2,5 m von der ersten entfernt | Sinus Medii | 000.46N 358.63E |
| Vermesser 7 | 306 | Atlas - Zentaur | 7. Januar 1968 | Landung | Erfolg - 21.000 Fotos zurück; Roboterarm und Alpha-Streuung; Laserstrahlen von der Erde entdeckt | Tycho-Krater | 041,01S 348,59E |
Übergang von direkten Aufstiegslandungen zu Operationen in der Mondumlaufbahn
Anfang 1966 hatten die Sowjetunion und die Vereinigten Staaten innerhalb von vier Monaten erfolgreiche Mondlandungen mit unbemannten Raumfahrzeugen durchgeführt. Für die breite Öffentlichkeit hatten beide Länder durch die Rückgabe von fotografischen Bildern von der Mondoberfläche in etwa die gleichen technischen Fähigkeiten demonstriert. Diese Bilder lieferten eine wichtige positive Antwort auf die entscheidende Frage, ob der Mondboden die kommenden bemannten Landefahrzeuge mit ihrem viel größeren Gewicht tragen würde oder nicht. ⓘ
Die harte Landung von Luna 9 auf einer robusten Kugel mit Airbags und einer ballistischen Aufprallgeschwindigkeit von 50 km/h hatte jedoch viel mehr mit den fehlgeschlagenen Ranger-Landungsversuchen von 1962 und ihren geplanten Aufprallgeschwindigkeiten von 160 km/h gemein als mit der sanften Landung von Surveyor 1 auf drei Fußbänken mit seinem radargesteuerten Retrorocket mit einstellbarer Schubkraft. Zwar waren sowohl Luna 9 als auch Surveyor 1 bedeutende nationale Errungenschaften, doch nur Surveyor 1 hatte seinen Landeplatz mit den Schlüsseltechnologien erreicht, die für einen Flug mit Besatzung erforderlich waren. Ab Mitte 1966 hatten die Vereinigten Staaten damit begonnen, die Sowjetunion im so genannten Wettlauf um die Landung eines Menschen auf dem Mond zu überholen. ⓘ
Bevor bemannte Raumfahrzeuge den unbemannten auf die Mondoberfläche folgen konnten, waren Fortschritte in anderen Bereichen erforderlich. Von besonderer Bedeutung war die Entwicklung des Know-hows zur Durchführung von Flugoperationen in der Mondumlaufbahn. Ranger, Surveyor und die ersten Versuche der Luna-Mondlandung flogen alle direkt zur Oberfläche, ohne eine Mondumlaufbahn zu benutzen. Solche direkten Aufstiege verbrauchen ein Minimum an Treibstoff für unbemannte Raumfahrzeuge auf einer einfachen Reise. ⓘ
Im Gegensatz dazu benötigen Raumfahrzeuge mit Besatzung nach einer Mondlandung zusätzlichen Treibstoff, um die Rückreise der Besatzung zur Erde zu ermöglichen. Diese große Menge an Treibstoff für die Rückkehr zur Erde in der Mondumlaufbahn zu belassen, bis sie später in der Mission verbraucht wird, ist weitaus effizienter, als diesen Treibstoff bei einer Mondlandung auf die Mondoberfläche zu bringen und dann alles wieder zurück in den Weltraum zu schleppen, wobei man auf beiden Wegen gegen die Schwerkraft des Mondes arbeitet. Diese Überlegungen führen logischerweise zu einem Rendezvous-Missionsprofil in der Mondumlaufbahn für eine Mondlandung mit Besatzung. ⓘ
Dementsprechend gingen sowohl die USA als auch die UdSSR ab Mitte 1966 zu Missionen über, die eine Mondumlaufbahn als Voraussetzung für eine Mondlandung mit Besatzung vorsahen. Die Hauptziele dieser ersten unbemannten Orbiter waren eine umfassende fotografische Kartierung der gesamten Mondoberfläche für die Auswahl von Landeplätzen für die Besatzung und, für die Sowjets, die Überprüfung der Funkkommunikationsausrüstung, die bei zukünftigen sanften Landungen eingesetzt werden sollte. ⓘ
Eine unerwartete wichtige Entdeckung, die die ersten Mondorbiter machten, waren riesige Mengen an dichtem Material unter der Oberfläche der Mondmaterie. Solche Massenkonzentrationen ("Mascons") können eine Mission mit Besatzung in den letzten Minuten einer Mondlandung gefährlich vom Kurs abbringen, wenn eine relativ kleine Landezone angestrebt wird, die glatt und sicher ist. Es wurde auch festgestellt, dass Mascons über einen längeren Zeitraum hinweg die Umlaufbahnen von Satelliten in geringer Höhe um den Mond stark stören, so dass ihre Bahnen instabil werden und es in einem relativ kurzen Zeitraum von Monaten bis zu einigen Jahren zu einem unvermeidlichen Aufprall auf der Mondoberfläche kommt. ⓘ
Die Kontrolle des Aufprallortes von verbrauchten Mondorbitern kann von wissenschaftlichem Wert sein. So wurde beispielsweise 1999 der NASA-Orbiter Lunar Prospector absichtlich so ausgerichtet, dass er in einem ständig beschatteten Bereich des Shoemaker-Kraters in der Nähe des Mondsüdpols einschlug. Man hoffte, dass die Energie des Einschlags die vermuteten schattigen Eisablagerungen im Krater verdampfen und eine von der Erde aus erkennbare Wasserdampffahne freisetzen würde. Eine solche Wolke wurde nicht beobachtet. Die Lunar Prospector brachte jedoch ein kleines Fläschchen mit der Asche des ersten Mondforschers Eugene Shoemaker in den nach ihm benannten Krater - derzeit die einzigen menschlichen Überreste auf dem Mond. ⓘ
Sowjetische Satelliten in der Mondumlaufbahn (1966-1974)
| U.S.S.R.-Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Gestartet | Ziel der Mission | Ergebnis der Mission ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|
| Kosmos - 111 | Molniya-M | 1. März 1966 | Mondumkreiser | Fehlschlag - gestrandet in niedriger Erdumlaufbahn | |
| Luna-10 | 1,582 | Molniya-M | 31. März 1966 | Mondumkreiser | Erfolg - 2.738 km x 2.088 km x 72 Grad Umlaufbahn, 178 m Periode, 60-tägige wissenschaftliche Mission |
| Luna-11 | 1,640 | Molniya-M | 24. August 1966 | Mondumkreiser | Erfolg - 2.931 km x 1.898 km x 27 Grad Umlaufbahn, 178 m Periode, 38-tägige Wissenschaftsmission |
| Luna-12 | 1,620 | Molniya-M | 22. Oktober 1966 | Mondumkreiser | Erfolg - 2.938 km x 1.871 km x 10 Grad Umlaufbahn, 205 m Periode, 89-tägige Wissenschaftsmission |
| Kosmos-159 | 1,700 | Molniya-M | 17. Mai 1967 | Prototyp-Test | Erfolg - Test der Funkkalibrierung des Kommunikationsgeräts für die bemannte Landung in einer hohen Erdumlaufbahn |
| Molniya-M | 7. Februar 1968 | Mondumkreiser | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreichte die Erdumlaufbahn nicht - Versuch eines Funkkalibrierungstests? | ||
| Luna-14 | 1,700 | Molniya-M | 7. April 1968 | Mondumkreiser | Erfolg - 870 km x 160 km x 42 Grad Umlaufbahn, 160 m Periode, instabile Umlaufbahn, Funkkalibrierungstest? |
| Luna-19 | 5,700 | Proton | 28. September 1971 | Mondumkreiser | Erfolg - 140 km x 140 km x 41 Grad Umlaufbahn, 121 m Periode, 388 Tage Wissenschaftsmission |
| Luna-22 | 5,700 | Proton | 29. Mai 1974 | Mondumkreiser | Erfolg - 222 km x 219 km x 19 Grad Umlaufbahn, 130 m Periode, 521 Tage Wissenschaftsmission |
Luna 10 war das erste Raumfahrzeug, das den Mond am 3. April 1966 umkreiste. ⓘ
U.S.-Satelliten in der Mondumlaufbahn (1966-1967)
| U.S.-Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Gestartet | Ziel der Mission | Ergebnis der Mission ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|
| Mondumlaufbahn 1 | 386 | Atlas - Agena | 10. August 1966 | Mondumkreiser | Erfolg - 1.160 km x 189 km x 12 Grad Umlaufbahn, 208 m Periode, 80-tägige Fotomission |
| Mondumkreiser 2 | 386 | Atlas - Agena | 6. November 1966 | Mondumkreiser | Erfolg - 1.860 km X 52 km x 12 Grad Umlaufbahn, 208 m Periode, 339 Tage Fotomission |
| Mondumkreiser 3 | 386 | Atlas - Agena | 5. Februar 1967 | Mondumkreiser | Erfolg - 1.860 km x 52 km x 21 Grad Umlaufbahn, 208 m Periode, 246 Tage Fotomission |
| Mondumkreiser 4 | 386 | Atlas - Agena | 4. Mai 1967 | Mondumkreiser | Erfolg - 6.111 km x 2.706 km x 86 Grad Umlaufbahn, 721 m Periode, 180-tägige Fotomission |
| Mondumkreiser 5 | 386 | Atlas - Agena | 1. August 1967 | Mondumkreiser | Erfolg - 6.023 km x 195 km x 85 Grad Umlaufbahn, 510 m Periode, 183-tägige Fotomission |
Sowjetische Zirkumunarschleifenflüge (1967-1970)
Es ist möglich, ein Raumfahrzeug von der Erde aus so auszurichten, dass es eine Schleife um den Mond fliegt und zur Erde zurückkehrt, ohne in eine Mondumlaufbahn einzutreten (so genannte freie Rückkehr). Solche Umkreisungsmissionen sind einfacher als Mondumlaufmissionen, da keine Raketen zum Abbremsen der Mondumlaufbahn und zur Rückkehr zur Erde erforderlich sind. Eine bemannte Zirkumlunar-Umlaufbahn-Mission stellt jedoch erhebliche Herausforderungen dar, die über die einer bemannten Mission im niedrigen Erdorbit hinausgehen, und bietet wertvolle Lektionen für die Vorbereitung auf eine bemannte Mondlandung. Dazu gehört vor allem die Bewältigung der Anforderungen beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre nach der Rückkehr vom Mond. ⓘ
Bewohnte Raumfahrzeuge in der Erdumlaufbahn wie das Space Shuttle kehren mit einer Geschwindigkeit von etwa 7.500 m/s (27.000 km/h) zur Erde zurück. Aufgrund der Schwerkraft trifft ein vom Mond zurückkehrendes Fahrzeug mit einer viel höheren Geschwindigkeit von etwa 11.000 m/s (40.000 km/h) auf die Erdatmosphäre. Die g-Belastung der Astronauten während der daraus resultierenden Abbremsung kann selbst bei einem nominalen Wiedereintritt an der Grenze der menschlichen Belastbarkeit liegen. Geringfügige Schwankungen der Flugbahn und des Wiedereintrittswinkels bei der Rückkehr vom Mond können leicht zu tödlichen Abbremskräften führen. ⓘ
Das Erreichen eines bemannten zirkumlunaren Schleifenflugs vor einer bemannten Mondlandung wurde zu einem Hauptziel der Sowjets mit ihrem Zond-Raumschiffprogramm. Die ersten drei Zonds waren robotergestützte Planetensonden; danach wurde der Name Zond auf ein völlig eigenständiges Programm für die bemannte Raumfahrt übertragen. Der anfängliche Schwerpunkt dieser späteren Zonds war die umfassende Erprobung der erforderlichen Hochgeschwindigkeits-Wiedereintrittsverfahren. Dieser Schwerpunkt wurde von den USA nicht geteilt, die sich stattdessen dafür entschieden, das Sprungbrett einer bemannten Zirkumunar-Umlaufmission zu umgehen und nie ein eigenes Raumschiff für diesen Zweck entwickelten. ⓘ
Die ersten bemannten Raumflüge in den frühen 1960er Jahren brachten im Rahmen des sowjetischen Vostok- und des US-amerikanischen Mercury-Programms eine einzelne Person in eine niedrige Erdumlaufbahn. Bei einer Erweiterung des Wostok-Programms um zwei Flüge, bekannt als Woschod, wurden Wostok-Kapseln mit abmontierten Schleudersitzen verwendet, um die ersten sowjetischen Weltraumflüge mit mehreren Besatzungen im Jahr 1964 und Weltraumspaziergängen Anfang 1965 durchzuführen. Diese Fähigkeiten wurden später von den USA in zehn Gemini-Missionen in einer niedrigen Erdumlaufbahn in den Jahren 1965 und 1966 unter Beweis gestellt, bei denen ein völlig neues Raumschiff der zweiten Generation zum Einsatz kam, das mit dem früheren Mercury nur noch wenig gemein hatte. Diese Gemini-Missionen dienten der Erprobung von Techniken für orbitale Rendezvous- und Andockmanöver, die für das Profil einer Mondlandemission mit Besatzung von entscheidender Bedeutung waren. ⓘ
Nach dem Ende des Gemini-Programms begann die Sowjetunion 1967 mit dem Flug ihrer zweiten Generation von Zond-Raumschiffen mit Besatzung, deren Ziel es war, einen Kosmonauten in einer Schleife um den Mond zu führen und ihn oder sie sofort zur Erde zurückzubringen. Das Zond-Raumschiff wurde mit der einfacheren und bereits einsatzbereiten Proton-Trägerrakete gestartet, im Gegensatz zu den parallelen sowjetischen Bemühungen um eine bemannte Mondlandung, die zu dieser Zeit ebenfalls auf Sojus-Raumschiffen der dritten Generation basierten und die Entwicklung der fortschrittlichen N-1-Trägerrakete erforderten. Die Sowjets glaubten daher, einen bemannten Zond-Mondflug Jahre vor einer bemannten US-Mondlandung durchführen und damit einen Propagandasieg erringen zu können. Erhebliche Entwicklungsprobleme verzögerten jedoch das Zond-Programm, und der Erfolg des amerikanischen Apollo-Mondlandeprogramms führte schließlich zur Einstellung des Zond-Projekts. ⓘ
Wie Zond wurden auch die Apollo-Flüge im Allgemeinen auf einer freien Rückflugbahn gestartet, die sie über eine zirkuläre Schleife zur Erde zurückbringen sollte, falls sie aufgrund einer Fehlfunktion des Servicemoduls nicht in der Mondumlaufbahn landen konnten. Diese Option wurde nach einer Explosion an Bord der Apollo 13-Mission im Jahr 1970 eingeführt, die bis heute die einzige bemannte Zirkumunar-Loop-Mission ist, die geflogen wurde. ⓘ
| U.S.S.R.-Mission | Masse (kg) | Trägerrakete | Gestartet | Ziel der Mission | Nutzlast | Ergebnis der Mission ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kosmos-146 | 5,400 | Proton | 10. März 1967 | Hohe Erdumlaufbahn | ohne Besatzung | Teilerfolg - Erreichte erfolgreich eine hohe Erdumlaufbahn, strandete jedoch und war nicht in der Lage, einen kontrollierten atmosphärischen Wiedereintrittstest mit hoher Geschwindigkeit einzuleiten |
| Kosmos-154 | 5,400 | Proton | 8. April 1967 | Hohe Erdumlaufbahn | ohne Besatzung | Teilerfolg - Erreichte erfolgreich eine hohe Erdumlaufbahn, strandete jedoch und war nicht in der Lage, einen kontrollierten atmosphärischen Wiedereintrittstest mit hoher Geschwindigkeit einzuleiten |
| Proton | 28. September 1967 | Hohe Erdumlaufbahn | ohne Besatzung | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Proton | 22. November 1967 | Hohe Erdumlaufbahn | ohne Besatzung | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Zond-4 | 5,140 | Proton | 2. März 1968 | Hohe Erdumlaufbahn | ohne Besatzung | Teilerfolg - erfolgreicher Start in eine 300.000 km hohe Erdumlaufbahn, Fehlfunktion der Lenkung beim Hochgeschwindigkeits-Wiedereintrittstest, absichtliche Selbstzerstörung, um eine Landung außerhalb der Sowjetunion zu verhindern |
| Proton | 23. April 1968 | Zirkumlunare Schleife | nicht-menschliche biologische Nutzlast | Fehlschlag - Fehlfunktion des Boosters, erreicht die Erdumlaufbahn nicht; Explosion des Startvorbereitungstanks tötet drei Mitglieder der Rampenbesatzung | ||
| Zond-5 | 5,375 | Proton | 15. September 1968 | Zirkumlunare Schleife | nicht-menschliche biologische Nutzlast | Erfolg - Umrundung des Mondes mit den ersten erdnahen Lebensformen, zwei Schildkröten und anderen lebenden biologischen Exemplaren, und sichere Rückkehr der Kapsel und der Nutzlast zur Erde, obwohl sie außerhalb der Sowjetunion im Indischen Ozean gelandet waren |
| Zond-6 | 5,375 | Proton | 10. November 1968 | Zirkumlunare Schleife | nicht-menschliche biologische Nutzlast | Teilerfolg - Umkreisung des Mondes, erfolgreicher Wiedereintritt, aber Verlust des Kabinendrucks führte zum Tod der biologischen Nutzlast, Fehlfunktion des Fallschirmsystems und schwere Schäden am Fahrzeug bei der Landung |
| Proton | 20. Januar 1969 | Zirkumlunare Schleife | nicht-menschliche biologische Nutzlast | Misserfolg - Fehlfunktion der Trägerrakete, erreicht die Erdumlaufbahn nicht | ||
| Zond-7 | 5,979 | Proton | 8. August 1969 | Zirkumlunare Schleife | nicht-menschliche biologische Nutzlast | Erfolgreich - umrundete den Mond, brachte die biologische Nutzlast sicher zur Erde zurück und landete zielgenau in der Sowjetunion. Einzige Zond-Mission, deren Wiedereintritts-G-Kräfte für die menschliche Besatzung überlebensfähig gewesen wären, wenn sie an Bord gewesen wäre. |
| Zond-8 | 5,375 | Proton | 20. Oktober 1970 | Zirkumlunare Schleife | nicht-menschliche biologische Nutzlast | Erfolgreich - umrundete den Mond und brachte die biologische Nutzlast sicher zur Erde zurück, obwohl sie außerhalb der Sowjetunion im Indischen Ozean landete. |
Zond 5 war das erste Raumschiff, das Leben von der Erde in die Nähe des Mondes brachte und wieder zurückkehrte. Mit seiner Nutzlast aus Schildkröten, Insekten, Pflanzen und Bakterien leitete es die letzte Runde des Wettlaufs im Weltraum ein. Trotz des Scheiterns in den letzten Momenten wurde die Zond-6-Mission auch von den sowjetischen Medien als Erfolg dargestellt. Obwohl beide Zond-Missionen weltweit als bemerkenswerte Errungenschaften gefeiert wurden, flogen sie abseits der nominalen Wiedereintrittsbahnen, was zu Verzögerungskräften führte, die für Menschen tödlich gewesen wären. ⓘ
Daher planten die Sowjets insgeheim, die Zond-Tests ohne Besatzung fortzusetzen, bis ihre Zuverlässigkeit für den Flug von Menschen nachgewiesen war. Aufgrund der anhaltenden Probleme der NASA mit der Mondlandefähre und aufgrund von CIA-Berichten über einen möglichen sowjetischen Zirkumlunarflug mit Besatzung Ende 1968 änderte die NASA jedoch schicksalhaft den Flugplan von Apollo 8 von einem Test der Mondlandefähre in der Erdumlaufbahn zu einer für Ende Dezember 1968 geplanten Mondumlaufbahnmission. ⓘ
Anfang Dezember 1968 öffnete sich das Startfenster zum Mond für den sowjetischen Startplatz in Baikonur und gab der UdSSR die letzte Chance, die USA auf dem Mond zu schlagen. Die Kosmonauten wurden in Alarmbereitschaft versetzt und baten darum, das Zond-Raumschiff, das sich zu diesem Zeitpunkt in Baikonur in der Endphase des Countdowns befand, auf der ersten bemannten Reise zum Mond zu fliegen. Letztendlich entschied das sowjetische Politbüro jedoch, dass das Risiko des Todes der Besatzung angesichts der bis dahin schlechten Leistung von Zond/Proton nicht akzeptabel sei, und strich den Start einer sowjetischen Mondmission mit Besatzung. Diese Entscheidung erwies sich als klug, denn die unnummerierte Zond-Mission wurde bei einem weiteren Test ohne Besatzung zerstört, als sie schließlich einige Wochen später gestartet wurde. ⓘ
Zu diesem Zeitpunkt hatten die Flüge der dritten Generation der amerikanischen Apollo-Raumschiffe bereits begonnen. Die Apollo-Raumschiffe waren weitaus leistungsfähiger als die Zond-Raumschiffe und verfügten über die notwendige Raketenleistung, um in die Mondumlaufbahn hinein- und wieder herauszugleiten und die für einen sicheren Wiedereintritt erforderlichen Kurskorrekturen während der Rückkehr zur Erde vorzunehmen. Die Apollo-8-Mission führte am 24. Dezember 1968 die erste bemannte Reise zum Mond durch, wobei die Saturn-V-Trägerrakete für den Einsatz mit Besatzung zertifiziert wurde und nicht nur eine Schleife um den Mond flog, sondern zehnmal den Mond umrundete, bevor sie sicher zur Erde zurückkehrte. Apollo 10 führte dann im Mai 1969 eine vollständige Generalprobe für eine Mondlandung mit Besatzung durch. Diese Mission umkreiste die Mondoberfläche in einer Höhe von 14,4 km (47.400 Fuß) und führte die notwendigen Kartierungen in niedriger Höhe durch, um die Flugbahn verändernde Maskons mit Hilfe eines Prototyps der Mondlandefähre zu erfassen, die für eine Landung zu schwer war. Mit dem Scheitern des sowjetischen Probenrückführungsroboters Luna 15 im Juli 1969 waren die Weichen für Apollo 11 gestellt. ⓘ
Menschliche Mondlandungen (1969-1972)
US-Strategie
Die Pläne für die Erforschung des Mondes durch Menschen begannen während der Eisenhower-Regierung. Mitte der 1950er Jahre hatte Wernher von Braun in einer Reihe von Artikeln in der Zeitschrift Collier's die Idee einer bemannten Expedition zur Errichtung einer Mondbasis propagiert. Eine bemannte Mondlandung stellte die USA und die UdSSR vor eine Reihe gewaltiger technischer Herausforderungen. Neben der Steuerung und dem Gewichtsmanagement war der Wiedereintritt in die Atmosphäre ohne Überhitzung der Abluftsysteme eine der größten Hürden. Nachdem die Sowjets den Sputnik gestartet hatten, förderte von Braun den Plan der US-Armee, bis 1965 einen militärischen Außenposten auf dem Mond zu errichten. ⓘ
Nach den frühen sowjetischen Erfolgen, insbesondere dem Flug von Juri Gagarin, suchte US-Präsident John F. Kennedy nach einem Projekt, das die Öffentlichkeit begeistern würde. Er beauftragte Vizepräsident Lyndon Johnson mit der Ausarbeitung von Vorschlägen für ein wissenschaftliches Projekt, das die Führungsrolle der USA in der Welt beweisen sollte. Zu den Vorschlägen gehörten auch Optionen außerhalb des Weltraums, wie z. B. massive Bewässerungsprojekte, die der Dritten Welt zugute kommen sollten. Die Sowjets verfügten damals über leistungsfähigere Raketen als die USA, was ihnen bei einigen Arten von Weltraummissionen einen Vorteil verschaffte. ⓘ
Die Fortschritte in der US-Atomwaffentechnologie hatten zu kleineren, leichteren Sprengköpfen geführt; die sowjetischen Sprengköpfe waren viel schwerer, und die leistungsstarke R-7-Rakete wurde für deren Transport entwickelt. Bescheidenere Missionen wie eine Mondumrundung oder ein Weltraumlabor in der Mondumlaufbahn (beides schlug Kennedy von Braun vor) boten den Sowjets einen zu großen Vorteil; die Landung jedoch würde die Welt in ihren Bann ziehen. ⓘ
Johnson hatte sich seit dem Sputnik für das US-Raumfahrtprogramm für Menschen eingesetzt und noch als Senator die Gesetzgebung zur Gründung der NASA unterstützt. Als Kennedy ihn 1961 aufforderte, die beste Lösung zu finden, um dem Vorsprung der Sowjets entgegenzuwirken, antwortete Johnson, dass die USA sogar die Chance hätten, die Sowjets mit einer bemannten Mondlandung zu schlagen, aber nicht mit weniger. Kennedy sah in Apollo den idealen Schwerpunkt für die Bemühungen im Weltraum. Er stellte die weitere Finanzierung sicher, indem er die Ausgaben für die Raumfahrt von den Steuersenkungen von 1963 ausnahm, aber Geld von anderen wissenschaftlichen Projekten der NASA abzweigte. Diese Umleitungen verärgerten den Leiter der NASA, James E. Webb, der erkannte, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft die Unterstützung der NASA benötigte. ⓘ
Die Mondlandung erforderte die Entwicklung der großen Saturn V-Trägerrakete, die eine perfekte Bilanz aufwies: keine katastrophalen Ausfälle oder durch die Trägerrakete verursachte Fehlschläge bei dreizehn Starts. ⓘ
Um das Programm zum Erfolg zu führen, mussten seine Befürworter die Kritik von Politikern sowohl von links (mehr Geld für Sozialprogramme) als auch von rechts (mehr Geld für das Militär) zurückweisen. Indem sie den wissenschaftlichen Nutzen betonten und mit der Angst vor einer sowjetischen Vorherrschaft im Weltraum spielten, gelang es Kennedy und Johnson, die öffentliche Meinung zu beeinflussen: 1965 sprachen sich 58 Prozent der Amerikaner für Apollo aus, zwei Jahre zuvor waren es noch 33 Prozent. Nachdem Johnson 1963 Präsident geworden war, sorgte seine kontinuierliche Verteidigung des Programms dafür, dass es 1969, wie von Kennedy geplant, erfolgreich durchgeführt werden konnte. ⓘ
Die sowjetische Strategie
Der sowjetische Staatschef Nikita Chruschtschow erklärte im Oktober 1963, die UdSSR plane "derzeit keinen Flug von Kosmonauten zum Mond", beharrte aber gleichzeitig darauf, dass die Sowjets nicht aus dem Rennen ausgestiegen seien. Erst ein weiteres Jahr später verpflichtete sich die UdSSR voll und ganz zu einem Mondlandungsversuch, der letztlich scheiterte. ⓘ
Gleichzeitig schlug Kennedy verschiedene gemeinsame Programme vor, darunter eine mögliche Mondlandung sowjetischer und amerikanischer Astronauten und die Entwicklung besserer Wetterüberwachungssatelliten, was schließlich zur Apollo-Sojus-Mission führte. Chruschtschow, der einen Versuch Kennedys witterte, die russische Raumfahrttechnologie zu stehlen, lehnte die Idee zunächst ab: Wenn die UdSSR zum Mond fliegen würde, dann allein. Obwohl Chruschtschow sich schließlich für die Idee erwärmte, wurde die Verwirklichung einer gemeinsamen Mondlandung durch die Ermordung Kennedys im Keim erstickt. ⓘ
Sergej Koroljow, der Chefkonstrukteur des sowjetischen Raumfahrtprogramms, hatte damit begonnen, für sein Sojus-Raumschiff und die Trägerrakete N1 zu werben, mit denen eine Mondlandung für Menschen möglich sein sollte. Chruschtschow wies Korolews Konstruktionsbüro an, weitere Weltraumpremieren zu schaffen, indem es die bestehende Wostok-Technologie modifizierte, während ein zweites Team mit dem Bau einer völlig neuen Trägerrakete und eines neuen Raumfahrzeugs, der Proton-Trägerrakete und der Zond, für einen bemannten Zislunarflug im Jahr 1966 begann. 1964 gab die neue sowjetische Führung Korolew die Unterstützung für eine Mondlandung und unterstellte alle Projekte mit Besatzung seiner Leitung. ⓘ
Nach Korolews Tod und dem Scheitern des ersten Sojus-Fluges im Jahr 1967 geriet die Koordinierung des sowjetischen Mondlandeprogramms schnell aus den Fugen. Die Sowjets bauten ein Landefahrzeug und wählten Kosmonauten für eine Mission aus, die Alexej Leonow auf die Mondoberfläche gebracht hätte, aber mit den wiederholten Fehlstarts der N1-Trägerrakete im Jahr 1969 wurden die Pläne für eine bemannte Landung zunächst verzögert und dann abgesagt. ⓘ
Es wurde ein Programm mit automatischen Rückführungsfahrzeugen gestartet, in der Hoffnung, als Erster Mondgestein zurückbringen zu können. Dies schlug mehrfach fehl. Es gelang schließlich 1970 mit Luna 16. Dies hatte jedoch kaum Auswirkungen, da die Mondlandungen von Apollo 11 und Apollo 12 und die Rückführung von Gestein zu diesem Zeitpunkt bereits stattgefunden hatten. ⓘ
Apollo-Missionen
Insgesamt sind vierundzwanzig US-Astronauten zum Mond gereist. Drei von ihnen haben den Mond zweimal betreten, und zwölf haben die Oberfläche betreten. Apollo 8 war eine reine Mondumlaufmission, Apollo 10 umfasste das Abdocken und den Abstieg in die Erdumlaufbahn (Descent Orbit Insertion, DOI), gefolgt von der Landung des Landemoduls und dem Andocken des Landemoduls, während Apollo 13, die ursprünglich als Landung geplant war, als Vorbeiflug am Mond endete, und zwar auf einer freien Rückflugbahn. Apollo 7 und Apollo 9 waren reine Erdumlaufbahnmissionen. Abgesehen von den inhärenten Gefahren von Mondexpeditionen mit Besatzung, wie sie bei Apollo 13 zu beobachten waren, liegt ein Grund für die Einstellung dieser Missionen nach Aussage des Astronauten Alan Bean in den Kosten, die sie für staatliche Subventionen verursachen. ⓘ
Bemannte Mondlandungen
| Name der Mission | Mondlandefähre | Datum der Landung auf dem Mond | Datum des Mondstarts | Landeplatz auf dem Mond | Dauer auf der Mondoberfläche (DD:HH:MM) | Besatzung | Anzahl der EVAs | Gesamte EVA-Zeit (HH:MM) ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Apollo 11 | Eagle | 20. Juli 1969 | 21. Juli 1969 | Meer der Stille | 0:21:31 | Neil Armstrong, Edwin "Buzz" Aldrin | 1 | 2:31 |
| Apollo 12 | Unerschrocken | 19. November 1969 | 21. November 1969 | Ozean der Stürme | 1:07:31 | Charles "Pete" Conrad, Alan Bean | 2 | 7:45 |
| Apollo 14 | Antares | 5. Februar 1971 | 6. Februar 1971 | Fra Mauro | 1:09:30 | Alan B. Shepard, Edgar Mitchell | 2 | 9:21 |
| Apollo 15 | Falke | 30. Juli 1971 | 2. August 1971 | Hadley Rille | 2:18:55 | David Scott, James Irwin | 3 | 18:33 |
| Apollo 16 | Orion | 21. April 1972 | 24. April 1972 | Descartes Hochland | 2:23:02 | John Young, Charles Duke | 3 | 20:14 |
| Apollo 17 | Challenger | 11. Dezember 1972 | 14. Dezember 1972 | Taurus-Littrow | 3:02:59 | Eugene Cernan, Harrison "Jack" Schmitt | 3 | 22:04 |
Weitere Aspekte der erfolgreichen Apollo-Landungen
Präsident Richard Nixon beauftragte den Redenschreiber William Safire mit der Ausarbeitung einer Kondolenzrede für den Fall, dass Armstrong und Aldrin auf der Mondoberfläche festsäßen und nicht gerettet werden könnten. ⓘ
1951 prognostizierte der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke, dass bis 1978 ein Mensch den Mond erreichen würde. ⓘ
Am 16. August 2006 meldete die Associated Press, dass der NASA die Original-Slow-Scan-Fernsehbänder (die vor der Umwandlung in herkömmliches Fernsehen gemacht wurden) vom Apollo-11-Mondspaziergang fehlen. Einige Nachrichtenagenturen berichteten fälschlicherweise, dass die SSTV-Bänder in Westaustralien gefunden wurden, doch handelte es sich dabei nur um Aufzeichnungen von Daten des Apollo 11 Early Apollo Surface Experiments Package. Die Bänder wurden 2008 gefunden und 2019 anlässlich des 50. Jahrestages der Landung versteigert. ⓘ
Wissenschaftler glauben, dass die sechs von den Astronauten aufgestellten amerikanischen Flaggen aufgrund der mehr als 40 Jahre andauernden Sonneneinstrahlung weiß gebleicht wurden. Auf den LROC-Bildern ist zu erkennen, dass fünf der sechs amerikanischen Flaggen noch stehen und an allen Standorten Schatten werfen, mit Ausnahme von Apollo 11. Astronaut Buzz Aldrin berichtete, dass die Flagge während des Starts von Apollo 11 von den Abgasen des Aufstiegstriebwerks umgeweht wurde. ⓘ
Unbemannte Bruchlandungen Ende des 20. Jahrhunderts/Anfang des 21.
Hiten (Japan)
Gestartet am 24. Januar 1990, 11:46 UTC. Am Ende seiner Mission erhielt der japanische Mondorbiter Hiten den Befehl, auf der Mondoberfläche aufzuschlagen, was er am 10. April 1993 um 18:03:25.7 UT (11. April 03:03:25.7 JST) auch tat. ⓘ
Lunar Prospector (US)
Lunar Prospector wurde am 7. Januar 1998 gestartet. Die Mission endete am 31. Juli 1999, als der Orbiter absichtlich in einen Krater in der Nähe des Mondsüdpols stürzte, nachdem das Vorhandensein von Wassereis erfolgreich nachgewiesen worden war. ⓘ
SMART-1 (ESA)
Start am 27. September 2003 um 23:14 UTC vom Raumfahrtzentrum Guayana in Kourou, Französisch-Guayana. Am Ende seiner Mission stürzte der ESA-Mondorbiter SMART-1 mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 km/s kontrolliert auf den Mond. Der Zeitpunkt des Aufpralls war der 3. September 2006 um 5:42 UTC. ⓘ
Chandrayaan-1 (Indien)
Der Impaktor, die Moon Impact Probe, ein Instrument der Chandrayaan-1-Mission, schlug am 14. November 2008 um 20:31 Uhr IST in der Nähe des Kraters Shackleton am Südpol der Mondoberfläche ein. Chandrayaan-1 wurde am 22. Oktober 2008, 00:52 UTC, gestartet. ⓘ
Chang'e 1 (China)
Der chinesische Mondorbiter Chang'e 1 stürzte am 1. März 2009, 20:44 GMT, nach einer 16-monatigen Mission kontrolliert auf die Mondoberfläche. Chang'e 1 wurde am 24. Oktober 2007, 10:05 UTC, gestartet. ⓘ
SELENE (Japan)
Nachdem SELENE oder Kaguya den Mond ein Jahr und acht Monate lang erfolgreich umkreist hatte, wurde der Hauptorbiter angewiesen, am 10. Juni 2009 um 18:25 UTC in der Nähe des Kraters Gill auf der Mondoberfläche aufzuschlagen. SELENE oder Kaguya wurde am 14. September 2007 gestartet. ⓘ
LCROSS (USA)
Die Daten sammelnde Raumsonde LCROSS wurde zusammen mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) am 18. Juni 2009 an Bord einer Atlas-V-Rakete mit einer Centaur-Oberstufe gestartet. Am 9. Oktober 2009, um 11:31 UTC, schlug die Centaur-Oberstufe auf der Mondoberfläche auf und setzte dabei die kinetische Energie frei, die der Detonation von etwa 2 Tonnen TNT (8,86 GJ) entspricht. Sechs Minuten später, um 11:37 UTC, schlug die LCROSS-Sonde ebenfalls auf der Oberfläche auf. ⓘ
GRAIL (USA)
Die GRAIL-Mission bestand aus zwei kleinen Raumsonden: GRAIL A (Ebb) und GRAIL B (Flow). Sie wurden am 10. September 2011 an Bord einer Delta-II-Rakete gestartet. GRAIL A trennte sich etwa neun Minuten nach dem Start von der Rakete, und GRAIL B folgte etwa acht Minuten später. Die erste Sonde trat am 31. Dezember 2011 in die Umlaufbahn ein, die zweite folgte am 1. Januar 2012. Die beiden Raumsonden trafen am 17. Dezember 2012 auf der Mondoberfläche auf. ⓘ
LADEE (USA)
LADEE wurde am 7. September 2013 gestartet. Die Mission endete am 18. April 2014, als die Raumfahrtkontrolleure LADEE absichtlich auf der Rückseite des Mondes einschlugen, die sich, wie sich später herausstellte, in der Nähe des östlichen Randes des Kraters Sundman V befand. ⓘ
Manfred-Memorial-Mondmission (Luxemburg)
Die Manfred Memorial Moon Mission wurde am 23. Oktober 2014 gestartet. Sie führte einen Mondvorbeiflug durch und war 19 Tage lang in Betrieb, viermal länger als erwartet. Die Manfred Memorial Moon Mission blieb an der Oberstufe ihrer Trägerrakete (CZ-3C/E) befestigt. Das Raumfahrzeug schlug am 4. März 2022 zusammen mit seiner Oberstufe auf dem Mond auf. ⓘ
Unbemannte weiche Landungen und Versuche im 21. Jahrhundert
Chang'e 3 (China)
Am 14. Dezember 2013 um 13:12 UTC setzte Chang'e 3 einen Rover weich auf dem Mond ab. Dies war die erste weiche Landung auf dem Mond seit Luna 24 am 22. August 1976. ⓘ
Chang'e 4 (China)
Am 3. Januar 2019 um 2:26 UTC landete Chang'e 4 als erstes Raumfahrzeug auf der anderen Seite des Mondes. ⓘ
Beresheet (Israel)
Am 22. Februar 2019 um 01:45 UTC startete SpaceX die Mondlandefähre Beresheet, die von der israelischen Organisation SpaceIL entwickelt wurde. Der Start erfolgte von Cape Canaveral, Florida, mit einer Falcon 9-Trägerrakete, wobei der Lander eine von drei Nutzlasten auf der Rakete war. Beresheet kam auf einer langsamen, aber treibstoffsparenden Flugbahn in der Nähe des Mondes an. Nach sechs Wochen und mehreren immer größeren Umkreisungen der Erde erreichte sie zunächst eine große elliptische Umlaufbahn um die Erde mit einem Apogäum von fast 400.000 Kilometern (250.000 Meilen). Nach einem kurzen Abbremsmanöver wurde sie von der Schwerkraft des Mondes in einer stark elliptischen Mondumlaufbahn eingefangen, die innerhalb einer Woche kreisförmig verkleinert wurde, bevor sie am 11. April 2019 auf der Mondoberfläche landen sollte. Die Mission war der erste israelische und der erste privat finanzierte Versuch einer Mondlandung. SpaceIL wurde ursprünglich 2011 als Projekt zur Teilnahme am Google Lunar X Prize konzipiert. Am 11. April 2019 stürzte Beresheet auf der Mondoberfläche ab, da das Haupttriebwerk beim letzten Abstieg versagte. Das Ziel der Beresheet-Mondlandefähre war das Mare Serenitatis, ein riesiges vulkanisches Becken auf der nördlichen Nahseite des Mondes. Trotz des Scheiterns ist die Mission die erste sanfte Mondlandung, die ein privates Unternehmen jemals geschafft hat. ⓘ
Chandrayaan 2 (Indien)
Die indische Raumfahrtagentur ISRO hat am 22. Juli 2019 Chandrayaan 2 gestartet. Sie besteht aus 3 Hauptmodulen: Orbiter, Lander und Rover. Jedes dieser Module verfügt über wissenschaftliche Instrumente von Forschungsinstituten in Indien und den USA. Das 3.890 kg schwere Raumfahrzeug wurde mit dem GSLV Mk III gestartet. Am 7. September 2019 um 1:50 IST begann der Vikram-Lander von Chandryaan 2 mit der weichen Landesequenz. Der Kontakt ging 2,1 km über der Mondoberfläche nach der harten Bremsphase verloren und wurde nicht wiederhergestellt. Aus den Bildern des Lunar Reconnaissance Orbiter und des Chandrayaan Orbiter ging hervor, dass das Vikram-Landegerät auf dem Mond abgestürzt und zerstört worden war. ⓘ
Chang'e 5 (China)
Am 6. Dezember 2020 um 21:42 UTC landete Chang'e 5 und sammelte die ersten Mondgesteinsproben seit über 40 Jahren, die dann zur Erde zurückgebracht wurden. ⓘ
Landungen auf Monden anderer Körper des Sonnensystems
Die Fortschritte in der Weltraumforschung haben den Begriff der Mondlandung in jüngster Zeit auch auf andere Monde des Sonnensystems ausgedehnt. Die Huygens-Sonde der Cassini-Huygens-Mission zum Saturn führte 2005 eine erfolgreiche Mondlandung auf Titan durch. Auch die sowjetische Sonde Phobos 2 stand 1989 kurz davor, auf dem Marsmond Phobos zu landen, bevor der Funkkontakt zu diesem Landegerät plötzlich abbrach. Eine ähnliche russische Mission zur Rückführung von Proben mit dem Namen Fobos-Grunt ("grunt" bedeutet auf Russisch "Erde") startete im November 2011, blieb aber in der niedrigen Erdumlaufbahn stecken. Es besteht ein großes Interesse an einer zukünftigen Landung auf dem Jupitermond Europa, um den möglichen Flüssigwasserozean unter seiner eisigen Oberfläche zu erforschen. ⓘ
Vorgeschlagene zukünftige Missionen
Nach dem Scheitern des Vikram-Landegeräts von Chandrayaan-2 plant die Indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) den erneuten Versuch einer sanften Landung mit einer dritten Monderkundungsmission, Chandrayaan-3. Sie soll im dritten Quartal 2022 starten. ⓘ
Bei der Lunar Polar Exploration Mission handelt es sich um ein Konzept der ISRO und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA für eine robotische Raumfahrtmission, die im Jahr 2024 einen Mondrover und einen Lander zur Erkundung der Südpolregion des Mondes entsenden soll. Die JAXA wird wahrscheinlich den Startdienst mit der künftigen H3-Rakete übernehmen und auch für den Rover verantwortlich sein. Die ISRO wäre für die Landefähre zuständig. ⓘ
Die russische Landefähre Luna 25 wird voraussichtlich im Mai 2022 starten. ⓘ
Am 11. Dezember 2017 unterzeichnete US-Präsident Trump die Space Policy Directive 1, mit der die NASA angewiesen wurde, mit einer bemannten Mission zum Mond zurückzukehren, um ihn "langfristig zu erforschen und zu nutzen", sowie Missionen zu anderen Planeten durchzuführen. Am 26. März 2019 gab Vizepräsident Mike Pence offiziell bekannt, dass an der Mission die erste weibliche Mondastronautin teilnehmen wird. Das Artemis-Programm hat das Ziel, mit neuen Trägersystemen zum Mond zurückzukehren. ⓘ
Für die 2020er Jahre planen unter anderem Indien, Südkorea und Japan sowie Privatunternehmen aus mehreren Ländern unbemannte Mondlandungen. ⓘ
Historische empirische Beweise
Viele Verschwörungstheoretiker halten die Apollo-Mondlandungen für einen Schwindel; es gibt jedoch empirische Beweise dafür, dass die Mondlandungen tatsächlich stattgefunden haben. Jeder auf der Erde, der über ein geeignetes Laser- und Teleskopsystem verfügt, kann Laserstrahlen an drei Retroreflektor-Arrays reflektieren, die von Apollo 11, 14 und 15 auf dem Mond zurückgelassen wurden, und damit den Einsatz des Lunar Laser Ranging Experiments an historisch belegten Apollo-Mondlandestellen nachweisen. Darüber hinaus hat der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA im August 2009 damit begonnen, hochauflösende Fotos von den Apollo-Landestellen zurückzusenden. Diese Fotos zeigen die großen Abstiegsstufen der sechs Apollo-Mondlandefähren, die zurückgelassen wurden, die Spuren der drei Lunar Roving Vehicles und die Wege, die die zwölf Astronauten beim Gehen im Mondstaub hinterließen. Im Jahr 2016 bestätigte der damalige US-Präsident Barack Obama, dass die Mondlandung kein Schwindel war, und dankte den Mitgliedern der Fernsehsendung Mythbusters öffentlich dafür, dass sie dies in Folge 2 der sechsten Staffel bewiesen hatten. ⓘ
Sonstiges
Das Wort „Mondlandung“ wurde Ende des 20. Jahrhunderts in die Aufstellung der 100 Wörter des 20. Jahrhunderts aufgenommen. ⓘ