Quelle: OHB SE.

Oberpfaffenhofen, 27. September 2019. Im Januar dieses Jahres haben die OHB System AG und Israel Aerospace Industries (IAI) die Kräfte gebündelt, um gemeinsam einen kommerziellen Mondlandedienst zu entwickeln. Im Zuge dieser ersten Vereinbarung luden die Partner Interessenten aus Wissenschaft und Wirtschaft zu einem Anwenderworkshop am OHB-Standort in Oberpfaffenhofen ein, um mehr über ihre speziellen Anforderungen zu erfahren.
LSAS – Mondlandedienst
Der „Lunar Surface Access Service“ (LSAS) genannte Dienst basiert auf dem Konzept für den „Israeli Lunar Lander“ (ILL). Der ILL hat wiederum seine Wurzeln in der (in Zusammenarbeit mit der NGO SpaceIL entwickelten) Mondlandefähre Beresheet, die Anfang des Jahres mit einer kleinen wissenschaftlichen Nutzlast ihren Erstflug absolvierte. Bei dem daraus abgeleiteten ILL-Konzept werden die Möglichkeiten bei der Unterbringung der Nutzlasten erweitert und deren erlaubte Masse erhöht. Dieses angepasste Konzept bildet die Grundlage für den LSAS-Mondlandedienst von OHB System AG und IAI. Möglich sind entweder feste oder flexibel einsetzbare Nutzlasten, die auf einem Roboterarm zur Platzierung oder zum Einsatz am Boden untergebracht sind. Dabei können auch Kleinsatelliten in eine Mondumlaufbahn entlassen werden.

„Hauptvorteil des LSAS sind die aus der Beresheet-Mission gewonnenen Erfahrungen. Dies verschafft uns gegenüber potenziellen kommerziellen Konkurrenten einen erheblichen Wettbewerbsvorteil in Bezug auf Risiko und Zeitplan“, sagt Opher Doron, IAI. „Wir sind gesprächsbereit und in der Lage, in Zusammenarbeit mit OHB bereits 2021 unseren ersten Lander zu starten.“ Das aus IAI und OHB bestehende LSAS-Konsortium arbeitet mit möglichen Kunden (einschließlich der Europäischen Weltraumorganisation ESA) an einer kostengünstigen Mondlandefähre, die mehrere wissenschaftliche, technologische und kommerzielle Nutzlasten transportieren kann.

Die OHB System AG, die in erster Linie mit der Vermarktung des LSAS an europäische Kunden, der Projekt- und Missionssteuerung und -koordination sowie der Nutzlastunterbringung beauftragt ist, wird auch mit ihrem breiten Knowhow und dem in fast 40 Jahren im Luft- und Raumfahrtbereich gewonnenen Erfahrungsschatz die Entwicklung der Mondlandefähre selbst und insbesondere der Landetechnik unterstützen.

An dem Workshop, den die beiden Partner heute veranstalteten, nahmen Gäste aus wissenschaftlichen Instituten, Wirtschaftsunternehmen sowie der Europäischen Weltraumorganisation ESA teil. „Ziel des Workshops war es, den Marktbedarf zu ergründen und die Anforderungen an die Nutzlastunterbringung zu eruieren“, sagt Dr. Timo Stuffler, Director Business Development bei OHB. „Wir haben darüber hinaus einen Fahrplan für die erste Mission im Rahmen der LSAS-Kooperation vorgestellt und diskutiert.“

Vorwärts zum Mond! In internationaler Zusammenarbeit
Neben den kommerziellen Akteuren in Europa und den USA wird die Erforschung der Mondoberfläche auch weiterhin im Rahmen von institutionellen Programmen, insbesondere in China und Indien, vorangetrieben. „Durch diese spannende Mischung aus staatlich geförderten und kommerziell umgesetzten Mondmissionen wird die geplante kurzfristige Rückkehr der Menschen auf die Mondoberfläche bereits 2024 möglich sein, wobei ab der zweiten Hälfte der 2020er Jahre eine dauerhafte menschliche Präsenz auf einer Mondumlaufbahn beabsichtigt ist. Neben den astronautischen Missionen wird auch die Mondrobotik eine wichtige Rolle spielen und auch im Fokus der OHB stehen“, ergänzt Dr. Lutz Bertling, Vorstandsmitglied der OHB SE. „Die Lande- und Rückkehrfähigkeiten werden entscheidend sein. Wir sind sehr stolz, auch bei der größeren Mondlandefähre Blue Moon mit der US-Firma Blue Origin zusammenzuarbeiten. Dieses Landegerät ist für eine Gesamtnutzlastmasse von rund 5.000 kg ausgelegt.“

Die erste Mondmission von SpaceIL und IAI
Im Februar 2019 verließ das israelische Mondlandefahrzeug Beresheet als erste privat finanzierte Raumsonde die Erde und erreichte im April erfolgreich seine Umlaufbahn um den Mond. Das Projekt Beresheet wurde in Zusammenarbeit mit IAI als Mitentwickler von der gemeinnützigen Einrichtung SpaceIL geführt. SpaceIL war der einzige Teilnehmer des vorangegangen Wettbewerbs Google Lunar X-Prize, der tatsächlich eine Mondlandemission startete. Die Leichtbauweise der Landefähre wurde während der Gesamtmission erfolgreich auf Herz und Nieren geprüft. Die Landefähre wurde in eine Mondumlaufbahn gebracht; allerdings kam es aufgrund eines fehlerhaften Kommandos (dessen Ursache konnte inzwischen vollständig geklärt werden) während des kontrollierten Abstiegs zur Mondoberfläche zu einem Reset des Bordcomputers und einem harten Aufprall. Mehr als 95 % der Hardware und Systeme funktionierten jedoch erwartungsgemäß und haben sich bewährt.

Die historische Beresheet-Mission hat entscheidende Erfolge erzielt und ebnete den Weg für kostengünstige kommerzielle Tätigkeiten in der Mondumlaufbahn, da die technische Machbarkeit einer Huckepackintegration mit einer GTO-Nutzlast, die Nutzung so genannter Phasing-Orbits zur Steigerung der Missionsflexibilität unter Widerstandfähigkeit gegenüber dem Van-Allen-Strahlungsgürtel sowie die präzise GPS-freie Navigation und Entfernungsbestimmung nachgewiesen werden konnten.

Mondmissionen der OHB
OHB führte 2014 zum Gedenken an den verstorbenen Firmengründer Manfred Fuchs eine eigene Mondmission durch. Es handelte sich hierbei um eine privat finanzierte Nutzlast, die als „Manfred Moon Memorial Mission (4M)“ bezeichnet wird, und huckepack auf der chinesischen Mondsonde Chang’e 5-T1 gestartet wurde. Aus der Mondumlaufbahn sendete die 4M-Nutzlast in einer Endlosschleife Nachrichten, die von der Familie sowie Freunden und Wegbegleitern von Manfred Fuchs vorher im System gespeichert wurden und von Funkamateuren auf der ganzen Welt empfangen werden konnten.

Die von 2003 bis 2006 durchgeführte SMART-1-Mission der OHB Sweden (ehemals SSC) war die erste Mondorbit-Mission, bei der ein solar-elektrischer Antrieb für den Transfer von der Erd- in eine Mondumlaufbahn eingesetzt wurde.

„Der Mond war für OHB schon immer von besonderem Interesse, da unser Gründer die Notwendigkeit der Erforschung und der Erschließung unseres nächsten Nachbarn im Weltraum längst erkannt hatte. Wir arbeiten an mehreren Studien und Projekten, die vom Transport zum und vom Mond, über die Nutzung von Mondressourcen bis hin zum 3D-Druck und der Erstellung einer organischen Matrix für den Pflanzenanbau reichen. Deshalb freuen wir uns über das allgemeine Interesse am Mond und können mit unserem Fachwissen und unserer Begeisterung einen wichtigen Beitrag leisten“, ergänzt Dr. Timo Stuffler, Director Business Development bei OHB.

Warum zum Mond?
Dr. Lutz Richter, Projektleiter Future Projects Science & Exploration bei der OHB System AG und Projektleiter für die LSAS-Kooperation mit IAI, erklärt, warum der Mond ein lohnender Forschungsgegenstand ist: „Im Gegensatz zur geologisch extrem aktiven Erde mit ihrer Plattentektonik, ihrer Atmosphäre und ihrem flüssigen Wasser ist der Mond ein eher ruhiger Himmelskörper. Durch die Rückführung von Mondproben auf die Erde, vor allem durch die Apollo-Astronauten, wissen wir, dass sich der Mond (kurz nach der Bildung der Planeten vor mehr als vier Milliarden Jahren) durch den Aufprall eines Himmelskörpers mit der ungefähren Größe des Mars auf die Erde gebildet hat, so dass der Mond auch Material enthält, das sich ursprünglich im Erdinneren befand. Durch die fehlende Plattentektonik und dem damit einhergehenden Ausbleiben einer großflächigen Umwälzung der Oberfläche, sowie wegen der fehlenden Atmosphäre zeichnet der Mond die Chronologie von Einschlägen von Asteroiden und Kometen auf, die auch unseren Heimatplaneten beeinflusst hat.

Auf dem Mond ist diese Historie sehr gut erhalten, so dass ein Ziel seiner künftigen Erforschung sein wird, ein besseres Verständnis der Einschlagschronologie zu gewinnen. Dies ermöglicht wiederum eine fundiertere Abschätzung der zukünftigen Gefahr einer möglichen Kollision von Asteroiden und Kometen mit der Erde. Die Entnahme von Mondproben an mehreren als sehr wichtig identifizieren Standorten, die während des Apollo-Programms nicht besucht wurden, und ihre Rückführung auf die Erde sind notwendig, um ein besseres Verständnis der geochemischen und geophysikalischen Evolution der Erde und des Mondes zu gewinnen. In der Sonnensystemforschung werden beide Himmelskörper übrigens als „terrestrische Planeten“ bezeichnet. Außerdem sollten die kürzlich bestätigten Lagerstätten von Eis in der Nähe der Mondpole besucht und von künftigen Missionen beprobt werden, um mehr über Kometen als wahrscheinliche Quelle für das durch Einschläge auf den Mond gelangte Eis zu erfahren.“

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• OHB-System

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Quelle: RUAG Space GmbH Wien.

Eine 3D-Triebwerkhalterung von RUAG Space wird die erste 3D-gedruckte Komponente auf dem Mond sein. Sie ist Teil des Mondlanders des israelischen Privatunternehmens SpaceIL, welcher Mitte Februar ins All starten soll. Das Raumfahrzeug wird eine Aluminiumstruktur aus dem 3D-Drucker als Halterung für sein Haupttriebwerk verwenden. Die Struktur wurde von RUAG Space, Europas führendem Raumfahrtzulieferer mit Sitz in Zürich, entwickelt.

„Unsere 3D-Komponente wird das Raumfahrzeug bei seiner Landung und Bewegung auf dem Mond unterstützen“, erklärt Peter Guggenbach, CEO von RUAG Space. RUAG Space ist ein Pionier im Bereich des 3D-Drucks für den Weltraum.

3D-Druck: schnellere Produktion, geringeres Gewicht
„Mit dem 3D-Druck profitieren unsere Kunden von einer schnelleren und kostengünstigeren Produktion“, sagt Guggenbach. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bietet der 3D-Druck eine Vielzahl von Vorteilen. Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung von leichteren Metall- oder Kunststoffteilen. „Gewichtsreduzierung ist ein entscheidender Faktor in der Raumfahrtindustrie“, erklärt Guggenbach. „Je leichter ein Satellit, desto geringer die Kosten. Jedes Kilogramm weniger spart Geld, da weniger Energie für den Transport des Satelliten in seine Umlaufbahn benötigt wird.“

Neben leichteren Teilen ermöglicht der 3D-Druck auch die Herstellung von Gebilden, die im Vergleich zu herkömmlichen Produktionsarten wie z.B. dem Fräsen, Drehen oder Schleifen, eine höhere Leistung bei geringerer Masse bieten.

Zweimonatige Reise durch das Weltall
Die Mission von SpaceIL wäre die erste Mondlandung, die nicht von der Regierung eines Staates, sondern von einem Privatunternehmen durchgeführt wird. Der Start soll Mitte Februar erfolgen und die Landung ist am Ende der zweimonatigen Reise durch das Weltall vorgesehen. Nach der Landung auf der Mondoberfläche soll das Raumfahrzeug Fotos und Videos sowie Daten über das Magnetfeld des Mondes zurücksenden.

3D-Druck bei RUAG-Space
Seit 2014 entwickelt RUAG Space Raumfahrtkomponenten auf Basis der sogenannten Additive Manufacturing (3D-Druck)-Technologie. RUAG Space entwarf die Komponente für die SpaceIL-Mondmission und qualifizierte sie für den Weltraum. Für die Herstellung der 3D-Druckstruktur beauftragte RUAG Space das US-Unternehmen MORF3D, einen führenden Anbieter von Additive Manufacturing-Lösungen für die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Über RUAG Space
RUAG Space ist der führende Zulieferer für die Raumfahrt in Europa mit einer wachsenden Präsenz in den USA. Rund 1300 Mitarbeitende in sechs Ländern entwickeln und produzieren Produkte für Satelliten und Trägerraketen – dadurch spielt RUAG Space eine zentrale Rolle sowohl im institutionellen ebenso wie im kommerziellen Raumfahrtmarkt. RUAG Space ist Teil des internationalen Technologieunternehmens RUAG mit Sitz in der Schweiz.

RUAG entwickelt und vertreibt international gefragte Technologieanwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Sicherheits- und Wehrtechnik für den Einsatz zu Land, in der Luft und im Weltraum. Die Produkte und Dienstleistungen von RUAG sind zu 56 % für den zivilen und zu 44 % für den militärischen Markt bestimmt. Konzernsitz ist Bern (Schweiz). Standorte befinden sich in der Schweiz sowie in 15 weiteren Ländern in Europa, den USA und Asien-Pazifik. RUAG erwirtschaftet einen Umsatz von rund CHF 1.96 Mrd. und zählt über 9200 Arbeitsplätze – davon 400 für Lernende.

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• Nusantara Satu und SpaceIL mit Lander Beresheet auf Falcon 9

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