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Mond-Mission: Wird NASA-Rover »VIPER« Eis finden?

Die USA wollen an ihre früheren Erfolge bei der Mondlandung anknüpfen und im Jahr 2023 wieder einen Rover zum Mond schicken. Der anvisierte Landeplatz nahe des Südpols ist jedoch umstritten.
Der Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) der NASA soll den Weg für eine neue Ära bemannter Missionen zur Mondoberfläche ebnen.

Die NASA hat bekannt gegeben, dass ihr nächster Mondrover neben einem Krater namens Nobile landen soll, in der Nähe des Mondsüdpols. Dort soll die Mission VIPER – kurz für Volatiles Investigating Polar Exploration Rover – Eis auf der Mondoberfläche untersuchen: Es könnte in Zukunft ein wichtiger Rohstoff sein, etwa als Zutat für Raketentreibstoff. Bisher hatte trotz des hier schlummernden Potenzials noch nie eine Raumsonde den Südpol des Mondes besucht. Die Region bekommt nur wenig Sonnenlicht ab, und so lagern dort größere Eisreserven als anderswo. Analysen des Eises sollten seit Milliarden von Jahren festgefrorene Informationen liefern und weiteren Aufschluss über den Ursprung und die Entwicklung des Sonnensystems. Allerdings: Ob die für Anfang 2023 geplante Mission wirklich Mondeis untersuchen kann, wird von Expertinnen und Experten angezweifelt.

Dabei steigt das Interesse am Mond wieder, und das weltweit. Unter anderem China, Südkorea, Indien und Russland arbeiten an Mondmissionen. Die Vereinigten Staaten sind auch im Feld der Bewerber und wollen an die glorreichen Erfolge ihres Raumfahrtprogramms anknüpfen – wie den der Mondlandung von 1969. Erneut sollen Menschen auf den Mond, diesmal in die Nähe des Südpols, und das schon Ende 2024. Das jedoch könnte knapp werden: Haushaltsbeschränkungen und andere Zwänge bringen den Zeitplan ins Wanken.

Die NASA möchte eine ganze Flotte von Roboter-Raumfahrzeugen zum Mond schicken, bevor die Landung von Astronauten angegangen wird. VIPER ist eine dieser Missionen: die erste, die vor Ort Messungen am lunaren Polareis vornehmen wird. Dabei soll mit verschiedenen Methoden nach Eis im Mondboden gesucht und bis in einen Meter Tiefe gebohrt werden. Der Bau und Betrieb von VIPER wird die NASA rund 433 Millionen US-Dollar kosten, weitere 226 Millionen Dollar kommen aus der Privatwirtschaft von »Astrobotic Technology« aus dem US-Bundesstaat Pennsylvania, um die Sonde auf die Mondoberfläche zu bringen. Wenn alles gut geht, wird der Rover nach der Landung in der Nähe des Nobile-Kraters in mehr als 100 Tagen eine Strecke von mindestens 25 Kilometern zurücklegen, während er das Eis kartiert und an mehreren Stellen in das Eis bohrt.

Gibt es das erhoffte Eis überhaupt?

Einige Forscher befürchten jedoch, dass am 20. September 2021 bekannt gegebenen Landeplatz nicht gerade üppige Eisvorkommen warten. Bislang konnten die Wissenschaftler die Konzentration des Polareises nur anhand der Daten von Raumsonden aus der Umlaufbahn abschätzen. Diesen Informationen zufolge gibt es im und um den Nobile-Krater herum tatsächlich Eis, auch in mehreren ständig beschatteten Regionen. »Wir haben eine Menge Daten, die darauf hindeuten, dass es dort Wassereis gibt – wir gehen nicht blind hinein«, sagt Amy Fagan, Planetenforscherin an der Western Carolina University in Cullowhee, North Carolina.

Allerdings sei das Polareis auf dem Mond in Flecken verteilt, warnen manche Forschende – mit Frost auf der Oberfläche an einigen Stellen und tiefer gefrorenem Eis an anderen, das selbst für den VIPER-Bohrer unzugänglich ist. »Es ist nicht so, dass es überall Wassereis gibt«, sagt Bethany Ehlmann, eine Planetenforscherin am California Institute of Technology in Pasadena. Bei der Entscheidung für einen Landeplatz komme es sehr auf Details an, sagt Ehlmann.

Möglich wäre sogar, dass VIPER nicht einmal auf Wasser stößt, fügt Clive Neal, Geowissenschaftler an der University of Notre Dame in Indiana, hinzu. Allerdings könnte das dann späteren Missionen auf der Suche nach Eis helfen, bessere Zielgebiete zu finden.

Schwierige Suche nach Eis

Im Jahr 2017 hatte der damalige US-Präsident Donald Trump die NASA damit beauftragt, wieder Menschen auf den Mond zu schicken – und seitdem arbeiten viele Mondwissenschaftler daran, Gebiete rund um den Südpol zu identifizieren, in denen robotische Raumfahrzeuge oder Astronauten gute Chancen haben, Eis oder anderes geologisch interessantes Terrain zu finden.

Aus Sicht der NASA sprechen mehrere Gründe für den Nobile-Krater als Ziel für VIPER: Sein Boden bietet mehrere geeignete Stellen für Eisbohrungen; zudem dürfe der Rover auf leichtes Gelände für seine Fortbewegung stoßen, und es gibt genügend Sonnenlicht für die Batterien des solarbetriebenen Fahrzeugs. Der Krater hat auch eine gute Sichtverbindung zur Erde, so dass die Ingenieure direkt mit dem Raumfahrzeug kommunizieren können.

Der Krater Nobile ist nach einem italienischen Entdecker benannt, der Luftschiffe für die Erforschung der Arktis entwickelt hat. Zugegeben: Vom Mondkrater und seiner Umgebung gebe es noch keine detaillierten Eisflächenkartierung, räumt die NASA ein. »Das ist genau der Grund, warum wir dorthin fliegen«, sagt Anthony Colaprete, VIPER-Projektwissenschaftler am Ames Research Center der NASA in Moffett Field, Kalifornien. Jede neue Information werde aufschlussreich sein.

Verpasste Gelegenheit

Einige Wissenschaftler sind jedoch der Meinung, dass VIPER davon profitieren würde, wenn die NASA zuerst ein anderes Raumfahrzeug Richtung Mond schicken würde: einen kleinen, 55 Millionen Dollar teuren Satelliten namens Lunar Trailblazer. Lunar Trailblazer hat die Aufgabe, Wasser auf dem Mond zu kartieren. Solche Karten könnte das VIPER-Team dann zur Planung nutzen, wohin genau im Krater Nobile der Rover auf seiner 100-tägigen Mission steuern sollte, um Eis zu finden. »Dass Trailblazer nicht zur gleichen Zeit oder vor VIPER gestartet wurde, ist eine verpasste Gelegenheit«, sagt Neal.

Die NASA plant jedoch, den Lunar Trailblazer bis 2025 eingemottet zu lassen. Dann soll er zusammen mit einem anderen Raumfahrzeug ins All fliegen. Laut Ehlmann, dem leitenden Forscher von Lunar Trailblazer, wäre die Sonde im Februar 2023, also deutlich vor VIPER startbereit – und könnte VIPER Karten vorlegen, so die NASA denn eine frühere Startmöglichkeit findet. US-Mondwissenschaftler erörterten das Thema im August 2021 auf einer Sitzung der Lunar Exploration Analysis Group, die die NASA zu Mondaktivitäten berät. Sie sprachen sich zwar dafür aus, Lunar Trailblazer so bald wie möglich zu starten. Trotzdem glaube man, dass VIPER auch ohne ihn erfolgreich sein wird, so Fagan, der den Vorsitz der Gruppe innehat.

Die NASA verteidigt ihre Entscheidung, VIPER zuerst zu starten. »Wir wissen wirklich ausreichend viel, um die VIPER-Mission vor Trailblazer zu starten«, sagt Lori Glaze, Direktorin der NASA-Abteilung für Planetenforschung in Washington D.C. Und Neal argumentiert, dass beide Missionen nur der Anfang einer langfristigen Suche nach polarem Wasser auf dem Mond sein sollten, bei der die NASA und Raumfahrtbehörden anderer Länder zusammenarbeiten können, um das Eis im Rahmen eines fortlaufenden Programms zur Erforschung des Weltraums zu kartieren und abzubauen.

Sorgenfalten hin oder her: VIPER dürfte den Wissenschaftlern den bisher besten Einblick in die möglichen Eisvorkommen um den Südpol des Mondes geben. Der Rover kann sehr geringe Mengen an Eis im Boden nachweisen, weniger als ein zehntel Gewichtsprozent. »Auf Grund dieser Empfindlichkeit glaube ich, dass die Chance, Eis zu finden, ziemlich groß ist«, sagt Kevin Cannon, Planetenforscher an der Colorado School of Mines in Golden.

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