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Dank Laserstrahl in dunkle Mondkrater
von
Stefan Deiters
astronews.com
14. Mai 2020
Wie würden sich dunkle Krater auf dem Mond erkunden lassen,
ohne dabei auf nukleare Antriebe zu setzen? Dieser Frage hat sich auch die
europäische Weltraumagentur ESA angenommen und nun ein innovatives Konzept
vorgestellt: Ein Mondrover könnte durch einen Laserstrahl auch aus größerer
Entfernung mit Energie versorgt werden.
Nächtliche Rovertests der europäischen Weltraumagentur ESA auf
Teneriffa.
Foto: Fernando Gandía/GMV [Großansicht] |
Die Pole des Mondes scheinen auf den ersten Blick nicht sonderlich
interessant zu sein. Seit allerdings Mondsonden Hinweise dafür geliefert haben,
dass hier, auf dem Boden von permanent im Schatten liegenden Kratern,
Wassereis existieren könnte, werden diese Regionen für die Monderkundung
zunehmend interessant. Schließlich würde jeder Rohstoff, den man nicht von der
Erde zum Mond bringen müsste, eine Erkundung des Erdtrabanten kostengünstiger
machen. Auch wissenschaftlich wäre dieses Wassereis von großem
Interesse.
Doch wie soll man diese dunklen Bereiche des Mondes erkunden? Rover
nutzen in der Regel Solarzellen, um sich mit Energie zu versorgen, doch diese
Form der Energiegewinnung käme in den dunklen Mondkratern nicht infrage. Und es
ist hier nicht nur dunkel: In den schattigen Bereichen dürften Temperaturen
herrschen, die denen auf dem fernen Pluto nahekommen. Man schätzt sie auf -240 Grad
Celsius.
"Die Standardantwort auf solche Bedingungen ist die Verwendung von
Radionuklidbatterien", meint ESA-Mitarbeiter Michel Van Winnendael. Mit
diesen wird
Elektrizität aus der Wärme gewonnen, die beim Zerfall von radioaktivem Material
entsteht. Ihr Einsatz ist allerdings teuer und würde die Wissenschaftler zudem
noch vor eine besondere Herausforderung stellen: Es könnte nämlich passieren,
dass sich der Rover dadurch so weit aufheizt, dass sich Eisproben nicht mehr
sinnvoll untersuchen lassen würden.
"Als eine Alternative haben wir bei unserer Studie geschaut, ob man nicht
auch ein laserbasiertes Energiesystem verwenden könnte", so Van Winnendael.
Inspiriert wurde das Team dabei durch Drohnen auf der Erde, die mithilfe von
Laserstrahlen mit Energie versorgt werden und so mehrere Stunden am Himmel
bleiben können. Als Ergebnis des Projekts PHILIP (was für "Powering rovers by
High Intensity Laser Induction on Planets" steht) wurde nun ein komplettes
Missionsdesign für einen Rover vorgestellt, der mit Laserunterstützung arbeitet.
Das Konzept sieht vor, dass ein Lander an einer Stelle landet, in der es
praktisch permanenten Sonnenschein gibt. Eine geeignete Region wäre etwa zwischen
den Kratern de Gerlache und Shackleton am Mondsüdpol. Der Lander würde über
einen 500-Watt-Infrarot-Laser verfügen, mit dem der 250 Kilogramm wiegende Rover
anvisiert wird, während er sich in die schattigeren Regionen aufmacht. Der Rover
würde aus dem Laserlicht Energie erzeugen, Photodioden würden dafür sorgen, dass
der Rover den Laserstrahl nicht verliert.
Das Team hat eine Route in die schattigen Kraterbereiche identifiziert, die
einen ständigen "Sichtkontakt" zum Laser des Landers ermöglichen würde. Die
Laserverbindung könnte dabei sogar zur Kommunikation zwischen Rover und Lander
eingesetzt werden. Das Verfahren sollte über eine Entfernung von bis zu 15 Kilometern
funktionieren.
Tests mit Rovern in der Dunkelheit hatte die ESA zuvor bereits auf Teneriffa
durchgeführt. Nun wäre man soweit, auch einen Prototyp eines von einem Laser mit
Energie versorgten Rovers zu testen. Dieser müsste allerdings erst einmal im
Rahmen eines Folgeprojekts gebaut werden.
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