Megaprojekte
Lunar Gateway: Der erste Schritt zu den Sternen
Die nächste Raumstation
In der Geschichte der Raumfahrt waren Raumstationen ein wichtiger Meilenstein, da sie Raumfahrtbehörden ermöglichten, unzählige Systeme zu entwickeln und zu testen, die für eine langfristige Präsenz im Weltraum erforderlich sind. Sie gaben uns auch Einblicke in die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper und boten eine sichere Struktur, von der aus viele wissenschaftliche Experimente durchgeführt werden konnten.
Da die ISS voraussichtlich in ein paar Jahren mit dem Wiedereintritt beginnen wird, könnte es scheinen, dass die neuere chinesische Raumstation Tiangong, jetzt für nicht-chinesische Astronauten geöffnet, wahrscheinlich zuerst für russische Astronauten, die größte bewohnte Struktur im Weltraum in absehbarer Zukunft sein wird.
China plant die Station in den kommenden Jahren von 3 auf 6 Module zu verdoppeln. Das würde ihre Masse auf 180 metrische Tonnen erhöhen, also nur 40 % der 450 Tonnen der ISS.
Quelle: Wikipedia
Doch das ist nicht korrekt, da ein viel ambitionierteres Projekt als die ISS gebaut wird: die Lunar Gateway.
Lunar Gateway ist ein Eckpfeiler des Artemis-Programms, einer Reihe von Tiefraummissionen, die westliche Astronauten zum Mond zurückbringen wollen. Sie können einen Überblick über die Artemis-Missionen und die dahinterstehende Begründung in \”The Artemis Mission: Fly Me To The Moon (Again)\” lesen.
Die Lunar Gateway wird schließlich ein Ankerpunkt für zukünftige Artemis-Mondlandungen und damit verbundene Missionen werden. Sie wird zudem die erste Tiefraumstation sein, die einen anderen Himmelskörper als die Erde umkreist und sich bis zu ~350.000 km von der Erde (210.000 Meilen) entfernt befindet, während die ISS nur 400 km (250 Meilen) über uns kreiste.
Warum die Lunar Gateway bauen?
Passend zum Artemis-Design
Die Artemis-Missionen zielen auf Langzeitaufenthalte auf dem Mond ab, die Tage und Wochen dauern und schließlich eine permanente Besiedlung des Ortes.
Sie können einen detaillierten Bericht über das Artemis-Programm in dem von uns kürzlich veröffentlichten Bericht lesen.
Das bedeutet, dass viel Material, Ersatzteile, Nachschub, Personal und mögliche Hilfe in unmittelbarer Nähe der Mondmissionen positioniert werden muss, nicht mehrere Tage entfernt, selbst wenn ein Raketenstart sofort möglich wäre. Deshalb wird die Artemis-Mission IV zu einem großen Teil dem Bau der Lunar Gateway gewidmet sein, einer Raumstation, die den Mond umkreist.
Quelle: Explore Deep Space
Das genaue Datum von Artemis IV ist unklar, da das Programm wiederholte Verzögerungen erlitten hat. Derzeit ist Artemis II für April 2026 geplant, wobei Artemis III die erste bemannte Mondlandung sein wird.
Der Zeitplan „nicht früher als 2027“ auf der NASA-Website zur Gateway sollte realistischerweise eher als ein Datum zwischen 2028 und 2030 verstanden werden.
Lunar Gateway als sicherer Zufluchtsort
Staubabwehr
Insgesamt fühlen sich die NASA und Raumfahrtbehörden bei Langzeitaufenthalten in Raumstationen deutlich wohler als auf der Mondoberfläche. Das liegt daran, dass sie mit der ISS umfangreiche Erfahrung in erfolgreichen Langzeitmissionen gesammelt haben.
Im Gegensatz dazu wird der Mond eine Reihe einzigartiger Herausforderungen mit sich bringen.
Die erste Herausforderung wird das Vorhandensein von Mondstaub sein. Im Gegensatz zu Staub auf der Erde bedeutet das Fehlen einer Atmosphäre und Erosion, dass der Mondstaub aus extrem scharfen und abrasiven Mikropartikeln besteht.
Dies wird wahrscheinlich schnell die Raumanzüge, Dichtungen und Ausrüstungen auf der Oberfläche beschädigen. Daher könnte ein staubfreier sicherer Raum, wenn man nicht den Mond erkundet, für die Artemis-Astronauten lebensrettend sein.
“Die Teilchen sind seit Millionen von Jahren durch Mikrometeoriteneinschläge gezackt, klebrig aufgrund chemischer und elektrischer Kräfte und extrem klein. Selbst kleine Mengen Mondstaub können große Auswirkungen auf Ausrüstung und Systeme haben.”
Josh Litofsky – Projektleiter, der eine Testkampagne zur Haftung von Mondstaub auf der Gateway leitet
Regelmäßige Reisen zum Mond könnten letztlich auch die Lunar Gateway beeinträchtigen, wenn nach der Rückkehr der Astronauten zu viel Mondstaub an der Station akkumuliert, was zu Staubablagerungen an der Außenseite der Station führen würde (und hoffentlich nicht im Inneren).
Deshalb arbeitet die NASA am Gateway On-orbit Lunar Dust Modeling and Analysis Program (GOLDMAP), das vorhersagen soll, wie sich Staub auf den äußeren Oberflächen der Gateway bewegen und absetzen könnte.
Frühe GOLDMAP-Simulationen haben gezeigt, dass Mondstaub Wolken um die Gateway bilden kann, wobei größere Partikel an Oberflächen haften bleiben.
Ein Heimatlager bereitstellen
Ein weiterer Grund für den Bau der Gateway ist, dass sie viel Lager- und Wohnraum bietet, der nicht auf dem Mond landen muss. Das spart Geld und technische Kapazität, da auf diese Weise eine höhere Masse und ein größeres Volumen im Mondorbit installiert werden kann.
Schließlich wird sie als nahe unabhängige Station den Astronauten einen Ersatzstandort bieten, falls auf der Mondoberfläche während der Erkundung etwas schiefgeht. Mikrometeoriten oder technische Ausfälle könnten die Mondbasen für das Leben ungeeignet machen, und die Astronauten können nicht einfach in eine Notkapsel wie auf der ISS flüchten. Sie benötigen ein Basislager so nahe wie möglich.
Zusätzlich zu diesen kritischen Missionen wird die Lunar Gateway auch Dienste für die Mond-Erkundungsmission bereitstellen, wie Hochgeschwindigkeitskommunikation, Lagerung und Weiterleitung von gesammelten Mondgesteinsproben zur Erde, Scannen der Mondoberfläche nach Ressourcen wie Wasser usw.
Übersicht der Gateway-Architektur
Die Gateway wird aus 7 Hauptmodulen gebaut, an die das Orion‑Raumschiff, das Astronauten vom Erdorbit zum Mondorbit transportiert, angehängt wird:
- Das Crew‑ & Science‑Luftschleusenmodul, bereitgestellt von den Vereinigten Arabischen Emiraten, für Außenbordeinsätze.
- Das Lunar‑I‑Hab, mit Wohnquartieren und Lebenserhaltungssystem, bereitgestellt von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).
- HALO, bereitgestellt von Northrop Grumman und der NASA, ein Wohnquartier für die Besatzung.
- Lunar View, ebenfalls von der ESA, mit Laderaum und großen Fenstern.
- Die Energie‑ und Antriebssysteme, einschließlich 60 kW elektrischer Leistung aus Solarpaneelen, die je in einem Raumfahrzeug erzeugt wurden.
- Das Logistikmodul, für Frachtdienstleistungen und zukünftige wissenschaftliche Experimente, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Raumstation, das auf SpaceX’ Dragon XL basiert und optimiert ist, mehr als fünf metrische Tonnen Fracht zur Gateway im Mondorbit zu transportieren.
- Kanada wird zudem den Roboterarm Canadarm3 bereitstellen, der sich zu verschiedenen Teilen der Station bewegen kann.
Quelle: NASA
(Sie können auch ein vollständig animiertes 3D‑Modell der Lunar Gateway unter diesem Link sehen.)
Aufbau der Lunar Gateway
Das Power and Propulsion Element (PPE) wird von Maxar gebaut, und das Habitation and Logistics Outpost (HALO) von Northrop Grumman (NOC ) und beide werden zuerst von SpaceX mit einer Falcon‑Heavy‑Rakete gestartet.
Auf HALO wird die große Antenne HALO Lunar Communication System installiert sein, die von der ESA entwickelt wurde. Die Kommunikationsrate wird je nach Entfernung zwischen einigen Kb/s bis zu 25 Mb/s liegen und bis zu 600 W verbrauchen.
Das PPE‑Solarmodul wird von JAXA bereitgestellt, die es zudem mit Batterien ausstatten, für Zeiten, in denen die Raumstation nicht im Sonnenlicht ist.
Quelle: NASA
HALO und PPE werden etwa ein Jahr benötigen, um zum Mondorbit zu reisen, wobei sie hoch effiziente solar‑elektrische Antriebe und die Gravitation von Erde, Mond und Sonne nutzen, um ihr Ziel zu erreichen.
Dann wird Artemis 4 das bemannte Orion‑Raumschiff und das Lunar I‑Hab Gateway in den Mondorbit bringen, die mit dem HALO‑Modul andocken.
Quelle: NASA
Die restlichen Module werden zu einem späteren Zeitpunkt gebracht.
Artemis V wird das Lunar‑View‑Modul bringen und ein Human‑Landing‑System‑Raumschiff wird an der Gateway andocken.
Während der Artemis‑VI‑Mission wird die von den VAE (Mohammed Bin Rashid Space Centre) bereitgestellte Crew‑ und Science‑Luftschleuse der Gateway es ermöglichen, Besatzungs‑ und Wissenschaftstransfers zur und von der Vakuumumgebung des Weltraums durchzuführen.
Kanadas Hauptbeitrag wird Canadarm3 sein, ein Roboterarm an der Außenseite der Lunar Gateway. Dies ist ein Upgrade von Canadarm1, das an jedem Space‑Shuttle installiert war, und Canadarm2, das an der ISS installiert war.
Er wird helfen, die Gateway zu warten, zu reparieren und zu inspizieren, Besuchsfahrzeuge zu erfassen, Astronauten bei Außenbordeinsätzen zu unterstützen und Wissenschaft im Mondorbit der Gateway zu ermöglichen.
Quelle: NASA
Die ovale Umlaufbahn der Gateway wird Zugang zu den Nord‑ und Südpolregionen des Mondes für orbitalen Beobachtungen ermöglichen.
Experimente der Lunar Gateway
Obwohl die Hauptaufgabe der Gateway die Unterstützung der bemannten Mondexplorationsmissionen ist, wird sie auch eigene wissenschaftliche Experimente durchführen.
Ein Großteil der anfänglichen Wissenschaft, die auf der Gateway‑Raumstation durchgeführt wird, wird sich auf Strahlung von der Sonne und dem tiefen Weltraum konzentrieren.
Die ESA wird das Internal Dosimeter Array (IDA) bereitstellen, mit von JAXA gelieferten Instrumenten, um mögliche Strahlung innerhalb der Gateway zu untersuchen.
In der Zwischenzeit werden das Heliophysics Environmental Radiation Measurement Experiment Suite (HERMES) und das European Radiation Sensors Array (ERSA) an der Außenseite von HALO mitfahren, um die Strahlung um die Raumstation zu messen.
https://www.youtube.com/watch?v=6iRuXObDYUU
Dies ist ein wichtiger Datensatz, da die Lunar Gateway die allererste Weltraumhabitat außerhalb des schützenden Magnetfeldes der Erde sein wird. Daher werden die Strahlungswerte höher sein, und während Sonnenstürmen deutlich höher.
Quelle: NASA
Die Strahlungsinstrumente werden auch aktiv sein, wenn die Gateway‑Komponenten in ihren Mondorbit bewegt werden und dabei die Van‑Allen‑Strahlungsgürtel durchqueren, ein Gebiet um die Erde, in dem hochenergetische Teilchen vom Magnetfeld unseres Planeten gefangen werden.
Diese Messungen werden das Wissen der Wissenschaftler über Weltraumwetter erweitern, um die Risiken durch Strahlung für Menschen und Materialien besser zu verstehen.
Dies wird entscheidende Informationen für jede zukünftige Weltraummission zum Mars liefern, bei der monatelange oder sogar jahrelange Reisen in den tiefen Weltraum mit ähnlicher Strahlungsbelastung anstehen.
Zukunft der Lunar Gateway
Mit einer zunächst erwarteten Lebensdauer von 15 Jahren wird die Hauptmission der Lunar Gateway wahrscheinlich hauptsächlich die Mondexploration sein.
Sie könnte jedoch ein Zwischenstopp für die erste bemannte Expedition zum Mars sein. Der Grund ist, dass zu diesem Zeitpunkt die ISS möglicherweise nicht mehr in Betrieb ist. Es wäre jedoch sinnvoll, den Astronauten vor dem mehrjährigen Flug eine Quarantäne‑ und Trainingszeit im Orbit zu geben. Sie könnten zuerst zur Lunar Gateway gebracht werden und dann an Bord des Raumschiffs (oder vielleicht SpaceX Spaceship?) gehen, das zum Mars reisen wird.
Für diesen Zweck könnte die Anwesenheit eines voll funktionsfähigen Habitats im tiefen Weltraum, ausgestattet mit Luft, Nahrung, Besatzung, Energie und Ausrüstung, die Lunar Gateway zu einer guten Operationsbasis für jegliche menschliche Montagearbeiten machen, die möglicherweise für die Vorbereitung eines zukünftigen Marsraumschiffs erforderlich sind.
Zukünftige Weltraumhabitate
Hexagonale Habitate
Bevor man in das (noch Science‑Fiction‑) Reich massiver Weltraumhabitate eintritt, die Hunderte oder sogar Millionen von Menschen beherbergen können, muss die Weltraumfertigung erhebliche Fortschritte machen.
Der wahrscheinlichste erste Schritt ist, das bewährte modulare System, das für die ISS und die Lunar Gateway verwendet wird, aufzugeben.
Stattdessen wird das Zusammenbauen der im Weltraum benötigten Komponenten wahrscheinlich viel effizienter sein.
Eine Option ist die vom Aurelia Institute vorgeschlagene:
„Da die Menschheit dem Ziel näher kommt, zu einer weltraumfahrenden Spezies zu werden, werden wir schnell die kleinen, zylindrischen Rohre, die das erste Jahrhundert der Raumfahrt definiert haben, überholen.
Die Zukunft liegt in selbstassemblierenden, adaptiven und rekonfigurierbaren Strukturen.“
Die Idee wäre, selbstassemblierende hexagonale Module zu verwenden, um massive geodätische Strukturen zu bauen, anstatt der vorgefertigten und auf der Erde zusammengebauten zylindrischen Module, die wir besser kennen.
Ein solches Beispiel ist TESSERAE.
Quelle: Aurelia Institute
Dies würde die absolut massive Startkapazität von Raketen wie Starship (150‑200 t) nutzen, etwas, das den Designern von Raumstationen zuvor nie zur Verfügung stand.
https://www.youtube.com/watch?v=dYmFbeRnJAw
Sie können mehr über dieses Konzept aus der ersten wissenschaftlichen Veröffentlichung von 2016 lesen, die von der MIT‑Wissenschaftlerin Ariel Ekblaw verfasst wurde.
Ein weiteres Beispiel wurde von Think Orbital entwickelt, das eine fußballähnliche Struktur im Weltraum mit einem Durchmesser von 4,5 bis 20 m (15‑65 ft) schaffen will, die ein Volumen von 300 bis 4000 m³ erzeugt.
Quelle: Think Orbital
Aufblasbare Weltraumhabitate
Bisher wurden alle Raumstationen mit starren, erdgefertigten und zusammengebauten Modulen gebaut. Ein neues Konzept stellt dieses Design in Frage: aufblasbare Weltraumhabitate.
Diese Idee beruht auf Fortschritten in der Materialwissenschaft, wie Vectran, einer Faser, die aus einem Flüssigkristallpolymer (LCP) hergestellt wird und 5‑mal stärker als Stahl und 10‑mal stärker als Aluminium ist.
Lockheed Martin (LMT ) testet dieses Konzept bereits, ebenso wie ILC Dover, eine Tochtergesellschaft von Ingersoll Rand (IR ) und Sierra Space.
https://www.youtube.com/watch?v=mlxMLAavmFs
Dieses Designversprechen bietet einen viel größeren bewohnbaren Raum für die gleiche Masse als klassische Module. Es kann zudem in das begrenzte Volumen der meisten Trägerraketen passen, was ebenso kritisch sein kann wie die Gesamtmasse für große Ausrüstungen.
Diese aufblasbaren Habitate könnten für Raumstationen, aber auch für permanente Stationen auf dem Mond oder Mars verwendet werden.
Aldrin‑Zyklus
Ein Nachfolger der Lunar Gateway könnte ein sogenannter Aldrin‑Zyklus sein, oder Mars‑Zyklus, der dauerhaft so umkreist, dass er regelmäßig in der Nähe sowohl der Erde als auch des Mars (grün unten, rot die Marsbahn und blau die Erdbahn) vorbeikommt.
Quelle: Ethan MacDonald
Auf diese Weise könnte man eine permanente Raumstation bauen, die Menschen den Transfer zu und von Mars mit minimalem Treibstoffbedarf ermöglicht.
Sie könnte schwerere Strahlenschutzabschirmungen und lokale Lebensmittelproduktion besitzen, sowie komfortablere und geräumigere Zimmer und Sportanlagen, um die Menschen trotz fehlender Schwerkraft fit zu halten.
Dies würde eine ähnliche Funktion wie die Lunar Gateway erfüllen, indem sie den Astronauten eine sicherere und geräumigere Umgebung als ein Raumschiff bietet, diesmal jedoch für Mars‑Explorationsmissionen.
Eine solche Installation wäre wahrscheinlich ein Muss für jede Entwicklung einer marsianischen Wirtschaft, einschließlich jeglichen Personentransits oder Weltraumtourismus.
In-situ-Ressourcennutzung
Der Transport von irgendetwas aus dem Orbit kostet immer noch tausende Dollar pro Kilogramm. Das gilt für Nahrung, Wasser, sogar Luft und macht jede wirklich große Weltraumstruktur oder jedes Raumschiff prohibitativ teuer.
Und selbst wenn superschwere Trägerraketen wie optimiertes Starship alltäglich und massenproduziert werden, wird dieser Preis wahrscheinlich über 100‑200 $/kg bleiben.
Dies schließt einige Lösungen aus, die sehr effizient wären, aber zu viel Material benötigen, zum Beispiel eine meterstarke Wasserschicht, um die Strahlung im tiefen Weltraum zu blockieren.
Wenn jedoch Ressourcen vom Mond oder einem Asteroiden genutzt werden könnten, würde das die Gleichung völlig verändern.
Zum Beispiel könnte selbst ein kleiner Komet Millionen Tonnen Wasser liefern, genug, um Strahlungsschutz für Weltraumhabitate zu bauen und massive Weltraumfarmen zu betreiben, um die Astronauten zu ernähren, ohne Nahrung von der Erde heben zu müssen.
Das Gleiche gilt für Raumstationen. Langfristig werden massenproduzierte schwere Eisen‑/Stahl‑/Titan‑/Aluminium‑Platten und -träger wahrscheinlich die Strukturelemente von Weltraumhabitat bilden, wobei die Rohstoffe aus Asteroidenbergbau oder Mondbasen stammen. Ähnlich könnten Mondbasen aus 3D‑gedrucktem Regolith gebaut werden, anstatt importierte Materialien zu verwenden.
Fazit
Die Lunar Gateway ist ein ambitioniertes Projekt, das viele Erstes erreichen will: die erste bemannte Tiefraumstation, die erste permanente Besiedlung einer Mondumlaufbahn, die erste außerirdische Siedlung außerhalb der erdnahen Umlaufbahn (LEO).
Gleichzeitig ist dies ein Projekt, das der ISS sehr ähnlich ist: es basiert auf multinationaler Zusammenarbeit, baut auf dem modularen Design auf, das für frühere Raumstationen getestet wurde, und ist primär für wissenschaftliche Experimente und Weltraumerkundungszwecke konzipiert.
Das könnte wahrscheinlich auch die letzte solche Raumstation sein, da größere Trägerraketen neue Möglichkeiten mit radikal anderen Designphilosophien eröffnen.
Dies könnten modulare, selbstassemblierende Paneele, aufblasbare Stationen oder sogar später das Versenden von Bergbauausrüstung und Gießereien ins All für die In-situ-Herstellung sein.
Aber keines dieser Projekte wird ohne die Lunar Gateway zuerst realisiert werden, dem Zeitpunkt, an dem die Menschheit aus dem Schutz der Erde tritt und sich dauerhaft im Vakuum, hunderte von tausenden Meilen entfernt, niederlässt.
Mit Artemis verbundene Unternehmen
Lockheed Martin
(LMT )
Lockheed Martin ist eines der weltweit größten Luft‑ und Raumfahrt‑ und Verteidigungsunternehmen, über das wir im November 2025 ausführlich in \”Lockheed Martin (LMT) Spotlight: A Leader In Defense and Aerospace\” berichteten.
Kurz gesagt, dies ist das Unternehmen hinter Flugzeugen wie den Black‑Hawk‑Hubschraubern oder dem F‑16, sowie fortschrittlichen Geräten wie dem F‑35, Flugradar‑Flugzeugen oder Logistikflugzeugen wie dem C‑5 Galaxy & C‑130J Super Hercules.
Quelle: Lockheed Martin
Es ist außerdem der Hersteller einiger der wichtigsten US‑Militär‑Raketensysteme wie dem JAASM, Javelin, ATACMS und HIMARS, die nach der Erschöpfung der Vorräte durch den Konflikt in der Ukraine extrem stark nachgefragt werden.
Es ist zudem ein wichtiger Anbieter von Anti‑Raketen‑Verteidigungssystemen wie dem Marine‑AEGIS und dem THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) gegen ballistische Raketen.
Quelle: Lockheed Martin
Waffen sind jedoch nicht alles, was das Unternehmen tut. Lockheed ist der Hauptauftragnehmer für das Design, die Entwicklung, das Testen und die Produktion des Orion‑Raumschiffs, das möglicherweise der am wenigsten umstrittene Teil des gesamten Artemis‑Programms ist.
Orion beinhaltet Callisto, ein sprachgesteuertes KI‑Assistenzsystem, in Partnerschaft mit Amazons Alexa (AMZN ), das zudem einen Test für Video‑Chat‑Unterstützung von der Erde in Zusammenarbeit mit Cisco (CSCO ) enthält.
Quelle: Lockheed Martin
Würde das Programm letztlich dank günstigerer und häufigerer Starts mit Starship skaliert werden? Das könnte die Produktion von Orion ebenfalls ankurbeln.
Auch im Zusammenhang mit Artemis hat Lockheed angekündigt, dass es kritische Tests eines lunaren Solarzellenprototyps abgeschlossen hat, der an den Südpolen des Mondes funktionieren kann. Es hat jedoch das Projekt für das Artemis‑Rover‑Programm an Leidos verloren (LDOS ).
Das Unternehmen ist in anderen Raumfahrtprogrammen aktiv, wie den GOES‑R Wettersatelliten, der Sammlung von Asteroidenproben durch OSIRIS‑REx, der Jupiter‑Sonde JUNO, einer tragbaren Strahlenschutzweste AstroRad,
Insgesamt, von Schlüssel‑Militärsystemen bis hin zu ebenso wichtigen Raumfahrzeugen und -programmen, steht Lockheed Martin an der Spitze der amerikanischen Innovation und scheint seine Führungsposition deutlich schärfer zu halten als viele seiner großen Konkurrenzunternehmen im Verteidigungssektor. Das Unternehmen sollte von späteren Iterationen des Artemis‑Programms profitieren, ebenso wie von vielen anderen tiefen Weltraum‑ und Mars‑fokussierten Missionen langfristig.
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