Wie das Artemis-Programm der NASA funktioniert – Vom Mond zum Mars

Nach einem halben Jahrhundert zurück zum Mond

Zum ersten Mal seit Apollo 17 im Jahr 1972 reisen Menschen über die niedrige Erdumlaufbahn hinaus. Das Artemis-Programm der NASA ist eine mehrstufige Initiative, die darauf abzielt, eine dauerhafte menschliche Präsenz auf und um den Mond zu etablieren – und ihn letztendlich als Testgelände für bemannte Missionen zum Mars zu nutzen.

Das Programm umfasst neue Raumschiffe, neue Raketen, neue internationale Partnerschaften und einen grundlegend anderen Ansatz als Apollo. Während Apollo darauf abzielte, zu landen, eine Flagge zu hissen und zu gehen, ist Artemis auf langfristige Erkundung ausgelegt.

Die Hardware: SLS und Orion

Zwei technische Meisterleistungen machen Artemis möglich: die Space Launch System (SLS)-Rakete und das Orion-Raumschiff.

SLS ist die leistungsstärkste Rakete, die die NASA je gebaut hat. Ihre Kernstufe ist 65 Meter hoch und wird von vier RS-25-Triebwerken angetrieben – verbesserte Versionen der Triebwerke, die im Space Shuttle zum Einsatz kamen. Diese Triebwerke verbrennen flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff und erzeugen in nur vier Sekunden über neun Millionen Newton Schubkraft. Zwei fünfsegmentige Feststoffraketenverstärker, die ebenfalls von Shuttle-Hardware abgeleitet sind, flankieren die Kernstufe. Zusammen erzeugt SLS beim Start 39,1 Millionen Newton Schubkraft – etwa 15 Prozent mehr als die Saturn V, die Apollo-Astronauten beförderte.

Auf der SLS sitzt Orion, das von Lockheed Martin mit einem European Service Module gebaut wurde, das von der Europäischen Weltraumorganisation bereitgestellt wird. Orion befördert bis zu vier Besatzungsmitglieder und ist mit einem Environmental Control and Life Support System (ECLSS) ausgestattet, das für atembare Luft, eine stabile Temperatur und trinkbares Wasser sorgt. Kohlendioxid wird mit regenerativen Amin-Swing-Betten entfernt, während die Kabine auch während der extremen Hitze des Wiedereintritts in die Atmosphäre eine angenehme Temperatur von 21–24 °C beibehält.

Die Free-Return-Trajektorie

Artemis-Missionen zum Mond basieren auf einem cleveren Stück Orbitalmechanik, der sogenannten Free-Return-Trajektorie (freie Rückkehrbahn). Sobald das Raumschiff auf diesen achtförmigen Pfad zwischen Erde und Mond gebracht wurde, erledigt die Schwerkraft den größten Teil der Arbeit. Die Anziehungskraft des Mondes biegt den Pfad des Raumschiffs um seine Rückseite und schickt es zurück zur Erde – ohne dass zusätzliche Triebwerkszündungen erforderlich sind.

Bei diesem Design geht es vor allem um Sicherheit. Wenn ein kritisches System auf dem Weg ausfällt, kann die Besatzung ohne Zündung eines einzigen Triebwerks nach Hause gleiten. Das Konzept bewies seinen Wert während Apollo 13 im Jahr 1970, als eine Sauerstofftankexplosion die Besatzung zwang, ihre geplante Mondumlaufbahn aufzugeben und sich auf einen Free-Return-Pfad zu verlassen, um zu überleben. Artemis II, das im April 2026 flog, nutzte das gleiche Prinzip und schickte vier Astronauten auf einer zehntägigen Mission über eine Million Kilometer um den Mond und zurück.

Die Missionsabfolge

Das Artemis-Programm ist als eine Reihe von zunehmend ehrgeizigen Missionen strukturiert:

• Artemis I (2022) – Unbemannter Testflug. Orion umkreiste den Mond 25 Tage lang und testete die Leistung des Hitzeschilds beim Wiedereintritt mit über 40.000 km/h.
• Artemis II (2026) – Erster bemannter Flug. Vier Astronauten flogen eine Free-Return-Trajektorie um den Mond und testeten Lebenserhaltung, Navigation und Kommunikationssysteme im Weltraum.
• Artemis III (geplant 2027) – Soll ein Human Landing System (HLS) in der Erdumlaufbahn testen, das von SpaceX unter Verwendung einer Variante seines Starship-Fahrzeugs entwickelt wurde.
• Artemis IV (geplant 2028) – Die erste geplante bemannte Mondlandung seit 1972, die Astronauten zum Südpol des Mondes bringt, wo sich in permanent beschatteten Kratern Wassereis befinden könnte.

Warum der Südpol?

Im Gegensatz zu Apollo, das in der Nähe des Mondäquators landete, zielt Artemis auf die Südpolregion des Mondes ab. Wissenschaftler glauben, dass permanent beschattete Krater dort Wassereis enthalten, das über Milliarden von Jahren von Kometen abgelagert wurde. Wenn dies bestätigt und extrahierbar ist, könnte dieses Eis in Trinkwasser, atembaren Sauerstoff und sogar Raketentreibstoff umgewandelt werden – was die Kosten und die Komplexität zukünftiger Missionen drastisch reduzieren würde.

Ein internationaler Meilenstein

Artemis ist keine amerikanische Solo-Anstrengung. Die Europäische Weltraumorganisation baut das Servicemodul von Orion, die kanadische Weltraumorganisation steuerte den Astronauten Jeremy Hansen zur Artemis-II-Besatzung bei, und Japans JAXA und andere Partner sind an dem geplanten Lunar Gateway beteiligt, einer kleinen Raumstation, die den Mond umkreisen und als Ausgangspunkt für Oberflächenmissionen dienen wird.

Die NASA stellt alles durch die Linse ihrer Vom Mond zum Mars-Architektur dar. Die auf dem Mond getesteten Technologien – Lebenserhaltung, Strahlenschutz, In-situ-Ressourcennutzung – sind die gleichen, die Besatzungen für die sechs- bis neunmonatige Reise zum Mars benötigen werden. Der Mond ist in dieser Sichtweise nicht das Ziel. Er ist die Generalprobe.