Im März 2006 genehmigte die Bildungsabteilung der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) die von der Vereinigung Student Space Exploration & Technology Initiative (SSETI) vorgeschlagene Mission European Student Moon Orbiter (ESMO) für eine Phase-A-Durchführbarkeitsstudie.

Sollte sich ESMO als durchführbar erweisen, wäre dies die dritte Mission, die von europäischen Studenten im Rahmen der SSETI-Vereinigung entworfen, gebaut und betrieben wird. ESMO würde sich damit in eine Reihe mit vielen anderen aktuellen Mondmissionen wie SMART-1 der ESA, Chang’e-1 der Chinesen, Chandrayaan der Inder, SELENE und Lunar-A der JAXA und Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA stellen.

Die Ziele der ESMO-Mission lassen sich wie folgt zusammenfassen:

– Ausbildung: Vorbereitung von Studenten auf Karrieren in zukünftigen Projekten der europäischen Raumfahrt- und Weltraumforschungsprogramme durch die Vermittlung wertvoller praktischer Erfahrungen in einem relevanten und anspruchsvollen Projekt

– Öffentlichkeitsarbeit: Aufnahme von Bildern des Mondes und Übermittlung dieser Bilder zurück zur Erde für die Öffentlichkeitsarbeit und für Bildungszwecke

– Wissenschaft: Durchführung neuer wissenschaftlicher Messungen, die für die Mondforschung und die zukünftige Erforschung des Mondes durch den Menschen relevant sind, in Ergänzung zu vergangenen, aktuellen und zukünftigen Mondmissionen

– Technik: Flugdemonstration innovativer Raumfahrttechnologien, die im Rahmen universitärer Forschungsaktivitäten entwickelt wurden

Das ESMO-Raumfahrzeug würde 2011 als Hilfsnutzlast auf dem neuen Arianespace Support for Auxiliary Payloads (ASAP) entweder mit einer Ariane 5 oder einer Sojus von Kourou aus in einen hochelliptischen, niedrig inklinierten geostationären Transferorbit (GTO) gebracht werden. Von GTO aus würde das 200 kg schwere Raumfahrzeug sein bordeigenes Antriebssystem für den Mondtransfer, den Eintritt in die Mondumlaufbahn und den Orbit-Transfer zu seiner endgültigen polaren Umlaufbahn in geringer Höhe um den Mond nutzen. Ein 10 kg schweres, miniaturisiertes Paket wissenschaftlicher Instrumente (die ebenfalls von Studententeams zur Verfügung gestellt werden sollen) würde während des Mondtransfers und der Mondumlaufbahnphase über einen Zeitraum von einigen Monaten Messungen durchführen, die sich an sehr fokussierten wissenschaftlichen Zielen orientieren. Die Kernnutzlast wäre eine hochauflösende Engwinkel-CCD-Kamera für die optische Abbildung der Mondoberfläche. Zu den optionalen Nutzlasten, die in Betracht gezogen werden, gehören ein LIDAR, ein hyperspektraler IR-Imager, ein Mini-Sondierungsradar für die Erkennung von Polareis und ein Cubesat-Subsatellit für die präzise Kartierung des Schwerefeldes durch eine genaue Entfernungsmessung des Subsatelliten von der Hauptsonde aus.

Zwei verschiedene Raumfahrzeugdesigns werden parallel untersucht und von den Studenten während der Phase A ausgetauscht: eines, das auf einem hybriden Fest-Flüssig-Antriebssystem basiert, und eines, das auf einem solarelektrischen Antrieb beruht. Ersteres würde einen schnellen Transfer zum Mond innerhalb weniger Tage ermöglichen, allerdings mit einer reduzierten Nutzlast, während letzteres bis zu 12 Monate für die Mondtransferphase benötigen würde, mit dem Vorteil, dass es eine größere Nutzlastunterbringung und eine große Flexibilität des Startfensters bietet. Weitere Technologien sind eine miniaturisierte Avionik sowie eine leichte Struktur und Solaranlage. Die Mission müsste durch ein globales Bildungs-Bodenstationsnetzwerk für TT&C, eine einzige große Bodenstation für den Downlink der Nutzlastdaten aus der Mondumlaufbahn und mehrere von Studenten betriebene Missionskontrollzentren unterstützt werden. Die Mission würde 2012 mit einem gezielten Einschlag des Raumfahrzeugs in eine Polarregion mit etwa 2 km/s enden, und bodengestützte Teleskope würden die Auswurfsfahne des Einschlags auf Spuren von Wassereis beobachten, wie es für den Ausstieg vieler Mondraumfahrzeuge einschließlich SMART-1 geplant ist.

Die Vorbereitungen für die Phase A beinhalten einen Aufruf zur Einreichung von Vorschlägen an europäische Studententeams für die Subsysteme der Sonde, das Bodensegment und die wissenschaftliche Nutzlast. Die Frist für die Einreichung von Vorschlägen bei der SSETI-Vereinigung ist der 15. August 2006. Die Auswahl der Teams wird von der Bildungsabteilung und dem SSETI-Verband im September 2006 getroffen, dicht gefolgt von einer Studie zu ESMO in der ESTEC Concurrent Design Facility (CDF). Studenten-Workshops werden im Oktober 2006 und Januar 2007 bei ESTEC stattfinden, wobei letzterer in der CDF durchgeführt wird, begleitet von einer Schulung der Studenten in Concurrent Design Methoden und Werkzeugen. Die Go/No-Go-Entscheidung, die ESMO-Mission zu implementieren und mit dem Start fortzufahren, wird nach der Überprüfung der Phase-A-Studie getroffen, die von der Bildungsabteilung, den technischen Experten der ESA und dem SSETI-Verband im Juli 2007 durchgeführt wird.

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Steffen Kolbs
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Karl Steves


Nadja Schirms