Die NASA beendet die Lunar-Taschenlampe-Mission wegen Triebwerksproblemen

WASHINGTON – Die NASA hat die Mission eines Cubesat beendet, der in die Umlaufbahn um den Mond fliegen sollte, dies aber aufgrund von Problemen mit seinem Antriebssystem nicht konnte.

Das Jet Propulsion Laboratory der NASA gab am 12. Mai das Ende der Lunar-Flashlight-Mission bekannt, fünf Monate nach ihrem Start. Die Raumsonde konnte ihre geplante polare Umlaufbahn um den Mond nicht antreten, da ihr Antriebssystem nicht den erforderlichen Schub erzeugen konnte.

Ingenieure verbrachten mehrere Monate damit, das Problem zu beheben, das kurz nach der Einführung im Dezember 2022 festgestellt wurde. Sie vermuteten, dass Trümmer irgendeiner Art die Treibstoffleitungen blockierten und so die Treibstoffmenge verringerten, die die Triebwerke erreichte.

Die NASA teilte am 5. Mai mit, dass sie einen letzten Versuch unternehme, die Hindernisse zu beseitigen, indem sie den Kraftstoffpumpendruck „weit über die Betriebsgrenzen hinaus“ erhöhe und gleichzeitig Ventile öffne und schließe. Diese Technik, die an einem der vier Triebwerke des Raumfahrzeugs ausprobiert wurde, hatte einige Erfolge gezeigt und „uneinheitlich einige erhöhte Schubniveaus erzeugt“.

Diese Bemühungen reichten jedoch nicht aus, um die Raumsonde in der Nähe des Mondes zu halten, was dazu führte, dass JPL die Mission abbrach. Die Missionsplaner hatten zu diesem Zeitpunkt bereits ausgeschlossen, das Raumschiff in eine nahezu geradlinige Halo-Umlaufbahn um den Mond zu bringen, hofften jedoch, es in eine entfernte Erdumlaufbahn bringen zu können, die monatliche Vorbeiflüge am Mond ermöglichte.

Wie die Trümmer in das Antriebssystem gelangten, ist unklar. In einem aktuellen Interview wies Daniel Cavender, der Projektmanager für das Antriebssystem des Cubesat bei der NASA war und jetzt Direktor von Rubicon Space Systems ist, einer Abteilung von Plasma Processes LLC, die dieses Antriebssystem kommerzialisiert, auf die durch den 6U-Cubesat auferlegten Einschränkungen hin Design begrenzt die Möglichkeiten der Ingenieure, Filter in das System einzubauen.

„Aufgrund der Größenbeschränkungen konnten wir nicht überall Filter anbringen. Deshalb haben wir uns stark auf Präzisionsreinigung, Inspektionen und Kontaminationskontrollen verlassen. Aber irgendwann gab es einen Prozessfehler“, sagte er. Er stellte fest, dass die Daten des Cubesat mit Bodentests von Triebwerken mit Trümmern in ihren Treibleitungen übereinstimmten.

Lunar Taschenlampe war das erste Raumschiff, das über die Erdumlaufbahn hinaus flog und einen ungiftigen „grünen“ Treibstoff namens Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic oder ASCENT verwendete, der im Air Force Research Laboratory entwickelt wurde. Cavender bemerkte, dass die Triebwerke gut funktionierten, bis das Trümmerproblem sie an Treibstoff mangelte, und nannte dies eine „bedeutende Bestätigung im Weltraum“.

Die NASA betonte andere Technologien, die Lunar Taschenlampe erfolgreich getestet hat. Dazu gehörten ein neuer Flugcomputer namens Sphinx, der mit geringem Stromverbrauch betrieben werden kann und der Strahlungsumgebung im Weltraum standhält, sowie ein verbessertes Funkgerät namens Iris.

„Technologiedemonstrationen bergen naturgemäß ein höheres Risiko und eine hohe Belohnung und sind für die NASA zum Testen und Lernen unerlässlich“, sagte Christopher Baker, Programmleiter für Kleinraumfahrzeugtechnologie im Space Technology Mission Directorate der NASA, in einer Erklärung zur Ankündigung Ende der Mission. „Lunar Torch war äußerst erfolgreich, da es sich um ein Testobjekt für neue Systeme handelte, die noch nie zuvor im Weltraum geflogen waren.“

Lunar Taschenlampe hatte auch eine wissenschaftliche Mission, bei der ein Laserreflektometer-Instrument verwendet wurde, um in dauerhaft beschatteten Kratern am Südpol des Mondes nach Wassereis zu suchen. Obwohl die Raumsonde keine wissenschaftlichen Daten sammeln kann, hat sie das Instrument getestet und bestätigt, dass es wie erwartet funktioniert.

„Es ist enttäuschend für das Wissenschaftsteam und das gesamte Lunar-Flashlight-Team, dass wir unser Laserreflektometer nicht für Messungen am Mond verwenden können“, sagte Barbara Cohen, leitende Forscherin der Mission am Goddard Space Flight Center , heißt es in der Erklärung. Sie fügte jedoch hinzu, dass die Mission „viele Flugleistungsdaten“ des Instruments gesammelt habe, die bei der Konstruktion ähnlicher Instrumente für zukünftige Missionen verwendet werden könnten.

Lunar Taschenlampe wurde ursprünglich auf Artemis 1 manifestiert, dem ersten Start der Space Launch System-Rakete, zusammen mit 12 anderen Cubesats. Eine Änderung im Design des Antriebssystems führte jedoch dazu, dass die Raumsonde bis Herbst 2021 in die SLS-Mission integriert werden musste. Die NASA flog es stattdessen als sekundäre Nutzlast beim Falcon 9-Start des HAKUTO-R M1-Landers des japanischen Unternehmens ispace, der weniger als einen Monat nach Artemis 1 startete.

Mehrere der zehn auf Artemis 1 gestarteten Cubesats litten ebenfalls unter technischen Problemen, die sie an der Durchführung ihrer Missionen hinderten. Bei einem Workshop am 1. Mai sagte Craig Hardgrove, Hauptforscher für den LunaH-Map-Cubesat, sein Team versuche immer noch, ein Problem mit seinem elektrischen Antriebssystem zu lösen. Er sagte damals, dass sie den Betrieb wahrscheinlich einstellen würden, wenn sie ein festsitzendes Ventil in diesem System nicht bis Ende Mai lösen könnten.

JPL sagte, dass die Mondtaschenlampe am 17. Mai in einer Höhe von 65.000 Kilometern an der Erde vorbeifliegen und dann in den Weltraum fliegen wird. Da andere Systeme des Raumfahrzeugs trotz des Antriebsproblems weiterhin funktionieren, „wägt die NASA Optionen für die Zukunft des Raumfahrzeugs ab.“

Jeff Foust schreibt für SpaceNews über Raumfahrtpolitik, kommerzielle Raumfahrt und verwandte Themen. Er hat einen Ph.D. in Planetenwissenschaften vom Massachusetts Institute of Technology und einen Bachelor-Abschluss mit Auszeichnung in Geophysik und Planetenwissenschaften... Mehr von Jeff Foust