NASA Artemis - bemannte Mondlandung

Zitat von: alepu am 17. September 2022, 06:12:58

Anschließend soll ein zweiter Lander ausgewählt werden, der dann eine unbemannte und eine bemannte Probelandung durchführen muß, bevor er endgültig zum Einsatz kommt.

Diese Testlandungen, speziell die bemannten: Erstmal auf der Erde oder direkt auf dem Mond?

[später]
Ähem, in dem verlinkten Artikel ist nur von Testflügen, nicht von Testlandungen die Rede...

1) Starship ist hier ein Mond-Lander, es kann in dieser Konfiguration gar nicht auf der Erde landen, also auch nicht Testlanden, bemannt oder unbemannt.
2) Starship: "bemannter Testflug im Rahmen von Artemis III", also logischerweise Landung
3) zweiter Lander: "Testflüge zur Oberfläche des Mondes", also logischerweise auch hier Landungen.

Fazit: Genaues Lesen erspart das "Ähem"

"Auf der Erde" werden allerdings inzwischen die Mond-EVAs und das zukünftige Mondmobil ausführlich getestet.
Jetzt steht für diesen Oktober eine entsprechende Testserie in der Lava-Wüste von Arizona an.
Die EVAs sollen auch in der Nacht durchgeführt werden, um speziell die Gegebenheiten am Mondsüdpol zu simulieren und die Rover-Tests werden zusammen mit der JAXA veranstaltet..

 https://www.nasa.gov/feature/nasa-to-practice-artemis-moonwalking-roving-operations-in-arizona-desert

Die Mondnächte können aufgrund der dann herrschenden Kälte durchaus zu einem Problem für Mensch und Material werden.

Unterscheiden muß man dabei 3 Kategorien von Finsternis bzw. Kälte.
-Normaler 14 tägiger Tag/Nacht-Wechsel mit Temperaturen von plus +120° bis - 180°
-Längere Zeiten der Abschattung
-Stetige Abschattung (PSR) bis -240°

Dann ergeben sich 2 neue Kategorien:
-pures Überleben
-Arbeit verrichten

(Gerade in den PSR-Regionen mit max.Kälte wird ja z.B. Wassereis abgebaut werden müssen.)

Die Astronauten selbst können die 14-tägigen Nächte ja durchaus ständig im Inneren von Fahrzeugen oder Behausungen verbringen und die Technik ist inzwischen auch schon so weit, daß Maschinen in der extremen Kälte funktionsfähig bleiben können.

Wichtig ist, daß die Schwere des Problems erkannt und entsprechend gewürdigt wird.
So müssen z.B. auch die Raumanzüge so konstruiert sein, daß sie in einer Situation in der sich die Beine des Astronauten im Schatten befinden und der Oberkörper der Sonne ausgesetzt ist problemlos funktionieren.

https://www.space.com/moon-missions-artemis-challenges-overnight

Zitat von: tomtom am 24. November 2022, 12:27:55

Zitat von: MoonSeeker am 24. November 2022, 11:45:16

NASA, ESA, JAXA etc. haben sich aber darauf committed, bis 203x eine permanente Forschungsstation auf dem Mond zu errichten. D.h.

Das wäre mir neu, bitte um Quelle. Powerpoint (achne, jetzt youtube) gibts viele, commited hat man sich nur auf ein Gateway und vielleicht mal die eine (oder andere) Mondlandung.

Artemis Base Camp ist zumindest ein ernsthaftes NASA Konzept.

Danke für den Hinweis, ich hab gleich mal nachgeschaut. Das Base Camp besteht aus Lander, Terrain Vehicle und Mobility Plattform.
Also von permaneter Station ist da nicht die Rede.

Theoretisch sollen die drei Komponenten in den Jahren bis 2031 am Mond-Südpol ankommen, theoretisch.

Die Planung der NASA laut letztem NAC-Meeting:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nac_october_2022_artemis_final_rev_b.pdf

Auf Seite 3 in dem PDF (Danke übrigens, finde ich sehr interessant!) steht bei Artemis VIII für 2031 eindeutig "surface habitat". Darunter würde ich mir ein orstfestes, permanentes Habitat vorstellen. Ich glaube zwar nicht, dass das dauern besetzt sein wird, aber dass zumindest längere Zeit immer wieder genutzt werden wird (wie das ja auch für das Gateway angedacht ist). 

Der NASA Begriff dafür lautet "lunar foundation surface habitat (FSH)". Mehr als die elementaren Anforderungen findet man aber derzeit nicht. Eine davon ist - gar nicht trivial - das die Station zeitweise unbemannt betreibbar sein muß.

Ab 2028 soll jedes Jahr ein "deep space logistics module" fliegen, dürfte wohl der Versorgung der Station dienen (siehe Seite 3 im oben verlinkten PDF). Auf Seite 36 steht neben dem Logistics Module als Anbieter SpaceX.

Das legt die Vermutung nahe, dass es sich um die schon verloren geglaubte "Dragon XL" handelt (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=17692.0). Weiß jemand Näheres? Der letzte Stand war ja wohl, dass es noch keinen Vertrag mit SpaceX gibt und es unklar ist, ob Dragon XL jemals kommen wird. Nun sieht es aber doch wieder danach aus..? 

Was mich dabei irritiert ist die Bezeichnung module!
Dragon XL lief unter spacecraft.
Sagt zwar noch nix konkretes, aber für mich legt es eher die Vermutung nahe, daß sie sich da noch nicht wirklich festgelegt haben und es z.B. auch ein von einem HLS-Starship transportiertes eigenständiges Modul handeln könnte, welches parallel zu den jährlichen Mondlandungen vor der Landung abgesetzt und eigenständig am Gateway angedockt würde. Genügend Frachtvolumen dürfte das Starship-HSL ja haben.

An Dragon XL glaube ich nicht mehr. Bräuchte wohl eine FH und da wäre dann gleich ein Starship sicher die bessere Wahl, speziell für die Zeit ab 2028

Was mich dabei irritiert ist die Bezeichnung module!
Dragon XL lief unter spacecraft.
................
An Dragon XL glaube ich nicht mehr. Bräuchte wohl eine FH und da wäre dann gleich ein Starship sicher die bessere Wahl, speziell für die Zeit ab 2028

Für Dragon XL wurden beide Begriffe verwendet. Modul wohl, weil eine recht lange Verweildauer vorgesehen war.

Es gibt einen Vertrag für Dragon XL. Der wurde aber von der NASA kurz nach dem Abschluß eingefroren, ist also zur Zeit nicht aktiv und es gibt keine Zahlungen nach geringen Startinvestitionen. SpaceX dürfte deshalb sehr wenig für die Entwicklung tun.

Der HVM³ Imaging Spectrometer auf dem Lunar Trailblazer.

Ingenieure arbeiten an dem hochauflösenden Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM³) für das Raumfahrzeug Lunar Trailblazer in einem Reinraum bei Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado, kurz nachdem das Instrument im Dezember 2022 dorthin geliefert wurde.
Das große silberne Gitter in der Mitte des Bildes, das mit transparentem Kunststoff umwickelt ist, ist der Kühler, der die Temperatur des Instruments im Weltraum aufrechterhält. HVM³ ist ein abbildender Spektrometer, das am Jet Propulsion Laboratory entwickelt wurde. Es wurde vom JPL an Lockheed Martin Space geliefert, wo es in das Raumfahrzeug integriert wurde.

HVM³ ist eines von zwei Instrumenten, die bei der Mission eingesetzt werden, um Wasser auf der Mondoberfläche aufzuspüren und zu kartieren, um seine Menge, Lage und Form zu bestimmen und um festzustellen, wie es sich im Laufe der Zeit verändert. 

Details

Kredit: Lockheed Martin Space
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA25254

Details

Kredit:Lockheed Martin Space
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA25255

Der HVM³ Imaging Spectrometer vor der Integration in das Raumfahrzeug.

Details

Kredit: NASA/JPL-Caltech
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA25256

Der Lunar Trailblazer ist mit zwei Instrumenten ausgestattet, um seine wissenschaftlichen Ziele zu erreichen: dem hochauflösenden Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM3) vom JPL und dem Lunar Thermal Mapper (LTM) von der Universität Oxford. Im Zusammenspiel bieten diese beiden Instrumente die Möglichkeit, gleichzeitig die verschiedenen Formen von Wasser auf dem Mond, die Mineralogie und die Temperatur zu bestimmen.

Der High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM3)
ist ein abbildendes Pushbroom-Spektrometer im kurzwelligen Infrarot (SWIR). Mit einer räumlichen Auflösung von 70 m/Pixel über eine Streifenbreite von 20 km und einer spektralen Auflösung von 10 nm über einen Spektralbereich von 0,6 bis 3,6 μm ist HVM3 für den Nachweis von flüchtigen Stoffen optimiert, um OH, gebundenes H2O und Wassereis zu kartieren.

Details

Kredit: NASA/JPL-Caltech

Der Lunar Thermal Mapper (LTM).
ist ein bildgebender Pushbroom-Mehrkanal-Thermoradiometer. Mit einer räumlichen Auflösung von 25 m/Pixel über eine Breite von 11 km, 4 breiten Bändern zwischen 6 und 100 μm und 11 Bändern zwischen 7 und 10 μm kartiert LTM gleichzeitig die Temperatur (110-400 K), die physikalischen Eigenschaften und die Zusammensetzung der wasserführenden Bereiche in den HVM3-Pixeln.

Details

Kredit: Lunar Trailblazer

Quellen:
https://trailblazer.caltech.edu/instruments.html
http://trailblazer.caltech.edu/index.html

Einen älterer Bericht und mit einer Abbildung dazu könnt ihr in dem Link nachlesen.
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=16779.msg495052#msg495052

Beste Grüße Gertrud

Der Lunar Trailblazer ist ein Mondorbiter der kleinen Klasse, der 2023 starten soll, als Zweitnutzlast mit dem IM-2-Mondlander auf einer F9

Die gegenwärtigen (?) Pläne der NASA für das weitere Artemis-Programm:

https://twitter.com/genejm29/status/1615463314993315841

Was mir dabei z.B. aufgefallen ist:

- Landung eines offenen Crew-Rovers schon mit der 1. HSL-Demo-Landung (ohne geforderten Rückstart) + nuclearer Energiequelle.
- Geschlossener bedruckter Crew-Rover und ISRU -Pilotanlage gleich nach der 1. bemannten Landung (wohl mit Starship-HSL)
- Die beiden ersten bemannten Landungen mit jeweils 2 Astronauten aber unterschiedlicher Aufenthaltsdauer von 6,5 bzw. 12 Tagen (diese mit Aufenthalt im bedrucktem Rover.)
- Vor der 3. Landung Installation eines Wohn-Moduls auf dem Mond
- (Starship?)-HSL-2 ausgelegt für (mindestens?) 4 Astronauten und längerem Aufenthalt (32 Tage im Modul)

Ich glaube zwar nicht das die SLS da noch lange ein Rolle spielen wird, aber ansonsten hoffe ich schon das wir das sehen werden.

Schon bis zur ersten Mondlandung mit Artemis III dauert es wohl noch mindestens 4 - 5 Jahre also recht "lang". Somit bleibt uns SLS vermutlich bis zu 10 Jahre lang erhalten, auch wenn dann bereits bemannte Starship-Flüge für die volle Distanz Start-Erde -> Landung-Mond (und zurück) zur Verfügung stehen sollten.
Irgendwas werden sie auch für SLS finden! Ausser es geht ihnen wirklich das Geld aus, oder es mangelt ihnen an Ausreden. Schließlich bauen sie schon an weiteren SLS und die NASA verschrottet nicht so leicht wie SX.

Ist es für euch eigentlich überhaupt noch im Bereich des Möglichen das Starship scheitert? Immerhin wäre es weder das erste Mal das so etwas mit Trägern passiert noch das Musk ein Projekt ebenso schnell abbricht wie er es gestartet hat...

Die Frage ist ja: wann ist es gescheitert?

Dass das Starship der erste voll wiederverwendbare Täger sein wird, das denke ich schon. Elon Musk hat schon viel zu viel investiert, um das Projekt einfach so einzustampfen.

Ich glaube aber auch, dass das HLS Starship für Artemis III das allergrößte Risiko ist und man deshalb den Zeitplan nicht halten kann. Starship ist als HLS Quatsch, es könnte zwar funktionieren, die Frage ist halt wann.

Dass irgendwann mal Hunderte Starships zum Mars fliegen halte ich für pure Utopie, schon allein weil der Bedarf gar nicht da ist.

Ist es für euch eigentlich überhaupt noch im Bereich des Möglichen das Starship scheitert?

Ja

...Dass irgendwann mal Hunderte Starships zum Mars fliegen halte ich für pure Utopie, schon allein weil der Bedarf gar nicht da ist.

Da stimme ich dir (teilweise) zu.

Auch ich glaube eher nicht, daß einmal "hunderte Starships" zum Mars fliegen werden.(ist aber auch eine Frage des Zeitraumes!)
Aber nicht, weil der Berdarf nicht da wäre (bis zur Autarkie einer Mars-Kolonie ist es ein sehr weiter Weg, der eine sehr große Menge Material braucht), sondern weil es bis dahin wohl Starship-Nachfolger geben wird. (100 Mars-Siedler in einem Starship ist wohl nicht machbar)

Diese Meinung ist hier irrelevant, denn es geht hier um Artemis - die bemannte Mondlandung !


btw, die ESA studiert zusammen mit der NASA das mögliche Landegebiet am Mond-Südpol.
Dabei wird auch auf den Tiefbohrer PROSPECT hingewiesen. (für den aber wohl noch ein neuer Lander gefunden werden muß).

https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/Mapping_the_Moon

Zitat von: Stefan307 am 21. Januar 2023, 13:33:52

Ist es für euch eigentlich überhaupt noch im Bereich des Möglichen das Starship scheitert?

Ja

Alles was in der Zukunft liegt kann scheitern. Und je komplexer die Dinge sind, desto eher.

Wäre mir allerdings nicht bewußt, daß EM jemals ein Projekt dieser Grössenordnung abgebrochen hätte.
Generell wird EM seinen Traum vom Mars wohl nicht so schnell aufgeben und sollte das mit dem Starship so wie geplant wirklich nicht klappen, wird er andere Wege versuchen.

Solange es aber nicht endgültig gescheitert ist, und vorläufig sieht es (noch?) nicht so aus, ist es eben ein Faktor mit dem in der Zukunft zu rechnen ist. (sogar die NASA tut es)

...Ich glaube aber auch, dass das HLS Starship für Artemis III das allergrößte Risiko ist und man deshalb den Zeitplan nicht halten kann. Starship ist als HLS Quatsch, es könnte zwar funktionieren, die Frage ist halt wann....

Auch die anderen Lander wären ein grosses Risiko.
Der jetzige Zeitplan (Landung 2025), der ja irgendwie noch auf Trump zurück geht, wird wohl tatsächlich nicht zu halten sein, und möglicherweise wird das auch am Starship liegen, aber wohl nicht alleine.
Wenn Starship als solches funktioniert, wird auch das HLS-Starship funktionieren  und das sicher vor einem Konkurrenzprodukt.
Daß es, zumindest für die ersten bemannten Artemis-Mondlandungen, total überproportioniert und tatsächlich eher ungeeignet ist, haben wir schon an anderer Stelle ausgiebig diskutiert. Aber es ist halt nachwievor das "kleinere Übel" und "aus der Not geboren".

Das stimmt doch ganz einfach so nicht! Alle alternativen kommen auf eine konventionelle Rakete, da wären selbst heute schon mehrere Alternativen vorhanden und mit New Glenn eine weitere in der Entwicklung die immer noch ein deutlich geringeres Risiko bieten als Starshi/HLS und da haben wir noch nicht mal über Refuling im LEO gesprochen! Natürlich gibt es auch bei den anderen Landern Risiken die in den Fahrzeugen selber liegen aber die kommen bei SpaceX ja noch oben drauf! Es gibt also im Gegenteil gute Gründe anzunehmen das einer der Mitbewerber SX überhohlt.

Welches zusätzliche Risiko geht man denn mit Starship ein, wenn es:
a) nicht im Orbit betankt wird
b) nicht auf der Erde landen soll und dabei durch den Startturm eingefangen wird?
Da ist der Unterschied zu "konventionellen" Raketen ja schon recht klein.

Im Gegenteil könnte ich hier andere Risiken bei einem "traditionellen" Ansatz erkennen:
a) alle vorgestellten Konzepte beinhalten einen Lander der aus mindestens 2 Stufen/Teilen besteht, ergo mehr Fehlerquellen
b) es sind deutlich mehr Firmen involviert, ergo mehr Fehlerquellen

Aber dann stelle ich jetzt mal folgende Frage: welche "konventionelle" (Schwerlast)-Rakete soll denn stattdessen genutzt werden?
Ariane 5? -> bis dahin ausgemustert
Delta IV Heavy? -> bis dahin ausgemustert
SLS? -> zu geringe Produktionsrate und zu teuer
Ariane 6? -> unfertig, bisher nicht einmal geflogen
New Glenn? -> unfertig, bisher nicht einmal geflogen
Vulcan? -> unfertig, bisher nicht einmal geflogen (+ das Risiko, dass das gleiche Triebwerk wie New Glenn genutzt wird; liegt hier ein Defekt vor, fallen beide aus)

Wie sich die 3 letztgenannten Raketen schlagen bzw. ob sie überhaupt funktionieren weiß im Moment auch niemand...

....

Aber dann stelle ich jetzt mal folgende Frage: welche "konventionelle" (Schwerlast)-Rakete soll denn stattdessen genutzt werden?

SLS? -> zu geringe Produktionsrate und zu teuer
.....

Zu teuer ist kein Argument: Insgesamt ist das Artemis-Projekt extremst teuer. SLS wird hingegen von Flug zu Flug billiger. Außerdem: Bei einem Duzend Artemis-Flüge in einem Jahrzehnt bekommt locker die nötigen SLSe gebaut

Welches zusätzliche Risiko geht man denn mit Starship ein, wenn es:
a) nicht im Orbit betankt wird

Für mein Verständnis geht das nicht anders. Das Starship ist im Orbit leer oder zumindest so gut wie ohne Treibstoff. LEO bis Mond sind aber immer noch ca.3 km/s und Landen muss man auch noch (noch mal ca. 2,3 km/s). Also um's Tanken wird man nicht herum kommen.

Zu teuer ist kein Argument: Insgesamt ist das Artemis-Projekt extremst teuer. SLS wird hingegen von Flug zu Flug billiger.

Das gilt (theoretisch) für alle der genannten Raketen. Aber das SLS ist und bleibt die teuerste.
Abgesehen davon, ist ja Block 1B bzw. Block 2 die es bräuchte, um einen kompletten "konventionellen" Stack aus Orion und Lander zum Mond zu bringen auch noch nicht entwickelt, geschweige denn gebaut und getestet.
Würde dafür das aktuelle SLS Block 1 genutzt werden, bräuchte man ja sogar 2 Flüge wegen der TLI-Kapazität von nur 27t.

Außerdem: Bei einem Duzend Artemis-Flüge in einem Jahrzehnt bekommt locker die nötigen SLSe gebaut

Soweit ich weiß eben nicht. Die SLS-Produktion kann nicht so einfach (und schnell) hochskaliert werden, das wurde ja schon oft bemängelt.