Warum gibt es so wenige Mondrover?

Das sind viele Fragen. Lunokhod 2 dauerte fast 4 Monate und hielt über 41 Jahre lang den Rekord für die längste Strecke, die von einem außerirdischen Roboter zurückgelegt wurde, bis MER-B ( Opportunity ) diesen Mitte 2014 übertraf, also würde ich nicht wirklich sagen, dass Mondrover es tun nicht lange. Schließlich saugte es mit seinem offenen Deckel, der auch sein Solarpanel war, etwas Regolithstaub auf, und als es ihn schloss, um sich auf die Mondnacht vorzubereiten, schüttete es Staub über seine Heizkörper und überhitzte. Aber es hat seine Mission erfüllt.

Ansonsten haben wir keine weiteren Rover zum Mond geschickt, weil es lange Zeit nach dem Apollo-Programm war, das veni, vidi, vici betrachtete , und erst wieder interessanter wurde, nachdem das Mini-SAR der NASA auf Chandrayaan-1 Hinweise auf südpolares Wasser fand Eis. Sicher, du kennst den Satz „The Moon Is a Harsh Mistress“ ., und es gibt bestimmte Herausforderungen bei der robotischen Erforschung (Talkumpuder-Feinstaub und seine dielektrischen, photoelektrischen und triboelektrischen Eigenschaften, lange Nächte, starke Tagesschwankungen der Oberflächentemperatur und Schwierigkeiten beim Kühlen während des Tages und Erhitzen während der Nacht, raues und oft stark geneigtes Gelände mit Einschlagskratern und Trümmern bedeckt, die Hälfte davon nicht in direkter Sichtverbindung zur Erde, schwierige Lichtverhältnisse mit Rückstreuung zur Mittagszeit, manchmal lange und unglaublich kontrastreiche Schatten, Strahlung, ...), aber andere Ziele haben ihre eigenen auch eine Reihe von Herausforderungen. Das ist nicht der Grund, warum Sie kürzlich aufgenommene Schnappschüsse von der Mondoberfläche nicht beobachten können (obwohl Sie die von seiner Umlaufbahn aufgenommenen sehen können). Die einfache Wahrheit ist, dass, seit wir feststellten, dass der Mond ein unfruchtbarer Felsen ohne unmittelbaren Nutzen für unsere Erforschung des Sonnensystems ist, unsere Aufmerksamkeit auf andere Himmelskörper und die Suche nach Bedingungen für Leben gerichtet ist, und bald noch direkter auf die Suche nach Leben dort, wo wir sind denken, dass Bedingungen dafür vorhanden sein könnten.

Aber wir gehen zurück. Eigentlich hat jede anständige Weltraumbehörde jetzt Pläne, Rover auf den Mond zu schicken, wobei natürlich die südlichen Polarregionen von größtem Interesse sind;

JAXA plant SELENE-2 , ISRO Chandrayaan-2 , China Chang'e 4 , NASA Resource Prospector und betreibt einige andere Programme mit unterschiedlichem Reifegrad. Die ESA arbeitet derzeit unter dem Dach des Aurora-Programms an einem umfassenden Monderkundungsplan Zusammenarbeit mit Roscosmos bei PILOT-, SPECTRUM- und PROSPECT- Programmen, die von Präzisionslandeplattformen bis hin zu Probenrückführungsmissionen usw. reichen. Und es gibt eine große Anzahl privater Unternehmen, die daran interessiert sind, den Mond für seine Ressourcen abzubauen und / oder ihn als Stützpunkt für weiter entfernte Ziele oder für erdnahe / cisluar-Operationen zu nutzen.

Um einen etwas besseren Überblick über bevorstehende Missionen zu bekommen, hier ist die aktuelle (aufbereitet für das derzeit laufende LEAG-Herbsttreffen 2015 ) International Cooperation and the Global Exploration Roadmap :

   ^{International Cooperation and the Global Exploration Roadmap , von Jim Carpenter im Namen des ESA Lunar
   Exploration Team Directorate of Human Spaceflight and Operations. Quelle: ESA-Pläne für die Monderkundung}

Viele dieser Missionen umfassen Mondlander und Rover. Tatsächlich gibt es auf dieser Roadmap mehr Missionen zur Mondoberfläche als beispielsweise Missionen zur Marsoberfläche. Ihre Frage könnte also hoffentlich nur von kurzer Dauer sein, und in ein paar Jahren könnte sogar jemand fragen, warum es am und um den Shackleton-Krater eine so offensichtliche Überbevölkerung von Robotern gibt . :)

Der Mond hat einige sehr ernste Herausforderungen für Rover. Die schwerwiegendste davon ist die Tatsache, dass der Mond eine Rotation von 29 Tagen hat. Das bedeutet, dass jedes Raumschiff, das länger als 14 Tage durchhält, eine 14-tägige Nacht überstehen muss! Die Temperaturschwankungen in dieser dunklen Zeit sind unglaublich, von 123 Grad Celsius bis -233 Grad Celsius, verglichen mit dem Mars, der in der Nähe des Äquators über ein Jahr einen Bereich von -73 bis 20 Grad Celsius aufweist.

Dies verursacht eine Menge echter Belastungen für das Raumfahrzeug. Dies ist eine ernsthafte Herausforderung für die Betreiber des Raumfahrzeugs, die in einen speziellen Nachtmodus wechseln müssen, um zu überleben. Einige Raumfahrzeuge überleben ohne extreme Maßnahmen, aber es gibt nicht viele, die lange überleben. Luna 17 hat fast ein Jahr überlebt, aber das ist selten. Dennoch besteht das Potenzial, ein Raumschiff zu bauen, das auf dem Mond überleben wird.

Unter dem Strich ist der Mond jedoch der mit Abstand am besten erforschte Teil des Sonnensystems (ohne Erde). Bisher hat es noch kein Lander auf die andere Seite geschafft, was ein interessantes Ziel wäre, aber es ist ziemlich schwierig, da man die Erde nicht direkt erreichen kann. Es gab jedoch sechs bemannte Missionen, vier unbemannte Rover und 13 andere erfolgreiche Lander (wenn ich richtig gezählt habe), was es zu einem stark erforschten Körper macht, weit mehr durch seine Oberfläche (insbesondere wenn man bedenkt, dass nur die Hälfte sichtbar ist). Erde) als jeder andere Körper im Sonnensystem außer der Erde. Von den am weitesten gereisten fünf Rover gingen vier zum Mond (einschließlich bemannter Rover).

Mars ist auch ein interessanteres Thema, da er Leben haben könnte. Das hat viel Interesse am Planeten geweckt, insbesondere an seiner Follow-the-Water-Kampagne. Landungen können aufgrund der sanfteren Temperaturschwankungen länger dauern, wenn sie sich in der Nähe des Äquators befinden. Rover auf dem Mars machen also sehr viel Sinn.

Dennoch bezweifle ich nicht, dass es eines Tages mehr Mondrover geben wird. Ich habe sogar von einem Vorschlag gehört, kommerzielle Rover auf den Markt zu bringen . Dennoch besteht derzeit zumindest in den Vereinigten Staaten einfach nicht genug Interesse am Mond, um eine solche Aufmerksamkeit zu rechtfertigen, zumindest bis wir die Fähigkeit haben, wieder für bemannte Missionen auf dem Mond zu landen.

Jede der Apollo-Missionen lieferte zwei halbautonome, bemannte, von Menschen angetriebene, umherziehende Fahrzeuge mit Probenrückgabefähigkeit zum Mond – Astronauten in Anzügen. Die späteren Apollos fügten auch eine fahrbare "Busbühne" hinzu, um die Reichweite dieser Rover dramatisch zu erweitern. Das ist nur ein halber Augenzwinkern: Die Funktion der Expeditionen war im Großen und Ganzen ähnlich, und Apollo-Astronauten haben etwa doppelt so viele Kilometer zurückgelegt wie alle Mars-Rover.

Nach unseren Probenrückbesuchen auf dem Mond war klar, dass er wahrscheinlich kein Leben beherbergen würde. Auf dem Mars ist die Frage noch offen, und die Marslandschaft scheint abwechslungsreicher zu sein als die des Mondes, also lernen wir im Allgemeinen mehr, wenn wir Rover dort platzieren.

Beachten Sie auch, dass wir noch keine Probenrückgabe zum Mars durchführen müssen – die Atmosphäre, die Schwerkraft und die Entfernung des Mars wirken zusammen, um dies zu einer viel schwierigeren Aussicht zu machen als eine Probenrückgabe zum Mond.

Das ist eine gute Frage, und das könnte als Kommentar besser dran sein, aber ich werde trotzdem antworten.

Es gibt offensichtlich viele Gründe, warum Raumfahrtagenturen eine Mission einer anderen vorziehen. Die Missionen müssen mit den allgemeinen Zielen der Agentur übereinstimmen, die Wissenschaft unterstützen, die die gesamte Gemeinschaft untersucht, und aus jedem Dollar den höchsten Wert herausholen.

Der Mars ist ein Planet, der Mond aber nicht, also können wir nicht von beiden dasselbe lernen. Mars ist auch voller Überraschungen, während der Mond vielleicht etwas homogener und vorhersehbarer ist, wenn es darum geht, verschiedene Regionen zu betrachten. Das soll nicht heißen, dass der Mond langweilig ist oder dass wir bereits genug darüber wissen, nur dass es viele dringendere Fragen gibt, die nur von einem Rover/Lander auf dem Mars beantwortet werden können.

Denken Sie daran, dass Rover nur eine Art von Raumfahrzeugen sind. Orbiter sind viel einfacher einzusetzen, und wenn Sie mit Fernerkundung anstelle von Aktivitäten vor Ort davonkommen, werden Sie dies wahrscheinlich tun. Vieles, was wir über den Mond wissen wollen, kann aus der Umlaufbahn gelernt werden, während Bodenmessungen für spätere Missionen verschoben werden.

Hoffentlich werden die wachsenden Trends in der privaten Weltraumforschung (z. B. der Google Lunar X-Prize) sowie das Interesse der Behörden an der Ressourcennutzung vor Ort zu einer Flut neuer Mondrover und -lander führen.

Der Mars hat genug Atmosphäre, um seine Oberfläche zu „verwittern“. Der Mond nicht. Das bedeutet, dass die einzelnen Körner des Mondstaubs viel schärfer und abrasiver sind. Das Fehlen einer Atmosphäre macht auch die Tag/Nacht-Temperaturschwankungen extremer. Beides trägt zum Verschleiß und Ausfall von Rovern bei.

Einen kleinen Rover auf dem Mond zu bauen ist eine Herausforderung. Der Mond-Regolith hat die Konsistenz von Backmehl, daher ist es ziemlich entmutigend, mit winzigen Rädern hindurchzufahren. Die Fahrt auf dem Mond mit den bemannten Rovern war eine Herausforderung, wenn man sich das Filmmaterial ansieht, trat das Fahrzeug mehrmals auf. Tatsache ist, dass das Fahren mit geringer Schwerkraft nicht viel Traktion bietet. Ein weiterer Grund, warum wir nicht mehr Mondrover (sogar Sonden) haben, ist die Art der Mission. Wir haben bereits Hunderte von Pfund Mondgestein als Proben, die wir untersuchen können.