Die NASA plant den Aufbau einer dauerhaften Infrastruktur in der Mondumlaufbahn. Die Lunar Gateway Station soll als zentraler Knotenpunkt für bemannte und unbemannte Missionen dienen. Ein Forschungsteam entwickelte nun Algorithmen zur Steuerung des erwarteten Raumverkehrs.
Neue Herausforderungen für die Raumfahrtlogistik
Die Gateway-Station wird in einer sogenannten Near-Rectilinear Halo Orbit (NRHO) positioniert. Diese hoch elliptische Umlaufbahn ermöglicht ständige Kommunikation mit der Erde und benötigt wenig Treibstoff zur Bahnkorrektur. Die Bahn verläuft zwischen 1.600 km über dem Mondnordpol und 64.000 km hinter dem Mondsüdpol.
Forscher der Texas A&M University, des Johnson Space Center und der Purdue University analysierten die besonderen Bedingungen dieser Umlaufbahn. Die Gravitationskräfte von Erde und Mond erfordern präzise Berechnungen für Anflug, Abflug und Wartepositionen mehrerer Raumfahrzeuge gleichzeitig.
Loitering-Konzept für sicheren Raumverkehr
Das entwickelte Verkehrsmanagement basiert auf dem Prinzip des „Loitering“. Raumfahrzeuge halten definierte Wartepositionen ein, bevor sie an der Station andocken oder die Umlaufbahn verlassen. Diese Positionen werden mathematisch so berechnet, dass Kollisionen vermieden und Treibstoffverbrauch minimiert wird.
Die Forscher simulierten tausende Szenarien unter Berücksichtigung von Navigationsfehlern, Triebwerksungenauigkeiten und Störungen. Die Ergebnisse zeigen, dass präzise Positionshaltung mit moderatem Mehraufwand an Treibstoff möglich ist. Raumfahrzeuge formieren sich dabei in einer „Perlenkette“ entlang der Umlaufbahn.
Das Artemis-Programm der NASA sieht erste bemannte Missionen zur Gateway-Station ab 2026 vor. Das Orion-Raumschiff mit vier Astronauten an Bord wird zu den ersten Nutzern des neuen Verkehrssystems gehören.
- Quelle: Acta Astronautica (Fachpublikation)
- Quelle: Texas A&M University (Pressemitteilung)
- Quelle: NASA Johnson Space Center (Technische Dokumentation)