Europas Mondspäher: SMART 1

Der Einstieg in die europäische Eroberung des Mondes wurde 2003 von der Europäischen Weltraumorganisation ESA mit einer bahnbrechenden Premiere eingeleitet: SMART 1, Europas erste interplanetare Raumsonde mit Ionenantrieb sollte den Mond als Testobjekt zur Erprobung innovativer Technologien nutzen. Die mit einer Ariane-5-Trägerrakete zusammen mit zwei Kommunikationssatelliten ins All gebrachte Sonde verkörpert den Prototyp des neuen ESA-Programms „Small Missions for Advanced Research and Technology”. Ziel des Programms ist es, neue Lösungen für die Weltraumforschung zu finden, um die Kosten für Weltraummissionen zu senken, der europäischen Industrie Wettbewerbsvorteile zu verschaffen und Spitzenpositionen der europäischen Raumfahrt in technischem Know-how zu verteidigen. Hauptaugenmerk wird daher auf kostengünstige und kompakte Geräte gelegt.

Mit SMART 1 verfolgt die ESA mehrere Ziele. Hauptaufgabe ist der Test des neuartigen solar-elektrischen Antriebssystems für den interplanetaren Raum, besser bekannt als Ionenantrieb. Hierbei handelt es sich um eine Schlüsseltechnologie, durch die kommende ESA-Missionen wie der Solar Orbiter (Start 2010) und BepiColombo zum Merkur (Start 2012) erst ermöglicht werden.
SMART 1 ist aber auch für autonome komplexe Operationen über mehrere Tage ohne Funkkontakt mit der Erde ausgelegt. In Zukunft werden sich nämlich immer mehr Raumsonden das knappe und teure Gut "verfügbare Bodenstationen" teilen müssen. Der autonome Betrieb senkt damit auch die Missionskosten.

Ein sehr wichtiges Thema ist bei SMART 1 die Verbesserung der „optischen Navigation“, bei der Positionsbilder von Sternen, Planeten oder Monden von der Raumsonde zur Erde geschickt werden. Dort kann man aus der scheinbaren Position der dargestellten Himmelskörper in Bezug auf den stellaren Hintergrund die Bahnbestimmung mit hoher Genauigkeit vornehmen. Ohne optische Navigation wären weder die amerikanisch-deutsche Jupitermission Galileo noch die amerikanisch-europäische Saturnmission Cassini-Huygens mit ihren komplizierten Flugbahnen durchführbar gewesen.

Zu den weiteren Schlüsseltechnologien gehören die Kommunikation sowohl in sehr hohen Frequenzen (Ka-Band), als auch über Laser sowie eine effiziente Datenkompression. Allesamt wichtige Dinge bei langen interplanetaren Reisen innerhalb unseres Sonnensystems und darüber hinaus.

Der Mond als Test- und Forschungsobjekt

Was lag näher, als all diese innovativen Technologien bei dem vor unserer Haustür liegenden Mond zu testen und dabei gleichzeitig eine Reihe von Experimenten zur Erforschung des Erdtrabanten durchzuführen? So wurde aus dem mit miniaturisierter Spitzentechnologie voll gepackten 368 kg schweren Zauberwürfel mit einer Kantenlänge von nur einem Meter eine Mondsonde, die technische Lösungen für die Raummissionen von Morgen testet.
Seit November 2004 – zwei Monate früher als erwartet – befindet sich SMART 1 in einer Mondumlaufbahn. Diese wurde immer weiter abgesenkt, bis die Sonde Ende Februar 2005 ihre vorgesehene Bahn zwischen 300 Kilometer (über dem Südpol) und 3 000 Kilometer (über dem Nordpol) erreicht hat. Von diesem Orbit aus wird SMART 1 den kompletten Mond kartieren und seine Oberflächenzusammensetzung untersuchen.
Aufgrund des geringen Treibstoffverbrauches – für die Reise zum Mond wurden von insgesamt 82 Kilogramm Xenon-Treibstoff nur 59 Kilogramm verbraucht – stehen nunmehr größere Energiereserven zur Verfügung. Damit kann der Absturz der Raumsonde durch laufende Bahnkorrekturen hinausgezögert und die wissenschaftliche Erkundung vermutlich bis September 2006 fortgeführt werden.