SMART 1 Ein fliegendes Technologielabor

Hauptziel des Unternehmens ist jedoch der Test des Ionentriebwerks, das mit einem zehnmal höheren Wirkungsgrad als herkömmliche chemische Antriebe arbeitet. Es erlaubt völlig neue Navigationsmöglichkeiten und damit Bahnmanöver, die für künftige interplanetare Missionen von zentraler Bedeutung sind.

Technologien für die Zukunft

Während der gesamten SMART 1-Mission überwachen zwei bordeigene Diagnose-Instrumente – sie firmieren unter den Kürzeln EPDP und SPEDE – die Arbeitsweise des innovativen Antriebs. Getestet wird auch das neue Navigationssystem OBAN, das Raumsonden anhand bestimmter Bezugswerte die selbstständige, d.h. erdunabhängige Navigation in den Tiefen des Alls ermöglicht.

Da für zukünftige Deep-Space-Missionen die Kommunikation von essentieller Bedeutung ist, werden mit dem Experiment KaTE innovative Verfahren und technische Lösungen zur Datenfernübertragung mittels sehr kurzer Funkwellen im Ka-Bereich getestet.
Bei der Entwicklung des kombinierten X/Ka-Band-Transponders von KaTE wurden von EADS-Astrium-Ingenieuren neben innovativen Gehäusematerialien neuartige Technologien integrierter Chips sowie der digitalen Signalaufbereitung eingesetzt. Dadurch soll die Kommunikation zu Raumfahrzeugen in großer Entfernung von der Erde nicht nur sicherer, sondern auch effizienter werden.
„Alleskönner“ KaTE vermag noch viel mehr zu leisten: Aus der Kenntnis des Orbits rund um den Mond und den in seinem Frequenzbereich empfangenen Signalen können die Wissenschaftler dann auf die Eigenschaften des bislang unerforschten Mondkerns schließen. Künftige interplanetare Missionen, wie BepiColombo zum sonnennahen Merkur, werden von dieser indirekten Meßmethode profitieren. Aus den Signaleigenschaften des Ka-Band-Transponders könnte man nämlich auf die inneren Eigenschaften des jeweilig untersuchten Planeten schließen.

Ein weiteres Experiment soll die Möglichkeiten einer optischen Datenkommunikation via Laser ausloten. Die Lasertechnologie ist, was die übertragenen Datenmengen betrifft, herkömmlichen Kommunikationsverbindungen um ein Vielfaches überlegen. Die Herausforderung besteht nun darin, eine Laserverbindung zu mobilen Objekten im All aufrecht zu erhalten, die weit entfernt sind und – wie im Fall von SMART 1 – überdies sich rasch bewegen.
Von einer optischen Bodenstation auf Teneriffa aus kommuniziert die ESA bereits über Laserverbindungen mit Fernmeldesatelliten. Die Wissenschaftler hoffen, dass die Bordkamera AMIE in der Lage sein wird, den Laserstrahl auf Teneriffa zu erfassen. Allesamt also neue Verfahren, die die europäische Telekommunikationsindustrie mit großem Interesse verfolgt.

Ein Traumpaar fliegt zum Mond: SIR und AMIE

Neben der Technologie-Evaluierung sind mit SMART 1 aber auch wissenschaftliche Untersuchungen geplant. Die Sonde soll den Mond genauer unter die Lupe nehmen als jedes Raumfahrzeug zuvor. Das unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Aeronomie in Katlenburg-Lindau gebaute Infrarot-Spektrometer SIR wird die mineralogische Zusammensetzung der Mondoberfläche anhand der reflektierten Infrarotstrahlung systematisch untersuchen. Das nur 2 kg schwere Instrument arbeitet auf bis zu 266 unterschiedlichen Wellenlängen und erlaubt so eine detaillierte Analyse des Gesteins. Und mit Hilfe des hochauflösenden Röntgenspektrometers D-CIXS soll der Mond im kurzwelligen Röntgenbereich vollständig kartografiert und chemisch analysiert werden.

Hohe Erwartungen werden auch an das extrem kompakte Kamerasystem AMIE geknüpft, das die ESA zusammen mit dem Centre Suisse d‘Electronique et de Microtechnique im schweizerischen Neuchâtel entwickelt hat. Dank verschiedener Filter liefert die nur 450 g schwere Farbkamera hochauflösende Bilder der Mondoberfläche sowohl im sichtbaren, als auch im UV- sowie im nahen Infrarot-Bereich. Zudem wird die Mondoberfläche aus verschiedenen Winkeln heraus fotografiert. AMIE soll vor allem Informationen über die Topografie und Struktur der Mondkruste liefern.
Anhand der multispektralen Daten dieser drei Instrumente können dann sehr präzise dreidimensionale Karten und Darstellungen der Mondoberfläche errechnet werden.