Dossier 02 • Bemannte Mobilität auf Planeten und im Orbit

Wie Astronauten sich fortbewegen

Menschliche Forscher bringen ein geologisches Gespür mit, das keine ferngesteuerte Kamera erreichen kann, doch Menschen unterliegen auch strengen metabolischen Grenzen. Jedes bemannte Raumfahrzeug – ob ein faltbarer Mondbuggy mit 210 kg, ein Rucksack mit Stickstoffdüsen oder ein zehn Tonnen schwerer druckbeaufschlagter Kreuzer – ist im Grunde eine Erweiterung der Lebenserhaltung, die die Reichweite vergrößert.

Geflogene und finanzierte Architekturen

Verifizierte Flugaufnahme des Apollo 17 Lunar Roving Vehicle, geparkt nahe Felsfeldern im Taurus-Littrow-Tal, mit provisorischer Reparatur am Schutzblech

Verifizierte Flugaufnahme • Apollo 17 LRV-3

Geflogener Maßstab (1971–1972)

Das Apollo Lunar Roving Vehicle

Nur drei bemannte Radfahrzeuge sind jemals auf einer anderen Welt eingesetzt worden, und alle drei stehen heute noch auf dem Mond: LRV-1 bei Hadley-Apennin, LRV-2 bei Descartes und LRV-3 im Taurus-Littrow-Tal.

Im Flug erprobte Hardware

Origami-Verpackung im Quadranten 1

Um in eine dreieckige Bucht der Landestufe der Mondfähre zu passen, die kaum 1.5 Meter hoch war, falteten Ingenieure von Boeing und GM das 3.1 Meter lange Rohrchassis aus 2219-Aluminium in drei Abschnitte, die über Torsionsfeder-Streben ausklappen. Zwei Nylonschlaufen erlaubten es den Astronauten auf der Oberfläche, das Chassis aufzuklappen und alle vier Räder innerhalb von zwanzig Minuten einzurasten.

Da dicke Raumanzughandschuhe weder ein herkömmliches Lenkrad noch Fußpedale greifen können, steuerten die Astronauten Geschwindigkeit, die Ackermann-Lenkung vorne und hinten sowie mechanische Trommelbremsen über einen zentralen T-Griff-Controller, der zwischen den rohrförmigen Sitzen im Stil von Gartenstühlen angebracht war. Die Navigation stützte sich auf einen Richtungskreisel und einen Wegmesser, der die Radumdrehungen zählte. Ein globales magnetisches Dipolfeld des Mondes für einen Kompass gibt es nicht, und auch kein GPS-Satellitennetz am Himmel.

Eigenmasse210 kg

Nutzlastkapazität490 kg (2.3× Masse)

Radmotoren4 × 0.25 hp (186 W)

Untersetzung80:1 Harmonic Drive

Batterien2 × 36 V AgZn (121 Ah)

Höchstgeschwindigkeit (gemessen)18 km/h (Eugene Cernan)

Das GM-Team um Ferenc Pavlics löste das Reifenproblem mit einer 81 Zentimeter großen, gedrehten Aluminiumfelge, umwickelt mit gewebtem, verzinktem Klaviersaitenstahl (800 Litzen pro Rad). Darauf sitzen Titan-Chevron-Laufstreifen, die 50 % der Auflagefläche bedecken, damit der Staub sauber zurück auf die Oberfläche fällt, statt das Gewebe zu verstopfen.

Geplante Fahrzeuge • Einsätze am Südpol

Nicht druckbeaufschlagte Rover, gebaut für die Mondnacht

Die Apollo-Rover arbeiteten drei Tage lang im hellen Morgenlicht nahe dem Äquator und wurden zurückgelassen, als die Besatzungen abhoben. Die moderne Mondforschung zielt auf den Südpol – rund um die Krater Shackleton und de Gerlache –, wo die Sonne nur 1.5 Grad über dem Horizont streift und bei -200°C tiefschwarze Schatten über Wassereisfallen wirft.

Weich ausgeleuchtetes 3D-Rendering eines geplanten Lunar Terrain Vehicle der Artemis-Klasse, unbemannt im Einsatz mit robotischem Mast-Lidar und Ladefläche vor einfachem Hintergrund

3D-Rendering • Dual-Mode-LTV-Architektur

Geplantes Fahrzeug NASA LTV Services Program

Tagsüber bemannt gesteuert, zwischen den Landungen ein robotischer Geologe

Im Jahr 2024 wählte die NASA Industrieteams unter Führung von Intuitive Machines, Lunar Outpost und Venturi Astrolab aus, um die Entwürfe für Lunar Terrain Vehicles voranzutreiben. Anders als Apollos Wegwerf-Buggys müssen diese Fahrzeuge zwei Astronauten im Raumanzug für bis zu 20 km pro Einsatz transportieren. Danach werden sie in den Monaten zwischen den bemannten Missionen zu ferngesteuerten robotischen Forschungsplattformen. Sie überstehen mehrtägige Finsternis mit wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akkus und aktiven Thermojalousien.

Weich ausgeleuchtetes 3D-Rendering der hinteren Suitport-Luken eines druckbeaufschlagten Planetenfahrzeugs, an dem zwei Raumanzüge bündig an der Schottwand befestigt sind

3D-Rendering • Hintere Suitport-Schottwand

Geplant & im Feld erprobt NASA SEV & JAXA Lunar Cruiser

Druckkabinen und der Suitport-Durchbruch

Das Abpumpen einer herkömmlichen Schleuse verschwendet kostbares Kabinengas und bringt krebserregenden Staub an den Stiefeln der Anzüge ins Innere. Das im Feld erprobte Space Exploration Vehicle (SEV) der NASA und der JAXA/Toyota Lunar Cruiser lösen beide Probleme mit hinteren Suitports: Raumanzüge hängen außen an der hinteren Schottwand, und Astronauten steigen von innen aus der Kabine direkt durch die Rucksackluke in den Anzug. So bleibt der Staub dauerhaft draußen, und die Vorbereitung für EVA sinkt von Stunden auf zehn Minuten.

Besatzungstransport im freien Raum

Persönliche Triebwerksrucksäcke & Studien zu Mond-Flugeinheiten (Lunar Flyer)

Räder brauchen Bodenkontakt. Im Orbit in der Mikrogravitation – und in historischen Notfallkonzepten für zerklüftete Mondkrater – verlässt die Mobilität der Besatzung den Boden vollständig.

Geflogene Hardware (1984)

Manned Maneuvering Unit (MMU)

Frei fliegend eingesetzt von Bruce McCandless II und Robert Stewart bei STS-41-B und später im selben Jahr zum Einfangen rotierender Kommunikationssatelliten verwendet. Die 148 kg schwere Martin Marietta MMU nutzte 24 Kaltgas-Stickstoffdüsen, die für Translation und Rotation in sechs Freiheitsgraden angeordnet waren und über Handsteuerungen mit den Fingerspitzen bedient wurden.

Eingesetzte Sicherheitsausrüstung

SAFER-Selbstrettungsgerät

Nachdem die Satellitenbergungsflüge der Shuttles beendet waren, ersetzte die NASA die sperrige MMU durch SAFER (Simplified Aid For EVA Rescue), eine kompakte 38 kg schwere Stickstoff-Düseneinheit, die unterhalb des Rucksacks des ISS-Raumanzugs befestigt wird. Sie hat etwa 3 m/s Delta-v und dient ausschließlich dazu, einen versehentlich abgetrennten Astronauten zu den Haltegriffen der Station zurückzubringen.

Historischer Prototyp

Studien zum Bell Lunar Flying Vehicle

Bevor die NASA das radgebundene LRV auswählte, beauftragte sie Bell Aerosystems mit der Untersuchung raketengetriebener „Lunar Hopper“. Diese sollten Reste hypergoler Treibstoffe der Mondlandefähre verbrennen, um in steile vulkanische Krater zu springen. Die Ingenieure verwarfen den Hopper, weil ein einziger Ventilausfall hunderte Meter über der Oberfläche im Vakuum ein Gleitverhältnis von null bedeutet hätte und die Rückkehr der Besatzung nicht sicher gewesen wäre.

Roboterräder und Laufroboter entdecken