Die lange Mondnacht in der Südpolregion des Mondes, wo Indiens Vikram-Landegerät und der Pragyan-Rover letzten Monat landeten, neigt sich dem Ende zu. Am 22. September, wenn in dieser Region des Mondes die Morgendämmerung anbricht, wird die indische Weltraumforschungsorganisation (Isro) versuchen, Vikram und Pragyan der Chandrayaan-3-Mission aufzuwecken, die sich beide im Schlafmodus befinden.
Das Lander-Rover-Duo wurde Anfang dieses Monats nach einer beeindruckenden Mission, die 12 Erdentage dauerte (Mondnächte und -tage dauern im Allgemeinen 14 Erdentage), strategisch in den Schlaf versetzt.
Wenn es Isro gelingt, Vikram und Pragyan aus ihrem Schlaf zu wecken, wäre das eine bemerkenswerte technische Leistung und würde der Raumfahrtbehörde mehr Möglichkeiten bieten, Experimente auf der Mondoberfläche durchzuführen.
Die Entscheidung, die Mission von Vikram-Pragyan zwei Tage früher als die ursprünglich geplanten 14 Erdentage zu beenden, wurde vom Sonnenstand bestimmt. Als Vikram am 23. September landete, war am Landeplatz Shiva Shakti bereits die Sonne aufgegangen und bot mit einer Höhe von 8,75 Grad optimale Bedingungen.
Die Einhaltung eines bestimmten Winkels der Sonnenhöhe zwischen 6 und 9 Grad ist für das unterbrechungsfreie Funktionieren der Systeme von Vikram und Pragyan von entscheidender Bedeutung. Um angemessene Spielräume zu gewährleisten, wurde der Schlafmodus des Lander-Rover-Duos Chandrayaan-3 etwas früher aktiviert.
Da der Mond keine Atmosphäre hat, können die Temperaturen auf der Mondoberfläche nachts minus 180 Grad Celsius erreichen. Permanent beschattete Regionen (PSRs) auf dem Mond können sogar noch kälter sein und bis zu minus 240 Grad Celsius betragen.
Das Überleben einer so harten Mondnacht, die von anhaltender Dunkelheit geprägt ist, stellt einzigartige Herausforderungen dar. Konventionelle Energiequellen wie herkömmliche Solarpaneele und kleine Batterien reichen nicht aus, während Radioisotopensysteme regulatorischen Einschränkungen unterliegen und hohe Kosten verursachen. Große Batterien sind zwar leistungsfähig, aber aufgrund der langen Nachtdauer zu schwer.
Neuere Forschungen zeigen jedoch eine vielversprechende Lösung: Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion), die ohne erkennbaren Leistungsverlust sicher eingefroren und aufgetaut werden können.
Wenn Isro diesen Ansatz mit Vikram und Pragyan gewählt hat (was wir derzeit nicht wissen), würde er von drei Schlüsselkomponenten abhängen, die sich jeweils mit den Herausforderungen der Mondnächte befassen:
– Erstens die Integration kryotoleranter Lithium-Ionen-Batterien, die in der extremen Kälte der Mondumgebung eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit aufweisen, ohne ihre Leistung zu beeinträchtigen. Dies würde eine stabile Stromquelle während der gesamten Mission gewährleisten.
– Ergänzt wird diese Innovation durch kryotolerante Elektronik, die so konstruiert ist, dass sie den Betrieb nahtlos wieder aufnimmt, sobald das Sonnenlicht auf die Mondoberfläche zurückkehrt. Dieser reibungslose Übergang vom Ruhezustand zur Funktionalität wäre für die Missionseffizienz von entscheidender Bedeutung.
– Darüber hinaus würde die Implementierung kryobetriebener Elektronik die Möglichkeit bieten, einen Kaltstart einzuleiten und die Stromversorgung auch nach längeren Inaktivitätsperioden zuverlässig wiederherzustellen.
Wenn Isro diese bahnbrechenden Techniken in Vikram und Pragyaan getestet und implementiert hat, wird die Wahrscheinlichkeit ihrer Wiederbelebung erheblich steigen.
Ohne eine Radioisotopen-Heizeinheit hängt das Überleben dieser Mondforscher davon ab, ob ihre Batterien bis zum Ende der langen, kalten Nacht ausreichend geladen sind.
Werden Vikram und Pragyan also aufwachen, wenn die Sonne auf die Südpolregion des Mondes scheint? Wir müssen abwarten und zusehen.
(Dies ist ein verfasster Artikel von Manish Purohit. Manish ist ein Experte für Solarenergie und Raumfahrzeug-Solarmodule mit umfassender Erfahrung in der Leitung kritischer Weltraummissionen, darunter Chandrayaan-2 und Mangalyaan.)
