Rücksturz zur Erde: Vor dem Ritt auf dem Feuerball

In der Nacht zum Samstag kehren die Astronauten von Artemis II auf die Erde zurück. Sie erwartet ein besonders rauer Wiedereintritt.Nach neun Tagen zu viert auf gerade einmal neun Kubikmetern werden sich die Astronauten des Artemis-II-Testflugs zum Mond sicher auf die Rückkehr zur Erde freuen – auf ihre Familien, auf eine Dusche oder auch nur auf frische Luft. Es wird die Seeluft vor der Küste Südkaliforniens sein, wo das kegelförmige Mannschaftsmodul ihres Orion-Raumschiffes am späten Freitagnachmittag Ortszeit an drei großen Bremsfallschirmen in den Pazifik fallen soll, mit gemütlichen 32 Kilometern pro Stunde. Vor dem, was 13 Minuten davor passiert, dürfte es den vier Mondfahrern allerdings einigermaßen grauen. Denn da trifft ihre zuvor durchs praktisch luftleere Weltall schießende Kapsel mit einer Geschwindigkeit von fast 40.000 Kilometern pro Stunde auf die Erdatmosphäre. Das ist erheblich schneller als die rund 28.000 Kilometer pro Stunde, mit denen bemannte Raumkapseln aus dem nahen Erdorbit – also etwa beim Rückflug von der Internationalen Raumstation ISS – in die Erdatmosphäre eintreten. Tatsächlich ist die kinetische Energie, die nun abgeführt werden muss, doppelt so hoch. Entsprechend sind Rückkehrer vom Mond beim Wiedereintritt höheren Beschleunigungskräften ausgesetzt. Die Artemis-II-Astronauten erwarten nun aber noch höhere Belastungen als seinerzeit die Mondfahrer des Apollo-Programms.Ärger mit dem HitzeschildDas liegt an Problemen mit dem Hitzeschild, die nach dem unbemannten Testflug Artemis I im November 2022 aufgetreten waren. Die schützende Beschichtung aus einem „AVCOAT“ genannten Material aus Quarzfaser und Epoxidharz sorgt dafür, dass sich die Außenhaut einer zurückkehrenden Mondkapsel infolge der Reibung mit der Erdatmosphäre und der Kompression der Luft nicht bis auf rund 5000 Grad Celsius aufheizt, die ohne Schild drohen. Doch der Hitzeschild der Orion war anders konstruiert als der der alten Apollo-Kapseln: Statt aus einer Bienenwaben-Struktur aus 26.000 kleinen Zellen bestand er aus etwas weniger als 200 großen AVCOAT-Kacheln – und denen hatte der Wiedereintritt am Ende der Mission Artemis I stärker zugesetzt als erwartet. Zwar war das Kapselinnere unbeeinträchtigt geblieben, aber aus dem Hitzeschild waren ganze Stücke herausgebrochen.Statt für ein Neudesign des Schildes – was den am Ende ohnehin schon um vier Jahre verspäteten Flug von Artemis II noch weiter verzögert hätte – entschieden sich die Verantwortlichen bei der NASA für eine Änderung des Wiedereintrittsprofils. Dadurch ist der Hitzeschild nun zwar höheren Temperaturen von bis zu rund 2760 Grad Celsius ausgesetzt, aber das für kürzere Zeit. Das setzt allerdings auch den vier Astronauten stärker zu. Anstatt fünffacher Erdbeschleunigung, welche die Apollo-Astronauten aushalten mussten, könnte ihnen nun eine sechs- oder sogar siebenfache Erdbeschleunigung bevorstehen.Das ist allerhand, insbesondere nach neun Tagen in Schwerelosigkeit – und gewiss nichts, worauf sich die Artemis-Heimkehrer freuen. Allerdings sind sie entsprechend vorbereitet und wie schon beim Start durch einen Druckanzug geschützt. Den unter Schwerelosigkeit in der engen Kapsel anzulegen, hatten sie bereits beim Hinflug geübt. Nun, vor der Rückkehr, galt es bereits in der Nacht zum Donnerstag deutscher Zeit, nach einem ersten Feuern der Triebwerke zur Einleitung der Rückkehr zur Erde, in das „Orthostatic Intolerance Garment“ zu schlüpfen, eine Art Ganzkörper-Stützstrumpf, der eine gesunde Blutzirkulation sicherstellen soll, wenn sich die Astronauten wieder unter dem Einfluss der irdischen Schwerkraft befinden. So wirklich auf der Erde angekommen dürfen sie sich daher wohl erst wieder fühlen, wenn sie sich all dieser Kleidungsstücke wieder entledigen dürfen.