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Lunar Rover
10.06.2020

Außerirdischer Stromer

Die Astronauten der Mondmissionen haben dort nicht nur ihre Fußspuren hinterlassen, sondern auch drei Lunar Rover. Bei ihnen handelt es sich um astreine Elektrofahrzeuge.

Die Apollo-15-Mission im Sommer 1971 war die vierte Expedition, die Menschen zum Mond brachte. Im Gepäck hatten die Amerikaner eine Neuheit: ein Lunar Roving Vehicle (LRV, Mondfahrzeug). Das schlichte, Buggy-artige Fahrzeug bot den Raumfahrern diverse Vorteile. Es vergrößerte den Aktionsradius der Astronauten erheblich und begünstigte eine längere Verweildauer in der lebensfeindlichen Umgebung, da sie Energiereserven sparten. Zudem konnten sie zusätzliches Werkzeug transportieren und mehr Bodenproben sammeln.

Kurze Entwicklungsphase

E-Offroader: Für die Entwicklung und den Bau der Lunar Rover blieben nur 17 Monate Zeit.

Für die Realisierung des LRV blieb den Entwicklern lediglich 17 Monate Zeit. Verglichen mit den 60 Monaten, die allein die Entwicklung der Raumanzüge umfasste, ein kleines Zeitfenster. Mit dem Einsatz von Mondfahrzeugen hatte sich die US-Raumfahrtbehörde NASA schon länger befasst, doch erst die Mondlandung im Sommer 1969 forcierte das Vorhaben. Die Sinnhaftigkeit des LRV unterstrich die Apollo-14-Mission im Februar 1971. Deren Astronauten nutzten auf dem Mond eine Art Handkarre, was jedoch kraft- und zeitraubend war.

Eine zusammenklappbare Lösung

Den Zuschlag, den Lunar Rover zu entwickeln, erhielt Boeing im Herbst 1969. General Motors und weitere US-Unternehmen unterstützten das 38 Millionen US-Dollar teure Projekt, zu dem die NASA konkrete Vorgaben machte. Das Fahrzeug musste höchst zuverlässig und sicher sein. Es durfte zudem nicht viel wiegen, weshalb Leichtmetalle wie Aluminium und Titan zum Einsatz kamen. Der fertige Lunar Rover wog nur 210 Kilogramm, konnte aber deutlich mehr Gewicht zuladen. Da für ihn kein Platz in der Mondlandefähre vorgesehen war, musste er in eine dreieckige Kammer zwischen zwei Füßen der Fähre passen. Die Lösung war ein zusammenklappbares Chassis mit angewinkelten Reifen, das sich nach dem Öffnen der Kammer nahezu vollständig selbst entfaltete. Das LRV bestand aus einem Fahrgestell, vier Rädern aus einem dichten Geflecht von verzinkten Stahldrähten, zwei Sitzen und einigen Aufbauten mit den notwendigen Instrumenten und Antrieben.

Navigationssystem

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Fly me to the moon: Die Apollo-15-Mission im Sommer 1971 hatte mit dem Lunar Rover eine Neuheit im Gepäck.

Trotz seines spartanischen Aussehens hatte der Lunar Rover bahnbrechende Systeme an Bord. Etwa ein Navigationssystem. Es erlaubte den Astronauten auf direktem Weg zur Mondlandefähre zurückzukehren, sofern sie sich außerhalb der Sichtweite begeben hatten. Das System basierte auf einer am Mondnorden ausgerichteten Richtungskreisel-Einheit, unterstützt durch einen Lageanzeiger und ein Sonnenschattengerät. Der Mondnorden und die Sonne waren somit wichtige Bezugspunkte des Systems.

1 Der zusammengefaltete Lunar Rover steckt in einer dreieckigen Kammer. 2 Das Heck klappt aus, die Hinterräder springen in die Position. 3 Die Front entfaltet sich, die Vorderräder springen in Position.

Suche nach richtigem Antrieb

Doch wie sollte der Antrieb eigentlich erfolgen? Eine Frage, mit der sich vor der NASA schon mehrere Wissenschaftler befasst hatten. Ihre Vorschläge umfassten Raketentreibstoffe, Wasserstoffperoxid und Wasserstoff, die in Gas- oder Dampfturbinen beziehungsweise Brennstoffzellen ihre Wirkung entfalten sollten. Die NASA sah in ihrem umfangreichen Vorgabenkatalog jedoch einen anderen Antrieb vor: Einen Batterieantrieb, wobei jedes Rad von einem Elektromotor angetrieben werden sollte. Der Lunar Rover sollte ein E-Fahrzeug sein!

Elektromotoren in den Rädern

Schlussendlich trieben zwei 36 Volt Silberoxid-Zink Batterien den LRV an. Sie kennzeichneten eine geringe Selbstentladung bei einer vergleichsweise hohen Kapazität und niedrigem Leistungsgewicht. Zudem setzte die NASA solche Batterien bereits bei ihren Mondlandefähren ein. Während eine der beiden nicht aufladbaren Batterien die unabhängig voneinander steuerbaren Achsen des LRV mit Energie versorgte, floss der Strom der anderen in die Räder. Jedes enthielt in seinen Radnaben einen 180-Watt Gleichstrom-Elektromotor mit einer Leistung von 0,25 PS. Das garantierte, dass sich das Fahrzeug selbst nach dem Ausfall mehrerer Motoren fortbewegen ließ. Und wäre eine Batterie ausgefallen, dann hätte die andere deren Aufgabe mitübernommen. Wichtig war das Temperaturmanagement der Batterien, da je nach Position zur Sonne auf dem Mond zwischen -155 Grad Celsius und +120 Grad Celsius herrschen. Zur Regulierung dienten unter anderem mehrschichtige Isolierungen und Wachsboxen.

Immer noch fahrbereit

Die drei Lunar Rover der Apollo-Missionen 15, 16 und 17 legten auf dem Mond insgesamt 90 Kilometer zurück. Sie alle blieben auf dem Erdtrabanten zurück und erfüllten die in sie gesetzten Erwartungen vollauf. Kein Astronaut äußerte einen Nachbesserungsbedarf. Einer der Entwickler, Ferencs Pavlics, würde heute lediglich bei den Batterien und den Elektromotoren nachjustieren. Zu groß sind hier die Fortschritte was Effizienz und Gewicht sowie die enorm verdichtete Energie anbelangt. Die wohl immer noch fahrtüchtigen Lunar Rover müssten damit nur bestückt werden.

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