Erste Vorboten von Artemis IV in LUNA
Die NASA hat am 4. Dezember 2025 die beiden wissenschaftlichen Instrumente vorgestellt, die bei der zweiten geplanten astronautischen Mondlandung im Artemis-Programm, Artemis IV, von Astronautinnen und Astronauten am Südpol des Mondes installiert und betrieben werden sollen. Eines der beiden Instrumente ist die South Pole Seismic Station (SPSS), die aus einem Seismometer und einem aktiven seismischen Experiment besteht. Ein Prototyp der seismischen Quelle, die zu diesem Experiment gehört und von Prof. Takeshi Tsuji an der Universität Tokyo (Japan) entwickelt wird, war bereits im Oktober 2025 im Rahmen der Polar Explorer Kampagne zu Gast in LUNA und konnte erstmals im Mondstaub-Simulat getestet werden.
Die Artemis IV Crew wird die PASS (Portable Active Seismic Source) genannte Quelle auf dem Mond an mehreren Positionen in der Nähe des Seismometers aktivieren und damit seismische Energie erzeugen, um den flachen Untergrund an der Landestelle zu durchschallen. Aus der Datenanalyse kann man dann auf das Vorhandensein von Volatilen, insbesondere Wassereis, und die Dicke und Struktur des Regoliths, der auch als potentielles Baumaterial gilt, schließen. LUNA mit der variablen Regolithdicke von bis zu drei Meter in der Deep Floor Area und den dort vergrabenen Zielkörpern, die teilweise ähnliche elastische Eigenschaften wie Wassereis haben, bietet auch die Möglichkeit, diese Untersuchung der Untergrundstruktur zu testen.
Die PASS-Quelle selbst ist eine Körperschallquelle und befindet sich im schwarzen Zylinder am unteren Ende des Geräts. Der lange Griff ermöglicht Astronautinnen und Astronauten, die Quelle durch Anpressen an den Boden zu aktivieren, ohne dabei im Raumanzug in die Knie gehen zu müssen. Das Design hat zwar oberflächlich betrachtet Ähnlichkeit mit dem „Thumper“, einer seismischen Quelle, die vor über 50 Jahren von den Astronauten auf Apollo 14 und 16 verwendet wurde. PASS enthält aber, im Gegensatz zum „Thumper“, keine Sprengladungen, sondern erzeugt ein reproduzierbares Quellsignal mit ansteigenden Frequenzen, wie es auch auf deutlich größeren Skalen auf der Erde bei Vibroseis-Messungen eingesetzt wird. Durch den breiten Frequenzinhalt können Strukturen mit unterschiedlichen Längenskalen gleichzeitig aufgelöst werden. Die hohe Reproduzierbarkeit erlaubt es, Daten von mehreren Anregungen zu addieren, um schwache Signale zu verstärken.
Das SPSS-Seismometer wird auch nach der Rückkehr der Artemis IV-Astronautinnen und Astronauten weiterlaufen und Mondbeben sowie Meteoriteneinschläge aufzeichnen, die helfen, den inneren Aufbau des Mondes bis hin zum Kern und seine geologische Entwicklung besser zu verstehen und die aktuelle Einschlagsrate zu bestimmen. Die Überwachung von Mondbeben und selbst kleinsten Meteoriteneinschlägen ist zudem wichtig für die Sicherheit der Astronautinnen und Astronauten bei Plänen, zum Beispiel für zukünftige permanente Mondstationen, aber auch für die möglichen Errichtung astrophysikalischer Observatorien auf dem Mond, die sehr sensibel auf Erschütterungen reagieren, wie beispielsweise Gravitationswellendetektoren.
Nachdem SPSS von der NASA ausgewählt wurde, erwarten wir weitere Kampagnen, nicht nur mit PASS, in LUNA, um unter anderem die Installation des Experiments unter möglichst realistischen Bedingungen zu testen. SPSS ist ein Instrument des Jet Propulsion Laboratory (USA), mit Beiträgen aus Frankreich (CNES) und Japan (JAXA). Eine Mitarbeiterin am Microgravity User Support Center (MUSC) des DLR ist Co-Investigator für SPSS, kümmert sich um die Tests in LUNA und konnte im Oktober 2025 bereits Erfahrungen aus erster Hand mit PASS sammeln.