Firefly Aerospace bereitet nach dem historischen Erfolg der Mission Blue Ghost Mission 1, die Anfang 2025 die erste vollständig erfolgreiche kommerzielle weiche Landung auf dem Mond verwirklichte, bereits einen neuen großen Sprung vor. Im Fokus steht Blue Ghost Mission 2 – eine zukünftige Mission zur Rückseite des Mondes –, deren riesiges Ingenieurmodell in diesen Monaten im Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA buchstäblich bebt, hallt und „brutzelt”. In denselben historischen Hallen, in denen einst die Voyager-Sonden auf ihre Reise zum Rand des Sonnensystems vorbereitet wurden, wird heute geprüft, ob ein neues kommerzielles lunares Raumschiff die Reise zu einem der anspruchsvollsten Orte auf dem Mond sicher überstehen kann.

Von Voyager zu Blue Ghost: Das Labor, das die Grenzen von Raumfahrzeugen kostet

Das Jet Propulsion Laboratory im Süden Kaliforniens ist seit Jahrzehnten das Zentrum der robotischen Erforschung des Sonnensystems durch die NASA. In seinem Environmental Test Laboratory (ETL) – einem Komplex aus Thermal-Vakuum-Kammern, Vibrationstischen und akustischen Kammern – trafen Generationen von Raumfahrzeugen für Tests ein: von den frühen Programmen Ranger und Mariner über die legendären Voyager-Sonden bis hin zu den Missionen Galileo und Cassini sowie neueren Projekten wie Mars Exploration Rover, Mars 2020 mit dem Rover Perseverance und dem Helikopter Ingenuity sowie der interplanetaren Raumsonde Europa Clipper, die auf dem Weg zum Jupiter ist. In denselben vertikalen Weltraumkammern werden auch heute die Bedingungen des Weltraums – Vakuum, extreme Temperaturen und intensive Strahlung – reproduziert, um das Verhalten der Raumfahrzeuge vor dem Start zu überprüfen.

In diesen Kammern ist es möglich, unter kontrollierten Bedingungen fast alle Phasen einer Weltraumreise zu simulieren: von starken Vibrationen und akustischen Schlägen während des Starts über das Vakuum und thermische Zyklen im Zwischenraum Erde–Mond bis hin zu thermischen Belastungen und mechanischen Schocks beim Eintritt in planetare oder lunare Atmosphären. Das ETL verfügt über eine Reihe von Thermal-Vakuum-Kammern, die ein sehr hohes Vakuum und Temperaturen von ungefähr –185 bis +150 Grad Celsius erreichen können, sowie über eine große akustische Kammer, in der Lautsprecher, die mit komprimiertem Gas betrieben werden, verwendet werden, um Lärm bis zu etwa 155 Dezibel zu erzeugen – stark genug, um die Stoßwelle eines Starts auf die Struktur eines Raumschiffs vollständig zu simulieren.

Genau diese Kombination aus Infrastruktur und Erfahrung ist der Grund, warum das Environmental Test Laboratory des JPL ein natürlicher Partner für die neue Generation kommerzieller lunarer Missionen ist. Ingenieure, die heute in denselben Hallen Blue Ghost Mission 2 vorbereiten, stützen sich auf Lektionen, die bei Projekten wie den Mars Exploration Rovers, Mars 2020 und einer Reihe interplanetarer Missionen gelernt wurden, wo sie Laborergebnisse mit dem korrelierten, was später in der realen Weltraumumgebung geschah. Diese historische Datenbank – in der Vibrationsantworten, thermische Zyklen und akustische Belastungen verglichen werden – nutzt heute direkt Firefly Aerospace und seinen Kunden.

Blue Ghost Mission 1: Von der Testhalle zur ersten vollständig erfolgreichen privaten Landung

Fireflys erster lunarer Lander, Blue Ghost Mission 1, durchlief ein ähnliches Regime von Umwelttests vor dem Start auf einer Falcon-9-Rakete im Januar 2025 im Rahmen des NASA-Programms Commercial Lunar Payload Services (CLPS). Integriert mit zehn wissenschaftlichen und technologischen Instrumenten der NASA landete der Lander nach einer mehrtägigen Reise und einer Reihe von Orbitalmanövern am 2. März 2025 erfolgreich im Gebiet Mare Crisium, nahe der Formation Mons Latreille am nordöstlichen Rand der Mondvorderseite.

Die Landung war vollautomatisiert und fand mit einer Live-Übertragung statt, und die nach der Mission veröffentlichten Daten bestätigten, dass Blue Ghost Mission 1 die erste vollständig erfolgreiche kommerzielle weiche Landung auf dem Mond verwirklichte: Das Raumfahrzeug blieb aufrecht, alle Systeme arbeiteten nominal, und die Kommunikation war während des gesamten geplanten operativen Zeitraums stabil. Berichte der NASA und von Firefly geben an, dass die Mission 100 % ihrer Ziele erfüllte, wobei alle zehn CLPS-Instrumente die geplanten wissenschaftlichen Kampagnen durchführten.

Während mehr als 14 Tagen Oberflächenoperationen – der bisher längsten kommerziellen Mission auf dem Mond – sammelten die Instrumente Daten über die Struktur und Zusammensetzung des Regoliths, das thermische Verhalten des Mondbodens, die Strahlungsumgebung und die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit der Mondoberfläche. Es wurden auch spektakuläre Szenen des Sonnenuntergangs auf dem Mond und einer totalen Sonnenfinsternis, gesehen vom Mare Crisium, aufgenommen, was Wissenschaftlern neue Einblicke in das Verhalten von Mondstaub und das Phänomen des sogenannten „Lunar Horizon Glow” brachte – eines Leuchtens entlang des Horizonts, das mit geladenen Staubpartikeln in Verbindung gebracht wird, die über der Oberfläche schweben.

Für Firefly Aerospace bedeutete dieser Erfolg mehr als eine symbolische Trophäe im neuen Wettlauf privater Missionen. Blue Ghost Mission 1 demonstrierte, dass eine Kombination aus einem kommerziell entwickelten Lander, NASA-Instrumenten und einer Falcon-9-Rakete einen kompletten Service bieten kann – vom Start über die Landung bis zu den wissenschaftlichen Operationen – auf einem Zuverlässigkeitsniveau, das mit klassischen staatlichen Missionen vergleichbar ist, jedoch zu geringeren Kosten und mit einem schnelleren Entwicklungszyklus. Genau auf den Erfahrungen und Daten aus dieser ersten Mission werden die Architektur und die Planung von Blue Ghost Mission 2 aufgebaut.

Blue Ghost Mission 2: Zweistufige Architektur für die Rückseite des Mondes

Die zweite Mission, Blue Ghost Mission 2, ist eine logische, aber wesentlich ehrgeizigere Fortsetzung der Geschichte. Anstelle eines einzelnen Landers führt Firefly eine zweistufige Konfiguration ein: Oben befindet sich der lunare Lander Blue Ghost, zuständig für die Landung und die Arbeit auf der Oberfläche, während sich darunter Elytra Dark befindet – ein Orbitalfahrzeug, das die Rolle einer Transferstufe, eines Kommunikationsrelais und einer Plattform für wissenschaftliche Instrumente im Mondorbit übernimmt. In der vollen Konfiguration, etwa 6,9 Meter hoch, ist der gesamte Aufbau mehr als dreimal höher als der Lander der ersten Mission und so konzipiert, dass er gleichzeitig Operationen im Orbit und am Boden unterstützt.

Blue Ghost Mission 2 ist Teil eines CLPS-Auftrags der NASA, mit dem Schlüsselinstrumente für Radioastronomie, Geophysik und die Entwicklung zukünftiger lunarer Infrastruktur auf die Rückseite des Mondes geschickt werden. Die wichtigste wissenschaftliche Nutzlast der NASA ist LuSEE-Night (Lunar Surface Electromagnetics Experiment – Night), ein fortschrittliches Radioteleskop, das von US-Nationallabors und Partnerinstitutionen entwickelt wird. Platziert auf der natürlich funkstillen Seite des Mondes, plant LuSEE-Night, extrem niederfrequente Radiowellen (unter ~50 MHz) zu messen, um das sogenannte „Dunkle Zeitalter” des Universums zu untersuchen – den Zeitraum vor der Bildung der ersten Sterne und Galaxien.

Neben NASA-Instrumenten umfasst die Mission eine Reihe internationaler und kommerzieller Nutzlasten. Darunter ist auch der Lunar Pathfinder der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), ein Kommunikations- und Navigationssatellit, der im Mondorbit Datenübertragungs- und Positionierungsdienste für zukünftige Missionen in der Umgebung des Mondes bereitstellen wird. Elytra Dark ist als untere Stufe des Systems dafür zuständig, den Blue Ghost Lander und den Lunar Pathfinder Satelliten in entsprechende Orbits zu bringen, und wird danach mindestens fünf Jahre im Orbit aktiv bleiben. In diesem Zeitraum wird sie auch radiofrequente Kalibrierungsdienste für LuSEE-Night und andere Experimente bereitstellen, basierend auf einem separaten CLPS-Vertrag der NASA.

Elytra Dark trägt auch optische Instrumente, die den Kern von Fireflys Ocula Lunar Imaging Service bilden, der für die systematische Aufnahme der Mondoberfläche im ultravioletten und sichtbaren Spektrum bestimmt ist. Die so entstandenen Aufnahmen werden zur Erkennung potenzieller Minerallagerstätten, zur präzisen Kartierung zukünftiger Landeplätze und Rover-Routen sowie für das sogenannte cislunare Situationsbewusstsein verwendet – eine bessere Überwachung des Raumfahrzeugverkehrs in der Nähe des Mondes. Dank der zweistufigen Architektur kombiniert Blue Ghost Mission 2 in einer Mission die Rolle eines Landers, eines Kommunikationsknotenpunkts und einer Plattform für langfristige Beobachtung.

Wie die „Schocktherapie” für Blue Ghost im Labor des JPL aussieht

Bevor Blue Ghost Mission 2 grünes Licht für den Start erhält, müssen seine Ingenieurmodelle eine Serie erschöpfender Prüfungen im Environmental Test Laboratory des JPL durchlaufen. Dafür wird eine sogenannte Structural Qualification Unit verwendet – ein Ingenieurmodell im vollen Maßstab, das in Masse, Steifigkeit und Lastverteilung die zukünftige Flughardware getreu nachahmt. Obwohl dieses Modell niemals die Erde verlassen wird, muss es Belastungen standhalten und oft übertreffen, die während des tatsächlichen Starts erwartet werden, um eine Sicherheitsmarge für das Flugsystem zu lassen.

In der ersten Phase werden Vibrationsprüfungen durchgeführt. Der gesamte zweistufige Aufbau wird auf einem massiven „Shaker”-Tisch in einem Reinraum befestigt, wo ihn starke elektromechanische Aktuatoren in drei Achsen schütteln – vor-zurück, links-rechts und hoch-runter. Das Vibrationsprofil ist so konzipiert, dass es in kurzer Zeit die starken Stöße und Erschütterungen reproduziert, die die Struktur erleben wird, während die Rakete die dichtesten Schichten der Atmosphäre durchquert und ihre Stufen verbraucht. Hunderte von Beschleunigungsmessern und Dehnungsmessstreifen, die über die Konstruktion verteilt sind, überwachen, wie sich einzelne Teile biegen, wo Resonanzen entstehen und an welchen Punkten sie sich den Grenzen der zulässigen Spannungen nähern. Wenn während der Tests unerwartete Verstärkungen der Reaktion beobachtet werden, können Ingenieure numerische Modelle überarbeiten oder kritische Teile der Konstruktion verstärken.

Es folgen akustische Tests in einer speziellen Kammer mit Betonwänden von mehr als 40 Zentimetern Dicke. In die Wände sind riesige akustische „Hörner” eingebaut, die, betrieben mit komprimiertem Stickstoff, den Schalldruck in einer Sekunde auf Pegel über 150 Dezibel erhöhen. Dieser umfassende Schallstoß simuliert die gleichzeitige Einwirkung von Motorenlärm, aerodynamischer Strömung und Reflexion von der Startrampe auf die gesamte Struktur des Landers und des Orbitalfahrzeugs. Unter solchen Bedingungen wird das Verhalten von Solarpaneelen, Antennen, Treibstofftanks, mechanischen Verbindungen und empfindlicher Elektronik sorgfältig beobachtet – alles, was bei einem realen Start unerwarteten Vibrationen oder akustischen Resonanzen ausgesetzt sein könnte.

Parallel zu dynamischen Prüfungen werden auch Thermal-Vakuum-Tests in Kammern durchgeführt, die Bedingungen von fast vollständigem Vakuum bis zu verdünnten Atmosphären nachahmen können, mit einem breiten Temperaturbereich. Obwohl Blue Ghost Mission 2 in einer lunaren Umgebung ohne nennenswerte Atmosphäre arbeiten wird, tritt das Raumfahrzeug während der Reise in den Erdschatten ein und aus, durchläuft verschiedene Geometrien der Beleuchtung durch Sonnenstrahlung und erlebt starke thermische Gradienten zwischen beleuchteten und beschatteten Teilen. Heiz- und Kühlzyklen, während derer das Verhalten der Struktur, der Elektronik und der Antriebssysteme gemessen wird, sind so konzipiert, dass sie die kritischsten Kombinationen von Bedingungen im Flug simulieren.

Wissen, das an Generationen von Ingenieuren weitergegeben wird

Hinter der scheinbar einfachen Idee „schüttle das Raumfahrzeug und sieh, ob es hält” verbirgt sich eine ausgeklügelte Ingenieursdisziplin. Die Art und Weise, wie das Testprofil definiert wird, wo Referenzsensoren platziert werden, wie weit man in die Sicherheitsmarge geht – all das wird seit Jahrzehnten im JPL an Beispielen realer Missionen gelernt. In Berichten über Programme wie die Mars Exploration Rovers sind die Korrelationen zwischen Laborprüfungen und dem Verhalten von Raumfahrzeugen im Flug detailliert dokumentiert, sowie Situationen, in denen Testprotokolle nach unerwarteten Erscheinungen im Weltraum revidiert werden mussten.

Teams des Environmental Test Laboratory wenden diesen Wissensschatz heute auf kommerzielle Missionen wie Blue Ghost an. Ihre Aufgabe ist es, Fireflys numerische Strukturmodelle, NASAs Standards für Umweltprüfungen und die tatsächlichen Einschränkungen der Ausrüstung im Labor zu verbinden. Wenn der Test zu sanft durchgeführt wird, besteht das Risiko, dass im tatsächlichen Flug Probleme auftreten, die das Labor nicht „erwischt” hat. Wenn der Test zu aggressiv ist, kann teure Hardware unnötig beschädigt werden und Verzögerungen verursachen. Das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Extremen zu finden, ist ein entscheidender Teil der Arbeit – und etwas, das man nicht aus Lehrbüchern lernt, sondern aus der Arbeit an Missionen, an die man sich jahrzehntelang erinnert.

Für Firefly bedeutet die Arbeit mit dem JPL-Team, dass dieselben Leute und dieselben Verfahren, die staatliche Missionen vorbereiteten, heute bei der Qualifizierung eines kommerziellen Systems helfen. Erfahrungen, die bei Blue Ghost Mission 1 gesammelt wurden, wo Tests zeigten, dass sich das Raumfahrzeug im tatsächlichen Flug in den Grenzen des Erwarteten verhalten würde, werden nun mit Ergebnissen für den höheren und komplexeren zweistufigen Aufbau von Blue Ghost Mission 2 verglichen. Wenn die Reaktionsmuster ähnlich sind, bestätigt das zusätzlich die Robustheit der grundlegenden Architektur; wenn Unterschiede beobachtet werden, erhalten Ingenieure die Gelegenheit, kritische Teile rechtzeitig zu verstärken oder Testbedingungen anzupassen.

Private lunare Missionen und der Platz von Blue Ghost im neuen Wettlauf zum Mond

Blue Ghost Mission 1 und 2 sind Teil einer breiteren Welle privater Versuche einer Landung auf dem Mond. Das japanische ispace verlor das Raumfahrzeug Hakuto-R während der Endphase des Bremsens im Jahr 2023, während das amerikanische Intuitive Machines 2024 mit dem Lander Odysseus eine weiche Landung erzielte, aber keine vollständig nominalen Operationen, aufgrund von Problemen mit der Orientierung bei der Berührung mit dem Boden. Fireflys Blue Ghost, der am 2. März 2025 präzise und stabil im Mare Crisium landete, etablierte sich so als erster kommerzieller Lander, der das Ziel vollständig erfüllte – von der Landung bis zum kompletten wissenschaftlichen Programm – und das im Rahmen des CLPS-Vertrags der NASA.

Der Erfolg der ersten Mission garantiert nicht automatisch den Erfolg der zweiten, gibt aber eine feste statistische und technische Grundlage. Blue Ghost Mission 2 wird operativ komplexer sein: Sie muss die Arbeit zweier Raumfahrzeuge koordinieren, eine zuverlässige Funkverbindung mit der Rückseite des Mondes über ein Orbitalrelais aufrechterhalten, anspruchsvolle wissenschaftliche Experimente wie LuSEE-Night unterstützen und gleichzeitig die Bedürfnisse mehrerer Weltraumagenturen und kommerzieller Partner integrieren. Jedes während der jetzigen Tests gesammelte Datum – von winzigen Verschiebungen der Frequenzantwort der Konstruktion bis zum Verhalten empfindlicher Elektronik unter extremen Bedingungen – fließt in einen gemeinsamen Wissenspool ein, der auch Blue Ghost Mission 3 und späteren Missionen zum Südpol des Mondes nutzen wird.

Für das Artemis-Programm der NASA, das in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts länger andauernde und regelmäßigere bemannte Missionen in der Umgebung und auf der Oberfläche des Mondes plant, haben zuverlässige kommerzielle „Lieferdienste” eine doppelte Rolle. Einerseits sichern CLPS-Missionen wie Blue Ghost einen ständigen Zufluss wissenschaftlicher Daten und Demonstrationen neuer Technologien zu einem deutlich niedrigeren Preis als klassische, große staatliche Missionen. Andererseits wird jeder neue Orbiter, Lander, Rover oder Kommunikationssatellit Teil der wachsenden lunaren Infrastruktur – eines Netzwerks von Raumfahrzeugen und Systemen, das zukünftigen Astronauten eine zuverlässigere Kommunikation, eine präzisere Navigation und ein besseres Verständnis der Ressourcen auf dem Mond ermöglichen wird.

Was für Blue Ghost und die Testhallen des JPL folgt

Da sich das Jahr 2025 dem Ende nähert, schließt Firefly die Qualifizierung wichtiger Subsysteme für Blue Ghost Mission 2 ab und bereitet den Übergang vom Ingenieurmodell zur Flughardware vor. Parallel werden auch die folgenden Missionen entwickelt, einschließlich Blue Ghost Mission 3, die Ende des Jahrzehnts im Gebiet Gruithuisen Domes nahe dem Mondsüdpol als Teil eines neuen CLPS-Auftrags der NASA im Wert von etwa 179 Millionen Dollar landen soll. Während in Fireflys Werken neue Strukturen montiert und Instrumente von Partnern aus den USA, Europa, Australien, Kanada und den Vereinigten Arabischen Emiraten integriert werden, werden in Pasadena im JPL neue Testkonfigurationen geplant, die jede neue Kombination von Nutzlasten und Trajektorien bestätigen müssen.

Für das Environmental Test Laboratory des JPL bedeutet das, dass sich die historische Infrastruktur aus den 1960ern, bei ständigen Modernisierungen, immer stärker in die kommerzielle Weltraumwirtschaft einbringt. Statt ausschließlich staatlicher Sonden durchlaufen heute auch private Lander, Orbiter und ganze Aufbauten wie Blue Ghost–Elytra Dark seine Kammern. In dieser Verbindung aus alter und neuer Weltraumära liegt auch der Kern der Geschichte über Blue Ghost Mission 2: Auf einer Seite ist ein agiles privates Unternehmen, das regelmäßig zum Mond fliegen und Dienste für Lieferung, Kommunikation und Aufnahmen anbieten will, und auf der anderen ein NASA-Labor mit sieben Jahrzehnten Erfahrung im Testen von Hardware für die anspruchsvollsten Missionen. Wenn Tests im Environmental Test Laboratory bestätigen, dass das zweistufige System Blue Ghost–Elytra Dark alle Schläge des Starts, des Vakuums und extremer Temperaturen aushalten kann, wird Blue Ghost Mission 2 die Gelegenheit erhalten, dort weiterzumachen, wo die erste Mission aufhörte – aber dieses Mal auf der fernen, funkstillen Seite des Mondes.