Ein Starship, das auf dem Mond landet, würde sich deutlich von dem silbernen Raumfahrzeug unterscheiden, das SpaceX bei seinen Flugtests von der Erde startet. Die Mondversion benötigt keine Hitzeschutzkacheln und keine großen Steuerklappen, weil sie nicht in die Erdatmosphäre zurückkehren soll. Stattdessen erhält sie Einrichtungen für Astronauten, ein Andocksystem, Lebenserhaltung, Navigationssysteme und einen Aufzug, der die Besatzung aus der hoch gelegenen Kabine bis auf die Mondoberfläche bringt.

Die NASA bezeichnet diese Variante als Starship Human Landing System, kurz Starship HLS. Sie soll Astronauten nicht von der Erde zum Mond und anschließend wieder nach Hause transportieren. Dafür sind die NASA-Rakete Space Launch System und das Orion-Raumschiff vorgesehen. Starship übernimmt einen anderen, aber entscheidenden Abschnitt: den Weg aus der Mondumlaufbahn zur Oberfläche und später wieder zurück.

Bevor das geschehen kann, ist eine Reihe komplizierter Flüge notwendig. Das Mond-Starship muss zunächst ohne Besatzung gestartet, im Erdorbit mehrfach betankt und anschließend zum Mond geschickt werden. Erst dort trifft es auf die Astronauten. Aus einem einzelnen Raketenstart wird damit eine ganze Transportkette.

Warum wählte die NASA das Starship als Mondlander?

Im April 2021 wählte die NASA SpaceX aus, um das erste kommerzielle Landefahrzeug für die bemannte Rückkehr zum Mond zu entwickeln. Der ursprüngliche Festpreisvertrag hatte einen Wert von 2,89 Milliarden US-Dollar. Er umfasste die Entwicklung des Starship HLS sowie eine unbemannte und eine spätere bemannte Demonstrationslandung.

Im November 2022 erweiterte die NASA den Vertrag um eine zusätzliche Option im Wert von rund 1,15 Milliarden US-Dollar. SpaceX sollte das Landefahrzeug damit für spätere, regelmäßigere Mondmissionen weiterentwickeln. Zu den erweiterten Anforderungen gehören die Beförderung einer größeren Besatzung, mehr Fracht und das Andocken an die geplante Mondstation Gateway.

Die Auswahl von Starship fiel auch deshalb auf, weil das Fahrzeug sehr viel Raum und Nutzlastkapazität bietet. Ein Starship HLS könnte nicht nur Menschen, sondern auch umfangreiche Ausrüstung zur Oberfläche transportieren. Im Vergleich zu kleinen Mondlandern bietet das etwa 50 Meter hohe Fahrzeug ein großes bewohnbares Volumen und erhebliche Reserven für spätere Missionen.

Diese Größe bringt allerdings neue Schwierigkeiten mit sich. Das Landefahrzeug benötigt viel Treibstoff, kann nicht mit einem einzigen Start für den Mondflug vorbereitet werden und stellt besondere Anforderungen an Landung, Zugang zur Oberfläche und Betrieb in Mondnähe. Die NASA entschied sich damit für ein System mit außergewöhnlichen Möglichkeiten, dessen wichtigste Verfahren zum Zeitpunkt der Auswahl noch nicht im Weltraum erprobt waren.

Wie unterscheidet sich das Mond-Starship von der normalen Version?

Das gewöhnliche Starship soll von der Erde starten, Nutzlasten in den Weltraum bringen und anschließend wieder durch die Atmosphäre zurückkehren. Dafür besitzt es einen Hitzeschild aus Tausenden Kacheln und vier bewegliche Klappen, mit denen es seinen Flug während des Wiedereintritts kontrolliert.

Die Mondversion benötigt diese Bauteile nicht. Nach ihrem Einsatz soll sie nicht auf der Erde landen. Das spart Masse, die für andere Systeme genutzt werden kann. Starship HLS benötigt stattdessen eine druckbeaufschlagte Kabine, Lebenserhaltung, Kommunikations- und Navigationssysteme, ein Andocksystem sowie Einrichtungen für den Aufenthalt der Astronauten.

Die Besatzung befindet sich weit oberhalb der Mondoberfläche. Deshalb genügt keine kurze Leiter wie bei der Apollo-Mondlandefähre. Ein außen geführter Aufzug soll Astronauten, Werkzeuge und Proben zwischen der Kabine und dem Boden transportieren. Die NASA hat gemeinsam mit SpaceX bereits Modelle dieses Systems erprobt. Dabei wurde unter anderem untersucht, wie sich der Aufzug mit Raumanzügen bedienen lässt und wie Ausrüstung sicher befördert werden kann.

Auch die Energieversorgung muss an einen längeren Aufenthalt im Weltraum angepasst werden. Künstlerische Darstellungen zeigen große Solarflächen an der Außenhaut des Fahrzeugs. Die genaue Ausführung kann sich während der Entwicklung jedoch noch verändern. Das gilt ebenso für weitere Einzelheiten, die SpaceX und die NASA nicht vollständig veröffentlicht haben.

Warum reicht ein einzelner Starship-Start nicht aus?

Der Start von der Erde verbraucht einen großen Teil des mitgeführten Methans und Sauerstoffs. Nach dem Erreichen einer niedrigen Erdumlaufbahn besitzt ein schwer beladenes Starship nicht mehr genügend Treibstoff, um zum Mond zu fliegen, dort in eine geeignete Umlaufbahn einzutreten, zu landen und anschließend wieder aufzusteigen.

SpaceX plant deshalb eine Betankung im Weltraum. Zunächst wird ein Treibstoffdepot oder ein entsprechend ausgerüstetes Starship in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht. Danach starten mehrere Tankerversionen. Sie treffen sich mit dem Depot und übertragen tiefgekühltes Methan und flüssigen Sauerstoff. Anschließend startet das eigentliche Mond-Starship, koppelt ebenfalls an und füllt seine Tanks.

Wie viele Tankerflüge für eine Mondmission benötigt werden, hängt von der endgültigen Fahrzeugleistung, der übertragenen Treibstoffmenge, den Reserven und dem Missionsprofil ab. Verlässliche aktuelle Angaben können sich deshalb ändern. Sicher ist, dass die Mission mehrere Starship-Starts erfordert und nicht mit einem einzigen Flug vorbereitet werden kann.

Die Betankung ist einer der anspruchsvollsten Teile des gesamten Konzepts. Auf der Erde sammelt sich eine Flüssigkeit durch die Schwerkraft am Boden eines Tanks. In der Schwerelosigkeit schwebt sie dagegen innerhalb des Behälters und kann sich unkontrolliert verteilen. Das Raumfahrzeug muss den Treibstoff zunächst so bewegen, dass er sich an einer geeigneten Stelle sammelt. Leitungen und Tanks müssen gekühlt werden, bevor große Mengen übertragen werden können.

Hinzu kommt, dass Methan und Sauerstoff nur bei sehr niedrigen Temperaturen flüssig bleiben. Wärme aus der Umgebung führt dazu, dass ein Teil verdampft. Je länger der Betankungsvorgang dauert, desto wichtiger werden Temperaturkontrolle, Tankdruck und der Umgang mit entstehenden Gasen.

SpaceX hat während eines Starship-Testfluges bereits eine interne Übertragung von mehreren Tonnen flüssigem Sauerstoff zwischen zwei Tanks erprobt. Das war ein wichtiger technischer Schritt, entsprach aber noch nicht der vollständigen Betankung zweier miteinander gekoppelter Raumfahrzeuge. Genau dieses Verfahren muss für eine Mondmission in wesentlich größerem Umfang zuverlässig funktionieren.

Wie gelangt das Starship zum Mond?

Nach Abschluss der Betankung zündet Starship seine Raptor-Triebwerke und verlässt die Erdumlaufbahn. Der Flug zum Mond dauert abhängig von der gewählten Bahn mehrere Tage. In Mondnähe muss das Fahrzeug erneut bremsen, um nicht am Ziel vorbeizufliegen.

Für die Artemis-Missionen ist eine besondere Mondumlaufbahn vorgesehen, die als Near Rectilinear Halo Orbit bezeichnet wird. Diese stark gestreckte Bahn führt das Raumfahrzeug in einem Teil seines Umlaufs relativ nahe am Mond vorbei und in einem anderen weit hinaus. Sie bietet günstige Bedingungen für die Kommunikation mit der Erde und kann mit vergleichsweise geringem Treibstoffaufwand über längere Zeit gehalten werden.

Das Starship HLS erreicht diese Bahn unbemannt und wartet dort auf die Astronauten. Diese starten getrennt mit dem Space Launch System in einer Orion-Kapsel. Das Landefahrzeug ist somit bereits vollständig vorbereitet, bevor Menschen zu ihm fliegen.

Nach dem ursprünglichen Missionskonzept sollte Orion direkt an Starship HLS andocken. Für spätere Missionen kann die Mondstation Gateway als Umsteigepunkt dienen. Die NASA hat ihre Artemis-Planung inzwischen angepasst: Artemis III ist für 2027 als Demonstrationsmission in einer niedrigen Erdumlaufbahn vorgesehen, bei der Rendezvous- und Andockverfahren mit kommerziellen Landefahrzeugen erprobt werden sollen. Die erste neue bemannte Landung am Mondsüdpol ist derzeit mit Artemis IV für 2028 vorgesehen.

Welche Landefahrzeugkonfiguration bei den einzelnen Missionen endgültig eingesetzt wird, hängt von Entwicklungsfortschritt, Zertifizierung und Missionsplanung ab. Die grundsätzliche Aufgabe des Starship HLS bleibt jedoch dieselbe: Astronauten aus einer Umlaufbahn zur Mondoberfläche und später wieder zurück zu Orion oder Gateway zu bringen.

Wie läuft die Landung auf dem Mond ab?

Nach dem Umstieg der Besatzung trennt sich Starship HLS von Orion oder Gateway und beginnt den Abstieg. Zunächst senkt das Raumfahrzeug seine Bahn und nähert sich der Mondoberfläche. Raptor-Triebwerke bremsen die hohe seitliche Geschwindigkeit ab, die für den Aufenthalt in einer Umlaufbahn notwendig war.

Der Mond besitzt keine Atmosphäre. Starship kann deshalb weder einen Fallschirm noch aerodynamischen Widerstand zur Verzögerung nutzen. Der gesamte Abstieg muss mit Triebwerken kontrolliert werden. Navigation, Höhenmessung und Flugsteuerung müssen das Gelände erfassen, Hindernisse berücksichtigen und das große Fahrzeug innerhalb eines vorgesehenen Landegebiets aufsetzen.

Die Triebwerksabgase treffen dabei auf den Mondboden. Dieser besteht aus Regolith, einer lockeren Schicht aus Staub, Gesteinsbruchstücken und feinen Partikeln. Der starke Gasstrom kann Material aufwirbeln, beschleunigen und über weite Strecken verteilen. Das erschwert die Sicht für Sensoren und könnte Bauteile des Landers oder andere Einrichtungen in der Umgebung treffen.

NASA und SpaceX untersuchen deshalb, wie sich die Abgasstrahlen auf die Mondoberfläche auswirken. Frühere Darstellungen des Starship HLS zeigten zusätzliche, höher am Fahrzeug angeordnete Triebwerke für die letzte Landephase, um die unmittelbare Belastung des Bodens zu verringern. Welche Anordnung in der endgültigen Version verwendet wird, ist öffentlich noch nicht abschließend festgelegt.

Auch die Stabilität des Untergrunds ist entscheidend. Das Fahrzeug ist wesentlich höher und schwerer als die Apollo-Landefähren. Seine Landebeine müssen Unebenheiten ausgleichen und verhindern, dass es sich gefährlich neigt. Eine sichere Landung erfordert daher nicht nur genaue Steuerung, sondern auch ausreichende Kenntnisse über das Gelände am vorgesehenen Landeplatz.

Wie leben und arbeiten die Astronauten im Starship?

Auf der Oberfläche dient Starship HLS gleichzeitig als Landefahrzeug und Unterkunft. Die Kabine muss Atemluft, Temperatur und Luftdruck aufrechterhalten, Kohlendioxid entfernen und die Besatzung mit Wasser und Energie versorgen. Kommunikationssysteme verbinden die Astronauten mit Orion, Gateway und der Erde.

Für die ersten Missionen ist ein Aufenthalt von ungefähr einer Woche vorgesehen. Die Astronauten verlassen das Fahrzeug durch eine Luftschleuse, steigen mit dem Aufzug hinab und betreten die Oberfläche in besonderen Mondraumanzügen. Dort sammeln sie Proben, stellen wissenschaftliche Instrumente auf und untersuchen die Umgebung.

Als Zielregion gilt der Mondsüdpol. Dort gibt es Gebiete, die über lange Zeit Sonnenlicht erhalten, während andere Bereiche dauerhaft im Schatten liegen. Messungen verschiedener Mondsonden liefern deutliche Hinweise auf Wassereis in einigen dieser kalten Schattenregionen. Es könnte für wissenschaftliche Untersuchungen und langfristig möglicherweise als Rohstoff genutzt werden.

Die Bedingungen sind dennoch schwierig. Die Sonne steht in der Polarregion häufig sehr tief über dem Horizont und erzeugt lange Schatten. Krater, Felsen und starke Helligkeitsunterschiede erschweren die Orientierung. Temperaturen können je nach Beleuchtung stark schwanken. Hinzu kommen Strahlung und feiner Mondstaub, der sich an Raumanzügen und Geräten festsetzt.

Das Starship bietet viel Innenraum, doch Volumen allein macht noch kein geeignetes Habitat. Alle lebenswichtigen Systeme müssen auch nach mehreren Starts, einer Betankung im Orbit und einem mehrtägigen Flug zum Mond zuverlässig funktionieren. Für eine Besatzung gibt es auf der Oberfläche keine schnelle Ausweichmöglichkeit, wenn ein zentrales System versagt.

Wie kehren die Astronauten vom Mond zurück?

Nach Abschluss der Arbeiten steigen die Astronauten mit dem Aufzug zurück zur Kabine. Das Landefahrzeug startet anschließend von der Mondoberfläche und bringt sie wieder in die vorgesehene Umlaufbahn.

Starship HLS benötigt dafür keine separate Aufstiegsstufe. Das gesamte Fahrzeug hebt erneut ab. Das unterscheidet es von der Apollo-Mondlandefähre, deren unterer Teil auf der Oberfläche zurückblieb, während nur die obere Stufe zum Kommandomodul zurückkehrte.

In der Mondumlaufbahn dockt Starship wieder an Orion oder Gateway an. Die Astronauten wechseln zusammen mit ihren Proben zurück in das Orion-Raumschiff. Nur Orion besitzt den Hitzeschild und die Fallschirme, die für die Rückkehr durch die Erdatmosphäre vorgesehen sind. Starship HLS bleibt im Weltraum und bringt die Besatzung nicht direkt zur Erde.

Was nach der Mission mit dem Mond-Starship geschieht, hängt von der jeweiligen Ausführung und Missionsplanung ab. Langfristig sieht das Konzept wiederverwendbare Landefahrzeuge vor, die erneut betankt und für weitere Flüge eingesetzt werden könnten. Ein solcher regelmäßiger Betrieb ist jedoch noch nicht praktisch nachgewiesen.

Welche Tests muss Starship vorher bestehen?

Vor einer bemannten Mondlandung verlangt die NASA eine unbemannte Demonstrationsmission. Starship HLS muss dabei zum Mond fliegen, landen und zentrale Abläufe ohne Besatzung erproben. Darüber hinaus sind zahlreiche Tests einzelner Systeme erforderlich.

Raptor-Triebwerke wurden bereits in langen Brennversuchen und unter Bedingungen getestet, die einen Neustart nach längerer Kältephase im Weltraum nachbilden. Bei einem Versuch lief ein Triebwerk 281 Sekunden mit einem Leistungsprofil, das den vorgesehenen Abstieg zur Mondoberfläche simulierte.

Astronauten haben Modelle des Aufzugs und Bereiche der geplanten Kabine erprobt. Weitere Tests betreffen Andocksysteme, Lebenserhaltung, Kommunikation, Navigation, Software und die Zusammenarbeit mit Orion beziehungsweise Gateway. Auch die normalen Starship-Flugtests liefern Daten über Triebwerke, Tanks, Flugsteuerung und den Betrieb des vollständigen Systems.

Trotz dieser Fortschritte bleiben große Schritte offen. Dazu gehören die Betankung zwischen zwei Starships im Orbit, der Start mehrerer Tanker in kurzer Folge, der Langzeitbetrieb großer Mengen kryogener Treibstoffe, eine unbemannte Mondlandung und die sichere Rückkehr aus der Mondumlaufbahn zur Oberfläche und zurück.

Das NASA Office of Inspector General stellte 2026 fest, dass technische Schwierigkeiten bei den kommerziellen Landefahrzeugen die ursprünglich vorgesehenen Artemis-Termine verzögern. Zudem gibt es bislang keine einsatzbereite Rettungsmöglichkeit für eine Besatzung, die in der Mondumlaufbahn oder auf der Oberfläche festsitzt. Gerade deshalb müssen die entscheidenden Systeme vor dem ersten bemannten Einsatz mit hoher Zuverlässigkeit nachgewiesen werden.

Warum ist das Starship-Konzept so anspruchsvoll?

Die Apollo-Mondlandungen benötigten jeweils einen einzigen Start der Saturn V. Dabei wurden Kommandomodul, Servicemodul und Mondlandefähre gemeinsam auf den Weg gebracht. Das Starship-Konzept verteilt die Aufgabe auf mehrere spezialisierte Systeme und eine größere Zahl von Starts.

Diese Architektur ermöglicht ein erheblich größeres Landefahrzeug und mehr Nutzlast auf der Oberfläche. Sie schafft aber zahlreiche Abhängigkeiten. Das Treibstoffdepot, mehrere Tanker, das Mond-Starship, Orion und die Trägerraketen müssen rechtzeitig verfügbar sein. Verzögert sich ein wichtiger Teil, kann die gesamte Mission nicht wie vorgesehen stattfinden.

Die entscheidende Frage lautet daher nicht nur, ob Starship auf dem Mond landen kann. Es muss eine vollständige Folge von Starts, Betankungen, Kopplungen und Flugmanövern zuverlässig funktionieren. Jeder einzelne Schritt ist technisch lösbar oder bereits in kleinerem Maßstab erprobt. In dieser Kombination wurde die gesamte Kette jedoch noch nie durchgeführt.

Gerade darin liegt die Bedeutung des Projekts. Gelingt es, könnte Starship wesentlich mehr Menschen, Ausrüstung und wissenschaftliche Instrumente auf den Mond bringen als frühere Landefahrzeuge. Scheitert die Betankung, die Wiederverwendung oder die zuverlässige Serienfertigung, verliert die Architektur einen großen Teil ihres vorgesehenen Vorteils.

Starship HLS ist deshalb nicht einfach eine besonders große Mondlandefähre. Es ist das letzte Glied eines Transportsystems, das bereits in der Erdumlaufbahn beginnen muss. Erst wenn dort mehrere Raumfahrzeuge Treibstoff übertragen haben, kann sich jenes Starship auf den Weg machen, das eines Tages hoch über dem grauen Boden stehen und seine Besatzung mit einem Aufzug auf den Mond hinablassen soll.

Die SpaceX Story

• Wie SpaceX entstand – Die Geschichte von Elon Musks Raumfahrtunternehmen
• Falcon 1 – Wie SpaceX mit seiner ersten Rakete den Durchbruch schaffte
• Falcon 9 – Wie die wiederverwendbare Rakete von SpaceX funktioniert
• Dragon – Wie SpaceX Astronauten und Fracht zur ISS bringt
• Falcon Heavy – Was die Schwerlastrakete von SpaceX leisten kann
• Starlink – Wie das Satellitennetz von SpaceX funktioniert
• Starship und Super Heavy – Wie die größte Rakete von SpaceX funktioniert
• Raptor – Das Raketentriebwerk hinter dem Starship von SpaceX
• SpaceX und der Mars – Wie Elon Musk eine Stadt auf dem Roten Planeten bauen will

Quellen
▪︎ NASA – Artemis-Programm und Human Landing System
▪︎ NASA – Auswahl von SpaceX für das bemannte Mondlandesystem
▪︎ NASA – Starship-HLS-Vertrag und Option B
▪︎ NASA Marshall Space Flight Center – Raptor-Tests und Starship-HLS-Entwicklung
▪︎ NASA – Erprobung des Starship-HLS-Aufzugs
▪︎ NASA Office of Inspector General – Management der Human-Landing-System-Verträge
▪︎ SpaceX – Starship und Mondmissionskonzept