Die Artemis I-Mission besteht aus einer Trägerrakete, Nutzlast und dem Orion-Raumschiff. Dabei kommt eine neue Trägerrakete zum Einsatz. 

Derzeit stärkste Rakete

Das Space Launch System (englisch für «Weltraum-Startsystem») kurz SLS, ist eine im Auftrag der NASA entwickelte Schwerlastrakete zur bemannten Erforschung des Weltraums über einen niedrigen Erdorbit hinaus. Die SLS der NASA gilt als die derzeit stärkste Rakete der Welt und ist das Rückgrat des NASA-Artemis-Programms zur Monderkundung. Es ist die weltweit erste Trägerrakete der sogenannten Explorationsklasse seit der Saturn V des Apollo-Programms.

Basierend auf bewährten Antriebssystemen, wie sie für den Spaceshuttle zum Einsatz kamen, bestehen sie aus Feststoffraketen-Boostern und RS-25-Flüssigtreibstoff-Triebwerken, die mit einer komplett neu entwickelten zentralen Kernstufe verbunden sind. Diese besteht aus Treibstofftanks, Avionik und zugehöriger Ausrüstung. Sie beherbergt auch die vier RS-25-Triebwerke und bietet Befestigungspunkte für die Booster. An die 3,3 Millionen Liter Wasserstoff und Sauerstoff sind nötig, um die vier Triebwerke zu betreiben.

Fracht und Besatzung

SLS ist so konzipiert, dass es sich von einer anfänglichen Block-1-Konfiguration für die frühen Artemis unbemannte Test- und Besatzungsmissionen zu einem Block 1B-Raumschiff, das für Missionen mit doppelter Besatzung/Fracht Besatzung/Fracht oder speziell für grosse Frachtmissionen geeignet ist. Die endgültige Block-2-Konfiguration kann die gleichen dualen Besatzungs-/Fracht- und reinen Frachtkonfigurationen mit noch grösserer Nutzlast Masse und Volumen.

Raumschiff Orion

Oberhalb der Kernstufe sorgt die kryogene Zwischenstufe (Interim Cryogenic Propulsion Stufe (ICPS) für den Antrieb im Weltraum. Der Trägerraketen Stufenadapter der Trägerrakete umschliesst die ICPS teilweise und verändert den Durchmesser der Rakete. Der Orion-Stufenadapter, befindet sich zwischen SLS und dem Orion-Besatzungsfahrzeug und enthält CubeSat-Nutzlasten für die Artemis-I-Mission und verbindet die Rakete mit dem Orion-Raumschiff.

Antriebssystem für das Raumschiff

Das ESM (Europäisches Servicemodul), welches Airbus als Hauptauftragnehmerin für die Europäische Weltraumagentur ESA entwickelt und konstruiert hat, ist ein Schlüsselelement von Orion. Das Modul sorgt für Antrieb, Energie und Wärmeregulierung und wird die Astronauten bei künftigen Missionen mit Wasser und Sauerstoff versorgen. Das ESM ist unterhalb des Besatzungsmoduls installiert. Beide zusammen bilden das Orion-Raumschiff.

Das ESM besteht aus mehr als 20.000 Teilen und Komponenten, von der elektrischen Ausrüstung bis hin zu Triebwerken, Solaranlagen, Treibstofftanks, lebenserhaltenden Materialien und mehreren Kilometern an Kabeln und Schläuchen.

Viele Triebwerke, Solaranlage

Das ESM ist ein Zylinder von etwa vier Metern Höhe und Breite. Es ähnelt dem European Automated Transfer Vehicle (ATV 2008 - 2015), das ebenfalls von Airbus gebaut wurde, und verfügt über die charakteristische vierflügelige Solaranlage (19 Meter Durchmesser im ausgefahrenen Zustand), die genug Strom für zwei Haushalte erzeugt. Die 8,6 Tonnen Treibstoff des Servicemoduls treiben das Haupttriebwerk an, acht Hilfstriebwerke und 24 kleinere Triebwerke sorgen für Navigation und Lageregelung.

Ermöglicht auch das Manövrieren

Beim Start wiegt das ESM insgesamt knapp über 13 Tonnen. Das ESM dient nicht nur als Hauptantriebssystem für das Orion-Raumschiff, sondern ermöglicht auch das Manövrieren im Orbit und die Lageregelung. Es wird die Besatzung mit wichtigen lebenserhaltenden Elementen wie Wasser und Sauerstoff versorgen und die Thermalkontrolle regeln, während es an das Besatzungsmodul angedockt ist. Auch das drucklose Servicemodul kann für zusätzliche Nutzlasten genutzt werden.

Raumstation

Bis die nächsten Menschen ihre Füsse auf die Mondoberfläche stellen, könnte noch ein weiteres Jahrzehnt vergehen. Zahlreiche weitere bemannte und unbemannte Flüge werden folgen. Zu Testzwecken aber auch zur Einrichtung des Lunar Orbital Gateway, einer Raumstation in der Umlaufbahn des Mondes.

Umsteigen in Landefahrzeug

Um zur Mondoberfläche zu gelangen, müssen die Astronauten in ein Landefahrzeug umsteigen. Für die Entwicklung eines solchen «Gefährts» hat die NASA erst Frühjahr 2021 das Human Landing System HLS von SpaceX ausgewählt. Rund eine Woche sollen die Astronauten auf der Mondoberfläche verbleiben und diese erkunden. Danach soll sie das Landefahrzeug zurück in den Orbit bringen, wo sie zu Orion und ihren Kollegen zurückkehren werden, bevor sie zur Erde zurückkehren.