LOI

Lunar Orbit Insertion (LOI) ist ein Bremsmanöver, das ein Raumfahrzeug ausführt, um von einer translunarnen Flugbahn abzubremsen und in eine stabile Umlaufbahn um den Mond einzutreten. Das Raumfahrzeug nähert sich dem Mond mit hoher Geschwindigkeit an, typischerweise 2,4 bis 3 km/s auf einer Apollo-ähnlichen Flugbahn, und muss sein Haupttriebwerk entgegen seiner Flugrichtung zünden, um genügend Geschwindigkeit abzubauen. So wird es von der Mondgravitation eingefangen, statt zur Erde zurückgelenkt oder am Mond vorbeigeschleudert zu werden.

Das Manöver wird fast immer in zwei Brennphasen aufgeteilt. Die erste, LOI-1, ist die größere Bremsphase; die zweite, LOI-2, folgt in der nächsten Umlaufbahn und optimiert die Umlaufbahn auf die gewünschte Höhe und Inklination. Dieser aufgeteilte Ansatz reduziert den Treibstoffverbrauch und die Triebwerksmasse im Vergleich zu einem einzigen großen Bremsmanöver. Im Apollo-Programm senkte LOI-1 die Geschwindigkeit typischerweise um etwa 1.000 m/s und dauerte ungefähr 4 Minuten, während LOI-2 kleinere Anpassungen vornahm.

Kritikalität bei Weltraumoperationen

LOI ist einer der höchsten Risikopunkte in der Mondtransit-Architektur. Wenn das Triebwerk nicht zündet oder zu früh abschaltet, wird das Raumfahrzeug nicht eingefangen und entweicht in einen Rückflug zur Erde. Der Treibstoffpuffer ist konstruktionsbedingt minimal; Raumfahrzeuge treffen am Mond mit Verbrauchsmaterialien ein, die auf das Kilogramm genau berechnet sind. Die Navigationsgenauigkeit bestimmt direkt den Treibstoffbedarf für LOI: Bahnabweichungen während des dreitägigen Flugs von der Erde verstärken das Delta-v, das bei LOI benötigt wird. Die meisten Raumfahrzeuge verfügen über redundante Triebwerkssysteme (Backup-Triebwerk, Lageregelungsdüsen), um LOI-Durchführung auch nach einzelnen Ausfällen sicherzustellen.

Das Zeitfenster für das Bremsmanöver wird durch die Orbitmechanik und die Anforderungen der Zielplanung bestimmt. Eine Mondumlaufbahn in 100 km Höhe erfordert eine niedrigere Geschwindigkeit als eine hohe Umlaufbahn in 300 km, daher wählen Missionsplaner das LOI-Manöver nach verfügbarem Treibstoff und dem Missionsablauf für den Mondabstieg oder für Operationen in der Mondumlaufbahn. Das Manöver wird bodengestützt berechnet und vor dem translunarnen Flug ins Raumfahrzeug hochgeladen; Echtzeitsteuerung des Triebwerks ist auf Monddistanz wegen der Kommunikationsverzögerung nicht möglich.

Im Kontext der Flugzeuginstandhaltung erscheint LOI selten außerhalb von Luft- und Raumfahrtprogrammen, die an Mondfahrzeug-Systemen arbeiten. Dennoch ist die Fachbezeichnung inzwischen Standard bei NASA, ESA und kommerziellen Mondmissionen und gehört zum unverzichtbaren Wortschatz für Techniker, die Avionik, Navigationssysteme und Triebwerke bei Raumfahrzeugen zum Mond und darüber hinaus betreuen.