Die chinesische Sonde Chang`e 1 ist auf dem Weg zum Mond. Innerhalb eines Jahres sollen dort umfangreiche Daten gesammelt werden.
Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CLEP.
Chang`e ist der Name der chinesischen Mondgöttin … und der einer nach ihr benannten Mondsonde, die am 24. Oktober in einen elliptischen Erdorbit gestartet wurde. Die Trägerrakete der 2,35 t schweren Sonde war vom Typ Langer Marsch 3A. Der größte Teil der Masse entfällt allerdings auf den Antrieb.
(Bild: NASA)
Während dreier Erdumläufe wird das Apogäum (der erdfernste Punkt der Bahn), das anfänglich bei etwa 51.000 Kilometern liegt, so weit angehoben, dass man anschließend mit vergleichsweise geringem Aufwand eine elliptische Mondumlaufbahn erreicht. Durch weitere Bahnmanöver will man schließlich in einen kreisähnlichen Mondorbit mit einer Bahnhöhe zwischen 100 und 200 Kilometern gelangen.
Aus dieser Bahn heraus soll Chang`e 1 mindestestens ein Jahr lang Daten vom Mond liefern. Aufgrund der Schwerkraftanomalien des Mondes und der Tatsache, dass man auf weitgehende Ausgleichsmaßnahmen verzichtet, wird die Bahn nicht sehr lange stabil bleiben (1 bis 2 Jahre). Bis dahin soll die Sonde aber vielfältige Erkenntnisse ermöglichen.
Dazu besitzt Chang`e 1 eine umfangreiche wissenschaftliche Instrumentierung. Mit Hilfe eines Laser-Höhenmessers können weitläufige Höhendifferenzen mit einer Genauigkeit von 5 Metern gemessen werden. Dazu sendet ein Laser Impulse aus, deren Reflexionen empfangen werden. Der Strahl ist allerdings so weit aufgefächert, dass eng begrenzte Bodenerhebungen im Mittelwert untergehen. Hügel, Berge und Täler sollen aber später in einer Mondkarte dreidimensional dargestellt werden können.
Diesem Zweck dient auch eine Digitalbildkamera, die fortlaufend Aufnahmen von der Oberfläche des Mondes machen soll. Dabei wird derselbe Streifen dreimal, während dreier aufeinanderfolgender Überflüge, aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen. Daraus und aus den Laserdaten lässt sich eine dreidimensionale Mondkarte der überflogenen Gebiete anfertigen. Die maximale Auflösung der Bilder soll bei 120 Metern pro Pixel liegen, ist also ziemlich grob. Ergänzt werden die Bilder durch spektroskopische Messungen im sichtbaren und nahen infraroten Licht mit einer Auflösung von etwa 200 Metern pro Pixel.
Mit Hilfe eines Gamma- und Röntgenspektrometers lassen sich Rückschlüsse über das Vorhandensein metallischer Elemente an der Oberfläche des Mondes ziehen. Die Dicke der Staub- und Geröllschicht (Regolith) soll mit einem Mikrowellenradiometer ermittelt werden.
Insgesamt besteht die wissenschaftliche Ausrüstung aus 25 Detektoren in 8 Instrumenten und umfasst 130 Kilogramm. Zu nennen wären noch mehrere Teilchendetektoren, mit denen Zusammensetzung und Energiespektrum verschiedener Teile des Sonnenwindes analysiert werden. Dazu hat man in erdnahen Bahnen keine richtige Gelegenheit, da der Sonnenwind vom Erdmagnetfeld umgelenkt wird. Also macht eine Platzierung derartiger Insrumente auf einer Mondsonde viel Sinn.
Die Energieversorgung der Sonde wird über Solarzellen und Batterien sichergestellt. Lageregelung ist sowohl über Drallräder als auch über Kaltgasdüsen möglich. Die Übermittlung der wissenschaftlichen Daten erfolgt im S-Band (2,3 GHz) mit etwa 3 MBit/s.
Mit Chang`e 1 beginnt die direkte chinesische Monderkundung. Weitere geplante Etappen sind eine unbemannte Mondlandung sowie die Rückführung von Mondmaterial zur Erde in den nächsten Jahren. Auf jeden Fall haben wir aus dem Land der Mitte noch einiges zu erwarten.