Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Xinhua.

Shenzhou 7

Am 2. Juli meldete Xinhua, dass das Raumschiff Shenzhou 7 in diesem Monat letzten Tests unterzogen wird. Anfang August werden Raumschiff und Trägerrakete zum Startgelände in Jiuquan transportiert. Dort wird dann die Endmontage vorgenommen.

Der Start der dritten bemannten Mission Chinas ist für Anfang Oktober vorgesehen. Die dreiköpfige Besatzung soll bis zu 5 Tage im All bleiben. Außerdem soll erstmals ein chinesischer Raumfahrer außenbords arbeiten. Möglicherweise wird der Ausstieg im Fernsehen direkt übertragen.

Mit der Mission von Shenzhou 7 beginnt die zweite Phase der chinesischen Raumfahrt, während der erstmals Außenbordarbeiten und eine Kopplung geplant sind.

Langer Marsch V
In den letzten Wochen wurden entscheidende Fortschritte bei der Entwicklung der neuen, schubstarken Trägerrakete Langer Marsch V gemacht. So wurde das Triebwerk der Zentralstufe fertiggestellt und ersten Tests unterzogen. Es bringt einen Schub von etwa 1,2 MN (MegaNewton). Die Rakete selbst soll zusätzlich über maximal 4 Booster verfügen und damit in der Lage sein, 25 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn (LEO) sowie 14 Tonnen in die geostationäre Bahn (GEO) zu bringen. Die Rakete soll 643 Tonnen Gesamtmasse haben und 59,5 m hoch sein.

Mittlerweile wurde auch mit dem Aufbau erster Produktionsanlagen für die neue Rakete begonnen. Diese liegen küstennah, da die große Rakete nicht per Eisenbahn transportiert werden soll. Am Startgelände auf der chinesischen Tropeninsel Hainan wird bereits seit mehreren Monaten gearbeitet. Die neue Trägerrakete soll ab 2014 einsatzbereit sein.

Chang´e 1
Wie chinesische Wissenschaftler melden, hat die am 24. Oktober vergangenen Jahres gestartete Mondsonde eine erste Kartierung der Mondoberfläche fast abgeschlossen. Alle Systeme der Sonde funktionieren noch einwandfrei, so dass man bereits über eine Verlängerung der auf ein Jahr angesetzten Mission nachdenkt.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Xinhua.

Den ersten, zwölfstündigen Umlauf um den Mond absolvierte die chinesische Mondsonde noch auf einer exzentrischen Bahn zwischen 210 und 8.600 Kilometern Höhe. Durch mehrminütige Triebwerkszündungen in jedem der beiden darauffolgenden Orbits wurde die Bahn zunächst auf 213 x 1.700 Kilometer und schließlich auf einen fast kreisrunden Umlauf in etwa 210 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche korrigiert. Die Endgeschwindigkeit liegt bei 1,59 km/s (ca. 5.700 km/h), die Umlaufzeit bei etwa 127 Minuten.
Dieser Abstand ist die angestrebte Arbeitshöhe von Chang`e 1. Zum einen ist man weit genug entfernt, um durch die Unregelmäßigkeiten im Schwerefeld des Mondes nicht zu sehr beeinträchtigt zu werden. Zum anderen ist man nahe genug, damit die auf den Mond gerichteten Messinstrumente Ergebnisse mit der angestrebten Genauigkeit liefern können.

Bevor dies geschieht, müssen die Instrumente aber erst aktiviert, überprüft und exakt ausgerichtet werden. Erste Resultate sollen Ende November zur Erde gefunkt werden.

Eine weitere positive Nachricht ist der noch vorhandene Treibstoffvorrat. Da die notwendigen Bahnmanöver sehr exakt berechnet und ausgeführt wurden, konnten zwei ursprünglich geplante Kurskorrekturen eingespart werden. Mit dem zusätzlichen Treibstoff kann die Bahn der Mondsonde länger stabil gehalten und die Messkampagne möglicherweise um viele Monate verlängert werden.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CLEP, DPA.

Bei ihrem endgültigen Abflug von der Erde, am 31. Oktober, hatte die Mondsonde nach dreimaligem Schwungholen eine Geschwindigkeit von 10,9 km/s (etwa 39.200 km/h). Da sie in den letzten Tagen von der Erde weg, also gegen die Erdschwerkraft flog, wurde Chang`e 1 allein dadurch bis auf 2,3 km/s gebremst (etwa 8.300 km/h). Für einen Mondorbit ist dies aber immer noch zu viel.

Mit Hilfe des Triebwerks der Sonde wurde die Geschwindigkeit zum richtigen Zeitpunkt zusätzlich verringert. Dadurch gelangte Chang`e 1 in eine elliptische Mondumlaufbahn zwischen 200 und 8.600 Kilometern Höhe. An den kommenden Tagen wird nun der mondfernste Punkt immer weiter abgesenkt. Ziel ist eine kreisähnliche Bahn in etwa 200 Kilometern Höhe mit einer Umlaufzeit von etwa 2 Stunden.

Ist die Bahn erreicht, kann mit den wissenschaftlichen Untersuchungen begonnen werden. Vielleicht bekommen wir also schon bald neue Bilder der Mondoberfläche zu sehen, diesmal mit chinesischer Unterschrift.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: DPA.

In jedem der drei Erdumläufe wurde das Apogäum (der erdfernste Bahnpunkt) durch eine Zündung des Triebwerkes stufenweise angehoben. Es stieg von anfänglich etwa 51.000 Kilometern auf 71.000 bzw. 120.000 Kilometer. Wie bei einem Hammerwurf erhöhte sich dabei auch die Geschwindigkeit der Sonde am erdnächsten Punkt in etwa 600 Kilometern Erdabstand.
Der vierte Umlauf wird nun keiner mehr. Die Bahnellipse wurde heute durch eine längere Triebwerkszündung so weit aufgebogen, dass die Sonde in einigen Tagen den Mond erreicht und von dessen Schwerkraft eingefangen werden soll.

Durch Bremsmanöver am Mond wird die auch hier zunächst elliptische Umlaufbahn einer Kreisbahn weitgehend angenähert. Mittlerweile hat sich die Masse der Sonde, die anfänglich bei 2,35 t lag, durch den Treibstoffverbrauch deutlich verringert. Das erleichtert das Einschwenken in eine Mondumlaufbahn.

Der Mond soll am 5. November erreicht werden, erste vorzeigbare Messdaten und hoffentlich auch Bilder erwartet man frühestens Mitte November.

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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.

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.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: Xinhua.

In einem Gespräch mit der staatlichen Nachrichtenagentur Xinhua gab Huang Chunping, der frühere Leiter des chinesischen Trägersystemprogramms, einige Details über den Chang`e I genannten Mondorbiter bekannt. Demnach soll der Start mit einer Trägerrakete des Typs Langer Marsch 3-A erfolgen. Von einer lunaren Umlaufbahn aus soll der Satellit dann 3D-Aufnahmen der Mondoberfläche anfertigen sowie das Vorhandensein von 14 chemischen Elementen auf dem Mond und die lunare Mikrowellenstrahlung untersuchen. Weiterhin ist ein Ziel der ersten chinesischen Mondmission die Erlangung von Informationen über die Dicke der Mondkruste. Nähere Details über den Orbiter sind bisher nicht bekannt. In einer anderen Meldung vom selben Tage wurde Luan Enjie, Leiter des chinesischen Monderkundungsprogramms, mit der Aussage zitiert, dass der Mondorbiter in gerade einmal drei Jahren entwickelt und gebaut worden sei.

Chang`e I stellt den Ausführungen von Huang zufolge dabei nur den ersten Teil einer dreistufigen lunaren Explorationsstrategie der Volksrepublik China dar. Der durch einen Mondorbiter charakterisierten ersten Phase soll die Landung eines ferngesteuerten Rovers auf dem Mond folgen. Als dritter und letzter Abschnitt der unbemannten chinesischen Erkundung des Erdtrabanten ist die Landung eines Raumfahrzeuges geplant, das Proben der Mondoberfläche sammeln und zur Erde zurück transportieren soll.

Neben den Plänen Chinas zur unbemannten Monderkundung wurden in der Xinhua-Meldung auch Informationen über die weitere Entwicklung der chinesischen Trägerraketen vom Typ Langer Marsch veröffentlicht. Demnach soll eine neue und leistungsstärkere Raketengeneration mit der geplanten Bezeichnung Langer Marsch 5 in sieben bis acht Jahren einsatzbereit sein. Die Nutzlast für den Transport in einen niedrigen Erdorbit soll von rund neun Tonnen bei der zur Zeit aktuellen Trägerrakete Langer Marsch 2F auf 25 Tonnen gesteigert werden, womit sie etwas leistungsstärker als ihr europäisches Pendant Ariane 5 wäre. Diese deutlich höhere Nutzlastkapazität soll unter anderem dazu dienen, Module einer zukünftigen chinesischen Raumstation in eine Erdumlaufbahn zu manövrieren.

Doch auch für die um das Jahr 2022 geplante Landung chinesischer „Taikonauten“ auf dem irdischen Trabanten sind deutlich leistungsfähigere Trägerraketen und Triebwerke eine unabdingbare Voraussetzung. „Die Mondlandung erfordert eine Rakete mit 3.000 bis 4.000 Tonnen Schubkraft. Derzeit jedoch liegt die leistungsfähigste [chinesische] Trägerrakete bei rund 600 Tonnen“, so Luan Enjie.

Mitte letzten Jahres fanden Huang zufolge bereits erfolgreiche erste Testläufe der für Langer Marsch 5 vorgesehenen neuen Raketentriebwerke statt. Nähere Details hierzu wurden – ganz im Einklang mit der bisherigen chinesischen Informationspolitik in Sachen Raumfahrt – jedoch nicht genannt. Der Einschätzung von Huang Chunping nach trennen die chinesische Raketentechnologie derzeit noch etwa 15 Jahre Entwicklungsrückstand von ihren amerikanischen und russischen Konkurrenten. „Aber bei unseren Anstrengungen können wir auf diesem Gebiet in 15 Jahren mit den USA und Russland gleichziehen“, so Huang weiter. Im März 2006 hatte Huang für dieses Vorhaben noch zehn Jahre veranschlagt. Für diese Diskrepanz gibt es zwei naheliegende Erklärungen: Entweder spiegelt die jetzt gegebene Äußerung eine Einschätzung der Situation auf Basis zwischenzeitlich neu gewonnener Erfahrungen und Erkenntnisse in diesem Hochtechnologiefeld wider – oder aber die Verantwortlichen des chinesischen Raumfahrtprogramms haben dort wie auch anderswo damit zu kämpfen, dass ihnen nicht im gewünschten Umfang Ressourcen für ihre Projekte zur Verfügung gestellt werden.

Ausführliche Informationen über das chinesische Raumfahrtprogramm können Sie auf den Seiten unseres China-Spezials finden.

Neben China plant in diesem Jahr auch Japan den Start eines Mondorbiters. Selene, die leistungsfähigste Mondsonde seit Ende des amerikanischen Apollo-Programms, wird über zwei kleine Tochtersatelliten verfügen (einer davon wird in den Phasen als Relaissatellit fungieren, in denen der Hauptsatellit keine Sichtverbindung zur Erde hat) und soll in etwa 100 Kilometern Höhe den Mond für mindestens ein Jahr umrunden.

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