Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: ISAS.

In den letzten Wochen hatte sich schon angedeutet, dass das Schicksal der japanischen Mars-Sonde NOZOMI (dt. „Hoffnung“) an einem seidenen Faden hing. Zu stark war die Elektronik der Raumsonde im April 2002 durch eine außergewöhnlich starke Sonneneruption beschädigt worden.

Wie die japanische Raumfahrtagentur ISAS nun in einer kurzen Pressemeldung mitteilte ist der Versuch, NOZOMI in eine Umlaufbahn um den Roten Planeten zu bringen, endgültig fehlgeschlagen. Um 12:30 Uhr (MEZ) am heutigen Tag wurde die Operation abgebrochen, nachdem der zuvor verlorengegangene Kontakt zur Raumsonde nicht rechtzeitig wieder hergestellt werden konnte. Die japanische Missionskontrolle wird in den kommenden Tagen versuchen, ein Aufschlagen von NOZOMI auf dem Mars zu verhindern. Das Risiko für ein solches Ereignis ist allerdings nur relativ gering. Da NOZOMI nicht auf dem Mars landen sollte ist die Raumsonde auch nicht entsprechend konsequent sterilisiert worden; bei einem Aufprall auf dem Mars könnten theoretisch Sporen oder Bakterien von der Erde eingeschleppt werden, was unbedingt vermieden werden soll.

NOZOMI wird nun also höchstwahrscheinlich am Mars vorbeifliegen und in eine Umlaufbahn um die Sonne einschwenken.

Damit ist die erste der vier derzeit Richtung Mars reisenden Raumsonden gescheitert. Ein schlechtes Omen sollte dies für Mars Express und Beagle 2 sowie die beiden amerikanischen Mars Exploration Rover dennoch nicht sein – NOZOMI war im Gegensatz zu diesen Raumsonden nicht erst seit sechs Monaten, sondern bereits seit über fünf Jahren unterwegs und bereits schwer angeschlagen.

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Ein Beitrag von  Michael Stein

Einleitung

In der Vergangenheit existierten drei staatliche Organisationen nebeneinander her, die zwar verschiedene Schwerpunkte aufwiesen, aber letztendlich doch alle unter der Überschrift „Luft- und Raumfahrt“ zusammengefasst werden konnten: NAL, ISAS und NASDA. Auf den ersten Blick verwundert die gleichzeitige Existenz dreier verschiedener Organisationen, doch ein Blick auf die Entstehungsgeschichte der JAXA-Vorläufer macht diese Entwicklung nachvollziehbar.

Vorläuferorganisationen
Die älteste Vorläuferorganisation der nun ins Leben gerufenen Raumfahrtagentur JAXA war das National Aerospace Laboratory of Japan (NAL). Das im Juli 1955 noch unter der Bezeichnung National Aeronautical Laboratory gegründete NAL war zunächst eine dem Büro des japanischen Premierministers angegliederte Organisationseinheit, bevor bereits ein Jahr später die Zuordnung zur damals neu gegründeten Science and Technology Agency erfolgte. Das Budget des NAL lag zuletzt bei rund 150 Millionen Euro, wovon unter anderem gut 400 Mitarbeiter finanziert wurden.

Der Schwerpunkt des NAL war in erster Linie die Forschung und Entwicklung neuer Technologien für Flugzeuge und Raketen, unter anderem auch in Form von Material- und Grundlagenforschung. Darüber hinaus konzipierte und realisierte das NAL moderne und leistungsfähige Testeinrichtungen (wie beispielsweise Windkanäle), um die Forschungsergebnisse eigener wie auch befreundeter Organisationen überprüfen und praktisch umsetzen zu können. Ein Beispiel für den Beitrag des NAL zur japanischen Raumfahrt ist die Entwicklung der Turbopumpen für den LE-7-Raketenmotor, der in der aktuellen japanischen Trägerrakete H-IIA zum Einsatz kommt. Auch Forschungen im Bereich wiederverwendbarer Trägersysteme für die Raumfahrt sowie für Hyperschall-Flugzeuge wurden zuletzt in Zusammenarbeit mit den anderen beiden JAXA-Vorläuferorganisationen unternommen.

Zu den wichtigsten Einrichtungen, die das NAL in die neue japanische Raumfahrtagentur einbringt, zählen das Kakuda Space Propulsion Center, zuständig für die Entwicklung von Raketenmotoren und anderen Antrieben für Luft- und Raumfahrzeuge, sowie das Aerospace Research Center, in dem sich unter anderem Japans größter Windkanal sowie der derzeit leistungsfähigste Supercomputer des Landes befinden. Auf dem umfangreichen Gelände finden sich noch eine Vielzahl weiterer leistungsfähiger Testeinrichtungen wie Flugsimulatoren und Höhenforschungskammern.

Obwohl erst im April 1964 offiziell gegründet reichen die Ursprünge des Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) ebenfalls bis in das Jahr 1955 zurück, als das Institute of Industrial Science der Universität Tokio im April dieses Jahres erste, nur wenige Dezimeter große PENCIL-Raketen starten ließ. ISAS wurde dann wie bereits erwähnt 1964 unter der damaligen Bezeichnung Institute of Space and Aeronautical Science an der Universität Tokio formell ins Leben gerufen und startete 1970 den ersten japanischen Satelliten OHSUMI, dem noch weitere 25 ISAS-Forschungssatelliten folgen sollten. 1981 wurde dann das heutige Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) als Zusammenschluss mehrerer Forschungseinrichtungen verschiedener japanischer Universitäten aus der Taufe gehoben.

In Japan war ISAS für den Start „rein wissenschaftlicher“ Forschungsmissionen zuständig, die grundsätzlich mit Feststoffraketen gestartet wurden (die eher „nutzerorientierte“ Raumfahrt in Gestalt von meteorologischen Satelliten, Kommunikations- oder auch Erdbeobachtungssatelliten oblag der NASDA). Zu den ISAS-Missionen zählten interplanetare Raumsonden (wie der geplante Mond-Orbiter SELENE, die Ende des Jahres beim Mars eintreffende Raumsonde Nozomi oder die mit vier Ionen-Triebwerken ausgestattete Kometensonde Hayabusa) sowie Weltraummissionen zur Erforschung kosmischer und solarer Phänomene. Auch Höhenforschungsraketen sowie Höhenforschungsballone für die Atmosphärenforschung sind in der Vergangenheit regelmäßig von ISAS gestartet worden. Eine große Stärke von ISAS war sicherlich der Zugriff auf ein enormes intellektuelles Potential, das durch die hinter dieser Organisation stehenden universitären Forschungseinrichtungen gegeben war.

Das ISAS bringt eine Vielzahl von bedeutenden Einrichtungen in die neue japanische Raumfahrtagentur ein. Vom Uchinoura Space Center (USC) aus (frühere Bezeichnung: Kagoshima Space Center) sind in der Vergangenheit 23 Satelliten und Raumsonden gestartet worden, außerdem mehr als 350 weitere Raketen. Von hier aus sind auch die Höhenforschungsraketen der ISAS gestartet worden. Außer der Startanlage umfasst das USC auch zwei 20 und 34 Meter durchmessende Parabolantennen zur Kommunikation mit Satelliten, wobei die größere Antenne auch für die Deep Space-Kommunikation mit interplanetaren Raumsonden genutzt werden kann. Ausschließlich der letztgenannten Aufgabe widmet sich das mit einer riesigen 64 Meter-Parabolantenne ausgestattete Usuda Deep Space Center im Herzen Japans. Der Sagamihara-Campus ist das Zentrum des früheren ISAS und beherbergt Verwaltungs- wie auch Forschungseinrichtungen und ein Zentrum für die Entwicklung und den Test von Raketen- und Satellitenkomponenten. Eine andere bedeutende ISAS-Einrichtung stellt das Noshiro Testing Center im Norden Japans dar, wo Feststoff-Raketentriebwerke sowie auch so genannte Ramjet-Überschalltriebwerke getestet werden. Vom Sanriku Balloon Center aus wurden seit 1971 über 400 Forschungsballone in Höhen bis zu 50 Kilometer gestartet.

Die National Space Development Agency of Japan (NASDA) schließlich wurde erst im Oktober 1969 gegründet und widmete sich wie bereits angesprochen der eher nutzerorientierten Raumfahrt. Die als staatliche Raumfahrtbehörde gegründete NASDA war treibender Motor bei der Entwicklung der japanischen Trägerraketen mit Flüssigtreibstoff-Antrieb, deren aktuellen Endpunkt die H-IIA bildet. Auch Forschungsgebiete wie Erd- und Wetterbeobachtung sowie Kommunikation wurden von der NASDA besetzt.

Die Vielzahl der Forschungs-, Kommunikations- und Starteinrichtungen der NASDA aufzuzählen würden den Rahmen dieses Artikels sprengen, daher seien hier nur die wichtigsten „Mitgifte“ erwähnt, die von NASDA in die neue japanische Raumfahrtagentur eingebracht werden. Zuerst ist hier auf jeden Fall das Tsukuba Space Center zu erwähnen, in dem unter anderem Satelliten integriert und getestet werden können sowie auch die meisten Aktivitäten in Zusammenhang mit der japanischen bemannten Raumfahrt stattfinden. Hier werden beispielsweise Komponenten für das japanische Labormodul Kibo der Internationalen Raumstation getestet und japanische Astronauten in einem Wasserbecken auf ihre Weltraumeinsätze vorbereitet. Vom Tanegashima Space Center aus starten die großen japanischen H-IIA– und J-I-Trägerraketen wie auch kleinere Forschungsraketen. Das rund 8,6 Millionen Quadratmeter große Gelände liegt auf einer kleinen Insel rund 115 Kilometer von der südlichsten japanischen Hauptinsel entfernt Richtung Äquator und beherbergt außer den Startanlagen auch Testeinrichtungen für Feststoff- und Flüssigtreibstoffraketenmotoren sowie Bahnverfolgungs- und Kommunikationseinrichtungen. Außer diesen beiden größten NASDA-Einrichtungen gehörten noch verschiedene Bodenstationen, Erdbeobachtungszentren sowie ein Forschungszentrum für Raketentriebwerke zum Bestand. Des weiteren übernimmt JAXA mehrere Außenbüros in europäischen und nordamerikanischen Staaten von NASDA.

Resümee
Insgesamt startet die neue japanische Raumfahrtagentur mit einem beeindruckenden Portfolio: In den vergangenen fünfzig Jahren haben die drei Vorgängerorganisationen mit jeweils unterschiedlichen Schwerpunkten eine umfangreiche und beeindruckende Raumfahrt-Infrastruktur auf die Beine gestellt. Die Integration dieser drei organisatorischen Einheiten in einer neuen Institution wird sicherlich – trotz der verschiedenartigen Schwerpunkte – nicht reibungslos geschehen (können), dafür dürften alleine schon die unterschiedlichen „Unternehmenskulturen“ sorgen. Doch auf längere Sicht ist der am 1. Oktober vollzogene Schritt sicherlich sinnvoll und richtig, um zukünftig eine bessere Koordination und Aufgabenteilung möglich zu machen; so können die auch in Japan nicht in den Himmel wachsenden finanziellen Ressourcen für die Forschung und Entwicklung im Bereich der Raumfahrt effizienter verwendet werden. Die finanziellen Mittel sind übrigens auch der Grund dafür, dass JAXA zwar eine bedeutende Rolle bei der Internationalen Raumstation spielen wird, aber zumindest auf absehbare Zeit keine Ressourcen für die Entwicklung eines eigenen japanischen bemannten Raumfahrzeugs verwenden wird, obwohl viele JAXA-Mitarbeiter ein solches Projekt wohl gerne gesehen hätten.

Bei der Beurteilung der Erfolgsaussichten von JAXA sollte man auch nicht außer Acht lassen, dass es schon in der Vergangenheit auf vielen Feldern eine Zusammenarbeit zwischen NAL, ISAS und NASDA gegeben hat. Nicht zuletzt auch die (aktuell durch China noch verstärkte) Konkurrenz zwischen den Raumfahrtnationen dürfte dafür sorgen, dass wir in Zukunft mit Sicherheit noch aufregende Neuigkeiten von der Japan Aerospace Exploration Agency hören werden.

Verwandte Links:

JAXA-Internetseite (Englisch)

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Ein Beitrag von  Lutz Growalt

Es ist unklar, welcher weise fernöstliche Denker die Eingebung zu diesem Namen hatte – Nozomi ist das japanische Wort für „Hoffnung“ – doch gibt es unter all den Mariners, Vikings, Pathfinders und Mars Expresses wohl keine Mission, die mit einem treffenderen Namen aufwarten könnte.

Dabei hat alles so hoffnungsvoll angefangen. Damals vor fast fünf Jahren, als Nozomi am 4. Juli 1998 – auf den Tag genau ein Jahr nach der erfolgreichen Ladung von Pathfinder und dem unvergessenen Sojourner – vom japanischen Weltraumbahnhof Kagoshima seine Reise zum Mars antritt. Die erste Mission der Japaner zu den Planeten – eine planetare Forschungsmission, ausgerüstet mit 15 Experimenten und einem klaren Auftrag: Erforschung der Ionosphäre des Mars und seiner Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind.

Der Schub der japanischen Trägerrakete reicht nicht für den direkten Schuß des 540 kg-Pakets zum Mars. So müssen zwei Ehrenrunden um Erde und Mond gedreht werden, um Schwung zu holen. Aber das tut der Hoffnung keinen Abbruch, die Verabredung Nozomis mit dem Mars steht: CU am 11. Oktober 1999.

Ende Dezember 1998, nach dem zweiten Vorbeiflug an der Erde, schlägt die freudige Erwartung zum ersten Mal in banges Hoffen um: Nach Missionsplan soll Nozomi durch eine Zündung des Bordtriebwerks auf den endgültigen Marskurs gebracht werden. Ein Ventil in der Treibstoffversorgung klemmt, das Triebwerk liefert nicht genug Beschleunigung, um den Mars zu erreichen. Zwei am folgenden Tag durchgeführte Korrekturzündungen verbrauchen dann weit mehr Treibstoff als im Budget vorgesehen – Japans Reise zum Mars scheint beendet, bevor sie richtig begonnen hat.

Bis Mitte Januar 1999 knobelt die japanische Missionskontrolle eine Notplan aus: Der fehlende Triebwerksschub soll bei Sir Isaac Newton besorgt werden, im Klartext: Nozomi fliegt auf einer Umlaufbahn um die Sonne zweimal haarscharf an der Erde vorbei und nutzt die dabei auftretende Beschleunigung, um doch noch den Weg zum Mars zu finden. Die Ankunft am Mars wird sich dadurch allerdings um vier Jahre verzögern.

Im April 2002 gerät Nozomi – diesmal völlig unverschuldet – wieder in Schwierigkeiten. Eine besonders starke Sonneneruption trifft den wackeren Kämpfer mit voller Wucht. Sechs Stunden liegt Nozomi unter heftigem Partikelbeschuß. Es kommt zu Beschädigungen an Bord: einer der beiden Bordsender kann dem Bombardement nicht standhalten und fällt aus. Durch eine unvorhergesehene Abschaltung im Energieversorgungssystem fällt ein Heizelement aus, das die Temperatur des Treibstofftanks regelt. Der Treibstoffvorrat friert daraufhin völlig ein. Zeitweise ist die Datenverbindung zur Erde stark beeinträchtigt, so daß keine Statusmeldungen von Bord mehr empfangen werden können.

Im September 2002 die erlösende Nachricht: Nozomi steht wieder im Ring. Die japanischen Flugingenieure haben die Kontrolle über Nozomi wiedergewonnen. Der verbleibende Bordsender funktioniert gut und die Ausrichtung Nozomis wird so verändert, daß der Treibstoff auftauen kann und für die unverzichtbare Kurskorrektur beim ersten Erdvorbeiflug der neuen Kursführung im Dezember 2001 zur Verfügung steht.

Vorbeiflug und Kurskorrektur gelingen, Nozomi zieht am 21. Dezember 2002 in 30.000 Kilometern Entfernung an der Erde vorbei und macht sich auf die zweite Runde um die Sonne. Das nächste Treffen mit der Erde und gleichzeitig das Lebewohl soll am 19. Juni 2003 stattfinden. Wenn alles glatt geht – und wer will daran zweifeln? – kommt Nozomi als letzter Vertreter des „Mars Trecks 2003“ im Januar 2004 am Mars an.

Und diese Rangfolge – Nozomi zuletzt – könnte sich als Vorteil herausstellen. In der internationalen Marssonden-Fliegergemeinde gibt es den Schnack vom „Great Galactic Ghoul“, einem Weltraummonster, das hinter dem Mars lauert und einen unstillbaren Appetit auf Raumsonden hat. Wer’s nicht glaubt, der sei an das knappe Dutzend russischer Mars-Missionen erinnert, das (unter manchmal ziemlich dubiosen Umständen) sang- und klanglos verschwand. Und an den Polar Lander. Und an den Climate Orbiter. In diesem Jahr ist der Tisch für den Ghoul wieder reichlich gedeckt. Da kann es nicht von Nachteil sein, der letzte Ankömmling zu sein. Denn wenn sonst nichts bleibt, dann bleibt immer noch die Hoffnung …

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