Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: UHF Satcom, Planetary.org, Xinhua, Raumcon.

Yutu war gemeinsam mit Chang`e 3 am 14. Dezember im Mare Imbrium auf dem Mond gelandet und wenige Stunden später auf die Mondoberfläche gefahren. Nach einigen Funktionstests und ein paar Bildern hatte man einige wissenschaftliche Geräte erprobt, musste Lander und Fahrzeug aber um Weihnachten herum in einen Ruhemodus schicken, da während der Nacht keine nennenswerte Energiemenge zur Verfügung stand.

Aus dieser ersten Ruhephase wurden beide Gerätekomplexe Anfang Januar nach Sonnenaufgang an der Landestelle automatisch reaktiviert. Nach etwa 2 Wochen weiterer Aktivität, in der erste wissenschaftliche Daten gesammelt und zur Erde übermittelt werden konnten sowie einigen Metern Fahrt auf dem Mondboden, wurde die zweite Ruhephase eingeleitet. Dabei musste man feststellen, dass sich das klappbare Solarpaneel an Yutu nicht mehr ausreichend bewegen ließ. Somit konnte eine zu starke Wärmeabstrahlung aus dem Inneren in das Weltall nicht mehr vermieden werden. Die Folgen konnten nicht genau vorhergesagt werden.

Nachdem sich der Lander bereits zurück gemeldet hatte, wartete man nun auf ein Signal vom Rover. Dieser musste mit der zur Verfügung stehenden Energie die Sendeantenne aufrichten und in Position bringen. UHF Satcom meldete nun vor gut einer Stunde, dass man das Signal auf 8,462 GHz erneut empfängt. Nun wird man abwarten müssen, ob alle Geräte weiterhin funktionieren und man das Problem mit dem klemmenden Klappmechanismus bis zur nächsten Mondnacht an der Landestelle in den Griff bekommt.

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Der Beitrag Yutu sendet wieder erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Xinhua.

Genau geschah dies nach Angaben chinesischer Medien am 10. Januar, 22.09 Uhr MEZ. Seit dem 26. Dezember war er im Ruhemodus, da ihm einerseits während der 14-tägigen Mondnacht am Landeort das Sonnenlicht und damit die wichtigste Energiequelle fehlte und außerdem einige Ausrüstungsteile vor den niedrigen Temperaturen um -180 °C geschützt werden müssen.
Mittlerweile sei er bereits in der Umgebung des Landeorts unterwegs, um wissenschaftliche Daten zu sammeln.

Der Lander, Chang`e 3 nahm seine normalen Operationen erst heute, gegen 1.21 Uhr MEZ wieder auf. Während der Ruhephase waren bei beiden Geräten die Solarzellenpaneele zum Schutz des Innenraums zugeklappt und nuklearthermische sowie elektrische Heizapparaturen übernahmen die Erwärmung besonders sensibler Teile.

„Während der Mondnacht waren Lander und Rover ausgeschaltet, ebenso wie die Kommunikation mit der Erde“, sagte Zhou Jianliang, Chefentwickler am Pekinger BACC. „Wenn die Nacht endet, werden sie erneut elektrische Energie aus Sonnenlicht umwandeln sowie ihre nach einem vorgegebenen Programm vorgesehenen Operationen und die Kommunikation aufnehmen.“

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Der Beitrag Yutu und Chang`e wieder im Aktivmodus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Institute of High Energy Physics/Chinese Academy of Sciences.

Am 14. Dezember 2013 landete die chinesische Raumsonde Chang`e 3 im nördlichen Bereich des Mare Imbrium auf dem Mond. Noch am selben Tag rollte der von der Sonde mitgeführte, rund 120 Kilogramm schwere Rover Yutu (zu deutsch „Jadehase“) über eine Rampe auf die Mondoberfläche (Raumfahrer.net berichtete). Nach der Aktivierung der wissenschaftlichen Instrumente liefert der Rover seitdem Daten von der Mondoberfläche.

Bei einem der dabei zum Einsatz kommenden Instrumenten handelt es sich um ein Röntgen-Spektrometer, das so genannte „Active Particle-induced X-ray Spectrometer“ (kurz „APXS“), mit dessen Hilfe die prozentuale chemische Zusammensetzung von Gesteinen und Mond-Regolith ermittelt werden soll. Das APXS macht sich dabei das Prinzip der Röntgenfluoresenzspektroskopie und der Partikel-induzierten Röntgenemission (PIXE) zunutze.

Das Instrument besteht aus einer im Inneren des Rovers befindlichen Elektronik-Einheit und einem an einen Instrumentenarm montierten Sensorkopf, welcher eine Isotopenquelle beherbergt. Im Vorfeld einer durchzuführenden Messung wird dieser Sensorkopf unmittelbar über den zu untersuchenden Bereich der Mondoberfläche dirigiert. Die Isotopenquelle sendet anschließend aus einer Entfernung von wenigen Zentimetern zur Oberfläche eine Alphastrahlung aus.

Sobald die Partikel dieser Stahlung in der zu untersuchenden Bodenformation auf andere Atomkerne treffen, wird die Alphastrahlung dabei abhängig von der Atommasse der getroffenen Atome auf eine charakteristische Art und Weise reflektiert und gestreut. Die reflektierte Strahlung wird anschließend von einem im Inneren des Kopfstückes befindlichen Detektor aufgefangen und vermessen. Durch die Ermittlung des Winkels der erfolgten Ablenkung und der dabei auftretenden Energie ergeben sich genaue Daten über die Masse der für die Ablenkung verantwortlichen Atomkerne, woraus sich wiederum auch die dafür verantwortlichen chemischen Elemente bestimmen lassen.

Erstmals aktiviert wurde das APXS von Yutu bereits am 23. Dezember. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde allerdings lediglich die Funktionalität des Instruments an einer mitgeführten Kalibrierungsprobe überprüft. Zwei Tage später und somit unmittelbar vor dem Beginn einer durch die 14 Tage andauernden „Mondnacht“ bedingten Ruhephase (Raumfahrer.net berichtete) führte das Instrument schließlich die erste direkte Messung auf der Mondoberfläche durch. Erste Auswertungen der dabei gewonnenen Spektren des APXS zeigen, dass sich die dabei untersuchte Probe in erster Linie aus den acht hauptsächlich gesteinsbildenden chemischen Elementen Magnesium, Aluminium, Silicium, Kalium, Calcium, Titan, Chrom und Eisen zusammensetzt. Des weiteren konnten bei dieser Messung Strontium, Yttrium und Zirkonium nachgewiesen werden.

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• Chang`e 3 – Lunar Lander
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Der Beitrag Mondrover Yutu liefert erste wissenschaftliche Daten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CNSA, CCTV, Raumcon.

In der langen Nacht wird es auf der Mondoberfläche sehr kalt, die Temperaturen fallen bis auf etwa -180°C. Damit die Technik an Bord der Mondsonden am nächsten Mondtag weiter funktionieren kann, wird sie nun mit speziellen Maßnahmen geschützt. Dazu gehört das Zuklappen der Corpora mit den jeweiligen Solarzellenpaneelen. Außerdem gibt es im Inneren Wärmequellen, deren Funktion auf dem spontanen Zerfall radioaktiover Isotope beruht. Die Wärme wird über spezielle Leitungen zu den Geräten transportiert, die diese benötigen. Weitere Wärme entsteht durch die Funktion einiger Geräte, die ihre Energie von den Batterien beziehen.
An den vergangenen Tagen hat man die Systeme und wissenschaftlichen Geräte an Bord beider Sonden aktiviert, überprüft und gegebenenfalls kalibriert. Dazu gehörten auch das Bodenradar, die Mikroskopkamera und das Spektrometer an Bord des Fahrzeugs Yutu. Außerdem wurden Bewegungen des Instrumentenarmes programmiert, gefilmt und die Videos anschließend zur Erde übertragen. Da Kameras und Sendeantenne am selben Mast befestigt sind, konnte man die Videos nicht direkt zur Erde übertragen.

Auch die jetzige Zwangspause unterscheidet eine Mondmission von einer ähnlichen zum Nachbarplaneten Mars. Auf dem Mond dauert ein „Tag“ gut 27 Erdtage. Der Mars hingegen hat eine ähnliche Rotationsdauer wie die Erde, ein Marstag ist nur knapp 40 Minuten länger als ein Tag auf der Erde. Zudem sorgt die dünne Atmosphäre auf dem Roten Planeten dafür, dass die niedrigste Temperatur trotz des größeren Sonnenabstandes höher liegt als auf dem Mond.

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• Chang`e 3

Der Beitrag Chang`e und Yutu im Ruhemodus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Gertrud Felber und Günther Glatzel. Quelle: Air&Space Smithsonian, Lunar and Planetary Institute, Journal of Geophysical Research, CCTV.

Er befindet sich im Mare Imbrium bei etwa 19,5 Grad westlicher Länge und 44,1 Grad nördlicher Breite, ziemlich genau 50 km südlich des Kraters Laplace F und etwa 15 km nordnordöstlich des Kraterpaares Helicon/Le Verrier. Der Krater Laplace A, über den zuvor als Zielort spekuliert wurde, liegt etwa 300 Kilometer weiter westlich. Der Lander steht in unmittelbarer Nähe eines etwa 300 Meter breiten Kraters. Möglicherweise hat das Hinderniserkennungssystem ein Ausweichmanöver initiiert.

Nachdem das Fahrzeug Yutu die Rampe herunter gefahren war, hatte es ich umgedreht und den Lander abgelichtet. Ebenso wurde ein Bild von Yutu gezeigt. Mittlerweile hat Yutu den Lander umfahren und Bilder von mehreren Seiten gemacht.

Im Verlaufe der Mission will man den Bodenradar einsetzen, um neue Erkenntnisse über die Bodenschichtung gewinnen. Mare sind große Tiefebenen, in denen Lavaströme wesentlich die Oberflächenbeschaffenheit mitgestaltet haben. Mondlava gilt als viskoser, man weiß aber noch nicht, wann der Vulkanismus auf dem Mond beendet war, man schätzt vor etwa 1 bis 2,5 Milliarden Jahren. Interessant sollte auch sein, wo es in der Tiefe Kontakte zwischen Lavaströmen und Grundgestein gibt.

Das Mare Imbrium enthält einige der mächtigsten Lavaströme auf dem Mond. Die Fließfronten sind bereits auf Teleskop-Bildern von der Erde aus sichtbar, die bisher besten Aufnahmen wurden allerdings durch Sonden aus Mondumlaufbahnen erstellt. Überlappende Lavaströme wurden durch Eruptionen 700 Kilometer südlich des Landeplatzes erzeugt. Die Lava floss nordwärts in das zentrale Imbrium-Becken. Messungen der Dicke und Länge dieser Ströme lassen auf den Erguss großer Mengen Lava von sehr niedriger Viskosität schließen. Man schätzt, dass die Fließfähigkeit etwa der von warmem Motoröl entspricht.

Da die Erosionsrate auf dem Mond extrem niedrig ist, bewahrten sich die vergleichsweise jungen Lavaströme viel von ihrer ursprünglichen Morphologie. Die Lava im Mare Imbrium ist nicht nur wegen ihrer physikalischen Eigenschaften bemerkenswert, sondern auch aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung. Durch Spektren, die u.a. mit der NASA-Sonde Clementine aufgenommen wurden, ist bekannt, dass sich dort titanreiche Basalte angesammelt haben. Außerdem hat dieser Teil des Mondes eine hohe Konzentration des radioaktiven Elemente Thorium. Die Anwesenheit von Thorium ist überraschend, da eine derartige Anreicherung normalerweise nicht in eisenreichen Basaltlaven erwartet wird.

Diese ungewöhnliche Chemie ist wahrscheinlich das Ergebnis besondere Umstände. Die Laven in diesem Gebiet sind stark mit den Komponenten Kalium, seltene Erden und Phosphor angereichert. Auf dem Mond wird diese Zusammensetzung mit der letzten Phase der Krustenbildung verbunden und ist ein Schlüssel für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung der Mondkruste.

Die Lava nördlich der Landestelle weist hingegen nur einen geringeren Gehalt an Titan auf. In der Nähe des Landeplatzes befindet sich ein komplexer Faltenrücken. Derartige tektonische Merkmale bilden sich, wenn sich basaltischen Lava zunächst abgekühlt und dann zusammengezogen hat. Die Bodenradarprofile von Yutu könnten bei einer Überquerung dieses Faltenrückens dessen Komplexität erfassen. Die Daten des abbildenden Spektrometers an der Vorderseite des Fahrzeugs könnte zusammen mit Untersuchungen einzelner Proben mittels Röntgenspektrometer am Instrumentenarm von Yutu könnten die Elementzusammensetzung der Oberfläche erfassen. Mit den Daten des Rovers Yutu wären die Wissenschaftler in der Lage, die vulkanische Stratigraphie dieser Region des Mondes zu rekonstruieren.

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• Chang`e 3

Der Beitrag Landeplatz von Chang`e 3 identifiziert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CCTV.

Zuvor wurden die wichtigsten Systeme aktiviert. Dazu gehörten die Energieversorgung, die Kommunikationseinrichtungen und die Kameras. Noch auf der Oberseite des Landers wurde ein Panorama der gesamten Umgebung des Landers aufgezeichnet. Die Daten werden zur Erde übermittelt.

Danach wurde die Rampe, auf der Yutu stand, über eine spezielle Hebelvorrichtung seitlich ausgeklappt. Die Befestigungen der Räder wurden gelöst und der Rover rollte, angetrieben über die Elektromotoren in den Rädern, auf die körnig wirkende Mondoberfläche.

Lander und Fahrzeug wurden in den letzten Jahren in China entwickelt, gebaut und erprobt. Dabei haben die Ingenieure große Fortschritte gemacht, um neue Raumfahrzeuge mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Diese Fortschritte wird man bei künftigen Missionen nutzen.

Der Lander soll ein Jahr lang Daten über die Umgebung, die Plasmasphäre der Erde und via Teleskop verschiedene Objekte in unserer Galaxie sammeln und zur Erde übertragen. Yutu hingegen konzentriert sich auf den Mond und untersucht dessen Eigenschaften mit Radar, Spektrometern und Kameras.

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• Chang`e 3

Der Beitrag Yutu ist unterwegs erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CCTV, Raumcon, RN.

Damit steht erstmals seit 1976 wieder ein neues, von Menschen gefertigtes Forschungslabor auf dem Erdtrabanten. Dieses besteht aus einem Lander und einem Fahrzeug, mit deren Instrumenten in den nächsten Monaten Erfahrungen bei der Erforschung anderer Himmelskörper sowie neue wissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen werden sollen.

Der Lander ist mit einem astronomischen Ritchey-Chretien-Teleskop mit 150 mm Öffnung, einer Kamera für extremes Ultraviolett sowie weiteren hochauflösenden Weitwinkel- und Teleobjektivkameras ausgerüstet, um seine Umgebung sowie die Plasmasphäre der Erde und ferne Objekte in unserer Galaxie zu erforschen.

Das Fahrzeug Yutu (Jadehase, ein Begleiter der Mondgöttin Chang`e) verfügt ebenfalls über eine Vielzahl von Kameras, die teilweise auf einem aufstellbaren Mast angebracht sind und einen stereoskopischen Blick wie beim Menschen erlauben. Zudem wird die Bodenbeschaffenheit mit einem Radar erkundet, das Reflexionen aus mehreren Dutzend Metern Tiefe auswertet. Ein Infrarot-Spektrometer kann die Zusammensetzung des Bodens vor dem Fahrzeug ermitteln. Gleiches Ziel hat auch ein Röntgenspektrometer, welches die Strahlung erfasst, die von einer bestimmten Probe ausgesandt wird, welche mit Alphateilchen angeregt wird. Das ausgesandte Spektrum ist wie ein Fingerabdruck für die darin enthaltenen chemischen Elemente. Eine Mikroskopkamera und ein Laserreflektor komplettieren die wissenschaftliche Ausrüstung.

Der Landepunkt liegt nach Bildberichten des chinesischen Fernsehens nicht wie ursprünglich angenommen in der Regenbogenbucht des Mare Imbrium sondern etwa 100 km östlich davon. In der Nähe befindet sich eine Vielzahl kleinerer Krater mit Durchmessern von einigen Metern bis etwa 2 Kilometern. Der nächste größere Krater könnte Laplace F sein, im Norden werden außerdem möglicherweise die Montes Recti im Blickfeld erscheinen. Allerdings sind offenbar alle größeren Strukturen mehrere Dutzend Kilometer weit vom Landeplatz entfernt, Laplace F liegt 30 bis 40 Kilometer nördlich.

In den nächsten Stunden werden die Systeme der beiden Geräte überprüft bzw. in Betrieb genommen. Etwa 9 Stunden nach der Landung soll der Rover mitsamt seiner Rampe von der Oberseite des Landers herunter gehoben werden, so dass Yutu dann selbstständig agieren kann.

Während der Landung kam in der letzten Phase ein System zum Einsatz, welches Bilder der Landeumgebung anfertigt, auswertet und erkannten größeren Hindernissen ausweichen kann. Einige der Bilder wurden über eine kleine Antenne zur Erde übertragen und waren im Kontrollzentrum sowie im Fernsehen zu betrachten. Das letzte veröffentlichte Bild zeigt eines der Landebeine auf der Mondoberfläche. Man kann auf einer Bildersequenz auch erkennen, wie der bei der Landung aufgewirbelte Staub zu Boden gesunken ist.

Ursprünglich war die Landung um 16.30 Uhr MEZ herum angekündigt. Sie wurde nun möglicherweise einen Umlauf der Sonde vorgezogen (ca. 135 min). Der Landeplatz liegt damit östlicher und außerhalb des Sinus Iridum.

Verwandte Webseiten

• Animierte Bildersequenz von der Landung

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• Chang`e 3

Der Beitrag Chang`e 3 ist gelandet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Xinhua, RN.

Im Kontrollzentrum in Peking warteten die Techniker und Planer gespannt auf Telemetrie vom Lander, der das Manöver gegen 14.20 Uhr vorprogrammiert ausführte. Gegen 14.24 Uhr bekam man die Bestätigung, dass alles geklappt hatte, als die Sonde aus dem Funkschatten des Erdtrabanten austrat.

Chang`e 3 befindet sich nun in einem Orbit zwischen etwa 15 und 100 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche. Der mondnächste Punkt, das Periselen, wurde so gelegt, dass am Sonntag Nachmittag unserer Zeit das Zielgebiet darunter liegen wird. Mit einem etwa 12-minütigen Bremsmanöver soll dann die Landung im Mare Imbrium gelingen.

Dabei ist geplant, dass das Haupttriebwerk gegen 16.22 Uhr MEZ in Betrieb genommen wird. Etwa 100 Meter über dem Mondboden soll die Sonde zum Stillstand kommen, die Umgebung erfassen und eventuellen Hindernissen ausweichen. Die Landung im Sinus Iridum soll gegen 16.35 Uhr abgeschlossen sein. Am Landeort scheint dann bereits seit einigen Stunden die Sonne. Hindernisse werfen lange Schatten und sind so für das System leichter erkennbar.

Etwa 5 Stunden nach der Landung soll die Prozedur beginnen, mit der das Mondfahrzeug Yutu auf den Boden gelangt. Dazu muss die Rampe, auf der der Rover bereits steht, seitwärts geschoben und heruntergelassen werden. Der heikle Vorgang soll knapp 2 Stunden in Anspruch nehmen.

Etwa 9 Stunden nach der Abtrennung des Fahrzeugs soll mit einer seiner Kameras ein Bild angefertigt werden, auf dem beide Teile des chinesischen Mondlandesystems zu sehen sein sollen. Danach beginnt sowohl die auf 90 Tage ausgelegte Erkundungsmission des Rovers als auch die einjährigen Forschungsarbeiten mit dem Lander, die nach jeweils knapp 2 Wochen während der Mondnacht unterbrochen wird.

An Bord des Landers befinden sich optische Kameras, Funkübertragungseinrichtungen, eine UV-Kamera zur Erforschung der Plasmasphäre der Erde und ein 150-mm-Teleskop mit UV-CCD-Detektor zur Erforschung kosmischer Strahlungsquellen. Yutu verfügt ebenfalls über mehrere Kameras an einem Mast, am Korpus und am Instrumentenarm. Außerdem werden laufend Messungen mit einem Bodenradar vorgenommen, dessen Mikrowellen bis etwa 100 Meter tief in den Mondboden eindringen und aus dessen Reflexionen sich Aussagen über die Bodenbeschaffenheit herleiten lassen. An ausgewählten Bodenstellen kann mit einer Fräse Mondmaterial freigelegt und anschließend mit einer Mikroskopkamera betrachtet oder seine Zusammensetzung mit einem im optischen Bereich sowie im Infrarot arbeitenden abbildenden Spektrometer und mit einem Alpha-Röntgen-Spektrometer erfasst werden.

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• Chang`e 3

Der Beitrag Chang`e 3: Orbitabsenkung erfolgreich erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CCTV, BISSE, Raumcon, Spaceflight101.

Nach dem Start am 1. Dezember wurden zwei Anpassungsmanöver ausgeführt. Das erste fand am 2. Dezember statt und verlief erfolgreich. Das zweite Manöver am 3. Dezember war so genau, dass man ein drittes, das eigentlich für den 5. Dezember vorgesehen war, weglassen konnte.

Am Freitag erfolgte gegen 10.47 Uhr MEZ das 361 Sekunden andauernde Bremsmanöver, an dessen Ende sich Chang`e 3 in einem etwa 100 Kilometer über der Mondoberfläche liegenden Orbit befand.

Für den 10. Dezember ist eine Absenkung des mondnächsten Punktes auf etwa 15 Kilometer geplant. Aus dieser Bahn heraus erfolgt dann am 14. Dezember die eigentliche Landung. Dabei ist geplant, dass das Haupttriebwerk gegen 16.22 Uhr MEZ für etwa 700 Sekunden in Betrieb genommen wird. Etwa 100 Meter über dem Mondboden soll die Sonde zum Stillstand kommen, die Umgebung erfassen und eventuellen Hindernissen ausweichen. Die Landung im Sinus Iridum soll gegen 16.35 Uhr abgeschlossen sein. Am Landeort scheint dann bereits seit einigen Stunden die Sonne. Hindernisse werfen lange Schatten und sind so für das System leichter erkennbar.

Etwa 5 Stunden nach der Landung soll die Prozedur beginnen, mit der das Mondfahrzeug Yutu auf den Boden gelangt. Dazu muss die Rampe, auf der der Rover bereits steht, seitwärts geschoben und heruntergelassen werden. Der heikle Vorgang soll knapp 2 Stunden in Anspruch nehmen.

Etwa 9 Stunden nach der Abtrennung des Fahrzeugs soll mit einer seiner Kameras ein Bild angefertigt werden, auf dem beide Teile des chinesischen Mondlandesystems zu sehen sein sollen. Danach beginnt sowohl die auf 90 Tage ausgelegte Erkundungsmission des Rovers als auch die einjährigen Forschungsarbeiten mit dem Lander, die nach jeweils knapp 2 Wochen während der Mondnacht unterbrochen wird.

An Bord des Landers befinden sich optische Kameras, Funkübertragungseinrichtungen, eine UV-Kamera zur Erforschung der Plasmasphäre der Erde und ein 150-mm-Teleskop mit UV-CCD-Detektor zur Erforschung kosmischer Strahlungsquellen. Yutu verfügt ebenfalls über mehrere Kameras an einem Mast, am Korpus und am Instrumentenarm. Außerdem werden laufend Messungen mit einem Bodenradar vorgenommen, dessen Mikrowellen bis etwa 100 Meter tief in den Mondboden eindringen und aus dessen Reflexionen sich Aussagen über die Bodenbeschaffenheit herleiten lassen. An ausgewählten Bodenstellen kann mit einer Fräse Mondmaterial freigelegt und anschließend mit einer Mikroskopkamera betrachtet oder seine Zusammensetzung mit einem im optischen Bereich sowie im Infrarot arbeitenden abbildenden Spektrometer und mit einem Alpha-Röntgen-Spektrometer erfasst werden.

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• Chang`e 3

Der Beitrag Chang`e 3 im geplanten Mondorbit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CAST, BISSE, NASA, Spaceflight101, Raumcon.

Die Mission besteht aus einem Lander und einem kleinen Fahrzeug. Beide Systeme haben eine eigene wissenschaftliche Ausrüstung sowie Kameras und Sende-/Empfangsanlagen und können vollkommen unabhängig voneinander operieren.

Das Fahrzeug Yutu (Jadehase) ist mit einem Bodenradar ausgerüstet. Zudem trägt es einen Instrumentenarm, an dem eine Fräse, eine Mikroskopkamera, ein Alpha-Röntgen-Spektrometer sowie ein Spektrometer für sichtbares und nahes Infrarotlicht angebracht sind. Ringsum gibt es außerdem eine ganze Reihe von Kameras, mit denen nicht nur die Umgebung erfasst werden, sondern deren Bilder auch für eine autonome Fahrwegplanung unter Berücksichtigung von erkannten Hindernissen verwendet werden können. Panoramakameras und Navigationskameras sind doppelt ausgelegt, so dass stereoskopische Bilder auch Rückschlüsse auf Größe und Entfernung von Hindernissen erlauben.

Das Röntgenspektrometer erfasst Röntgenemissionen von Bodenmaterial, das mit Partikelstrahlung (Alphateilchen) angeregt wurde. Die dabei ausgesandte Strahlung ist von den im Boden vorkommenden Elementen abhängig, woraus sich dessen Bestandteile und die Zusammensetzung ermitteln lassen.

Das zweite Spektrometer zerlegt das von einer Probe reflektrierte Licht in einzelne Frequenzen von etwa 450 nm bis 2.400 nm. Damit wird ein Bereich von sichtbarem, grünem Licht bis ins nahe Infrarot erfasst. Auch aus diesen Werten lassen sich Aussagen über die Zusammensetzung des Materials ableiten. Das Neue ist dabei, dass die Aufspaltung des Spektrums in einzelne Wellenlängen durch ein akustisches Verfahren erfolgt. Ein spezieller Kristall ändert seinen Brechungsindex, je nachdem, mit welcher akustischen Frequenz er angeregt wird. Die dafür erforderliche Anregung erfolgt über einen piezoelektrischen Vibrator, der seine Anregung von einem elektrischen Schwingkreis erhält. So können unterschiedliche Wellenlängen auf denselben Sensor geleitet werden, was das Gerät sehr kompakt macht.

Zur weiteren wissenschaftlichen Ausrüstung von Yutu gehört ein Bodenradar, mit dem man Messwerte bis in etwa 100 Meter Tiefe unter der Mondoberfläche gewinnen möchte. Damit soll ein Bodenprofil über die gesamte Fahrstrecke erfasst werden.

Der Lander besitzt eigenes Instrumentarium, darunter mehrere Kameras sowie ein UV-Spiegelteleskop, mit dem erstmals hochauflösende astronomische Aufnahmen des Weltalls von der Mondoberfläche aus gemacht werden sollen. Beobachtungsziele sollen Galaxien, Doppelsterne, aktive Galaxienkerne, variable und besonders helle Sterne werden. Das Teleskop ist ein Ritchey-Chretien mit 150 mm Öffnung, das Licht wird über einen dreh- und kippbaren Planspiegel in das feststehende Teleskop gelenkt. Ein CCD-Chip erfasst Licht der Wellenlängen von 245 bis 340 nm mit 13 µm großen Pixeln und soll Lichtquellen bis etwa 13 mag erfassen können.

Ein weiteres Instrument auf dem Lander ist eine Kamera für extremes Ultraviolett. Diese hat ein Gesichtsfeld von 16 Grad bei einer Auflösung von etwa 0,1 Grad. Hauptuntersuchungsgegenstand ist die Plasmasphäre der Erde inklusive der Plasmapause. Für den Lander ist eine Funktionsdauer von etwa einem Jahr vorgesehen. Er soll auch über einen Radioisotopengenerator zur Erzeugung elektrischer Energie verfügen.

Auf dem Weg zum Mond werden drei Bahnmanöver erforderlich, um den korrekten Eintritt in eine Mondumlaufbahn zu gewährleisten. Am 6. Dezember soll dies mit einem längeren Bremsmanöver erfolgen. Danach wird der mondnächste Punkt der zunächst kreisähnlichen Bahn in etwa 100 km Höhe auf 15 km abgesenkt. Anschließend findet die Landung statt. Dabei kommen ein Laserentfernungsmesser, ein Abstands- und Geschwindigkeitsradar sowie Kameras zur Erfassung von Hindernissen zum Einsatz, bevor die Sonde ihr Haupttriebwerk in etwa 4 Metern Höhe abschaltet. Aufgrund der niedrigeren Schwerkraft, fällt der Lander dann relativ langsam zu Boden.

Zielregion ist das Sinus Iridum oder die Regenbogenbucht im Mare Imbrium im Nordwesten der sichtbaren Mondhalbkugel. Hier zieht sich das Mondjura-Gebirge bogenförmig über die nordwestliche Seite mit dem Heraclides-Vorgebirge (oder Kap Heraclides) im Westen und dem Laplace-Vorgebirge (oder Kap Laplace) im Norden. Diese Gebirgsformation ist durch einen Einschlag entstanden, hat einen Durchmesser von 236 km und wird zu bestimmten Mondphasen gut beleuchtet, während der Grund des Kraters noch im Dunklen liegt und zudem mit dunklem Gestein gefüllt ist. Diesen Anblick bezeichnet man auch als Goldenen Henkel des Mondes.

Mittlerweile wird spekuliert, an welchem Punkt genau der Lander niedergehen wird. Ein interessantes Ziel böte der 8 km durchmessende und etwa 1.600 Meter tiefe Krater Laplace A. Der vergleichsweise junge Krater wurde aus dem Basalt eines Mares gebildet. Dabei wurde Material aus dem Inneren über den Rand des Kraters hinaus geschleudert. So wäre bereits die Fahrt zum Krater eine Reise durch die Geschichte der oberen Schichten des Mondes. Damit ließen sich einige bisher noch offene Fragen klären.

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• Chang’e 3

Der Beitrag Wissenschaftliche Ausrüstung von Chang`e 3 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CAST, CCTV, Spaceflight101, Raumcon.

Der Start erfolgte gegen 18.30 Uhr MEZ vom Raumfahrtgelände Xichang aus. Die Startphase konnte komplett aus verschiedenen Perspektiven beobachtet werden. Das Aussetzen der Nutzlast erfolgte knapp 20 Minuten nach dem Start.

Das etwa 3,7 t schwere Raumfahrzeug wird auf seinem etwa 5 Tage dauernden Flug zum Mond drei Antriebsphasen durchführen, in deren Verlauf das Einschwenken in einen Mondorbit vorbereitet wird. Danach folgt ein längeres Bremsmanöver. Anschließend wird zunächst eine Kreisbahn in etwa 100 Kilometern Höhe über der Mondoberfläche angestrebt, deren mondnächster Punkt anschließend auf 15 Kilometer abgesenkt wird.

Am 14. Dezember soll dann die eigentliche Landung eingeleitet und ausgeführt werden. Am Ende wird Chang`e 3, dann um etwa 2,5 t Treibstoffmasse erleichtert, mit maximal 3,8 m/s am Sinus Iridum im Meer des Regens aufsetzen. Zur Wahl des genauen Landepunktes kommen Laserentfernungsmesser, Mikrowellenradar zur Ermittlung von Position und Geschwindigkeit sowie ein Kamerasystem zur Erkennung möglicher Hindernisse zum Einsatz. Der gesamte Landevorgang soll nur etwa 700 Sekunden dauern.

Der Lander trägt auf der Oberseite ein Fahrzeug, welches nach der Landung von einer Rampe auf die Oberfläche des Erdtrabanten gelangen soll. Das Fahrzeug soll sowohl ferngesteuert als auch autonom agieren können. 90 Tage Betriebszeit werden angestrebt, also soll es auch mehrere Nächte überstehen. Dafür wird das Innere des Fahrzeugs mit den Solarzellenpaneelen zugeklappt. Um etwas Wärme zu erzeugen befinden sich Radioisotopenheizelemente mit Plutonium-238 und Wärmeleitungen für die wichtigsten Instrumente an Bord.

Am Instrumentenarm des Yutu genannten Fahrzeugs befinden sich eine Fräse, mehrere (Mikroskop-)Kameras, ein Röntgenspektrometer und ein abbildendes Licht/IR-Spektrometer. Weitere Kameras sind auf einem Mast, der auch die Parabolantenne für schnelle Datenübertragung zur Erde trägt, sowie ringsum am Korpus montiert. Das Fahrzeug verfügt damit unter anderem über Umgebungswahrnehmung, Hinderniserkennung, lokale Fahrwegplanung und „Multi-Rad-Koordinierung“ bei Bewegungen.

Das Röntgenspektrometer erfasst Röntgenemissionen von Bodenmaterial, das mit Partikelstrahlen angeregt wurde. Die dabei ausgesandte Strahlung ist von den im Boden vorkommenden Elementen abhängig, woraus sich dessen Bestandteile und die Zusammensetzung ermitteln lassen. Das zweite Spektrometer zerlegt das von einer Probe reflektierte Licht in einzelne Frequenzen von etwa 450 nm bis 2.400 nm. Damit wird ein Bereich von sichtbarem, grünem Licht bis ins nahe Infrarot erfasst. Auch aus diesen Werten lassen sich Aussagen über die Zusammensetzung des Materials ableiten. Das Neue ist dabei, dass die Aufspaltung des Spektrums in einzelne Wellenlängen durch ein akustisches Verfahren erfolgt. Ein spezieller Kristall ändert seinen Brechungsindex, je nachdem, mit welcher akustischen Frequenz er angeregt wird. Die dafür erforderliche Anregung erfolgt über einen piezoelektrischen Vibrator, der seine Anregung von einem elektrischen Schwingkreis erhält. So können unterschiedliche Wellenlängen auf denselben Sensor geleitet werden, was das Gerät sehr kompakt macht.

Zur weiteren wissenschaftlichen Ausrüstung von Yutu gehört ein Bodenradar, mit dem man Messwerte bis in etwa 100 Meter Tiefe unter der Mondoberfläche gewinnen kann. Damit soll ein Bodenprofil über die gesamte Fahrstrecke erfasst werden.

Der Lander besitzt eigenes Instrumentarium, darunter mehrere Kameras sowie ein UV-Spiegelteleskop, mit dem erstmals hochauflösende astronomische Aufnahmen des Weltalls von der Mondoberfläche aus gemacht werden sollen. Beobachtungsziele sollen Galaxien, Doppelsterne, aktive Galaxienkerne, variable und besonders helle Sterne werden. Das Teleskop ist ein Ritchey-Chretien mit 150 mm Öffnung, das Licht wird über einen dreh- und kippbaren Planspiegel in das feststehende Teleskop gelenkt. Ein CCD-Chip erfasst Licht der Wellenlängen von 245 bis 340 nm mit 13 µm großen Pixeln und soll Lichtquellen bis etwa 13 mag erfassen können.

Ein weiteres Instrument auf dem Lander ist eine Kamera für extremes Ultraviolett. Diese hat ein Gesichtsfeld von 16 Grad bei einer Auflösung von 0,1 Grad. Hauptuntersuchungsgegenstand ist die Plasmashäre der Erde inklusive der Plasmapause. Für den Lander ist eine Funktionsdauer von etwa einem Jahr vorgesehen. Er soll auch über einen Radioisotopengenerator zur Erzeugung elektrischer Energie verfügen.

2015 soll die Mission mit verbesserter Technik wiederholt werden. Für etwa 2018 ist dann eine Probenrückführung von bis zu 2 kg Mondgestein geplant (Chang`e 5). Auch hier ist eine Wiederholung möglich, falls es beim ersten Versuch nicht gelingt. Optimisten sprechen bereits von der Möglichkeit einer bemannten Mondlandung zwischen 2025 und 2030.

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Der Beitrag Chang`e 3 auf dem Weg zum Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: CAST, CCTV, ESA, Raumcon.

Der Start der dritten Mondsonde Chang’e 3 aus dem Land der Mitte soll am 1. Dezember gegen 19 Uhr MEZ vom Raumfahrtgelände bei Xichang erfolgen. Als Träger kommt eine modifizierte CZ 3B zum Einsatz. Sie soll das 3,7 t träge Mondflugsystem ins All hieven. Der Flug zum Mond dauert etwa 5 Tage.

Am 14. Dezember, soll der Lander mit einer Masse von etwa 1,2 t weich auf dem Mondboden in der Regenbogenbucht Sinus Iridum im Meer des Regens (Mare Imbrium) auf der nördlichen Hemisphäre des Erdtrabanten sanft niedergehen. Er ist etwa 2,5 m breit und tief und ist mit ausgefahrenen Landebeinen mehr als 3 Meter hoch. Obenauf sitzt das etwa handwagengroße Fahrzeug, das auf einer Rampe stehend nach unten geschwenkt wird und von da an sowohl ferngesteuert als auch autonom operieren soll.

Der Lander verfügt über Kameras und Kommunikationseinrichtungen. Das Fahrzeug trägt den Namen Yutu, was für den Jadehasen, der ein Begleiter der Mondgöttin Chang’e ist, steht. Es besitzt 6 Räder mit Elektroantrieb, von denen die äußeren lenkbar sind, einen aufrichtbaren Mast mit Kameras sowie Sende- bzw. Empfangsantenne, zwei Solarzellenpaneele, weitere Kameras und Messeinrichtungen sowie einen Instrumentenarm, an dem eine Fräse und eine Kamera für Nahaufnahmen nebst Beleuchtung angebracht sind.

Yutu kann während der langen und kalten Mondnacht den Mast wieder einklappen und sich mittels der Solarzellenpaneele „verschließen“. Damit soll gewährleistet werden, dass die Geräte eine Mondnacht überstehen können. Ob dies gelingt, wird sich zeigen.

Falls alles wie geplant oder besser verläuft, dann soll Yutu 90 Tage lang die Mondoberfläche erkunden. Dabei will man dem kleinen Gefährt zunehmend Autonomie gewähren und damit die Eignung der programmierten Software für diese Zwecke erproben.

Für 2015 ist mit Chang’e 4 eine Wiederholung des Unternehmens geplant. Allerdings wird man aus den Erfahrungen mit Yutu lernen und Verbesserungen entwickeln. Außerdem soll der Grad der Autonomie erhöht werden. Für etwa 2018 ist dann eine Mission vorgesehen, bei dem Bodenproben vom Mond zur Erde gebracht werden. Zuvor soll ein Hochgeschwindigkeitseintritt in die Erdatmosphäre, wie er bei diesem Unternehmen zu erwarten ist, bei einer speziellen Mission getestet werden.

Die Kommunikation wird zum einen über Empfangs- und Sendeeinrichtungen in Jiamusi und Kashgar erfolgen, zum zweiten nimmt man auch internationale Unterstützung in Anspruch. So werden Empfangsanlagen in Kourou beim Start am 1. und beim Eintritt in eine Mondumlaufbahn am 6. Dezember in Betrieb und ausgerichtet sein. Des Weiteren sollen Daten auch über ESA-Stationen im spanischen Cebreros und im australischen New Norcia empfangen werden. Mit den dort vorhandenen technischen Mitteln lässt sich die Position der Sonde im Mondorbit genauer vermessen. Beteiligt an diesen Operationen ist auch das Satellitenkontrollzentrum in Darmstadt.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: BACC, CAST, China.org.cn, CRI, SASTIND, Xinhua. Vertont von Peter Rittinger.

Die Mission Chang’e 3, wie bereits erfolgte chinesische Mondmissionen nach einer chinesischen Mondgöttin aus chinesischen Märchen benannt, soll die mit den Mondsatelliten Chang’e 1 und Chang’e 2 begonnene Arbeit fortsetzen.

Mit dem eigenen Programm zur Erforschung des Mondes möchte China eine Datengrundlage schaffen, die man als Voraussetzung für künftige bemannte chinesische Expeditionen zum Mond betrachtet. Vor einem Aufenthalt von Raumfahren aus China auf dem Mond soll die Oberfläche des Trabanten möglichst genau untersucht und beschrieben werden.

Gelingt es einer Landstufe im Jahr 2013, von Bremsraketen verzögert, einen chinesischen Rover auf dem Mond zu platzieren, wird es sich um die erste weiche Landung auf dem Mond nach 37 Jahren seit dem sowjetischen Lander von Luna 24 im Jahr 1976 handeln.

Nach 1976 erreichte eine Anzahl von Raumfahrzeugen den Mond, deren Aufgabe es war und ist, ihn aus einer Umlaufbahn heraus zu untersuchen. Unter ihnen war auch Chang’e 1. Der Orbiter traf am 1. März 2009 am Ende seiner Mission auf der Mondoberfläche auf, ein Schicksal, dass er mit zahlreichen seiner von anderen Nationen betriebenen Vorgänger teilte.

Im Rahmen der Mission von Chang’e 3 soll zunächst ein Raumfahrzeug mit einer Gesamtmasse zwischen 3.700 und 3.800 Kilogramm, bestehend aus Überflugeinheit, Lander und Rover, von einer Trägerrakete des Typs Langer Marsch 3B vom Startgelände Xichang (Xichang Satellite Launch Center, XSLC) in der südwestchinesischen Provinz Sichuan aus ins All transportiert werden. Danach folgt der Überflug zum Mond und das Einbremsen auf eine annähernd kreisförmige Umlaufbahn in rund 100 Kilometern über der Mondoberfläche.

Aus dem Mondorbit heraus kann der Abstieg der Landeeinheit beginnen. Der Lander, der zusammen mit dem sechsrädrigen Rover eine Masse von voraussichtlich 1.200 Kilogramm haben wird, hat dann die Aufgabe, in einem Sinus Iridum genannten Gebiet niederzugehen.

Der eigentliche Bremsvorgang soll bei einer Geschwindigkeit von etwa 1,7 Kilometern pro Sekunde aus einer Bahn mit einem niedrigsten Bahnpunkt von 15 Kilometern über der Oberfläche beginnen. Er endet 4 Meter über dem Mondboden, vor dem Aufsetzen wird das letzte Stück Weg laut Plan im freien Fall bewältigt. Anschließend kann der Rover los geschickt werden, um wie der Lander mit der Untersuchung der basaltlavahaltigen Umgebung des Sinus Iridum zu beginnen.

Man hofft, dass sowohl der Lander als auch der Rover mindestens 3 Monate auf der Mondoberfläche arbeiten werden können. Vom Rover, Masse etwa 120 Kilogramm, berichtet China.org.cn, dass seine Energieversorgung mit Hilfe eines Radioisotopengenerators („nuclear-powered battery“) erfolgen wird.

In einem Radioisotopengenerator (Radioisotope Thermoelectric Generator, RTG) wird die beim spontanen Zerfall von Atomkernen entstehende Wärme zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet. Nach Angaben von China.org.cn könnte eine derartige Stromquelle, die die langen und rund -160 Grad Celsius kalten Mondnächte unbeschädigt übersteht, bis zu 30 Jahre arbeitsfähig bleiben. Allerdings ist unwahrscheinlich, dass die übrigen Bestandteile eines Mondrovers ähnlich lange funktionieren.

Zahlreiche Illustrationen eines künftigen chinesischen Mondrovers zeigen das Vehikel in einer Ausstattung mit Solarzellenpanelen. Sehr gut möglich ist, dass sich mindestens eine auf dem Zerfall von Atomen basierende Wärmequelle (Radioisotope heater unit, RHU) an Bord befinden wird, um das Einfrieren und die Zerstörung von Roversystemen während der Mondnächte zu verhindern.

Die projektierte Reichweite des Rovers von Chang’e 3 beträgt 10 Kilometer, was für eine intensive Untersuchung einer Fläche von 3 Quadratkilometern reichen soll.

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