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Chang’e-4

chinesische Raumsonde
(Weitergeleitet von Chang'e-4)

Chang’e-4 (chinesisch 嫦娥四号, Pinyin Cháng'é-Sìhào) ist eine Raumsonde der China National Space Administration (CNSA), die am 7. Dezember 2018 gestartet wurde und aus einem Lander mit einem Rover besteht. Chang’e-4 ist Chinas zweiter Mondlander und Rover. Nach der erfolgreichen Landung von Chang’e-3 wurde Chang’e-4 an neue wissenschaftliche Ziele angepasst. Wie seine Vorgänger ist das Raumfahrzeug nach Chang’e, der chinesischen Mondgöttin, benannt.

Chang’e-4

NSSDC ID 2018-103A
Missions­ziel Erdmond
Auftrag­geber CNSA
Aufbau
Träger­rakete Changzheng 3B/E
Startmasse Lander: 1.200 kg
Rover: 140 kg
Verlauf der Mission
Startdatum 7. Dezember 2018
Startrampe Kosmodrom Xichang
 
20. Mai 2018 Start von Queqiao
 
7. Dez. 2018 Start von Chang’e-4
 
12. Dez. 2018 Erreichen der Mondumlaufbahn
 
3. Jan 2019 Landung auf dem Mond, Von Kármán/Südpol-Aitken-Becken
 
? Missionsende

Die Sonde landete am 3. Januar 2019 um 3:26 Uhr MEZ erfolgreich im Mondkrater Von Kármán im Südpol-Aitken-Becken auf der Mondrückseite.[1]

Inhaltsverzeichnis

ÜbersichtBearbeiten

Das chinesische Mondforschungsprogramm wird in drei Phasen durchgeführt: Die erste Phase bestand im Erreichen des Mondorbits – vollbracht durch die Missionen von Chang’e 1 im Jahr 2007 und Chang’e 2 im Jahr 2010. Die zweite war das Landen und Aussetzen eines Rovers auf dem Mond, wie es durch Chang’e 3 im Jahr 2013 und nun von Chang’e 4 im Januar 2019 erfolgte. Die dritte Phase besteht darin, Mondproben von der erdzugewandten Seite zu sammeln und zur Erde zu schicken – eine Aufgabe für die zukünftigen Missionen Chang’e 5 und Chang’e 6. Das Programm soll in den 2030er Jahren eine bemannte Mondlandung ermöglichen und voraussichtlich einen Außenposten in der Nähe des Südpols errichten.[2][3][4]

Die Chang’e-4-Mission wurde 2015 im Rahmen der zweiten Phase des chinesischen Mondforschungsprogramms gestartet. Die im Verlauf angepassten Ziele und das Design der Mission führten jedoch zu Verzögerungen. In dieser Mission wird versucht, das Alter und die Zusammensetzung einer unerforschten Mondregion zu bestimmen. Außerdem sollen die erforderlichen Technologien für die folgenden Phasen des Programms entwickelt werden. Das chinesische Monderkundungsprogramm hat zum ersten Mal private Investitionen von Einzelpersonen und Unternehmen bewilligt, um Innovationen in der Luft- und Raumfahrt zu beschleunigen, Produktionskosten zu senken und militärisch-zivile Beziehungen zu fördern.[5] Nach Chang’e 4 wird China mit einer Reihe weiterer roboter-basierter Mondmissionen folgen. Diese sollen den Grundstein für mögliche bemannte Missionen in den 2030er Jahren legen.[6]

ZieleBearbeiten

Zu den wissenschaftlichen Zielen gehören:[7]

  • Messung der Mondoberflächentemperatur über die Dauer der Mission
  • Messung der chemischen Zusammensetzung von Mondgesteinen und -böden
  • niederfrequente radioastronomische Beobachtungen und Untersuchungen
  • Studium der kosmischen Strahlung
  • Beobachtung der Sonnenkorona, Untersuchung ihrer Strahlungseigenschaften und -mechanismen und Untersuchen der Entwicklung und des Transports koronaler Massenauswürfe (CME) zwischen Sonne und Erde

KomponentenBearbeiten

Relais-Satellit QueqiaoBearbeiten

 
Kommunikation mit Chang’e-4

Da eine direkte Funkverbindung mit der Mondrückseite nicht möglich ist, wurde am 21. Mai 2018 um 05:28 Ortszeit der Relais-Satellit Elsternbrücke (Queqiao) vom Kosmodrom Xichang gestartet[8] und im Halo-Orbit um den Erde-Mond Lagrange-Punkt L2 hinter dem Mond stationiert.[9] Der Name des Satelliten leitet sich aus der chinesischen Geschichte vom Kuhhirten und der Weberin ab.

MikrosatellitenBearbeiten

Im Rahmen der Mission Chang’e 4 wurden zusammen mit Queqiao zwei Mikrosatelliten (jeweils 45 kg) namens Longjiang-1 und Longjiang-2 (龙江 ‚Drachenfluss‘) gestartet. Longjiang-1 konnte jedoch nicht in den Mondorbit eintreten[9], während Longjiang-2 erfolgreich war und derzeit im Mondorbit operiert. Diese Mikrosatelliten hatten die Aufgabe, den Himmel bei sehr niedrigen Frequenzen (1 MHz bis 30 MHz), entsprechend Wellenlängen von 300 m bis 10 m, zu beobachten, um energetische Phänomene kosmischen Ursprungs zu untersuchen.[10][11][12] Dies war ein langgehegtes Ziel der Wissenschaft, da aufgrund der Ionosphäre der Erde keine Beobachtungen in diesem Frequenzbereich im Erdorbit durchgeführt werden können. Geplant war ein Gruppenflug der zwei Sonden, um Interferometrie betreiben zu können.[10]

 
Bildmosaik der Mondrückseite, aufgenommen durch LRO. Links oben das Mare Moscoviense, links unten der dunkle Krater Tsiolkovskiy, im unteren Bilddrittel die fleckige große Beckenregion von Mare Ingenii, Leibnitz, Apollo und Poincaré.

Lander und RoverBearbeiten

Der Lander und der Rover wurden sechs Monate nach dem Start des Relaissatelliten am 8. Dezember 2018 um 02:23 Ortszeit mit einer Changzheng 3B/E Trägerrakete – ebenfalls vom Kosmodrom Xichang aus – ins All befördert.[13] Es ist die erste Landung überhaupt auf der Rückseite des Mondes. Sie fand in einer unerforschten Region des Mondes statt, die als Südpol-Aitken-Becken bezeichnet wird.

Die Gesamtlandemasse der Einheit betrug 1340 kg (1200 kg der Lander und 140 kg der Rover).[14] Nach der Landung fuhr der Lander eine Rampe aus, um den Rover Jadehase 2[15] auf die Mondoberfläche zu bringen. Der Rover misst 1,5 × 1,0 × 1,0 m und hat eine Masse von 140 kg.[16]

Wissenschaftliche NutzlastenBearbeiten

Sowohl Lander und Rover als auch Queqiao und die den Mond umkreisenden Mikrosatelliten tragen wissenschaftliche Nutzlasten. Der Relais-Satellit stellt die Kommunikation sicher, während Lander und Rover die Geophysik der Landezone untersuchen sollen. Diese Nutzlasten werden zum Teil von internationalen Partnern in Schweden, Deutschland, den Niederlanden und Saudi-Arabien geliefert.

LanderBearbeiten

Der Lander und der Rover werden wissenschaftliche Nutzlasten transportieren, um die Geophysik der Landezone mit einer sehr begrenzten chemischen Analysefähigkeit zu untersuchen.

Der Lander ist mit folgenden Instrumenten ausgestattet:

  • Landekamera (LCAM)
  • Terrain-Kamera (TCAM)
  • Niederfrequenzspektrometer (LFS)[17] zur Erforschung von Sonnenbursts
  • Lunar Lander Neutrons and Dosimetry (LND), ein von der Universität Kiel in Deutschland entwickeltes Neutronendosimeter
  • Der Lander wird auch einen 3-kg-Behälter mit Samen und Insekteneiern tragen, um zu testen, ob Pflanzen und Insekten in Synergie schlüpfen und gemeinsam wachsen können. Das Experiment umfasst Samen von Kartoffeln und Arabidopsis thaliana sowie Seidenraupeneier. Wenn die Larven schlüpfen, produzieren sie Kohlendioxid, während die gekeimten Pflanzen durch Photosynthese Sauerstoff freisetzen. Es ist zu hoffen, dass die Pflanzen und Seidenraupen zusammen eine einfache Synergie innerhalb des Behälters schaffen können. Eine Miniaturkamera macht jedes Wachstum sichtbar. 1982 züchtete die Besatzung der sowjetischen Raumstation Saljut 7 einige Arabidopsis; es waren die ersten Pflanzen, die im Weltraum blühten und Samen produzierten. Sie hatten eine Lebensdauer von 40 Tagen.

RoverBearbeiten

  • Panoramakamera (PCAM)[17]
  • Lunar Penetrating Radar (LPR) ist ein Bodenradar[17]
  • Visible und Near-Infrared Imaging Spectrometer (VNIS) für die Bildgebungsspektroskopie
  • Advanced Small Analyzer for Neutrals (ASAN) ist ein energetischer Analysator für neutrale Atome des schwedischen Instituts für Weltraumphysik (IRF). Es wird aufzeigen, wie Sonnenwind mit der Mondoberfläche interagiert und vielleicht sogar den Prozess der Entstehung von Mondwasser.[18]

QueqiaoBearbeiten

 
Landeplatz von Chang'e 4 im Von-Kármán-Krater (45.47084 Süd, 177.60563 Ost)

LandezoneBearbeiten

Landeplatz ist der Von-Kármán-Krater[20] (180 km Durchmesser) im Südpol-Aitken-Becken auf der erdabgewandten Seite des Mondes.[20] Die Landung erfolgte am 3. Januar 2019 um 02:26 UTC.[21]

Siehe auchBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Erste Landung auf Mond-Rückseite geglückt, Tagesschau.de vom 3. Januar 2019; abgerufen am 3. Januar 2019
  2. Sputnik: China Prepares for Breakthrough Chang'e 4 Moon Landing in 2018. Abgerufen am 10. Dezember 2018 (englisch).
  3. Echo Huang, Echo Huang: China lays out its ambitions to colonize the moon and build a “lunar palace”. Abgerufen am 10. Dezember 2018 (englisch).
  4. Stuart Clark: China’s moon mission to boldly go a step further. In: The Guardian. 31. Dezember 2017, ISSN 0261-3077 (theguardian.com [abgerufen am 10. Dezember 2018]).
  5. Leonard David, Space com's Space Insider Columnist | March 17, 2015 08:00am ET: China Outlines New Rockets, Space Station and Moon Plans. Abgerufen am 10. Dezember 2018.
  6. Paul D. Spudis: China’s Moon Missions Are Anything But Pointless. Abgerufen am 10. Dezember 2018 (englisch).
  7. Leonard David, Space com's Space Insider Columnist | June 9, 2016 04:14pm ET: To the Far Side of the Moon: China's Lunar Science Goals. Abgerufen am 10. Dezember 2018.
  8. 付毅飞: 嫦娥四号中继星发射成功 人类迈出航天器月背登陆第一步. In: http://news.china.com.cn. 22. Mai 2018, abgerufen am 3. Januar 2019 (chinesisch).
  9. a b Luyuan Xu: How China's lunar relay satellite arrived in its final orbit. In: The Planetary Society. 25. Juni 2018, archiviert vom Original am 17. Oktober 2018; abgerufen am 10. Dezember 2018 (englisch).
  10. a b Pioneering astronomy. Abgerufen am 10. Dezember 2018.
  11. The scientific objectives and payloads of Chang’E−4 mission. In: Planetary and Space Science. Band 162, 1. November 2018, ISSN 0032-0633, S. 207–215, doi:10.1016/j.pss.2018.02.011 (sciencedirect.com [abgerufen am 10. Dezember 2018]).
  12. Chang'e-4 lunar far side satellite named 'magpie bridge' from folklore tale of lovers crossing the Milky Way. Abgerufen am 10. Dezember 2018.
  13. 赵磊: 探月工程嫦娥四号探测器成功发射,开启人类首次月球背面软着陆探测之旅. In: http://cn.chinadaily.com.cn. 8. Dezember 2018, abgerufen am 6. Januar 2019 (chinesisch).
  14. Chang’e 3, 4 (CE 3, 4) / Yutu. Abgerufen am 10. Dezember 2018.
  15. Roboter an Bord der "Chang'e 4": Chinas Mond-Rover rollt los - spiegel.de
  16. 倪伟: “嫦娥四号”月球车首亮相面向全球征名 年底奔月. In: http://www.xinhuanet.com. 16. August 2018, abgerufen am 6. Januar 2019 (chinesisch).
  17. a b c The scientific objectives and payloads of Chang’E−4 mission. In: Planetary and Space Science. Band 162, 1. November 2018, ISSN 0032-0633, S. 207–215, doi:10.1016/j.pss.2018.02.011 (sciencedirect.com [abgerufen am 10. Dezember 2018]).
  18. Sweden joins China's historic mission to land on the far side of the Moon in 2018. Abgerufen am 10. Dezember 2018.
  19. Netherlands-China Low-Frequency Explorer (NCLE). In: ASTRON – Netherlands Institute for Radio Astronomy. Archiviert vom Original am 16. November 2018; abgerufen am 13. Dezember 2018 (englisch).
  20. a b Paul D. Spudis: China’s Journey to the Lunar Far Side: A Missed Opportunity? Abgerufen am 10. Dezember 2018 (englisch).
  21. 唐艳飞: 嫦娥四号成功着陆月背!传回世界首张近距拍摄月背影像图. In: https://www.guancha.cn. 3. Januar 2019, abgerufen am 6. Januar 2019 (chinesisch).