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Chang'e-1 (chinesisch 嫦娥一號 / 嫦娥一号, Pinyin Cháng’é Yīhào) war die erste Raumsonde der China National Space Administration (CNSA) und die erste von mehreren geplanten Missionen im Mondprogramm der Volksrepublik China. Die Sonde wurde am 24. Oktober 2007 gestartet, erreichte am 5. November 2007 eine Umlaufbahn um den Mond und schlug am 1. März 2009 gezielt auf dem Mond auf. Mit ihr wurden Technologien für zukünftige Missionen getestet sowie die Beschaffenheit der Mondoberfläche und des Gesteins studiert. Die Kosten der Sonde wurden mit 169 Millionen US-Dollar beziffert.[1] Als weitere Mission folgten 2010 der Mondorbiter Chang’e-2 und 2013 eine weiche Landung mit Chang’e-3. Ende 2018 wurde Chang’e-4 gestartet, um die Rückseite des Mondes zu untersuchen.

Chang’e-1

Künstlerische Darstellung von Chang'e-1
NSSDC ID 2007-051A
Missions­ziel Erdmond
Auftrag­geber Nationale Raumfahrtbehörde (CNSA)
Hersteller Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie (CAST)
Aufbau
Träger­rakete CZ-3A
Startmasse 2.350 kg (beim Aufschlag)
Instrumente

6

Verlauf der Mission
Startdatum 24. Oktober 2007
Startrampe Kosmodrom Xichang
Enddatum 1. März 2009
 
24. Okt. 2007 Start
 
5. Nov. 2007 Erreichen der Umlaufbahn um den Mond
 
26. Nov. 2007 Erste Veröffentlichung eines Bilds
 
1. März 2009 Aufschlag auf dem Mond

Das Programm wurde nach der Mondgöttin Chang’e benannt. Sie taucht in einem chinesischen Märchen auf, in dem eine junge Fee zum Mond fliegt.

Inhaltsverzeichnis

GeschichteBearbeiten

Im Januar 2006 wurde von der Regierung der Volksrepublik China bekanntgegeben, dass die Fertigung der Raumsonde und ihrer Trägerrakete angelaufen sei, am 25. Juli 2006 begann dann die Testphase des Satelliten.[2] Im Dezember 2006 wurde der Satellit im Startzentrum getestet.

MissionszieleBearbeiten

Das Mondprogramm der Volksrepublik China dient weniger der Grundlagenforschung, sondern zielt ganz konkret auf die lunaren Bodenschätze ab. Der Titel des im Jahr 2000 dem Staatsrat vorgelegten Abschlussberichts der Projektgruppe Monderkundung bei der Chinesischen Akademie der Wissenschaften lautete „Wissenschaftliche Ziele einer Sonde für die Erkundung von Bodenschätzen auf dem Mond durch China“.[3] Seit der Lunar Prospector Mission der NASA in den Jahren 1998/99 hatte man eine recht gute Vorstellung davon, an welchen Stellen auf dem Mond welche Mineralien zu finden waren, wobei man sich in China neben Eisen vor allem für den Kernbrennstoff Thorium sowie das in Luft- und Raumfahrt verwendete Leichtmetall Titan interessierte. Prof. Ouyang Ziyuan, ehemals Leiter des Instituts für Geochemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften[4] und einer der engagiertesten Verfechter der Monderkundung, zeigte ein einer Fernsehpräsentation am 26. Mai 2003 von der NASA erstellte Mondkarten mit der Verteilung und dem Metallgehalt der entsprechenden Erze.[5] Die wichtigste Aufgabe der Nationalen Raumfahrtbehörde war zunächst, eigene chinesische Karten mit den Mineralvorkommen zu erstellen, daneben auch Informationen für einen sicheren bemannten Flug zum Mond zu sammeln. Daher wurden die Missionsziele für Chang'e-1 folgendermaßen definiert:

  • Erstellung einer dreidimensionalen Karte der Mondoberfläche
  • Kartografierung der nützlichen Elemente und Substanzen über die gesamte Mondoberfläche, sowohl was die Verteilung als auch den Gehalt betrifft
  • Messung der Dicke der Regolithschicht
  • Messung des Sonnenwindes und der hochenergetischen Partikel (Solar Energetic Particles) von Sonneneruptionen im Raum zwischen Erde und Mond

Ausstattung und NutzlastBearbeiten

Der bei der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie (中國空間技術研究院 / 中国空间技术研究院), einer Tochtergesellschaft der China Aerospace Science and Technology Corporation, entwickelte Orbiter basierte auf der Konstruktion des am 12. Mai 1997 gestarteten Kommunikationssatelliten Dongfang Hong 3 (东方红三号), nicht zu verwechseln mit dem im Ausland manchmal als „Dong Fang Hong 03“ bezeichneten „Technologischen Versuchssatelliten 3“ (技术试验卫星三号 bzw. JSSW 3), einem am 26. Juli 1975 gestarteten Aufklärungssatelliten.[6][7][8] Über das China-Brazil Earth Resources Satellite Program hatte man bereits Erfahrung bei der Suche nach Bodenschätzen aus dem All. Die Gruppe um Chefkonstrukteur Ye Peijian (葉培建 / 叶培建, *1945)[9] nahm im Prinzip die Systeme des Ziyuan-1 Satelliten (资源一号卫星, auch bekannt als CBERS-1) sowie des rein chinesischen Ziyuan-2 Satelliten (中国资源二号卫星) und baute sie in den DFH-3 Bus ein.[10][11][12] Die Gesamtmasse der Sonde betrug dann 2350 Kilogramm, wovon 130 Kilogramm auf mehrere, vom Nationalen Zentrum für Weltraumwissenschaften der Akademie der Wissenschaften unter Verwendung existierender, bewährter Technologie entwickelte Geräte entfielen:

  • Ein Stereo-Kamerasystem für die dreidimensionale Kartografie der Mondoberfläche.
  • Ein Laser-Höhenmesser zur Bestimmung der Distanz zwischen Satellit und Mondoberfläche, um auch für dunkle Stellen wie den beiden Polen dreidimensionale Karten erstellen zu können.
  • Ein abbildendes Spektrometer bzw. Interferometer zur Erstellung einer Karte der Mondoberfläche im sichtbaren Spektrum.
  • Ein Gammaspektrometer zur Untersuchung der Gesteinszusammensetzung und der radioaktiven Komponenten auf dem Mond, wie zur Analyse von 13 metallischen Elementen, wobei das Hauptinteresse bei Titan lag, dazu noch Sauerstoff und Helium-3.[13]
  • Ein Röntgenspektrometer zur Messung der Verteilung von Silicium, Aluminium und Magnesium.
  • Ein Mikrowellenradiometer zur Messung der Temperatur der Mondoberfläche sowie zur Ermittlung der Dicke des Mondstaubes.
  • Ein aus drei einzelnen Messgeräten bestehendes Gerät zur Messung der Geschwindigkeit, Dichte und Temperatur der geladenen Teilchen des langsamen und schnellen Sonnenwindes sowie der Protonen, Elektronen und Schwerionen, die bei Sonneneruptionen ins Weltall geschleudert werden. Dieses Gerät begann bereits auf dem Flug von der Erde zum Mond mit der Datensammlung und führte die Messungen dann während der Umkreisung im mondnahen Raum fort.
  • Ein aus 5 Komponenten bestehendes Stromversorgungs- und Datenverarbeitungsgerät, das die von den einzelnen Messgeräten gesammelten Daten komprimierte, in einem 48 GB Speicher zwischenspeicherte und, wenn die Sonde Sichtverbindung mit China hatte, auf dem S-Band zum Chinesischen VLBI-Netzwerk funkte (siehe unten).[14]
  • Das Musikstück Frühlingsfest-Ouvertüre.

Datenübertragung zur ErdeBearbeiten

Die Bahnverfolgung und der Empfang der zur Erde gesandten Daten erfolgte mit Hilfe von vier Radioteleskopen mit Durchmessern zwischen 25 und 50 Metern bei Shanghai, Ürümqi, Kunming sowie Miyun bei Peking.[15] Die vier benutzten Anlagen sind unter der Kontrolle von wissenschaftlichen Einrichtungen. In der VLBI-Beobachtungsbasis Sheshan (佘山VLBI观测基地, Pinyin Shéshān VLBI Guāncè Jīdì) des Astronomischen Observatoriums Shanghai in Songjiang, direkt bei der dortigen 25-Meter-Antenne, wurden die Daten auch gesammelt und ausgewertet.[16]

Für die Startphase und den Eintritt der Sonde in den Mondorbit wurde die Missionskontrolle zusätzlich von den ESTRACK-Stationen der ESA in Maspalomas (Spanien), Kourou (Französisch-Guayana) sowie New Norcia (Australien) unterstützt.[17] Die Mission zeigte die Notwendigkeit für den Ausbau eines dezidierten Chinesischen Deep-Space-Netzwerks mit dem Schwerpunkt auf Raumfahrt (中国深空测控网, Pinyin Zhōnggúo Shēnkōng Cèkòngwǎng).[18][19]

MissionsverlaufBearbeiten

Chang'e-1 wurde am 24. Oktober 2007 um 10:05 UTC mit einer Trägerrakete des Typs CZ-3A vom chinesischen Kosmodrom Xichang gestartet. Sie trat in einen Erdorbit mit einer Umlaufzeit von 16 Stunden ein und öffnete ihre Solarpaneele. Am nächsten Tag hob sie planmäßig durch eine kurze Zündung ihrer eigenen Triebwerke den erdnächsten Punkt ihrer Umlaufbahn von 200 Kilometer auf 600 Kilometer Höhe an. Binnen der folgenden sieben Tage erfolgten noch drei weitere Orbittransfers, bei denen die Sonde auf eine immer höhere Umlaufbahn transportiert wurde, um schließlich mit einem so genannten „Erde-Mond-Transfer“ die Umlaufbahn soweit auszudehnen, dass der Mond erreicht werden konnte.

Nach kleineren Bahnkorrekturmanövern konnte die Sonde am 5. November, als sie nur noch 300 Kilometer vom Mond entfernt war, das entscheidende Manöver beginnen und in eine Mondumlaufbahn einschwenken. Nach zwei weiteren Bremsmanövern befand sich Chang'e-1 am 6. November auf einer Mondumlaufbahn mit einer Höhe von 213 bis 1700 Kilometern und einer Umlaufzeit von dreieinhalb Stunden. Am 7. November erreichte sie nach einem dritten Bremsmanöver ihre endgültigen Bahn, auf der sie den Mond in 200 Kilometern Höhe einmal in 127 Minuten umrundete. Von dieser Kreisbahn aus begann sie, ab der Einsatzbereitschaft aller Instrumente an Bord und aller vier chinesischen Radioteleskope auf der Erde, ihr Forschungsprogramm.

Am 26. November präsentierte die CNSA der Öffentlichkeit eine erste Mondaufnahme der Sonde. Der chinesische Ministerpräsident Wen Jiabao enthüllte im Pekinger Kontrollzentrum ein aus 16 Einzelfotos zusammengesetztes Bild.[20]

Am 1. März 2009 schlug Chang'e-1 gezielt um 09:13 Uhr MEZ auf dem Mond auf.

NachfolgemissionenBearbeiten

Die Ersatzsonde von Chang'e-1 wurde modernisiert und verfügt jetzt über eine CCD-Kamera mit höherer Auflösung. Unter dem Namen Chang’e-2 ist die Sonde im Oktober 2010 gestartet. Die Mond-Umlaufbahn soll niedriger sein als die von Chang'e-1. Chang’e-3 besteht dagegen aus einem Mondlander und Rover. Der Start erfolgte am 1. Dezember 2013.

Siehe auchBearbeiten

LiteraturBearbeiten

  • Chang’e-1. In: Bernd Leitenberger: Mit Raumsonden zu den Planetenräumen: Neubeginn bis heute 1993 bis 2018, Edition Raumfahrt kompakt, Norderstedt 2018, ISBN 978-3-74606-544-1, S. 264–269

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Liu Dan: China to launch moon probe next April. In: http://www.chinadaily.com.cn. 17. Mai 2006, abgerufen am 30. Dezember 2018 (englisch).
  2. Mo Hong'e: China tests its 1st lunar probe: space official. In: http://www.gov.cn. 25. Juli 2006, abgerufen am 30. Dezember 2018 (englisch).
  3. 中国嫦娥工程的“大三步”和“小三步”. In: http://www.chinanews.com. 1. Dezember 2013, abgerufen am 26. April 2019 (chinesisch).
  4. Former Directors. In: http://english.gyig.cas.cn. Abgerufen am 26. April 2019 (englisch).
  5. 欧阳自远: 飞向月球. In: http://www.cctv.com. 26. Mai 2003, abgerufen am 26. April 2019 (chinesisch).
  6. Mark Wade: China. In: http://www.astronautix.com. Abgerufen am 8. Mai 2019 (englisch).
  7. Mark Wade: JSSW. In: http://www.astronautix.com. Abgerufen am 8. Mai 2019 (englisch).
  8. 东方红3号卫星平台. In: http://www.cast.cn. 31. Juli 2015, abgerufen am 9. Mai 2019 (chinesisch).
  9. 徐超、黄治茂: “嫦娥一号” 副总设计师孙泽洲. In: http://news.163.com. 8. November 2007, abgerufen am 9. Mai 2019 (chinesisch). Die Ingenieurinnen und Ingenieure im linken Seitenrand, alles Angestellte von CAST, sind die Gruppenleiter für die Entwicklung der einzelnen Systeme der Sonde selbst (Steuerung, Telemetrie, Antenne etc.). Die wissenschaftlichen Nutzlasten wurden vom Nationalen Zentrum für Weltraumwissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt.
  10. 孙泽洲从“探月”到“探火” 一步一个脚印. In: http://www.cast.cn. 26. Oktober 2016, abgerufen am 6. Mai 2019 (chinesisch).
  11. Mark Wade: Phoenix Eye. In: http://www.astronautix.com. Abgerufen am 9. Mai 2019 (englisch).
  12. Mark Wade: ZY. In: http://www.astronautix.com. Abgerufen am 9. Mai 2019 (englisch).
  13. Chinese scientists to focus four tasks in moon exploration (Memento vom 5. November 2007 im Internet Archive) XINHUA online, 21. Juli 2006. Mit diesem Gammaspektrometer wurden tatsächlich die einzelnen Elemente aufgenommen, also reines Ti, nicht Titandioxid bzw. Rutil oder Ilmenit.
  14. 探月工程. In: http://www.nssc.cas.cn. Abgerufen am 25. April 2019 (chinesisch).
  15. China tests super telescopes for moon-probe project. People’s Daily online, 20. Juni 2006
  16. Han Lin: Shanghai Lands Star Role In Satellite Mission. In: http://www.spacedaily.com. 14. Juni 2006, abgerufen am 27. April 2019 (chinesisch).
  17. ESA tracking support essential to Chinese mission ESA News, 26. Oktober 2007
  18. 嫦娥一号所拍中国首幅月球全图发布. In: http://mil.news.sina.com.cn. 12. November 2008, abgerufen am 1. Mai 2019 (chinesisch).
  19. 董光亮 et al.: 中国深空测控系统建设与技术发展. In: http://jdse.bit.edu.cn. Abgerufen am 4. Mai 2019 (chinesisch).
  20. China präsentiert erste Aufnahmen des Mond-Orbiters Chang'e-1 heise online, 26. November 2007