Shenzhou

Erstes bemanntes chinesisches Raumschiff

Shenzhou (chinesisch 神舟, Pinyin shénzhōu – „magisches Schiff, Götterschiff“) ist die Bezeichnung für das erste bemannte chinesische Raumschiff und das dahinterstehende Programm des Büros für bemannte Raumfahrt.

Shenzhou-Raumschiff

GeschichteBearbeiten

EntwicklungBearbeiten

Obwohl China seit den 1950er Jahren Trägerraketen entwickelt, beschränkte sich der Bereich der bemannten Raumfahrt lange Zeit auf das Erstellen von Plänen. Erst mit dem Projekt 921-1 begann China 1992 mit der Umsetzung von der Theorie in die Praxis.

Um die enormen Kosten des bemannten Raumfahrtprogramms vor der Bevölkerung rechtfertigen zu können,[1] gab es 1992 von der politischen Führung des Projekts, also General Ding Henggao (丁衡高, * 1931) und seinen beiden Stellvertretern, Generalleutnant Shen Rongjun (沈荣骏, * 1936) und Liu Jiyuan (刘纪元), die Vorgabe, bei Chinas erstem Raumschiff nicht einfach Gagarins Wostok-Kapsel oder die Sojus TM – das damals modernste sowjetische Raumschiff – nachzubauen, sondern in einer Art Sprunginnovation die Sowjetunion bzw. Russland zu übertreffen. Wang Yongzhi, der Technische Direktor des bemannten Raumfahrtprogramms, war derselben Ansicht. Daher sind die Shenzhou-Raumschiffe, obwohl dem Sojus-Raumschiff sehr ähnlich, in fast allen Abmessungen größer als ihre russischen Gegenstücke. Die Gesamtmasse des Shenzhou-Raumschiffs liegt bei etwa 7,8 Tonnen, die Gesamtlänge beträgt 8,65 Meter, aber wie die Sojus ist es für eine Besatzung von drei Personen gedacht.[2]

 
Shenzhou 1 bis Shenzhou 6

Das Raumfahrzeug besteht aus drei Modulen, dem Orbitalmodul als vorderem Teil, der Rückkehrkapsel als mittlerem und dem Servicemodul als hinterem Teil. Diese Bauart war nicht unumstritten. Etwa die Hälfte der Ingenieure, die 1992 an den Vorplanungen für das Projekt beteiligt waren, befürwortete ein Raumschiff mit nur zwei Komponenten, ohne das Orbitalmodul, da dies einfacher zu bauen und sicherer wäre. Am Ende wurde vom damaligen Ministerium für Luft- und Raumfahrtindustrie, einer Vorgängerorganisation der China Aerospace Science and Technology Corporation, der angesehene Raumfahrtingenieur Ren Xinmin als Schlichter entsandt, der, nach einer gewissen Einarbeitungszeit, die Entscheidung für die Variante mit drei Modulen traf.

Den Ausschlag hierbei gab das Koppelungssystem am vorderen Ende des Orbitalmoduls. Wenn auch die Mittel für das bemannte Raumfahrtprogramm nur schrittweise freigegeben wurden, so war in dem Ständigen Ausschuss des Politbüros der Kommunistischen Partei Chinas vorgelegten und von diesem am 21. September 1992 gebilligten Plan doch bereits von einem Weltraumlabor und später einer Raumstation die Rede, wofür ein Koppelungsmechanismus unabdingbar und eine zusätzliche Kabine (das Orbitalmodul) wünschenswert war. Wenn man zunächst nur ein einfaches Raumschiff für Erdumkreisungen gebaut hätte, hätte man danach in einem langwierigen und teuren Entwicklungsprozess noch einmal ein anderes Raumschiff entwerfen müssen.

Anders als bei der Sojus TM, wo bei der Rückkehr zur Erde das gesamte Raumschiff den Orbit verlässt, dann das Orbitalmodul und das Servicemodul abgetrennt werden und in der Atmosphäre verglühen, koppeln die Shenzhou-Raumschiffe noch in der Umlaufbahn vom Orbitalmodul ab und kehren erst dann zur Erde zurück. Auf diese Art kann das mit Experimenten bestückte Orbitalmodul noch mindestens ein halbes Jahr (in der Praxis wesentlich länger) genutzt werden. Dies war von Anfang an als erster Schritt zu einem Weltraumlabor gedacht, um herauszufinden, welche Experimente in der Umlaufbahn durchgeführt werden konnten und was hierfür nicht geeignet war. Gleichzeitig konnte sich so bei der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine Gruppe von Forschern zusammenfinden, die sich auf Experimente in der Schwerelosigkeit spezialisierten und mit dem Orbitalmodul bereits erste Erfahrungen sammeln konnten, um dann ihre Apparate für das eigentliche Weltraumlabor besser zu konstruieren.[3]

Man einigte sich darauf, dass die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie das Orbitalmodul und die Rückkehrkapsel des Raumschiffs bauen sollte, die Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie das Servicemodul. Die Projektleitung und Endmontage oblag der Akademie für Weltraumtechnologie in Peking. Chefkonstrukteur des Raumschiffs wurde Qi Faren, seit 1983 Direktor der Akademie für Weltraumtechnologie und bis dahin, neben seinen Verwaltungsaufgaben, Entwicklungsleiter für den Kommunikationssatelliten Dong Fang Hong 3. Das Shuguang-Raumschiff, bei dem Qi Faren seinerzeit für die Entwicklung der Druckkabine zuständig gewesen war, war Anfang der 1970er Jahre nie über ein Modell aus Holz und Pappe hinausgekommen; die Ingenieure mussten 1992 nicht nur das Raumschiff konstruieren, ohne über vorherige Erfahrungen zu verfügen, sondern auch die Einrichtungen zu seiner Herstellung. Als erstes baute die Akademie für Weltraumtechnologie in Peking einen Endmontage-Komplex, wo die einzelnen Systemkomponenten integriert und getestet werden konnten, wegen der englischen Bezeichnung Assembly, Integration and Test auch „AIT“ genannt. Dort installierte man die damals größte Vakuumkammer Asiens, ein Labor zur Überprüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit der Komponenten und einen großen Rütteltisch, um die Vibrationen beim Start zu simulieren.[4]

Erste FlügeBearbeiten

Im Januar 1995 konnten die Ingenieure der „Zentralen Kommission für Spezialprojekte“ (中央专门委员会) beim Zentralkomitee der Kommunistischen Partei Chinas melden, dass die Pläne für das Raumschiff fertig ausgearbeitet waren. Ihrer Bitte um Genehmigung für den Bau eines ersten Prototypen wurde stattgegeben.[5] Zu diesem Zeitpunkt hieß das Raumschiff einfach „Chinesisches Bemanntes Raumschiff“ (中国载人飞船).[6] Der Name „Shenzhou“ wurde dem Raumschiff von Staatspräsident Jiang Zemin erst im November 1999 verliehen. Auch die Kalligrafie für die Beschriftung auf dem Raumflugkörper stammt von Jiang Zemin. Der Name bedeutet „Götterschiff“, ist aber auch – mit anderen Schriftzeichen – die traditionelle Bezeichnung für China als Kulturraum.[7][8]

Am 19. November 1999 startete Shenzhou 1 zu einem ersten unbemannten Testflug mit der Trägerrakete CZ-2F vom chinesischen Weltraumbahnhof Jiuquan aus. Mit dem erfolgreichen Start von Shenzhou 5 wurde China nach Russland und den USA die dritte Nation, die eine eigene Infrastruktur für bemannte Raumflüge unterhielt. Mit der Mission Shenzhou 6 hielten sich im Oktober 2005 erstmals längere Zeit zwei chinesische Raumfahrer im Weltraum auf. Ab der Mission Shenzhou 7, bei der Zhai Zhigang am 27. September 2008 Chinas ersten Außenbordeinsatz absolvierte, war nicht mehr vorgesehen, dass das Orbitalmodul des Raumschiffs nach dem Ende einer Mission für längere Zeit in der Erdumlaufbahn verblieb und als Raumlabor diente. Daher befinden sich seit Shenzhou 7 keine Solarmodule mehr am Orbitalmodul.[9]

FallschirmBearbeiten

 
Geborgene Landekapsel der Shenzhou-5-Mission

HauptfallschirmBearbeiten

Anders als zum Beispiel die fast 6 t schweren Apollo-Kapseln verwendet die 3 t schwere Landekapsel des Shenzhou-Raumschiffs nur einen Fallschirm. Der gut 90 kg schwere Fallschirm besitzt eine Fläche von 1200 m² (rund 200 m² mehr als bei der Sojus TMA). Er ist, auf ein Volumen von knapp 200 l zusammengefaltet, in dem silbernen Hohlraum auf dem nebenstehenden Bild verstaut und öffnet sich in einer Höhe von 15 km, wenn die Luftreibung die Geschwindigkeit der Kapsel von ursprünglich 7900 m/s auf 200 m/s, also Unterschallgeschwindigkeit reduziert hat. Über 96 Fallschirmschnüre von 2,5 mm Durchmesser, 46,2 m Länge und einer Zugfestigkeit von jeweils 300 kg sowie einige meterlange Gurte ist er mit der Landekapsel verbunden. Der Fallschirm besteht aus mehr als 1900 Stoffstücken, die von Hand so zusammengenäht werden, dass – aus aerodynamischen Gründen – in Querrichtung Öffnungen zwischen ihnen bleiben.[10] Da an dem Fallschirm teilweise nur eine Person arbeiten kann, benötigt eine Schneiderin ein Jahr, um ein Exemplar herzustellen.

ReservefallschirmBearbeiten

Für den Fall, dass sich der Hauptfallschirm nicht korrekt öffnet, befindet sich in einer separaten Kammer der Kapsel ein Reservefallschirm mit einer Fläche von 760 m². Um eine wechselseitige Verwicklung zu vermeiden, wird der Hauptfallschirm in einem derartigen Fall abgetrennt und erst dann der Reservefallschirm ausgelöst. Obwohl der Reservefallschirm kleiner ist, ist mit ihm ebenfalls eine sichere Landung gewährleistet.[11][12]

Versionen ab 2021Bearbeiten

Für die Flüge zur Chinesischen Raumstation ab 2021 wurde das Raumschiff so umkonstruiert, dass es auf einer schnellen Flugbahn sechs Stunden nach dem Start autonom am Ziel ankoppeln kann. Zum Vergleich: der Flug zum Raumlabor Tiangong 2 im Oktober 2016 dauerte zwei Tage. Auch die Stoßdämpfer im Koppeladapter[13] wurden von 9 t auf 180 t verstärkt, die träge Masse, die die Station plus angedockte Raumschiffe im endgültigen Ausbauzustand mit sechs Modulen haben wird.[14] Einmal angedockt, kann das Raumschiff nun 180 Tage, also sechs Monate, im Orbit bleiben. Die Landesysteme wurden insofern verbessert, dass eine genauere Ansteuerung des Zielorts möglich ist. Dies wurde am 17. September 2021 am Ende der Mission Shenzhou 12 erstmals erprobt. Dort fand die Rückkehr nicht mehr auf dem bisherigen Hauptlandeplatz der Strategischen Kampfunterstützungstruppe im Dörbed-Banner statt, wo 2000 km² Steppe plus das Grasland der umliegenden Banner zur Verfügung stehen, sondern auf dem Ostwind-Landeplatz in der Badain-Jaran-Wüste, die mit ihren Sanddünen und Oasenseen ein wesentlich anspruchsvolleres Gelände darstellt.[15]

Am 16. April 2022 wurde zum Abschluss der Mission Shenzhou 13 erstmals eine schnelle Rückkehr erprobt. Durch Reduzierung der Bahnkorrekturschritte wurde die Zeit zwischen dem Abkoppeln von der Raumstation bis zur Landung von 28 Stunden, also mehr als einem Tag, auf etwas über 9 Stunden reduziert. Dies gestaltete zum einen den Flug für die Raumfahrer angenehmer, zum anderen verkürzte sich die Arbeitszeit für das zahlreiche in die Landung eingebundene Bodenpersonal, was die Kosteneffizienz der Missionen steigerte.[16] Beim Wiedereintritt in die Atmosphäre übernimmt die Bodenstation Kashgar des Satellitenkontrollzentrums Xi’an (nicht zu verwechseln mit der Tiefraumstation 130 km südlich der Stadt) eine letzte Kontrolle der Bordsysteme. Dann bricht durch die die Landekapsel umströmende, erhitzte und ionisierte Luft die Verbindung für eine Weile ab. Danach befindet sich die Kapsel bereits im Bereich des Ostwind-Landeplatzes. Die Funkbake der Landekapsel schaltet sich ein und weist den Bergungsmannschaften den Weg zur erwarteten Landestelle. Für den Fall einer Notlandung außerhalb Chinas erfolgt die Lokalisierung der Kapsel über das internationale COSPAS-SARSAT-System.

 
Die Chinesische Raumstation, unten ein radial angedocktes Shenzhou-Raumschiff.

Die Kommunikation zwischen Raumschiff und Raumfahrtkontrollzentrum erfolgt üblicherweise über die geostationären Tianlian-Relaissatelliten. Beim Betrieb der Raumstation lässt es sich oft nicht vermeiden, dass ein Raumschiff an der der Erde zugewandten Nadirschleuse des Kernmoduls andockt, und es kann vorkommen, dass die von der Erde aus gesehen über dem Raumschiff befindliche Station mit ihren Solarmodulen und angekoppelten Raumfrachtern die Sichtverbindung zu einem Relaissatelliten blockiert. Daher baut das Raumschiff vor dem Abdocken eine Hochgeschwindigkeitsverbindung mit dem Kernmodul auf und kommuniziert über dieses als weiteres zwischengeschaltetes Relais mit den Tianlian-Satelliten. Auch während des Abdockvorgangs kommuniziert das Raumschiff über diese Verbindung mit dem Kernmodul. Sowohl die Shenzhou-Raumschiffe als auch die Raumstation besitzen Empfänger für das Beidou-Satellitennavigationssystem. Die Station teilt dem Raumschiff ständig mit, wo sie sich gerade befindet, sodass letzteres Kollisionen vermeiden kann.[17]

Ein weiteres Problem bei einem an der Nadirschleuse angedockten Raumschiff ist, dass sich die Außenhülle durch die langen Zeiten der Verschattung auf bis zu −100 °C abkühlt. Auf der anderen Seite kann sie sich bei gewissen Positionen auf der Umlaufbahn auf bis zu +100 °C erwärmen. Daher versahen die Ingenieure das Raumschiff mit einer besonderen Lackierung, die sowohl wenig Hitze abstrahlt als auch wenig Hitze absorbiert. Bei Messungen während der Mission Shenzhou 13 (das erste Mal, dass ein Raumschiff an der Nadirschleuse angedockt war) wurde festgestellt, dass bei besagten Außentemperaturen die Temperatur im Inneren des Raumschiffs dank der Lackierung zwischen 18 und 26 °C blieb.[18] Während der Zeit, wo ein Shenzhou-Raumschiff angedockt ist, trägt es mit seinen Solarmodulen über die Ringleitungen im Koppeladapter zur Stromversorgung der Station bei.[19]

Für die regelmäßigen Flüge zur Chinesischen Raumstation wurde 2021 ein Rotationssystem eingeführt, bei dem jeweils ein Raumschiff als Rettungsraumschiff bereitgehalten wird und dann bei der nächsten Mission regulär zum Einsatz kommt. Das bedeutet zum Beispiel, dass das Raumschiff Shenzhou 18, dessen Start für Frühjahr 2024 geplant ist, bereits im Herbst 2023 beim Start von Shenzhou 17 auf dem Kosmodrom Jiuquan fertig montiert für einen Noteinsatz bereitstehen muss, durch Schutzdecken vor Kälte, Feuchtigkeit und Wüstenstaub geschützt.[14][13] Das erfordert wiederum einen frühen Produktionsbeginn: mit dem Bau von Shenzhou 18 wurde im Februar 2022 begonnen.[20] Heute werden die Shenzhou-Raumschiffe in Serie gefertigt. Die erste Serie umfasste Shenzhou 12 bis Shenzhou 15, also die Bauphase der Chinesischen Raumstation, die zweite Serie Shenzhou 16 bis Shenzhou 21, also die erste Betriebsphase der Station.[14] In der untenstehenden Tabelle sind die einzelnen Serien durch Querbalken voneinander getrennt.

MissionenBearbeiten

Mission Start Landung Dauer Bemerkung
Shenzhou 1 19. November 1999 20. November 1999 21 Std. 11 Min. Unbemannter Erstflug
Shenzhou 2 9. Januar 2001 16. Januar 2001 7 Tage 10 Std. 22 Min. „In-Orbit“–Manöver, Test der Lebenserhaltungssysteme
Shenzhou 3 25. März 2002 1. April 2002 6 Tage 18 Std. 51 Min. Flug mit einem Testdummy
Shenzhou 4 29. Dezember 2002 5. Januar 2003 6 Tage 18 Std. 36 Min. Test aller benötigten Subsysteme
Shenzhou 5 15. Oktober 2003 15. Oktober 2003 21 Std. 23 Min. Erster bemannter Flug
Shenzhou 6 12. Oktober 2005 12. Oktober 2005 4 Tage 19 Std. 33 Min. Bemannter Flug mit zwei Raumfahrern
Shenzhou 7 25. September 2008 28. September 2008 2 Tage 20 Std. 27 Min. Drei-Personen-Flug mit Außenbordeinsatz
Shenzhou 8 31. Oktober 2011 17. November 2011 16 Tage 13 Std. 34 Min. Unbemannt, Erprobung eines Dockingmanövers mit Tiangong 1
Shenzhou 9 16. Juni 2012 29. Juni 2012 12 Tage 15 Std. 24 Min. Bemanntes Dockingmanöver mit Tiangong 1, erste Chinesin im All
Shenzhou 10 11. Juni 2013 26. Juni 2013 14 Tage 14 Std. 29 Min. Wissenschaftliche Experimente an Bord von Tiangong 1
Shenzhou 11 17. Oktober 2016 18. November 2016 32 Tage 6 Std. 25 Min. Bemannter Flug zum Weltraumlabor Tiangong 2
Shenzhou 12 17. Juni 2021 17. September 2021 92 Tage 4 Std. 12 Min. Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation
Shenzhou 13 15. Oktober 2021 16. April 2022 182 Tage 9 Std. 33 Min. Flug zur Chinesischen Raumstation, erste Chinesin im Außenbordeinsatz
Shenzhou 14 5. Juni 2022 Dezember 2022 (geplant) Flug zur Chinesischen Raumstation, Montage der Wissenschaftsmodule
Shenzhou 15 29. November 2022 Frühjahr 2023 (geplant) Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation
Shenzhou 16 Frühjahr 2023 (geplant) Herbst 2023 (geplant) Flug zur Chinesischen Raumstation, Mannschaft mit ausländischem Raumfahrer[15]
Shenzhou 17 Herbst 2023 (geplant) Frühjahr 2024 (geplant) Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation
Shenzhou 18 Frühjahr 2024 (geplant) Herbst 2024 (geplant) Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation[20]
Shenzhou 19 Herbst 2024 (geplant) Frühjahr 2025 (geplant) Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation
Shenzhou 20 Frühjahr 2025 (geplant) Herbst 2025 (geplant) Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation
Shenzhou 21 Herbst 2025 (geplant) Frühjahr 2026 (geplant) Bemannter Flug zur Chinesischen Raumstation[14]

Siehe auchBearbeiten

  • Star Trek: Discovery, ein Handlungsort dieser Science-Fiction-Geschichte ist ein Raumschiff mit dem Namen Shenzhou.

WeblinksBearbeiten

Commons: Shenzhou – Sammlung von Bildern und Videos

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. In den frühen 2000er Jahren kostete jede Shenzhou-Mission, ohne die Entwicklungskosten für das Raumschiff selbst, mehrere 100 Millionen Yuan. Eine große Schale Nudelsuppe mit Rindfleisch, das Grundnahrungsmittel des Bauarbeiters, kostete damals 3,00 bis 3,50 Yuan.
  2. Mark Wade: Shenzhou RV in der Encyclopedia Astronautica (englisch)
  3. 朱增泉: 王永志:中国载人航天从追赶开始 并未抄袭他国. In: news.sina.com.cn. 17. Oktober 2003, abgerufen am 16. Januar 2021 (chinesisch).
  4. 刘涓溪 et al.: 神舟二十载问天不停歇. In: xinhuanet.com. 10. Januar 2020, abgerufen am 3. Oktober 2020 (chinesisch).
  5. 王永志. In: ysg.ckcest.cn. Abgerufen am 16. Januar 2021 (chinesisch).
  6. 王跃华: 用成功报效祖国——记我校校友中国空间技术研究院杨宏研究员. In: xidian.edu.cn. Abgerufen am 17. Mai 2022 (chinesisch).
  7. Mark Wade: Shenzhou in der Encyclopedia Astronautica (englisch)
  8. John Gittings: China takes great leap into space. In: theguardian.com. 22. November 1999, abgerufen am 19. Mai 2022 (englisch).
  9. 闻育旻: 探访神七飞船:气闸舱是技术难关最大突破. In: chinanews.com.cn. 26. September 2008, abgerufen am 22. April 2022 (chinesisch).
  10. 中国神舟返回舱刚降地,谁也没想到中国又多得一项吉尼斯记录. In: sohu.com. 20. Januar 2022, abgerufen am 26. Mai 2022 (chinesisch).
  11. 李宣良: 揭秘神舟六号的“保护伞”. In: gov.cn. 16. Oktober 2005, abgerufen am 26. Mai 2022 (chinesisch).
  12. 神十三返回舱降落伞长啥样,有什么特殊之处吗? In: yangfanhao.com. 16. April 2022, abgerufen am 26. Mai 2022 (chinesisch).
  13. a b Review of Shenzhou-15 crewed mission, from assembling to launch (ab 0:00:30) auf YouTube, 1. Dezember 2022, abgerufen am 3. Dezember 2022.
  14. a b c d 胡蓝月: 赴一场天宫盛会. In: weixin.qq.com. 2. Dezember 2022, abgerufen am 3. Dezember 2022 (chinesisch).
  15. a b 刘泽康: 神舟十二号载人飞行任务新闻发布会召开. In: cmse.gov.cn. 16. Juni 2021, abgerufen am 16. Juni 2021 (chinesisch).
  16. 刘泽康: 掌控“三度”从容归 “超长出差”载誉回. In: cmse.gov.cn. 18. April 2022, abgerufen am 20. April 2022 (chinesisch).
  17. 应乐、黄才: 神十三乘组顺利凯旋!解密测控通信如何为其保驾护航. In: cmse.gov.cn. 21. April 2022, abgerufen am 21. April 2022 (chinesisch).
  18. 刘泽康: 一飞冲天“神十四”,叩问寰宇新征途. In: cmse.gov.cn. 6. Juni 2022, abgerufen am 6. Juni 2022 (chinesisch).
  19. 刘泽康: “太空电站”让中国空间站实现用电自由. In: cmse.gov.cn. 4. November 2022, abgerufen am 7. November 2022 (chinesisch).
  20. a b 宋皓薇: 航天科技集团发布《中国航天科技活动蓝皮书(2021年)》. In: spacechina.com. 11. Februar 2022, abgerufen am 12. Februar 2022 (chinesisch).