Chang’e 6 (chinesisch 嫦娥六號 / 嫦娥六号, Pinyin Cháng'é Liùhào) ist eine geplante unbemannte Sonde der Nationalen Raumfahrtbehörde Chinas, die im Mai 2024 mit einer Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 5 vom Kosmodrom Wenchang auf Hainan gestartet werden und 53 Tage nach dem Start bis zu 2 kg Bodenproben zurück zur Erde bringen soll. Als Landeort befinden sich drei Stellen auf der erdabgewandten Seite des Mondes bei 43°±2° südlicher Breite und 154°±4° westlicher Länge im südlichen Teil des Apollo-Kraters in der näheren Auswahl. Der Orbiter soll in einem entfernten rückläufigen Orbit, der seit dem 18. November 2021 vom ausgedienten Orbiter der Vorgängersonde Chang’e 5 erprobt wird, auf die Aufstiegsstufe mit den Bodenproben warten.
| Chang’e 6 | |
|---|---|
| NSSDC ID | (noch nicht vergeben) |
| Missionsziel | Erdmond |
| Auftraggeber | CNSA |
| Trägerrakete | Langer Marsch 5 |
| Startmasse | 8,25 t |
| Verlauf der Mission | |
| Startdatum | 2024 (geplant) |
| Startrampe | Kosmodrom Wenchang |
Geschichte Bearbeiten
Im Zusammenhang mit der Mission Chang’e 5, die Proben vom Vulkanmassiv Mons Rümker im Oceanus Procellarum zurückbringen sollte, hatte man, wie bei Chang’e 3, neben der eigentlichen Sonde auch eine Reservesonde vorbereitet. Nach einem Fehlstart der Trägerrakete Langer Marsch 5 am 2. Juli 2017 verschob sich der Start von Chang’e 5 auf November 2020; die wesentlichen Komponenten der Reservesonde waren 2017 bereits fertiggestellt. Noch während man bei der Rakete den Fehler suchte, beschloss man, bei einem Erfolg der Mission Chang’e 5 das Reserveexemplar unter der Bezeichnung „Chang’e 6“ für eine zweite Probenrückführmission zum Mond zu schicken. Über Details wie die Frage, ob man auf der Vorder- oder der erdabgewandten Seite des Mondes landen sollte, wollte man erst nach dem Abschluss der Mission Chang’e 5 entscheiden. Dennoch unterzeichnete das französische Centre national d’études spatiales bereits am 25. März 2019 mit der Nationalen Behörde für Wissenschaft, Technik und Industrie in der Landesverteidigung eine Absichtserklärung über eine konkrete Zusammenarbeit bei den wissenschaftlichen Nutzlasten. Am 18. April 2019 veröffentlichte die Nationale Raumfahrtbehörde offiziell eine Einladung an Institutionen aus aller Welt, sich mit Nutzlasten an der Mission Chang’e 6 zu beteiligen, woraufhin gut 20 entsprechende Vorschläge eingingen.
Im weiteren Verlauf wurde das Missionskonzept mehrfach geändert. So wollte man im Sommer 2020 nicht mehr die Reservesonde von Chang’e 5 verwenden, sondern einen mobilen Lander. Wissenschaftler von der Fakultät für Raumfahrttechnik der Universität für Luft- und Raumfahrt Nanjing bauten 2021 einen 1,2 t schweren Prototyp, der dem Chang’e-3-Bus nicht unähnlich war, aber durch in die Stoßdämpfer der Landebeine eingebaute Aktoren jedes Bein in drei Richtungen bewegen konnte. Bei Tests im Labor wurde eine Schreitmethode erarbeitet, bei der immer drei Beine auf dem Boden blieben, während der Lander mit dem vierten Bein einen neuen Stand suchte. Der Lander bewegte sich dadurch sehr langsam, aber relativ sicher. Im Dezember 2021 verkündete jedoch Wu Yanhua, der stellvertretende Direktor der Nationalen Raumfahrtbehörde, dass man doch auf die Reservesonde von Chang’e 5 zurückgreifen und nur an einer Stelle Bodenproben entnehmen wollte.
Ursprünglich sollte bei der Mission ein von Russland zur Verfügung gestellter Detektor für Oberflächeneis mitgeführt werden. In China ist man in Bezug auf die praktische Nutzbarkeit von Mondeis jedoch eher skeptisch, und aufgrund geopolitischer Verwerfungen war ab 2022 eine russische Mitarbeit an Raumfahrtprojekten mit einem Unsicherheitsfaktor behaftet. Als Wang Qiong (王琼) vom Zentrum für Monderkundungs- und Raumfahrt-Projekte der Nationalen Raumfahrtbehörde am 21. September 2022 auf dem jährlichen Kongress der International Astronautical Federation in Paris die Internationale Mondforschungsstation vorstellte, erwähnte er Russland nicht mehr. Stattdessen war Wu Yanhua, der den Kongress vorzeitig verlassen hatte, mit einer chinesischen Delegation nach Islamabad gereist und hatte dort am 14. September 2022 mit Generalmajor Amer Nadeem, dem Direktor der Space and Upper Atmosphere Research Commission, ein Kooperationsabkommen über die Mitnahme des pakistanischen Cubesats iCUBE-Q bei der Mission unterzeichnet. Pakistans erster Cubesat iCUBE-1 war am 21. November 2013 vom Kosmodrom Jasny in Russland gestartet. Die Sonde selbst war Anfang September 2022 im Prinzip bereits fertiggestellt.
Aufbau und wissenschaftliche Nutzlasten Bearbeiten
Die gut 8 m hohe Sonde wird unter Leitung der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie gebaut, wobei die Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie den Orbiter beisteuert. Beim Start hat die Sonde eine Masse von insgesamt 8,25 t, davon 5,45 t diergoler Treibstoff. Chang’e 6 besteht aus vier Modulen:
- dem in betanktem Zustand 3,8 t schweren Lander, der 1–2 kg Gestein einsammeln soll
- einer 500 kg schweren Aufstiegsstufe, die die Proben zurück in eine Mondumlaufbahn bringt
- dem Orbiter, an den die Aufstiegsstufe mit einem automatischen Rendezvousmanöver andockt
- der 300 kg schweren Wiedereintrittskapsel, die die Proben zur Erde zurückbringt
Wie bei der Mission Chang’e 5 sind für die Probenentnahme zwei Tage eingeplant. Während dieser Zeit – beim Start der Aufstiegsstufe wird der Lander voraussichtlich beschädigt – sollen folgende Nutzlasten Daten sammeln:
- Radon-Detektor (Detection of Outgassing Radon, DORN, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse) zur Messung der Alphastrahlung, die beim Zerfall des radioaktiven Elements Radon entsteht, das wiederum ein Zerfallsprodukt von Uran und Thorium ist. Das zusammen mit dem Institut für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte, 4,5 kg schwere und 5 Millionen Euro teure Gerät kann die Alphateilchen in einem Umkreis von mehreren Dutzend Metern registrieren. Durch die unterschiedlichen Halbwertszeiten der Isotope 222Rn (3,8 Tage) und 220Rn (56 Sekunden) ist es möglich, zwischen direkt an der Landestelle austretendem und aus größerer Entfernung herangetragenem Radon zu unterscheiden und so einen Einblick in den Gastransport in der – äußerst dünnen – Exosphäre des Mondes zu bekommen. Anfang April 2023 hatte der Detektor den Rütteltest für die Belastungen beim Start bestanden. Nach weiteren Tests auf Hitze, Kälte und Vakuum wurde er Ende Juli 2023 nach China gebracht.
- Detektor für negativ geladene Ionen (Negative Ions at the Lunar Surface, NILS, Institutet för rymdfysik, Kiruna), ein Nachfolgemodell des Solar Wind Monitor (SWIM), der als Teil des Sub keV Atom Reflecting Analyser (SARA) auf dem indischen Mondorbiter Chandrayaan-1 mitflog. Mit NILS will man herausfinden, ob es neben neutralen Wasserstoffatomen und Protonen auch negativ geladene Ionen gibt, die beim Auftreffen des Sonnenwinds auf die Mondoberfläche entstehen und von dort zurückgeworfen werden. Das zusammen mit dem Nationalen Zentrum für Weltraumwissenschaften entwickelte Gerät soll für mindestens 30 Minuten nach der Landung arbeiten und dabei die Teilchenstromdichte der eventuell vorhandenen Ionen messen sowie eine grobe Abschätzung ihrer Masse durchführen.
Seitlich am Gehäuse des Landers befindet sich ein halbkugelförmiger Laser-Retroreflektor der Laboratori Nazionali di Frascati (eine Abteilung des Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). Der gemeinsam mit dem Institut für Informationsgewinnung durch Luft- und Raumfahrt der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte Reflektor unterstützt die Bestimmung der Orbitaldaten und die Navigation von Satelliten im lunaren Raum. Durch Lasermessungen sollen die dynamischen Abläufe zwischen Erde und Mond über einen längeren Zeitraum dokumentiert werden, es sollen die Libration, also die Taumelbewegung des Mondes, sowie die Mondgezeiten, also die periodische Deformation der Mondkruste durch die Gezeitenkraft der Erde erforscht werden.
Landestelle Bearbeiten
Während man 2021 bei der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie noch hoffte, Eisproben vom Südpol des Mondes zurückbringen zu können, entschieden die Wissenschaftler um Zeng Xingguo (曾兴国, * 1988) vom Schwerpunktlabor für Mond- und Tiefraumerkundung (月球与深空探测重点实验室) bei den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, dass es nicht nur wegen technischer Herausforderungen – die Eisproben dürfen beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre nicht schmelzen – sondern auch unter geologischen Aspekten besser wäre, weiter nördlich im Südpol-Aitken-Becken zu landen. Man erhofft sich, dort Erklärungen für die Unterschiede bei der Dicke der Mondkruste, der thermischen Struktur, der Geochemie und vor allem dem Vorkommen radioaktiver Elemente und KREEP auf der Vorder- und der Rückseite des Mondes zu finden. Hierfür fasste man den vor etwa 4 Milliarden Jahren entstandenen Apollo-Krater ins Auge. Bei dem Einschlag, der diesen Krater erzeugte, wurde zwar der ursprüngliche Boden des Südpol-Aitken-Beckens durchschlagen, die Wissenschaftler hoffen jedoch, dass etwas von diesem, rund 200 Millionen Jahre älteren Material auf den Rand des Kraters hinausgeschleudert wurde, möglicherweise zusammen mit Mantelgestein aus den Tiefen des Mondes.
Da der Lander von Chang’e 6 als Startrampe für die Aufstiegsstufe fungiert, darf er maximal um 8° aus der Horizontalen geneigt stehen. Nur so ist ein korrekter Rückstart gewährleistet. Für eine sichere Landung dürfen auch nicht zu viele Krater und Bodenerhebungen vorhanden sein. Zeng Xingguo und seine Kollegen entschieden sich für drei mögliche Stellen am südlichen Rand des Apollo-Kraters, die durch geschmolzenes Gestein von späteren Einschlägen relativ flach sind:
| Bezeichnung | Zentrum | Höhe | Neigung | Krateranteil | Alter | erwartetes Gestein |
|---|---|---|---|---|---|---|
| F („flat plain“) | 42,0° S, 155,0° W | −5197 m | 2,36° | 8,61 % | 2,4 Milliarden Jahre | unverfälschter Mare-Basalt |
| L („low plain“) | 41,4° S, 152,0° W | −5277 m | 2,37° | 10,36 % | 3,43 Milliarden Jahre | Mare-Basalt mit Auswurfmaterial von Nachbarkratern |
| B („base plain“) | 44,3° S, 155,0° W | −4172 m | 3,59° | 12,71 % | 3,86 Milliarden Jahre | vulkanisch an die Oberfläche getragener, magmatischer Gabbro |
Einzelnachweise Bearbeiten
- 甘永、杨瑞洪: 嫦娥七号任务搭载机遇公告. (PDF; 230 kB) In: cnsa.gov.cn. 21. September 2022, abgerufen am 21. September 2022 (chinesisch).
- 期待，中国深空探测“大动作”！ In: cnsa.gov.cn. 28. November 2022, abgerufen am 2. Dezember 2022 (chinesisch).
- ↑ Zeng Xingguo, Li Chunlai et al.: Landing site of the Chang’e-6 lunar farside sample return mission from the Apollo basin. In: nature.com. 31. Juli 2023, abgerufen am 1. August 2023 (englisch).
- 冷媚: 我国计划2024年发射鹊桥二号中继星. In: stdaily.com. 17. Januar 2023, abgerufen am 17. Januar 2023 (chinesisch).
- ↑ 唐明军: 我国已批复探月工程四期任务 正开启星际探测新征程. In: weixin.qq.com. 27. Dezember 2021, abgerufen am 12. Juli 2022 (chinesisch).
- ↑ 付琳: 瞄准“南极—艾特肯”盆地 嫦娥六号为建月球科研站探路. In: xinhuanet.com. 11. Mai 2021, abgerufen am 14. Juli 2022 (chinesisch).
- 杨婷婷、郭光昊、童黎: 中法将开展探月合作：嫦娥六号搭载法方设备. In: guancha.cn. 26. März 2019, abgerufen am 12. Juli 2022 (chinesisch).
- 嫦娥六号任务计划于2025年前后发射. In: cnsa.gov.cn. 25. November 2022, abgerufen am 27. November 2022 (chinesisch).
- Xu Lin, Wang Chi et al.: China's Lunar and Deep Space Exploration Program for the Next Decade (2020–2030). In: cjss.ac.cn. 15. September 2020, abgerufen am 13. Juli 2022 (englisch).
- 贾山 et al.: 可移动月球着陆器系统设计与实验验证. (PDF; 3,46 MB) In: jdse.bit.edu.cn. 5. Januar 2022, abgerufen am 13. Juli 2022 (chinesisch).
- ↑ Andrew Jones: China's Chang'e 6 mission will collect lunar samples from the far side of the moon by 2024. In: space.com. 8. Juli 2021, abgerufen am 12. Juli 2022 (englisch).
- 冰冷的月坑中，或许有可利用的水冰资源. In: clep.org.cn. 21. Januar 2020, abgerufen am 8. November 2022 (chinesisch).
- 徐步云、程雨婷: 10多年前立下的“探月Flag”，只有我们做到了！ In: lw.xinhuanet.com. 21. Januar 2021, abgerufen am 23. September 2022 (chinesisch).
- Andrew Jones: China seeks new partners for lunar and deep space exploration. In: spacenews.com. 28. September 2022, abgerufen am 25. Juli 2023 (englisch).
- Andrew Jones: Global space agency leaders see asteroid deflection, moon missions as top priorities. In: space.com. 19. September 2022, abgerufen am 22. September 2022 (englisch).
- 吴艳华率因访巴基斯坦空间和外大气层研究委员会. In: cnsa.gov.cn. 15. September 2022, abgerufen am 22. September 2022 (chinesisch).
- Suhail Yusuf: Pakistan's first Cubesat iCUBE-1 launched from Russia. In: dawn.com. 21. November 2013, abgerufen am 23. September 2022 (englisch).
- China’s Phase-4 lunar probe mission approved by state, expected to build basic structure for Intl Lunar Research Station. In: globaltimes.cn. 10. September 2022, abgerufen am 22. November 2022 (englisch).
- 索阿娣、赵聪: 5.4吨推进剂如何注入中国史上最复杂航天器？ In: guancha.cn. 26. November 2020, abgerufen am 26. November 2020 (chinesisch).
- 刘园园: 中国探月工程四期开始全面实施——访全国政协常委、中国探月工程总设计师吴伟仁. In: stdaily.com. 8. März 2022, abgerufen am 23. Juli 2022 (chinesisch).
- Herbert J. Kramer: Chang'e-5. In: eoportal.org. Abgerufen am 8. Mai 2022 (englisch).
- 嫦娥六号任务计划于2024年5月由长征五号火箭发射. In: weibo.com. 25. April 2023, abgerufen am 25. April 2023 (chinesisch).
- ↑ 据法国氡气探测仪器项目负责人今日介绍，氡气探测仪器预计在3至4周内运往中国. In: weibo.cn. 28. Juni 2023, abgerufen am 1. Juli 2023 (chinesisch).
- DORN, the French instrument on the Chang’e 6 mission. In: sciences-techniques.cnes.fr. 18. Dezember 2019, abgerufen am 14. Juli 2022 (englisch).
- 嫦娥六号将搭载法国氡气探测仪器前往月球背面. In: weibo.cn. 6. April 2023, abgerufen am 7. April 2023 (chinesisch).
- Martin Wieser und Stas Barabash: A family for miniature, easily reconfigurable particle sensors for space plasma measurements. In: agupubs.onlinelibrary.wiley.com. 9. November 2016, abgerufen am 1. Januar 2023 (englisch).
- Romain Canu-Blot, Martin Wieser und Stas Barabash: The Negative Ions at the Lunar Surface (NILS): first dedicated negative ion instrument on the Chang'E-6 mission to the Moon. In: ui.adsabs.harvard.edu. 18. September 2022, abgerufen am 1. Januar 2023 (englisch).
- 嫦娥六号任务国际载荷正式揭晓. In: dsel.cc. 20. Dezember 2022, abgerufen am 31. Dezember 2022 (chinesisch).
- 季节 et al.: 月球极区水冰采样探测技术综述. In: jdse.bit.edu.cn. 6. Mai 2022, abgerufen am 3. August 2023 (chinesisch).