In den ersten Tagen des neuen Jahres, als die meisten von uns noch die Auswüchse der Festtage überwunden hatten, wurde stillschweigend eine große Lücke in der Erforschung des Sonnensystems geschlossen. Wir hatten zuvor Sonden zu jedem Planeten im Sonnensystem geschickt, hatten enge Begegnungen mit Kometen, landeten auf Asteroiden und landeten auf einem der Saturnmonde. Am Neujahrstag machte die NASA-Sonde New Horizons Fotos von Ultima Thule, einem Objekt im Kuipergürtel, das mehr als 6,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt ist.
Doch all diese Dinge geschahen, bevor wir irgendetwas auf der anderen Seite unseres nächsten himmlischen Nachbarn, dem Mond, landeten. Dieses Kunststück wurde schließlich von der chinesischen Raumfahrtbehörde mit dem erfolgreichen Absenken ihrer Chang'e 4-Mission auf die Mondoberfläche am 3. Januar für sich beansprucht. Nur 12 Stunden später rollte der Yutu 2-Rover eine Rampe hinunter, um zum ersten Mal seine Reifenspuren in den Mondstaub auf der anderen Seite des Mondes zu prägen. „Das ist ein enorm bedeutsamer Moment in der Geschichte der Weltraumforschung“, sagt Prof. Ian Crawford, Planetenforscher an der Birkbeck University of London.
Chang’e ist nach der chinesischen Göttin des Mondes benannt, wobei Yutu ihr weißes Kaninchen ist, von dem angenommen wird, dass es auf der Oberfläche des Mondes sichtbar ist, ähnlich wie der Mann im Mond hier im Westen. Chang’e 4 markiert eine Rückkehr zur Mondoberfläche nach Jahren menschlicher Gleichgültigkeit, während wir uns bemühten, den Rest des Sonnensystems zu erforschen.
Weiterlesen:
- Lunar Orbital Platform-Gateway:Die nächste Raumstation wird den Mond umkreisen
- Die digitale Seidenstraße – Chinas 200-Milliarden-Dollar-Projekt
Das Interesse an allem, was mit dem Mond zu tun hat, begann nach dem Ende des Apollo-Programms im Jahr 1972 zu schwinden, und sogar Robotermissionen zur Mondoberfläche verpufften bis 1976. Und so blieb es bis Dezember 2013, als China den ersten Yutu-Rover auf der nahen Seite des Mondes landete Moon als Teil der Mission Chang'e 3, womit sie nach den USA und Russland erst die dritte Nation sind, die erfolgreich einen Mondrover entsandt und gelandet hat.
Aber die Mission Chang’e 3 war nicht ohne Schwierigkeiten, da ein technischer Fehler die Bewegung des Rovers kurz nach der Landung behinderte. Der mutmaßliche Täter war häufigere Begegnungen mit Steinen als ursprünglich angenommen. In Anbetracht dieser Probleme war der nachfolgende Schritt der chinesischen Raumfahrtbehörde mutig. „Es ist ziemlich beeindruckend, dass ihr nächster Versuch auf der anderen Seite des Mondes stattfand“, sagt Crawford.
Aufgrund der Anziehungskraft der Erde sehen wir immer nur eine Seite des Mondes – die andere ist permanent von uns abgewandt. Aus diesem Grund landete Chang’e 4 während eines Neumonds, einer Zeit, in der unsere Seite dunkel ist und die andere Seite vollständig von der Sonne beleuchtet wird. Unabhängig davon, auf welcher Seite sie landen, müssen Missionen zum Mond zwei Wochen in kalter Dunkelheit überstehen, gefolgt von vierzehn Tagen in intensiv hellem Tageslicht.
Die einzige Möglichkeit, mehr über die andere Seite zu erfahren, besteht darin, Sonden (oder Leute) für einen genaueren Blick nach hinten zu schicken. Während das erste Bild der anderen Seite 1959 aufgenommen wurde, hat es bis jetzt gedauert, bis eine Sonde darauf gelandet ist. Die NASA lehnte in den 1970er Jahren die Idee ab, Apollo 17, die letzte bemannte Landemission, dorthin zu schicken, teilweise aufgrund von Kommunikationsschwierigkeiten – der Mond selbst blockiert direkte Funksignale mit der Erde.
Mondlandung
Um die Kommunikationsprobleme zu umgehen, parkten die Chinesen letztes Jahr den Satelliten Queqiao (Magpie Bridge) in der Mondumlaufbahn, um Nachrichten nach Hause weiterzuleiten. Queqiao umkreist 65.000 Kilometer hinter dem Mond und sendet Signale zurück nach China und zu anderen Basisstationen auf der ganzen Welt. Dieses System macht die Mission eher zu einem komplizierten Ballett als zu nahen Seitenlandungen. Missionswissenschaftler verbrachten vier Wochen vor der Landung damit, dieses entscheidende Relaissystem zu testen. Die ferne Seite ist im Vergleich zur relativ glatten Seite der nahen Seite auch weitaus zerklüfteter, was bedeutet, dass es noch mehr potenzielle Gefahren gibt, die bei der Landung vermieden werden müssen.
Laut Prof. Bernard Foing, Exekutivdirektor der International Lunar Exploration Working Group, erforderte der Erfolg „eine Reihe kritischer Manöver, darunter Start, translunare Injektion, Mondeinfang, Verlassen der Umlaufbahn, Stabilisierung und kontrollierter Abstieg, Vermeidung von Gefahren, sanfte Landung, den Einsatz und die Inbetriebnahme von Rover und Instrumenten.“ Es scheint alles perfekt funktioniert zu haben. „Der gesamte Prozess verlief wie erwartet, das Ergebnis war ziemlich präzise und die Landung war sehr stabil“, sagte Chefdesigner Sun Zezhou kurz nachdem die Erfolgsbestätigung zu Hause eintraf, gegenüber den chinesischen Staatsmedien.
Ihr gewählter Landeplatz war der 180 km breite Von Kármán-Krater, benannt nach dem Luft- und Raumfahrtingenieur Theodore von Kármán, der im 20. Jahrhundert viele wichtige Fortschritte auf dem Gebiet der Aerodynamik erzielte. Es ist eine Einschlagstelle, die einer viel größeren Kollisionsnarbe überlagert ist, die als Südpol-Aitken-Becken bekannt ist. „Es ist die größte, tiefste und älteste Einschlagstruktur des Mondes“, sagt Foing. Stellen Sie den Mount Everest auf den Kraterboden und sein Gipfel würde nicht annähernd über die Spitze hinausragen.
Es ist von äußerst geologischem Interesse, da es Hinweise darauf geben könnte, wie sich der Mond aus Trümmern gebildet hat, die in den Weltraum geschleudert wurden, nachdem ein kleiner Planet mit der jungen Erde kollidiert war. Der Krater wurde in den frühen Tagen des Mondes mit Lava überflutet, was bedeutet, dass der Kraterboden unglaublich glatt und weitaus weniger gefährlich zu landen ist als anderswo auf der anderen Seite. „Es wurde sehr stark im Hinblick auf die Sicherheit ausgewählt“, sagt Crawford.
Der kolossale Einschlag, der das Aitken-Becken formte, könnte sehr wohl tief in den Mondmantel eingedrungen sein und tieferes Basaltmaterial an die Oberfläche gebracht haben. „Niemand hat jemals zuvor die Zusammensetzung von Basalt auf der anderen Seite gemessen“, sagt Crawford. Dies ist jedoch nicht sicher, da die interessanten Dinge möglicherweise von den Lavaströmen bedeckt wurden, die das Becken überfluteten.
Wie bei jeder Weltraummission mussten die Wissenschaftler von Chang’e 4 Risiko und Belohnung abwägen. Also schlossen sie eine andere Möglichkeit ein, Daten über den Untergrund des Mondes zu erhalten – der Yutu 2-Rover trägt ein Instrument namens Lunar Penetrating Radar (LPR), das die Struktur der Mondrückseite bis in eine Tiefe von 100 Metern scannen kann.
Geologie ist bei weitem nicht das einzige Ziel von Chang’e 4. Eine breite Palette anderer experimenteller Instrumente wurde ebenfalls auf der Rückseite von Chang’e 4 zusammengepfercht und zum Mond getragen. Die Rückseite des Mondes wird von vielen Astronomen als idealer Ort für den Bau eines Radioteleskops angesehen. Durch den Mond selbst vor dem Hintergrundrauschen der Erde geschützt, könnte jedes Observatorium dort empfindliche Messungen schwacher astronomischer Funksignale durchführen. Chang’e 4 enthält ein Instrument, das in der Lage ist, den Weltraum über einen weiten Frequenzbereich zu hören. Sollten sich seine Ergebnisse als fruchtbar erweisen, glaubt Crawford, dass es in Zukunft viel ausgefeiltere radioastronomische Missionen einleiten könnte.
Die Mehrheit der nicht geologischen Experimente von Chang’e 4 sind jedoch darauf ausgelegt, die Möglichkeit zukünftiger bemannter Missionen zurück zum Mond auszuloten. Laut Foing wird ein Experiment namens ASAN „untersuchen, wie der Sonnenwind mit der Mondoberfläche interagiert und vielleicht sogar den Prozess hinter der Bildung von Mondwasser“. Es wird angenommen, dass das Südpol-Aitken-Becken große Mengen Wassereis beheimatet – eine entscheidende Ressource für die Mondbewohner von morgen.
Weiterlesen:
- 20 der erstaunlichsten Monde im Sonnensystem
- Die Denkweise hinter der Mondlandung – Richard Wiseman
Möchtegern-Astronauten werden auch vor der Härte des Weltraums ungeschützt sein. Sie wären anfällig für beträchtliche Strahlungsdosen von Sonnenstürmen und kosmischer Strahlung, die von Sternen erzeugt werden, die anderswo in der Galaxis explodieren. Das Lunar Lander Neutrons and Dosimetry (LND)-Experiment, das in Zusammenarbeit mit der Universität Kiel in Deutschland entwickelt wurde, wird die Stärke dieser Dosis in der Nähe des Landeplatzes von Chang’e 4 bewerten.
Leben auf dem Mond
Ein Experiment, das unsere kollektive Vorstellungskraft beflügelte, als die Sonde landete, war das Lunar Micro Ecosystem. Dieser versiegelte, 18 Zentimeter große zylindrische Behälter enthielt verschiedene Samen und Seidenraupeneier, und eine winzige Kamera beobachtete, ob diese Lebewesen in der rauen, fremden Umgebung auf dem Mond eine Existenz fristen könnten. Bald nach Beginn des Experiments keimten Baumwollsamen, aber nur einen Tag später wurde berichtet, dass der Spross die eisigen Temperaturen der Mondnacht nicht überstanden hatte. Keiner der anderen Organismen an Bord – Kartoffeln, Rapssamen, Ackerschmalwand, Hefe oder Fruchtfliegeneier – zeigte irgendwelche Lebenszeichen und das Experiment wurde nur wenige Tage nach seiner geplanten 100-tägigen Dauer abgebrochen. Trotzdem könnten die Menschen in Jahrzehnten auf dieses Experiment als den Beginn des Lebens auf dem Mond zurückblicken.
Täuschen Sie sich nicht, darauf bereitet sich China vor. Ihre jüngsten Starts folgen ungefähr dem gleichen Muster wie die NASA vor der Apollo-Ära. Starten Sie zuerst Satelliten zum Mond (Chang’e 1 und 2) und landen Sie dann einen Rover auf der nahen Seite (Chang’e 3). Diese neue Landung auf der anderen Seite ist ein echter Zeichen von Absicht. „Die Chang’e 4-Mission wird [ihre] technische Reife für zukünftige Roboter- und Menschenlandungen vorantreiben“, sagt Foing.
China will bei der Erforschung des Weltraums in der gleichen Liga wie die USA und Russland spielen. Yang Liwei wurde 2003 der erste chinesische Astronaut (auch Taikonaut genannt). Bisher waren 12 Taikonauten im Weltraum, von denen einige zu einem Prototyp einer chinesischen Raumstation namens Tiangong-1 geschickt wurden, die von 2011 bis 2011 rund um die Erde in Betrieb blieb 2018, bevor er aus der Umlaufbahn über dem südlichen Pazifik abstürzte und Berichten zufolge in der Atmosphäre verglühte.
Jetzt haben die Chinesen mit dem Bau eines neuen, ehrgeizigeren orbitalen Außenpostens begonnen, um es der alteingesessenen Internationalen Raumstation gleichzutun. Sie hoffen, es bis 2022 fertig zu haben. Was sie dort lernen, kombiniert mit den Lehren aus Chang’e 4, könnte dazu führen, dass China bereits 2025 die ersten Taikonauten zum Mond schickt.
Inzwischen sind bereits weitere Robotermissionen in der Pipeline. „Ihre nächsten Schritte werden Chang’e 5 und 6 sein“, sagt Foing. Ersteres könnte bereits im Dezember 2019 starten und wird darauf abzielen, Proben von Mondmaterial von der nahen Seite zurückzugeben. Der Erfolg wird zeigen, dass die Chinesen Material vom Mond zurückbringen können, was den Weg ebnet, auch Menschen zurückzubringen. „Eine Reihe weiterer Roboterlander sind geplant, die de facto ein Roboterdorf auf dem Mond aufbauen könnten“, sagt Foing.
Weltraumrennen
Es gibt einen weiteren potenziellen Vorteil, der aus den jüngsten Chang’e-Missionen gewonnen werden kann. Kein anderes Land hat seit den 1970er Jahren etwas auf dem Mond gelandet. Mit leicht verfügbarer Technologie könnte China bei der Ausbeutung der natürlichen Ressourcen des Mondes an die Spitze gehen. Durch die Analyse der Zusammensetzung der Mondrückseite konnten sie wertvolle Informationen über die Art von Schätzen gewinnen, die möglicherweise angeboten werden. Es wird bereits angenommen, dass der Mond erhebliche Mengen an Helium-3 enthält, einer auf der Erde äußerst seltenen Chemikalie. Was konnten sie sonst noch in diesen unerforschten Felsen finden? Könnte ein moderner Weltraumwettlauf ausgelöst werden, wenn Supermächte erneut um die Vorherrschaft außerhalb der Erde kämpfen?
Einige Seiten sind nervös darüber, was dies für die mögliche chinesische Militarisierung des Weltraums bedeuten könnte. Das Land ist Vertragspartei des Weltraumvertrags von 1967, der es den Unterzeichnern verbietet, Massenvernichtungswaffen auf dem Mond zu platzieren. China hat jedoch schon früher seine Weltraummuskeln spielen lassen, insbesondere als es 2007 einen seiner eigenen Wettersatelliten mit einer vom Boden abgefeuerten Rakete zerstörte. Während andere Raumfahrtagenturen den Chinesen schnell zu ihrem jüngsten Erfolg gratulierten und offen über mögliche gemeinsame Projekte sprachen, bleibt abzuwarten, ob die Zukunft mehr im Wettbewerb oder in der Zusammenarbeit stehen wird.
- Dies ist ein Auszug aus Ausgabe 332 von BBC Focus Magazin - hier abonnieren