Chang’e 5 (Mondlander und Probenrückführung) auf CZ-5

Gibt es Neuigkeiten zu dieser Mission?
Da hier ja einige Experten sind, die alles bisher verfolgt haben:

Gibt es detailliertere Informationen zum Antriebssystem der Lander und der Rückkehrrakete? Und welche CZ5 Version wird der Launcher?
Am besten mit Quelle? Danke

CE-5  -  Erstleistungen für China

Gegen Ende November diesen Jahres soll CE-5 mit einer Masse von 8,2 t gestartet werden und diese Erstleistungen für China vollbringen:                       (Quelle: SinHuaNet )
- Erste automatische Probenahme auf der Mondoberfläche;
- Erstmals Start von der Mondoberfläche ;
- Erstes unbemanntes Rendezvous und Andocken 380.000 km außerhalb der Umlaufbahn des Mondes;
- Erstmals Mondboden zur Erde zurück bringen, aus der zweiten kosmischen Geschwindigkeit heraus.

Vor kurzem wurde die "heiße Inbetriebnahme" des Lander-Antriebs Subsystem von Chang'e 5 erfolgreich abgeschlossen.

Gruß, HausD

Wow, 8.2 Tonnen. 

Das wird spannend!

Man kann wohl davon ausgehen, dass der größte Teil dieses Gewichtes auf Treibstoff entfallen dürfte. Interessant wäre eine Aufstellung der Massen der 4 Teile dieser Mission.

Außerdem wurde bekanntgegeben, dass schon 2018 eine Landung auf der "Rückseite" des Mondes erfolgen soll.

Q: ARD-Text ab S. 550

Chang'e 5 Modelle auf der Zhuhai Airshow




Erde - Mond - Transfer (Aufschrift auf der Wand)


Modell des Rückkehrkörpers (kleines SZ) auf der Rückkehrstufe    BS-Fotos: CCTV+

Gruß, HausD

Außerdem wurde bekanntgegeben, dass schon 2018 eine Landung auf der "Rückseite" des Mondes erfolgen soll.

Q: ARD-Text ab S. 550

oder auch:

https://chinaspacereport.com/programmes/china-lunar-exploration/

Hallo SFF-TWRiker und RonB,
da handelt es sich um CE-4, das so lange auf eine Aufgabe warten musste:



Gruß, HausD

Ich möchte nochmal auf das Gewicht von 8,2 t zurückkommen. Für die CZ-5 konnte ich nur folgende Angaben über Nutzlasten finden:
- LEO = 23t
- GEO = 13t
- SSO = 15t.

Hat Jemand Angaben über die maximale Nutzlast für einen Mondflug gefunden?

ca. 8t TLI (Trans Lunar Injection) aus Quelle
Eventuell hat man da jedoch noch etwas Spiel....

Das wird auch bestätigt, wenn man in folgendes Paper reinschaut (dort Abb. 4): Hier wird eine LM-5-Variante erwähnt, die bei Wiki gar nicht gelistet ist: CZ-524: 8,2t LTO (wohl Lunar Transfer Orbit)
Offensichtlich ist man bei der anstehenden Chang’e 5-Mission schon ziemlich am aktuellen Limit der LM-5

Start von Chang'e-5 Ende November bestätigt :

   https://spaceflightnow.com/2017/01/25/china-sets-november-launch-for-lunar-sample-return-mission/

Chang’e 5 - Fallschirmherstellung

Bei CSF wird hier über die Fallschirmtests und die Herstellung berichtet.

Oben wird das Vorbereiten der Schnüre aus ausgesuchten und getesteten Materialien gezeigt,
unten sieht man einen fast fertigen Schirm für die Probensonde                   Bild: CSF

Gruß, HausD

Es gib ein neues Filmchen zur Chang’e-5 Mission. Die meisten Szenen und Bilder zeigen Bekanntes. Interessant, da neu, sind folgende Abschnitte:

1:22 min. Bohrgestänge im Einsatz

1:31 min. Aufwicklung des Schlauches mit dem Bohrkern am äußeren Umfang des Probembehälters
-   Daher nehme ich an, dass innen ein Hohlraum für die Oberflächenproben ist und der Schlauch außen drum gewickelt wird. Mit dem großen Aussendurchmesser bekommt man auch mit weniger Windungen mehr Schlauch unter.

2:27 min. Übergabe des Probenbehälters zur Rückkehrkapsel. Transfereinheit sieht wie Schubeinheit a la Scherenwagenheber aus.

http://news.cctv.com/2017/03/04/ARTIJyPKsUOAZcmLMGKLREbf170304.shtml

dksk

Die ESA wird China voraussichtlich bei der Mission unterstützen. Direkt nach dem Start mit der 15m-Antenne in Kourou und bei der Rückkehr der Probenkapsel zur Erde mit der Antenne/Station in Maspalomas (Kanarische Inseln). Zwar wurde letztere Antenne im April von der ESA an das INTA (Instituto Nacional de Técnica Aerospacia) übergeben, aber die ESA behält sich offensichtlich das Recht vor, die Antenne bei Bedarf in sein Tracking-Netzwerk ESTRACK zu integrieren.

During the Launch and Early Orbit phase (LEOP), acquisition and radio contact with the spacecraft is a vital part of mission operations, especially if the spacecraft experiences issues that require fast intervention or, even worse, if the launcher misperforms and the spacecraft is not found in its expected trajectory.

“For the reentry support the ESTRACK tracking will be essential for the precise localisation of the landing site of the capsule. Again, missing this pass will endanger or delay the recovery operations.

http://gbtimes.com/china/esa-assist-chinas-change-5-mission-moon-and-back


Quelle: ESA (Antenne in Maspalomas)

Flugprofil und Starttermin

Overview of China’s Chang’e 5 lunar sample return mission to be launched later this year - so wird es auf der GLEX 2017 (Global Space Exploration Conference) via CSF gezeigt und geschrieben.



Gruß, HausD

Mögliches Datum zum Start

Auf der GLEX 2017 (Global Space Exploration Conference) wurde vom Direktor des CNSA Chinas für den Start von Chang’e 5 Ende November diesen Jahres genannt, es könnte der 30.November sein.

Gruß, HausD

Landegebiet von CE-5

Auf der GLEX 2017 (Global Space Exploration Conference) wurde vom Direktor des CNSA Chinas ebenfalls das Landegebiet von Chang’e 5 auf der erdzugewandten Seite des Mondes gezeigt.      Bild: CSF


Gruß, HausD

Video - Ablauf der CE-5 Mission

[ Invalid YouTube link ]

Gruß, HausD

Hallo HausD, vielen Dank für das sehr gute Video.
Ich bin von der Komplexizität der Mission etwas überrascht. Dagegen war ja E-8 (Luna-16 etc.) richtig einfach.
Warum machen es die Chinesen so kompliziert? Ständig wird etwas aus- oder eingeklappt. Ich wäre wirklich überrascht, wenn das alles auf Anhieb funktioniert.

Interessant, daß der "Returner" einen richtigen Hopser macht beim Eintritt in die Erdatmosphäre.

Interessant, daß der "Returner" einen richtigen Hopser macht beim Eintritt in die Erdatmosphäre.

Eben ein Skip-Reentry, wie er 2014 ja auch bei Chang'e 5-T1 erfolgreich getestet wurde.

Für die gegenüber den Luna Missionen gewählte „komplizierte Variante“ mit dem Lunar Orbit Rendezvous sehe ich 3 Hauptgründe:

1.   Viele größere Auswahl potentieller Landegebiete auf dem Mond. Beim „Direct Ascent“ (der Luna Sonden Rückstart) gibt der nach dem Rückflug zu treffende Landeort auf der Erde quasi in der Rückwärtsrechnung der Himmelsmechanik die Landeposition auf dem Mond in einem engen Bereich vor. Wenn man sich die Mondladepositionen von Luna Rückkehrsonden ansieht wird das sehr deutlich. Der Normalenvektor der Landestelle stellt ja den Rückkehrvektor in das Erde/Mond/Sonne System dar.
Die Rückkehrapparate sollten ja alle dann von Südwest her in der SU wieder landen.
Und das direkte Rückkehrverfahren funktioniert nur von der Vorderseite des Mondes.
Da wäre man mit dem analogen Verfahren für die geographische Lage des potentiellen Landegebietes in China ziemlich in einem ähnlichen Bereich auf dem Mond „fixiert“.

2.   Mit dem Lunar Orbis Rendezvous kann man auf der Rückseite des Mondes landen und von da wieder starten, im Mondorbit koppeln und zur Wunschrichtung zur Erde zurückstarten.

3.   Das Gesamtmissionskonzept nimmt technische Lösungen, teilweise skaliert, einer bemannten Landung vorweg.

Anteilig sind die Landung mit Nutzlast (CE3) und Rückkehr (allerdings in free return trajectory) mit Skip Reentry - das ist der "Hopser" (CE5T1) schon real getestet worden.


dksk

Der „neueste Missionsfilm“ aus Beitrag 93 zeigt wieder ein paar Kleinigkeiten mehr, die den Ablauf klarer werden lassen.

Zum „Bohrschlauchaufwickelmechanismus“ erkennt man sehr gut, dass der gefüllte Schlauch am äußeren Umfangsbereich des Probenbehälters aufgewickelt wird. Damit ergibt sich im inneren/kleineren Durchmesser ein entsprechender Hohlraum für die Oberflächenprobem/Gestein/Regolith die danach zugeführt werden können.



Beim Aufwickeln werden vom über dem Behälter liegenden zentralen Antriebselement mit entsprechenden Kinematiken bis zu 3 Bewegungen synchron ausgeführt.

1.   Drehung des Trommelbehälters – direkter Antrieb über Kupplung (Aufwickelbewegung)
2.   Spindel mit angepasster Steigung führt den Schlauch mit definiert eng übereinanderliegende Windungen – seitlich angebracht.
3.   Am oberen Bereich ist ein Drehmitnehmer/Kupplungselement, welches auch über Spindel mit anderer Steigung (kürzerer Weg) nach unten eingefahren wird und zum Schluss der Schlauchaufrollung vom Antrieb oben ausclipst und eine Kappe freigibt, die als Verschluss verrastet.

Damit ist der Probengehälter vom oben liegenden zentralen Antriebselement getrennt und dieses kann danach wegschwenken.

Eine Prinzipdarstellung ist in der Offenlegung des Chinesischen Schutzrechts ersichtlich.
https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/bf128e7df7cb3bf0a032/CN104455272A.pdf
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Das Wegschwenken des Antriebselements macht dann auch den Zugangsweg von oben zum Probenbehälter frei.



Einige Betrachtungen zur Auslegung dieser Mechanik und optionaler Variante mit Gegengewicht sind in einem Dokument im Link untern den beiden Bildern dargestellt.



Wer nochmal „Technische Mechanik 1“ auffrischen will, kann da im Dokument mal „nachrechnen“.



Bildquelle und Dokumentenlink:
https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2015/03/matecconf_iceta2015_05021.pdf
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Mit dem sicheren Wegschwenken des Trägerarms ist nicht nur der Weg zur weiteren Bestückung des Behälters, sondern insbesondere auch der Weg für die Rückstartstufe frei.
Falls der Probensammler-Arm ausfällt, könnte ab hier quasi auch mit halber Ladung potentiell gestartet werden.

dksk

Mir ist auch erst bei dem Video (s. o. HausD) klar geworden, wie kompliziert die gesamte Mission abläuft. Alleine das Aus- und Einklappen von Solarmodulen (insgesamt 9x) erweckt bei mir doch einige Zweifel, ob sie die Mission vollständig hinkriegen werden.

Aber auch wenn es nur ein Teilerfolg werden sollte, dann haben die Chinesen doch mal wieder einige neue Techniken erfolgreich eingesetzt und demonstriert. Danke für die Erläuterungen dksk.

Also: Viel Erfolg dafür (... und immer ´ne handbreit Wasser unterm Kiel  ).

Robert