Chinas Planung zur Monderforschung

Ich finde den Begriff „ernsthafte Raumfahrt“ eigentlich ganz gelungen.

Und genau das sehe ich auch am ehesten in China. In Europa interessiert sich genau genommen keiner für Raumfahrt (außer paar Freaks in irgendwelchen Internet -Foren).

Die USA sind komplett zerstückelt: Die NASA will Raumfahrt machen, kann aber nicht so richtig, weil der Politik letztlich Wirtschaftsförderung deutlich wichtiger ist als die Raumfahrt. Wichtig ist, dass die Firmen X und Y Kohle bekommen, was man mit dem Raketending dann machen kann ist eher wurscht, siehe SLS.

Artemis ist genau so ein gestückeltes Konstrukt, in dem man keinen roten Faden mehr erkennen kann. Rakete ja, HLS nein, na gut, dann doch irgendwie ein HLS, oder doch zwei, oder … das wird eh nix. Vermutlich werden sie am Mond landen, aber ob das diesmal wirklich mehr als „Flags and footprints“ werden wird? Ich glaub nicht.

Der Visionär Elon interessiert sich halt leider gar nicht für die Erforschung des Alls, er hat seine Mars – Vision und das wars. Dummerweise ist er vermutlich der Einzige, der das cool findet. Ich hab zumindest noch keinen gefunden, der umziehen würde…

Bleibt China. Die haben wirklich einen konkreten, fachlich fundierten und stark wissenschaftlich orientierten Plan, der vermutlich auch umgesetzt werden wird. Die Hintergründe hat Regnart ja ausreichend erklärt.

Der Portalartikel über ein Atomkraftwerk auf dem Mond bedarf einer Klarstellung.

Richtig ist, dass Juri Borissow über ein Atomkraftwerk auf dem Mond gesprochen hat. Nicht eine Radionuklidbatterie, sondern ein echter Atomreaktor, der nicht über langsamen Kernzerfall, sondern mit einer Kettenreaktion Energie erzeugt. Das hat auch im chinesischen Internet eine Fülle von Artikeln mehr oder weniger bekannter Blogger hervorgebracht.

Was Borissow laut der chinesischen Übersetzung der Reuters-Meldung, die wohl auf einer Tass-Meldung beruht, am 5. März tatsächlich gesagt hat, ist, dass Russland darüber nachdenkt mit China im Zeitraum zwischen 2033 und 2035 damit zu beginnen ein Kernkraftwerk auf dem Mond zu bauen (俄罗斯正考虑与中国合作，于2033年至2035年期间开始在月球上建造一座核电站):
https://weibo.com/5027345285/O3J1sdsqD

Reuters hat dann am 6. März in der Pressekonferenz des chinesischen Außenministeriums nachgefragt, wo man von nichts wusste:
http://de.china-embassy.gov.cn/det/fyrth/202403/t20240306_11254625.htm

Es handelt sich hier nicht um einen gemeinsamen Plan von China und Russland. Es gibt keine russisch-chinesischen Diskussionen, und an irgendetwas arbeiten tut man schon gar nicht. Das Projekt eines russisch-chinesischen Atomkraftwerks auf dem Mond existiert nur im Inneren des Kopfes von Juri Borissow.

Bei einem Vortrag im Landesmuseum für Raumfahrtgeschichte K. E. Ziolkowski hat Juri Borissow am 15. April die Sache klargestellt. Bei dem Kernreaktor handelt es sich nicht um ein Gemeinschaftsprojekt mit China, sondern ein allein russisches Projekt, das Roskosmos für die Internationale Mondforschungsstation zur Verfügung stellen will:
https://weibo.com/5027345285/Oa03K1Z0h

Bei dem Vortrag in Kaluga hat Borissow nun keinen zeitlichen Rahmen mehr angegeben, wann das geschehen soll.

Klingt für mich wie ein "Hintertürchen" um sich doch noch an der Station beteiligen zu können.
Wobei ich recht sicher bin, daß China das nicht nötig hat. Die haben bis dahin sicher einen eigenen und wohl besseren Reaktor!

"Hintertürchen" ist vielleicht ein falscher Ausdruck. Juri Borissow hat gemerkt (oder wurde darauf aufmerksam gemacht), dass seine großsprecherische Ankündigung im Namen Chinas vom 5. März dort gar nicht gut angekommen ist, und hat die Sache nun richtiggestellt. Wenn er sich vorher überlegt hätte, was er sagt, wäre es natürlich besser gewesen, aber nun ist alles gut. Eine ganze Reihe von chinesischen Ingenieuren hat in Russland studiert. Man ist sich über die kulturellen Unterschiede im Klaren und hat dafür Verständnis.

China hat in der Tat einen eigenen, bereits relativ weit entwickelten Weltraumreaktor mit einer elektrischen Nettoleistung von 1,5 MW:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6408.msg560321#msg560321


Bild: Wu Yican

Zunächst ist der für diese Heliopausen-Sonde gedacht:


Bild: DSEL

Einen 7,866 t schweren Reaktor durch den Weltraum fliegen zu lassen, ist eine Sache, diesen Reaktor auf einem Himmelskörper abzusetzen ist eine andere Sache. Und da kommt nun die Lanyue-Fähre ins Spiel. Wenn Du Dir die relativ hoch angesetzten Triebwerke ansiehst, dann kannst Du erkennen, dass das im Prinzip eigentlich schon ein Himmelskran ist, wie ihn die Amerikaner für ihre Marssonden verwenden:


Bild: CMSA

Die Fähre wiegt nach der Landung noch 9 t. Da man beim Reaktor keinen Treibstoff für den Rückstart braucht, und natürlich auch keinen Rover, Lebenserhaltungssysteme etc., könnte man ihn damit durchaus auf den Mond hinunterbringen. Mit zusammengefalteten Kühlflächen hat der einen Durchmesser von 4,4 m, würde also in eine Changzheng 10 passen.

Das Wesentliche bei der Internationalen Mondforschungsstation ist, dass es sich nicht um eine Station handelt, sondern um ein Projekt mit über die ganze Mondoberfläche verteilten Einrichtungen zur Erforschung des Mondes, der Erde vom Mond aus und zur Radioastronomie. Die CNSA wird für ihre Beobachtung der irdischen Magnetosphäre (wichtig für den störungsfreien Betrieb von Satelliten) ganz sicher ihren eigenen Reaktor verwenden. Wenn Roskosmos für sein Radioobservatorium einen russischen Reaktor verwenden will, können sie das gerne tun. Und wenn sie sich an die chinesischen Schnittstellen halten, würde ihnen die CNSA ihren Reaktor gern auch zum Mond fliegen. Das ist in den Grundlinien der ILRS festgelegt, die Roskosmos seinerzeit zusammen mit der CNSA ausgearbeitet hat. Zusammenarbeit der Kategorie B:
https://www.cnsa.gov.cn/english/n6465645/n6465648/c6812150/content.html

Um es noch einmal ganz klar zu sagen:
Das bedeutet nicht, dass China und Russland beim Reaktor zusammenarbeiten, sondern die CNSA transportiert einen Reaktor, mit dem sie nach den indischen Regeln für Berührbarkeit und Unberührbarkeit nichts zu tun haben will, für einen alten Freund zum Mond. Genauso wie der unberührbare Busfahrer in Delhi nicht mit dem Brahmanen zusammen essen würde, ihn aber trotzdem in seinem Bus mitnimmt.

Die Chinesische Akademie für Trägerraketentechnologie arbeitet jedoch derzeit an einer auskragenden Nutzlastverkleidung für die Changzheng 5. Diese Rakete erfüllt nicht die Sicherheitsbestimmungen für bemannte Flüge (das ist in China keine Frage der Genehmigung, sondern der technischen Voraussetzungen). Mit dieser Nutzlastverkleidung wäre es aber möglich, das Raumschiff unbemannt zu starten, an der Chinesischen Raumstation anzudocken, einen Testpiloten zusteigen zu lassen und etwas im erdnahen Orbit herumzukurven. Auch eine bemannte Landung könnte man auf diese Art ausprobieren. Das könnte bereits 2026 stattfinden und wäre eine Erklärung, warum sich Fei Junlong auf einen Flug mit dem Raumschiff vorbereitet. Der ist Jahrgang 1965 und für einen Flug zum Mond definitiv zu alt, aber als Testpilot könnte er durchaus noch fungieren. Sein Sohn ist mittlerweile erwachsen und käme notfalls auch ohne Vater aus.

Zhu Haiyang von der Hauptentwicklungsabteilung der Akademie für Trägerraketentechnologie hat gestern präzisiert, dass die auskragende Nutzlastverkleidung der Changzheng 5 einen Durchmesser von 6,4 m haben wird:
https://weibo.com/7394207363/OcI332zPJ

Da würde das Mengzhou-Raumschiff (und wohl auch die Lanyue-Fähre) problemlos hineinpassen.

Hier ein schon etwas älteres (9 Monate) aber sicher noch aktuelles sehr informatives Video über das chinesische bemannte Mondladeprogramm mit Vorstellung der einzelnen Komponenten und des geplanten Ablaufs, sowie Vergleich mit dem Apollo und Artemis-Programm.


www.youtube.com/watch?v=I-KrMfIkDdg

Gegen Ende wird das Video ernsthaft veraltet. Die fünf "ILRS-Missionen" stammen noch aus dem Basisdokument der Internationalen Mondforschungsstation von 2021. Eine Gründung einer Kooperationsorganisation für die ILRS wurde nie angekündigt, sondern nur vorgeschlagen. Der Vorschlag wurde nicht umgesetzt - der Aufbau der ILRS findet nun unter alleiniger Führung der CNSA statt.

Bei den technischen Aspekten herrscht Konfusion. Richtig ist, dass 2030 drei Personen zum Mond fliegen und zwei dort landen sollen. Das Mengzhou-Raumschiff ist aber für sieben Personen ausgelegt, die Lanyue-Fähre für vier. Wie ein Studioexperte beim Start von Chang'e 6 erläuterte, findet bei bemannten Mondmissionen kein Hohmann-Transfer statt, sondern ein Direktflug, was die Reisezeit verkürzt und das Gedränge in der Kapsel erträglich macht (es gibt nur eine Toilette für sieben Personen).

Ein Aufenthalt von wenigen Stunden auf dem Mond wäre theoretisch möglich, würde aber einen erhöhten Treibstoffbedarf bedeuten. Sowohl der Rendezvous-Orbit als auch der Ladezyklus der Akkumulatoren in der Fähre sind für Multiple von dreitägigen Aufenthalten (3, 6, 9) optimiert.

Die Trägerrakete Langer Marsch 10 wird 2027 ihren Erstflug absolvieren, Raumschiff und Landefähre aber wohl bereits 2026. Baubeginn für das blau eingerüstete Raumfahrzeugmontagegebäude hinter dem Wasserbüffel war diesen Januar, es sollte Ende 2025 fertig werden:


Bild: Chinas Raumfahrt

Mit der 6,4-m-Nutzlastverkleidung auf einer CZ-5B kann man Raumschiff und Fähre in einen erdnahen Orbit bringen, das Datum 2026 würde mit dem Verlauf der momentan durchgeführten Tests zusammenpassen. Wenn die Dinger schon im erdnahen Raum nicht funktionieren, braucht man sie mit der sündteuren CZ-10 gar nicht erst zum Mond zu schicken.

Wie soll es nach der ersten (erfolgreichen) bemannten Landung weitergehen? In welchem zeitlichen Abstand sind dann Folgemissionen geplant?
Bei Apollo waren es ja etwa 2 Landungen pro Jahr (ausser 1970 bzw. Apollo 13) und bei Artemis sollen es maximal eine jährlich werden.

Dazu gibt es keinerlei Aussagen. Was ich Dir sagen kann, ist, dass die Raumfahrer diese Stellen von Interesse eine nach der anderen abarbeiten werden, sich von den äquatorialen Mare im Laufe der nächsten Jahrzehnte langsam in zerklüfteteres Gelände vorarbeitend:


Bild: CSU

Das wird wahrscheinlich so laufen wie bei den Shenzhou-Missionen: alle zwei bis drei Jahre eine Mission, wobei es keine technologischen Wiederholungen, sondern eine ständige Steigerung des Schwierigkeitsgrads gibt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Shenzhou#Missionen

Also 2030 zwei Personen auf dem Mond, 2032 drei Personen, 2034 vier Personen, 2036 vier Personen und ein Mobiles Mondlabor ...

Man beachte:
Die Landefähre kann nur während des Mondtages (14 Erdentage) auf der Mondoberfläche bleiben (Solarmodule und kein Kälteschutz). Das Mengzhou-Raumschiff kann bei voller Besatzung 21 Tage im Weltall operieren. Obwohl die An- und Abreise kürzer als die 5 Tage beim Hohmann-Transfer wird, wird man sicher nicht mehr als 9 Tage auf dem Mond bleiben, um bei einem Problem immer noch beim letzten Startfenster nach 12 Tagen abheben zu können. Ohne die Lunare Orbitalstation wäre die einzige Rettungsmöglichkeit, an der Chinesischen Raumstation eine Ersatzfähre angedockt zu lassen. Möglicherweise hatte man das bereits im Hinterkopf, als man das Erweiterungsmodul mit den vielen Koppeladaptern konzipierte.

Danke Regnart.

Also wohl quasi Testflüge mit genügend Zeit dazwischen das Gelernte für den nächsten Flug erfolgreich umzusetzen und darauf aufzubauen. Ständige Verbesserung und Ausweitung.
Möglicherweise kommt ja irgendwann auch noch eine Art "Lunar-Gateway" dazu, an welcher Mengzhou anlegen kann, und das Mondlabor (mobil oder stationär) mit Kälteschutz und anderweitiger Energiequelle, um die Missionsdauer zu verlängern.

Die Lunare Orbitalstation (月球轨道站) in einem entfernten rückläufigen Orbit war ursprünglich für Mitte der 2030er Jahre geplant, neben den Sicherheitsaspekten auch aus Kostengründen. Der Plan ist, mit einer Erdnah-Variante des Mengzhou-Raumschiffs, das ein kürzeres Servicemodul besitzt, und einer boosterlosen, zweistufigen CZ-10 zur Chinesischen Raumstation zu fliegen und von dort mit einer auf den Tiangong-Raumlabors basierenden, wiederverwendbaren Fähre mit pumpengeförderten Hydrazintriebwerken zur Lunaren Orbitalstation weiterzufliegen, wo man in eine dort gewartete, wiederverwendete Lanyue-Fähre umsteigt. Die "space immigrants", von denen Zhang Qiao hier spricht, sind keine Wirtschaftsflüchtlinge, sondern Raumfahrer auf Dienstreise zum Mond:


Bild: CAST

Durch die Verzögerung bei der Changzheng 9 hat sich die Lunare Orbitalstation nun auf 2045 verschoben. Ein nuklear angetriebenes Mobiles Mondlabor für das zerklüftete Gelände jenseits der äquatorialen Mare ist beabsichtigt. Bei dem Geholper dort würden Solarmodule auch in der geringen Schwerkraft des Mondes rasch verbiegen und abbrechen. Das Problem ist, dass der dafür vorgesehene Stirling-Generator auf der Raumstation deswegen besser läuft als das Vergleichsexemplar auf der Erde, weil sich die Kolben in der Schwerelosigkeit völlig frei und reibungslos bewegen können. Auf dem Mond gibt es erstens Schwerkraft, zweitens wackelt ein durch unkultiviertes Gelände fahrendes Auto auch bei langsamer Geschwindigkeit wild herum. Da ist noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten.