China bereitet den Start der Mission „Chang’e-7“ (Chang’e-7) zum Südpol des Mondes vor, um direkte Messungen zum Vorkommen von gefrorenem Wasser und flüchtigen Stoffen in Kratern zu gewinnen, die kein Sonnenlicht erreicht. Eine Rakete vom Typ „Langer Marsch 5“ soll die Mission vom Satellitenstartzentrum Wenchang auf der Insel Hainan starten. Das Startfenster soll am 23. August gegen 20:00 Uhr Eastern Time geöffnet werden, also am 24. August um 00:00 Uhr UTC, wie aus Mitteilungen über die Sperrung des Luftraums hervorgeht.
Die Rakete wurde am 19. August zur Startrampe gebracht, während das Raumfahrzeug im April auf dem Luftweg in Wenchang eingetroffen war. Die für die Mission bestimmte Rakete mit dem Kennzeichen Y14 kam im Juli auf dem Seeweg an. Zu den abschließenden Vorbereitungen gehören Funktionstests, gemeinsame Tests und das Betanken, wie das chinesische Büro für bemannte Raumfahrttechnik am 19. August mitteilte.
Eine Mehrfahrzeugmission in eine schwierige Region
Die „Langer Marsch 5“ wird den „Chang’e-7“-Verbund auf eine Flugbahn zum Mond bringen. Er besteht aus einem Orbiter, einem Lander, einem Rover und einem Hopper, der kurze Flüge über die Oberfläche durchführen kann. Es wird erwartet, dass die Fahrzeuge etwa fünf Tage nach dem Start zunächst eine Mondumlaufbahn erreichen. Anschließend beginnt der Orbiter damit, mögliche Landeplätze nahe dem Südpol zu fotografieren.
Die chinesischen Behörden haben den Zeitpunkt der Landung noch nicht festgelegt; sie könnte Monate nach dem Eintritt in die Umlaufbahn erfolgen. Wahrscheinlich wird sich die Auswahl auf das Gebiet des „Gipfels nahe Shackleton“ konzentrieren, das mit dem großen Shackleton-Krater verbunden ist. Dabei werden die Oberflächentopografie sowie die Ebenheit und die relative Höhe der Landezonen berücksichtigt, um längere Zeiträume mit Sonnenlicht zu ermöglichen. Zugleich soll die Nähe zu dauerhaft schattigen Gebieten gewährleistet werden, die flüchtige Stoffe enthalten könnten.
Die südliche Mondumgebung macht eine präzise Landung zu einer großen Herausforderung: Die Sonne steigt dort nicht mehr als wenige Grad über den Horizont, und selbst kleine Geländemerkmale können Schatten werfen, die sich über mehrere Dutzend Meter erstrecken. Laut einer 2023 veröffentlichten technischen Studie könnten geeignete und beleuchtete Landezonen nur etwa 100 Meter breit sein, während das Raumfahrzeug eine Landung innerhalb einer Fehlertoleranz von weniger als 100 Metern anstrebt.
Bohrung und Analyse von Proben aus dunklen Kratern
Der Hopper wird über eine Reihe von Flügen in schattige Krater gelangen und anschließend seine Beine nutzen, um sich vom Landeplatz und möglichen Kontaminationsquellen zu entfernen. Das Fahrzeug trägt das Gerät zur Analyse von Wassermolekülen im Mondboden (LUWA). Es untersucht die Oberfläche mit einem Laserspektrometer aus einer Entfernung von 30 bis 80 Zentimetern auf Frost und Hinweise auf das mögliche Vorhandensein von Wasser.
Anschließend wird es mit einem Bohrer eine Probe aus einer Tiefe von etwa einem Meter entnehmen, wo sich vermutlich „schmutziges Eis“ unter der Oberfläche befinden könnte. Die Probe, die höchstens ein Gramm wiegt, wird in eine abgedichtete Heizkammer gebracht. Diese wird zunächst auf unter 20 Grad Celsius unter null gehalten und anschließend auf über 200 Grad Celsius erhitzt, um Wasser und flüchtige Stoffe freizusetzen. Massenspektrometer und Laserspektrometer werden die Wassermenge und die Signatur der Wasserstoffisotope messen. Dies könnte dabei helfen festzustellen, ob das Eis aus dem Sonnenwind, von Kometen oder von Asteroiden stammt.
Warum ist diese Mission wichtig?
Die bisherigen Messungen von Wasser und flüchtigen Stoffen am Südpol des Mondes beruhen weiterhin hauptsächlich auf Fernerkundung, ohne direkte Messungen oder Proben vor Ort. „Chang’e-7“ könnte daher nicht nur klären, ob Wasser vorhanden ist, sondern auch, in welcher Menge und Verteilung es vorkommt und wie leicht es zugänglich ist. Diese Informationen stehen in direktem Zusammenhang mit den Möglichkeiten einer künftigen bemannten Erforschung.
Der Orbiter, der Lander und der Rover tragen zusammen mit dem Relaissatelliten „Queqiao-2“ (Queqiao-2) Instrumente wie ein Seismometer, Kameras für Panorama- und topografische Aufnahmen, Magnetometer, Spektrometer und ein Radar zur Untersuchung des Mondbodens. Katherine Joy, Professorin für Mond- und Planetenwissenschaften an der Universität Manchester, ist der Ansicht, dass die Vielzahl der Missionskomponenten einen großen wissenschaftlichen Ertrag ermöglichen könnte, wenn eine Landung nahe dem Shackleton-Krater gelingt.
Die Ergebnisse der Mission werden mit Daten anderer für die Region erwarteter Missionen verglichen werden, darunter der NASA-Rover VIPER, dessen Start und Landung frühestens 2027 mit dem Blue-Moon-Raumschiff von Blue Origin vorgesehen ist, sowie das Bohrgerät PROSPECT der Europäischen Weltraumorganisation, für das die Zuweisung eines Fluges noch nicht feststeht.
„Chang’e-7“ ist ein Schritt innerhalb einer chinesischen Missionsserie, die 2007 begann und Orbiter, Lander und Rover umfasste, außerdem die Probenrückführungsmissionen „Chang’e-5“ und „Chang’e-6“ in den Jahren 2020 und 2024. China plant, „Chang’e-8“ etwa 2029 zu starten, um die Nutzung von Mondressourcen vor Ort zu testen. Außerdem soll vor 2030 die erste Landung chinesischer Astronauten auf dem Mond erfolgen – als Teil eines Weges, der zur Internationalen Mondforschungsstation führen soll.