Er trainierte in Hangzhou ein Paar „intelligente Adleraugen“ für den „Mondlauf“.

Bildquelle: Hangzhou Release

„Papa, wann kannst du zum Mond fliegen?“ Dandan, ein Junge, der dieses Jahr gerade in die erste Klasse der Grundschule gekommen ist, bewundert seinen Vater Xu Xuesen sehr. Für sie ist der Mond am Himmel nicht nur mit dem Jadehasen und Chang'e verbunden, sondern auch ihr Vater ist eine Person, die dem Mond sehr nahe steht. „Das Kind versteht nicht viel von tiefgründigen wissenschaftlichen Erkenntnissen, aber es weiß, dass meine Arbeit mit dem Mond zu tun hat.“ Am Vorabend des Mittherbstfestes kam der Reporter zu Xu Xuesens Arbeitsplatz – der Fakultät für Physik und Optoelektronik des Hangzhou Institute for Advanced Studies der University of Science and Technology of China. In einem durch eine Tür abgetrennten Labor im Flur im ersten Stock „lagen“ still und leise zwei „Besucher vom Mond“. Vor zwei Monaten reisten Xu Xuesen und Shu Rong, Chefprofessor des Obersten Gerichtshofs von Hangzhou, gemeinsam nach Peking und brachten zwei Chang'e-5-Mondproben nach Hangzhou. Dies war das erste Mal, dass Zhejiang mit offizieller Genehmigung der Nationalen Weltraumbehörde Mondproben erhielt.

Xu Xuesen und Shu Rong, Chefprofessor der Hangzhou High School, zeigen das Mondprobenzertifikat. Foto vom Interviewpartner zur Verfügung gestellt

Xu Xuesen ist kein Astronaut, aber die „Spektralnutzlast“, an deren Entwicklung er beteiligt war, ist viele Male ins All geflogen und auf dem Mond gelandet. Sie konzentrieren sich auf die Erforschung des Mondbodens und müssen fortschrittlichere Instrumente entwickeln und testen, um die zukünftige Monderkundungsprojekte meines Landes möglichst direkt technisch unterstützen zu können.

Zwei Chang'e 5-Mondproben, die von den Interviewten zur Verfügung gestellt wurden

„8 bis 22 Uhr“

Sie wollen ein Paar „Adleraugen“ aus Mondboden bauen

Xu Xuesen hatte gerade sehr arbeitsreiche Sommerferien. „Ich vergesse oft, welcher Wochentag heute ist.“ Mit zwei dunklen Ringen unter den Augen zeigte er auf ein grünes Gerät neben ihm und erzählte Reportern, dass wir Ende August die Kalibrierungsarbeiten für die wissenschaftliche Nutzlast von Tianwen-2 durchführen würden.

Das große grüne Gerät hat eine zylindrische Form, wie eine liegende Rakete. Xu Xuesen stellte vor, dass es sich hierbei um eine Simulationsplattform für die Planetenoberflächenumgebung handelt, die in ein Vakuum evakuiert oder auf extrem niedrige oder extrem hohe Temperaturen eingestellt werden kann, um die Planetenoberflächenumgebung zu simulieren. Während der intensivsten Tage des Experimentalzyklus müssen die Teammitglieder jeden Tag unterschiedliche experimentelle Tests durchführen. Befestigen Sie die wissenschaftliche Nutzlast im Gerät, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Instrumentenbetriebs unter verschiedenen Bedingungen zu testen. „Von der Festlegung des Versuchsplans bis zur Beendigung des Experiments dauert es im Grunde täglich von 8 bis 22 Uhr“, sagte Xu Xuesen.

„Von Chang’e 2 bis Chang’e 6 waren die Monderkundungssonden meines Landes mit wissenschaftlichen Nutzlasten ausgestattet, die unter Beteiligung des Teams von Professor Shu Rong entwickelt wurden, und ich bin auch Mitglied des Teams.“ Xu Xuesen erklärte Reportern, dass Spektrometer eine entscheidende Rolle bei der Aufzeichnung, Analyse und Prüfung von Mondboden spielen.

Der Mondboden enthält viele materielle Ressourcen, die der Mensch noch nicht entdeckt hat. Wenn Sonnenlicht auf die Oberfläche verschiedener Materialien scheint, weist es seine einzigartigen spektralen Eigenschaften auf. „Es ist wie ein menschlicher Fingerabdruck, es ist einzigartig.“ Wenn das spektroskopische Instrument über diese Daten verfügt, kann es die verschiedenen im Mondboden enthaltenen Bestandteile bestimmen und identifizieren.

Zuvor konnten Wissenschaftler bereits bedeutende Erfolge verifizieren, beispielsweise das sechste neue Mineral „Chang'e Stone“, das von Menschen auf dem Mond entdeckt wurde. und das natürlich entstandene mehrschichtige Graphen, das chinesische Wissenschaftler erstmals im Mondboden entdeckten. All dies wurde mithilfe verschiedener Analysetechniken erreicht.

Wenn Sie Ihre Arbeit gut machen möchten, müssen Sie zuerst Ihre Werkzeuge schärfen. Jetzt wird das Team von Xu Xuesen dieses Paar „Adleraugen“ aus Mondboden weiter verfeinern. Stellen Sie sich vor, dass die Chang'e-Sonde bei ihrer Ankunft auf dem Mond über eine Spektrometernutzlast verfügt, die einen größeren Wellenlängenbereich messen kann und über eine höhere Auflösung verfügt. Dadurch kann die Sonde die Zusammensetzung der aufgespürten Mondbodenmaterialien schneller und genauer bestimmen. Dadurch wird der anschließende Grabvorgang reibungsloser und effektiver.

Am 3. September wurde die offizielle Nachricht zum chinesischen Monderkundungsprojekt veröffentlicht, dass die Chang'e-7-Mission an der Entwicklung eines Prototyps arbeitet. „Eine wichtige Aufgabe von Chang’e-7 ist die Durchführung einer geologischen Untersuchung des Südpols des Mondes“, erklärte Xu Xuesen. Durch die Durchführung von spektralen Kalibrierungen und Experimenten auf echtem Mondboden wird das Team die Software und Algorithmen des Spektralinstruments weiter transformieren und verbessern. Genauere Mondbodendaten werden zudem die Erkennungswirkung des Spektrometers verbessern und Wissenschaftlern helfen, mithilfe der wissenschaftlichen Daten von Chang'e-7 weitere Geheimnisse des Mondes zu lüften.

Seien Sie besonders vorsichtig

Beschütze das Baby vor dem Mond

Im Jahr 2020 landete Chang'e 5 in der Nähe von Mons Rumker im nördlichen Teil des Ozeans der Stürme auf dem Mond, sammelte 1.731 Gramm Mondboden und kehrte zur Erde zurück. Diese weniger als zwei Kilogramm außerirdischer Erde haben eine äußerst große historische Bedeutung. Dabei handelt es sich um neue Mondproben, die zum ersten Mal seit fast einem halben Jahrhundert von Menschen vom Mond mitgebracht wurden. Zudem handelt es sich um die erste außerirdische Probenentnahmemission, die mein Land durchgeführt hat.

Derzeit befinden sich die beiden aus den 1.731 Gramm Mondboden gewonnenen Proben „vorübergehend“ in der Hangzhou High School der University of Science and Technology of China. Eine Portion ist eine 200 mg Pulverprobe und eine Portion ist eine 13 mg Flockenprobe, was ein Gesamtgewicht von 213 mg ergibt. Nach Ablauf des einjährigen Forschungszyklus muss das Team die beiden Proben zurückgeben und sicherstellen, dass die Verlustrate 10 % nicht übersteigt.

Die „Handschuhbox“ des Mondbodens, gesehen von der Überwachungskamera. Foto von Reporter Lin Chenchen

Man kann sich vorstellen, wie sehr Xu Xuesen und andere Wissenschaftler diese kleine Handvoll Erde schätzen. Auf Xu Xuesens Mobiltelefon ist eine Überwachungssoftware installiert, die den aktuellen Zustand des Mondbodens anzeigen kann, sobald dieser geöffnet ist. Xu Xuesen sagte, er würde es jeden Tag ein- oder zweimal öffnen, um einen Blick darauf zu werfen. „Für den Zutritt zum Mondbodenlabor ist ein strenges Genehmigungsverfahren erforderlich. Obwohl ich weiß, dass es keine Probleme geben wird, möchte ich nur einen Blick darauf werfen und sicherstellen, dass der Mondboden noch intakt ist.“

In der ersten Woche, nachdem er den Mondboden zurück nach Hangzhou gebracht hatte, litt Xu Xuesen fast jede Nacht an Schlaflosigkeit. Er dachte darüber nach, wie man diese wertvolle „lokale Spezialität“ 380.000 Kilometer von der Erde entfernt schützen könnte, zusammen mit dem Mond, der jede Nacht am Himmel hängt.

Zunächst müssen wir eine ausreichend raue und „perfekte“ Umgebung schaffen, um den Mondboden zu erhalten. Derzeit wird in der „Handschuhbox“, einer experimentellen Anlage zur Lagerung von Mondboden, die Gasumgebung streng kontrolliert: Der Wasser- und Sauerstoffgehalt liegt unter 0,1 ppm (parts per million) und die Box ist mit dem inaktiven Gas Stickstoff gefüllt. Zwei Kameras „überwachen“ sie das ganze Jahr über und die Überwachungsgeräte in der Nähe zeigen Umgebungsfeuchtigkeit, Temperatur und andere Daten in Echtzeit an. Das Oberste Gericht von Hangzhou errichtet außerdem ein 80 Quadratmeter großes exklusives Labor für Mondboden – einen Reinraum der Klasse 10.000, um umfassende Vorbereitungen für zukünftige Mondbodenexperimente zu treffen.

Als der Mondboden gerade in Hangzhou ankam, legte Xu Xuesen die Mondproben in die „Handschuhbox“. Foto von Reporter Ni Yanqiang

„Derzeit haben wir den Deckel des Mondbodens noch nicht geöffnet“, sagte Xu Xuesen. „Basierend auf einer Verlustrate von 10 % kann der Verlust von 200 mg Mondbodenpulverprobe 20 mg nicht überschreiten. Möglicherweise kann ein Luftstoß den Boden wegblasen, wenn der Deckel einmal geöffnet wird.“ Das Team ist entschlossen, diesen „unbezahlbaren Boden“ erst dann zu nutzen, wenn die Instrumententechnologie vollständig ausgereift ist. Sie müssen bei der Durchführung äußerst vorsichtig sein und die begrenzte Anzahl an Tests sinnvoll nutzen, um möglichst viele Daten zu erhalten.

Ein seltsamer Namenszufall

Vererbte wissenschaftliche Forschungsstimmung

Anfang des Monats veröffentlichte Nature die neuesten Ergebnisse der Forschungen des wissenschaftlichen Forschungsteams meines Landes zum Mondboden von Chang'e-5: Vor 120 Millionen Jahren gab es auf dem Mond noch vulkanische Aktivitäten. Das heißt, wenn wir in die Zeit zurückreisen, als die Dinosaurier lebten, können wir beim Blick zum Mond das spektakuläre Phänomen der Vulkanausbrüche auf dem Mond beobachten.

Die Eigenschaft des Mondes, dass „die Menschen von heute den Mond der Vergangenheit nicht sehen können, dieser Mond aber einst auf die Menschen der Antike schien“, war ein Hauptgrund dafür, dass sich Xu Xuesen ursprünglich für die Erforschung der Mondbodenspektroskopie entschied. Er strebt nicht nach Planeten, die unerreichbar und Billionen Lichtjahre entfernt sind. Er glaubt, dass die sichtbaren Bereiche noch über viel unerforschtes Forschungspotenzial verfügen. Der der Erde am nächsten gelegene Planet ist der Mond. Er ist ein wissenschaftliches Forschungsgebiet, dem es sich lohnt, ein Leben lang zu widmen.

„Meine Tochter träumt jetzt davon, Wissenschaftlerin zu werden“, sagte Xu Xuesen mit einem stolzen Lächeln. „Vielleicht ist mein Beruf für sie geheimnisvoller und macht ihr mehr Spaß.“ In seiner täglichen Ausbildung erwähnte er weder absichtlich die Härten der wissenschaftlichen Forschung, noch übertrieb er die „Belastung“ dieser Arbeit besonders, sondern bemühte sich, alle Fragen zu beantworten. Als seine Tochter im Kindergarten war, besuchte er auch die Klasse, um dort einen populärwissenschaftlichen Unterricht zum Thema Mondkunde zu geben.

Seit letztem Jahr ist Xu Xuesen als Master-Betreuer an der Hangzhou High School der University of Science and Technology of China tätig. Seiner Meinung nach ist die Weitergabe des Wissenschaftlergeistes an Generationen junger Menschen unverzichtbar. Er sagte: „Mein Name enthält zwei Buchstaben, die mit denen meines Idols Qian Xuesen übereinstimmen, aber meine Eltern haben ihn nicht mit Absicht gewählt. Es war reiner Zufall, dass das Gefühl, ‚dem Land durch wissenschaftliche Forschung zu dienen‘ in meinem Herzen verankert wurde. Wir können uns nicht mit dem selbstlosen und edlen Geist unserer Vorgänger messen, sondern wir können nur ihrem Beispiel folgen und ihre hervorragenden Qualitäten in unserer Arbeit nachahmen.“

Xu Xuesen und sein Team legten die Mondbodenproben in die Übergangskabine der Handschuhbox. Foto von Reporter Ni Yanqiang

Daher dürfte dieses Mittherbstfest für ihn ein ganz normaler Tag sein: Er wird nicht in seine Heimatstadt zurückkehren, um den Mond zu genießen, sondern im Labor bleiben, um das Spektralanalysegerät für den „Mondbesucher“ weiter zu verbessern. Ein Jahr Mondbodenforschung vergeht wie im Flug und das Team muss gegen die Zeit antreten, um jede Phase der Aufgabe abzuschließen.

Das „Chang’e-Projekt“ ist nach dem klassischen und romantischen chinesischen Mythos „Chang’e fliegt zum Mond“ benannt. Hinter der technologischen Version von „Chasing the Moon“, die Tag und Nacht funktioniert, stehen viele unbekannte wissenschaftliche Forscher wie Xu Xuesen, die weiterhin danach streben, das Ideal eines Fluges zum Mond wirklich zu verwirklichen. Aufgrund ihrer Kraft kommen wir dem Vollmond immer näher und erfüllen ständig das Ideal der „Mondjagd“ von der Antike bis in die Gegenwart.