Der Guanghan-Palast ist voller angesehener Gäste. Wie wurde der Mond Schritt für Schritt zu einem beliebten Check-in-Spot?

Die Zeit vergeht wie im Flug, und im Handumdrehen sind 20 Jahre vergangen, seit der Staatsrat am 23. Januar 2004 das Monderkundungsprojekt, das sogenannte „Chang'e-Projekt“, genehmigte. Wir freuen uns, dass die Erforschung des Mondes ein immer wichtigeres Thema in der menschlichen Raumfahrt wird. Besonders in diesem Jahr wird der Guanghan-Palast viele Gäste begrüßen.

Mondforschung: Der erste Schritt der Menschheit aus der Wiege der Erde

Es liegt in der Natur des Menschen, die unbekannte Welt zu erkunden. Der Mond, der größte Himmelskörper, der von der Erde aus gesehen wird, ist seit der Antike ein Träger der unendlichen Sehnsucht der Menschheit nach dem weiten Universum und hat unzählige Legenden und Geschichten über den Mond hervorgebracht.

Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wissen die Menschen immer mehr über den Mond. Der Mond ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Mond beträgt etwa 380.000 Kilometer. Der Durchmesser des Mondes beträgt etwa ein Viertel des Erddurchmessers. Die Schwerkraft auf der Mondoberfläche beträgt ein Sechstel der Erdanziehungskraft. Ein Tag und eine Nacht auf dem Mond entsprechen 27,3 Erdentagen. Die Oberflächentemperatur des Mondes beträgt etwa 130 bis -180 Grad Celsius usw. Dieser gesunde Menschenverstand, der uns allmählich bekannt wurde, hat den Menschen klar gemacht, dass der Mond nicht das Paradies ist, das sie sich vorgestellt haben, sondern ein unfruchtbares Land, das für das menschliche Überleben nicht geeignet ist.

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„ Die Erde ist die Wiege der Menschheit, aber die Menschheit kann nicht für immer in dieser Wiege bleiben .“ Dieses berühmte Zitat von Ziolkowski enthüllt den Code der kontinuierlichen Reproduktion und Expansion, der dem Leben zugrunde liegt. Verglichen mit dem riesigen Universum sind greifbare Planeten so schwer zu finden wie Staub am klaren Himmel, und es gibt sogar noch weniger Planeten, auf denen Menschen leben können. Die gewaltigen Entfernungen zwischen den Planeten sind für die Menschheit die größte Hürde geworden, die sie überwinden muss, wenn sie die Wiege der Erde verlässt.

Der Mond, der der Erde am nächsten ist, ist für den Menschen zum ersten Testgelände geworden, um den Weltraum zu betreten. Da die kurze Entfernung mit geringen technischen Schwierigkeiten, Risiken und Kosten verbunden ist, können Menschen relativ einfach üben und erkunden. Sobald sich der Vorhang zum Weltraumzeitalter der Menschheit öffnete, löste die Erforschung des Mondes die erste Welle der Begeisterung aus.

Der Höhepunkt der ersten Runde der Mondforschung drehte sich hauptsächlich um das Wettrennen im Weltraum zwischen den beiden Weltraummächten USA und Sowjetunion.

Am 3. Januar 1959 startete die Sowjetunion erfolgreich die Raumsonde Luna 1. Luna 1 sollte ursprünglich auf dem Mond einschlagen, aufgrund eines Fehlers im Bodenkontrollsystem kam es jedoch nicht zur geplanten Kollision. Stattdessen flog sie am 4. Januar in einer Entfernung von 6.000 Kilometern am Mond vorbei und war damit die erste Sonde, die am Mond vorbeiflog. Anschließend startete die Sowjetunion am 12. September 1959 erfolgreich die Sonde Luna 2, die wie geplant am 14. September 1959 erfolgreich auf der Vorderseite des Mondes aufschlug und damit als erstes von Menschenhand geschaffenes Objekt die Mondoberfläche erreichte. Am 7. Oktober 1959 gelang es Luna 3, Bilder von der Rückseite des Mondes aufzunehmen. Damit war es das erste Mal, dass Menschen ein Foto der Rückseite des Mondes sahen.

Die Sonde Luna 3 hat das erste Foto der Rückseite des Mondes zurückgesendet und den Menschen damit einen ersten Blick darauf gewährt, wie die Rückseite des Mondes aus der Ferne aussieht.

Bildquelle: Russisches Staatsarchiv für wissenschaftliche und technologische Dokumente

Obwohl die USA in der Anfangsphase im Nachteil waren, holten sie schnell auf und entwickelten einen großen Plan für eine bemannte Mondlandung. Dabei versuchten sie, sich auf ihre eigene starke wissenschaftliche und technologische Stärke zu verlassen und das Wettrennen im Weltraum auf einen Schlag zu gewinnen. Die Vereinigten Staaten haben eine Reihe von Mondsonden gestartet, darunter Pioneer, Ranger und Surveyor, die harte Landungen auf der Mondoberfläche absolvierten , Umweltuntersuchungen im Erde-Mond-Raum durchführten und genauere astronomische Mondparameter erhielten und damit den Grundstein für nachfolgende bemannte Mondmissionen legten. Am 20. Juli 1969 brachte Apollo 11 Armstrong und Aldrin schließlich zum Mond und vollbrachte damit das Kunststück einer bemannten Mondlandung. Nach seiner Mondlandung hinterließ Armstrong einen Satz, der der Welt bis heute im Gedächtnis geblieben ist: „Dies ist ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein riesiger Sprung für die Menschheit.“

Herrliche Trostlosigkeit: Die Apollo 11 Moonwalk-Bilder (NASA)

Von Juli 1969 bis Dezember 1972 führten amerikanische Astronauten sechs erfolgreiche bemannte Mondlandungen durch, bei denen sie insgesamt 12 Menschen zum Mond schickten und insgesamt 381,7 Kilogramm Mondproben mitbrachten. Zur gleichen Zeit führte die Sowjetunion erfolgreich Mondrover- und unbemannte Probenrückführungsmissionen durch. Von September 1970 bis August 1976 gelang den sowjetischen Raumsonden Luna 16, 20 und 24 dreimal eine weiche Landung auf dem Mond und sie schickten Hunderte Gramm des gesammelten Mondbodens zurück zur Erde.

Wenn der Mond allmählich seine Arme für die einfachen Menschen öffnet

Nach Abschluss der sowjetischen Mission „Luna 24“ im Jahr 1976 traten die weltweiten Mondforschungsaktivitäten in eine Phase ruhiger Besinnung ein. Von 1976 bis 1994 gab es weltweit nur eine einzige erfolgreiche Monderkundung: Japan startete im Januar 1990 die Mondsonde Hiten und war damit das dritte Land, das den Mond erforschte. Die Gründe hierfür sind: Mit der Entspannung der Lage im Kalten Krieg hat der Wettbewerb um die Vorherrschaft im Weltraum nachgelassen; Es ist notwendig, die Erfahrungen und Erkenntnisse aus Explorationsaktivitäten, die kostspielig und ineffizient sind und niedrige Nachweisraten aufweisen, zusammenzufassen und neue Explorationsideen und -strategien vorzuschlagen. es ist notwendig, die Technologie der Monderkundung umzugestalten, zu fördern und in verschiedenen Bereichen anzuwenden; Es ist notwendig, die Entwicklung neuer Transportsysteme für den Weltraum und effizienter Erkennungsgeräte zu beschleunigen. Es dauert länger, Erkundungsdaten zu verarbeiten, zu analysieren und zusammenzufassen und die wissenschaftliche Mondforschung auf eine höhere Ebene des rationalen Verständnisses zu heben.

Die am 25. Januar 1994 von den Vereinigten Staaten gestartete Mondsonde Clementine war der Beginn der zweiten Runde der Mondforschung weltweit . Clementine trat am 6. Februar desselben Jahres in die Mondumlaufbahn ein und bewegte sich schließlich in eine polare Umlaufbahn, wobei sie den gesamten Mond kartierte. Die Sonde sendete insgesamt 1,8 Millionen (einige Berichte sprechen von 1,6 Millionen) Bilder zurück und die Erkennungsdaten zeigten, dass es auf dem Mond Wassereis gibt. Diese Entdeckung ließ den Wert des Mondes stark ansteigen.

Auf dem Weg zum Mond haben neben den traditionellen Ländern wie den Vereinigten Staaten, Russland, China, Indien, Japan, der ESA, Südkorea und anderen, die bemerkenswerte Ergebnisse erzielt haben, auch Länder wie Israel und die Vereinigten Arabischen Emirate ständig ihr Bestes gegeben und sich dem Wettbewerb angeschlossen. Der Mond ist für viele Länder zu einem beliebten Ziel für Erkundungen geworden.

Unter diesen hat Chinas dreistufiges Monderkundungsprojekt, bestehend aus „Umkreisen“, „Landen“ und „Zurückkehren“, zweifellos die herausragendsten Ergebnisse erzielt . Im Dezember 2013 gelang Chang'e 3 eine sanfte Landung auf dem Mond. China war nach den USA und der Sowjetunion das dritte Land der Welt, dem eine weiche Landung auf dem Mond gelang. Die Sonde Chang'e-4 landete autonom im dafür vorgesehenen Bereich auf der Rückseite des Mondes und erreichte damit die erste weiche Landung einer bemannten Sonde auf der Rückseite des Mondes, was im Ausland noch nie zuvor geschehen war. Am 17. Dezember 2020 kehrte Chang'e-5 mit Mondboden sicher zur Landestelle der Erde zurück und markierte damit den vollständigen Erfolg der dreistufigen Strategie.

Der Mondrover Chang'e-5 landet auf der Mondoberfläche.

Bildquelle: China Lunar Exploration

Die Entdeckung von Wassereis auf dem Mond hat die Vereinigten Staaten dazu inspiriert, zum Mond zurückzukehren. Die Vereinigten Staaten haben nacheinander Mondorbiter wie den Lunar Prospector, den Lunar Reconnaissance Orbiter, den Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, das Lunar Gravity Recovery and Interior Laboratory und den Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer gestartet, die durch Fernerkundung die Existenz großer Mengen Wassereis auf dem Mond weiter bestätigt haben. Gleichzeitig haben sie das Schwerefeld des Mondes genau gemessen, die Zusammensetzung der dünnen Atmosphäre des Mondes analysiert, die Rolle des Mondstaubs untersucht und die möglichen Auswirkungen künftiger Erkundungsaktivitäten auf die Mondumgebung untersucht.

Die vielversprechenden Aussichten für die Mondforschung haben nicht nur bei Regierungen auf der ganzen Welt für Begeisterung gesorgt, auch zahlreiche kommerzielle Luft- und Raumfahrtunternehmen haben sich dieser Aufgabe verschrieben, sodass der Mond sich allmählich auch für die breite Öffentlichkeit öffnet und Mondlandesonden immer beliebter werden. Israels „Genesis“, Japans „White Rabbit-R“ und „Lunar Exploration Intelligent Lander“, Indiens Chandrayaan-2, Chandrayaan-3, Russlands Luna 25, der US-amerikanische „Peregrine“ und andere Mondlandefähren sind nacheinander zum Mond geeilt und haben versucht, auf der Mondoberfläche zu landen.

Als Ergebnis des US-amerikanischen Programms Commercial Lunar Payload Services (CLPS) planen private Unternehmen im Jahr 2024 die Durchführung von fünf Start- und Mondlandemissionen, darunter Intuitive Machines 1 und 2, die sich auf die Landung am Südpol des Mondes vorbereiten, Intuitive Machines 3, die im Lenaga-Krater im Ozean der Stürme landet, die Landeeinheit Blue Ghost, die im Meer der Krise landet, und die Landeeinheit Griffin 1, die im Nobile-Krater am Südpol des Mondes landet.

Eine vorgeschobene Basis für Expeditionen in den Weltraum

Der Mond ist reich an Ressourcen wie Seltenen Erden, Eisen, Titan usw., aber weil die Kosten für den Abbau zu hoch sind, konzentriert man sich derzeit auf die Sonnenenergie und die Helium-3-Ressourcen des Mondes. Der Mond hat keine Atmosphäre und die Menge an Sonnenstrahlung, die ihn jedes Jahr erreicht, entspricht dem 25.000-fachen der Energie, die die Erde jedes Jahr verbraucht. Neben der Sonnenenergie sind im Mondboden 1,03 bis 1,29 Millionen Tonnen Helium-3-Ressourcen vorhanden. Wenn dieses Helium-3 als Kernfusionsmaterial zur Stromerzeugung durch Kernfusion verwendet wird, kann es den Energiebedarf der Menschheit für die nächsten 10.000 Jahre decken.

Gleichzeitig ist der Mond als einzige natürliche Plattform, die der Erde am nächsten ist, aufgrund seiner hohen räumlichen Lage, seiner besonderen Weltraumumgebung und seiner einzigartigen natürlichen Ressourcen von unersetzlichem Wert für die Entwicklung der Erde und der menschlichen Gesellschaft und könnte zu einer Transitstation für die Erforschung des Mars oder des Weltraums werden . Da die Schwerkraft des Mondes nur ein Sechstel der Erdanziehungskraft beträgt, verbraucht der Start einer Rakete auf dem Mond viel weniger Energie als auf der Erde. In Verbindung mit der Existenz von Wassereis wird es möglich, Raketentreibstoffe auf dem Mond herzustellen und aufzufüllen, was die Aussichten für eine Mondtransferstation noch vielversprechender macht.

Die Optimierung und Weiterentwicklung der Technik zur Monderkundung kann die Entwicklung von Grundlagenwissenschaften und Hochtechnologien wie Weltraumastronomie und Weltraumphysik vorantreiben und fördern. Neue Energietechnologien, neue Werkstofftechnologien, Robotertechnologien, Telemetrietechnologien usw. treiben die interdisziplinäre gegenseitige Infiltration voran und fördern die nachhaltige Entwicklung der Volkswirtschaft.

Die Erforschung des Mondes ist ein komplexes wissenschaftliches und technologisches Projekt und ein wichtiges Symbol für den Nationalwillen eines Landes, seinen wissenschaftlichen und technologischen Entwicklungsstand und seine moderne Zivilisation. Das Mondforschungsprojekt wird nicht nur das Verständnis der Menschheit für das Universum und ihre eigene Lebensumgebung verbessern, sondern auch wissenschaftliche und technologische Innovationen stark anregen und die sprunghafte Entwicklung einer großen Zahl von Hochtechnologietechnologien vorantreiben. Angesichts der internationalen Lage steht eine neue Runde bemannter Mondlandemissionen kurz bevor. Die Vereinigten Staaten haben das Artemis-Programm gestartet und bereiten den Bau einer Mondraumstation und die Rückkehr zum Mond vor. Die Mondlandephase des bemannten Monderkundungsprojekts Chinas wurde ebenfalls gestartet und es ist geplant, vor 2030 die erste chinesische Landung auf dem Mond zu erreichen .

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Um eine langfristige menschliche Präsenz auf dem Mond zu erreichen, plant mein Land außerdem die Errichtung einer Mondforschungsstation, um umfassendere und groß angelegte wissenschaftliche Erkundungen, technologische Experimente sowie die Erschließung der Mondressourcen und die Nutzung der Mondumgebung durchzuführen. Darunter ist die Chang'e-6-Mission, deren Durchführung für 2024 geplant ist. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Proben von der Rückseite des Mondes zu sammeln und Mondproben zur Erde zu bringen. Chang'e-7 soll im Jahr 2026 zum Südpol des Mondes fliegen, um nach Beweisen für die Existenz von Wasser auf dem Mond zu suchen. Chang'e-8 soll im Jahr 2028 in Zusammenarbeit mit Chang'e-7 ein Basismodell einer internationalen Mondforschungsstation am Südpol des Mondes errichten und eine Reihe von Experimenten zur Erforschung und Nutzung der Mondressourcen durchführen.

In Zukunft wird am Südpol des Mondes eine internationale Mondforschungsstation entstehen, an der mehrere Länder beteiligt sind, und es werden wieder menschliche Fußabdrücke auf dem Mond zu sehen sein. Der Mond wird mit seinen reichen Ressourcen für die Menschheit zu einer neuen Grenze bei der Erforschung des Weltraums und zu einem Grenzposten in den Tiefen des Weltraums.

Autor: Yu Yuanhang, leitender Ingenieur, Beijing Institute of Aerospace Systems Engineering

Gutachter: Pang Zhihao, Chefexperte für wissenschaftliche Kommunikation der National Space Exploration Technology, Chefexperte für wissenschaftliche Kommunikation des China Space Science Communication Expert Studio

Produziert von: Science Popularization China

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