Warum braucht China eine eigene Raumstation?

Am 24. Juli 2022 um 14:22 Uhr wurde das erste Versuchsmodul der chinesischen Raumstation Tiangong, „Wentian“, erfolgreich vom Weltraumstartzentrum Wenchang gestartet , erreichte präzise die vorgegebene Umlaufbahn und steht kurz davor, die Rendezvous- und Andockmission mit dem Kernmodul „Tianhe“ abzuschließen.

Bildquelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Sieben Schlüsselfragen helfen Ihnen, den „Wentian“-Start des chinesischen Raumfahrtprogramms zu verstehen.

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Warum das experimentelle Modul starten?

Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm läuft seit seiner Einführung im Jahr 1992 nun schon seit 30 Jahren. Es verfügt mittlerweile über mehrere Systeme, darunter unabhängige Trägerraketen, bemannte Raumfahrzeuge, Raumtransporter, Astronauten und Raumstationen, und hat in mehreren Bereichen einen enormen Durchbruch bei der Weiterentwicklung seiner technischen Fähigkeiten von 0 auf 1 erzielt.

Das Ziel der neuen Phase besteht darin, eine Raumstationsplattform zu schaffen, auf der Astronauten längere Zeit verweilen können, um Weltraumanwendungen in größerem Maßstab durchzuführen und eine Plattform für fortschrittliche Weltraumtechnologie für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung bereitzustellen.

Mit anderen Worten: Früher haben wir Bäume gepflanzt und jetzt genießen wir den Schatten. Die bereits geschaffenen technischen Grundlagen für die bemannte Raumfahrt müssen in verschiedene hochtechnologische Luft- und Raumfahrttechnologien umgewandelt werden, um in allen Aspekten in die wissenschaftliche und technologische Entwicklung einfließen zu können. Dieser Prozess muss durch komplexe weltraumwissenschaftliche Experimente im Weltraum vervollständigt werden.

Als Ort für die weltraumwissenschaftlichen Experimente dient die von Tiangong benötigte Experimentierkabine.

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Warum heißt es „Den Himmel fragen“ und „Den Himmel träumen“?

Im Weltraum herrschen besondere Bedingungen, die sich auf der Erde nur schwer reproduzieren lassen, wie etwa die langfristig stabile Schwerelosigkeit und die Weltraumstrahlung. Außerdem wird es kaum durch die Erdatmosphäre und das Magnetfeld gestört, was es für astronomische Beobachtungen geeignet macht. Beispielsweise können Tröpfchen problemlos eine nahezu perfekte Kugel bilden, was auf der Erde nur schwer zu erreichen ist, und diese Eigenschaft kann zum Experimentieren mit neuen Materialien genutzt werden.

Alle Prüfschränke sind modular aufgebaut, um Experimente und Wartung zu erleichtern

Bildquelle: China Manned Spaceflight, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Um die Eigenschaften der Weltraumumgebung voll auszunutzen, wird China in der Raumstation Tiangong 25 wissenschaftliche Experimentierkabinette errichten . Auch in den beiden großen Experimentalkabinen wird es eine gewisse Arbeitsteilung geben und sie werden sich auf Weltraumbiowissenschaften bzw. Mikrogravitationsforschung spezialisieren.

Experimente im Zusammenhang mit Weltraumstrahlung und Weltraumumgebung werden über eine externe Experimentalplattform durchgeführt. Zukünftige Weltraumteleskope werden ebenfalls in derselben Umlaufbahn wie die Raumstation fliegen, um astronomische Beobachtungen durchzuführen.

„Wentian“ und „Mengtian“ sind die Namen der beiden Experimentalmodule der Raumstation. Zusammen mit den Wörtern „Langer Marsch“, „Shenzhou“, „Tianzhou“, „Tianhe“ und „Tiangong“ erzeugen sie das einzigartige romantische Temperament der bemannten Raumfahrt.

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Warum wurde „Wentian“ zuerst auf den Markt gebracht?

Der Hauptgrund ist, dass die Experimentalkabine „Wentian“ etwas ganz Besonderes ist. Es handelt sich sowohl um ein experimentelles Modul mit Schwerpunkt auf Weltraum-Biowissenschaften als auch um ein weiteres „Kernmodul“ .

„Wentian“ kann als Backup für das „Tianhe“-Kernmodul angesehen werden. Es verfügt über die Fähigkeit zur einheitlichen Verwaltung und Steuerung der Raumstation und ist mit einem Lebenserhaltungssystem für Astronauten ausgestattet. Während der nächsten beiden Rotationsphasen der Astronautenbesatzung werden insgesamt sechs Astronauten auf der Raumstation Tiangong verbleiben, wobei zwei Hauptmodule jeweils Arbeits- und Lebensmöglichkeiten für drei Astronauten bieten.

Die riesige „Wentian“-Versuchskabine (Fotoquelle: China Aerospace Science and Technology Corporation)

Gleichzeitig übernimmt es auch die Aufgabe der Außenbordeinsätze der Astronauten. Nach dem Andocken mehrerer Module muss sich das Knotenmodul des Tianhe-Kernmoduls in einem langfristigen Druckzustand befinden, was die Durchführung von Außenbordeinsätzen erschwert. Seine Funktion wurde durch die Wentian-Luftschleuse ersetzt.

Darüber hinaus verfügt die Experimentierkabine auch über einen kleinen Roboterarm. Obwohl er kleiner ist als der vorhandene Hauptroboterarm, verfügt er über eine höhere Genauigkeit bei der Positionierung und Lage des Terminals, sodass komplexe Außenbordeinsätze leichter durchgeführt werden können.

Daher erfordern mehrere Teilzeitfunktionen, dass zuerst „Wentian“ gestartet wird.

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Wer wird den Himmel fragen?

„Wentian“ ist ein absolutes Ungetüm: Es wiegt 20 Tonnen und ist 17,9 Meter lang, also sogar länger als das Kernmodul von „Tianhe“. Damit wird ein neuer Rekord für die Länge eines einzelnen Moduls in der gesamten Geschichte der bemannten Raumfahrt aufgestellt. Man kann sich also vorstellen, wie schwierig der Start war.

Vergleich des Basismodells „Langer Marsch 5“ und des Modells „Langer Marsch 5 B“ (Quelle: Memorian-QN)

Der Start erfolgt mit der chinesischen Rakete Langer Marsch 5B .

Verglichen mit der Rakete vom Typ Langer Marsch 5, einem 57 Meter hohen „großen Dicken“, ist sie ein „kleiner Dicker“ von etwa 53,7 Metern. Dabei wurde die etwa 11,5 Meter lange zweite Kernstufe entfernt und es handelt sich um eine typische Konfiguration mit eineinhalb Stufen (erste Kernstufe + Booster), allerdings wird eine größere und längere Verkleidung verwendet, um das Raumfahrzeug während des Raketenstarts zu schützen. Die neue Verkleidung ist 20,5 Meter lang und hat einen Durchmesser von 5,2 Metern, was ausreicht, um die riesigen Module der Raumstation Tiangong zu schützen.

Die Rakete vom Typ Langer Marsch 5B ist eine „mächtige Waffe“, die für den Transport schwerer und großer Nutzlasten in eine niedrige Erdumlaufbahn vorgesehen ist und außerdem der „wichtigste Beitrag“ zum Bau der Raumstation Tiangong ist.

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Wer übernimmt „Asking the Sky“?

Nach dem Start von „Wentian“ wird mein Land zum ersten Mal in menschlicher Anwesenheit an einer Raumstation ankommen und andocken können.

Derzeit haben die drei Astronauten Chen Dong, Liu Yang und Cai Xuzhe „Wentian“ bereits im Tiangong begrüßt. Die Shenzhou-14-Mission, zu der sie gehörten, war ebenfalls ein Meilenstein in der bemannten Raumfahrtgeschichte meines Landes. Einerseits müssen sie den Hauptbau der Raumstation Tiangong fertigstellen; Andererseits besteht die Besatzung vollständig aus einer neuen Generation (zweiter Jahrgang) von Astronauten, was ebenfalls ein Novum in der Geschichte ist .

Cai Xuzhe, Chen Dong, Liu Yang (Fotoquelle: China Manned Spaceflight)

Eine solch wichtige Aufgabe wurde vollständig von „Neulingen“ bewältigt, was zeigt, dass sie die Verantwortung für die chinesische Luft- und Raumfahrtindustrie voll und ganz übernommen haben. Da die Weltraumforschung meines Landes immer intensiver wird, befindet sich auch die dritte Astronautengruppe des Landes in der Ausbildung, und unter ihnen befinden sich auch „Nutzlastexperten“, die auf die Forschung spezialisiert sind.

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Womit ist „Asking the Sky“ verbunden?

„Wentian“ ist ein 20 Tonnen schwerer Riese und muss in Flugrichtung am Knotenmodul des „Tianhe“-Kernmoduls andocken. Es verfügt über die umfassendste und zuverlässigste Auswahl an Rendezvous- und Docking-Assistenzsystemen. Vor einigen Tagen wurde das hier angedockte Frachtraumschiff Tianzhou-3 erfolgreich außer Dienst gestellt, schließlich von Tiangong evakuiert und in der Atmosphäre verglüht.

Nach der Bestätigung des Andockens kann Wentian diese wertvolle Andockposition nicht lange besetzen. Schließlich sollen hier künftig das Experimentalmodul „Mengtian“, Fracht- und bemannte Raumschiffe angedockt werden. Es muss mithilfe eines Roboterarms um 90 Grad gedreht werden, und die Gesamtform ändert sich von einer „geraden Form“ in eine „L-Form“ . Die Anforderungen an Zuverlässigkeit und Stabilität im gesamten Prozess sind vorstellbar.

Die endgültige Form der Raumstation Tiangong (Bildquelle: China Manned Spaceflight)

Nach dem Besuch von „Mengtian“ im Laufe dieses Jahres wird die für die Raumstation Tiangong entworfene „T-förmige“ Struktur fertiggestellt und offiziell in Betrieb genommen. Auf Basis des Knotenmoduls können künftig neue Kernmodule und Experimentalmodule erweitert werden, um eine größere Raumstation mit einem Gewicht von mehreren hundert Tonnen zu bauen.

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Was wird nach dem Andocken der „Wentian“ getan?

Die erste Aufgabe nach dem Andocken und Manövrieren besteht darin, das Lebenserhaltungssystem zu starten und die Astronauten in die Experimentalkabine zu bringen. Bauen Sie verschiedene wissenschaftliche Experimentierkabinen zusammen, starten Sie Vorversuche in mehreren Disziplinen und stellen Sie sicher, dass der Gesamtbetriebszustand der Experimentierkabine den Erwartungen entspricht.

Es ist mit Versuchskabinetten ausgestattet, in denen Forschungen in den Bereichen Lebensökologie, Biotechnologie und variable Schwerkraft durchgeführt werden können . Es kann die Forschung zu den Reaktionsmechanismen von Wachstum, Entwicklung, Genetik, Alterung usw. verschiedener Arten von Pflanzen, Tieren, Mikroorganismen usw. unter Weltraumbedingungen unterstützen und wichtige bahnbrechende wissenschaftliche Durchbrüche in Chinas Lebensökologie, Biotechnologie und Wissenschaft der variablen Schwerkraft wirksam fördern.

Während der Mission Shenzhou 14 werden die drei Astronauten von hier aus auch zwei bis drei Außenbordeinsätze durchführen, um Außenbordeinsätze abzuschließen. Die neue Version des Tiangong-Klassenzimmers wird auch in der brandneuen Experimentierkabine „Wentian“ durchgeführt. Gleichzeitig wird es auch das zweite „Schlafzimmer“ von Tiangong für die bevorstehende Shenzhou 15-Mission sein.

Der neue Tiangong-Kurs wird in der brandneuen Experimentalkabine abgehalten (Bildquelle: CCTV)

Insgesamt markiert der Start des Labormoduls „Wentian“, dass Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm offiziell in eine neue Phase weltraumwissenschaftlicher Experimente und technologischer Erkundungen eingetreten ist. Ein brandneues nationales Weltraumlabor steht kurz vor dem Bau und China ist auf dem Weg ins Weltraumzeitalter einen weiteren Schritt vorangekommen!

Dieser Artikel wurde von Science Popularization China erstellt, von der China Science Popularization Expo betreut und von Space Craft Beer geschrieben.