„Chang'e“ verbindet Erde und Mond und teilt die Schönheit des Mondes Tausende von Kilometern entfernt – wissenschaftliche Errungenschaften des Mondforschungsprojekts meines Landes

„Wann erschien der helle Mond? Ich hebe meine Tasse und frage den blauen Himmel. Ich frage mich, welches Jahr es jetzt im himmlischen Palast ist.“ Seit der Antike hegen die Chinesen eine einzigartige und tiefe Zuneigung zum Mond und haben unzählige berühmte Werke hinterlassen. Wenn die Menschen zum Mond aufblicken, werden sie von seiner stillen und friedlichen Schönheit berauscht, die ihre Sehnsucht nach ihrer Heimatstadt, ihren Verwandten und Freunden weckt, die Traurigkeit der Einsamkeit und Frustration in ihren Herzen weckt und ihr Verständnis für das Universum und das Leben anregt. Der Mond hat in der chinesischen Kultur einen wertvollen Platz eingenommen. Mit der Entwicklung des Chang'e-Projekts begannen die Menschen endlose Erwartungen und hitzige Diskussionen zu hegen: Wann können wir auf dem Mond landen, den Guanghan-Palast erkunden und den Lorbeerbaum betrachten?

„Chang’e-Projekt“ ist ein anderer Name für Chinas Monderkundungsprojekt. Es handelt sich um den dritten Meilenstein in Chinas Weltraumaktivitäten nach künstlichen Satelliten und bemannten Raumflügen. Es ist zudem der Ausgangspunkt für die Expansion der chinesischen Raumfahrtindustrie von der erdnahen Erde in den Weltraum. Dabei wird die Drei-Stufen-Strategie „Umkreisen, Landen und Zurückkehren“ umgesetzt: Die Satelliten Chang'e-1 und Chang'e-2 werden den Mond umkreisen und eine globale, ganzheitliche und umfassende Erkundung des Mondes durchführen; Die Sonden Chang'e-3 und Chang'e-4 werden in der Bay of Rainbows und im Südpol-Aitken-Becken auf der Rückseite des Mondes weich landen, um Technologien für weiche Landungen und Mondrover zu testen und im Landegebiet Geländeerkundungen und astronomische Beobachtungen vom Mond aus durchzuführen. Chang'e-5 wird die Mondoberfläche erkunden und Proben nehmen und die Proben zur Erde zurückschicken. Das Chang'e-Projekt hat in fünf Schlachten fünf Siege errungen und bedeutende wissenschaftliche Ergebnisse erzielt. Dies ist ein wichtiger Schritt meines Landes auf dem Weg zum Aufbau eines starken Landes in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und Luft- und Raumfahrt.

Die wissenschaftlichen Errungenschaften von Chang'e-1

Chang'e-1 war die erste Monderkundung und erzielte vier bedeutende wissenschaftliche Erfolge.

Zunächst haben wir dreidimensionale Stereobilder der gesamten Mondoberfläche erhalten, was weltweit einzigartig ist. Zuvor zeichneten andere Länder, die den Mond erforschten, hauptsächlich ebene Karten des Mondes. Es gab relativ wenige dreidimensionale stereoskopische Karten und Gebiete in hohen Breitengraden waren schwer zu fotografieren. Chang'e-1 ist mit einer CCD-Stereokamera und einem Laser-Höhenmesser ausgestattet, die eine dreidimensionale Karte des Mondes gezeichnet haben. Wissenschaftler können dann die Grundstruktur und die geomorphologischen Einheiten der Mondoberfläche genauer unterteilen und so eine Grundlage für ein tieferes Verständnis des Mondes und der Auswahl von Landeplätzen schaffen.

Das zweite Ziel besteht darin, die Verteilung wichtiger Elemente und Bodenschätze auf dem Mond zu erforschen. Chang'e-1 erkundete die geografische Verteilung von 14 wichtigen Elementen, darunter Eisen, Titan, Uran, Kalium, Silizium, Aluminium und seltene Erden, und legte damit den Grundstein für die Erschließung mineralischer Ressourcen auf dem Mond und den Bau einer Mondbasis.

Die dritte Aufgabe besteht darin, die Dicke des Mondbodens zu ermitteln. Der Mond hat keine Atmosphäre. Unter dem Einfluss des Sonnenwindes enthält der Mondboden große Mengen Helium-3, einen seltenen, sicheren und sauberen Kernfusionsbrennstoff auf der Erde. Chang'e-1 verwendete Mikrowellenstrahlungstechnologie, um die weltweit erste Messung der Mondbodendicke durchzuführen. Die Sonde schätzt, dass die Mondbodenreserven mehr als eine Million Tonnen betragen und damit den Energiebedarf der Erde für 10.000 Jahre decken könnten.

Das vierte Ziel besteht darin, die Erde-Mond-Weltraumumgebung zu erforschen. Der Mond ist 380.000 Kilometer von der Erde entfernt, im äußersten magnetischen Schweifbereich des Erdmagnetfelds. Chang'e-1 hat kosmische Sonnenstrahlen, hochenergetische Partikel und Sonnenwindplasma entdeckt, was für ein tieferes Verständnis physikalischer Phänomene im Weltraum und ihrer Auswirkungen auf die Erde und den mondnahen Raum von großer Bedeutung ist.

Die wissenschaftlichen Errungenschaften von Chang'e-2

Chang'e-2 baut auf der Arbeit seiner Vorgänger auf und setzt die umfassende Erforschung des Mondes mit fortschrittlicherer Technologie und höherer Präzision fort. Darüber hinaus legt es eine solide Grundlage für nachfolgende Monderkundungs- und Landemissionen und hat in vielen Bereichen wissenschaftliche Ergebnisse erzielt.

Der erste Schritt besteht darin, dreidimensionale Stereobilder der Mondoberfläche mit höherer Auflösung zu erhalten. Chang'e-1 verfügt über eine Auflösung von 120 Metern und Chang'e-2 über eine Auflösung von 7 Metern. Sie haben in puncto Bildqualität und Datenkonsistenz das weltweit höchste Niveau erreicht.

Das zweite Ziel besteht darin, Daten und Technologie für die sanfte Landemission Chang'e-3 vorzubereiten. Für eine sanfte Landung sind hochpräzise Bilder der Landestelle erforderlich. Zu diesem Zweck gelangte Chang'e-2 in eine elliptische Umlaufbahn und nutzte die 61 Sekunden jedes Mondzyklus beim Überflug über das Gebiet der Rainbow Bay, um Nahaufnahmen der Mondoberfläche aus einer Höhe von 15 Kilometern aufzunehmen. Darüber hinaus wurde die Landestrategie des Chang'e-3-Haupttriebwerks teilweise überprüft.

Im Hinblick auf die umfassende Erforschung des Mondes und der Erde-Mond- sowie der mondnahen Weltraumumgebungen war Chang'e-2 das erste Raumfahrzeug der Welt, das Lanthanbromidkristalle zur Ermittlung der Elementverteilung auf der Mondoberfläche einsetzte, das erste, das den gesamten Mond mit Röntgenstrahlen bedeckte und das solare Röntgenausbrüche und kosmische Gammastrahlen beobachtete.

Nachdem Chang'e-2 alle zugewiesenen Aufgaben erledigt hatte, begab es sich auf eine noch großartigere Reise. Es startete aus der Mondumlaufbahn und flog für eine zehnmonatige wissenschaftliche Erkundungsmission zum 1,5 Millionen Kilometer entfernten Lagrange-Punkt L2 zwischen Sonne und Erde. Anschließend drang sie weiter tief in den Sternenhimmel vor, kam in 7 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde zu einer engen Begegnung mit dem Asteroiden 4179 Toutatis und machte hochauflösende optische Bilder. Damit wurde sie zur ersten interplanetaren Sonde meines Landes.

Die wissenschaftlichen Errungenschaften von Chang'e-3

Mit der Chang'e-3-Mission war mein Land das dritte Land der Welt, dem eine weiche Landung auf dem Mond gelang. Die Sonde und der Mondrover „vermaßen den Mond, beobachteten die Erde und durchmusterten den Himmel“ und erzielten damit fruchtbare wissenschaftliche Ergebnisse.

Unter Mondvermessung versteht man die Erfassung der Topographie, der geologischen Struktur und der Ressourcenverteilung der Mondoberfläche vor Ort. Im Landegebiet nutzte Chang'e-3 ein Mondradar, um die Oberflächenstruktur und die Dicke des Mondbodens zu erfassen, erstellte das erste geologische Profil des Mondes und entdeckte eine neue Art von Basalt. Anhand der chemischen und mineralischen Zusammensetzung des Mondbodens im Landegebiet, der Dicke des Mondbodens und der Tiefe des Basalts kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es in diesem Gebiet vor 2,5 Milliarden Jahren noch immer zu Vulkanausbrüchen kam. Dies lieferte neue Erkenntnisse über die späte magmatische Aktivität und die geologische Entwicklung des Mondes.

Unter Erdbeobachtung versteht man die Entdeckung der irdischen Plasmaschicht durch Chang'e-3. Die Plasmasphäre der Erde ist ein ringförmiger Bereich in der Magnetosphäre der Erde, der mit kühlen, dichten Ionen gefüllt ist, die durch die magnetischen Feldlinien der Erde gebunden sind. Durch langfristige Fixpunktbeobachtungen erhielt Chang'e-3 dreidimensionale Bilder und entdeckte die bi-ovale Struktur der Plasmaschicht, wodurch die Auswirkungen der Sonnenaktivität und der Aktivität des Geomagnetfelds auf die Weltraumumgebung der Erde verdeutlicht wurden.

Der Mond dreht sich langsam, hat keine Atmosphäre und eine dünne Ionosphäre, was ihn zu einem idealen Ort für astronomische Beobachtungen macht. Chang'e-3 dient als astronomisches Teleskop auf dem Mond und führt Nah-Ultraviolett-Durchmusterungen mehrerer Himmelsregionen sowie eine Langzeitüberwachung der Lichtschwankungen von acht bedeckungsveränderlichen Doppelsternen und RR-Lyrae-Veränderlichen durch, wodurch eine Grundlage für die Überprüfung theoretischer Modelle von Doppelsternen geschaffen wird. Darüber hinaus ermöglicht es eine hochpräzise Bestimmung des Wassergehalts in der Exosphäre des Mondes und korrigiert damit die irrtümliche Schlussfolgerung, dass das Hubble-Teleskop zuvor eine große Anzahl von Wassermolekülen auf dem Mond entdeckt hatte.

Die wissenschaftlichen Errungenschaften von Chang'e-4

Chang'e-4 ist ein neuer Rekord in der menschlichen Monderkundung, der im Rahmen des chinesischen Raumfahrtprogramms aufgestellt wurde. Dabei gelang die erste sanfte Landung und Patrouillenerkundung einer bemannten Sonde auf der Rückseite des Mondes, die erste Kommunikation zwischen der Rückseite des Mondes und einer Bodenstation über einen Relaissatelliten sowie die erste niederfrequente radioastronomische Beobachtung auf der Rückseite des Mondes.

Neue Rekorde bringen neue Ergebnisse. Chang'e-4 hat das Wissen der Menschen über die Topographie der Rückseite des Mondes, die Materialzusammensetzung, die frühe Einschlagsgeschichte, die Geschichte der Magmaausbrüche, den Entstehungsmechanismus des Mondbodens und die Eigenschaften der Weltraumverwitterung erweitert.

Durch Geländeerkundungen konnte Chang'e-4 erstmals die Zusammensetzung tiefer Mondmaterialien erforschen, die komplexe Einschlagsgeschichte des Aitken-Beckens am Südpol aufdecken und die geologische Schichtstruktur etwa 400 Meter unter der Patrouillenroute ermitteln, was neue Erkenntnisse für die Erforschung der geologischen Entwicklung der Rückseite des Mondes liefert.

Chang'e-4 hat Neutronen, Strahlungsdosen und neutrale Atome auf der Mondoberfläche nachgewiesen. Die Ergebnisse der Messung lieferten wichtige Erkenntnisse für die Untersuchung der mikroskopischen Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und der Mondoberfläche. Das Projekt förderte das Verständnis der Strahlungsrisiken auf der Mondoberfläche und stellte fest, dass die Strahlendosis für Astronauten in der Umgebung der Mondoberfläche 200-mal so hoch ist wie auf der Erde. Damit wurde eine Grundlage für die zukünftige Erforschung der Strahlungsgefahr und für Schutzkonzepte für Astronauten geschaffen, die auf dem Mond landen.

Darüber hinaus nutzte Chang'e-4 die saubere elektromagnetische Umgebung auf der Rückseite des Mondes, um radioastronomische Beobachtungen im niederfrequenten Bereich durchzuführen und eine große Menge an Daten zu gewinnen, wodurch die Menschheit eine Lücke auf diesem Gebiet schließen konnte. Dies ist von großer Bedeutung für die Untersuchung der Niederfrequenz-Radioeigenschaften der Sonne und der Niederfrequenz-Radioumgebung der Mondoberfläche.

Die wissenschaftlichen Errungenschaften von Chang'e-5

Chang'e-5 gelang nach 44 Jahren die Rückführung menschlicher Proben vom Mond. Es handelt sich um die bislang komplexeste und am schwierigsten umzusetzende Weltraummission meines Landes und zugleich um die Kristallisation des höchsten Niveaus der Weltraumtechnologie meines Landes. Neben Durchbrüchen in einer Reihe zentraler Schlüsseltechnologien wie der Probenentnahme von der Mondoberfläche, dem Abheben von der Mondoberfläche, dem Rendezvous und Andocken in der Mondumlaufbahn sowie dem Hochgeschwindigkeits-Wiedereintritt haben Wissenschaftler bei der Untersuchung von Mondproben kontinuierlich neue Ergebnisse erzielt und neue Fortschritte bei wichtigen wissenschaftlichen Fragen wie der Mondentwicklung und der solaren Verwitterung der Mondoberfläche erzielt.

Die Studie ergab, dass der Basalt im Landegebiet von Chang'e-5 vor 2,030 ± 0,04 Milliarden Jahren entstand. Damit ist er jünger als die von den USA und der Sowjetunion gesammelten Proben und beweist, dass es vor zwei Milliarden Jahren vulkanische Aktivitäten auf dem Mond gab. Dadurch verschiebt sich der bisher angenommene Zeitpunkt, als die Magmaaktivität des Mondes stoppte, um weitere 800 Millionen Jahre nach hinten. Gleichzeitig enthüllten Untersuchungen der Gesteinschemie und des Magmawassergehalts in diesem Gebiet auch den Prozess der späten magmatischen Mondaktivität.

Aufgrund des fehlenden atmosphärischen Schutzes ist die Mondoberfläche starken Weltraumverwitterungen wie Mikrometeoriteneinschlägen, Sonnenwind und Weltraumstrahlung ausgesetzt, die die mikroskopische Morphologie und Kristallstruktur des Mondoberflächenmaterials prägen. Die Analyse der Verwitterung der Mondoberfläche ist für die Erforschung bewohnbarer Umgebungen auf Planeten von großem Wert. Zuvor hatten die USA und die Sowjetunion in den niedrigen Breitengraden des Mondes Proben entnommen, und die Mechanismen verschiedener Arten der Weltraumverwitterung waren noch nicht ausreichend geklärt. Chang'e-5 nahm Proben in hohen Breitengraden und eröffnete damit eine einzigartige Perspektive für die Weltraumwetterforschung.

Mit fortschreitender Vertiefung der Forschung wird Chang'e-5 weitere wichtige Erkenntnisse liefern; freuen wir uns darauf.