Dreiundfünfzig Jahre Traum erfüllt: Herr Qian Xuesen und das früheste chinesische Raumstationskonzept

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: Li Huichao (Harbin Institute of Technology Shenzhen)

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Am 29. April 2021 wurde das Kernmodul Tianhe erfolgreich gestartet. Dies markierte, dass der Bau der chinesischen Raumstation auf dem richtigen Weg ist und Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm die letzte Phase des Drei-Stufen-Plans erreicht hat.

Die Zusammensetzung des Tianhe-Kernmoduls (Bildquelle: autorisiert von @星智科创团队, die Namen der Komponenten sind mit @冰结向日葵 gekennzeichnet)

Tatsächlich hatten die Vorgänger, die dieses Geschäft vor fast dreißig Jahren ins Leben riefen, bereits das heutige Szenario vorausgesehen.

In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren diskutierte mein Land über die Planung seines bemannten Raumfahrtprogramms. Der Bau einer Raumstation war damals das ultimative Ziel des bemannten Raumfahrtprogramms der absehbaren Zukunft. Die Entwicklung einer neuen Raketengeneration wie der Langer Marsch 7 und der Langer Marsch 5 sowie der in verschiedenen bemannten Weltraummissionen erprobten und erreichten Schlüsseltechnologien würden letztlich diesem Ziel dienen.

Der Traum des chinesischen Volkes von einer Raumstation begann jedoch nicht erst, als die Zentralregierung 1992 das bemannte Raumfahrtprogramm genehmigte.

"Zehnjahres-Entwicklungsplan für künstliche Satelliten und Raumfahrzeuge (Entwurf)", wo der Traum beginnt

Bereits 1968 gab es ein weiteres Dokument, das nicht nur eine 150 Tonnen schwere Raumstation für China vorsah, sondern auch Pläne für Aufklärungs- und Kampfraumschiffe vorschlug, die heute eher wie „Science-Fiction“ anmuten. Obwohl die meisten der in dem Dokument mit dem Titel „Zehnjahres-Entwicklungsplan für künstliche Satelliten und Raumfahrzeuge (Entwurf)“ vorgeschlagenen Pläne aufgrund der damals begrenzten nationalen Stärke und technologischen Basis des Landes nicht innerhalb der erwarteten Zeit umgesetzt werden konnten, zeigte das Dokument vorausschauend die zukünftige Richtung der chinesischen Raumfahrtindustrie auf, und die damals einfallsreichen Ideen wurden später nach und nach Wirklichkeit.

Der Leiter und Gastgeber bei der Ausarbeitung dieses Dokuments war Herr Qian Xuesen, ein Mann, der sein Leben lang die chinesische Raumfahrtindustrie voranbrachte, sich aber auch mit „Aussetzungen“ und „Stornierungen“ auseinandersetzen musste.

Herr Qian Xuesen ist nicht nur ein Held bei der Entwicklung der beiden Bomben und eines Satelliten, sondern auch ein Aushängeschild für chinesische Wissenschaftler (Fotoquelle: CCTV News)

Ein großer Wissenschaftler machte sich Sorgen um einen Schlauch

Im Jahr 1959 war der Raketenexperte von Braun in den Vereinigten Staaten östlich des Pazifischen Ozeans mit einer Reihe von Raketenprojekten beschäftigt. Von Braun war während des Zweiten Weltkriegs führend bei der Entwicklung der V2-Rakete durch Nazi-Deutschland. Nach seiner Gefangennahme durch das US-Militär wurde er aufgrund seines besonderen Status als Top-Raketenexperte erneut eingesetzt. Er entging nicht nur einem Prozess wegen Kriegsverbrechen, sondern wurde auch Ehrengast der Amerikaner und leitete die Entwicklung amerikanischer Raketen und Trägerraketen.

Im Jahr 1958 brachte die von ihm entwickelte Juno-1-Rakete den ersten künstlichen Satelliten der Vereinigten Staaten und der westlichen Welt, Surveyor 1, erfolgreich ins All. Bereits 1959 arbeitete er an einer leistungsstärkeren Saturn-I-Rakete und begann sich vorzustellen, wie man Astronauten zum Mond schicken könnte.

In diesem Jahr befand sich Herr Qian Xuesen, der einst als Vertreter des US-Militärs von Braun verhört hatte, auf der anderen Seite des Pazifiks und machte sich Sorgen um ein Stück Schlauch.

Im April 1959 entwickelte das Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering intensiv die Höhenforschungsrakete T-5. Verglichen mit den großen Raketen, die die Vereinigten Staaten erfolgreich entwickelt haben, erscheint die Leistung dieses Typs von Höhenforschungsraketen sehr dürftig. Es handelt sich um eine verkleinerte „Jugendversion“ der deutschen V2-Rakete, das gesamte Startgewicht der Rakete beträgt lediglich etwas über zwei Tonnen.

Doch selbst bei einer so scheinbar einfachen kleinen Rakete kam die Entwicklung wegen eines Schlauchs nicht voran: Der Siedepunkt von flüssigem Sauerstoff liegt bei minus 183 Grad Celsius, doch damals war keine Fabrik im Land in der Lage, einen Flüssigsauerstoffschlauch herzustellen, der Temperaturen unter minus 180 Grad Celsius standhalten konnte.

Neben dem Problem „Ein guter Koch kann nicht ohne Reis kochen“ stand das Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering unter der Leitung von Herrn Qian Xuesen auch vor dem Problem „Ein Penny kann einen Helden scheitern lassen“. Zu dieser Zeit steckte das Land in wirtschaftlichen Schwierigkeiten und die Haushaltslage war angespannt, sodass kaum Gelder für die Raketenentwicklung zur Verfügung standen.

Qian Xuesen (dritter von rechts) mit Studierenden des Systems-Science-Seminars (Foto: China Academy of Space Systems Science and Engineering)

Der Vorgänger des Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering war das in Peking gegründete erste Designinstitut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Es handelte sich um eine Organisation für die allgemeine Konstruktion und Entwicklung von Satelliten und Raketen, die 1958 gegründet wurde, um den Aufruf des Vorsitzenden Mao umzusetzen, der besagte: „Wir wollen auch künstliche Satelliten entwickeln.“

Ursprünglich wollten Wissenschaftler und Ingenieure den künstlichen Satelliten unseres Landes so schnell wie möglich ins All bringen.

Doch als diese ebenso fantasievollen wie umsetzungsstarken Genies die Realität des Landes betrachteten, mussten sie zu der traurigen Erkenntnis gelangen, dass das aus dem Nichts aufgebaute Industriesystem und die Volkswirtschaft des Neuen China schlicht nicht in der Lage waren, ein derart komplexes und umfassendes Großprojekt wie einen künstlichen Satelliten zu tragen.

Nachdem die Zentralregierung im Jahr 1959 anordnete, dass „der Start von Satelliten nicht der Stärke des Landes entspreche und die Aufgaben der Weltraumforschung angepasst werden müssten“, wandte sich das Shanghaier Institut für Maschinenbau und Elektrotechnik der Entwicklung weniger anspruchsvoller Höhenforschungsraketen zu.

Doch selbst bei diesen Produkten, deren Entwicklungsschwierigkeiten erheblich reduziert wurden, stoßen die Wissenschaftler noch immer auf zahlreiche objektive Probleme, die sich in kurzer Zeit nur schwer allein lösen lassen.

Wenn Herr Qian Xuesen nicht nach China zurückgekehrt wäre ...

Hätte sich Herr Qian Xuesen nicht für eine Rückkehr in sein Heimatland entschieden, sondern seine Arbeit in den USA fortgesetzt, müsste er sich vermutlich keine Sorgen um F&E-Gelder und technische Grundlagen wie kryogene Schläuche machen. Aufgrund des enormen militärischen Werts von Raketen und Flugkörpern und der politischen Notwendigkeit, sich an einem Wettlauf im Weltraum mit der Sowjetunion zu beteiligen, war Geld für die Luft- und Raumfahrt in den Vereinigten Staaten zu dieser Zeit nie ein Problem.

Im Jahr 1944 wollte das US-Militär Pläne für zukünftige Luftwaffentaktiken und die Entwicklung von Raketen entwickeln und lud Herrn Qian Xuesen ein, als Kernmitglied daran teilzunehmen. Das US-Militär versprach, dass es bei der Finanzierung „keine Rolle spielt, wie viel Geld ausgegeben wird“.

Im darauffolgenden Wettlauf um die Mondlandung investierten die USA eine beispiellose Summe – mehr als 200 Milliarden US-Dollar (umgerechnet in die heutige Währung) – in die NASA, die für die zivile Raumfahrt zuständig ist. Während des Apollo-Programms betrug das Jahresbudget der NASA etwa 4,5 % des gesamten jährlichen Haushalts der Bundesregierung. Dabei ist zu beachten, dass dieser Anteil aktuell lediglich bei ca. 0,5 % liegt.

Darüber hinaus reichte die umfassende und technologisch hochentwickelte wissenschaftliche und technologische Industriebasis der Vereinigten Staaten damals aus, um die Ideen der Wissenschaftler schnellstmöglich in die Realität umzusetzen. Nehmen wir als Beispiel die Entwicklung von Raketentriebwerken mit hohem Schub, die für die Mondlandung benötigt werden. Es erfordert die Zusammenarbeit vieler technischer Disziplinen wie Werkstofftechnik, Metallurgie, Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, elektronische Information sowie präzise Fernerkundung und -steuerung.

Das wissenschaftlich-technische Industriesystem der Vereinigten Staaten wurde durch den Krieg im Zweiten Weltkrieg nicht zerstört. Stattdessen erlebte es eine große Entwicklung durch die Stimulierung militärischer Aufträge. Auch eine große Zahl wissenschaftlicher und technologischer Experten, die freiwillig oder unfreiwillig (wie etwa deutsche Kriegsgefangene) aus Kriegsgebieten in die Vereinigten Staaten kamen, gaben der technologischen Entwicklung der Vereinigten Staaten nach dem Krieg neue Impulse.

Von Braun (Bildquelle: Wikipedia)

Unter den historischen Bildern des Apollo-Mondlandeprogramms befindet sich ein sehr symbolträchtiges Foto: von Braun in seinem Büro bei der NASA, hinter ihm alle Raketentypen, die er entwickelt hat, vom Start des ersten Satelliten bis zum Transport von Astronauten zum Mond. Auch aufgrund seiner bedeutenden Rolle bei der Raketenentwicklung ist von Brauns Name untrennbar mit der Apollo-Mondlandung verbunden.

Der Mentor von Herrn Qian Xuesen, der Meister der Aerodynamik, John von Karman, lobte Herrn Qian Xuesen einst als „das größte Genie auf dem Gebiet der amerikanischen Raketentechnologie“. Wenn Herr Qian nicht nach China zurückgekehrt wäre, wer hätte in diesem Büro gearbeitet?

Entscheiden Sie sich für die Rückkehr ins Mutterland und entscheiden Sie sich, ein Sämann zu sein

In dieser Ära, in der die Kraft des Landes nicht ausreichte, um die „kühnen“ Ideen der Wissenschaftler zu unterstützen, konnten sie nichts anderes tun, als still zu arbeiten, einen Samen nach dem anderen für die Zukunft zu säen und auf den Tag zu warten, an dem es genügend Sonnenschein und Regen geben würde und die neugeborenen Triebe so schnell wie möglich zu riesigen Bäumen heranwachsen könnten.

Herr Qian Xuesen hält einen Vortrag (Fotoquelle: China Academy of Space Systems Science and Engineering)

Im Jahr 1958, als die Entwicklung künstlicher Satelliten und Trägerraketen gerade erst begonnen hatte, wurde Herrn Qian Xuesen klar, dass er vorläufige Untersuchungen zu Treibstoffen mit hohem spezifischen Impuls durchführen musste, wenn er in Zukunft über leistungsfähigere Raketen verfügen wollte.

Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Entwicklung von Kraftstoff mit hohem spezifischen Impuls im Ausland noch in der Sondierungsphase und es gab keine Informationen, auf die man zurückgreifen konnte. Unter der Leitung und Aufsicht von Herrn Qian Xuesen errichtete die Chinesische Akademie der Wissenschaften in Huairou eine Testbasis für hochenergetische Brennstoffe. Nach der Erkundung wurde die Brennstoffkombination aus flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff als Entwicklungsrichtung gewählt. Motoren für die Verwendung von flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff wurden erstmals in den 1960er Jahren entwickelt.

Als die Rakete vom Typ Langer Marsch 5 in den Weltraum donnerte und das Kernmodul der Raumstation Tianhe sowie den Marsrover Tianwen-1 ins All schickte, sorgten die beiden 50 Tonnen schweren Flüssigwasserstoff-/Flüssigsauerstofftriebwerke der ersten Stufe des Kerns für die entscheidende Energie. Ihre Wurzeln lagen in der von Herrn Qian errichteten Testbasis.

Die beiden im „Zehnjahresplan“ geplanten Typen bemannter Raumfahrzeuge heißen „Qianjunbang Nr. 1“ und „Qianjunbang Nr. 2“ und haben die Funktion, den Boden strategisch zu erkunden bzw. Angriffe im Weltraum zu starten. Ihre Namen stammen aus dem Gedicht des Vorsitzenden Mao: „Der goldene Affe hebt seinen tausend Pfund schweren Stock, und der jadefarbene Himmel räumt den Staub Tausende von Meilen weit weg.“ Sie sind beide romantisch und bringen die Mission zum Ausdruck, das Land zu verteidigen.

Darüber hinaus ist ein wiederverwendbares Space Shuttle mit einem Startgewicht von 50 Tonnen geplant, das zwischen der Erde hin- und herfliegen kann.

Herr Qian Xuesen hatte bereits 1949 eine vorläufige Idee für diese Art von Raumfahrzeug vorgeschlagen. Dabei ging es darum, die V2-Rakete zu nutzen, um sie in ein horizontal startendes Raumflugzeug umzuwandeln und durch Flüge außerhalb der Atmosphäre schnelle interkontinentale Transporte zu ermöglichen. Diese Idee diente als Inspiration für das US-amerikanische Experimentalflugzeug X-20 und gilt als eine der Designideen für das Space Shuttle, das die USA später bauten.

Allerdings war die Entwicklung dieser komplexen Raumfahrzeuge für China damals eine nahezu unmögliche Aufgabe.

Als die Zentralregierung 1970 die Entwicklung eines bemannten Raumschiffs mit dem Codenamen „Dawn“ genehmigte, mussten die Konstrukteure erneut auf den Boden der Tatsachen zurückkehren und das Raumschiff so gestalten, dass es in seinen Leistungen dem „Gemini“-Raumschiff der USA aus den 1960er Jahren ähnelte und in der Lage war, zwei Astronauten gleichzeitig für Hin- und Rückflüge zwischen Erde und Himmel zu befördern. Dieser pragmatische Plan musste jedoch 1975 aus verschiedenen Gründen auf Eis gelegt werden. Im Rahmen des „Shuguang“-Projekts wurde ein Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin und -technik gegründet, das in direktem Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten im Weltraum steht. Nach der Einstellung des „Shuguang“-Projekts wollten die zuständigen Abteilungen das Institut einst schließen, um Geld zu sparen.

Es war Herr Qian Xuesen, der herumlief und aktiv an verschiedenen Aspekten arbeitete und allen erzählte, dass „die Reise ins All ein unvermeidlicher Trend in der Entwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie ist“ und „wenn das 507 Institute jetzt aufgelöst wird, wird es schwierig sein, dieses Geschäft in Zukunft fortzuführen.“

Als einige Jahre später jemand anderes über dieses Forschungsinstitut nachdachte, schlug Herr Qian, der immer sanft und höflich war, auf den Tisch. Mittlerweile ist dieses Institut zum chinesischen Zentrum für wissenschaftliche Forschung und Ausbildung im Bereich Astronauten geworden. Alle chinesischen Astronauten, die in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft im Weltraum unterwegs waren, wurden von dieser Institution ausgewählt, ausgebildet und während des gesamten Fluges geschützt.

Mit der Verbesserung der umfassenden nationalen Stärke und des allgemeinen wissenschaftlichen und technologischen Niveaus meines Landes sind viele der weitsichtigen Ideen des „Zehnjahresplans“ allmählich Wirklichkeit geworden. Beispielsweise können die im „Zehnjahresplan“ geplanten Navigationssatelliten Lighthouse-1 und Lighthouse-2 Navigations- und Positionierungsfunktionen für die globale Navigation meines Landes bereitstellen. Im Jahr 2020 wurde das globale Navigations- und Positionierungssystem Beidou fertiggestellt und entwickelte sich zu einem leuchtenden chinesischen Leuchtfeuer im Meer der Sterne. Nach 2010 wurden Kommunikationssatellitenplattformen wie Dongfanghong-3B und Dongfanghong-4 erfolgreich entwickelt und begannen, stabile und zuverlässige Dienste bereitzustellen. Die im „Zehnjahresplan“ geplante Idee eines „ionenraketengetriebenen Satelliten mit großer Kapazität in synchroner Umlaufbahn“ wurde verwirklicht.

Abschluss

Von Shenzhou V bis Shenzhou VII unternahm jeder Astronaut, der triumphal aus dem Weltraum zurückkehrte, eine besondere Reise zum Haus von Herrn Qian Xuesen, um ihm Bericht zu erstatten.

Weltraumheld Yang Liwei kehrt von seinem ersten Flug zurück und berichtet Herrn Qian Xuesen (Fotoquelle: CCTV Video)

Herr Qian Xuesen konnte mit eigenen Augen sehen, dass aus den Samen, die er und andere Wissenschaftler der älteren Generation gesät hatten, gewaltige Bäume geworden sind. Der von ihnen angelegte Stahlwald namens „Dongfeng“ schützt täglich das friedliche Leben der Menschen.

Damals kehrte der jüngste Professor des MIT in sein unterentwickeltes Heimatland zurück und verzichtete dabei nicht nur auf ein bequemes Leben und ein großzügiges Einkommen, sondern auch auf viele Möglichkeiten, seinen Namen mit „menschlichen Erstleistungen“ in Verbindung zu bringen und seine Arbeiten in Universitätslehrbücher aufzunehmen. Als im Jahr 2009 die Nachricht vom Tod von Herrn Qian Xuesen veröffentlicht wurde, führten viele westliche Medien die Rückkehr von Herrn Qian nach China einfach auf die damals vorherrschende McCarthy-Bewegung zurück.

Herr Qian Xuesen, der ein Jahr alt wurde, und sein Vater Qian Junfu (Fotoquelle: Approaching Qian Xuesen)

Was sie jedoch nicht wissen, ist, dass sein Vater Herrn Qian folgende Nachricht schickte, als er das Land verließ:

„Ein Mensch sollte die Eigenschaften einer weisen, gütigen, rechtschaffenen, intelligenten, loyalen, brüderlichen und kindlichen Pietät besitzen.“ „Die Reise meines Sohnes in den Westen ist nicht sein lang gehegter Wunsch. Er sollte ruhig und glanzvoll zurückkehren.“

Der Sinn für Familie und Vaterland ist jedem echten Chinesen tief ins Mark eingraviert. Auch wenn die Ausdrucks- und Umsetzungsformen unterschiedlich sind, ist es das gemeinsame Ziel der Nachkommen von Yan und Huang, Beiträge zum Wohlstand und zur Stärke ihres Landes zu leisten, seien sie nun weltbewegend oder unbekannt.

Bildquelle: Animation „Year Hare Affair“

Quellen:

1. Qian Xuesens Weltraumjahre, China Aerospace Press