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China sammelt Mondfelsen in einer Mission, die bald startet

China plant, bereits am frühen Montagmorgen ein Raumschiff an die Mondoberfläche zu bringen, das als erstes seit mehr als vier Jahrzehnten Mondgestein zurückbringen soll.

Die Mission Chang’e-5 ist der jüngste Schritt in einem ehrgeizigen Weltraumprogramm, von dem China hofft, dass es bis 2030 mit einer internationalen Mondforschungsstation und schließlich einer menschlichen Kolonie auf dem Mond gipfelt.

Wenn Chang’e-5 erfolgreich ist, wird China nur die dritte Nation sein, die Mondstücke auf die Erde zurückbringt. NASA-Astronauten haben dieses Kunststück während der Apollo-Mondlandungen vollbracht, ebenso wie die Luna-Roboterlander der Sowjetunion, die 1976 mit Luna 24 endeten. Diese Proben haben maßgeblich zu unserem Verständnis der Entwicklung des Sonnensystems beigetragen, und Planetenwissenschaftler haben gespannt auf den Tag gewartet Weitere Proben würden auf die Erde zurückgebracht.

“Dies ist eine wirklich kühne Mission”, sagte David S. Draper, der stellvertretende Chefwissenschaftler der NASA. “Sie werden den Ball in großem Maße über das Spielfeld bewegen, um viele Dinge zu verstehen, die für die Mondgeschichte wichtig sind.” ”

In den letzten Jahrzehnten hat sich das Interesse an einer Rückkehr zum Mond nach der Entdeckung von gefrorenem Wasser in schattigen Kratern in den Polarregionen wieder belebt. Die NASA hat sich zum Ziel gesetzt, mit ihrem Artemis-Programm Astronauten in den kommenden Jahren auf Neumondlandungen zu schicken. Kommerzielle Unternehmen – einige unter Vertrag bei der NASA – wollen in den nächsten ein oder zwei Jahren Roboterlander zum Mond schicken. Indien und eine israelische gemeinnützige Organisation versuchten 2019, Raumschiffe auf dem Mond zu landen, aber beide Raumschiffe stürzten ab.

In diesem Jahrhundert hat bisher nur China erfolgreich Roboter-Raumschiffe auf die Mondoberfläche gebracht: Chang’e-3 im Dezember 2013 und Chang’e-4, das im Januar 2019 als erstes Raumschiff auf der anderen Seite landete des Mondes. Fast zwei Jahre später ist Chang’e-4 immer noch unterwegs und studiert Mondgeologie.

Obwohl es viel später als die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion begann, hat China in den letzten zehn Jahren enorme Fortschritte gemacht und es zu einer Elite der raumfahrenden Nationen gemacht. Zusätzlich zu den Mondmissionen haben Chinas Astronauten dreimal mit Raumstationen des eigenen Bauwerks im Orbit angedockt. Im Juli nahm die Tianwen-1-Mission Kurs auf den Mars und wird nächstes Jahr versuchen, auf der Oberfläche des roten Planeten zu landen.

Diese Errungenschaften sind zu einer Quelle des Nationalstolzes geworden, der sorgfältig verwaltet wurde, um die starke und beständige Führung der Kommunistischen Partei zu betonen. Chinas Raumfahrtprogramm bleibt geheim, aber die Beamten haben mehr Details als gewöhnlich über Chang’e-5 angeboten – ein Zeichen für wachsendes Vertrauen in die nachgewiesene Erfolgsbilanz der Missionen.

Die gesamte Chang’e-5-Mission, vom Start bis zur Gewinnung der Gesteinsproben, wird in weniger als einem Monat beendet sein.

Nachdem das Raumschiff die Umlaufbahn um den Mond betreten hat, wird sich Chang’e-5 in zwei Teile teilen: Ein Lander wird an die Oberfläche gehen, während das andere Teil, ein Orbiter, auf seine Rückkehr wartet.

Sobald der Lander an die Oberfläche gelangt ist, muss er alle Bohr- und Schaufelaufgaben an einem einzigen Mondtag erledigen, der 14 Erdentage dauert. Der Lander ist nicht dafür ausgelegt, die kalte dunkle Mondnacht zu überleben.

Der Chang’e-5-Lander enthält eine kleine Rakete, die vor Sonnenuntergang mit den Gesteins- und Bodenproben abgefeuert wird. Diese Rakete wird sich treffen und an dem Teil des Raumfahrzeugs andocken, das im Orbit verblieben ist. Die Proben werden für die Rückreise zur Erde an den Orbiter übergeben.

Die Stichprobe soll Mitte Dezember in der Region Innere Mongolei in China landen.

In einem Interview mit Chinas staatlichem Fernsehsender räumte Yu Dengyun, stellvertretender Chefdesigner des chinesischen Monderkundungsprojekts, ein, dass die komplexe Choreografie von Chang’e-5 technisch anspruchsvoller sei als die früherer Missionen.

“Wir starten Raketen mit relativ ausgereifter Technologie auf dem Boden, aber wir verwenden den Lander als Startplattform auf der Mondoberfläche”, sagte er. „Wie wir Wärme ableiten, Strömungen umleiten und den Anstiegsprozess steuern können, haben wir noch nie zuvor getan. Dies sind harte Nüsse zu knacken. ”

Chang’e-5 zielt darauf ab, mehr als vier Pfund Exemplare zur Erde zurückzubringen. In den 1970er Jahren brachten drei erfolgreiche sowjetische Luna-Missionen insgesamt etwa 10 Unzen Mond zurück. Die Apollo-Astronauten der NASA schleppten 842 Pfund Mondgestein und Erde zurück. Wissenschaftler untersuchen immer noch die Apollo- und Luna-Proben.

Der Landeplatz ist eine Vulkanebene namens Mons Rümker in der Region Oceanus Procellarum auf der nahen Seite des Mondes. Für Planetenforscher versprechen die aus dieser Region gesammelten Gesteine ​​einen Blick auf einen viel jüngeren Teil des Mondes. Die von Apollo und Luna erkundeten Orte waren alle mehr als drei Milliarden Jahre alt. Mons Rümker wird auf rund 1,2 Milliarden Jahre geschätzt.

Weil es sich so sehr von diesen früheren Standorten unterscheidet, “ist es möglich, neue wissenschaftliche Ergebnisse zu erzielen”, sagte Xiao Long, ein Planetengeologe an der chinesischen Universität für Geowissenschaften in Wuhan, der an der Auswahl des Landeplatzes beteiligt war, in einem Email.

Planetenforscher hoffen, dass von Chang’e-5 zurückgebrachte Gesteine ​​eine Kraterzähltechnik kalibrieren können, mit der das Alter geologischer Oberflächen auf Planeten, Monden und Asteroiden im gesamten Sonnensystem abgeschätzt wird.

Eine junge Oberfläche ist glatt und fast makellos, während eine alte Oberfläche stärker kraterartig ist. Aber bis Apollo lieferte das Zählen von Kratern nur das relative Alter; Wissenschaftler konnten feststellen, dass ein Ort älter als der andere war, aber nicht genau wie alt.

Mit Mondgesteinen, die von Neil Armstrong und anderen Astronauten gesammelt wurden, konnten Wissenschaftler radioaktive Elemente in den Gesteinen messen und genau berechnen, wann ein Vulkanausbruch stattgefunden hatte, und damit das Alter der Teile des Mondes, in denen sich die Apollo-Entdecker niederließen. Aber keine der Missionen landete auf einem jüngeren Teil des Mondes und hinterließ eine große Lücke der Unsicherheit.

Die östliche Hälfte von Mons Rümker ist eine Basaltebene – ein Felsen aus gehärteter Lava -, die relativ kraterfrei ist, was auf ein Alter von nicht viel mehr als einer Milliarde Jahren hindeutet.

“Es hat Auswirkungen weit über den Mond hinaus”, sagte James W. Head III, Professor für Geowissenschaften an der Brown University, der mit Dr. Xiao und anderen chinesischen Wissenschaftlern an der Analyse von Mons Rümker beteiligt war. “Es ist also wirklich ein großartiger Ort. ”

Wissenschaftler möchten auch einige der Unterschiede in der Zusammensetzung verschiedener Teile des Mondes verstehen, und die Proben könnten auch erklären, wie ein Teil des Mondes etwa drei Milliarden Jahre nach seiner Entstehung noch geschmolzen war. Zum Beispiel wollen sie sehen, ob Gesteine ​​von Möns Rumker viel Thorium enthalten. Wenn der obere Mantel des Mondes in dieser Region eine Fülle dieses radioaktiven Elements enthielt, das beim Zerfall Wärme erzeugt, könnte dies den Vulkanismus erzeugt haben, der Lava auf die Oberfläche verschüttete, bevor er in die Basaltebene abkühlte.

“Oder gibt es einen anderen Faktor oder ist der Innenraum noch heiß?” Fragte Dr. Head. „Wenn wir diese Proben entnehmen, können wir feststellen, ob es sich um hohe Thoriumwerte handelt oder nicht. Und wenn nicht, setzt dies die ganze Frage zurück. ”

Wenn es wenig Thorium gibt, “müssen Wissenschaftler überdenken, wie dieses junge Vulkangestein entstanden ist”, sagte Dr. Xiao.

Um diese und andere Fragen zu untersuchen, sagte Carolyn H. van der Bogert, eine Wissenschaftlerin am Institut für Planetologie der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster, dass Forscher mehr brauchten als die Fülle an Daten, die durch die Umlaufbahn von Raumfahrzeugen wie z als Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA.

“Was wir jetzt wirklich brauchen, sind sehr gezielte Bodenwahrheitsmissionen”, sagte Dr. van der Bogert. Missionen wie Chang’e-5, fügte sie hinzu, „werden für das Testen und Verbessern unserer Fernerkundungsdatensätze von entscheidender Bedeutung sein. ”

Claire Fu trug zur Forschung bei.

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