Mengzhou: Das Raumschiff, das China zum Mond fliegen soll
Chinas Raumschiff Mengzhou (deutsch: Traumschiff) steht kurz vor seinem Jungfernflug zur Raumstation Tiangong. Während die Basisversion Erdorbit-Missionen bedient, ist eine spezialisierte Variante für den Transport von Astronauten zum Mond konzipiert.
Aktuelle Fachartikel in Chinese Space Science and Technology(öffnet im neuen Fenster) zeigen nun, wie die Abbruchsysteme und -verfahren der Besatzungskapseln vom Start bis zur Mondumlaufbahn funktionieren.
Hocheffiziente Sprengbolzen für den Notfall
Diese Verfahren sollen die Sicherheit der Astronauten während ihrer gesamten Mission gewährleisten. Im Gegensatz zu integrierten Fluchtsystemen setzt China auf einen klassischen Startrettungsturm(öffnet im neuen Fenster). Die Forscher begründen dies mit der aerodynamischen Effizienz und geringeren Vibrationslasten für das Servicemodul.
Der Rettungsturm ist ein kleines Raketensystem, das oben auf der Kapsel sitzt. Er ist dazu da, die Crew-Kapsel im Falle eines schweren Fehlers der Trägerrakete während der Startphase schnell von der Rakete wegzuziehen und in Sicherheit zu bringen.
Im Notfall trennen hocheffiziente Sprengbolzen(öffnet im neuen Fenster) – acht am Servicemodul, sechs am Rettungsturm – die Kapsel umgehend von der Trägerrakete. Analysen bestätigen, dass selbst bei punktuellem Versagen der Bolzen die strukturelle Last ein sicheres Brechen der Verbindung erzwingt.
Abbruchszenarien für die Mengzhou-Mondmission
Solange sich das Raumschiff auf der Trägerrakete befindet, treten manche Abbruchszenarien nicht auf(öffnet im neuen Fenster). Sollte es nach dem Eintritt in die Mondumlaufbahn ein schwerwiegendes Problem geben, werden die Haupttriebwerke von Mengzhou nicht gezündet. Das Raumschiff fliegt dann um den Mond herum und kehrt zur Erde zurück.
Sollte sich jedoch kurz nach dem Eintritt in die Umlaufbahn oder bis zu mehreren Tagen danach ein erhebliches Problem zeigen, werden die Triebwerke des Raumschiffs gezündet. Je nach Problem werden entweder alle vier oder nur zwei der Triebwerke am Raumschiff starten. Auf seiner Rückflugbahn kann das Raumschiff(öffnet im neuen Fenster) seine Besatzung innerhalb von zwei bis fünf Tagen nach Hause zur Erde bringen. Abhängig von der Position des Raumschiffs, kann die Rückflugzeit unterschiedlich lang ausfallen.
Sollte etwa die Landefähre Lanyue(öffnet im neuen Fenster) vor dem Eintritt in die Abstiegsbahn ein Problem bekommen, kann eine längere Mission an Bord von Mengzhou zur Durchführung von Experimenten und zur Beobachtung der Mondoberfläche stattfinden. Dann würden die für die Oberflächenerkundung vorgesehenen Vorräte der Mondastronauten genutzt.
Die Verbesserung des Navigationsystems
Für das Weltraum-Navigationssystem von Mengzhou(öffnet im neuen Fenster) flossen die Erkenntnisse aus den Shenzhou-Missionen sowie den Andockmanövern der Orbiter Chang'e-5 und Chang'e-6 in der Mondumlaufbahn und den Probenentnahmesystemen ein.
Während des Andockvorgangs nutzt das Raumfahrzeug Laser- und faseroptische Gyroskope zur Bestimmung seiner eigenen Geschwindigkeit und Ausrichtung, Mikrowellenradar und Lidar zur Ermittlung der Entfernung zum Ziel sowie das Beidou-Satellitennetzwerk zur Positionsbestimmung – gerade in der erdnahen Umlaufbahn.
Überdies wurde eine Deep-Learning-Modellanalyse integriert(öffnet im neuen Fenster), um Feinjustierungen an der Flugbahn von Mengzhou für den Flug zum und vom Mond vorzunehmen. Es dient der autonomen Fehlerkorrektur.
Die Landung von Mengzhou
Nach dem Eintritt in die Erdatmosphäre und nachdem das Hitzeschild abgeworfen wurde, wird das Mengzhou-Raumschiff sanft auf sechs Luftkissen aufsetzen(öffnet im neuen Fenster). Dabei lastet eine Masse von 6.000 kg auf den Airbags.
Mengzhou kann sowohl aufrecht als auch auf der Seite landen, ähnlich wie das Wiedereintrittsmodul von Shenzhou. Jedoch stellen die Mengzhou-Luftkissen sicher, dass das Raumschiff durch den kontrollierten Luftablass aufrecht stehen bleibt – vorausgesetzt, die Landegeschwindigkeit wird nicht stark genug abgebremst.
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