Raumfahrt: China startet größte Marsmission aller Zeiten

Ein Orbiter und ein Rover sollen den Mars über und unter der Oberfläche mit einer Reihe von Instrumenten untersuchen.

Artikel von Frank Wunderlich-Pfeiffer veröffentlicht am 23. Juli 2020, 8:24 Uhr

Erst nach dem erfolgreichen Start wurden Aufnahmen davon im chinesischen Fernsehen gezeigt. (Bild: CGTN / Screenshot (Golem.de))

Tianwen, Fragen an den Himmel, heißt die erste komplett chinesische Marsmission. Mit einer Startmasse von rund 5 Tonnen ist es zugleich die schwerste Marsmission aller Zeiten. Sie startete an Bord einer Schwerlastrakete vom Typ Langer Marsch 5 um 6.42 Uhr Mitteleuropäischer Zeit vom Weltraumbahnhof Wenchang auf der südlichen chinesischen Insel Hainan. Um 7.30 Uhr wurde bestätigt, dass die Mission auf dem Weg zum Mars sei. Der Name der Mission stammt von einem rund 2.300 Jahre alten Gedicht aus in Versform geschriebenen Fragen des Dichters Qu Yuan.

Eine Frage an die chinesische Raumfahrtagentur ist, weshalb der Start nicht live übertragen wurde. Da die Insel Hainan eine Touristengegend mit vielen Urlaubern ist, gab es mehrere inoffizielle Livestreams im Internet, die aber immer wieder von den Regierungsbehörden geschlossen wurden. Erst nach Bestätigung des erfolgreichen Starts wurden die Liveaufnahmen davon auch offiziell vom chinesischen Fernsehen auf Youtube gezeigt.

Das erste Ziel der Mission ist es nun, einen elliptischen polaren Marsorbit zu erreichen, mit einem tiefsten Punkt von 265 km über der Marsoberfläche und einem höchsten Punkt von etwa 12.000 km. Von dort aus soll die wissenschaftliche Untersuchung beginnen. Aus dem polaren Orbit kann die gesamte Oberfläche des Planeten untersucht werden. Nach zwei bis drei Monaten soll dann eine Kapsel mit einem Lander abgetrennt werden. Der Landeort soll Utopia Planitia sein - die Utopia Ebene, auf der schon die Mission Viking 2 landete und wo in der Science-Fiction eines Tages Raumschiff Enterprise gebaut werden soll.

Rover hat Bodenradar und Laser

An Bord der Landekapsel ist ein 240 kg schwerer, solarbetriebener Rover, etwa doppelt so schwer wie der Yutu Rover der chinesischen Mondmissionen und damit auch größer als die Rover Spirit und Opportunity, die jeweils eine Masse von 185 kg hatten. An Bord des Rovers sind neben einer Multispektralkamera mit neun Farbfiltern auch ein Magnetfeldsensor und eine Wetterstation mit Mikrofon. Dazu kommen ein Bodenradar zur Untersuchung des Untergrunds und ein Sensorpaket zur Untersuchung der Zusammensetzung von Oberfläche.

Ein Bodenradar hatten auch schon die Yutu Mondrover. Im Frequenzbereich von 55 MHz könnte es Messungen bis in eine Tiefe von 100 Meter durchführen, wenn der Untergrund aus Eis besteht. In normaler Erde sind es etwa 10 Meter. Im zweiten Frequenzbereich um 1.300 MHz reicht das Radar bis in 3 Meter tiefe Erde.

Das Sensorpaket zur Oberflächenuntersuchung besteht aus einem Laser, der Proben auf der Oberfläche in einer Entfernung von bis zu 10 Metern verdampfen kann, die normale Reichweite beträgt zwei bis fünf Meter. Damit sollen Elemente wie Silizium, Aluminium, Eisen, Magnesium, Kalzium, Natrium, Sauerstoff, Kohlenstoffe, Wasserstoff, Mangan, Titan und Schwefel nachgewiesen werden. Dazu kommt noch ein Spektrometer für nahes Infrarot im Spektralbereich von 850 bis 2.400 Nanometer.

Der Orbiter ist mit einer Reihe ähnlicher Instrumente wie der Rover ausgestattet. Neben Kameras sind auch Spektrometer für optisches und infrarotes Licht an Bord, ein Radar im Bereich von 10 bis 20 MHz und 30 bis 50 MHz sowie ein Magnetometer. Dazu kommen noch zwei Sensoren zur Messung von Teilchen im Orbit sowohl aus der Marsatmosphäre als auch des Sonnenwindes, um deren Zusammenspiel zu untersuchen und die Verlustprozesse der Marsatmosphäre zu studieren. Tianwen-1 wird im Januar am Mars ankommen, der Versuch der Landung ist dann für März oder April geplant.

China will noch Mondgestein zur Erde holen

Es ist die zweite chinesische Mission zum Mars. Die erste, Yinghou-1, stürzte zusammen mit der russischen Mission Phobos Grunt ab, als deren Oberstufe nach dem Start versagte und es der Mission nicht gelang, den Erdorbit zu verlassen. Auch der Raketenstart dieser Mission war mit einigen Unsicherheiten behaftet. Es war erst der vierte Flug einer Schwerlastträgerrakete vom Typ Langer Marsch 5 und der dritte erfolgreiche Start.

Beim zweiten Flug war die Rakete mit einem Testsatelliten an Bord wegen eines Konstruktionsfehlers in den Triebwerken der zweiten Stufe abgestürzt. Erst in diesem Jahr flog wieder eine Rakete dieses Typs mit einem Raumschiffprototypen an Bord. Dieser Flug sollte sowohl die Marsmission als auch den Start des ersten Moduls der neuen chinesischen Raumstation im Jahr 2021 vorbereiten.

Noch in diesem Jahr soll eine weitere Rakete Langer Marsch 5 mit der Raumsonde Chang'E 5 an Bord starten. Diese soll auf der Mondoberfläche Proben nehmen, die dann mit Hilfe einer kleineren Rakete zur Erde zurückgebracht werden sollen. Es wird die erste Mission dieser Art seit der sowjetischen Mission Luna 24 im August 1976 sein.