Raumfahrt: Tianwen-1 Chinas Marsfahrt: Erste Mission startet am Donnerstag

Die nächste Mars-Mission steht in den Startlöchern. Nachdem die Vereinigten Arabischen Emirate mit ihrer „Hope“-Mission im Weltraum angekommen sind, steht die nächste Mars-Expedition kurz bevor: Die chinesische Raumfahrtbehörde CNSA will voraussichtlich am 23. Juli zum roten Planeten aufbrechen. Mit ihre Mission Tianwen-1 planen sie auf dem Mars zu landen.

Künstlerische Darstellung zeigt die chinesische Mars-Mission Tianwen-1
Diese künstlerische Darstellung zeigt die chinesische Mars-Mission Tianwen-1. Am Marshimmel ist ein Orbiter zu sehen. Am Mars-Boden befindet sich ein Landefahrzeug und ein Rover. Bildrechte: W. X. Wan, C. Wang, C. L. Li & Y. Wei / CNSA

Im Juli starten drei Missionen zum Mars. Neben den USA und der bereits aufgebrochenen Mission der Vereinigten Arabischen Emirate (UAE) will auch die Nationale Chinesische Raumfahrtbehörde CNSA zum roten Planeten aufbrechen. Als Launch-Termin ist der 23. Juli angesetzt. Aktuelle Informationen über eine Verschiebung oder Bestätigung des Termins gibt es nicht.

Tianwen-1 ist die erste chinesische Raumfahrtmission, die sich den Mars als Ziel gesetzt hat. Den Namen „Tianwen“ (chinesisch für „Fragen an den Himmel“) verdankt die Mission einem Gedicht von Qu Yuan (340-278 v. Chr.), einem berühmten Dichter des alten Chinas. Mit einer „Langen Marsch 5“ Rakete wird die Mission vom chinesischen Wenchang Satelliten-Launch-Center auf der Hainan Insel ins Weltall aufbrechen. Dort angekommen wird sich Tianwen-1 auf eine rund siebenmonatige Reise zum roten Planeten machen. Im Februar 2021 soll sie diesen erreichen.

Ankunft und Landeplatz

Dort soll sich Tianwen-1 in eine elliptische Umlaufbahn um die nördlichen Polarkappen begeben. Seine einjährige wissenschaftliche Mission beginnt. Nach den ersten zwei bis drei Monaten wird der nächste Meilenstein der Mission in die Wege geleitet: Mit einem Landefahrzeug will die CNSA einen Mars-Rover auf die Oberfläche des roten Planeten bringen. Das ist für April 2021 geplant.

Die Grafik zeigt den Ausschnitt eines 2.000 Kilometer großen Radius auf dem Mars. Das schwarze Polygon zeigt das Isidis Planitia, eine kreisförmige ausgedehnte Tiefebene auf der nördlichen Hemisphäre. Die 0,5 ° × 0,5 ° quadratischen Gitter (lila) kennzeichnen die Untersuchungsgebiet, in denen die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines Staubsturms während der letzten acht Mars-Jahren berechnet wurden. Das Ergebnis der Untersuchung zeigt, dass die räumliche Wahrscheinlichkeit eines Staubsturms von Nord nach Süd abnimmt.
Die Grafik zeigt den Ausschnitt eines 2.000 Kilometer großen Radius auf dem Mars. Das schwarze Polygon zeigt das Isidis Planitia, eine kreisförmige ausgedehnte Tiefebene auf der nördlichen Hemisphäre. Die 0,5 ° × 0,5 ° quadratischen Gitter (lila) kennzeichnen die Untersuchungsgebiet, in denen die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines Staubsturms während der letzten acht Mars-Jahren berechnet wurden. Das Ergebnis der Untersuchung zeigt, dass die räumliche Wahrscheinlichkeit eines Staubsturms von Nord nach Süd abnimmt. Bildrechte: Peiwen Yao/ Chenfan Li/ Bo Li/ Shandong Provincial Key Laboratory of Optical Astronomy and Solar-Terrestrial Environoment/ Institute of Space Sciences, Shandng University Weihai

Als Landeplatz wurde das Gebiet „Utopia Planitia“ auserkoren – eine größere Tiefebene in der nördlichen Tieflandhemisphäre des Mars. Bereits 1976 landete der US-amerikanische Lander der Raumsonde Viking-2 in dieser Region. Um den genauen Landeplatz zu bestimmen, haben die chinesischen Wissenschaftler das Wetter und das Staubaufkommen über die vergangenen acht Jahre hinweg untersucht. Ihre Erkenntnisse haben sie in einem Beitrag vom 13. Juli 2020 im Magazin „Nature Astronomy“ beschrieben.

Orbiter und Rover erkunden den Planeten

Die beiden Fahrzeuge werden den Mars vom Boden und der Luft aus untersuchen. Der Orbiter soll eine globale und umfassende Vermessung des gesamten Planeten durchführen. Des Weiteren hält er den Kontakt mit dem Rover aufrecht. Diesen kann der Orbiter dann an wissenschaftlich relevante Orte führen. Dort kann der Rover detaillierte Untersuchung vornehmen und hochauflösende Fotos machen.

Animation einer Sonde für eine unbemannte Marsmission
Animation einer Sonde für eine unbemannte Mars-Mission. Im Hintergrund befindet sich die Erde. Bildrechte: imago/Xinhua

Zu den fünf wissenschaftlichen Zielen der Tianwen-1 Mission gehören:

  1. die Kartierung der äußeren Gestalt und geologischen Struktur der Marsoberfläche;
  2. die Eigenschaften der Marsoberflächen und die Wasserverteilung zu erforschen;
  3. die Untersuchung der Zusammensetzung der Oberflächenmaterialen wie Gesteins- und Staubproben;
  4. die Vermessung der Ionosphäre, jenes Teils der Hochatmosphäre, der große Mengen von Ionen und freien Elektronen enthält. Darüber hinaus sollen die Eigenschaften des Marsklimas und der Marsumgebung an der Oberfläche gemessen werden; und letztendlich
  5. werden die physikalischen Felder wie die elektromagnetischen und gravitativen Felder sowie die innere Struktur des roten Planeten vermessen.

China, Mars Mission - Sonde Rover
In dieser künstlerischen Darstellung befindet sich der chinesische Mars-Rover auf dem Landefahrzeug der Mars-Mission Tianwen-1. Bildrechte: imago/Xinhua

Was macht die Mission so einzigartig?

Die Tianwen-1 Mission ist anders als vorherige Mars-Missionen. Es ist nicht nur die erste chinesische Raumfahrtmission zum Mars. Es ist die erste Mission mit einem „all-in-one-try“-Charakter. Das heißt, die CNSA will bereits bei ihrem ersten Besuch einen Orbiter in die Umlaufbahn bringen, ein Landefahrzeug auf der Marsoberfläche landen und einen Rover zur örtlichen Erkundung mitbringen.

Wenn der CNSA dies gelingt, könnte dies eine große Zeitersparnis für zukünftige Missionen bedeuten. Das ideale Zeitfenster für eine Mars-Reise steht nur alle 26 Monate offen. Genau dann stehen sich Erde und Mars am nächsten. Die Erprobung einer Mars-Mission müsste demnach nicht in kleinen Teilschritten über viele Jahre hinweg stattfinden. Jedoch sind bis heute nur ungefähr die Hälfte aller Mars-Missionen geglückt. Ein hohes Risiko zum Scheitern besteht demnach immer noch. Bis zum möglichen Erfolg hat die chinesische Raumfahrtbehörde noch einige Hürden zu bewältigen – vielleicht wird bis dahin auch die eigene Medienpräsenz der CNSA erhöht.

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