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Jadehase 2

chinesischer Mondrover
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Jadehase 2 (chinesisch 玉兔二號 / 玉兔二号, Pinyin yùtù èr hào, englisch Jade Rabbit 2) ist der Rover der am 7. Dezember 2018 gestarteten chinesischen Mondmission Chang’e-4. Am 20. Dezember 2019, dem 20. Jahrestag der Wiedervereinigung mit Macau, hatte Jadehase 2 den 49 Jahre alten Rekord von Lunochod 1 als das am längsten auf der Mondoberfläche tätige Fahrzeug gebrochen.[1] Am 25. August 2020, dem 7. Tag des 7. Monats nach dem Mondkalender, also dem einen Tag im Jahr, an dem sich Kuhhirte und Weberin über die Elsternbrücke begegnen, hatte der Rover genau 600 Tage auf dem Mond verbracht.[2]

Kommunikation mit der erdabgewandten Seite des Mondes mit Lander und Rover über den Relais-Satelliten Elsternbrücke (Queqiao) (Schema)

Mission

Nach der Landung im Von-Kármán-Krater des Südpol-Aitken-Beckens hat der Rover den Lander am 3. Januar 2019 um 22:22 Uhr nach Pekinger Zeit (14:22 GMT) über eine Rampe verlassen. Er ist der erste, der die Rückseite des Mondes befährt.[3] Der Rover der Chinesischen Weltraumbehörde (CNSA) ist nach dem Jadehasen der am 1. Dezember 2013 gestarteten chinesischen Mondmission Chang’e-3 der zweite Mondrover Chinas. Das Wort Jadehase (玉兔, yùtù) bezeichnet in der chinesischen Mythologie den Begleiter der Mondgöttin Chang’e (siehe Hase im Mond). Technischer Direktor des Mondprogramms der Volksrepublik China ist seit 2010 Wu Weiren. Bei der Herstellerfirma von Chang’e-4, der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie, ist seit April 2016 Sun Zezhou der Chefkonstrukteur für die Mondsonden.[4] Der Rover selbst wird von drei Teams betreut:

  • Das Wissenschaftsteam (科学团队) analysiert die vom Rover über den Relaissatelliten Elsternbrücke an die Erde gefunkten Daten, weist auf die noch zu messenden Dinge hin und schlägt den jeweils nächsten Haltepunkt des Rovers vor.
  • Das Planungsteam (计划团队) arbeitet entsprechend den Bedürfnissen des Wissenschaftsteams einen Messplan aus, bestimmt die Messpunkte und legt die Route fest, auf der der Rover zu diesen Punkten gelangt.
  • Das Steuerteam (操控团队) schreibt die Befehlszeilen für den Rover und sorgt so dafür, dass Jadehase 2 an den gewünschten Punkten die gewünschten Messungen durchführt.[5]

Wenn die Mondnacht naht, sucht Jadehase 2 einen vorher ausgewählten Schlafplatz auf. Dort dreht er sich mit der Vorderseite nach Süden, sodass das unbewegliche, in Fahrtrichtung linke Solarmodul nach Osten zeigt. Die von einem Radionuklid-Heizelement gespeiste Heizung wird von der Erde aus aktiviert. Dann klappt der Rover den Mast mit der Parabolantenne und der dreidimensionalen Panoramakamera nach hinten in sein Gehäuse und klappt den beweglichen Solarzellenflügel darüber, um das Gehäuse zu verschließen und sich vor der Kälte zu schützen.

Wenn nach 14 Tagen die Sonne wieder aufgeht und die von dem linken Solarzellenflügel gelieferte Leistung ein gewisses Maß überschreitet, erwacht der Rover automatisch. Sein Zentralrechner schaltet sich ein, der bewegliche Solarzellenflügel und der Mast klappen aus, und Jadehase 2 baut selbstständig eine Funkverbindung mit dem Relaissatelliten Elsternbrücke auf. Das Steuerteam auf der Erde dreht den Rover in die gewünschte Marschrichtung, dann beginnt er seine Arbeit.[6]

Während der vielen Monate, die Jadehase 2 mit der Erforschung des Von-Kármán-Kraters verbrachte, hatten die Techniker der Planungs- und Steuerteams reichlich Erfahrung mit der Steuerung eines Fahrzeugs auf einem fremden Himmelskörper gesammelt. Bei der Marsmission Tianwen-1 sind die Anforderungen durch die Signallaufzeit von bis zu 40 Minuten noch wesentlich höher, daher wurden die Techniker, die im Raumfahrtkontrollzentrum Peking die Route des Marsrovers festlegen und programmieren sollen, aus den erfahrenen Mondteams ausgewählt.[7]

Aufbau

Datei:VonKarman.jpg
Die Landestelle von Chang’e-4 (Stern) mit Auswurfmaterial von Finsen (gelb) und Von Kármán L (grün).

Die Maße des Chang'e-4-Rovers betragen ca. 1,5 × 1 × 1 Meter und das Gewicht 140 kg. Die Bodenfreiheit beträgt 30 cm, er kann Steigungen von bis zu 20° bewältigen und Hindernisse von bis zu 20 cm überklettern.[8] Das Gelände im Von-Kármán-Krater ist anspruchsvoller als im Mare Imbrium, wo Chang'e-3 gelandet war. Es kommt häufig vor, dass dem Rover größere Felsbrocken im Weg stehen, woraufhin er automatisch komplizierte, mehrstufige Ausweichmanöver einleitet, um das Hindernis möglichst eng zu umfahren und nicht zu weit von seinem Weg abgelenkt zu werden.[9] Dadurch kommt Jadehase 2 trotz seiner Grundgeschwindigkeit von 5,5 cm/s spürbar langsamer voran als sein Vorgänger.[10][11] Am 31. März 2019 erläuterte Liu Dianfu (刘殿富), der Leiter der für das Fortbewegungssystem des Rovers verantwortlichen Entwicklergruppe, dass Jadehase 2, falls es nicht zu unvorhergesehenen Zwischenfällen käme, noch mindestens 1 Jahr seiner Arbeit nachgehen könnte.[12] Dies traf dann auch ein. Als der Rover am 27. Juli 2020, am Ende des 20. Tages auf dem Mond, in den Schlafmodus überging, arbeitete sowohl das Fahrzeug als auch sämtliche Nutzlasten noch einwandfrei, der Rover kämpfte sich in nordwestlicher Richtung aus dem Streufeld des Finsen-Kraters heraus. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte er 490 m zurückgelegt, ohne einmal steckengeblieben zu sein.[13]

Der Rover besitzt folgende Nutzlasten:[14]

  • eine Panoramakamera (PCAM)[15], um dreidimensionale Bilder von der Landestelle und des erkundeten Geländes für ein Studium der Oberflächenmorphologie und der geologischen Struktur zu erhalten
  • ein Bodenradar (Lunar Penetrating Radar, LPR), baugleich mit dem seines Vorgängers Jadehase, zur Vermessung der Monduntergrundstruktur[16][17]
  • ein Infrarotspektrometer (Visible und Near-Infrared Imaging Spectrometer, VNIS) für die Untersuchung der mineralogischen Zusammensetzung des Mondoberflächenmaterials. Konkret wird nach Erzen gesucht, die sich in der Zukunft abbauen lassen.[18][19]
  • ein Detektor für neutrale Atome (Advanced Small Analyzer for Neutrals, ASAN, Schweden)[20] zur Beobachtung energieneutraler Atome und positiver Ionen, das heißt der Strahlenbelastung am Südpol

Ungewöhnliche Beobachtungen

Während des 17. Arbeitstags auf dem Mond (16. bis 30. April 2020) hatte Jadehase 2 einen flachen Krater mit etwa 1,3 m Durchmesser und kaum 20 cm Tiefe entdeckt, in dessen Mitte und südöstlicher Flanke sich Material befand, das das Sonnenlicht ungewöhnlich stark reflektierte und sich von dem Regolith in der Umgebung klar unterschied. Als der Rover am Ende des Tages in den Schlafmodus überging, war er noch drei Meter von dem Krater entfernt. Da die Ressourcen des Chinesischen Tiefraum-Netzwerks im Mai/Juni 2020 wegen der sich damals in Vorbereitung befindenden Tianwen-1-Mission zum Mars weitgehend vom Mondprogramm abgezogen wurden, konnte sich Jadehase 2, als er am 16. Mai 2020 bei Sonnenaufgang wieder in den Arbeitsmodus überging, dem Krater zunächst nicht weiter nähern.[21][22] Am 13. Juni 2020 waren die Umbaumaßnahmen an den Tiefraumstationen Kashgar und Giyamusi beendet, und als am 15. Juni auf der Rückseite des Mondes die Sonne wieder aufging, begann der Rover den Krater mit seinem Infrarotspektrometer zu untersuchen.[23] Er machte während des 19. Mondtags (15. bis 27. Juni 2020) zweimal, unter zwei verschiedenen Lichteinfall-Situationen, Aufnahmen von dem Material im Inneren des Kraters und wandte sich dann wieder nach Nordwesten, um sich einen geeigneten Schlafplatz für die kommende Mondnacht zu suchen.[24]

Einzelnachweise

  1. ↑ “玉兔二号”：成月面工作时间最长月球车. In: clep.org.cn. 23. Dezember 2019, abgerufen am 23. Dezember 2019 (chinesisch).Lunochod 1 hatte allerdings mit 10,54 km eine wesentlich längere Strecke zurückgelegt.
  2. ↑ “来自星星的七夕大礼”：天问一号距离地球超1000万公里，嫦娥四号工作满600天！ In: spaceflightfans.cn. 25. August 2020, abgerufen am 25. August 2020 (chinesisch).
  3. ↑ 蔡金曼: 嫦娥四号着陆器与巡视器顺利分离　玉兔二号在月背留下人类探测器的第一道印迹. In: cnsa.gov.cn. 4. Januar 2019, abgerufen am 23. Dezember 2019 (chinesisch).
  4. ↑ 德先生: 孙泽洲：嫦娥四号传回月球近景图离不开他13年的付出，月背软着陆为中国实现载人登月打下契机. In: zhuanlan.zhihu.com. 8. Januar 2019, abgerufen am 5. Mai 2019 (chinesisch).
  5. ↑ “玉兔二号”：成月面工作时间最长月球车. In: clep.org.cn. 23. Dezember 2019, abgerufen am 23. Dezember 2019 (chinesisch).
  6. ↑ 月球背面拓荒者——嫦娥四号着陆月球背面一周年. In: clep.org.cn. 3. Januar 2020, abgerufen am 3. Januar 2020 (chinesisch).
  7. ↑ “天问一号”：中国首次火星之旅. In: k.sina.com.cn. 10. Juli 2020, abgerufen am 11. Juli 2020 (chinesisch).
  8. ↑ 刘锟: “玉兔二号”月球车顺利踏上月球背面！后续还将完成哪些使命？ In: jfdaily.com. 4. Januar 2019, abgerufen am 7. Mai 2019 (chinesisch).
  9. ↑ 嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”巡视器进入第七月夜. In: clep.org.cn. 9. Juli 2019, abgerufen am 13. Juli 2019 (chinesisch). An den Fahrspuren auf dem zweiten Foto ist der erratische Weg zu erkennen, den Jadehase 2 bis zum Ende des 7. Arbeitstags auf dem Mond zurückgelegt hat (der Rover selbst ist bereits aus dem Blickfeld der Landerkamera entschwunden).
  10. ↑ Li Chunlai, Su Yan et al.: The Moon’s farside shallow subsurface structure unveiled by Chang’E-4 Lunar Penetrating Radar. In: advances.sciencemag.org. 26. Februar 2020, abgerufen am 15. März 2020 (englisch).
  11. ↑ 叶瑞优: 国家天文台基于嫦娥四号探测数据发现月球背面幔源物质初步证据. In: cas.cn. 16. Mai 2019, abgerufen am 20. Mai 2019 (chinesisch). In dem Video ist ab 00:17 die Grundgeschwindigkeit des Rovers zu sehen.
  12. ↑ 专家：希望玉兔二号至少工作一年. In: clep.org.cn. 1. April 2019, abgerufen am 10. Mai 2019 (chinesisch).
  13. ↑ “嫦娥”“玉兔”再入梦乡，“天问一号”正在征途. In: spaceflightfans.cn. 27. Juli 2020, abgerufen am 27. Juli 2020 (chinesisch).
  14. ↑ Chang’e 3, 4 (CE 3, 4) / Yutu. Abgerufen am 4. Januar 2019.
  15. ↑ The scientific objectives and payloads of Chang’E−4 mission. In: Planetary and Space Science. Band 162, 1. November 2018, ISSN 0032-0633, S. 207–215, doi:10.1016/j.pss.2018.02.011 (sciencedirect.com [abgerufen am 4. Januar 2019]).
  16. ↑ Su Yan, Fang Guangyou et al.: Data processing and initial results of Chang'e-3 lunar penetrating radar. In: iopscience.iop.org. 13. September 2014, abgerufen am 15. März 2020 (englisch).
  17. ↑ Fang Guangyou et al.: Lunar Penetrating Radar onboard the Chang'e-3 mission. In: iopscience.iop.org. 29. September 2014, abgerufen am 15. März 2020 (englisch).
  18. ↑ Lin Honglei, Lin Yangting et al.: In Situ Photometric Experiment of Lunar Regolith With Visible and Near‐Infrared Imaging Spectrometer On Board the Yutu‐2 Lunar Rover. In: agupubs.onlinelibrary.wiley.com. 11. Februar 2020, abgerufen am 9. Mai 2020 (englisch).
  19. ↑ 林杨挺 et al.: 科研人员对玉兔二号光谱的光照作几何校正. In: spaceflightfans.cn. 9. Mai 2020, abgerufen am 9. Mai 2020 (chinesisch).
  20. ↑ Sweden joins China's historic mission to land on the far side of the Moon in 2018. Abgerufen am 4. Januar 2019.
  21. ↑ 张楷欣: 嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车自主唤醒 进入第18月昼. In: chinanews.com. 17. Mai 2020, abgerufen am 17. Mai 2020 (chinesisch).
  22. ↑ 嫦娥四号玉兔二号任务专题. In: spaceflightfans.cn. 17. Mai 2020, abgerufen am 17. Mai 2020 (chinesisch).
  23. ↑ 李季: 嫦娥四号和玉兔二号自主唤醒 进入第十九月昼工作期. In: chinanews.com. 15. Juni 2020, abgerufen am 15. Juni 2020 (chinesisch).
  24. ↑ “玉兔二号”完成第十九月昼工作 累计行驶里程 463.26 米. In: guancha.cn. 28. Juni 2020, abgerufen am 28. Juni 2020 (chinesisch). Der Rover braucht für die Nacht eine Stelle, wo er sich problemlos so drehen kann, dass das in Fahrtrichtung linke Solarmodul nach Osten zeigt, sodass er für den Aufwachvorgang die Morgensonne nutzen kann.
Commons: Yutu 2 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Jadehase 2 (Alternativbezeichnungen des Lemmas)
Jadehase 2; 玉兔二号, yùtù èr hào, Jade Rabbit 2, Yutu-2, Yutu 2, 玉兔二号月球车; Chang'e-4-Rover; Jade-Kaninchen 2
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