Der Fluss des Gletschers

Ein US-Raumfahrtjournalist lästerte einst, dass Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm mit der Geschwindigkeit eines Gletschers vorankomme. Das mag stimmen, aber nur wenn man den Vergleich am stürmischen Entwicklungstempo von USA und UdSSR in den fünfziger und sechziger Jahren ansetzt. Für die Gegenwart gilt das sicher nicht. China ist derzeit die einzige Nation neben – allerdings auf einem um viele Größenordnungen niedrigeren Niveau – dem Iran, die eine stetige Zunahme ihrer Raumfahrt-Fertigkeiten erfährt. Alle anderen etablierten Raumfahrtnationen treten seit etwa drei Jahrzehnten auf der Stelle, oder haben sogar einen regressiven Trend zu verzeichnen.

Trägerrakete des Typs "Langer Marsch 2 F/G" auf dem Weg zur Strartrampe. Credit: Chinanews

Der chinesische Gletscher mag langsam fließen, doch fließt er stetig, ohne Unterbrechungen und ohne irgendwo abzutauen. Im Vergleich dazu setzt das bemannte US-Raumfahrtprogramm alle paar Jahrzehnte zu einem Sprint an, nur um dann stets erschöpft zusammenzubrechen, alles bislang erreichte auf der Müllhalde der Raumfahrtgeschichte zu entsorgen und mit irgend etwas Neuem wieder von vorne anzufangen. Die Sowjetunion kommt technologisch seit einer Generation nicht mehr vom Fleck. Die Planungen in Japan sehen seit mehr als 20 Jahren bemannte Raumfahrt "irgendwann" viele Jahre in der Zukunft vor. Indiens unausgegorene Träume der bemannten Raumfahrt werden von unzureichenden Fähigkeiten behindert, und Europa lebt – in bedauerlicher Traditionspflege – seit Jahrzehnten weit unter seinen Möglichkeiten.

Irgendwo ist der Vergleich mit dem Gletscher aber dennoch passend. Eile galt in China noch nie als erstrebenswerte Qualität. Dort ist man es gewöhnt, in langen Zeiträumen zu denken und zu handeln. Und Chinas gesamtes Raumfahrtprogramm, nicht nur das bemannte, steht auf einer soliden und realistischen Basis. Das mag man beispielsweise an der Einhaltung von Zeitplänen erkennen. Während forsch verkündete Meilensteine im Westen häufig pure Makulatur sind (Beispiel: Die Entwicklung des technisch anspruchslosen europäischen Kleinträgers "Vega" liegt inzwischen fast sechs Jahre hinter der ursprünglichen Planung zurück) werden chinesische Planungen auch über Zeiträume von vielen Jahren am Ende mit einer Genauigkeit von nur wenigen Wochen getroffen.

Und nun zur aktuellen Bewegung des Gletschers…

Tiangong 1

Startvorbereitung Tiangong 1 Credit: jz.chinamil.com

Am 29. September 2011 unternahm China den ersten Schritt auf dem Weg zur eigenen Raumstation. An diesem Tag, hob um 21:16 Uhr Ortszeit von der Startanlage 1 des Weltraumbahnhof Jiuquan eine Trägerrakete des Typs Langer Marsch 2F/G mit dem experimentellen Raumlabor Tiangong 1 unter der Nutzlastverkleidung ab.

Die Trägerrakete ist eine Variante der "Langer Marsch 2F" mit der die bemannten Shenzhou-Raumfahrzeuge in den Orbit gebracht werden. Die Variante F/G setzt gegenüber diesem Typ eine spezielle Nutzlastverkleidung ein (die Version F benötigt gar keine), eine verlängerte erste Stufe und verlängerte Booster

Der Start wurde vom chinesischen Fernsehen in voller Länge und direkt übertragen. Hochrangige Parteiführer, unter ihnen der chinesische Präsident Hu Jintao und Premierminister Wen Jiabao, beobachteten das Ereignis direkt aus dem Kontrollzentrum. Die Anwesenheit dieser Politiker zeigt die Bedeutung, die China der Mission beimisst.

Der Aufstieg in den Orbit gelang problemlos. Knapp 10 Minuten nach dem Verlassen der Startrampe hatte der Träger die Umlaufbahn erreicht und gab Tiangong 1 frei. Nur Minuten später entfalteten sich die Solargeneratoren und Antennen, und General Chang Wangquan, der Chef des bemannten Raumfahrtprogramms Chinas, gab den Erfolg offiziell bekannt.

Innenleben von Tiangon 1 – Künstlerische Darstellung

Tiangong 1 – der Name bedeutet „Himmlischer Palast“ – ist das erste einer Reihe experimenteller Module, mit denen sich China die technologische Basis zum Betreiben einer großen Raumstation erarbeiten wird. Das Modul ist neun Meter lang, hat einen Durchmesser von 2,8 Metern und wog beim Start 8,4 Tonnen. Es verfügt über zwei Solarzellenflügel mit einer Gesamtspannweite von 17 m. Diese Generatoren entsprechen  konstruktiv denen des Shenzhou-Raumschiffs, sind aber um jeweils ein Element pro Seite verlängert.

Tiangong 1 besteht aus zwei Hauptsektionen, nämlich dem vorderen Orbitalmodul und dem hinten gelegenen Servicemodul. Das Orbitalmodul verfügt über ein Raumvolumen von 15 Kubikmetern. Am vorderen Ende liegt der Kopplungsstutzen, der baugleich mit dem auf der ISS eingesetzten androgynen APAS-89 Kopplungssystem ist.  An dieser Anlegestelle sollen künftig Raumschiffe des Typs Shenzhou ankoppeln.

Das Service-Module beherbergt Tanks für Treibstoff, Luft und Wasser, vier Haupttriebwerke für größere Geschwindigkeitsanpassungen sowie 36 Lageregelungstriebwerke. Die Haupttriebwerke verfügen über einen Schub von jeweils 419 N, das ist deutlich weniger als bei den bemannten Raumschiffen.

Shenzhou 8

Shenzhou 8 wird für Tests in der Thermal-Vakuumkammer vorbereitet

Nachdem Tiangong 1 nun sicher im Orbit ist lautet der Plan, dass in den nächsten 15 Monaten nacheinander drei Shenzhou-Raumfahrzeuge dort anlegen sollen. Als erstes soll am 1. November Shenzhou 8 starten, eine unbemannte Ausführung des normalerweise bemannten chinesischen Raumschifftyps. Mit ihr werden automatische  An- und Ablegemanöver geprobt. Das unbemannte Fahrzeug soll zunächst 12 Tage an der Station angedockt bleiben, dann ablegen und danach erneut ankoppeln.

Die erste Besatzung der Shenzhou-Station könnte dann – vermutlich im Frühjahr nächsten Jahres – mit Shenzhou 9 aufbrechen. Allerdings nur, wenn Shenzhou 8 die gewünschten Test-Resultate erbracht hat. Sollte das nicht gelungen sein, dann wird auch Shenzhou 9 unbemannt starten um die Versuche weiterzuführen.

Die chinesischen Offiziellen halten sich bedeckt darüber, wie die mögliche Besatzung von Shenzhou 9 zusammengesetzt sein wird. Es spricht einiges dafür, dass es eine zweiköpfige Crew sein wird, und erstmals ein Astronaut mit Flugerfahrung das Kommando führt (bislang flogen ausschließlich "Rookies", Weltraumneulinge also). Diese Crew soll dann auf der Mini-Station vor allem den Betrieb der Systeme trainieren und kleinere Experimente durchführen. Die erste bemannte Mission zu Tiangong 1 dürfte kaum länger als eine Woche dauern.

Im Spätherbst nächsten Jahres ist dann der Flug von Shenzhou 10 geplant. Diese Crew dürfte dreiköpfig sein, und bei dieser Mission soll offensichtlich auch erstmals in der bemannten chinesischen Raumfahrt ein weibliches Besatzungsmitglied mit an Bord sein.

Shenzhou 10 wird dann auch schon die letzte bemannte Mission zu Tiangong 1 sein. Mehr Besatzungen können das Modul nicht besuchen, denn dann sind Luft, Wasser und Nahrungsmittel aufgebraucht. Eine Versorgung der rudimentären Station mittels unbemannter Frachtraumschiffe á la (der russischen) Progress ist in diesem Stadium des Projektes noch nicht möglich.
Die chinesischen Missionskontroller wollen aber noch eine Reihe technischer Versuche mit dem nun wieder unbemannten Modul durchführen und es dann im Herbst 2013 gezielt zum Absturz bringen.

Im selben Jahr soll Tiangong 2 in den Orbit entsandt werden. Dieses Modul hat schon einen weniger experimentellen Charakter und soll die Fähigkeiten Chinas zum Betrieb einer Raumstation erweitern. Tiangong 2 soll von drei oder vier bemannten Raumfahrzeugen angesteuert werden. Diese Ministation wird mit einer Erdbeobachtungs-Ausrüstung ausgestattet sein, und über einen Robotarm verfügen. Von den äußeren Abmessungen her ist Tiangong 2 baugleich mit Tiangong 1.

Von Tiangong 3, geplantes Startdatum 2015, nahm man bis vor kurzem an, dass es sich dabei um eine dritte Baueinheit des Tiangong 1-Typs handelt. Dies scheint jedoch nicht der Fall zu sein. Vielmehr handelt es sich dabei um eine etwa 13 Tonnen schwere Einheit, die Ähnlichkeiten mit den russischen DOS-Modulen hat, auf denen die Raumstationen vom Typ Saljut, dem Basisblock der Mir und das ISS-Modul Swesda basieren. Man kann davon ausgehen, dass China den Russen die Pläne abgekauft hat, ähnlich wie es für Shenzhou mit den Sojus-Konstruktionszeichnungen geschehen ist (die dann aber letztendlich stark modifiziert wurden).

Gestartet wird dieses Modul wahrscheinlich mit einer "Langer Marsch 7" oder einer "Langer Marsch 5" (letztere wäre allerdings dafür etwas überdimensioniert). Diese Einheit wird über einen zweiten Kopplungsstutzen am Heck verfügen. Mit diesem Modul wird die Versorgung einer bemannten Station durch unbemannte Raumfahrzeuge erprobt, sowie der „handover-Mannschaftswechsel“, bei dem eine Crew die Station an die nachfolgende Mannschaft übergibt und diese dabei immer besetzt bleibt. In diesem Modul soll auch die Aufbereitung von Luft und Wasser erprobt werden. Man kann davon ausgehen, dass diese noch monolithische Station bis etwa 2019/2020 in Betrieb bleiben wird.


Die große modulare Station

Chinas modulare Raumstation um 2020 – Künstlerische Darstellung

Tiangong 3 wird der letzte Vorläufer für die "große" modulare chinesische Raumstation sein. Deren Bau wird etwa 2017 oder 2018 beginnen. Diese Station stellt das mittelfristige Ziel der chinesischen Raumfahrt dar. Sie besteht aus drei Großmodulen von 20-23 Tonnen Masse und dürfte permanent besetzt werden. Die Baublöcke werden jeweils mit einer Langer Marsch 5 starten. Die Fertigstellung ist nach chinesischen Aussagen für das Jahr 2020 geplant.

Für die Versorgung dieser Groß-Station (aber auch schon ihres Vorläufers Tiangong 3) entwickelt China derzeit auf Basis des Tiangong-Moduls ein Frachtraumschiff mit einem Gesamtgewicht von etwa 13 Tonnen, das große Ähnlichkeit mit dem europäischen ATV aufweist: Diese Einheiten werden ab 2015 für den Testbetrieb mit Tiangong 3 zur Verfügung stehen. Als Träger dafür soll die derzeit noch in Entwicklung befindliche Rakete des Typs Langer Marsch 7 dienen, deren Erstflug für 2014 geplant ist.

Die Raumstation ist jedoch nur der eine Aspekt der bemannten chinesischen Raumfahrt. Um das Jahr 2015 herum, nach Fertigstellung des teuren Infrastrukturprojektes Hainan (dem neuen Weltraumbahnhof am chinesischen Meer) und nach Abschluss der ebenfalls äußerst kapitalintensiven Entwicklung der Träger Langer Marsch 5, 6 und 7 und der zughörigen neuen Triebwerksgeneration werden Geldmittel frei, von denen man annimmt dass sie danach in das bemannte chinesische Mondprogramm gesteckt werden.

Ich bin Raumfahrt-Fan seit frühester Kindheit. Mein Schlüsselerlebnis ereignete sich 1963. Ich lag mit Masern im Bett. Und im Fernsehen kam eine Sendung über Scott Carpenters Mercury-Raumflug. Dazu der Kommentar von Wolf Mittler, dem Stammvater der TV-Raumfahrt-Berichterstattung. Heute bin ich im "Brotberuf" bei Airbus Safran Launchers in München im Bereich Träger- und Satellitenantriebe an einer Schnittstelle zwischen Wirtschaft und Technik tätig. Daneben schreibe ich für Print- und Onlinemedien und vor allem für mein eigenes Portal, "Der Orion", das ich zusammen mit meinen Freundinnen Maria Pflug-Hofmayr und Monika Fischer betreibe. Ich trete in Rundfunk und Fernsehen auf, bin Verfasser und Mitherausgeber des seit 2003 erscheinenden Raumfahrt-Jahrbuches des Vereins zur Förderung der Raumfahrt (VFR). Aktuell erschien in diesen Tagen beim Motorbuch-Verlag "Interkontinentalraketen". Bei diesem Verlag sind in der Zwischenzeit insgesamt 16 Bücher von mir erschienen, drei davon werden inzwischen auch in den USA verlegt. Daneben halte ich etwa 15-20 mal im Jahr Vorträge bei den verschiedensten Institutionen im In- und Ausland. Mein Leitmotiv stammt von Antoine de Saint Exupery: Wenn du ein Schiff bauen willst, dann trommle nicht Menschen zusammen, um Holz zu beschaffen, Werkzeuge zu verteilen und Arbeit zu vergeben, sondern lehre sie die Sehnsucht nach dem weiten unendlichen Meer. In diesem Sinne: Ad Astra

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  1. China macht alles allein

    Eine Raumstation wie die grosse modulare chinesiche Raumstation völlig auf sich gestellt zu entwickeln ist für mich eine bemerkenswerte Leistung für eine Nation, die noch in den 1980er- Jahren ein Entwicklungsland auf der Stufe von Indien war und dannzumal weniger Ingenieure als Indien hatte.
    Natürlich könnte man einwenden – mindestens wenn man nur die Oberfläche kennt wie ich – dass die Entwicklung vielleicht eigenständig ist, nicht aber die Ziele, die dieses Programm erreichen will: Es kommt einem nämlich wie ein Nachbau schon lange von anderen Raumfahrtnationen erreichter Projekte vor.

    Doch dabei muss es ja nicht bleiben. Vielleicht überraschen uns die Chinesen alle noch. Gelegenheit dazu bieten ihre Plänen für eine bemannte Mondstation. Denn das wurde von den USA ja angekündigt, wird aber in absehbarer Zukunft weder von den USA noch von einer anderen Nation oder einem Nationenbund (z.B. EU) realisiert werden – ausser von den Chinesen.

  2. Nachgebaut

    Das mit dem „Nachbau“ stimmt. Was China hier „nachbaut“ sind die russischen Saljut-Einheiten und die Mir-Station der siebziger, achtziger und neunziger Jahre. Die Chinesen sind auch komplett offen über diesen Aspekt. Dieses Vorgehen gehört zu ihrem Programm.

    Pläne, Expertisen und sogar Hardware wurden von Russland gekauft. Sie bilden dann den Ansatz für die eigene Entwicklung. Die Sojus beispielsweise bildet den Ausgangspunkt für das Shenzhou-Raumschiff. Das Prinzip mit den drei Modulen ist das selbe, allerdings haben die Chinesen der Sojus/Shenzhou eine komplette Runderneuerung verpasst. Schon weil sie einen entscheidenden Nachteil der Sojus erkannten: Sie ist zu klein. Shenzhou ist ein gutes Stück (mehr als 10 Prozent) größer als Sojus, und sie ist in allen Aspekten wesentlich moderner. Vom „Glass Cockpit“ bis zum autonomen Orbitmodul.

    Ähnlich den beim letzten bemannten chinesischen Raumflug für die Außenbordaktivität benutzten Raumanzügen. Von den beiden darin beteiligten Astronauten trug einer einen gekauften russischen Raumanzug, der andere die in China auf Basis dieses Modells entworfene Weiterentwicklung.

    Ähnlich ist es mit der großen modularen Station. Es ist im Grund nichts anderes als eine runderneuerte Mir. Sieht außen ähnlich aus, ist innen aber – garantiert – brandneu und auf dem letzten Stand der Technik.

    So ist die chinesische Art des Vorgehens, und sie bestätigen das bei jeder Gelegenheit (und machen das auch auf vielen anderen Gebieten): Nachvollzug des aktuellen Standes der Technik und darauf aufbauend die Weiterentwicklung. Wir können jetzt schon mit Sicherheit davon ausgehen, dass auch das zukünftige bemannte chinesische Mondprogramm wie eine Mischung aus den russischen und amerikanischen Aktivitäten des Apollo, Zond- und Sojus LOK-Programmes aussehen wird.

    Doch irgendwann, in nicht allzuferner Zukunft, wird China die Spitze der Entwicklung erreicht haben. Den Punkt, an dem es keine Vorbilder mehr gibt, und an dem sie alleine weitermachen müssen.

  3. Vorteile des Gletschers

    Eugen, das ist ein sehr guter Artikel, der die Geschichte und Zukunft des chinesischen Raumfahrtprogramms hervorragend aufarbeitet. Offenbar sind wir beide vom Jahrestag des ersten bemannten chinesischen Weltraumflugs zu einer Auseinandersetzung mit dem ehrgeizigen Programm dieser Nation inspiriert worde.

    Klugerweise hast du es unterlassen, dich mit der Eingabe von diakritischen Zeichen oder gar chinesischen Schriftzeichen in Lifetype herumzuschlagen.

    Wer wie der zitierte US-Journalist die Eigenschaften des Gletschers als negativ wahrnimmt, der sieht immer nur alles von der US-Warte aus. In China ticken die Uhren aber anders. Ein Gletscher mag zwar langsam fließen, aber er ist unaufhaltsam und verändert bleibend die Landschaft. Am Ende wird es egal sein, ob etwas ein paar Jahre länger in der Entwicklung gedauert hat, was z&aeuml;hlt, ist allein, was erreicht wurde.

    Als ich in den 80ern Maschinenbau studierte, waren an meiner Uni viele Studenten aus China. Damals hatte die Reformregierung unter Deng Xiaoping nach den Wirren am Ende der Kulturrevolution gerade ihre Macht konsolidiert und der Nation die Aufholjagd verordnet. China lag technisch weit zurück, und der bevorstehende Sprung an die Weltspitze war noch gar nicht abzusehen. Ich hatte einige Freunde unter den chinesischen Studenten, und wenn ich mir anschaute, wie fleißig die waren und was die schon an Wissen mitbrachten, da schwante mir, was die Zukunft bringen würde.

    Jetzt, nur eine Generation später, sind die Karten völlig neu gemiischt und es geht gar nicht mehr darum, wann oder gar ob China die Nummer 1 wird, sondern nur noch darum, wie wir uns gegen diesen Koloss werden behaupten können.

    China ist sicher kein Land, das unseren Vorstellungen von Demokratie entspricht. Aber alle, die immer an der chinesischen Gesellschaft etwas auzusetzen haben, sollten sich mal zweierlei überlegen. (1) Die schlimmste Form von Unfreiheit ist bittere Armut, und China hat mehr als andere Nationen zur Armutsbekämpfung geleistet und (2) die fundamentale Umwäzung der letzten 30 Jahre ging ohne weitreichendes Blutvergiessen einher – im Gegenteil, die persölichen Freiheiten haben deutlich zugenommen.

    Zur chinesischen Raumstation: Der Aufbau des Tiangong-1-Moduls gefällt mir sehr gut. Man sieht, wenn man mit dem Auge des Raumfahrtingenieurs darauf schaut, in vielen Punkten, dass klar nachvollziehbare Verbesserungen vollzogen wurden. Das ist kein einfacher Nachbau – die Ingenieure haben das komplett zu Ende gedacht. Das dauert erfahrungsgemäß eine Zeit, aber diese Zeit sollte man sich auch nehmen.

    Insbesondere das Service-Modul mit dem zylindrischen Durchgang ist eine interessante Idee. Aussen herum sind wohl Treibstoff- und Wassertanks angeordnet. Der Durchgang gestattet die serielle Schaltung von Versorgungsmodulen und erlaubt trotzdem Luftschleusen und Docking-Adapter.

    Bei einer interplanetaren Mission könnte genau dieser zylindrische Durchgang, der au&szligen herum durch den Inhalt der Tanks optimal vor Strahlung geschützt ist, zu einem Schutzraum gegen Teilchenstrahlung bei einer Sonneneruption werden.

  4. Taikonauten

    Danke, Michael. Ich muss allerdings zugeben, dass ich gar nicht an diesen Jahrestag gedacht, sondern den Beitrag deswegen geschrieben habe, weil er zeitlich in etwa auf halbem Weg zwischen den beiden Starts von Tiangong-1 und Shenzhou-8 liegt. Mit Bezug auf den Jahrestag passt er aber doppelt gut.

    Und tatsächlich: nachdem ich gesehen habe, dass Du in Deinem Beitrag die “Taikonauten” als außerchinesische Erfindung identifiziert hast, hab ich noch heimlich, still und leise die drei “Taikonauten” aus meinem Beitrag getilgt, kurz mit dem Gedanken gespielt, einen “Yuangyuan” draus zu machen, diesen seltsamen umgekehrten “circonflexe” nicht gleich in meiner Tastaturbelegung gefunden und dann einfach den “Astronauten” dafür eingesetzt. Auch wenn diese großspurige Bezeichnung eher noch weniger passt, aber halt längst allgemeiner Sprachgebrauch ist.

  5. Surging Glaciers

    Eugen, die Langsamkeitsmetapher der NASA passt übrigens auch deshalb nicht, weil es auch schnell voranschreitende Gletscher gibt: Surging Glaciers.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Surge_(glacier)

    Das macht ein kleiner Prozentsatz aller Festlandgletscher, wobei die Ursachen bisher nicht geklärt sind. Plötzlich beginnen sie, sich 100 Mal schneller zu bewegen als sonst und erreichen schon mal 5 Meter am Tag.

    Mich würde interessieren, was passiert, wenn sich Chinas Raumfahrt in einen Surging Glacier verwandelt.

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