Eine der spannendsten interplanetaren Missionen der kommenden Jahre hat China am 28. Mai 2025 gestartet: Tianwen-2. Der chinesische Begriff "Tianwen" bedeutet Astronomie oder Himmel und wird von den chinesischen Raumfahrtbehörden für die Benennung einer Reihe interplanetarer Sonden benutzt. Begnügte sich Tianwen-1 2021 noch mit dem Mars als Ziel, geht es bei dieser Mission zu dem erdnahen Asteroiden 469219 Kamo‘oalewa, der nur 40 bis 100 Meter lang ist. Er trägt auch die astronomische Bezeichnung 2016 HO3 und wurde erst am 27. April 2016 entdeckt. Von ihm sollen Bodenproben genommen und dann mit einer Rückkehrkapsel zur Erde gebracht werden. Es ist geplant, mindestens 100 Gramm Material zu sammeln. Anschließend fliegt die Raumsonde zum Kometen 311P/PANSTARRS im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter (siehe Seite 78). Das Unternehmen dient vorrangig wissenschaftlichen Zielen, soll aber auch Erkenntnisse für eine vielleicht erforderliche Asteroidenabwehr und für den Bergbau auf Asteroiden in fernerer Zukunft liefern.
Tianwen-2 soll das Geheimnis der Entstehung des Asteroiden Kamo‘oalewa lüften.
Mit "Federbeinen" landen
Die Herausforderung beim Anflug des ersten Ziels, dem Asteroiden, im nächsten Jahr besteht darin, dass über den Himmelskörper zu wenig bekannt ist. Für die Planung der Flugbahnen, das Einschwenken in den Asteroidenorbit oder die Landung sind aber Parameter wie die Größe, Form und Masse des Flugziels essenziell. Deshalb will man zunächst seine genauen Bahnparameter bei der Annäherung ermitteln und ihn kartografieren. Anschließend ist geplant, mit kniffligen Vorbeiflugmanövern seine Masse und seine genaue Form zu ermitteln. Dazu werden die Dopplerverschiebung der Funksignale zur Erde sowie optische Messverfahren genutzt. Erst danach soll die Landung von Tianwen-2 erfolgen. Dafür dienen beim Aufsetzen vier mit Gelenken versehene Beine. Elektromagnetische Bremsen in den Gelenken federn den Aufsetzimpuls ab, sodass ein Umkippen der Sonde möglichst verhindert werden soll. Direkt beim Bodenkontakt graben sich zur Verankerung vier Ultraschallbohrer in den Boden, damit Tianwen-2 aufgrund der geringen Schwerkraft des Zielkörpers nicht wieder davonhopst. Für die Probenentnahme verfügt die Sonde über zwei Ausrüstungen mit verschiedenen Verfahren. Wenn Landung und Verankerung klappen, kommen eine Bürste und eine Schleifscheibe zum Einsatz. Beide Werkzeuge tragen Bodenmaterial ab und schleudern es dank ihrer schnellen Umdrehung (3000/Minute) in einen Auffangbehälter. Falls weitere Probenentnahmen nötig sind, kann die Sonde sich aus den Verankerungen lösen und mit ihren gelenkigen Roboterbeinen über den Asteroidenboden kriechen, um an anderer Stelle Material zu sammeln. Ist der Auffangbehälter voll, wird er in die Landekapsel entladen, die sich im Zentrum des Sondenkörpers befindet. Dazu dient eines der Sondenbeine, an dessen unterem Ende der Auffangbehälter befestigt ist, als Roboterarm. Bei lockerem Geröll soll ein anderes Verfahren genutzt werden: Ein an einem separaten Ausleger montiertes Werkzeug soll dann das Probengeröll mittels Stickstoff in einen Behälter in der Landekapsel pusten.
Die Mission Tianwen-2 ist komplex aufgebaut und dauert fast ein Jahrzehnt.
Proben sammeln, sichern, zurück zur Erde
Falls die Landung nicht gelingt, versuchen die chinesischen Ingenieure, den Raumflugkörper knapp über dem Boden schweben zu lassen, um dann Proben im Expressverfahren zu entnehmen. Ist die Arbeit getan, startet Tianwen-2 in Richtung unseres Heimatplaneten. Hier wird die Sonde ein Swing-by-Manöver durchführen, um mittels des zusätzlichen Gravitationsschubs der Erde in eine Flugbahn in Richtung des zweiten Ziels der Mission, des Kometen 311P/PANSTARRS, zu gelangen. Zuvor soll in Erdnähe die Rückkehrkapsel mit den Proben freigesetzt werden, um auf chinesischem Gebiet zu landen. Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Auswertung des Asteroidenmaterials neue Erkenntnisse über die Beschaffenheit und den Ursprung von Kamo‘oalewa. Denn möglicherweise ist der Asteroid beim Einschlag eines anderen Körpers auf dem Erdmond herausgeschlagen und ins All geschleudert worden. Die größte Herausforderung für die Ingenieure wird die Landung sein. Denn bei so einem kleinen und in vielen Parametern noch unbekannten Objekt, das sich in großer Entfernung zur Erde befindet, lassen sich detaillierte Bremsmanöver kaum im Voraus berechnen. Dazu ist auch noch die Oberflächenbeschaffenheit unbekannt. Für den Erfolg der Mission sind deshalb hochentwickelte Navigationsverfahren sowie intelligente Robotersysteme und Planungsmodelle, möglicherweise mit künstlicher Intelligenz ausgestattet, für die Feinkorrekturen der Flugbahn erforderlich. China hat zwar mit seinen erfolgreichen Chang‘e-Mondsonden gezeigt, dass es auf Augenhöhe mit anderen führenden Raumfahrtnationen ist, aber diese Mission ist dann doch eine neue Qualitätsstufe.
Am 28. Mai 2025 startete Tianwen-2 an Bord einer Langer-Marsch-3B-Rakete ins All.
Auf Kometenjagd
Nach dem Abwerfen des Rückkehrbehälters soll Tianwen-2 nach einer mehr als sechsjährigen Reise den Kometen 311P/PANSTARRS er-reichen und zunächst in seiner Umgebung das Weltraumwetter untersuchen, das hauptsächlich durch den Sonnenwind, das sind geladene Teilchen, von der Sonne kommend, bestimmt wird. Die Daten sind bei der weiteren Erforschung des Kometen wichtig, um die Auswirkungen des Sonnenwindes auf dessen Oberflächenverwitterung einschätzen zu können. Nach diesen ersten Messungen soll Tianwen-2 in einen Orbit um das Zielobjekt eintreten, um von dort weitere Messkampagnen durchführen zu können. Ein wichtiges Ziel ist dabei die Klärung der Frage, ob sich auf dem Himmelskörper Wasser und organische Verbindungen befinden. Denn eine bisherige These von Wissenschaftlern ist, dass das Wasser auf der Erde durch Kometen eingebracht wurde, was aber nicht bewiesen ist und von anderen Experten bezweifelt wird.
Die Solarmodule von Tianwen-2 bestehen aus Kreissegmenten, die nach dem Start zu Scheiben aufgefächert wurden.
Ein ehrgeiziges Programm
Bei den ersten Tianwen-Raumsonden wird es nicht bleiben, denn China hat als Bestandteil seines ambitionierten Langzeit-Raumfahrtprogramms von 2024 bis 2050 auch weitere anspruchsvolle interplanetare Missionen geplant. Das Programm ist in drei Phasen eingeteilt: 2027, 2028 bis 2035 und 2036 bis 2050. Zu Beginn der Phase 2 ist 2028 für Tianwen-3 als Ziel der Mars geplant, um von dort Bodenproben zur Erde zurückzubringen. Diese sollen 2031 unseren Heimatplaneten erreichen. Außerdem ist die Suche nach gegenwärtigen oder früheren primitiven Lebensformen Bestandteil des Forschungsprogrammes. Aber die Chinesen wollen noch weiter hinaus. Mit Tianwen-4 ist um 2029 vorgesehen, den Jupiter und dessen Mond Callisto unter die Lupe zu nehmen. Wahrscheinlich soll die Sonde in einen Orbit um den Jupiter-Mond eintreten. 2033 ist der Flug einer Raumsonde zur Venus vorgesehen, die Partikel der Venusatmosphäre einsammeln und zur Erde bringen soll. Über Details ist noch nichts bekannt. Etwa 2038 ist eine unbemannte Forschungsstation auf dem Mars geplant, die neben wissenschaftlicher Arbeit auch testen soll, wie materielle Ressourcen vor Ort für den Aufbau und Betrieb künftiger auch bemannter Stationen auf dem Mars genutzt werden können. 2039 haben die Chinesen eine noch nicht näher bezeichnete Mission zum Neptun und dessen größtem Mond Triton vorgesehen. Im Zeitraum 2027 bis 2030 ist auch der Start eines Polarorbiters um die Sonne geplant. Bis 2050 sind dann fünf bis sechs große Missionen vorgesehen, die nicht näher spezifiziert sind. Damit will China die führende Weltraumnation werden. Wer die bisher überwiegend erfolgreichen chinesischen Projekte im Weltraum verfolgt hat, wird an der Ernsthaftigkeit der Vorhaben nicht zweifeln.
