Tiangong 1

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Tiangong 1
Tiangong 1 drawing horizontal.png
Maße im Endausbau
Länge: 10,4 m
Tiefe: 3,35 m (ohne Solarzellen)
Rauminhalt: 15 m3
Masse: 8,5 t
Umlaufbahn
Apogäumshöhe: 362 km
Perigäumshöhe: 355 km
Bahnneigung: 42,77°
Umlaufzeit: ca. 92 min
COSPAR-Bezeichnung: 2011-053A
Energieversorgung im Endausbau
Solarzellenfläche: 32,80 m2

Tiangong 1 (chinesisch 天宮一號 / 天宫一号, Pinyin Tiāngōng Yīhào – „Himmelspalast 1“) war die erste Weltraumstation der Volksrepublik China. Sie wurde im Rahmen des gleichnamigen Programms von der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie entwickelt und als Raumlabor im bemannten Raumfahrtprogramm Chinas genutzt. Sie diente zur Erforschung von Kopplungsmanövern und Langzeitaufenthalten von Raumfahrern. Der Start an Bord einer Trägerrakete Langer Marsch 2F/T erfolgte am 29. September 2011.[1] Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre in der Nacht vom 1. auf den 2. April 2018 verglühte ein Teil der Raumstation, der Rest stürzte ins Meer.

Entwicklung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bereits zu Beginn der 1970er-Jahre entstanden in China konkrete Pläne zur Schaffung eines bemannten Außenpostens im All. Nach wirtschaftlichen und politischen Barrieren gelang allerdings erst 1992 der Durchbruch mit dem Projekt 921 genannten Raumfahrtprogramm, das Chinas bemannte Raumfahrt konkretisiert. Nachdem in der ersten Projektphase das Shenzhou-Raumschiff erfolgreich eingeführt und in den ersten sieben Missionen annähernd zur Serienreife gebracht wurde,[2] sah die zweite Projektphase den Start und Betrieb eines Raumlabors vor. Die Durchführung von erfolgreichen Rendezvous- und Kopplungsmanövern ist Voraussetzung für solch ein Projekt im All. Mit einem äußerlich dem russischen APAS ähnelnden, im Detail aber anders funktionierenden Kopplungssystem verfügt China über ausgereifte Andockvorrichtungen.[3]

Bis zur Fertigstellung der leistungsstarken Trägerrakete Langer Marsch 5, die Raumstationsmodule von bis zu 23 t Masse in den Orbit befördern kann, bot das relativ kleine Tiangong-1-Modul einen Andockpunkt für Shenzhou-Raumschiffe, Solargeneratoren für die Versorgung mit elektrischer Energie und einen begrenzten druckbeaufschlagten Wohn- und Arbeitsbereich für Raumfahrer als Voraussetzung für die Erforschung von Langzeitaufenthalten im All.[4] Im Tiangong-Programm sollten damit die erforderlichen Grundlagen für den Bau und Betrieb der modularen Raumstation gesammelt werden. Auf Tiangong 1 folgte im Jahr 2016 Tiangong 2.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Modell Tiangong 1 (links) mit angedocktem Shenzhou-Raumschiff (rechts)

Tiangong 1 war in zwei wesentliche Komponenten, das größere Mannschaftsmodul am Bug und das Servicemodul mit geringerem Durchmesser am Heck, gegliedert. Damit erinnerte der äußere Aufbau des Raumlabors an die ersten sowjetischen Saljut-Raumstationen. Das Mannschaftsmodul verfügte über ein androgynes Kopplungsaggregat vergleichbar mit dem APAS-89-System für Shenzhou-Raumschiffe und bot den besuchenden Mannschaften einen klimatisierten und mit Lebenserhaltungssystemen ausgerüsteten Wohn- und Arbeitsbereich. Am nicht begehbaren Servicemodul befanden sich zwei Solarflügel mit 17 m Gesamtspannweite zur Energieversorgung. Außerdem waren dort Treibstofftanks und die Triebwerke zur Lageregelung untergebracht. Die vorgesehene Nutzungsdauer wurde mit rund zwei Jahren angegeben.

Einschränkend auf die Größe und Nutzungsmöglichkeiten des Moduls wirkte sich die verwendete Trägerrakete Langer Marsch 2F/T aus, die in einer Version mit Rettungsrakete und kleinerer Nutzlastverkleidung auch als Träger für die Shenzhou-Raumschiffe diente. Der Durchmesser von Tiangong 1 wurde mit 2,8 m, die Länge mit 9 m und die Masse mit 8,4 t angegeben, also etwas weniger als die maximalen Nutzlast dieser Trägerrakete. Die Masse von Tiangong 1 betrug damit weniger als die Hälfte der Masse der ersten sowjetischen Stationen. Da darüber hinaus ein beträchtlicher Teil der Masse (etwa 3,5 t) auf das Servicemodul entfiel, lässt sich der nutzbare Raum (35 m³) in etwa mit der Größe des russischen Moduls Rasswet der Internationalen Raumstation (ISS) vergleichen.

Durch den Einsatz eines Servicemoduls am Heck entfiel die Möglichkeit der Verwendung eines zweiten axialen Kopplungsadapters für Zubringerfahrzeuge. Daher erlaubte Tiangong 1 keine gleichzeitige Kopplung von zwei Shenzhou-Raumschiffen an der Station. Das Zusammentreffen von Besatzungen oder das Entladen eines unbemannten Raumtransporters durch eine Besatzung war somit nicht möglich. Diese scheinbaren Unzulänglichkeiten waren aber einem anderen Umstand geschuldet. Das Raumlabor diente als eine Art Prototyp für den später unter dem Namen „Tianzhou“ bekannten Raumfrachter mit etwas größeren Dimensionen und – in beladenem Zustand – einer Masse von 13 t. Die hierfür benötigte Trägerrakete Langer Marsch 7 befand sich seit 2008 in der Entwicklung.

Missionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Start von Tiangong 1 erfolgte am 29. September 2011 um 13:16 Uhr UTC vom Kosmodrom Jiuquan mit einer Changzheng-2F/T-Rakete, einer weiterentwickelten Version der Changzheng 2F mit größeren Tanks in den Boostern, was die maximale Nutzlast von 8,1 t auf 8,6 t erhöhte. Nach einer unbemannten Flugphase zur Erprobung der Flug- und Steuereigenschaften diente das Raumlabor als Andockziel für das unbemannte Raumschiff Shenzhou 8. Nach der erfolgreichen Kopplung wurden zunächst Tests der Flugeigenschaften des unbemannten Komplexes vorgenommen und ferngesteuerte Manöver durchgeführt.

Besatzung von Shenzhou 9 mit Liu Yang, der ersten Chinesin im All (2011)

Am 16. Juni 2012 startete das bemannte Raumschiff Shenzhou 9, dessen Besatzung nach der erfolgreichen Kopplung zwei Tage später das Labor betrat und in Betrieb nahm.[5] Ziel der Mission waren überwiegend Systemerprobungen. Dazu zählten vor allem das Lebenserhaltungssystem, Kommunikationstechnik über die (damals zwei) geostationären Tianlian-Relaissatelliten, Gyroskoptechnik zur Lageregelung, Navigations-, Rendezvous- und Kopplungstechnik sowie das Verhalten des gekoppelten Systems. Daneben standen Forschungsarbeiten in der Schwerelosigkeit sowie Erdbeobachtungen auf dem Plan.

Nach dem Abdocken der Besatzung von Shenzhou 9 am 24. Juni 2012 wurden einige begonnene Experimente und Aufgaben automatisiert weitergeführt. Während der Mission Shenzhou 10 war Tiangong 1 vom 11. bis 23. Juni 2013 ein zweites Mal bemannt.[6]

Nach den bemannten Phasen wurde die Raumstation noch bis zum März 2016 zur Erdbeobachtung und zur Forschung eingesetzt.[7] Der Start des Nachfolgers Tiangong 2 erfolgte am 15. September 2016.[8]

Sichtbarkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Raumstation Tiangong 1 konnte von der Erde aus aufgrund ihrer Größe auch mit bloßem Auge beobachtet werden und erreichte eine scheinbare Helligkeit von bis zu −2,7 mag.[9] Wegen der geringen Inklination von 43° erreichte sie, von Deutschland aus gesehen, nur eine geringe Höhe über dem Horizont.

Absturz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Entwicklung der Flughöhe vor dem Absturz

Die chinesische Raumfahrtbehörde meldete am 21. März 2016, dass zu Tiangong 1 kein Funkkontakt mehr besteht und die Raumstation daher später in der Erdatmosphäre verglühen wird.[10] Offenbar war der Kontakt bereits am 16. März 2016 verloren gegangen, wodurch ein gezielter Absturz über einem Ozean unmöglich wurde.[11] Eine Betankung des Raumlabors für gezielte Bahnsenkungsmanöver, wie später bei Tiangong 2, war von vornherein nicht vorgesehen.[12] Durch Luftreibung verringerte sich die Bahnhöhe von Tiangong 1 zunehmend, bis sie in dichtere Atmosphäre eintrat. Der Zeitpunkt des Wiedereintritts und damit der genaue Ort des Absturzes hing von der sich ändernden Dichte der Hochatmosphäre und von der Ausrichtung der Raumstation ab und ließ sich bis zuletzt nicht genau voraussagen.[13][14]

Am 2. April 2018 gegen 02:16 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit (00:16 UTC) trat Tiangong 1 über dem Südpazifik in die Erdatmosphäre ein und zerbrach in mehrere Teile.[15] Nicht verglühte Teile stürzten nach Angaben der US-Luftwaffe etwa 100 Kilometer nordwestlich von Tahiti ins Meer.[16]

Das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg bei Bonn, das während der Endphase das deutsche Weltraumlagezentrum und die ESA mit aktuellen Bahnparametern und Daten zum Rotationsverhalten des Raumlabors unterstützte,[17] konnte einige Stunden vor dem Absturz mit dem Weltraumbeobachtungsradar TIRA letzte hochauflösende Radarbilder von Tiangong 1 in einer Höhe von 160 km aufnehmen.[18][19]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Tiangong 1 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Daniel Maurat, Günther Glatzel: China startet erste eigene Raumstation. In: raumfahrer.net. 29. September 2011, abgerufen am 30. September 2011.
  2. Shenzhou-8 To Be Fixed Version Of China-Made Space Vessels: Expert. In: phys.org. 14. Oktober 2005, abgerufen am 21. Januar 2021 (englisch).
  3. 杨璐茜、胡潇潇: 不惧比较、资源分享——中国将提供未来空间站应用机会. In: cmse.gov.cn. 9. Juni 2017, abgerufen am 21. Januar 2021 (chinesisch).
  4. Tang Yuankai: Palaces in Heaven. Beijing Review, 24. März 2009, abgerufen am 15. Mai 2009 (englisch).
  5. Günther Glatzel: Chinesische Raumstation Tiangong 1 bemannt. In: raumfahrer.net. 18. Juni 2012, abgerufen am 21. Juni 2012.
  6. Rui C. Barbosa: China launches three person crew on Shenzhou-10. In: nasaspaceflight.com. Abgerufen am 11. Juni 2013 (englisch).
  7. China's 1st space lab Tiangong-1 ends data service. In: xinhuanet.com. 21. März 2016, abgerufen am 22. März 2016 (englisch).
  8. Rui C. Barbosa: China launches Tiangong-2 orbital module. In: nasaspaceflight.com. 15. September 2016, abgerufen am 15. September 2016 (englisch).
  9. Chris Peat: Tiangong 1 - Information. In: Heavens-Above. Abgerufen am 30. September 2011 (englisch).
  10. China's 1st space lab Tiangong-1 ends data service. In: xinhuanet.com. 21. März 2016, abgerufen am 19. Oktober 2017 (englisch).
  11. Martin Holland: Tiangong 1: Chinesische Raumstation vor unkontrolliertem Absturz. In: heise.de. 13. Oktober 2017, abgerufen am 19. Oktober 2017.
  12. 我国打造“经济适用型”太空“别墅”. In: cnsa.gov.cn. 12. Mai 2021, abgerufen am 13. Mai 2021 (chinesisch).
  13. China's Tiangong-1 to fall to Earth late 2017. In: xinhuanet.com. 14. September 2016, abgerufen am 19. Oktober 2017 (englisch).
  14. FAQ zum Wiedereintritt von Tiangong 1. In: esa.int. Abgerufen am 28. März 2018.
  15. Tiangong-1: Defunct China space lab comes down over South Pacific. BBC News, 2. April 2018, abgerufen am 2. April 2018 (englisch).
  16. Helga Rietz: Die chinesische Raumstation «Tiangong-1» verglüht über dem Südpazifik in Neue Zürcher Zeitung vom 2. April 2018
  17. Svenja Sommer: Begleitung des Wiedereintritts der chinesischen Raumstation Tiangong-1 mit TIRA. In: fhr.fraunhofer.de. Abgerufen am 21. Januar 2021.
  18. Ludger Leushacke: Forscher des Fraunhofer FHR begleiten Wiedereintritt der chinesischen Raumstation Tiangong-1. In: fhr.fraunhofer.de. 21. März 2018, abgerufen am 21. Januar 2021.
  19. Fraunhofer FHR on Twitter. In: Twitter. (twitter.com [abgerufen am 8. April 2018]).