Li Fei (links), einer der Hauptdesigner des Landers, Wen Bo (Mitte), eine der Hauptdesignerinnen des Rovers Yutu-2, und Zhang He, die Exekutivdirektorin des Sondenprojekts Chang'e-4, am 25. Januar in einem Kontrollzentrum für Luft- und Raumfahrt an der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie (CAST). (Foto: Wei Yao)

Auf Wen Bo's Handy befinden sich vier Fotos von ihr in der gleichen Pose und vor dem gleichen Hintergrund, die jedoch an vier verschiedenen Stellen aufgenommen wurden, die Meilensteine ihrer Karriere sowie Chinas Monderforschungsprogramm markieren.

Das erste Foto wurde 2007 aufgenommen, in dem Jahr, in dem sie nach ihrem Universitätsabschluss an der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie (CAST) arbeitete. Im selben Jahr startete auch Chang'e-1, Chinas erste Mondsonde. Das zweite, dritte und vierte Foto wurde unmittelbar nach dem Start der zweiten Mondsonde des Landes im Jahr 2010, das dritte im Jahr 2013 und das jüngste im Dezember 2018 aufgenommen.

„Mehr als 10 Jahre sind im Handumdrehen vergangen“, bemerkte sie, als sie durch die Fotos blätterte, die vor dem Eingang der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie aufgenommen wurden.

Chinas fünfter Mondsonde, Chang'e-4, glückte am 3. Januar die erste weiche Landung eines Raumschiffs auf der anderen Seite des Mondes. Die Chinesische Weltraumorganisation gab die Mission am 11. Januar als Erfolg bekannt.

Als sie im Beijing Aerospace Control Center zusah, wie der Lander auf dem Mond landete, konnte Zhang He, Exekutivdirektorin des Sondenprojekts Chang'e-4, ihre Tränen nicht zurückhalten.

Als sie über diesen emotionalen Moment sprach, sagte Zhang zu Beijing Rundschau während eines Interviews an ihrem Arbeitsplatz am 25. Januar: „Ich war sehr aufgeregt. Seit drei bis vier Jahren arbeitet das Team energetisch an diesem Projekt. Den Erfolg mussten wir uns hart erarbeiten.“

Ein Wissenschaftler arbeitet am 25. Januar in einem Remote-Control-Raum der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie. (Foto: Wei Yao)

Herausforderungen meistern

„Ich bin stolz darauf, an dieser Mission teilgenommen zu haben“, sagte Zhang. „Wir haben Dinge getan, die nie zuvor getan wurden, und wir haben viele Schwierigkeiten überwunden.“

Eine der größten Herausforderungen bei der Erforschung der anderen Seite des Mondes sei die Schwierigkeit in der Telekommunikation, da die Signale von der Erde nicht direkt zugänglich seien, sodass ein Kommunikationssatellit notwendig sei, um Signale weiterzugeben.

Das Problem wurde gelöst, nachdem China am 21. Mai 2018 einen Satelliten namens Queqiao zur Datenübertragung gestartet hatte.

Eine weitere Herausforderung liegt darin, dass die andere Seite des Mondes häufiger von Sternschnuppen und Meteoriten heimgesucht wurde, sodass das Gelände rauer ist, was ein hohes Risiko für die Landung darstellt, was dazu führen kann, dass der Lander kentert oder abstürzt.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde ein relativ sicherer Landeplatz gewählt. Zhang und andere Teammitglieder suchten nach vielen relevanten Referenzmaterialien, konsultierten eine Reihe von Luft- und Raumfahrtwissenschaftlern und analysierten Mondboden- und Landschaftsmerkmale, um einen Standort zu identifizieren. Schließlich wählten Li Fei, einer der Hauptkonstrukteure des Landers, und seine Kollegen einen Ziellandeplatz im „Von Karman-Krater“, da dieser relativ eben ist. Li, geboren in den 1980er Jahren, wird wegen seines breiten Wissensspektrums auch als „wandelnde Enzyklopädie“ bezeichnet.

Zusätzlich sei der Lander durch künstliche Intelligenz noch raffinierter gemacht worden, sagte Zhang. Auf dem Lander seien Sensoren installiert worden, die Geschwindigkeit und Entfernung messen und 3D-Bilder verarbeiten könnten, um die Oberflächenneigung zu analysieren, Steine zu identifizieren und Hindernisse zu umgehen. Zhang fügte hinzu, dass die Technologie international auf dem allerneuesten Stand sei.

Da die Rückseite des Mondes stärker durchlöchert ist als die Vorderseite, steht der Rover Yutu-2 vor größeren Herausforderungen als sein Vorgänger Yutu, der 2013 zum Mond geschickt wurde. Wen, eine Designerin von Yutu-2, sagte, dass der Rover deutlich verbessert worden sei, um mechanische Fehler zu vermeiden.

Nachdem der Rover die Mondoberfläche erreicht hat, ist Wen nun für die Fernsteuerung verantwortlich. Da das Gelände sehr komplex ist, muss der Rover nach jedem Schritt anhalten, die Oberfläche fotografieren und Daten über den Relais-Satelliten zur Erde zurücksenden. Wissenschaftler auf der Erde verarbeiten dann die Daten und zeichnen eine Route auf, der sie folgen können. Wen sagte, dass die Antennen des Rovers so eingestellt werden müssten, dass sie auf den Relais-Satelliten gerichtet sind, damit er Signale senden könne, während die Solarmodule zur Sonne geneigt werden müssten, um die Stromerzeugung zu maximieren.

Diese Herausforderungen versprechen auch viele Möglichkeiten, sagte Zhang und fügte hinzu, dass die Rückseite des Mondes älter sei als die Vorderseite, sodass das Studium des Bodens zu einem besseren Verständnis in Sachen Ursprung und Entwicklung des Mondes führen könnte.

Darüber hinaus ist die Rückseite des Mondes ein idealer Ort für niederfrequente radioastronomische Beobachtungen, da der Mond die Radiointerferenzen von der Erde blockiert. Zhang erklärte, dass die Erde eine Ionosphäre habe, was den Empfang niederfrequenter Radiosignale erschweren würde. Es müssen Experimente im Weltraum durchgeführt werden, um schwache Signale von entfernten Himmelskörpern zu erfassen und den Ursprung und die Entwicklung von Sternen, Galaxien und dem Universum zu untersuchen. Die Experimente auf erdnahen Umlaufbahnen sind anfällig für elektromagnetische Störungen von der Erde. Auf der anderen Seite des Mondes treten solche Störungen nicht auf.

Wissenschaftler des Satellitenstartzentrums Xichang bei der Arbeit. (Foto: Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie)

Engagiertes Team

Normalerweise dauert es drei bis vier Jahre, bis eine Mondsonde entwickelt ist, an der Zehntausende von Menschen beteiligt sind, sagte Zhang. Für Chang'e-4 wurden zuerst Modelle entworfen und dann Teile entwickelt, hergestellt, montiert und getestet. Der Lander besteht aus mehr als 200 Geräten und der Rover aus fast 100, die immer wieder getestet und überarbeitet wurden.

Da die Luft- und Raumfahrtindustrie eine große Bedeutung für die nationale Entwicklung und die Menschheit insgesamt habe, seien die Luft- und Raumfahrtingenieure in der Regel Feuer und Flamme für ihre Arbeit und würden sich ihr voll und ganz widmen, sagte sie.

„Das wichtigste Merkmal eines Raumschiffs ist, dass es nach dem Start praktisch irreparabel ist, im Gegensatz zu einem Auto, das zurückgerufen werden kann, wenn es sich als defekt erweist, oder einem Flugzeug, das regelmäßig gewartet werden kann“, erklärte sie. Jede Fahrlässigkeit kann unsere jahrelange harte Arbeit in den Abgrund stürzen, deshalb legen die Luft- und Raumfahrtingenieure großen Wert auf Qualität, sagte sie: „Wir müssen alle potenziellen Risiken identifizieren und unser Bestes tun, um sie zu kontrollieren”.

„Die Raumfahrtindustrie ist hochriskant und braucht langfristige Investitionen, sodass jeder unter großem Druck steht“, sagte Li. An der Wand eines Kontrollraums in der Luft- und Raumfahrt, gegenüber riesigen Bildschirmen, befinden sich mehrere Tafeln mit der Aufschrift „Keine Fehler, keine Defekte… hohe Standards", die das Personal daran erinnern, besonders sorgfältig zu arbeiten.

Die Kollegen von Zhang sind nicht nur vorsichtig und detailorientiert, sondern rennen auch oft gegen die Zeit, um Termine einzuhalten. Die Entwickler der Chang'e-4 Mondsonde arbeiteten oft Überstunden und mussten manchmal sogar in einem Hotel in der Nähe des Arbeitsplatzes übernachten, um den Arbeitsweg zu reduzieren und Zeit zu sparen.

Außerdem können nicht alle Arbeiten in komfortablen, klimatisierten Büros durchgeführt werden. Einige Tests werden im Nordosten Chinas durchgeführt, wo der Winter sehr kalt ist, andere im Nordwesten in trostlosen Gebieten der Wüste Gobi. Allerdings beschweren sich Zhang's Kollegen keinesfalls über die teils schwierigen Bedingungen.

Work-Life-Balance

Es ist mehr als zwei Jahrzehnte her, dass Zhang nach ihrem Abschluss an der Beihang University, früher bekannt als Beijing University of Aeronautics and Astronautics, der ersten Hochschule für Luft- und Raumfahrt, die nach der Gründung der Volksrepublik China im Jahr 1949 gegründet wurde, ihre Arbeit an der CAST begann. Zhang hat sich dabei über die Jahre von einem Neuling, der die Dynamik analysiert, zur Geschäftsführerin des zweiten Mondlandeprojektes des Landes entwickelt.

Sie ist auch die Mutter eines jugendlichen Sohnes. Als „Karrieremutter“ hält sie ihre beruflichen und familiären Rollen nicht für widersprüchlich. „Eine arbeitende Mutter ist ein Vorbild für ihr Kind“, sagte sie und fügte hinzu, dass sich ihr Sohn auch für die Wissenschaft interessiert.

Zugegebenermaßen haben einige von Zhang's Kollegen aufgrund von Arbeitsaufträgen einige wichtige Momente im Leben ihrer Kinder verpasst. Als Cheng Ming, ein Luft- und Raumfahrtingenieur, zum Xichang Satellite Launch Center ging, um in letzter Minute die Vorbereitungen für den Start von Chang'e-4 im Dezember letzten Jahres zu treffen, hatte sein Sohn gleichzeitig eine Operation. Vor fünf Jahren verpasste Cheng sogar die Geburt seines eigenen Sohnes, weil er damit beschäftigt war, sich auf den Start von Chang'e-3 vorzubereiten.

Dennoch wurde Chengs Schuldgefühl gemildert, als er seinem Sohn stolz erklärte konnte, dass sein Vater dabei geholfen hatte, eine Sonde zum Mond zu schicken. Cheng sagte, dass dieses Gefühl des Stolzes seine primäre Motivation für eine Karriere in der Weltraumforschung sei.