China macht weiterhin große Fortschritte im Rahmen seines Ziels, eine Supermacht im Weltraum und ein direkter Konkurrent der NASA zu werden.
Neben der geplanten Erweiterung der Raumstation Tiangong und der Schaffung der Internationalen Mondforschungsstation (ILRS) plant China im kommenden Jahrzehnt auch die Entsendung bemannter Missionen zum Mars.
In Vorbereitung auf die Ankunft von Taikonauten auf dem Roten Planeten bereitet sich China darauf vor, Proben von Marsboden und -gestein zur Erde zurückzugeben, etwa zwei Jahre vor dem geplanten Mars Sample Return (MSR) der NASA und ESA.
Diese Mission wird die dritte im Tianwen-Programm (Tianwen-3) der China National Space Administration (CNSA) sein und aus zwei Starts im Jahr 2028 bestehen, die im Juli 2031 Proben zur Erde zurückbringen werden.
Laut einer neuen Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Chinese Science Bulletin veröffentlicht wurde, gaben chinesische Wissenschaftler bekannt, dass sie ein neues numerisches Modell entwickelt haben, um die atmosphärische Umgebung des Mars zu simulieren. Dieses als Global Open Planetary Atmosphärenmodell für den Mars (auch bekannt als GoPlanet-Mars oder GoMars) bekannte Modell bietet Forschungsunterstützung zur Vorbereitung der Tianwen-3-Mission.
Der Artikel mit dem Titel „Entwicklung einer neuen Generation des Mars-Atmosphärenmodells GoPlanet-Mars“ wurde von Forschern des Instituts für Atmosphärenphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IAP-CAS), des State Key Laboratory of Numerical Simulation of Atmospheric Science und durchgeführt Geohydrodynamik (LASG) und die School of Earth and Planetary Sciences der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (SEPS-UCAS).
Die Studie wurde von Wang Bin geleitet, einem leitenden Forscher am CAS-IAP, der sich auf Klimamodellierung spezialisiert hat.
In den letzten zwei Jahrzehnten ist die Zahl der Missionen und Raumfahrtagenturen, die sich mit der Erforschung des Mars befassen, erheblich gestiegen.
Derzeit erforschen zehn Robotermissionen seine Oberfläche und Atmosphäre, darunter sieben Orbiter, zwei Rover und ein Hubschrauber. Und da im nächsten Jahrzehnt noch viele weitere für den Mars bestimmt sind (sowie bemannte Missionen), wächst die Nachfrage nach Wettervorhersagen für den Mars.
frameborder=”0″allow=”accelerometer; automatisches Abspielen; Zwischenablage-Schreiben; verschlüsselte Medien; Gyroskop; Bild im Bild; web-share”allowfullscreen>
In ihrem Papier heißt es: „Die Luft- und Raumfahrtmächte der Welt haben Modelle der Marsatmosphäre entwickelt, um meteorologischen Schutz für die Landeerkundung zu bieten.“
Um Informationen über die meteorologischen Bedingungen rund um die potenziellen Landeplätze der Tianwen-3-Mission zu erhalten, erstellte das Forschungsteam ein globales offenes Planetenatmosphärenmodell für den Mars. Anschließend verwendeten sie dieses Modell, um die drei kritischen Zyklen der Marsatmosphäre nachzubilden: Staub, Wasser und Kohlendioxid.
Anschließend testeten sie das Modell anhand des Open Access to Mars Assimilated Remote Soundings (OpenMARS)-Datensatzes, einer globalen Aufzeichnung des Marswetters von 1999 bis 2015, sowie anhand von Beobachtungen des chinesischen Rovers Zhurong (Teil der chinesischen Tianwen-1-Mission) und der NASA Viking 1 und 2 Lander.
Ihre Ergebnisse zeigten, dass das GoMars-Modell die einzigartigen Eigenschaften des Oberflächendrucks auf dem Mars erfolgreich reproduzierte und eine gute Simulationsleistung für die Oberflächentemperatur, den Zonenwind, das Polareis und den Staub lieferte.
Laut Wang wird die Tianwen-3-Mission Tianwen-1 um die zusätzlichen Aufgaben Landung, Probenahme und Rückkehr erweitern, was detaillierte Informationen über die atmosphärischen Bedingungen auf dem Mars erfordert. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da Sandstürme dazu führten, dass mehrere Missionen wie Opportunity, Insight und Zhurong verloren gingen – alles aufgrund der Staubablagerungen auf ihren Solarpaneelen.
Darüber hinaus erlitt der Perseverance-Rover während eines Sandsturms Schäden an einem seiner Windsensoren, weil in der Luft schwebende Kieselsteine mit ihm kollidierten. Da Beobachtungsdaten für den Mars knapp sind, findet das Modell auch Anwendungsmöglichkeiten für Virtual-Reality-Simulationen.
Dies ist bei der Vorbereitung von Missionen zu entlegenen Planeten erforderlich, was ihnen bei der Entwicklung von Fahrzeugen und der Auswahl geeigneter Landeplätze hilft. In dieser Hinsicht könnte ein „virtuelles Mars“-Programm, das GoMars und zukünftige Beobachtungen einbezieht, einen Großteil des Rätselratens bei der Planung zukünftiger Missionen beseitigen.
Seit den 1960er Jahren, als die sowjetischen und amerikanischen Raumfahrtprogramme damit begannen, Sonden zum Mars zu schicken, haben Wissenschaftler in der Hoffnung, den „Mars-Fluch“ zu überwinden, Mars-Atmosphärenmodelle entwickelt. Da immer mehr Nationen Missionen zum Mars schicken, ist die Notwendigkeit einer Klimamodellierung umso wichtiger geworden.
Letztendlich können Staub und Wetter einen erheblichen Einfluss auf die Eintritts-, Abstiegs- und Landephase (EDL) haben. Sie können sich auch auf den Oberflächenbetrieb auswirken, insbesondere wenn es um Solarpaneele, Kommunikation und empfindliche Instrumente geht.
Sie können auch während der Aufstiegsphase ein Problem darstellen, wenn Missionen versuchen, die Umlaufbahn zu erreichen und zur Erde zurückzukehren – beispielsweise im Rahmen einer Probenrückführungsmission. Wie Wang in einem Interview mit der Nachrichtenagentur Xinhua kommentierte:
„Der Staubkreislauf auf dem Mars ist genauso wichtig wie der Wasserkreislauf auf der Erde. GoMars kann verwendet werden, um die Staubaktivität vor und nach der Ruhephase des Rovers zu simulieren, was atmosphärische Umgebungsdaten liefern kann, um die möglichen Ursachen der Ruhephase zu analysieren.“
GoMars kann beispielsweise die Temperaturen der Landezone simulieren, und Wissenschaftler können diese Daten nutzen, um Materialien zu entwerfen, die für den Bau von Mars-Rovern geeignet sind, die extremer Kälte standhalten.“
Anfang des nächsten Jahrzehnts beabsichtigen die NASA und die ESA außerdem, die Mars Sample Return (MSR)-Mission zu entsenden, um vom Perseverance-Rover gewonnene Proben zurückzuholen. Dies wird aus einem Probenrückhollandegerät der NASA, zwei Probenrückgewinnungshubschraubern, einem Mars-Aufstiegsfahrzeug und einem ESA-Erdrückkehrorbiter bestehen.
NASA und ESA gehen derzeit davon aus, dass diese Mission frühestens im Jahr 2033 starten wird, was mit der ersten bemannten NASA-Mission zum Mars zusammenfällt, die die Erde verlässt. Offensichtlich geht das neue Weltraumrennen über den Mond hinaus und umfasst nun auch das Erreichen des Mars!
Dieser Artikel wurde ursprünglich von Universe Today veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.