Der Mondhase


So, meine lieben,
auch ich möchte euch natürlich zu Ostern ein kleines Ei in euer Osternest legen. Wobei es heute nicht um Eier gehen wird. Die haben wir vor zwei Jahren behandelt.
Heute geht es um das Tier, ohne welches Ostern nicht denkbar wäre, ein Symbol der Fruchtbarkeit, um den Hasen. Da das hier ein Astro-Blog ist, kann es sich natürlich nicht um irgend einen Hasen handeln, der lustig über Wiesen und Felder hoppelt. Es geht um den Hasen im Mond. Der kommt vor allem in asiatischen Mythen vor und ein chinesischer Rover auf dem Mond trägt seinen Namen. Somit werden wir heute wieder einen großen zeitlichen Bogen spannen, der vermutlich mehrere tausend Jahre abdeckt und in einem höchst modernen Forschungsinstrument auf dem Mond endet.

Die Hauptinhalte dieses Artikels habe ich aus Wikipedia.

Eine kaiserliche Stickerei aus dem 18. Jahrhundert zeigt einen weißen Hasen und noch mehr auf dem Mond. Er zerstampft dort in einem Mörser die Kräuter des Lebenselixiers. Vermutlich die Kräuter der Unsterblichkeit. Wir erinnern uns. Im ersten Band von Harry Potter wurde dieser Stein der Weisen, der Unsterblichkeit ermöglichen sollte, der Hauptgegenstand des ersten Abenteuers von Harry Potter.

Von diesem Hasen auf dem Mond hörte ich das erste mal, als ich mir eine lange Dokumentation der Mondlandung von Apollo 11 anhörte. Er war dort Gegenstand der Funkgespräche.

Die Mythen

Dann schauen wir uns mal diese Geschichten, Mythen und Märchen etwas genauer an:

In China

In der chinesischen Mythologie erscheint der „Mondhase“ (chinesisch 月兔, Pinyin yuètù) bzw. „Jadehase“ (玉兔, yùtù) häufig als Begleiter der Mondgöttin Chang’e, für die er mit seinem Gerät das Lebenselixier stampft. Die früheste Erwähnung eines Hasen auf dem Mond findet sich in den „Chuci“, einer Anthologie chinesischer Gedichte aus der Zeit der Streitenden Reiche der Han, der zufolge ein Hase (Mondhase Yuetu) gemeinsam mit einer Kröte (Fabelkröte Chanchu) (beide uralte Fruchtbarkeitssymbole) auf dem Mond unablässig damit beschäftigt ist, pfundweise Unsterblichkeit verleihende Kräuter zu stampfen. Diese Sichtweise taucht in späteren Texten wie der „Taiping yulan“, einer Enzyklopädie der Song-Dynastie, erneut auf. Dichter der Han-Dynastie nennen den Hasen auf dem Mond „Jadehase“ oder „Goldhase“ (金兔, jīntù); diese Wendungen werden oft stellvertretend für das Wort „Mond“ gebraucht. Im Gedicht „Der Alte Staub“ des bekannten Tang-Dichters Li Bai heißt es „Der Hase im Mond stößt die Kräuter umsonst“.
Die Chinesen verzierten während des Mondfestes die Kuchen mit dem Bild des Hasen. Sie räucherten vor seinen Bronzefiguren und befestigten bei Vollmond ein farbiges Plakat mit seinem Bild, das sie ehrfürchtig grüßten und daraufhin zeremoniell verbrannten.

In Japan

In der japanischen Mythologie wird der Mondhase als Tsuki no Usagi (月の兎) bezeichnet. Dort entspringt der Glaube an den „Mondhasen“ der Shintō-Religion und nimmt Bezug auf die Legenden „Vom Fuchs, dem Affen und dem Hasen“. Der Legende zufolge verband einen Fuchs, einen Affen und einen Hasen eine enge Freundschaft. Während sie am Tage in den Bergen miteinander spielten und gemeinsam jagten, verbrachten sie die Nacht gemeinsam im Wald. Der Herr des Himmels, Taishakuten (帝釈天), erfuhr davon und fand dies ungewöhnlich. Er suchte, als alter Wanderer verkleidet, die drei Freunde auf. Er fand sie des Abends am Lagerfeuer und bat sie um etwas zu essen. Der Affe brachte ihm sogleich Nüsse, der Fuchs gab ihm einen Fisch. Der Hase aber fand nichts, was er dem Wanderer geben konnte. Als der Affe und der Fuchs den Hasen deswegen mit Schmähungen überhäuften, sprang dieser verzweifelt ins Lagerfeuer und rief: „Iss mich!“. Der Herr des Himmels war so gerührt von dieser Geste, dass er den Körper des Hasen wieder herstellte und ihn mit zum Mond nahm. Der Rauch, den der Hase bei seiner Opferung erzeugt hatte, schlug sich auf der glänzenden Mondoberfläche nieder und ahmt noch heute seine Gestalt nach.
Eine Version dieser Geschichte findet sich in der japanischen Anthologie „Konjaku Monogatarishū“, wo ein Fuchs und ein Affe als Gefährten des Hasen fungieren.
Davon abweichend überliefert das Kojiki eine Erzählung vom Hasen, die in ihrem Inhalt mit der Erzählung „Der weiße Hase von Inaba“ (因幡の白兎, Inaba no shirousagi) übereinstimmt.

In Korea

In der koreanischen (dort als RR dal tokki, kor. 달토끼) Überlieferung rührt er lediglich die Zutaten für Reiskuchen (Mochi). Der Mörser symbolisiert dabei den Neumond, der die Mondsichel gebiert.

In Amerika

Ähnliche Legenden begegnen in der mexikanischen Folklore, wo die Muster auf der Mondoberfläche ebenfalls als Hase identifiziert werden. Nach einer aztekischen Legende lebte der Gott Quetzalcoatl eine Zeit lang als Mensch auf der Erde, wo er sich auf Reisen begab und allmählich ermüdete und ihn hungerte. Da weder Essen noch Trinken erreichbar waren, vermeinte er zu sterben. Ein Hase graste in der Nähe und bot sich ihm als Nahrung, um sein Leben zu retten. Quetzalcoatl, gerührt vom großzügigen Angebot des Hasen, erhob ihn auf den Mond, dann brachte er ihn auf die Erde zurück und sagte: „Du vermagst nur ein Hase zu sein, aber jeder wird deiner gedenken, siehe da, dein Bild im Licht, für alle Menschen und alle Zeiten.“

Eine weitere mittelamerikanische Legende schildert die Opfer Nanahuatzins während der Erschaffung der fünften Sonne. Demütig opferte er sich im Feuer, um die neue Sonne zu werden, aber der reiche Gott Tecciztecatl zögerte viermal, bevor er sich schließlich herabließ, ein Mond zu werden. Aufgrund der Feigheit Tecciztecatls beschlossen die Götter, dass der Mond weniger hell als die Sonne scheine, und einer der Götter warf einen Hasen auf dessen Oberfläche, um sein Licht zu dämpfen. Tecciztecatl soll bei seinem Selbstopfer die Gestalt eines Kaninchens angenommen haben, dessen Schatten sich noch heute dort befindet.

Im Buddhismus

In der buddhistischen Śaśajâtaka (Jataka-Erzählung Nr. 316), beschlossen ein Affe, ein Otter, ein Schakal und ein Hase am Tag des Vollmondes (Uposatha) ein Werk der Nächstenliebe zu vollbringen.
Als nun ein alter Mann um Nahrung bettelte, sammelten die Affen Früchte von den Bäumen, der Fischotter Fische, der Schakal stahl eine Eidechse und eine Kanne Milchquark. Aber der Hase, der allein Gras zu sammeln verstand, bot stattdessen seinen eigenen Leib und warf sich in das Feuer, das der Mann entzündet hatte. Jedoch der Hase verbrannte nicht. Der alte Mann offenbarte sich als heiliger Sakka und sprach überaus bewegt von der gezeigten Opferbereitschaft: „Wer sich selbst vergisst, wird, und sei er die niedrigste Kreatur, den Ozean des ewigen Friedens erlangen. Mögen alle Menschen aus diesem Beispiel lernen und sich zu Taten des Mitleids und Erbarmens bewegen lassen.“ Er verlegte, angerührt von der Tugend des Hasen, dessen Bild auf den Mond, dass es jedermann sähe. Es soll noch heute den Rauch zeigen, der aufstieg, als der Hase sich ins Feuer warf.

Wie schon gesagt, habe ich über die Mondlandung von diesem Hasen auf dem Mond gehört. In Europa ist ja eher vom Mondgesicht oder dem Mann im Mond die Rede. Es scheint, dass die Schattierungen, die durch die Mondkrater und Berge vom Mond auf die Erde geworfen werden, viel Raum zu Spekulation oder Interpretation bieten.
Immerhin hat die Kraft dieser alten Geschichten dazu gereicht, einen Rover nach dem Jadehasen zu benennen. Hier nun einiges zu dieser ganz hervorragenden chinesischen Leistung zu Raumfahrt und des neueren Besuch des Mondes.

Geschichte der Mission

Schon seit 1998, also vier Jahre nachdem die Projektgruppe Monderkundung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die erste Machbarkeitsstudie für ein Monderkundungsprogramm vorgelegt hatte, arbeiteten rund ein Dutzend Forschungsinstitute an Prototypen für einen Mondrover. So besaß zum Beispiel das Modell der Fakultät für Informatik der Tsinghua-Universität in Peking sechs einzeln angetriebene Räder und konnte neben der Erhitzung von Bodenproben und spektrographischer Untersuchung derselben auch Proben von Helium-3 entnehmen. Als man 2008, also zwei Jahre vor dem Start von Chang’e 2, mit den Vorbereitungen für die Mission Chang’e 3 begann, erhielt jedoch das Konzept der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie den Zuschlag. Für die konkrete Entwicklung des Rovers war Jia Yang (贾阳, * 1970) zuständig, unter Ye Peijian stellvertretender Chefkonstrukteur der Sonde.
Eines der größten Probleme waren die Räder. Während irdische Sandkörner von Wind und Wetter rundgeschliffen werden, sind die Regolith-Partikel auf dem Mond messerscharf und würden reguläre Radreifen in kurzer Zeit zerstören. Um mit diesem Problem zurechtzukommen, experimentierte die Gruppe um Jia Yang über einen Zeitraum von mehr als drei Jahren mit diversen Bereifungen, selbst mit Kettenfahrwerken. Schließlich bespannte man die Felgen der sechs Räder ähnlich wie bei den sowjetischen Lunochod-Rovern mit einer Art Fliegengitter aus Draht, durch dessen Löcher sich die spitzen Regolithkörner hindurchdrücken konnten. Dies reduzierte außerdem das Gewicht der Räder und verlieh der Bereifung eine gewisse Elastizität. Darüber ordnete man in Querrichtung senkrecht stehende Streifen aus Metall an, die wie Klauen für eine bessere Traktion sorgten.
Als der erste Prototyp fertiggestellt war, musste er unter möglichst realistischen Bedingungen getestet werden. Nach einer eingehenden in-situ Inspektion der Wüsten Nordwestchinas entschied man sich für ein nordwestlich von Dunhuang, Provinz Gansu, gelegenes Gebiet in der Kumtag-Wüste, wo aus Baracken eine temporäre Prüfbasis errichtet wurde. Mit auf dem Wüstensand verteilten Steinen wurde das autonome Hindernisvermeidungssystem getestet und dabei das Fahrgestell des Rovers immer weiter verbessert.
Der Name des Rovers wurde in einer Onlineumfrage und anschließender Abstimmung von 3.445.248 Chinesen im In- und Ausland ausgewählt. Das Wort Jadehase (玉兔, yùtù) bezeichnet in der chinesischen Mythologie den Begleiter der Mondgöttin Chang’e (siehe oben.

Ziele der Mission

Wie bei den Raumfahrtprogrammen Chinas üblich, gab es bei der Mission Chang’e 3 sowohl technische Ziele, also die Erprobung von Technologien für die folgenden Missionen, als auch wissenschaftliche Ziele:

  • Technische Ziele waren eine weiche Landung sowie der Einsatz eines Rovers auf dem Mond.
  • Die wissenschaftlichen Ziele für den Rover waren die Erkundung der lunaren Oberflächentopografie und der Zusammensetzung des Oberflächenmaterials sowie Radarmessungen der Struktur des Mondregoliths bis zu einer Tiefe von 140 Metern. So nennt man den Sand, der auf dem Mond sich befindet.

Aufbau des Rovers

Die Maße des Rovers betragen ca. 1,5 × 1 × 1 Meter und das Gewicht 140 kg, davon 20 kg wissenschaftliche Instrumente. Damit ist er kleiner und wesentlich leichter als die russischen Lunochod-Rover. Jadehase erhielt seine Energie durch zwei Solarmodule, die ihm während der 14-tägigen Mondtage den Betrieb ermöglichten. Während der 14-tägigen Mondnächte ging der Rover in Bereitschaftsbetrieb. Dabei erhielt er Wärme durch Radionuklid-Heizelemente mit Plutonium 238 und Zweiphasen-Flüssigkeitsschleifen. Damit konnte die Temperatur im Inneren des Gehäuses zwischen +55 °C und −20 °C gehalten werden, während die Außentemperaturen zwischen +110 °C und −180 °C schwankten.
Die sechs Räder des Rovers wurden von jeweils einem bürstenlosen Gleichstrommotor einzeln angetrieben, die vorderen und die hinteren beiden Räder konnten um eine senkrechte Achse gedreht werden. Dadurch konnte der Rover nicht nur Kurven fahren, sondern sich auch an Ort und Stelle um sich selbst drehen, er konnte „zurückblicken“, um den freigelegten Regolith in seinen Fahrspuren zu spektrografieren.
Bei Tests auf der Erde konnte der Rover Steigungen von bis zu 20° bewältigen und über Hindernisse von bis zu 20 cm hinwegfahren. Die Unterseite des Gehäuses lag bei ebenem Untergrund 30 cm über dem Boden.

Durch die Signallaufzeit von 2,5 Sekunden vom Mond zur Erde und zurück ist eine direkte Fernsteuerung von Mondfahrzeugen schwierig. Die Techniker im Raumfahrtkontrollzentrum Peking gaben dem Rover zwar Zielpunkte vor, den Weg dorthin musste er sich jedoch selbst suchen. Hierfür war er mit zwei Navigationskameras im „Kopf“ an der Mastspitze sowie zwei Hindernisvermeidungskameras unten am Gehäuse ausgestattet, die jeweils Stereobilder lieferten, aus denen sich Jadehase mittels Delaunay-Triangulierung eine topografische Karte seiner Umgebung berechnete. Außerdem besitzt der Rover folgende Nutzlasten:

  • Panoramakamera im „Kopf“ mit zwei 20 cm voneinander entfernten Objektiven für Stereoaufnahmen im Bereich von 3 m – ∞, schwenkbar um 360° in der horizontalen und 90° in der vertikalen Richtung.
  • Auf zwei Frequenzen arbeitendes Bodenradar
  • Infrarotspektrometer
  • Alphapartikel-Röntgenspektrometer (APXS) an einem mechanischen Arm.

Ablauf der Mission

Jadehase wurde, befestigt auf der Oberseite des Landers der Sonde Chang’e 3, am 1. Dezember 2013 um 17:30 Uhr UTC gestartet und landete am 14. Dezember 2013 um 13:11 Uhr UTC, vier Tage nach dem örtlichen Sonnenaufgang, im Mare Imbrium auf der erdzugewandten Seite des Mondes. Dies war die erste weiche Landung auf dem Mond seit 1976 und der erste Einsatz eines Mondrovers, seit Lunochod 2 am 11. Mai 1973 außer Betrieb ging. Gut sieben Stunden nach der Landung, am 14. Dezember 2013 um 20:35 Uhr UTC, rollte der Rover über eine Rampe auf die Mondoberfläche.

Erster Mondtag

An dieser Stelle möchte ich nochmal ausdrücklich sagen, dass die Betonung in dieser Überschrift auf “dem ersten Mondtag” liegt. Das hat durchaus nichts mit dem Tag auf unserer Erde zu tun. Ein Mondtag dauert ungefähr 14 Erdentage auf einer Mond-Seite. Tag ist es also auf dem Mond, wenn die Sonne die Seite bescheint, auf welcher wir uns befinden. Haben wir beispielsweise Neumond, dann ist die uns zugewandte Seite des Mondes im Erdschatten, also dunkel, also nacht. Vollen Mondtag haben wir nur bei Vollmond. Dazwischen ist Dämmerung etc.

Nachdem der Mondhase um den 17. Dezember 2013 einen kurzen Mittagsschlaf gehalten hatte, war die erste Aufgabe, die Jadehase bis zum 22. Dezember 2014 erfüllte, den Lander von verschiedenen Blickwinkeln aus zu fotografieren, während er selbst umgekehrt auch vom Lander aus gefilmt und fotografiert wurde. Eine Anzahl dieser Bilder wurde veröffentlicht. Anschließend, am 22. Dezember 2013 um 21:00 Uhr UTC, wurde erstmals der mechanische Arm an der Vorderseite des Gehäuses entfaltet und der Sensor des Alphapartikel-Röntgenspektrometers nahe an den Mondboden gebracht. Der Positionierungsvorgang dauerte etwa eine halbe Stunde, dann wurde die Funktionalität des Instruments an einer mitgeführten Kalibrierungsprobe überprüft. Danach wurde der Arm wieder in seine Ruheposition am Gehäuse gebracht. Die erste tatsächliche Messung der Bodenzusammensetzung mit Hilfe des Röntgenspektrometers fand am 25. Dezember 2013 statt.
Die erste Mondnacht verbrachte der Rover etwa 40 Meter südlich des Landers. Er drehte sich mit der Vorderseite nach Süden, sodass das unbewegliche, in Fahrtrichtung linke Solarmodul nach Osten zeigte. Dann klappte der Rover den Mast mit der Parabolantenne und den Kameras nach hinten in sein Gehäuse und klappt den beweglichen Solarzellenflügel darüber, um das Gehäuse zu verschließen und sich vor der nächtlichen Kälte zu schützen. Am 25. Dezember gingen der Lander und am 26. Dezember der Rover in den Schlafmodus über.

Zweiter Mondtag

Als die aufgehende Sonne nach dem Ende der Mondnacht auf das östliche Solarmodul schien, erwachte der Rover am 11. Januar 2014 aus seinem Standby und führte bis zur Mittagspause am 16. Januar eine weitere Inspektion des Mondbodens aus. Am 25. Januar 2014, sechs Wochen nach Beginn des Rover-Einsatzes und nahe dem Ende des zweiten Mondtages, stellten die Techniker im Raumfahrtkontrollzentrum Peking fest, dass sich eines der Räder des Rovers nicht mehr bewegte. Dadurch konnte sich Jadehase nicht nach Süden drehen und seine korrekte „Schlafposition“ einnehmen.

Dritter Mondtag

Als die Sonne am 10. Februar 2014 wieder über der Landestelle aufgegangen war, konnte das Raumfahrtkontrollzentrum zunächst keine Kommunikation mit dem Rover aufnehmen und erklärte ihn deshalb für dauerhaft inoperativ. Nach zweitägigen unermüdlichen „Weckrufen“ der Tiefraumstation Giyamusi konnte jedoch am späten Abend des 12. Februar der Kontakt wiederhergestellt werden. Zunächst wurde nur die Trägerwelle empfangen, später dann auch Telemetriesignale. Es gelang jedoch nicht, das Fahrwerk wieder in Gang zu setzen. Als am 22. Februar 2014 die dritte Mondnacht begann, war klar, dass der Rover zwar unbeweglich war, dass jedoch das Bodenradar, die Panoramakamera und das Infrarotspektrometer normal betriebsfähig waren.

Weiterer Verlauf

Am 18. April 2014 erläuterte Wang Jianyu (王建宇, * 1959) von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften,[29] dass gewisse Komponenten möglicherweise Frostschäden erlitten hätten. Dadurch, dass das rechte Solarmodul nicht in die „Schlafposition“ gefaltet werden konnte, konnte es nicht wie vorgesehen zur Wärmeisolierung der Elektronik während der Mondnacht dienen. Obwohl die wissenschaftlichen Instrumente noch funktionierten – sie waren an sich nur für eine Lebensdauer von drei Monaten ausgelegt – war ihr Nutzen deutlich begrenzt, da der Rover seine Position nicht mehr verändern konnte.
Am 1. August 2016, während der 33. Mondnacht, gab die Nationale Raumfahrtbehörde Chinas bekannt, dass Jadehase am 31. Juli 2016 nach 972 Tagen, also mehr als 31 Erdenmonaten seinen Betrieb endgültig eingestellt hatte. Während dieser Zeit hatte der Rover auf dem Mond insgesamt 114 Meter zurückgelegt.

Abspann

Und hiermit wünsche ich uns allen ein frohes Osterfest. Mögen sich die Zeiten bald wieder bessern.

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