Chang'e-1 war die erste Raumsonde der China National Space Administration (CNSA) und die erste von mindestens drei geplanten Missionen im Mondprogramm der Volksrepublik China. Die Sonde wurde am 24. Oktober 2007 gestartet, erreichte am 5. November 2007 eine Umlaufbahn um den Mond und schlug am 1. März 2009 gezielt auf dem Mond auf. Chang'e-1 sollte ein Jahr lang den Mond umkreisen. Mit ihr wurden Technologien für zukünftige Missionen getestet sowie die Beschaffenheit der Mondoberfläche und des Gesteins studiert. Weitere Missionen sollen 2010 (Mondorbiter Chang'e-2), 2013 (Chang'e-3 mit weicher Mondlandung und Mondrover) und 2017 (weitere unbemannte Landung mit Rückführung einer Gesteinsprobe zur Erde) folgen.

Das Programm wurde nach der Mondgöttin Chang'e benannt. Sie taucht in einem chinesischen Märchen auf, in dem eine junge Fee zum Mond fliegt.

Geschichte

Im Januar 2006 wurde von der Regierung der Volksrepublik China bekannt gegeben, dass die Fertigung der Raumsonde und ihrer Trägerrakete angelaufen sei, am 25. Juli 2006 begann dann die Testphase des Satelliten. Im Dezember 2006 wurde der Satellit im Startzentrum getestet.

Ausstattung und Nutzlast

Der Orbiter basierte auf einer Konstruktion des DFH-3-Kommunikationssatelliten. Die Gesamtmasse betrug 2350 Kilogramm, wovon 130 Kilogramm auf mehrere wissenschaftliche Geräte entfielen:

• Ein Stereo-Kamerasystem für die dreidimensionale Kartografie der Mondoberfläche.

• Ein Laser-Höhenmesser zur Bestimmung der Distanz zwischen Satellit und Mondoberfläche.

• Ein abbildendes Spektrometer bzw. Interferometer.

• Ein Gamma-/Röntgenspektrometer zur Untersuchung der Gesteinszusammensetzung und der radioaktiven Komponenten auf dem Mond, wie zur Analyse von mindestens 14 mineralischen Elemente sowie Titan und Helium[4].

• Ein Mikrowellenradiometer zur Messung der Temperatur der Mondoberfläche sowie zur Ermittlung der Dichte des Mondstaubes.

• Ein Gerät zur Datensammlung des Sonnenwindes in der mondnahen Region.

Datenübertragung zur Erde

Die Missionskontrolle erfolgte mit Hilfe von vier Radioteleskopen, mit Durchmessern zwischen 25 und 50 Metern[5]. Am Observatorium des wichtigsten, auf dem Sheshan-Hügel in Songjiang, einem Distrikt in Shanghai, wurden die Daten auch gesammelt und ausgewertet. Die anderen Teleskope arbeiteten in Beijing, Kunming und Urumqi mit. Für den Eintritt der Sonde in den Mondorbit wurde die Missionskontrolle zusätzlich von den ESTRACK-Stationen der ESA in Maspalomas (Spanien), Kourou (Französisch-Guayana) sowie New Norcia (Australien) unterstützt[7].

Missionsverlauf

Chang'e-1 wurde am 24. Oktober 2007 um 10:05 UTC mit einer Trägerrakete des Typs CZ-3A vom chinesischen Kosmodrom Xichang gestartet. Sie trat in einen Erdorbit mit einer Umlaufzeit von 16 Stunden ein und öffnete ihre Solarpaneele. Am nächsten Tag hob sie planmäßig durch eine kurze Zündung ihrer eigenen Triebwerke den erdnächsten Punkt ihrer Umlaufbahn von 200 Kilometer auf 600 Kilometer Höhe an. Binnen der folgenden sieben Tage erfolgten noch drei weitere Orbittransfers, bei denen die Sonde auf eine immer höhere Umlaufbahn transportiert wurde, um schließlich mit einem so genannte „Erde-Mond-Transfer" die Umlaufbahn soweit auszudehnen, dass der Mond erreicht werden konnte.

Nach kleineren Bahnkorrekturmanövern konnte die Sonde am 5. November, als sie nur noch 300 Kilometer vom Mond entfernt war, das entscheidende Manöver beginnen und in eine Mondumlaufbahn einschwenken. Nach zwei weiteren Bremsmanövern befand sich Chang'e-1 am 6. November auf einer Mondumlaufbahn mit einer Höhe von 213 bis 1700 Kilometern und einer Umlaufzeit von dreieinhalb Stunden. Am 7. November erreichte sie nach einem dritten Bremsmanöver ihre endgültigen Bahn, auf der sie den Mond in 200 Kilometern Höhe einmal in 127 Minuten umrundete. Von dieser Kreisbahn aus begann sie, ab der Einsatzbereitschaft aller Instrumente an Bord und aller vier chinesischen Radioteleskope auf der Erde, ihr Forschungsprogramm.

Am 26. November präsentierte die CNSA der Öffentlichkeit eine erste Mondaufnahme der Sonde. Der chinesische Ministerpräsident Wen Jiabao enthüllte im Beijinger Kontrollzentrum ein aus 16 Einzelfotos zusammengesetztes Bild.

Am 1. März 2009 schlug Chang'e-1 gezielt um 09:13 Uhr MEZ auf dem Mond auf.

Nachfolgemissionen

Die Ersatzsonde von Chang'e-1 wurde modernisiert und verfügt jetzt über eine CCD-Kamera mit höherer Auflösung. Unter dem Namen Chang'e-2 soll die Sonde im Oktober 2010 starten. Die Mond-Umlaufbahn soll niedriger sein als die von Chang'e-1. Chang'e-3 soll dagegen aus einem Mondlander und Rover bestehen. Der Start soll noch vor 2013 erfolgen.