Shijian 10
Shijian-10 | |
---|---|
Typ: | Wissenschaftssatellit |
Land: | ![]() |
Betreiber: | Chinesische Akademie der Wissenschaften |
COSPAR-ID: | 2016-023A |
Missionsdaten | |
Masse: | 3,3 t |
Größe: | 5,1 m × 2,2 m ⌀ |
Start: | 5. April 2016 um 17:38 Uhr UTC |
Startplatz: | Kosmodrom Jiuquan |
Trägerrakete: | Langer Marsch 2D |
Flugdauer: | 12,5 + 7 Tage |
Status: | gelandet |
Bahndaten[1] | |
Bahnneigung: | 63° |
Apogäumshöhe: | 482 km |
Perigäumshöhe: | 220 km |
Shijian-10 (chinesisch
Geschichte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Nationale Raumfahrtbehörde Chinas hatte bereits Anfang der 2000er Jahre, noch vor dem Start des Rückkehrsatelliten Shijian 8 der Chinesischen Akademie für Agrarwissenschaften (9. September 2006) beschlossen, einen auf den Aufklärungssatelliten vom Typ FSW-2 basierenden Forschungssatelliten für Experimente in der Schwerelosigkeit bauen zu lassen. Nach Bekanntgabe des Vorhabens wurden von diversen Forschungseinrichtungen gut 200 Experimente für eine Mitnahme auf dem Satelliten vorgeschlagen. Daraus wurden Ende 2004/Anfang 2005 zehn physikalische und zehn biowissenschaftliche Experimente ausgewählt. Die jeweiligen Institute entwickelten daraufhin konkrete, weltraumtaugliche Versuchsaufbauten, die im Oktober 2005 die Machbarkeitsprüfung bestanden. Parallel dazu entwickelte die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie ein Konzept für den Satelliten selbst, das von der Nationalen Raumfahrtbehörde im Mai 2006 gebilligt wurde. Eine Arbeitsgruppe wurde eingerichtet und das Projekt erhielt offiziell die Bezeichnung „Shijian 10“. Als Folge einer Verwaltungsreform – am 15. März 2008 wurde die Kommission für Wissenschaft, Technik und Industrie für Landesverteidigung, der die Nationale Raumfahrtbehörde unterstand, in die Nationale Behörde für Wissenschaft, Technik und Industrie in der Landesverteidigung umgewandelt – wurde das Projekt dann jedoch zunächst gestoppt.[3]
Am 31. März 2010 verabschiedete der Staatsrat der Volksrepublik China ein auf 10 Jahre angelegtes, „Innovation 2020“ (创新2020) genanntes Programm zur Förderung von anwendungsorientierter Forschung, bei dem die Chinesische Akademie der Wissenschaften eine zentrale Rolle spielen sollte.[4] Einer der fünf förderwürdigen Bereiche in diesem Programm war satellitengestützte Weltraumwissenschaft. Die für diesen Bereich zur Verfügung gestellten Mittel (in der ersten Förderrunde 3,8 Milliarden Yuan) wurden über das am 25. Januar 2011 gestartete Weltraumwissenschaftliche Prioritätsprogramm auf einzelne Projekte verteilt; mit der Organisation wurde das damalige Zentrum für Weltraumwissenschaften und angewandte Forschung der Akademie der Wissenschaften beauftragt.[5]
Nun wurde Shijian 10 wieder aufgegriffen und als eines der ersten fünf Projekte in das Weltraumwissenschaftliche Prioritätsprogramm aufgenommen. Chefwissenschaftler für Shijian 10 war der Strömungsmechanik-Spezialist Hu Wenrui (
Aufbau
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Shijian 10 war eine verbesserte Version des Rückkehrsatelliten Shijian 8.[10] Er war 5,1 m lang, hatte einen maximalen Durchmesser von 2,2 m,[11] besaß mit 3,3 t jedoch ein etwas höheres Startgewicht.[12] Die 19 Experimente mit einem Gesamtgewicht von 600 kg verteilten sich auf Orbitalmodul und Rückkehrkapsel: 8 auf dem Orbitalmodul, 11 in der Rückkehrkapsel.[13] Der Satellit benötigte keine Nutzlastverkleidung und wurde während der etwa 17-tägigen Mission ausschließlich über Batterien mit Strom versorgt. Um die Experimente nicht zu stören, verzichtete man für den größten Teil der Missionsdauer auf eine aktive Lageregelung.[10][7] Dadurch konnte im Inneren des Satelliten eine Mikrogravitation zwischen 10−4 g und 10−6 g aufrechterhalten werden.[12]
Nutzlasten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Hier eine Liste der 19 Nutzlasten auf Shijian 10. Die acht Geräte im Orbitalmodul sind blau hinterlegt, die elf Geräte in der Rückkehrkapsel sind grün hinterlegt. Kennnummern, die mit „A“ beginnen, bezeichnen physikalische Experimente; Kennnummern, die mit „B“ beginnen, bezeichnen biologische Experimente.
Fachgebiet | Nummer | Gerät | Experiment | Betreiber |
---|---|---|---|---|
Strömungsmechanik | A1-1 | Verdunstungs- und Grenzflächenkammer | Verdunstung und Effekte an der Grenzfläche verschiedener Flüssigkeiten | Institut für Mechanik, CAS |
A1-2 | Kammer für granulare Materie | Bewegungsverhalten von granularer Materie – Phasenseparation und Clusterbildung in granularem Gas | Institut für Physik, CAS[14] | |
A1-3 | Dampfblasenkammer | Thermisch-dynamisches Verhalten von Dampfblasen beim Sieden von Flüssigkeit in der Schwerelosigkeit | Institut für Mechanik, CAS | |
A1-4 | Kammer für kapillare Konvektion | Oberflächenwellen bei thermokapillarer Konvektion | Institut für Mechanik, CAS | |
A1-5 | Kolloidkammer | Selbstassemblierung in Kolloiden und Erzeugung neuer Materialien | Institut für Mechanik, CAS Institut für Chemie, CAS[15] | |
A1-6 | Soretkammer | Thermophorese in Rohöl und Messung der diesbezüglichen Soret-Koeffizienten | Institut für Mechanik, CAS ESA | |
Verbrennung | A2-1 | Kabelkammer | Rußentwicklung und Rauchverteilung bei durch Überlastung hervorgerufenen Kabelbränden | Institut für Thermodynamik, CAS[16] |
A2-2/3 | Kohleverbrennungskammer | Verbrennung von Kohlenstaub und Kohlengrus und Untersuchung der dabei entstehenden Schadstoffe | Tsinghua-Universität Universität für Wissenschaft und Technik Zentralchina | |
A2-4 | Verbrennungskammer für Nichtmetalle | Entzündung und Verbrennung von typischen Nichtmetall-Materialien | Institut für Mechanik, CAS | |
Materialwissenschaft | A3-1 | Mehrzweckofen | Kristallwachstum bei Halbleiter-Schmelzen und einkristallinen Superlegierungen | Institut für Halbleiter, CAS[17] Shanghaier Institut für Keramik, CAS[18] Institut für Metallforschung, CAS[19] Universität Peking JAXA |
Strahlenbiologie | B1-1 | Schachtel für biologische Strahlenwirkung | Molekularbiologische Mechanismen bei durch kosmische Strahlung hervorgerufenen Mutationen | Universität für Seewesen Dalian[20] |
B1-2 | Schachtel für genetische Strahlenwirkung | Wirkung von kosmischer Strahlung auf Genom und Vererbung | Institut für Biophysik, CAS[21] | |
B1-3 | Kammer für Seidenraupenzucht | Auswirkung der Weltraumumgebung auf Entwicklung und Mutationen bei Seidenspinner-Embryos | Institut für Pflanzenphysiologie und -ökologie, CAS | |
Gravitationsbiologie | B2-1 | Pflanzenzuchtkammer | Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Signaltransduktion in Pflanzen | Institut für Pflanzenphysiologie und -ökologie, CAS |
B2-2 | Stoffaustauschkammer | Stoffaustausch zwischen Zellen in der Schwerelosigkeit | Institut für Mechanik, CAS | |
B2-3 | Kammer für höhere Pflanzen | Molekulare Mechanismen beim über die Photoperiode gesteuerten Aufblühen von Acker-Schmalwand und Reis | Institut für Pflanzenphysiologie und -ökologie, CAS | |
Biotechnologie | B3-1/2 | Stammzellenkammer | Zucht und dreidimensionale Ausformung von neuronalen und hämatopoetischen Stammzellen | Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie, CAS[22] Institut für Zoologie, CAS[23] |
B3-3 | Embryonenkammer | Entwicklung früher Mäuseembryonen in der Schwerelosigkeit | Institut für Zoologie, CAS | |
B3-4 | Kammer für Knochenmarkzucht | Molekulare Mechanismen bei der Bildung von Knochenzellen aus mesenchymalen Stammzellen | Zhejiang-Universität |
Missionsverlauf
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Der Satellit wurde am 5. April 2016 von einer Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 2D vom Kosmodrom Jiuquan in eine um 63° zum Äquator geneigte Umlaufbahn von 220 × 482 km gebracht.[1] Am 18. April 2016 um 08:30 Uhr UTC landete die Rückkehrkapsel des Satelliten nach mehr als 12 Tagen im All auf dem Gebiet des Dörbed-Banners in der Inneren Mongolei, dem damaligen Hauptlandeplatz der Strategischen Kampfunterstützungstruppe wo unter anderem auch die Shenzhou-Raumschiffe landeten.[24] Die Proben, vor allem die biologischen, hatten die Landung alle wohlbehalten überstanden. Das Orbitalmodul arbeitete noch bis zum 25. April 2016 in der Umlaufbahn.[25] Dann waren die Batterien erschöpft, und es wurde vom Servicemodul in die Atmosphäre gesteuert wurde, wo es verglühte.[12]
Ergebnisse
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Granulare Materie
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Mechanismen der Clusterbildung in granularer Materie sind unter anderem wichtig für ein Verständnis des Verhaltens von interstellarem Staub und die Tiefraumerkundung. Während der 19 Tage dauernden Experimente ließen Hou Meiying (
Dampfblasen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Zhao Jianfu (赵建
Kapillare Konvektion
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Mit einem ringförmigen Flüssigkeitsgefäß gelang es Kang Qi (
Verbrennung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Wang Shuangfeng (
Schmelzversuche
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Im Mehrzweckofen, der nach zwölf Tagen mit den darin hergestellten Materialproben in der Landekapsel zur Erde zurückkehrte, wurden von verschiedenen Institutionen nacheinander acht Experimente durchgeführt. Das vom Shanghaier Institut für Keramik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Forschungsinstitut für weltraumbezogene technische Physik der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie gemeinsam entwickelte Gerät war nur 22 kg schwer und hatte die Größe eines kleinen Kühlschranks; mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von 90 W konnten darin genau einstellbare Temperaturen von mehr als 900 °C erzeugt und damit zum Beispiel Halbleitermaterialien geschmolzen werden. Die einzelnen Proben wurden ferngesteuert ausgewechselt und verarbeitet.[35][36]
So ließen zum Beispiel Zhang Xingwang (张兴旺, * 1972) und seine Kollegen vom Institut für Halbleiter der Chinesischen Akademie der Wissenschaften[37] große Einkristalle des ternären Halbleiters Indiumarsenidantimonid in der Schwerelosigkeit ohne Berührung mit einem Gefäß wachsen. Die Gitterfehler-Dichte lag dabei deutlich niedriger als bei einer Herstellung auf der Erde. Indiumarsenidantimonid wird bei Detektoren für langwelliges Infrarot (8–15 µm) verwendet.
Liu Yan (刘岩, * 1969) vom Shanghaier Institut für Keramik (nicht zu verwechseln mit dem 1975 geborenen Liu Yan vom gleichen Institut)[38] züchtete zusammen mit Yūko Inatomi (
Zhou Yanfei (
Yuan Zhangfu (袁章
Seidenraupen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Seidenraupen benötigen etwa 12 Tage, um aus gelegten Eiern zu schlüpfen, was mit der Missionsdauer übereinstimmte. Daher schickten Huang Yongping (
Pflanzenblüte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Forschungsgruppe für Weltraumbiologie und Zellbiologie (
Mäuseembryonen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Duan Enkui (
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Website des Projekts (chinesisch)
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ a b Rui C. Barbosa: Shijian-10 successfully completes return to Earth. In: nasaspaceflight.com. 5. April 2016, abgerufen am 15. September 2022 (englisch).
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- ↑ a b c d Hu Wenrui et al.: Space Experiments Onboard the Microgravity Satellite SJ-10. (PDF; 398 kB) In: nssc.cas.cn. 16. Oktober 2014, abgerufen am 7. September 2022 (englisch).
- ↑ “
空 间科学 ”战略性 先 导科技 专项简介. In: bmrdp.cas.cn. 17. September 2015, abgerufen am 8. September 2022 (chinesisch). - ↑
中国科学院 2011年度 工作 会 议在京 召开. In: cas.cn. 25. Januar 2011, abgerufen am 8. September 2022 (chinesisch). - ↑
胡 文 瑞 . In: imech.cas.cn. 30. November 2012, archiviert vom (nicht mehr online verfügbar) am 29. Mai 2020; abgerufen am 8. September 2022 (chinesisch). Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. - ↑ a b Herbert J. Kramer: Shi Jian-10. In: eoportal.org. 18. April 2016, abgerufen am 8. September 2022 (englisch).
- ↑ Antonio Verga. In: researchgate.net. Abgerufen am 8. September 2022 (englisch).
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