ISS vs. Tiangong: So unterscheidet sich die Raumstation

Himmelspalast ist die deutsche Übersetzung der neuen chinesischen Raumstation Tiangong. Was wie ein übergroßes menschliches Außenpostenmodell klingt, ist im Vergleich zur Internationalen Raumstation (ISS) tatsächlich ein kleineres Modell. Man kann sagen, dass die Internationale Raumstation ein erfahrener Veteran im Erdorbit ist, während Tiangong ein kleiner und brandneuer junger Mann ist.

Warum tritt China nicht der Internationalen Raumstation bei?

Im Jahr 2011 untersagten die Vereinigten Staaten aus Gründen der nationalen Sicherheit eine weitere Zusammenarbeit mit der NASA, und China wurde von der Internationalen Raumstation ausgeschlossen. An der Internationalen Raumstation, die seit Ende 1998 im Orbit und seit Ende 2000 permanent bemannt ist, arbeiten fünf Raumfahrtagenturen aus 15 Ländern zusammen.

Das weitläufige asiatische Imperium intensivierte sein eigenes bemanntes Raumfahrtprogramm, das 1992 gestartet wurde. Tiangong ist nicht die erste Raumstation. Tiangong-1 war der erste Prototyp, der von 2011 bis 2018 die Erde umkreiste, gefolgt von Tiangong-2 (2016 bis 2019).

„Die Chinesen sehen sich als große Raumfahrtnation“, erklärt Ulrich Walter, Leiter des Lehrstuhls für Raumfahrttechnik an der Technischen Universität München. “Sie sind stark investiert, sie sind erschwinglich, sie haben einen klaren Plan und sie haben bisher alles umgesetzt”, schloss der ehemalige Wissenschaftsastronaut.

Wie oft fliegt Tiangong zum International Space Bahnhof?

Ein Vergleich der Außenmaße zeigt, dass die Internationale Raumstation etwa viermal so groß ist wie Tiangong. Der Querschnitt der ISS, die Hauptachse der zusammengesetzten Module, ist laut NASA 94 Meter lang. Zudem hat die Raumstation eine Spannweite von 109 Metern und ist mit Solarmodulen ausgestattet. Damit nimmt die ISS etwas mehr Platz ein als ein durchschnittliches Fußballfeld.

Die Gesamtlänge der drei Kernmodule von Tiangong beträgt etwa 53 Meter, und die Raumstation ist entlang der Hauptstraßenachse 37 Meter lang. Die Spannweite der Solarmodule beträgt 55 Meter. Von der räumlichen Ausdehnung her ist Tiangong kleiner und kompakter, mit einem Durchmesser von etwa 39 Metern – etwa einem Viertel eines Fußballfelds.

Welche Raumstation hat mehr Module?

Beide Raumstationen sind modular aufgebaut und haben eine leichte Hülle. Der Grund: Weltraumexperte Walter erklärte, dass sie sich angesichts der deutlich höheren Lichtintensität als auf der Erde nicht so schnell aufheizen dürften. Die rund 420 Tonnen schwere Internationale Raumstation besteht nun aus 39 einzelnen Modulen der beteiligten Länder – 2021 kommen zwei Module aus Russland hinzu. Seit 1998 werden die Module in den Orbit geschickt und dort verbunden, und die Raumstation wird seit fast 25 Jahren kontinuierlich ausgebaut. Aufgrund der vielen beteiligten Länder habe die ISS „deutlich mehr Forschungsmodule – das ist der Unterschied“, erklärte Ulrich Walter.

Der Bau der Raumstation Tiangong ist mittlerweile auf 100 Tonnen angewachsen, und der Fortschritt ist viel schneller. Es besteht im Grunde nur aus drei großen begehbaren Modulen. Ende April 2021 wurde das 17 Meter lange Kernmodul Tianhe (deutsch: Himmlische Harmonie) in die Umlaufbahn gebracht. Hinzu kommen in diesem Jahr die etwa 18 Meter langen Forschungslabore Wentian (Sky Survey, Ende Juli 2022) und Mengtian (Tianmeng, Ende Oktober 2022). Schließlich wird die Station im Dezember 2023 um das frei fliegende Weltraumteleskop Sky Survey (Sky Survey) erweitert, das nur temporär an Tiangong andocken wird. Ziel ist es, fremde Galaxien mit Spiegeln von zwei Metern Durchmesser zu erforschen.

Wie viel Platz haben Astronauten auf der Internationalen Raumstation?

Rund 67 Meter entlang der ISS befinden sich Wohn- und Arbeitsmodule, die für eine künstliche Atmosphäre sorgen. Dies bedeutet, dass Astronauten die Druckkammer betreten können, ohne einen Raumanzug zu tragen. Zu diesen Modulen gehören Zarya, Poisk, Destiny und Columbus.

Derzeit befinden sich 7 Astronauten auf der Internationalen Raumstation; 2009 dienten 13 Astronauten gleichzeitig als Gastsitze. Theoretisch stehen Ihnen insgesamt 1005 Kubikmeter Wohnfläche zur Verfügung. Aufgrund des großen Platzbedarfs für Ausrüstung und Vorräte bleiben laut NASA aber immer noch 388 Kubikmeter bewohnbarer Raum. Nimmt man die in Deutschland übliche Deckenhöhe von 2,50 Metern, beträgt die Wohnfläche für alle Astronauten an Bord etwa 155 Quadratmeter. Die NASA vergleicht das Innere der Internationalen Raumstation mit einem Haus mit sechs Schlafzimmern. Es gibt zwei Badezimmer, einen Fitnessraum und eine erstaunliche 360-Grad-Aussicht, die als Kuppel bekannt ist.

Wie viel Platz ist in Tiangong verfügbar?

Es ist unmöglich für Tiangong, ein so großes Fenster von der Außenwelt zu haben. Tino Schmiel, Leiter des Forschungsbereichs „Satellitensysteme und Raumfahrt“ an der Technischen Universität Dresden, berichtet, dass die chinesische Raumstation „kleiner, aber noch nicht mit modernster Technik überfüllt“ sei.

Verglichen mit dem Gesamtraum der ISS (320 Kubikmeter) und etwa einem Drittel ihres bewohnbaren Raums. Das Volumen, in dem sich Astronauten frei bewegen können, ist mit rund 130 Kubikmetern etwas größer als in einem herkömmlichen Gelenkbus. Bei einer Raumhöhe von 2,50 Metern können drei Astronauten typischerweise etwa 52 Quadratmeter Fläche nutzen. Wenn die Crew rotiert, sind jedoch sechs Gäste an Bord, die Kurzaufenthalte machen und sich sozusagen den Raum einer Zweizimmerwohnung teilen. Das 17 Meter lange Tianhe-Kernmodul enthält drei separate Schlafabteile mit Toiletten und Duschen. Die wissenschaftliche Arbeit fand in zwei Labors statt, denn das Hauptanliegen der Chinesen war laut Ulrich Walter „die Erforschung der Schwerelosigkeit“.

Gibt es einen Unterschied in der Umlaufbahn?

Nach oben Auf den ersten Blick scheinen sich die beiden Raumstationen sehr ähnlich zu bewegen. Sowohl die Internationale Raumstation als auch Tiangong umkreisen die Erde derzeit in einer Höhe von etwa 390 Kilometern. In beiden Fällen muss der durch den Restluftwiderstand verursachte konstante Durchhang kontinuierlich vom Antrieb kompensiert werden.

Beide beschleunigen im Orbit mit etwa 7,7 Kilometern pro Sekunde. Das sind etwa 28.000 Kilometer pro Stunde. Das heißt: Beide brauchen etwa 90 Minuten, um die Erde zu umkreisen. Laut NASA ist eine eintägige Reise auf der Internationalen Raumstation vergleichbar mit einer Reise zum und vom Mond – zweimal 384.400 Kilometer.

Es gibt einen signifikanten Unterschied in der Neigung der beiden Raumstationen um den Erdjet. „Im Vergleich zur Internationalen Raumstation fliegt Tiangong auf einer viel weniger äquatorialen Umlaufbahn“, erklärt Weltraumexperte Schmiel. Das bedeutet: Im Vergleich zur Internationalen Raumstation sieht Tiangong weniger vom Norden und Süden der Erde. „Dies bedeutet, dass Erdbeobachtungen eingeschränkter sind. Die Weltraumumgebung ist auch weniger einfach zu messen“, sagte Schmiel. Hintergrund sei, dass China auf dem Weg zur Raumstation Energie spare, „weil ihr Startplatz nicht in hohen Breiten liegt“, so der Dresdner Experte.

Wie lange wird die Internationale Raumstation unterwegs sein?

Bis Herbst 2023 werden sich Teile der Internationalen Raumstation 25 Jahre lang durch den Weltraum bewegen. Mit anderen Worten, der Lebenszyklus der Internationalen Raumstation neigt sich dem Ende zu. Während die Raumstation immer wieder auf technische Probleme stößt – zuletzt ein Leck einer russischen Sojus-Kapsel – wird die Nutzungsdauer verlängert.

Wie ursprünglich geplant, sollte es 2020 enden, dann wurde es 2024. Die USA, Europa und Japan haben sich derzeit verpflichtet, es bis 2030 zu nutzen. Die NASA gab kürzlich bekannt, dass sie hofft, die Internationale Raumstation im Südpazifik im Januar 2031 kontrolliert zum Absturz bringen zu können. Da könnte viel Geld buchstäblich versinken: Laut Guinness-Buch der Rekorde werden die Gesamtkosten des „teuersten von Menschenhand geschaffenen Objekts“ auf satte 150 Milliarden Dollar geschätzt.

Wie teuer ist Tiangong?

Da das Druckvolumen in der Internationalen Raumstation dreimal so hoch ist wie das von Tiangong, schätzt Ulrich Walter, dass die Baukosten der chinesischen Raumstation “etwa ein Drittel der Kosten von Tiangong” betragen. Genaue Zahlen haben die Chinesen nicht, aber auch Tino Schmiel schätzt die Kosten “deutlich geringer” ein.

Bei Tiangong profitieren die Chinesen auch von der ähnlich großen russischen Raumstation Mir. „Die von den Chinesen verwendete Technologie basiert auf der von den Russen verwendeten Technologie“, erklärte Walter und verwies auf die Zusammenarbeit zwischen den beiden Ländern in den frühen 1970er Jahren. Ein weiterer Faktor könnte den Preis nach unten drücken: “Im Vergleich zur Internationalen Raumstation gibt es viel weniger Koordination”, sagte Schmier. „Auch die Material- und Personalkosten könnten niedriger sein.“

Wie weit sind die Chinesen?

Trotz der geringeren Kosten ist Tiangong laut Dresdner Raumfahrtexperten „absolut auf der Höhe der Technik – up-to-date“. neuen Technologien, und das ist nur bedingt möglich.“ Schmiel veranschaulicht: „Das ist wie beim Kauf eines neuen Autos. Als Beispiel nennt er die Datenübertragung zwischen Experiment und Boden in Sachen Sensorik, Codierung und Datenverarbeitung.

„Jede neue, oft komplexere Technologie muss in der Praxis reifen“, erklärt Tino Schmiel. “Sobald etwas funktioniert, sollten Sie die Finger davon lassen”, sagte Walter, ein ehemaliger wissenschaftlicher Astronaut, aus Erfahrung. Die Internationale Raumstation kann in einem Leben mehr als 3.000 Experimente durchführen. Die Zeit wird zeigen, dass China mit Hilfe von Westliche Forscher werden die 1000 auf Tiangong geplanten Experimente erfolgreich sein.