Chang’e-7 is een van de meest ambitieuze onbemande maanmissies die China tot nu toe heeft ontwikkeld. De missie vormt een kernonderdeel van fase 4 van het Chinese Lunar Exploration Program (CLEP) en is specifiek ontworpen om de zuidpool van de maan systematisch te onderzoeken. Deze regio staat internationaal in het middelpunt van de belangstelling vanwege de vermoedelijke aanwezigheid van water-ijs en andere vluchtige stoffen in permanent beschaduwde kraters.
Binnen het bredere Chinese maanprogramma neemt Chang’e-7 een duidelijke scharnierpositie in. Na de successen van Chang’e-3 en -4 met zachte landingen en rovers, en Chang’e-5 en -6 met monsterretourmissies, verschuift de nadruk nu naar het begrijpen van de natuurlijke hulpbronnen van de maan. Chang’e-7 en de daaropvolgende Chang’e-8 moeten samen de wetenschappelijke en technologische basis leggen voor een toekomstige internationale maanonderzoeksbasis, het zogenoemde International Lunar Research Station-concept. Chang’e-7 fungeert daarbij als verkennende missie die antwoord moet geven op fundamentele vragen: waar bevindt zich water aan de maanzuidpool, in welke vorm komt het voor, hoe stabiel is het over lange tijdschalen en in hoeverre is het toegankelijk voor toekomstige benutting.
Long March 5, China's werkpaard voor interplanetaire missies
De ontwikkeling van Chang’e-7 staat onder leiding van de China National Space Administration. De technische realisatie wordt uitgevoerd door grote nationale spelers zoals de China Academy of Space Technology en de China Aerospace Science and Technology Corporation, ondersteund door gespecialiseerde onderzoeksinstituten voor instrumentatie, navigatie en landingstechnologie. De missie is formeel goedgekeurd als onderdeel van fase 4 van het Chinese maanprogramma en bevindt zich sinds het begin van de jaren 2020 in een gevorderd ontwikkelstadium. Voor de lancering is de Long March 5 aangewezen, China’s zware draagraket voor interplanetaire en maanmissies. De lancering zal plaatsvinden vanaf het Wenchang Satellite Launch Center op Hainan, dat speciaal is ontworpen voor zware raketten en bemande en onbemande missies buiten de lage aardbaan. De keuze voor de Long March 5 weerspiegelt de massa, complexiteit en ambities van de Chang’e-7 missie. Volgens de huidige planning staat de lancering van Chang’e-7 gepland voor 2026. Hoewel in diverse bronnen specifieke maanden of data worden genoemd, geldt 2026 als de meest betrouwbare en herhaald bevestigde tijdsaanduiding. Zoals gebruikelijk bij complexe maanmissies blijft de exacte lanceerdatum afhankelijk van testresultaten, integratie van internationale payloads en de beschikbaarheid van ondersteunende systemen.
Op zoek naar waterijs
Het primaire wetenschappelijke doel van Chang’e-7 is het detecteren en karakteriseren van water-ijs en andere vluchtige stoffen in permanent schaduwrijke gebieden. Deze zogenoemde cold traps bereiken temperaturen die laag genoeg zijn om water over miljarden jaren vast te houden. Chang’e-7 wil niet alleen vaststellen of water aanwezig is, maar ook de concentratie, de ruimtelijke verdeling en de fysische toestand ervan bepalen. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen puur ijs, ijs gemengd met regolith en chemisch gebonden water in mineralen. Deze gegevens zijn cruciaal om te bepalen of en hoe water in de toekomst kan worden gewonnen voor levensondersteuning, brandstofproductie of andere toepassingen. Naast de zoektocht naar water richt de missie zich op een uitgebreide geologische en morfologische karakterisering van de zuidpoolregio. De zuidpool van de maan is geologisch complex, met oude hooglanden, diepe inslagkraters en gebieden die slechts kortstondig zonlicht ontvangen. Door gedetailleerde mapping en in-situ metingen wil Chang’e-7 inzicht krijgen in de geologische evolutie van deze regio en de relatie tussen oppervlaktestructuren, inslaggeschiedenis en de aanwezigheid van vluchtige stoffen. Aanvullend worden thermische en fysische eigenschappen van het oppervlak en de ondergrond onderzocht, zoals temperatuurgradiënten en warmtegeleiding, om te begrijpen hoe ijs zich in de regolith kan ophopen en behouden. Een ander belangrijk aspect van de missie is het onderzoek naar de ruimteomgeving bij de maanzuidpool. Chang’e-7 zal metingen uitvoeren aan het lokale plasma- en stralingsmilieu, inclusief de interactie tussen het maanoppervlak en de zonnewind, evenals observaties wanneer de maan zich in de magnetosfeer van de aarde bevindt. Deze gegevens zijn niet alleen van belang voor fundamentele ruimtefysica, maar ook voor het ontwerp van toekomstige apparatuur en, op langere termijn, voor de bescherming van menselijke bemanning.
Complexe modulaire missie
Om deze uiteenlopende doelstellingen te realiseren, maakt Chang’e-7 gebruik van een complexe en modulaire missie-architectuur. De missie bestaat uit een orbiter, een lander, een rover en een innovatief mini-vliegend voertuig. De orbiter speelt een centrale rol in het in kaart brengen van de zuidpoolregio met hoge resolutie en levert spectrale en contextuele gegevens die essentieel zijn voor de interpretatie van metingen op het oppervlak. Daarnaast fungeert de orbiter als communicatieschakel tussen de aarde en de oppervlakte-elementen. De lander zal een zachte landing uitvoeren in de nabijheid van de zuidpool, waarschijnlijk op een relatief goed belichte locatie aan de rand van een krater. Vanaf deze positie voert de lander stationaire metingen uit en ondersteunt hij de roveroperaties. De rover zelf is ontworpen voor mobiele in-situ analyse en kan zich verplaatsen binnen het landingsgebied om variaties in samenstelling, mineralogie en omgevingscondities te onderzoeken. Daarmee levert de rover gedetailleerde puntmetingen die de bredere orbitale waarnemingen aanvullen. Het meest opvallende en technisch vernieuwende onderdeel van Chang’e-7 is het mini-vliegende voertuig. Dit kleine, autonome platform is bedoeld om korte vluchten of sprongen te maken in en uit permanent beschaduwde kraters, waar conventionele rovers niet kunnen komen. Door directe metingen uit te voeren in deze extreem koude en donkere omgevingen kan Chang’e-7 voor het eerst gegevens verzamelen uit de kern van koude valplekken. Het succes van dit concept zou een geheel nieuw paradigma openen voor maanverkenning in moeilijk toegankelijke gebieden.
Wetenschappelijke instrumenten
Orbiter
- Hoge-resolutie optische camera voor topografie en geologische cartografie
- Zichtbaar- en nabij-infraroodspectrometer voor mineralogie en detectie van water/hydroxyl
- Neutronendetector voor het in kaart brengen van waterstof in de bovenste regolithlagen
- Gammastralingsspectrometer voor elementanalyse en aanvullende waterstofdetectie
- Eventuele radar voor onderzoek van ondergrondse structuren en gelaagdheid
- Plasma- en ruimteweersensoren voor metingen van zonnewind en lokale ruimteomgeving
Lander
- Panoramische en contextcamera’s voor documentatie van het landingsgebied
- Thermische sensoren voor meting van oppervlaktetemperatuur en temperatuurgradiënten
- Omgevingssensoren voor straling, stof en elektrostatische eigenschappen van het oppervlak
- Mogelijke seismische of geofysische sensoren voor lokale ondergrondkarakterisering
Rover
- Navigatie- en wetenschappelijke camera’s met hoge resolutie
- Infrarood- en/of zichtbare spectrometer voor mineralogische analyse
- Elementanalyse-instrument (bijvoorbeeld röntgen- of lasergebaseerd) voor chemische samenstelling
- Thermofysische meetinstrumenten voor warmtegeleiding en temperatuurvariaties van regolith
- Mogelijke grondradar voor ondiep ondergrondonderzoek
Mini-vliegend voertuig (flying probe)
- Sensor voor directe detectie van water-ijs en vluchtige stoffen in permanent beschaduwde gebieden
- Compacte spectrometer voor samenstellingsanalyse in cold traps
- Temperatuur- en stralingssensoren voor karakterisering van extreme omgevingscondities
Shackleton-krater
Chang’e-7 zal landen in de zuidpoolregio van de maan, maar een exacte locatie is door de China National Space Administration nog niet officieel bevestigd. Wel is duidelijk dat de landingsplaats aan een aantal strikte voorwaarden moet voldoen:
- nabijheid van permanent beschaduwde kraters met hoge kans op water-ijs;
- voldoende zonlicht op of nabij de landingsplaats voor energievoorziening;
- gunstige communicatiegeometrie met de relay-satelliet;
- veilig terrein voor een zachte landing en roveroperaties.
In wetenschappelijke en technische publicaties wordt vaak verwezen naar gebieden in de omgeving van de Shackleton-krater, met name kraterranden of verhoogde plateaus nabij de zuidpool. Deze regio combineert langdurige zoninstraling op sommige randen met directe toegang tot diepe cold traps in de kraterbodem. Hoewel Shackleton een veelgenoemde kandidaat is, moet worden benadrukt dat dit geen officieel bevestigde landingsplaats is, maar een logisch afgeleide voorkeursregio op basis van de missiedoelen. Gedurende de gehele missie zorgen een dedicated communicatie-relay en de orbiter voor dataverkeer tussen de zuidpool en de aarde. De nominale operationele duur van de oppervlaktefase wordt geschat op enkele maanden, afhankelijk van thermische en energetische beperkingen.
Nieuwe stap richting Chinese bemande maanbasis
Na Chang’e-7 zet China een duidelijk gedefinieerde, gefaseerde route voort die leidt van wetenschappelijke verkenning naar technologische demonstratie en uiteindelijk permanente aanwezigheid op de maan. Chang’e-7 is daarbij expliciet geen eindpunt, maar een voorbereidende missie. De directe opvolger van Chang’e-7 is Chang’e-8, gepland voor circa 2028. Waar Chang’e-7 primair gericht is op wetenschappelijke verkenning en prospectie, verschuift Chang’e-8 de focus naar technologische demonstratie. Chang’e-8 zal, net als Chang’e-7, opereren in de zuidpoolregio, en is expliciet bedoeld om de praktische haalbaarheid van langdurige aanwezigheid te evalueren op basis van de data die Chang’e-7 oplevert. Samen vormen Chang’e-7 en Chang’e-8 de wetenschappelijke en technologische fundamenten voor het Chinese langetermijnproject: het International Lunar Research Station (ILRS). Dit concept, dat China samen met internationale partners ontwikkelt, voorziet in een permanente of semi-permanente onderzoeksbasis op of nabij de zuidpool van de maan. Parallel aan het onbemande programma werkt China ondertussen ook aan een bemande maanarchitectuur. In de vroege jaren 2030 staat een eerste Chinese bemande maanlanding gepland. De kennis en technologie die worden opgedaan met Chang’e-7, met name over de zuidpoolomgeving, communicatie, energie en navigatie, vloeien direct in deze bemande plannen.
