En el contexto de los datos sobre el viaje del rover Yutu-2 en la superficie lunar, el interés en los eventos y experimentos que tienen lugar en el módulo de aterrizaje estacionario Chang'e-4 se manifiesta mucho menos, porque se han instalado equipos científicos para estudiar el entorno espacial, con el cual También se realizan experimentos complejos.
Materiales publicados anteriormente sobre la misión Chang'e-4: La próxima década será un tiempo de exploración extensa de la superficie lunar, nos esperan descubrimientos interesantes, y el hombre volverá a caminar sobre la luna.
Hasta ahora, los científicos e ingenieros están haciendo esto, así:
Pero ahora, en la Tierra, en las salas de producción y laboratorios de la Academia China de Tecnologías Espaciales, el trabajo de fabricación, prueba y preparación para el lanzamiento de nuevos módulos lunares está en pleno apogeo, cada uno de los cuales trae la realidad del aterrizaje de un equipo vivo en la luna, y no solo de estaciones robóticas controladas y rovers.
28 años de historia china del programa lunarUna breve historia china de la exploración lunar:1991: los expertos de la industria espacial china propusieron lanzar su propio programa de exploración lunar (incluso independiente de otros países).
1998: los científicos chinos comienzan a planificar el programa Lunar, discuten los detalles de la investigación y confirman la viabilidad de la misión espacial por su cuenta, superan los primeros problemas científicos y técnicos que surgieron en la etapa inicial.
Enero de 2004: Se lanzó oficialmente el Programa de Exploración de la Luna China llamado oficialmente "Chang'e" (en honor a la Diosa de la Luna China). El primer satélite automático, que se planea lanzar a la órbita de la luna, se llama Chang'e-1. El ambicioso proyecto lunar del país incluye tres fases: exploración no tripulada de la luna, envío de personas a la luna y creación de una base en la luna.
24 de octubre de 2007: El cohete de refuerzo Changzheng-3A con el satélite Chang'e-1 fue lanzado con éxito desde el centro espacial Sichan en China.
7 de noviembre de 2007: el satélite Chang'e-1 ingresó con éxito a la órbita lunar de 127 minutos a una altitud de 200 km.
Octubre de 2008: el inicio de la segunda fase del programa Chang'e-2 fue aprobado oficialmente por el Consejo de Estado de la RPC.
12 de noviembre de 2008: China lanza su primer mapa completo de la superficie lunar basado en datos de Chang'e-1.
1 de marzo de 2009: el pionero de la misión lunar china, el satélite Chang'e-1, que realizó su vuelo orbital durante 16 meses, completó su trabajo mediante una caída controlada en la superficie lunar.
1 de octubre de 2010: El cohete de refuerzo Changzheng-3S con el satélite Chang'e-2 fue lanzado con éxito desde el puerto espacial chino Sichan, luego el satélite Chang'e-2 entró en la órbita lunar de 118 minutos a una altitud de 100 km.
9 de julio de 2011: el satélite Chang'e-2 salió de la órbita lunar hacia el punto L2 de Lagrange del sistema Sol-Tierra (a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra) para realizar experimentos científicos.
25 de agosto de 2011: después de un viaje de 77 días, el satélite Chang'e-2 entró en órbita alrededor de L2.
6 de febrero de 2012: China lanzó un mapa lunar más detallado y actualizado, creado según los datos del satélite Chang'e-2.
14 de julio de 2013: el satélite Chang'e-2, que se había convertido en un asteroide artificial en el Sistema Solar, estaba a 50 millones de kilómetros de la Tierra.
3 de diciembre de 2013: El cohete de refuerzo Changzheng-3V con la estación Chang'e-3 se lanzó con éxito desde el centro espacial Sichan en China.
14 de diciembre de 2013: el módulo de aterrizaje Chang'e-3 aterriza en el cráter Rainbow Bay en el lado visible de la luna. El módulo de aterrizaje Chang'e-3 contiene el primer rover lunar chino, Yutu.
25 de enero de 2014: el rover Yut se inmovilizó técnicamente (falla de elementos como resultado de una colisión) después de superar 114.8 metros en una superficie lunar compleja.
23 de octubre de 2014: la estación lunar automática Chang'e-5T1 se lanzó con la ayuda del vehículo de lanzamiento Changzheng-3C desde el cosmódromo de Sichan. El objetivo del proyecto es probar el regreso del vehículo de descenso a la Tierra para un mayor uso de esta tecnología en la misión Chang'e-5.
31 de octubre de 2014: el vehículo de descenso del proyecto Chang'e-5T1 se separó del módulo de servicio, ingresó a la atmósfera de la Tierra e hizo un aterrizaje suave en el khoshun Syzzivan de la Región Autónoma de Mongolia Interior.
18 de febrero de 2016: el módulo de aterrizaje Chang'e-3 continúa funcionando normalmente después de 28 días lunares, excediendo la vida útil estimada y de diseño del hardware.
14 de diciembre de 2016: el módulo de aterrizaje Chang'e-3 trabajó en la superficie lunar durante tres años, que es un período récord para que el módulo de aterrizaje opere en la superficie lunar.
21 de mayo de 2018: el satélite de retransmisión Tseyuqiao (cuadragésimo puente) se lanzó desde el cosmódromo chino de Xichang, es necesario para organizar la comunicación entre la Tierra y el otro lado de la luna.
14 de junio de 2018: el relé satelital Tseyuqiao entró en órbita alrededor del punto L2 de Lagrange del sistema Tierra-Luna, a unos 65,000 km de la Luna, convirtiéndose en el primer satélite de comunicación en esta órbita del mundo.
8 de diciembre de 2018: El cohete de refuerzo Changzheng-3B con la estación Chang'e-4 fue lanzado con éxito desde el centro espacial Sichan en China.
3 de enero de 2019: el módulo de aterrizaje Chang'e-4 aterriza en el cráter Karman al otro lado de la luna. El módulo de aterrizaje Chang'e-4 contiene el segundo rover lunar chino Yutu-2, un análogo modernizado del rover Yutu. El personal de la misión Chang'e-4 ahora continúa operando normalmente.
2019-2020: se espera la implementación de la misión Chang'e-5, cuya apoteosis es la entrega a la Tierra de al menos dos kilogramos de muestras lunares.
Rastros en la parte posterior del rover lunar "Yutu-2" - la trayectoria del primer día lunar:
¿En qué etapa se encuentra ahora el programa de exploración de la luna china y qué sucederá después? Aquí puedes aprender de estas maravillosas diapositivas sobre la misión Chang'e-4:
De hecho, si vas cuesta arriba siguiendo los pasos que haces tú mismo, puedes alcanzar su punto máximo, aunque lentamente, pero ahora puedes llevar a nuevas personas a su punto máximo que pasarán mucho menos tiempo en sus primeros pasos.
Lo mismo hicieron los científicos e ingenieros chinos, dividiendo el programa de investigación lunar en varias etapas, pasos. Además, transmitieron toda la experiencia adquirida en el proceso de implementación de las decisiones de cada etapa para desarrollar una nueva etapa. Y ahora esta es la cuarta iteración de la exploración de la luna. Pronto, el quinto: una expedición autónoma con un regreso a la Tierra.
Y cuando tienes tu propio cohete de refuerzo (serie Changzheng (Long March)),
tus propios cosmodromes , personal de ingeniería altamente calificado que trabaja todo el día y están orgullosos de su trabajo, entonces cada año el "bulto" tecnogénico de los desarrollos lunares espaciales se vuelve cada vez más intenso -velocidad, ganando impulso y abriendo nuevos horizontes y oportunidades para sus creadores.
Pero fue en la cuarta misión que tuve que usar toda la funcionalidad de las soluciones anteriores y tener la oportunidad de implementar primero en el otro lado de la luna:
- organizar un canal de transmisión de datos "el reverso de la Luna-Tierra" utilizando un satélite de retransmisión;
- control completo del descenso de vehículos a la superficie (TT&C - subsistema de seguimiento, telemetría y comando) utilizando los subsistemas de control de seguimiento, telemetría y transmisión.
Uno de los principales problemas en el estudio del lado lejano de la luna es el problema asociado con la organización de la comunicación, ya que los dispositivos en el lado lejano de la luna no están disponibles para comunicarse directamente desde la Tierra, por lo que se requiere un satélite de comunicación separado para transmitir las señales.
El relé satelital Tseyuqiao (Forty Bridge), lanzado el 21 de mayo de 2018, opera en una órbita de halo alrededor del punto de Lagrange gravitacionalmente estable Tierra-Luna L2, desde el cual puede mantener una visibilidad directa con la Tierra y la parte posterior lunar en cualquier momento para el intercambio de datos entre el MCC y los módulos del proyecto Chang'e-4.
Además, se instala un espectrómetro de baja frecuencia (relé LFS) con tres antenas de cinco metros en el satélite repetidor Tseyuqiao, con el que se graban las emisiones de radio de baja frecuencia del Universo temprano, lo que hace posible estudiar su estructura.
La organización de la conexión terrestre de la Luna:
El horario de vuelo de la misión Chang'e-4 a la luna:
Es más probable que el reverso de la luna caiga en meteoritos, por lo tanto, el terreno allí es muy complejo, lo que crea un alto riesgo de un aterrizaje anormal, que puede provocar un vuelco o una pérdida completa del módulo de aterrizaje durante el aterrizaje.
Para la misión Chang'e-4, se eligió un sitio de aterrizaje relativamente seguro para aterrizar en el cráter Karman, dentro del cual hay vastas áreas planas en la superficie.
En la etapa de diseño, se introdujeron tecnologías de inteligencia artificial en los sistemas informáticos a bordo del módulo de aterrizaje Chang'e-4, lo que permitió que los diversos módulos del proyecto se volvieran mucho más inteligentes y autónomos que los lanzados anteriormente.
Se instaló una serie de sensores y cámaras especiales que miden varios parámetros de velocidades y distancias, que también pueden procesar imágenes en 3D en tiempo real, en los elementos del módulo de descenso Chang'e-4, de modo que durante el procedimiento de aterrizaje, los sistemas a bordo puedan analizarse y corregirse Los parámetros y datos sobre la situación, incluida la información sobre la posición actual, los ángulos y la inclinación hacia la superficie, identifican rápidamente elementos inestables (peligrosos) en la superficie (piedras, pequeños cráteres) y pueden evadir desde tales obstáculos hasta el punto extremo de no retorno durante el proceso de aterrizaje en modo automático sin intervención del operador en la Tierra.
Procedimiento de aterrizaje de video
El 4 de enero de 2019, después de completar todas las etapas del exitoso procedimiento de aterrizaje e instalar canales de comunicación independientes con dispositivos Chang'e-4 (el módulo de aterrizaje y el rover), comenzó la era de exploración del otro lado de la luna.
Video del lanzamiento del rover "Yutu-2"
Los dispositivos de la misión Chang'e-4 comenzaron a enviar fotos de la superficie lunar:
El módulo de aterrizaje Chang'e-4 y el rover Yutu-2 están equipados con cámaras especiales, espectrómetros, radares, detectores y dosímetros, tanto chinos como internacionales:
Equipamiento científico internacional:
Los datos científicos recopilados utilizando los dispositivos de la misión Chang'e-4 se transmiten a un centro especial de investigación espacial y al observatorio astronómico nacional, donde se identifican, catalogan por experimentos, almacenan, analizan y transmiten a los laboratorios de investigación y academias de ciencias los conjuntos de datos obtenidos.
¿Qué nos espera en un futuro muy cercano?La misión Chang'e-5 con un módulo retornable a la Tierra, que entregará varios kilogramos de suelo lunar para nuevas investigaciones y descubrimientos.
Y luego ... Los Polos de la Luna serán una nueva área de investigación: estas son las misiones Chang'e-6 (7-8), algunas de las cuales están planificadas para implementarse antes de 2030.
Y el apogeo de todos estos desarrollos, proyectos y años de trabajo y vuelos debería ser una estación lunar espacial completa (incluyendo módulos orbitales y estructuras e infraestructura terrestre):
Pero antes de los eventos planeados para la próxima década, es necesario encontrar respuestas a muchas preguntas espaciales complejas, y algunas de ellas se pueden resolver con la ayuda de instrumentos científicos instalados en el módulo de aterrizaje Chang'e-4, el rover Yutu-2 y el satélite repetidor Tseyutsiao ".
Espectrómetro de baja frecuencia (LFS): está instalado en el módulo de aterrizaje Chang'e-4 y el satélite de retransmisión Tseyuqiao.La Tierra tiene una ionosfera, lo que dificulta la recepción de señales de radio de baja frecuencia desde el espacio. Para recibir y analizar las débiles señales emitidas por numerosos cuerpos celestes distantes, tales experimentos de radioastronomía deben llevarse a cabo en el espacio exterior, ayudándonos a estudiar el origen y la evolución de las estrellas, galaxias y el Universo.
Los datos y resultados de experimentos similares en órbitas cercanas a la Tierra también son sensibles a la interferencia electromagnética de la superficie de la Tierra, pero no hay tal interferencia de la Tierra en la parte posterior de la Luna.
La misión Chang'e-4 involucra simultáneamente:- Espectrómetro de baja frecuencia chino LFS montado en el módulo de aterrizaje Chang'e-4;
- El espectrómetro de baja frecuencia holandés-chino LFS, instalado en el repetidor de satélite "Tseyuqiao" (Explorador de baja frecuencia de los Países Bajos-China (NCLE)).
El LFS (espectrómetro de baja frecuencia), diseñado para estudiar las erupciones solares y la actividad solar, ahora se usa en la misión Chang'e-4 para realizar observaciones de radioastronomía de baja frecuencia del Universo, el Sol y otros cuerpos celestes.
Sin embargo, estas observaciones son complicadas por el hecho de que los módulos Chang'e-4 también emiten muchas señales electromagnéticas de baja frecuencia. Según los datos que los ingenieros ya han recibido del módulo de aterrizaje Chang'e-4, queda mucho trabajo por hacer para eliminar la interferencia de ellos y aislar las señales de radio de baja frecuencia del Universo, especialmente del Sol.
Por lo tanto, el análisis y la comparación de los datos del espectrómetro de la superficie lunar con los datos del espectrómetro en el relé satelital nos permiten obtener una imagen científica más comprensible sobre este problema.
La parte externa del espectrómetro de baja frecuencia LFS son tres antenas de cinco metros.
Características clave y diseño del espectrómetro de baja frecuencia LFS:
Las principales características y diseño del espectrómetro de baja frecuencia en el satélite repetidor Tseyuqiao:
El dosímetro de neutrones alemán (LND), creado por científicos de la Universidad de Kiel, está instalado en el módulo de aterrizaje Chang'e-4.
Después de todo, no hay atmósfera en la luna, y la radiación cósmica bombardea directamente la superficie lunar. Como resultado de las reacciones entre las partículas de rayos cósmicos y el material de la superficie lunar, se forman radiación gamma y neutrones, cuya emisividad es mayor que la de los protones, electrones y fotones, y su radiación es muy dañina para los organismos vivos en la superficie (tripulaciones de futuras estaciones lunares).
Usando el dosímetro Chang'e-4 LND, se planea investigar la situación de la radiación lunar y recopilar datos que puedan usarse para la protección contra la radiación futura de las bases lunares habitadas.
Características principales del dosímetro LND:
El instrumento científico sueco ASAN (Advanced Small Analyzer for Neutrals), un pequeño analizador de partículas neutras, está instalado en el rover Yutu-2.
Los protones e iones del viento solar directamente sin interferencia afectan la superficie lunar, colisionando con ella, reflejándose en ella, creando átomos de energía neutra (ENA) y otras partículas.
El átomo neutro energético (ENA) es un átomo de energía neutral (formado cuando los átomos "aleatorios" del espacio interestelar colisionan con iones cargados positivamente que se mueven alrededor del sistema solar a alta velocidad. En una colisión, los iones activos "recogen" los electrones faltantes de los átomos y se convierten en átomos neutros de energía).
Al mismo tiempo, la luz solar conduce a una carga positiva en un lado de la luna, y el plasma, a una carga negativa en el otro lado de la luna. En la unión de estos efectos, una fuerza electrostática arroja polvo de luna al espacio.
Por lo tanto, las partículas de tierra lunar rociadas y reflejadas por cargas abandonan la superficie de la luna. El estudio de este proceso es de gran importancia para comprender varios mecanismos en la formación de la capa lunar, así como capas similares en otros objetos espaciales (asteroides y similares).
Características clave de ASAN:
Pero, ¿cómo se controlan todos estos dispositivos científicos, transmiten datos y reciben energía?Esquemas de comunicación y transferencia de datos de equipos científicos en el módulo de aterrizaje Chang'e-4:
donde:
- LFS - Espectrómetro de baja frecuencia;
- LND - Neutrones y dosimetría del módulo lunar;
- TCAM - Cámara de terreno;
- LCAM - Cámara de aterrizaje.
Esquemas de comunicación y transmisión de datos de equipos científicos en el rover Yutu-2:
donde:
- LPR - Radar penetrante lunar;
- ASAN - Analizador pequeño avanzado para neutros;
- VNIS - Espectrómetro de imágenes visible e infrarrojo cercano;
- PCAM - Cámara panorámica.
Fotografías comparativas tomadas por la LRO (Sonda Orbital Lunar de la NASA) del sitio de aterrizaje de la misión Chang'e-4 en el lado más alejado de la luna en diferentes momentos (el módulo de descenso y el rover, que se mueve más lejos del sitio de aterrizaje, son visibles en la foto):
Nuevos datos del MCC de la misión Chang'e-4 sobre la trayectoria real del rover Yutu-2: el mapa muestra huecos y cráteres con una pendiente que el rover evita con cuidado.
Las surcos y marcas en la superficie lunar de las ruedas del rover Yutu-2 permanecerán intactas allí durante al menos cientos de miles de años.
Muchos de los problemas que ya se resolvieron en la Tierra hoy en la etapa de diseño de aparatos para misiones lunares podrían volverse muy complejos y fatales si interferían con la operación del equipo en la luna.
Y solo las personas interesadas en el espacio podrían prever y comprender qué más se debe hacer para el módulo de aterrizaje y el vehículo explorador para que trabajen en condiciones lunares difíciles sin fallas críticas, especialmente en los momentos más cruciales de la misión.
El equipo de ingenieros y empleados de la Academia China de Tecnología Espacial que participa en la misión Chang'e-4:
