أكملت أجهزة مهمة Chang'e-4 (وحدة النسب و rover) البحث العلمي بنجاح خلال يومهم القمري الخامس على الجانب الآخر من القمر ، فأرسلت أكثر من 6.6 غيغابايت من البيانات العلمية إلى الأرض ، وتحليل لبعضها تم الحصول عليها باستخدام مطياف أصبح روفر "Yutu-2" على تكوين عباءة القمر ، اكتشافًا علميًا جديدًا.
ولكن كان على مشغلي سيارة Yut-2 rover بذل بعض الجهود للتعويض عن الأثر السلبي للمشكلة التي نشأت في نظام القيادة المستقلة.
مواد سبق نشرها حول مهمة Chang'e-4: بيانات عن المشروع والوحدات الخاصة بمهمة القمر Chang'e-4:21 مايو 2018: تم إطلاق القمر الصناعي تتابع Tseyuqiao (جسر الأربعين) من محطة الفضاء الصينية شيتشانغ ، فمن الضروري لتنظيم الاتصالات بين الأرض والجانب الآخر من القمر.
14 حزيران (يونيو) 2018: بدأ تتابع ساتل Tseyuqiao في المدار حول نقطة Lrange L2 في نظام Earth-Moon ، على بعد حوالي 65000 كيلومتر من القمر ، ليصبح أول قمر صناعي للاتصالات في هذا المدار في العالم.
8 ديسمبر 2018: تم إطلاق صاروخ التعزيز Changzheng-3B مع محطة Chang'e-4 بنجاح من مركز الفضاء سيشان في الصين.
3 يناير 2019: هبوط مركبة Chang'e-4 في فوهة Karman على الجانب الآخر من القمر. تحتوي مركبة الهبوط Chang'e-4 على مركبة القمر الصينية الثانية Yutu-2 ، وهي تناظرية حديثة لسيارة Yutu. تستمر أجهزة بعثة Chang'e-4 في العمل بشكل طبيعي وإرسال البيانات إلى الأرض للشهر الخامس.
فيديو الهبوط والهبوط روفرفيديو لعملية الهبوط على الجانب الآخر من القمر:
بعد الانتهاء من جميع مراحل إجراءات الهبوط الناجحة وتثبيت قنوات اتصال مستقلة مع أجهزة Chang'e-4 (وحدة الهبوط وجهاز النقل) ، بدأ عصر استكشاف الجانب البعيد من القمر ، والذي بدأ بالفعل للشهر الخامس.
فيديو من أصل روفر "Yutu-2":
فيديو الرحلة الأولى من روفر "Yutu-2":
وحدة الهبوط Chang'e-4:- 4.4 متر بين دعامات الهبوط المعاكس ، الوزن 1200 كجم ؛
- مدة العمل: سنة أرضية واحدة.
يتم تثبيت الأجهزة التالية على وحدة النسب Chang'e-4:
- LFS - مطياف التردد المنخفض ؛
- LND - النيوترونات على سطح القمر وقياس الجرعات (مقياس الجرعات النيوتروني) ؛
- TCAM - كاميرا التضاريس (كاميرا المناظر الطبيعية) ؛
- LCAM - كاميرا الهبوط (كاميرا الهبوط).
روفر "Yutu-2":- الارتفاع 1 متر ، العرض 1 متر (بدون الألواح الشمسية) ، الطول 1.5 متر ، الألواح الشمسية القابلة للطي ، ست عجلات ؛
- يبلغ وزن الروفر الكلي حوالي 140 كجم (310 رطل) ؛
- الحمولة حوالي 20 كجم (44 رطلا) ؛
- يمكن أن تتحرك على المنحدرات ويحتوي على أجهزة استشعار التلقائي لمنع الاصطدام مع كائنات أخرى ؛
- يتم تزويد روفر بالكهرباء عن طريق اثنين من الألواح الشمسية ، مما يسمح للعمل روفر خلال يوم قمري ؛
- الحد الأقصى للسرعة 200 متر في الساعة (لا تزال هذه السرعة على سطح القمر لا يمكن الوصول إليها ، لأن العناصر الموجودة على السطح لن تسمح بتسريع وتدمير الروفر في وقت سابق)
- الحد الأقصى لمنطقة البحث 3 متر مربع. كم.
- وقت التشغيل المقدر هو 3 أشهر (2160 ساعة) ، وقد تجاوزت روفر بالفعل مدة خدمتها لمدة شهرين ؛
- الحد الأقصى للمسافة المقدرة هو 10 كم ، والآن تم تمرير 190.66 متر على طول سطح القمر في خمسة أشهر (مكان واحد بين الروفر على الجانب الآخر من القمر ، والمركز السادس بين جميع روفر القمر) ، ويرد جدول لمسافة روفرز هنا ؛
- وضع التحكم: تلقائي (التفاف العقبات الصغيرة) ، يدوي (رئيسي) - يتحكم المشغل من الأرض.
يتم تثبيت الأجهزة التالية على روفر Yutu-2:
- LPR - رادار اختراق القمر (رادار اختراق سطح القمر) ؛
- ASAN - محلل صغير متقدم للمحايدة (محلل صغير للجزيئات المحايدة) ؛
- VNIS - مطياف التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء (مطياف الأشعة تحت الحمراء) ؛
- PCAM - كاميرا بانورامية (كاميرا بانورامية مزدوجة).
انتهى يوم العمل الخامس على سطح القمر ، هذه هي الصور الجديدة من الجانب البعيد من القمر التي ترسلها الأجهزة إلى الأرض.ظل جميل من روفر أيقظ للتو "Yutu-2":
سطح مثير للاهتمام من الجانب البعيد من القمر:
آثار روفر Yutu-2 والأحجار الصغيرة التي تدور حولها:
ولكن ما تبقى من الحجارة بعيدا عن طريق روفر Yutu-2:
ربط الصور البانورامية من وحدة الهبوط إلى الجانب الحقيقي للقمر البعيد من القمر في منطقة الهبوط:
الجبال البعيدة جدا ، بزيادة من وحدة الهبوط الكاميرا:
والصورة الأكثر وضوحًا - أصبحت مركبة الهبوط Chang'e-4 الآن أكثر من 100 متر من سيارة Yutu-2 (واحتمال عودة الروفر إلى مركبة الهبوط صغير جدًا):
إليك إلى أي مدى (بعد المسافة الكلية لمدة خمسة أيام قمرية - 190.66 متر) غادر روفر Yutu-2 من موقع الهبوط وسيارة Chang'e-4 النسبية:
بالمناسبة ، على أساس الاكتشاف ، الذي سيتم مناقشته لاحقًا في المنشور ،
تم توجيه تعليمات إلى مشغلي Yut-2 rover لنقل العربة من موقع الهبوط إلى مسافة لا تقل عن كيلومترين على الأقل حتى يتسنى إجراء البحث العلمي ومقارنة النتائج بالبيانات التي تم الحصول عليها حول أماكن الهبوط.
وهكذا ، تنتظر روفر Yutu-2 رحلة كبيرة ومعقدة إلى مركز فوهة كارمان.
ما هي المشاكل التي نشأت مع روفر Yutu-2 في اليوم القمري الخامس من تشغيله؟في الواقع ، فإن وقت التشغيل التقديري لسيارة Yutu-2 rover هو ثلاثة أشهر أرضية ، وقد مر ما يقرب من مرتين بالفعل ، لذلك يجب أن تبدأ الأعطال والمشاكل المتعلقة بعناصر Rover Yutu-2.
لماذا كان قادرا على تجاوز وقت عمله؟ لأن المشغلين على الأرض حاولوا قدر الإمكان تأمين حركتها على الجانب الآخر من القمر ، مما يقلل من احتمال حدوث ضرر.
خلال اليومين الأولين للقمر ، سافر روفر Yutu-2 على بعد 120 مترًا (هذا هو استطلاع لموقع الهبوط ودراسة سطح الجزء الخلفي من القمر) ، وفي اليوم الثالث للقمر ، قطعت المركبة روفر 43 مترًا (بدأ المشغلون مرحلة البحث في المشروع ، حيث يحتاج الروفر إلى فترة طويلة حان الوقت للإبقاء على مكان واحد ، بحيث تم تحديد أماكن البحث ودراستها في ذلك اليوم) ، في اليوم القمري الرابع ، قطعت السفينة 16 مترًا ، وفي اليوم القمري الخامس ، كانت 12 مترًا بالفعل ، وقياس المسافة التي تساوي 190.66 متر في عداد المسافات الذي تمت تغطيته عنهم الجانب الشقيق من القمر.
لماذا ، في اليوم القمري الخامس ، قاد روفر Yutu-2 القليل جدًا؟اتضح أنه كان لديه انهيار في نظام تجنب العقبات التلقائي.
باستخدام هذا النظام ، يمكن لروفر Yutu-2 تجاوز العقبات الصغيرة التي سيتم إصلاحها بواسطة الكاميرات وأجهزة الاستشعار الموجودة على متنها.
إذا كان هناك صخرة أو فوهة كبيرة أمامه ، فيمكنه التوقف من تلقاء نفسه والتخطيط لطريق جديد يتجاوز هذا المكان ، في هذه الحالة ، يمكن للمشغل في مركز عملائي تسجيل هذا الموقف وإعادة إنشاء المسار المخطط له إلى مسار جديد بالفعل بعد مناورات التجوال تلقائيًا ، يتوقف.
لذلك ، في اليوم القمري الخامس ، بدأت مجسات نظام تجنب العوائق الأوتوماتيكي ، الذي ينشط الإنذارات عندما تنشأ عقبات أمام روفر ، في العمل بشكل غير طبيعي في روفر Yutu-2. وبسبب هذا ، جمدت عربة Yutu-2 عدة مرات ، وفي تلك اللحظة لم يتم نقل السيطرة إلى المشغلين على الأرض.
تم تأسيس سبب فشل نظام تجنب عوائق روفر بسرعة كبيرة - تم الكشف عن مجسات النظام بسبب انعكاس أشعة الشمس من عناصر جسم الروفر.
تمكن المشغلون في مركز عملائي على الأرض من التعويض عن هذا الموقف عن طريق ضبط البرنامج لنظام تجنب العوائق وإعادة تشغيل هذا النظام على روفر. فقط بعد إجراء كل هذه التلاعب عن بعد من الأرض ، كان بإمكان روفر Yutu-2 مواصلة دراساته عن الجانب البعيد من القمر في الوضع العادي.
ما هو الاكتشاف الجديد الذي صنعه روفر Yutu-2 بأداة VNIS العلمية الخاصة به ، وهو مطياف التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء (مطياف الأشعة تحت الحمراء)؟أي نوع من الأجهزة العلمية هو VNIS ، المثبت على روفر Yutu-2.
تم تطوير مطياف الأشعة تحت الحمراء للقمر VNIS (مطياف التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء) في معهد شنغهاي للفيزياء التقنية التابع لأكاديمية العلوم الصينية.
يستخدم مقياس الطيف مرشحات ضبط صوتية بصرية غير خطية ، ويتكون من مطياف فيديو VIS / NIR (0.45–0.95 ميكرون) وطيف بالأشعة تحت الحمراء على الموجة القصيرة (0.9–2.4 ميكرون) ، ويتضمن أيضًا وحدة معايرة مع حماية من الغبار والتلوث.
يتم تثبيت مطياف أمامي على متن Yutu-2 روفر ، والقيود التالية على تحديد المواقع والعمل مع المواد القمرية (يحتاج المشغل على الأرض لالتقاط حرفيا مساحات سطح مثيرة للاهتمام في نافذة صغيرة أمام روفر):
المعادن ، مثل البيروكسين ، بلاجيوجلاز ، أوليفين والإيلمينيت ، التي تشكل معظم الصخور السطحية على سطح القمر ، لها خصائص طيفية مميزة:
المخطط الهيكلي للطيف:
الخصائص التقنية الرئيسية للطيف:
ظهور مطياف:
الأبعاد الهندسية لإطار الكشف:
البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة مطياف:
إن أصعب مهمة بالنسبة إلى Yutu-2 rover هي الحصول على بيانات علمية باستخدام مطياف VNIS الثابت على متن الطائرة (مطياف التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء) ، والذي مجال مجال استشعاره على بعد بضعة سنتيمترات فقط ، لذلك من الضروري تحديد موضعه بدقة "Yut-2" بحيث يمكنك إحضار "عين" الطيف إلى المنطقة المرغوبة من سطح القمر لتلقي البيانات الصحيحة من المسافة المثلى.
بعد مسيرة قصيرة على طول القمر ، وصلت روفر Yut-2 إلى حجر حجري مثير للاهتمام ، تم في وسطه اكتشاف حجر كبير يبلغ قطره 20 سم. كان العلماء مهتمين على الفور بهذا الاكتشاف ، وأصله (نيزك ، وتشكيل القمر) وعملية التعليم.
منظر عام لبانوراما السطح أثناء البحث عن الأحجار:
سطح صخري ، بحجر كبير (قطره 20 سم) ، مسافة 120 سم:
صورة أكبر لحجر كبير:
العمل مع مطياف:
علاوة على ذلك ، يتم نقل البيانات من مطياف روفر Yutu-2 إلى مركز مراقبة الفضاء التابع للأكاديمية الصينية لتكنولوجيات الفضاء ،
حيث يتم تحليلها وتخزينها ، وأصبح بعضها مفتوحًا في النهاية أمام المجتمع العلمي والعالم .
السمة الكوكبية للهيكل العميق للقمر هي تقسيمه إلى منطقة خارجية قوية صلبة وباردة ومنطقة داخلية ساخنة ومصهورة جزئياً وبلاستيكية.
يبلغ متوسط سمك قشرة القمر 68 كم ، وتتراوح من 0 كم تحت سطح البحر من Crisis إلى 107 كم في الجزء الشمالي من Korolev Crater على الجانب الخلفي.
تحت القشرة عباءة ونواة صغيرة من الحديد الكبريتي (مع دائرة نصف قطرها حوالي 340 كم وكتلة من 2 ٪ من كتلة القمر).
ومع ذلك ، على الجانب الآخر من القمر ، تكون القشرة أرق وأسهل في استكشاف عباءة القمر.
قدم علماء من أكاديمية العلوم الصينية
في مجلة نيتشر النتائج الأولية للتحليل من سطح الجانب البعيد من القمر باستخدام مطياف VNIS - تم الحصول على أول بيانات عن تركيب عباءة القمر ، وتبين أنها تحتوي على معادن غنية بالحديد.
كشف تكوين العناصر الموجودة على سطح القمر في المنطقتين المدرستين مع روفر Yutu-2 باستخدام مطياف VNIS عن وجود البيروكسينات وأوليفينات - معادن تحتوي على نسبة عالية من الحديد.
كانت هذه الصخور في الأصل جزءًا من الوشاح العلوي وكانت على سطح القمر بسبب سقوط النيازك والكويكبات.
علاوة على ذلك ، تتكون قشرة القمر من معادن أخف من فئة بلاجيوجلاز.
بالطبع ، يتطلب هذا الاكتشاف تأكيدًا إضافيًا ودراسة مفصلة للعينات. لكن العديد من العلماء يدعون بالفعل ، بشكل عام ، أن البيانات الجديدة "تم الحصول عليها في إطار التطبيق الصحيح والدقيق للأساليب الطيفية ، وتم تحديد التركيبة المعدنية بشكل موثوق إلى حد ما."
يقع موقع الهبوط الخاص بمهمة Chang'e-4 في فوهة Karman في حوض South Pole-Aitken الذي يصل عمقه إلى 8 كم.
الصورة الطبوغرافية لمنطقة الهبوط في فوهة البركان الجيب في الجانب الآخر من القمر لوحدة الهبوط Chang'e-4 (التي صنعها مسبار LRO ، NASA):
يبلغ عمر حوض القطب الجنوبي أيتكين من 4.2 إلى 4.3 مليار سنة. تم تشكيلها نتيجة لضربة قوية.
تُظهر محاكاة التأثير على طول مسار عمودي قريب أنه يجب إلقاء كمية كبيرة من مادة القمر على سطح الأرض من أعماق تصل إلى 200 كيلومتر - من الوشاح (القشرة القمرية اخترقت إلى الطبقة السفلى).
وهكذا ، بمساعدة مطياف VNIS في فوهة كارمان ، اكتشف روفر Yutu-2 الحجارة والصخور التي تسقط هناك من أعماق كبيرة ، ويفترض أنها من الوشاح ، على سطح الجزء الخلفي من القمر.
كيف أجريت الدراسات.بعد تحليل الصور والحصول على البرامج الطيفية الأولية لأماكن مختلفة من سطح القمر على طريق روفر ، اختار المشغلون والعلماء في مركز عملائي على الأرض مكانين (بينهما مسافة حوالي 50 مترًا) لإجراء دورة كاملة من البحث العلمي هناك (يلزم الحصول على البيانات أثناء إحدى هذه الدورة عدة أيام الأرض).
باستخدام مطياف VNIS ، أجرى Yutu-2 rover دراسات مستفيضة عن سطح القمر عند نقطتين على الطريق (CE4_0015 و CE4_0016):
بيانات هذه القياسات ، بعد التحليل والمعالجة على الأرض:
هنا للمقارنة ، واختبار عينات المعايرة على الرسم البياني:
إليكم هذا الاكتشاف العلمي المثير الذي حققه روفر Yutu-2 باستخدام مطياف VNIS - تحتوي التربة في منطقة الهبوط لمهمة Chang'e-4 على أوليفين وبيروكسين - معادن عالية الكثافة مع نسبة منخفضة من الكالسيوم ومحتوى حديدي مرتفع يصلان من السطح عباءة القمر تحت حوض القطب الجنوبي - إيتكين بعد حدث الصدمة الذي أوجد حفرة فينسن القريبة.
اكتشفت في وقت سابق البازلتيات القمرية والبلاجيوجلاز ، التي أصبحت المادة لتشكيل طبقة رجولية تغطي سطح القمر ، وتم جلبهما إلى الأرض بكميات كبيرة من القمر للبحث.
وفي هذا الاكتشاف ، على سطح القمر ، تم العثور على العناصر الموجودة في عباءة القمر (عميق جداً) ، وليس على السطح. لكنهم عثروا عليها بطريقة علمية - لم يجرؤوا على حفر مئات الكيلومترات في العمق ، لكنهم قاموا بالتحقيق في المنطقة الواقعة على الجانب الآخر من القمر ، والتي أُلقيت عليها جزيئات الوشاح العلوي من أحشاء القمر نتيجة لتأثير نيزك / كويكب في فوهة البركان القريبة.
أظهر الاكتشاف الأول ، الذي تم إجراؤه في يناير 2019: تحليل البيانات من أجهزة استشعار درجة الحرارة لجهاز Chang'e-4 أنه على السطح خلال ليلة مقمرة على الجانب الآخر من القمر ، تنخفض درجة الحرارة إلى -190 درجة مئوية.
بالمناسبة ، لا تزال بوابة الإنترنت الصينية الخاصة "نظام نشر وجمع البيانات العلمية والبحث عن القمر والمساحة العميقة" تعمل ، حيث بدأت بالفعل في نشر البيانات والصور الواردة من Chang'e-4 ومعالجتها (وهناك بالفعل غيغابايت من البيانات هناك من البعثات السابقة).
→
المسار إلى البوابة
لذلك يستمر استكشاف القمر ، والاكتشافات الجديدة تنتظرنا:
