La Chine confirme son leadership dans la course lunaire asiatique

Dans les années zéro en Asie, la deuxième "course lunaire" a commencé. Contrairement au premier, lorsque l'URSS et les États-Unis étaient en concurrence dans les années 1960, il y avait plus de pays participants, mais les budgets étaient plus petits et les conditions générales étaient plus longues. Au début, il y avait trois participants - l'Inde, la Chine et le Japon. Un leader clair est désormais déterminé. La Chine a repris la tête en 2013, la première à effectuer un atterrissage en douceur et à atterrir un rover lunaire. La station interplanétaire automatique Chang'e-4 volant vers la Lune effectuera son premier atterrissage de l'autre côté de la Lune (ce qui nécessitait une mission distincte pour assurer les communications) et est l'une des étapes du grand programme.


Source

Formule de course

En général, l'étude de la lune peut être divisée en quatre étapes. Historiquement, les toutes premières missions étaient de survoler la lune ou de briser l'appareil à sa surface, mais maintenant c'est irrationnel, car la station interplanétaire fonctionnerait pour la lune pendant trop peu de temps. Cependant, les missions quittant la Terre peuvent allumer leurs instruments tout en survolant la lune, par exemple, sur le chemin de Mars.


Photo composite de la sonde GALILEO volant vers Jupiter, image de la NASA

La première étape à part entière est une sonde dans l'orbite de la lune. Ce n'est pas tout à fait simple, car en raison de l'inégalité du champ gravitationnel de la lune, il n'y a que quelques orbites stables sur lesquelles vous pouvez travailler pendant des années. À ce niveau, il est déjà possible de résoudre des problèmes non seulement de prestige de l'État, en répétant les réalisations du passé, mais aussi de collecter des données scientifiques utiles en scannant la lune dans différentes plages.

La deuxième étape est un atterrissage en douceur. Ici, la tâche est compliquée par la nécessité d'éteindre au moins 1,68 km / s de vitesse (à partir d'une orbite basse), mais les données scientifiques sont complétées par une variété de géologie, et vous pouvez toujours choisir un endroit intéressant pour atterrir où personne n'a encore visité. La station d'atterrissage peut être complétée par un rover lunaire, qui augmentera considérablement le volume de données scientifiques et le nombre de belles photographies que le monde entier verra.

La troisième étape est le retour des échantillons. Les défis d'ingénierie sont complétés par la nécessité de résoudre les problèmes de lancement depuis la lune, de navigation et de visée sur le chemin du retour, ainsi que l'atterrissage en douceur déjà sur Terre. Mais les échantillons apportés seront ravis par les scientifiques, et il y aura des preuves extrêmement claires du succès du pays sous la forme d'expositions dans les musées.

La quatrième étape est un programme habité. Dans un sens global, bien sûr, un jour, l'humanité commencera à vivre dans l'espace de manière continue, mais jusqu'à présent, le programme lunaire habité est très cher et accessible uniquement aux plus grandes économies de la planète ou au travail conjoint de nombreux pays.

Commencer

Tous les participants à la nouvelle course lunaire ont commencé presque en même temps. Formellement, bien sûr, il y avait une mission japonaise de 1990 de deux satellites - Hitan et Hagoromo, mais une interruption de 17 ans jusqu'au prochain vol ne nous permet pas de le compter dans le cadre d'un programme séquentiel. Néanmoins, il n'est pas surprenant que les Japonais aient volé en premier. Le 14 septembre 2007, trois satellites sont allés sur la lune - le grand "Kaguya" et deux petits - Okin et Ouna.


Kaguya sépare les petits satellites, image JAXA

«Kaguya» transportait 13 instruments, parmi lesquels des caméras, des spectromètres, un radar, un altimètre laser, des détecteurs à plasma et autres. Deux petits satellites ont utilisé la bande radio: Okin a travaillé comme répéteur et a mesuré le champ gravitationnel de la lune en utilisant l'effet Doppler, Ouna a utilisé l'interférométrie avec une base extra-longue dans le même but, car l'effet Doppler n'a pas fonctionné près du membre lunaire (la sonde a été déplacée sur le côté, et pas accéléré / décéléré par rapport à l'observateur terrestre).

Grâce au travail de la "triade" japonaise, nous avons appris beaucoup de choses intéressantes. Tout d'abord, contrairement aux hypothèses des scientifiques, aucun point sur la surface lunaire n'était éclairé tout le temps. Dans la région du pôle nord, l'illumination maximale était de 89%, et le sud - 86%. Cela impose certaines exigences sur la conception des stations d'atterrissage circumpolaires ou de la base lunaire - s'il y avait toujours des endroits éclairés, des panneaux solaires pourraient y être déployés sans avoir besoin de batteries. Mais les zones d'ombre constante ont été trouvées en abondance, et c'est bien, car là, il fait froid et sous une certaine forme il y a de la glace d'eau.


Carte d'éclairage des pôles, image JAXA

Hélas, il n'a pas été possible de détecter à la surface de la glace - une caméra très sensible, regardant dans le cratère Shackleton, n'a pas remarqué l'éclat.


Photo du cratère Shackleton, image JAXA

De plus, une carte très détaillée de la Lune et de ses anomalies gravitationnelles a été compilée, ainsi que des couches de basalte et de régolithe dans les mers lunaires et une couche d'anorthosite dans le cratère de Tycho ont été découvertes.

Un peu plus d'un mois plus tard, le 22 octobre, le chinois Chang'e-1 est allé sur la lune (du nom de la déesse de la lune). Les projets d'ingénierie durent des années, cela signifie donc que les travaux ont été effectués en même temps et nous pouvons déjà parler de la «course». L'appareil chinois était un peu plus léger (2,3 tonnes contre 2,9 Kagui), mais il transportait 24 appareils - caméras, spectromètres, radiomètres, détecteur de particules, altimètre laser et autres.


Modèle Chang'e 1, Musée des sciences de Hong Kong Photo

Le résultat de l'appareil a été la carte de la lune de la plus haute qualité à l'époque et beaucoup de données sur la distribution des éléments chimiques.


Distribution de fer, au paragraphe b à gauche, les données Chang'e-1, à droite, la clémentine américaine de 1994, source


Distribution d'uranium (ci-dessus) et de potassium sur la lune, source

Un an plus tard, le 21 octobre 2008 (ce qui signifie également que le travail a été effectué en parallèle), la sonde indienne Chandrayan-1 avec un pénétrateur a volé vers la lune. Il était le plus léger (1,3 tonne), mais est devenu le plus grand journaliste. C'est selon lui que la présence d'eau sur la lune s'est confirmée. Et à la fois de deux manières - à partir de l'appareil orbital et du pénétrateur. L'un des 11 instruments scientifiques sur le satellite était l'American Moon Mineralogy Mapper, selon lequel ils ont reçu une carte de la distribution de l'eau (bleue) et du fer (rouge) sur la lune.


Distribution d'eau et de fer, image ISRO / NASA

Et sur le pénétrateur se trouvait un spectromètre très sensible qui, pendant la diminution, a enregistré la présence de molécules d'eau dans l'espace proche de la lune.


Le plus haut sommet à 18 ans est l'eau. Image ISRO

En outre, l'appareil a réfuté la croyance répandue selon laquelle le régolithe absorbe presque complètement le vent solaire. En réalité, il s'est avéré que 20% sont reflétés.


Distribution de la réflexion du vent solaire, image ISRO

Les trois appareils de la première vague ont achevé leur travail en 2009. Les japonais et les chinois ont été progressivement retirés de l'orbite, tandis que l'indien est tombé en panne et tourne toujours autour de la lune.

La Chine va de l'avant

À la fin des années 2000, le Japon était considéré comme le leader le plus probable de la race lunaire asiatique. Mais en réalité, cela s'est avéré être la Chine. Déjà le 1er octobre 2010, Chang'e-2 a décollé, ce qui était comparable en durée et en complexité à la NASA ou à l'ESA. Ayant travaillé jusqu'à l'été 2011 en orbite lunaire, la sonde est passée à une orbite de halo autour de L ₂ Terre-Lune (située au-delà de la Lune), puis s'est rendue sur l'astéroïde (4179) Tautatis, visitant qui est devenu un appareil pour travailler sur les communications à longue distance et vérifier le fonctionnement à long terme stations interplanétaires - elle s'est envolée des centaines de fois plus loin que la lune et fonctionne toujours.



La tâche principale de Chang-2 était de dresser une carte détaillée et de sélectionner des emplacements pour les futurs débarquements. Pour ce faire, il a été transféré en orbite avec un péricentre (point inférieur) de seulement 15 km. Cela a permis d'obtenir une carte stéréoscopique de toute la surface avec une résolution de 7 mètres par pixel et des images individuelles avec une résolution de 1,3 mètre, seulement cinq fois pire que le détenteur du record d'aujourd'hui, NASA LRO, qui pour cela a été transféré sur une orbite spéciale abaissée après le programme principal.


Photo de l'Agence spatiale chinoise


Astéroïde Tautatis. Photo de Xinhua / CAS

Et en 2013, la Chine a terminé avec succès la deuxième étape - l'atterrissage en douceur. L'appareil Chang'e-3 avec le rover lunaire Yutu a atterri avec succès le 14 décembre, mais avec une pénurie par rapport à la zone prévue.


Étape d'atterrissage, photo de l'Agence spatiale chinoise


Lunokhod, photo de l'agence spatiale chinoise

Le rover lunaire a fonctionné pendant 31 mois (même s'il a perdu la capacité de se déplacer dans le second), mais la station d'atterrissage fonctionne toujours (en été, un signal a été enregistré à partir de celui-ci). Pour la première fois, un observatoire à long terme est apparu sur la surface lunaire. Le résultat du travail a été des données sur la géologie, des observations astronomiques et, bien sûr, une fière photo du drapeau de la Chine à la surface de la lune.


Structure du sol sous le site d'atterrissage, données GPR, image CAS


Sphère de plasma de la Terre dans les ultraviolets extrêmes, image CAS

Parallèlement, la Chine a commencé à se préparer pour la prochaine étape - le retour des échantillons de sol lunaire. Pour ce faire, le 23 octobre 2014, le banc d'essai Chang'e-5T1 a été lancé sur la Lune, qui a testé des solutions technologiques pour un atterrissage en douceur sur Terre d'un appareil revenant à une seconde vitesse spatiale.


Lander après l'atterrissage

Aujourd'hui et demain

La Chine avait un deuxième, une réserve, un poste d'embarquement et un rover lunaire en cas d'échec de Chang'e-3. La mission ayant été couronnée de succès, la tâche suivante avait du sens à compliquer. Par conséquent, ils ont décidé d'envoyer le quatrième appareil de l'autre côté de la lune. Mais pour cela, vous avez besoin d'un répéteur - il est impossible de contacter directement l'arrière. Des expériences de Chang'e-2 avec le point de Lagrange L ₂ ont été menées, y compris et donc - pour un répéteur, c'est une orbite très pratique.


Image de la société planétaire

Le 20 mai 2018, le vaisseau spatial Queqiao est parti pour la lune. Le nom ("Magpie Bridge") est tiré de la légende chinoise , c'est un pont d'oiseaux à travers la Voie lactée, reliant les amoureux une fois par an. Sa tâche principale est de devenir un répéteur pour la face arrière, mais un équipement scientifique y a également été installé - le radiotélescope néerlandais à basse fréquence. Avec Queqiao, deux satellites de 45 livres, Longjiang-1 et -2, ont volé. Malheureusement, l'un est tombé en panne et n'a pas pu entrer dans l'orbite autour de la lune, mais le second fonctionne avec succès, il regarde le ciel dans la portée radio et prend des photos - il a un appareil photo fabriqué par l'Arabie saoudite.


Disposition Queqiao, source


Vues de la Lune depuis Longjiang 2, CNSA Photo

Et le 7 décembre 2018, Chang'e-4 a volé, qui devrait atterrir dans le bassin Pôle Sud - Aitken. Sa conception est très similaire à Chang'e-3, mais il existe des différences. Ils ont retiré le télescope ultraviolet de la plate-forme d'atterrissage, mais ont installé une deuxième caméra, un dosimètre à neutrons, un spectromètre basse fréquence (pour étudier les éruptions solaires) et un conteneur de 3 kg avec des graines et des œufs d'insectes, qui devraient former un écosystème fermé à l'oxygène. Le manipulateur a été retiré du mobile, mais un radioisotope a été installé (maintenant la durée de vie prévue de 3 mois), le spectromètre VINS et l'analyseur suédois de particules neutres ASAN. Un géoradar a été laissé sur le rover lunaire, donc les photos seront complétées par la structure du sol des dizaines de mètres plus bas.


Le lancement a réussi, l'appareil est maintenant en route vers la lune. La trajectoire est tellement bonne que la première correction de samedi a été annulée. La deuxième correction a été effectuée dimanche. L'atterrissage est prévu au début de 2019, car d'abord l'appareil entrera en orbite autour de la lune et y restera pendant un certain temps, vérifiant les systèmes et se préparant à la lune.


Eh bien, revenons à la course lunaire asiatique, il convient de noter qu'en 2019, il y aura deux autres événements liés à celle-ci. Le 31 janvier, le lancement de la mission indienne Chandrayan-2 à partir du véhicule orbital et l'atterrissage avec le rover lunaire sont prévus. Et en décembre 2019, la première mission chinoise pour la livraison du sol lunaire, Chang'e-5, devrait prendre son envol.