Les appareils de la mission Chang'e-4 (module de descente et rover) ont terminé avec succès des recherches scientifiques au cours de leur cinquième jour lunaire de l'autre côté de la lune, envoyant plus de 6,6 Go de données scientifiques sur Terre, et une analyse de certains d'entre eux obtenue à l'aide d'un spectromètre rover "Yutu-2" sur la composition du manteau de la lune, est devenu une nouvelle découverte scientifique.
Mais les opérateurs du rover Yut-2 ont dû faire des efforts pour compenser l'impact négatif du problème survenu dans le système de conduite autonome.
Documents précédemment publiés sur la mission Chang'e-4: Données sur le projet et les modules de la mission lunaire Chang'e-4:21 mai 2018: Le satellite relais Tseyuqiao (quarantième pont) a été lancé depuis le cosmodrome chinois de Xichang, il est nécessaire pour organiser la communication entre la Terre et la face cachée de la Lune.
14 juin 2018: le relais satellite Tseyuqiao est entré en orbite autour du point Lagrange L2 du système Terre-Lune, à environ 65000 km de la Lune, devenant ainsi le premier satellite de communication sur cette orbite au monde.
8 décembre 2018: la fusée d'appoint Changzheng-3B avec la station Chang'e-4 a été lancée avec succès depuis le centre spatial de Sichan en Chine.
3 janvier 2019: l'atterrisseur Chang'e-4 atterrit dans le cratère Karman de l'autre côté de la lune. L'atterrisseur Chang'e-4 contient le deuxième rover lunaire chinois Yutu-2, un analogue modernisé du rover Yutu. Les appareils de la mission Chang'e-4 continuent de fonctionner normalement et envoient des données à la Terre pour le cinquième mois.
Atterrissage vidéo et Landing RoverVidéo de la procédure d'atterrissage de l'autre côté de la lune:
Après avoir terminé toutes les étapes de la procédure d'atterrissage réussie et installé des canaux de communication indépendants avec des appareils Chang'e-4 (le module d'atterrissage et le rover), l'ère de l'exploration de l'autre côté de la lune a commencé, qui dure déjà depuis le cinquième mois.
Vidéo de la descente du rover "Yutu-2":
Vidéo du premier voyage du rover "Yutu-2":
Le module de descente Chang'e-4:- 4,4 mètres entre les supports d'atterrissage opposés, poids 1200 kg.;
- Durée des travaux: une année terrestre.
Les appareils suivants sont installés sur le module de descente Chang'e-4:
- LFS - Spectromètre basse fréquence;
- LND - Lunar Lander Neutrons and Dosimetry (dosimètre à neutrons);
- TCAM - Caméra de terrain (caméra de paysage);
- LCAM - Landing Camera (caméra d'atterrissage).
Rover "Yutu-2":- hauteur 1 mètre, largeur 1 mètre (sans panneaux solaires), 1,5 mètre de longueur, deux panneaux solaires pliants, six roues;
- le poids total du mobile est d'environ 140 kg (310 lb);
- capacité de charge d'environ 20 kg (44 lb);
- peut se déplacer sur les pentes et possède des capteurs automatiques pour éviter les collisions avec d'autres objets;
- Le rover est alimenté en électricité au moyen de deux panneaux solaires, ce qui permet au rover de fonctionner pendant une journée lunaire;
- vitesse maximale de 200 mètres par heure (cette vitesse sur la Lune ne peut toujours pas être atteinte, car les éléments en surface ne permettront pas d'accélérer et d'endommager le rover plus tôt);
- la zone de recherche maximale est de 3 mètres carrés. km;
- la durée de fonctionnement estimée est de 3 mois (2160 heures), le mobile a déjà dépassé sa durée de vie de deux mois;
- la distance maximale estimée est de 10 km, maintenant 190,66 mètres ont été passés le long de la surface lunaire en cinq mois (1 place parmi les rovers de l'autre côté de la lune, sixième place parmi tous les rovers lunaires), un tableau de la distance des rovers est donné ici ;
- mode de contrôle: automatique (détour de petits obstacles), manuel (principal) - l'opérateur contrôle depuis la Terre.
Les appareils suivants sont installés sur le rover Yutu-2:
- LPR - Lunar Penetrating Radar (radar lunaire pénétrant le sol);
- ASAN - Advanced Small Analyzer for Neutrals (petit analyseur de particules neutres);
- VNIS - Spectromètre d'imagerie visible et proche infrarouge (spectromètre infrarouge);
- PCAM - Caméra panoramique (double caméra panoramique).
Le cinquième jour ouvrable lunaire est terminé, ce sont les nouvelles photos de l'autre côté de la lune que les appareils ont envoyées sur Terre.Une belle ombre du rover "Yutu-2" qui vient de s'éveiller:
Une surface intéressante de l'autre côté de la lune:
Traces du rover Yutu-2 et des petites pierres qu'il encercle:
Mais quelles pierres restent loin de la route du rover Yutu-2:
Des panoramas contraignants depuis le module de descente jusqu'au véritable relief de l'autre côté de la lune dans la zone d'atterrissage:
Montagnes très éloignées, une augmentation du module d'atterrissage de la caméra:
Et la photo la plus solitaire - le véhicule de descente Chang'e-4 est maintenant à plus de 100 mètres du rover Yutu-2 (et la probabilité que le rover revienne au véhicule de descente est très faible):
Voici à quelle distance (sa distance totale pendant cinq jours lunaires - 190,66 mètres) le rover Yutu-2 est parti du site d'atterrissage et du véhicule de descente Chang'e-4:
Soit dit en passant, sur la base de la découverte, qui sera discutée plus loin dans la publication,
les opérateurs de rover Yut-2 ont été chargés de transporter le rover du site d'atterrissage à une distance d'au moins deux kilomètres afin qu'il soit possible de mener des recherches scientifiques et de comparer les résultats avec les données obtenues sur lieux d'atterrissage.
Ainsi, le rover Yutu-2 attend un voyage vaste et complexe vers le centre du cratère Karman.
Quels problèmes sont survenus avec le rover Yutu-2 le cinquième jour lunaire de son fonctionnement?En fait, la durée de fonctionnement estimée du rover Yutu-2 est de trois mois terrestres, et près de deux fois se sont déjà écoulés, donc les pannes et les problèmes avec les éléments du rover Yutu-2 devraient commencer.
Pourquoi a-t-il pu dépasser son temps de travail? Parce que les opérateurs sur Terre ont essayé autant que possible de sécuriser son mouvement de l'autre côté de la lune, en minimisant les risques de dommages.
Au cours des deux premiers jours lunaires, le rover Yutu-2 a parcouru 120 mètres (c'est la reconnaissance du site d'atterrissage et l'étude de la surface du dos de la lune), le troisième jour lunaire, le rover a parcouru 43 mètres (les opérateurs ont commencé la phase de recherche du projet, dans laquelle le rover a besoin d'une longue le temps de s'attarder en un seul endroit, afin que des lieux de recherche soient identifiés et étudiés ce jour-là), le quatrième jour lunaire, le rover a parcouru 16 mètres, le cinquième jour lunaire, il était déjà de 12 mètres, mesurant la distance égale à 190,66 mètres sur son odomètre qui était couvert les sur côté fraternel de la lune.
Pourquoi, le cinquième jour lunaire, le rover Yutu-2 a très peu conduit?Il s'avère qu'il a eu une panne du système d'évitement automatique d'obstacles.
En utilisant ce système, le rover Yutu-2 peut contourner automatiquement les petits obstacles qui seront fixés par ses caméras et capteurs embarqués.
S'il y a un gros rocher ou un cratère devant lui, alors il peut s'arrêter par lui-même et planifier un nouvel itinéraire en contournant cet endroit, dans ce cas, l'opérateur du MCC peut enregistrer cette situation et reconstruire l'itinéraire prévu vers un nouveau déjà après les manœuvres automatiques du rover et cela arrêter.
Ainsi, le cinquième jour lunaire, les capteurs du système automatique d'évitement d'obstacles, qui déclenchent des alarmes lorsque des obstacles se posent devant le rover, ont commencé à fonctionner anormalement sur le rover Yutu-2. Pour cette raison, le rover Yutu-2 a gelé plusieurs fois, et à ce moment le contrôle n'a pas été transféré aux opérateurs sur Terre.
La raison de la défaillance du système d'évitement d'obstacles du rover a été établie assez rapidement - les capteurs du système ont été exposés en raison de la réflexion de la lumière solaire des éléments du corps du rover.
Les opérateurs du MCC sur Terre ont pu compenser cette situation en ajustant le logiciel du système d'évitement d'obstacles et en redémarrant ce système sur le mobile. Ce n'est qu'après avoir effectué toutes ces manipulations à distance depuis la Terre que le rover Yutu-2 a pu poursuivre ses études sur la face cachée de la Lune en mode normal.
Quelle nouvelle découverte le rover Yutu-2 a-t-il fait avec son instrument scientifique VNIS, le spectromètre d'imagerie visible et proche infrarouge (spectromètre infrarouge)?Quel type d'appareil scientifique est VNIS, qui est installé sur le rover Yutu-2.
Le spectromètre infrarouge lunaire VNIS (le spectromètre d'imagerie visible et proche infrarouge) a été développé à l'Institut de physique technique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences.
Le spectromètre utilise des filtres accordables acousto-optiques non colinéaires; il se compose d'un spectromètre vidéo VIS / NIR (0,45–0,95 μm) et d'un spectromètre infrarouge à ondes courtes (0,9–2,4 μm), et il comprend également une unité d'étalonnage avec protection de la poussière et de la pollution.
Le spectromètre est installé à l'avant à bord du rover Yutu-2, a les restrictions suivantes sur le positionnement et le travail avec le matériau lunaire (un opérateur sur Terre doit littéralement attraper des surfaces intéressantes dans une petite fenêtre devant le rover):
Les minéraux, tels que le pyroxène, le plagioclase, l'olivine et l'ilménite, qui constituent la plupart des roches de surface lunaires, ont des caractéristiques spectrales distinctes:
Le schéma structurel du spectromètre:
Les principales caractéristiques techniques du spectromètre:
Aspect du spectromètre:
Les dimensions géométriques de la fenêtre de détection:
Données obtenues par spectromètre:
La tâche la plus difficile pour le rover Yutu-2 est d'obtenir des données scientifiques à l'aide du spectromètre stationnaire embarqué VNIS (Spectromètre d'imagerie visible et proche infrarouge), dont le champ de vision du capteur n'est que de quelques centimètres, il est donc nécessaire de positionner avec précision le rover "Yut-2" afin que vous puissiez amener "l'oeil" du spectromètre à la zone souhaitée de la surface lunaire pour recevoir les données correctes à partir de la distance optimale.
Après une courte promenade le long de la lune, le rover Yut-2 a atteint une clairière de pierre intéressante, au centre de laquelle une grosse pierre d'un diamètre de 20 centimètres a été découverte. Les scientifiques se sont immédiatement intéressés à cette découverte, à son origine (météorite, formation lunaire) et au processus d'éducation.
Vue générale du panorama de surface lors de la recherche de pierres:
Une surface rocheuse, à une grosse pierre (son diamètre est de 20 centimètres) à une distance de 120 centimètres:
Image agrandie d'une grosse pierre:
Travailler avec un spectromètre:
De plus, les données du spectromètre rover Yutu-2 sont transmises au centre de contrôle aérospatial de l'Académie chinoise des technologies spatiales,
où elles sont analysées, stockées, et certaines d'entre elles sont finalement devenues ouvertes à la communauté scientifique et au monde .
La caractéristique planétaire de la structure profonde de la Lune est sa division en une puissante sphère extérieure rigide et froide et une région intérieure chauffée, partiellement fondue et plastique.
L'épaisseur de la croûte lunaire est en moyenne de 68 km, variant de 0 km sous la mer lunaire de Crise à 107 km dans la partie nord du cratère de Korolev au verso.
Sous la croûte se trouve un manteau et un petit noyau de fer sulfureux (avec un rayon d'environ 340 km et une masse de 2% de la masse de la lune).
Cependant, de l'autre côté de la lune, la croûte est plus mince et plus facile à explorer le manteau de la lune.
Des scientifiques de l'Académie chinoise des sciences ont présenté
dans la revue Nature les principaux résultats d'analyse de la surface de l'autre côté de la lune à l'aide d'un spectromètre VNIS - les premières données sur la composition du manteau de la lune ont été obtenues, il s'avère qu'il contient des minéraux riches en fer.
La composition des éléments situés sur la surface lunaire dans les deux régions étudiées avec le rover Yutu-2 à l'aide d'un spectromètre VNIS a révélé la présence de pyroxènes et d'olivines - minéraux à forte teneur en fer.
Ces roches faisaient à l'origine partie du manteau supérieur et se trouvaient à la surface de la lune en raison de la chute de météorites et d'astéroïdes.
De plus, la croûte lunaire est constituée de minéraux plus légers de la classe des plagioclases.
Bien entendu, cette découverte nécessite une confirmation supplémentaire et une étude détaillée des échantillons. Mais de nombreux scientifiques affirment déjà que, en général, les nouvelles données "ont été obtenues dans le cadre de l'application correcte et précise des méthodes spectroscopiques et que la composition minérale a été déterminée de manière assez fiable".
Le site d'atterrissage de la mission Chang'e-4 est situé dans le cratère Karman, dans le bassin Pôle Sud-Aitken, dont la profondeur atteint 8 km.
Photo topographique de la zone d'atterrissage dans la poche du cratère de l'autre côté de la lune du module de descente de Chang'e-4 (réalisée par la sonde LRO, NASA):
L'âge du bassin du pôle Sud-Aitken est de 4,2 à 4,3 milliards d'années. Il a été formé à la suite d'un coup d'une puissance énorme.
La simulation de l’impact le long d’une trajectoire proche de la verticale montre qu’une quantité considérable de substance lunaire aurait dû être projetée à la surface à des profondeurs allant jusqu’à 200 kilomètres - depuis le manteau (la croûte lunaire a été percée vers la couche inférieure).
Ainsi, avec l'aide du spectromètre VNIS dans le cratère Karman, le rover Yutu-2 a détecté des pierres et des roches qui y tombaient de grandes profondeurs, vraisemblablement du manteau, à la surface du dos de la Lune.
Comment les études ont été menées.Après avoir analysé les photographies et obtenu les spectrogrammes primaires de différents endroits de la surface lunaire sur la route du rover, les opérateurs et les scientifiques du MCC sur Terre ont choisi deux endroits (entre eux, il y a une distance d'environ 50 mètres) pour y mener un cycle complet de recherches scientifiques (l'acquisition de données pendant un de ces cycles est requise plusieurs jours terrestres).
À l'aide du spectromètre VNIS, le rover Yutu-2 a effectué des études approfondies de la surface lunaire en deux points de l'itinéraire (CE4_0015 et CE4_0016):
Les données de ces mesures, après analyse et traitement sur Terre:
Ici pour comparaison, testez les échantillons d'étalonnage sur le graphique:
Voici une découverte scientifique intéressante faite par le rover Yutu-2 avec le spectromètre VNIS - le sol dans la zone de l'atterrissage de la mission Chang'e-4 contient de l'olivine et du pyroxène - des minéraux à haute densité avec une faible teneur en calcium et en fer qui atteignent la surface par le haut manteau de la lune sous le bassin du pôle Sud - Aitken après l'événement de choc qui a créé le cratère de Finsen à proximité.
Les basaltes lunaires et les plagioclases, qui sont devenus le matériau pour la formation d'une couche de régolithe couvrant la surface de la Lune, ont été découverts plus tôt, et ils ont été amenés sur Terre en grande quantité de la Lune pour la recherche.
Et dans cette découverte, à la surface de la lune, des éléments ont été trouvés qui sont contenus dans le manteau de la lune (très profond), et non à la surface. Mais ils l'ont trouvé d'une manière scientifique - ils n'ont pas foré des centaines de kilomètres de profondeur, mais ont étudié la zone de l'autre côté de la lune, sur laquelle des particules du manteau supérieur ont été jetées des entrailles de la lune à la suite d'un impact de météorite / astéroïde dans un cratère à proximité.
La première découverte, qui a été faite en janvier 2019: l'analyse des données des capteurs de température de l'appareil Chang'e-4 a montré qu'en surface pendant une nuit au clair de lune, de l'autre côté de la lune, la température descend à -190 ° C.
Soit dit en passant, le portail Internet chinois spécial «Système de publication et de collecte de données scientifiques et de recherche sur l'espace lunaire et profond» continue de fonctionner, où les données et les images reçues de Chang'e-4 ont déjà commencé à être publiées et traitées (et il y a déjà des gigaoctets de données là-bas). des missions précédentes).
→
Chemin d'accès au portail
Alors l'exploration lunaire continue, et de nouvelles découvertes nous attendent:
