चांग'ई -4 मिशन - लैंडिंग मॉड्यूल और पुनरावर्तक उपग्रह पर वैज्ञानिक उपकरण

चंद्र सतह पर यानू -2 रोवर की यात्रा पर डेटा की पृष्ठभूमि के खिलाफ, चांग'4 स्थिर लैंडिंग मॉड्यूल पर होने वाली घटनाओं और प्रयोगों में रुचि बहुत कम प्रकट होती है, क्योंकि अंतरिक्ष वातावरण का अध्ययन करने के लिए वहां वैज्ञानिक उपकरण लगाए गए हैं, जिसके साथ जटिल प्रयोग भी किए जाते हैं।


अगला दशक चंद्र सतह के व्यापक अन्वेषण का समय होगा, दिलचस्प खोजें हमारा इंतजार करती हैं, और मनुष्य फिर से चंद्रमा पर चलेगा।

अब तक, वैज्ञानिक और इंजीनियर ऐसा कर रहे हैं - जैसे:





लेकिन अब, पृथ्वी पर, चीनी अकादमी ऑफ स्पेस टेक्नोलॉजीज के प्रोडक्शन हॉल और प्रयोगशालाओं में, नए चंद्र मॉड्यूल के निर्माण के लिए विनिर्माण, परीक्षण और तैयारी का काम पूरे जोरों पर है, जिनमें से प्रत्येक चंद्रमा पर एक जीवित चालक दल के उतरने की वास्तविकता लाता है, न कि केवल नियंत्रित रोबोट स्टेशन और रोवर्स का।







चंद्रमा रोवर "युटू -2" की पीठ पर निशान - पहले चंद्र दिवस का प्रक्षेपवक्र:



चीनी चंद्रमा अन्वेषण कार्यक्रम अभी किस स्तर पर है और आगे क्या होगा? यहां आप इन अद्भुत स्लाइड्स से जान सकते हैं चांग -4 मिशन के बारे में:



वास्तव में, यदि आप अपने आप को करने वाले चरणों के साथ ऊपर जाते हैं, तो आप धीरे-धीरे अपने चरम पर पहुंच सकते हैं, लेकिन अब आप नए लोगों को अपने चरम पर ला सकते हैं जो अपने पहले कदमों पर बहुत कम समय बिताएंगे।

तो क्या चीनी वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने चंद्र अनुसंधान कार्यक्रम को कई चरणों, चरणों में तोड़ दिया। इसके अलावा, उन्होंने नए चरण को विकसित करने के लिए प्रत्येक चरण के निर्णयों को लागू करने की प्रक्रिया में प्राप्त किए गए सभी अनुभव को और प्रसारित किया। और अब यह चंद्रमा की खोज का चौथा पुनरावृत्ति है। जल्द ही, पांचवां - पृथ्वी पर लौटने के साथ एक स्वायत्त अभियान।

और जब आपके पास अपना खुद का बूस्टर रॉकेट (चांगझेंग श्रृंखला (लॉन्ग मार्च)), आपके अपने कॉस्मोड्रोम , उच्च योग्य इंजीनियरिंग कर्मचारी जो घड़ी के चारों ओर काम करते हैं और अपने काम पर गर्व करते हैं, तो हर साल अंतरिक्ष की चंद्र घटनाओं की तकनीकी "गांठ" अधिक से अधिक तीव्र हो जाती है। -स्पेड, गति प्राप्त करना और नए क्षितिज खोलना और इसके रचनाकारों के लिए अवसर।



लेकिन यह चौथे मिशन पर था जिसे मुझे पिछले समाधानों की सभी कार्यक्षमता का उपयोग करना था और पहले चांद के सबसे दूर पर लागू करने का अवसर प्राप्त करना था:

• रिले उपग्रह का उपयोग करके एक डेटा ट्रांसमिशन चैनल "चंद्रमा-पृथ्वी का रिवर्स साइड" व्यवस्थित करने के लिए;
• ट्रैकिंग, टेलीमेटरी और ट्रांसमिशन कंट्रोल सबसिस्टम का उपयोग करके सतह पर उतरने वाले वाहनों का पूर्ण नियंत्रण (TT & C - ट्रैकिंग, टेलीमेट्री और कमांड सबसिस्टम)।

चंद्रमा के दूर की ओर के अध्ययन में मुख्य समस्याओं में से एक संचार के संगठन से जुड़ी समस्या है, चूंकि चंद्रमा के दूर की ओर उपकरण पृथ्वी से सीधे संचार के लिए उपलब्ध नहीं हैं, इसलिए रिले सिग्नल के लिए एक अलग संचार उपग्रह की आवश्यकता होती है।

21 मई, 2018 को लॉन्च किया गया Tseyuqiao सैटेलाइट रिले (फोर्टी ब्रिज), विशेष गुरुत्वाकर्षण स्थिर लैग्रेंज पॉइंट अर्थ-मून एल 2 के चारों ओर एक हेलो ऑर्बिट में संचालित होता है, जहाँ से यह किसी भी समय पृथ्वी और चंद्र के साथ सीधी दृश्यता बनाए रख सकता है। MCC और Chang'e-4 प्रोजेक्ट के मॉड्यूल के बीच डेटा के आदान-प्रदान के लिए।



इसके अलावा, तीन पांच-मीटर एंटेना के साथ एक कम आवृत्ति वाला स्पेक्ट्रोमीटर (रिले LFS) Tseyuqiao रिपीटर उपग्रह पर स्थापित किया गया है, जिसके साथ प्रारंभिक यूनिवर्स से कम आवृत्ति रेडियो उत्सर्जन दर्ज किया गया है, जो इसकी संरचना का अध्ययन करना संभव बनाता है।



चंद्रमा के पृथ्वी-बैक कनेक्शन का संगठन:



चांग’-4 मिशन की उड़ान अनुसूची चंद्रमा के लिए:



चंद्रमा का रिवर्स साइड उल्कापिंडों में गिरने की अधिक संभावना है, इसलिए वहां का इलाका बहुत जटिल है, जो असामान्य लैंडिंग के लिए एक उच्च जोखिम पैदा करता है, जिससे रोलओवर या लैंडिंग के दौरान लैंडिंग मॉड्यूल का पूर्ण नुकसान हो सकता है।

चांग'ई -4 मिशन के लिए, अपेक्षाकृत सुरक्षित लैंडिंग साइट को कर्मन क्रेटर में लैंडिंग के लिए चुना गया था, जिसके अंदर सतह पर विशाल समतल क्षेत्र हैं।



डिजाइन चरण में, कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रौद्योगिकियों को चांग'-4 लैंडर के ऑन-बोर्ड कंप्यूटर सिस्टम में पेश किया गया, जिसने विभिन्न प्रोजेक्ट मॉड्यूल को पहले लॉन्च किए गए की तुलना में बहुत अधिक स्मार्ट और अधिक स्वायत्त बनने की अनुमति दी।

गति और दूरी के विभिन्न मापदंडों को मापने वाले विशेष सेंसर और कैमरों की एक सरणी, जो वास्तविक समय में 3 डी छवियों को भी संसाधित कर सकती हैं, उन्हें चैंग'ई -4 वंश मॉड्यूल के तत्वों पर स्थापित किया गया था, ताकि लैंडिंग प्रक्रिया के दौरान, ऑन-बोर्ड सिस्टम विश्लेषण और खुद को सही कर सकें; वर्तमान स्थिति, कोण और सतह के झुकाव के बारे में जानकारी सहित मानकों और डेटा, सतह पर जल्दी से अस्थिर (खतरनाक) तत्वों की पहचान करते हैं (पत्थर, छोटे गड्ढे) और बच निकलने में सक्षम इस तरह की बाधाओं से पृथ्वी पर ऑपरेटर के हस्तक्षेप के बिना स्वचालित मोड में लैंडिंग प्रक्रिया के दौरान कोई वापसी के चरम बिंदु तक।




4 जनवरी, 2019 को सफल लैंडिंग प्रक्रिया के सभी चरणों को पूरा करने और चांग'ई -4 उपकरणों (लैंडिंग मॉड्यूल और रोवर) के साथ स्वतंत्र संचार चैनल स्थापित करने के बाद, चंद्रमा के दूर की ओर अन्वेषण का युग शुरू हुआ।




चांग'ई -4 मिशन के उपकरणों ने चंद्र सतह की तस्वीरें भेजना शुरू किया:



Chang'e-4 लैंडिंग मॉड्यूल और Yutu-2 रोवर विशेष कैमरों, स्पेक्ट्रोमीटर, रडार, डिटेक्टरों और डॉसमीटर से लैस हैं, दोनों चीनी और अंतर्राष्ट्रीय उत्पादन:



अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक उपकरण:



चांग'ई -4 मिशन के उपकरणों का उपयोग करके एकत्र किए गए वैज्ञानिक डेटा को एक विशेष अंतरिक्ष अनुसंधान केंद्र और राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला में प्रेषित किया जाता है, जहां प्राप्त आंकड़ों के सरणियों की पहचान की जाती है, अनुसंधान प्रयोगशालाओं और विज्ञान की अकादमियों में संग्रहीत, विश्लेषण और संचारित किया जाता है।





निकट भविष्य में हमें किस बात का इंतजार है?

Chang'e-5 मिशन, जो पृथ्वी पर एक वापसी योग्य मॉड्यूल के साथ है, जो नए अनुसंधान और खोजों के लिए कई किलोग्राम चंद्र मिट्टी वितरित करेगा।



और फिर ... चंद्रमा का ध्रुव अनुसंधान का एक नया क्षेत्र होगा - ये चांग -6 (7-8) मिशन हैं, जिनमें से कुछ को 2030 से पहले लागू करने की योजना है।



और इन सभी विकासों, परियोजनाओं, और श्रम और उड़ानों के वर्षों का एक पूर्ण-पूर्ण अंतरिक्ष चंद्र स्टेशन (कक्षीय मॉड्यूल और जमीनी संरचना और बुनियादी ढांचे सहित) होना चाहिए:



लेकिन अगले दशक के लिए योजना बनाई गई घटनाओं से पहले, कई जटिल अंतरिक्ष प्रश्नों के उत्तर खोजने के लिए आवश्यक है, और उनमें से कुछ को चैंग'-4 लैंडिंग मॉड्यूल, युतु -2 रोवर, और पुनरावर्तक उपग्रह पर स्थापित वैज्ञानिक उपकरणों की मदद से हल किया जा सकता है। Tseyutsiao "।



लो-फ़्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रोमीटर (LFS) - चांग'ई -४ लैंडिंग मॉड्यूल और Tseyuqiao रिले उपग्रह पर स्थापित है।

पृथ्वी में एक आयनमंडल है, जिससे अंतरिक्ष से कम आवृत्ति के रेडियो सिग्नल प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। कई दूर के खगोलीय पिंडों द्वारा उत्सर्जित धुंधले संकेतों को प्राप्त करने और उनका विश्लेषण करने के लिए, इस तरह के रेडियो खगोल विज्ञान प्रयोगों को बाहरी अंतरिक्ष में आयोजित किया जाना चाहिए, जिससे हमें सितारों, आकाशगंगाओं और ब्रह्मांड के उद्भव और विकास का अध्ययन करने में मदद मिल सके।



निकट-पृथ्वी कक्षाओं में समान प्रयोगों के डेटा और परिणाम पृथ्वी की सतह से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए भी संवेदनशील हैं, लेकिन चंद्रमा की पीठ पर पृथ्वी से ऐसा कोई हस्तक्षेप नहीं है।

चांग'ई -4 मिशन एक साथ शामिल है:

• LFS चीनी कम आवृत्ति स्पेक्ट्रोमीटर चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल पर मुहिम शुरू की;
• डच-चीनी कम आवृत्ति वाला स्पेक्ट्रोमीटर LFS, सैटेलाइट-रिपीटर "Tseyuqiao" (नीदरलैंड-चीन कम-आवृत्ति एक्सप्लोरर (NCLE)) पर स्थापित किया गया है।

सौर flares और सौर गतिविधि का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया LFS (लो फ़्रिक्वेंसी स्पेक्ट्रोमीटर), अब ब्रह्मांड, सूर्य और अन्य खगोलीय पिंडों की कम आवृत्ति रेडियो खगोल विज्ञान टिप्पणियों का संचालन करने के लिए Chang'e-4 मिशन में उपयोग किया जाता है।

हालांकि, ये अवलोकन इस तथ्य से जटिल हैं कि चांग’-4 मॉड्यूल भी बहुत कम आवृत्ति वाले विद्युत चुम्बकीय संकेतों का उत्सर्जन करते हैं। इंजीनियरों ने चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल से पहले ही जो डेटा प्राप्त किया है, उसके अनुसार, उनमें से हस्तक्षेप को हटाने और यूनिवर्स से कम आवृत्ति वाले रेडियो संकेतों को अलग करने के लिए बहुत काम किया जाना है, विशेष रूप से सूर्य से।

इसलिए, उपग्रह-रिले पर स्पेक्ट्रोमीटर डेटा के साथ चंद्र सतह से स्पेक्ट्रोमीटर डेटा का विश्लेषण और तुलना हमें इस समस्या पर अधिक समझने योग्य वैज्ञानिक चित्र प्राप्त करने की अनुमति देता है।

एलएफएस कम आवृत्ति वाले स्पेक्ट्रोमीटर का बाहरी हिस्सा तीन पांच-मीटर एंटेना है।









एलएफएस कम आवृत्ति वाले स्पेक्ट्रोमीटर की मुख्य विशेषताएं और डिजाइन:



Tseyuqiao पुनरावर्तक उपग्रह पर कम आवृत्ति वाले स्पेक्ट्रोमीटर की मुख्य विशेषताएं और डिज़ाइन:



कील न्यूट्रॉन डोसिमीटर (LND), जो कि कील विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा बनाया गया है, चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल पर स्थापित है।



आखिरकार, चंद्रमा पर कोई वायुमंडल नहीं है, और ब्रह्मांडीय विकिरण सीधे चंद्र सतह पर बमबारी करता है। ब्रह्मांडीय किरण कणों और चंद्र सतह की सामग्री के बीच प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, गामा विकिरण और न्यूट्रॉन बनते हैं, जो की उत्सर्जन प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉनों और फोटॉनों की तुलना में अधिक है, और उनकी विकिरण सतह पर रहने वाले जीवों (भविष्य के चंद्र स्टेशनों के चालक दल) के लिए बहुत हानिकारक है।



चांग'-4 एलएनडी डोसिमिटर का उपयोग करते हुए, यह चंद्र विकिरण की स्थिति की जांच करने और डेटा एकत्र करने की योजना बनाई गई है जो कि भविष्य में बने चंद्र ठिकानों के विकिरण संरक्षण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

LND dosimeter की मुख्य विशेषताएं:



तटस्थ कणों का एक छोटा विश्लेषक स्वीडिश वैज्ञानिक उपकरण आसन (न्यूट्रल के लिए उन्नत लघु विश्लेषक), युतु -2 रोवर पर स्थापित किया गया है।



बिना किसी हस्तक्षेप के सीधे सौर हवा के प्रोटॉन और आयन चंद्र सतह को प्रभावित करते हैं, इससे टकराते हैं, इससे प्रतिबिंबित होते हैं, ऊर्जा तटस्थ परमाणु (ईएनए) और अन्य कण बनाते हैं।

ऊर्जावान न्यूट्रल एटम (ENA) - एक ऊर्जा न्यूट्रल एटम (गठित जब इंटरस्टेलर स्पेस से "रैंडम" परमाणु सकारात्मक गति से चार्ज होने वाले आयनों से टकराते हैं जो उच्च गति पर सौर प्रणाली के चारों ओर घूमते हैं। एक टकराव में, सक्रिय आयनों परमाणुओं से लापता इलेक्ट्रॉनों को "उठाते हैं" और मुड़ जाते हैं)। ऊर्जा तटस्थ परमाणु)।

उसी समय, सूरज की रोशनी चंद्रमा के एक तरफ सकारात्मक चार्ज की ओर जाती है, और प्लाज्मा - चंद्रमा के दूसरी तरफ नकारात्मक चार्ज करने के लिए। इन प्रभावों के जंक्शन पर, एक इलेक्ट्रोस्टैटिक बल चंद्रमा की धूल को अंतरिक्ष में फेंकता है।

इस प्रकार, चांद्र मिट्टी के कणों को आरोपों द्वारा छिड़काव और परावर्तित करके चंद्रमा की सतह को छोड़ दिया जाता है। चंद्र परत के निर्माण में विभिन्न तंत्रों को समझने के लिए इस प्रक्रिया का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है, साथ ही साथ अन्य अंतरिक्ष वस्तुओं पर समान परतें (क्षुद्रग्रह और इसी तरह)



आसन की मुख्य विशेषताएं:



लेकिन इन सभी वैज्ञानिक उपकरणों को कैसे नियंत्रित किया जाता है, डेटा संचारित किया जाता है, शक्ति प्राप्त की जाती है?

चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल में वैज्ञानिक उपकरणों की संचार और डेटा अंतरण योजनाएं:



जहां:

- एलएफएस - कम आवृत्ति स्पेक्ट्रोमीटर;
- एलएनडी - चंद्र लैंडर न्यूट्रॉन और डॉसिमेट्री;
- टीसीएएम - टेरेन कैमरा;
- एलसीएएम - लैंडिंग कैमरा।

Yutu-2 रोवर पर वैज्ञानिक उपकरणों की संचार और डेटा ट्रांसमिशन योजनाएं:



जहां:

- एलपीआर - लूनर पेनेट्रेटिंग रडार;
- आसन - न्यूट्रल के लिए उन्नत लघु विश्लेषक;
- वीएनआईएस - दर्शनीय और निकट-अवरक्त इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर;
- पीसीएएम - पैनोरमिक कैमरा।

अलग-अलग समय पर चंद्रमा के सबसे दूर स्थित चांग’-4 मिशन लैंडिंग साइट के एलआरओ (नासा लूनर ऑर्बिटल प्रोब) द्वारा ली गई तुलनात्मक तस्वीरें (लैंडिंग मॉड्यूल और रोवर, जो लैंडिंग साइट से आगे और आगे बढ़ता है, फोटो में दिखाई दे रहा है):





Yutu-2 रोवर के वास्तविक प्रक्षेपवक्र पर Chang'e-4 मिशन के MCC का नया डेटा - मानचित्र एक ढलान के साथ खोखले और क्रेटर्स दिखाता है कि रोवर सावधानी से बचता है।



Yutu-2 रोवर के पहियों से चंद्र की सतह पर रस्सियों और निशान कम से कम सैकड़ों हजारों वर्षों तक वहां बरकरार रहेंगे।



चंद्र मिशन के लिए उपकरण डिजाइन करने के चरण में आज पृथ्वी पर पहले से ही हल की गई कई समस्याएं बहुत जटिल और घातक हो सकती हैं यदि वे चंद्रमा पर उपकरणों के संचालन में हस्तक्षेप करते हैं।

और केवल वे लोग जो अंतरिक्ष में उत्सुक थे, समझ सकते हैं और समझ सकते हैं कि लैंडर और रोवर के लिए और क्या करने की आवश्यकता है ताकि वे महत्वपूर्ण टूटने के बिना कठिन चंद्र स्थितियों में काम करें, खासकर मिशन के सबसे महत्वपूर्ण क्षणों में।

चांग'ए -4 मिशन में भाग लेने वाले चीनी प्रौद्योगिकी अकादमी के इंजीनियरों और कर्मचारियों की टीम: