चांग'ई -4 मिशन लैंडर और युटु -2 रोवर के लिए चौथा चंद्र दिवस है। उपकरणों पर कैमरों और नियंत्रकों के बारे में

समय कैसे उड़ता है! चांग’-4 लैंडिंग मॉड्यूल और युटु -2 रोवर के चंद्रमा के दूर की ओर काम करने का चौथा पृथ्वी महीना पहले ही आ चुका है। उपकरणों ने तीसरी चांदनी रात में बेहद कम तापमान से बचा लिया, अब वे स्लीप मोड से बाहर आ गए हैं और चंद्र सतह और बाहरी अंतरिक्ष के नए अध्ययन शुरू कर दिए हैं।

चांग’-4 मॉड्यूल और युटु -2 रोवर पर कौन से कैमरे स्थापित किए गए हैं, और कैमरे लंबे चंद्र दिन क्या लेते हैं?


इस समय, 88 दिन (2212 घंटे) चंद्र सतह पर युटू -2 रोवर के उतरने और 115 दिन (2760 घंटे) बीतने के बाद निकले हैं, जो सिचुआन ब्रह्मांड से चांग -4 मिशन के हिस्से के रूप में चंद्रमा के लिए यूटू -2 रोवर के प्रक्षेपण के बाद है।

चंद्रमा के सबसे दूर का चौथा चंद्र दिन:



लैंडिंग मॉड्यूल की योजनाबद्ध अवधि एक वर्ष, रोवर - तीन महीने है।

वास्तव में, Yutu-2 रोवर पहले से ही 2160 घंटे के अपने कामकाजी जीवन तक पहुंच चुका है।

यह चांग'ई चंद्र मिशनों के लिए एक रिकॉर्ड नहीं है, पहला चांग'ई -3 लैंडर, जो दिसंबर 2013 से चंद्रमा के दृश्य भाग पर रहा है, अभी भी जीवन के संकेत (विभिन्न उपकरणों से टेलीमेट्री और डेटा) दिखाता है, लेकिन उसका साथी लैंडिंग - पहला रोवर "युटु", हालांकि 2016 के मध्य तक, चंद्र सतह पर उत्पादक कार्य की शुरुआत के 40 दिनों बाद यह गतिशीलता खो गई, एक स्थिर मोड में एमसीसी को डेटा स्थानांतरित कर दिया।

चंद्र मिशन "चांग -4" के मॉड्यूल पर डेटा:

- "चेंज'-4" वंश मॉड्यूल (विपरीत लैंडिंग समर्थन के बीच 4.4 मीटर, वजन 1200 किलोग्राम।);



- युटु -2 रोवर (ऊंचाई 1 मीटर, चौड़ाई 1 मीटर (सोलर पैनल के बिना), लंबाई 1.5 मीटर, दो तह सौर पैनल, छह पहिए, वजन 140 किलोग्राम।)।



चंद्रमा के पीछे से नई तस्वीरें

Yutu-2 रोवर के पहियों से चंद्रमा ट्रैक और एंटीना और प्लेटफॉर्म से छाया एक मनोरम कैमरा के साथ:



पृष्ठभूमि में कई क्रेटर (सुंदर छाया के साथ) और पहाड़:



और ये नेचर जियोसाइंस के अप्रैल अंक के वैज्ञानिक लेख "चांग -4 'द्वारा खोजी जाने वाली लूनर फ़ार्साइड की तस्वीरें हैं।



लैंडिंग साइट के पास छोटे गड्ढे:





रोवर "यूटू -2" चंद्रमा की सतह की खोज करता है:



छोटे craters में पत्थरों के टुकड़े (Yutu-2 रोवर से फोटो):



Yutu-2 रोवर के साथ छोटे पत्थर:



लैंडिंग साइट के पास बहुत ही असामान्य काले पत्थर:



चांग'ई -4 मॉड्यूल और युटु -2 रोवर पर कौन से कैमरे स्थापित हैं?

चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल पर दो कैमरे लगाए गए हैं:
- लैंडिंग कैमरा (लैंडिंग कैमरा - एलसीएएम);
- लैंडस्केप कैमरा (टेरेन कैमरा - TCAM)।

LCAM लैंडिंग कैमरा (0.5 किग्रा, आकार 116x100x70.4 मिमी) चांग'ई -4 मॉड्यूल के तल पर स्थापित किया गया था, 1024x1024 पिक्सेल प्रति सेकंड 10 फ्रेम के संकल्प के साथ लैंडिंग प्रक्रिया को रिकॉर्ड करने के लिए चंद्र सतह से 12 किमी की ऊंचाई पर स्वचालित रूप से चालू हो गया।


LCAM लैंडिंग चैंबर विशेषताएं:



लैंडिंग चैम्बर LCAM के तत्वों का सर्किट आरेख:



एलवीडीएस (कम वोल्टेज डिफरेंशियल सिग्नलिंग) इंटरफेस का उपयोग करके डेटा प्रसारित किया जाता है।

चंद्रमा पर उतरने के बाद, LCAM कैमरा लैंडिंग सपोर्ट के साथ केवल एक ही फ्रेम को पकड़ता है:



TCAM लैंडस्केप कैमरा (0.64 किग्रा, आकार 92x105x118.9 मिमी) एक विशेष ब्रैकेट पर चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल के उच्चतम बिंदु पर स्थापित किया गया है जो कैमरा को अपनी धुरी के चारों ओर 360 डिग्री घूमने की अनुमति देता है और कैमरा को 120 तक के कोण तक या नीचे झुका सकता है। डिग्री कम है। लैंडिंग मॉड्यूल की सतह और तत्वों की पैनोरमिक तस्वीरें, रोवर पर नज़र रखने और लैंडिंग क्षेत्र के आसपास के क्षेत्र की खोज करना टीसीएएम फ़ंक्शन हैं।

TCAM परिदृश्य कैमरा की विशेषताएं:



परिदृश्य कैमरा TCAM के तत्वों की संचार योजना:



लैंडिंग साइट का पैनोरमा:



लैंडिंग मॉड्यूल पर LCAM और TCAM कैमरे:



चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल एक स्थिर मोड में काम करता है और लैंडिंग ज़ोन में सतह की इसकी तस्वीरें सबसे पहले यह समझने के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं कि मॉड्यूल के आसपास वास्तव में किस प्रकार की सतह हैं। आखिरकार, बड़ी संख्या में छोटे क्रैटर और पत्थर होते हैं, और रोवर को कम करने की प्रक्रिया के साथ वे (सबसे खराब स्थिति में) हस्तक्षेप कर सकते हैं। लैंडिंग के बाद से, चांग'ई -4 मॉड्यूल अपनी स्थिति को बदल नहीं सकता है और लैंडिंग के लिए अधिक सुविधाजनक है जो किसी अन्य क्षेत्र में "कूद" कर सकता है।

Yutu-2 रोवर में एक डुअल पैनोरमिक कैमरा (पैनोरामिक कैमरा - PCAM) है।

नयनाभिराम PCAM कैमरा (0.69 किलोग्राम, आकार 90x110x120 मिमी) एक विशेष विस्तृत मस्तूल-ब्रैकेट पर Yutu-2 रोवर के उच्चतम बिंदु पर स्थापित किया गया है, जो कैमरे को सतह के नयनाभिराम विचारों के फोटो-अक्ष पर अपनी धुरी के चारों ओर 360 डिग्री घूमने की अनुमति देता है।

चूंकि कैमरे में दो समान मॉड्यूल होते हैं, इसलिए वे दूरबीन स्टीरियो इमेजिंग पद्धति का उपयोग करके एक 3D छवि बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। पीसीएएम कैमरे में एक रंगीन छवि प्राप्त करने के लिए, एक बायर फिल्टर (रंग फिल्टर के सरणियों) का उपयोग किया जाता है।

मनोरम PCAM कैमरा की विशेषताएं:



पैनोरमिक पीसीएएम कैमरे के तत्वों की संचार योजना:



Yutu-2 रोवर से सतह पैनोरमा का सामान्य दृश्य:



रोवर पर PCAM कैमरा:



3 जनवरी, 2019 को, सफल लैंडिंग प्रक्रिया के सभी चरणों और चांग'ई -4 उपकरणों (लैंडिंग मॉड्यूल और रोवर) के साथ स्वतंत्र संचार चैनलों की स्थापना के पूरा होने के बाद, चंद्रमा के दूर के अध्ययन के एक फोटो का युग शुरू हुआ।

कैमरों से तस्वीरें:




Yutu-2 रोवर Chang'e-4 लैंडिंग मॉड्यूल का एक मोबाइल और अत्यधिक उत्पादक अंतरिक्ष भागीदार है।

Yutu-2 रोवर ने चंद्रमा की दूर की सतह की जटिल सतह के साथ 160 मीटर से अधिक दूरी तक उड़ान भरी।

तीन चंद्र दिनों में Yutu-2 रोवर पथ:





यह दिलचस्प है कि कैसे आगे की ओर मुड़ते समय Yutu-2 रोवर पर सामने के पहिये काम करते हैं:








Chang'e-4 मिशन की लैंडिंग साइट:



चूँकि चंद्रमा का उल्टा भाग पृथ्वी से दिखने वाले पक्ष की तुलना में अधिक जटिल राहत है, इसलिए सतह के साथ-साथ चलने की प्रक्रिया में, युतु -2 रोवर को अधिक गंभीर मोटर समस्याओं और हस्तक्षेप का सामना करना पड़ा, पहले की तुलना में इसके पूर्ववर्ती, रोवर ने सामना किया। Yutu ”, दिसंबर 2013 में चंद्र सतह पर भेजा गया।

दुर्भाग्य से, 25 जनवरी, 2014 को चांग’-3 मिशन के पहले युतु रोवर को एक जटिल चंद्र सतह पर 114.8 मीटर से अधिक पार करने के बाद तकनीकी रूप से स्थिर (टक्कर के परिणामस्वरूप तत्वों की विफलता) किया गया था।

चांग'ई -4 लैंडिंग मॉड्यूल के लैंडिंग ज़ोन में चंद्र सतह, सिलवटों, कई कंकड़ और छोटे गड्ढों से भरा हुआ है, इसके प्रत्येक छोटे आंदोलनों के बाद, युतु -2 रोवर को रोकना चाहिए, सतह के चारों ओर की तस्वीर खींचनी चाहिए और इस डेटा को उपग्रह के माध्यम से पृथ्वी पर वापस भेजना चाहिए। पुनरावर्तक।



पृथ्वी पर MCC और इंजीनियरों के वैज्ञानिक, ऑपरेटर तब इस डेटा को संसाधित करते हैं और आगे के मार्ग का चार्ट बनाते हैं, जिसके साथ Yutu-2 रोवर का अनुसरण करेगा।

Yutu-2 रोवर एंटेना को कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए ताकि वे नियंत्रण संकेतों को सही ढंग से भेजने और प्राप्त करने के लिए एक पुनरावर्तक उपग्रह को इंगित करें, जबकि रोवर के सौर पैनलों को अधिकतम उत्पादन के लिए सूर्य के प्रकाश की एक बड़ी मात्रा प्राप्त करने के लिए बेहतर ढंग से झुका होना चाहिए। डेटा ट्रांसफर के समय बिजली।



छह पहियों वाला रोवर "युटु -2":

• कुल रोवर का वजन लगभग 140 किलोग्राम (310 पाउंड) है;
• भार क्षमता लगभग 20 किलो (44 पाउंड);
• ढलान पर आगे बढ़ सकते हैं और अन्य वस्तुओं के साथ टकराव को रोकने के लिए स्वचालित सेंसर हैं;
• रोवर को दो सौर पैनलों के माध्यम से बिजली की आपूर्ति की जाती है, जिससे रोवर एक चंद्र दिन के दौरान काम कर सकता है;
• अधिकतम गति 200 मीटर प्रति घंटा (चंद्रमा पर यह गति अभी भी नहीं पहुंची जा सकती है - क्योंकि सतह पर मौजूद तत्व रोवर को पहले से तेज और नुकसान नहीं पहुंचने देंगे);
• अधिकतम अनुसंधान क्षेत्र 3 वर्ग मीटर है। किमी;
• अनुमानित कार्य समय - 3 महीने (2160 घंटे);
• अधिकतम अनुमानित दूरी - 10 किमी।

Yutu-2 रोवर के पहिया तत्व वास्तव में इसकी जटिल डिजाइन विशेषता है, जिसे डिजाइन चरण में चीनी अकादमी ऑफ स्पेस टेक्नोलॉजी के इंजीनियरों द्वारा आगे विकसित किया जाना था। उन्होंने पटरियों का उपयोग करने से इनकार कर दिया क्योंकि वे परीक्षणों में कम रखरखाव योग्य और कमजोर हो गए थे।

उदाहरण के लिए, यदि एक छोटा पत्थर ट्रैक तंत्र के अंदर जाता है, तो रोवर अटक सकता है और ट्रैक खो सकता है। पहिएदार कार्यान्वयन के विपरीत, जो अधिक विश्वसनीय है और जिसके पास एक बढ़ा हुआ संसाधन है, यह सुरक्षित रूप से 20 सेंटीमीटर ऊंचे पत्थरों को भी स्थानांतरित कर सकता है।



हालांकि, अगर युतु -2 रोवर खत्म हो जाता है, तो यह फिर से अपने काम की स्थिति में नहीं लौट पाएगा। चंद्र रोवर के किनारों पर सौर पैनल बहुत नाजुक होते हैं, वे गिरने के बाद दरार या धूल हो सकते हैं, जो उन्हें बेकार कर देगा।



इस प्रकार, रोवर्स के रिमोट कंट्रोल की प्रक्रिया में, युटु -2 रोवर की स्थिति को स्थिर स्थिति में रखते हुए अधिकतम ध्यान केंद्रित करना आवश्यक है और सतह के साथ चलते समय इसे गिरने नहीं देना चाहिए।

लेकिन ये सभी कैमरे चांग’-4 लैंडिंग मॉड्यूल और Yutu-2 रोवर पर कैसे नियंत्रित किए जा सकते हैं, डेटा संचारित करते हैं और शक्ति प्राप्त करते हैं?

ऑन-बोर्ड नियंत्रकों और लैंडिंग मॉड्यूल और रोवर की बिजली आपूर्ति प्रणाली के बारे में।

Chang'e-4 लैंडिंग मॉड्यूल और Yutu-2 रोवर उनके बोर्ड विशेष पेलोड नियंत्रकों पर हैं, जिनका उपयोग विभिन्न मॉड्यूल और उपकरणों के तत्वों से आने वाले वैज्ञानिक डेटा को प्राप्त करने, संग्रहीत करने और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, नियंत्रण संकेतों का डेटा, वैज्ञानिक और आरएस 422 (टेलीमेट्री और नियंत्रण) और LVDS (वैज्ञानिक डेटा) का उपयोग करके डेटा को लैंडिंग मॉड्यूल और रोवर के केंद्रीय नियंत्रकों को प्रेषित किया जाता है, जो एक उपग्रह का उपयोग करके पृथ्वी पर संचार प्रणाली के माध्यम से MCC तक पहुंचाते हैं। पुनरावर्तक "Tseyuqiao"।



Chang'e-4 लैंडिंग मॉड्यूल और Yutu-2 रोवर के पेलोड नियंत्रक एक केंद्रीय प्रोसेसर और FPGA सरणियों से सुसज्जित हैं।

इसके अलावा, पेलोड नियंत्रक तत्वों की मदद से, ऑन-बोर्ड वोल्टेज + 28 वी को माध्यमिक बिजली आपूर्ति + 5 वी, + -15 वी, + 3.3 वी के लिए वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है, साथ ही नियंत्रक मॉड्यूल और बाहरी उपकरणों के वोल्टेज और तापमान मूल्यों की निरंतर निगरानी की जाती है।

माइक्रोप्रोसेसर के रूप में निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है: ATMEL AT697F (रेड-हार्ड 32 बिट SPARC V8 प्रोसेसर)।



प्रोग्रामेबल लॉजिक इंटीग्रेटेड सर्किट्स (FPGA) का उपयोग किया जाता है: छह XILINX XQR2V3000-4CCG717 (रेडिएशन-हार्ड QPro वायरटेक्स- II FPGA)।

विकिरण के खिलाफ माइक्रोकिरिट के अतिरिक्त संरक्षण के लिए, कम से कम 3.8 मिमी की मोटाई वाले एल्यूमीनियम स्क्रीन का उपयोग किया जाता है।

चांग’-4 लैंडिंग मॉड्यूल पर उपकरणों की संचार और डेटा ट्रांसमिशन योजनाएं:



जहां:

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

Yutu-2 रोवर पर 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।

वैसे, पहले प्रकाशनों में मैंने पहले से ही लॉन्च मॉड्यूल और रोवर के लगभग सभी वैज्ञानिक उपकरणों के बारे में बात की थी, केवल एक वैज्ञानिक उपकरण गुप्त था - एलपीआर (लूनर पेनेट्रेटिंग रडार) - जिसे बाहरी रूप से देखा जा सकता है, जैसे रोवर के पीछे दो "एंटीना"।

मैं इस दिलचस्प डिवाइस के बारे में एक अलग प्रकाशन लिखने की कोशिश करूंगा।