Terhadap latar belakang data perjalanan bajak Yutu-2 di permukaan bulan, minat pada peristiwa dan eksperimen yang terjadi pada modul pendaratan stasioner Chang'e-4 jauh lebih tidak terwujud, karena peralatan ilmiah telah dipasang di sana untuk mempelajari lingkungan luar angkasa, yang dengannya percobaan yang kompleks juga dilakukan.
Materi yang diterbitkan sebelumnya tentang misi Chang'e-4: Dekade berikutnya akan menjadi waktu eksplorasi luas permukaan bulan, penemuan menarik menunggu kita, dan manusia akan kembali berjalan di bulan.
Sejauh ini, para ilmuwan dan insinyur melakukan ini - seperti ini:
Tapi sekarang, di Bumi, di ruang produksi dan laboratorium Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina, pekerjaan pada pembuatan, pengujian, dan persiapan peluncuran modul bulan baru sedang berjalan lancar, masing-masing membawa realitas pendaratan kru yang hidup di bulan, dan bukan hanya stasiun robot dan penemu yang dikendalikan.
Cina 28 tahun sejarah program bulanSejarah Singkat Tiongkok tentang Eksplorasi Bulan:1991: Para pakar industri luar angkasa Tiongkok mengusulkan peluncuran program eksplorasi bulan mereka sendiri (termasuk independen dari negara lain).
1998: Ilmuwan Cina mulai merencanakan program Lunar, mendiskusikan rincian penelitian dan mengkonfirmasi kelayakan misi ruang angkasa sendiri, mengatasi masalah ilmiah dan teknis pertama yang muncul pada tahap awal.
Januari 2004: Program Eksplorasi Bulan Cina secara resmi bernama "Chang'e" (untuk menghormati Dewi Bulan Cina) secara resmi diluncurkan. Satelit otomatis pertama, yang rencananya akan diluncurkan ke orbit bulan, disebut Chang'e-1. Proyek bulan yang ambisius di negara ini mencakup tiga fase: eksplorasi bulan tanpa awak, mengirim orang ke bulan dan menciptakan pangkalan di bulan.
24 Oktober 2007: Roket pendorong Changzheng-3A dengan satelit Chang'e-1 berhasil diluncurkan dari pusat ruang angkasa Sichan di Cina.
7 November 2007: Satelit Chang'e-1 berhasil memasuki orbit bulan 127 menit pada ketinggian 200 km.
Oktober 2008: dimulainya fase kedua program Chang'e-2 secara resmi disetujui oleh Dewan Negara RRC.
12 November 2008: Cina merilis peta permukaan bulan penuh pertama berdasarkan data dari Chang'e-1.
1 Maret 2009: pelopor misi bulan China, satelit Chang'e-1, yang melakukan penerbangan orbitnya selama 16 bulan, menyelesaikan pekerjaannya dengan kejatuhan yang terkendali di permukaan bulan.
1 Oktober 2010: Roket pendorong Changzheng-3S dengan satelit Chang'e-2 berhasil diluncurkan dari pelabuhan antariksa Tiongkok Sichan, kemudian satelit Chang'e-2 memasuki orbit bulan 118-menit di ketinggian 100 km.
9 Juli 2011: Satelit Chang'e-2 meninggalkan orbit bulan ke titik Lagrange L2 dari sistem Sun-Earth (1,5 juta kilometer dari Bumi) untuk melakukan eksperimen ilmiah.
25 Agustus 2011: Setelah perjalanan 77 hari, satelit Chang'e-2 memasuki orbit sekitar L2.
6 Februari 2012: Tiongkok merilis peta bulan yang lebih terperinci yang diperbarui, dibuat menurut data dari satelit Chang'e-2.
14 Juli 2013: Satelit Chang'e-2, yang telah menjadi asteroid buatan di Tata Surya, berjarak 50 juta kilometer jauhnya dari Bumi.
3 Desember 2013: Roket pendorong Changzheng-3V dengan stasiun Chang'e-3 berhasil diluncurkan dari pusat ruang angkasa Sichan di Tiongkok.
14 Desember 2013: Pendarat Chang'e-3 melakukan pendaratan di kawah Teluk Rainbow di sisi bulan yang terlihat. Lander Chang'e-3 berisi baling-baling bulan Cina pertama, Yutu.
25 Januari 2014: penjelajah Yut secara teknis diimobilisasi (kegagalan elemen sebagai akibat tabrakan) setelah mengatasi 114,8 meter di permukaan bulan yang kompleks.
23 Oktober 2014: Stasiun lunar otomatis Chang'e-5T1 diluncurkan dengan bantuan kendaraan peluncuran Changzheng-3C dari Sichan Cosmodrome. Tujuan dari proyek ini adalah untuk menguji kembalinya kendaraan keturunan ke Bumi untuk penggunaan lebih lanjut dari teknologi ini dalam misi Chang'e-5.
31 Oktober 2014: kendaraan keturunan proyek Chang'e-5T1 dipisahkan dari modul layanan, memasuki atmosfer Bumi, dan melakukan pendaratan lembut di khoshun Syzzivan dari Daerah Otonomi Mongolia Dalam.
18 Februari 2016: Lander Chang'e-3 terus beroperasi secara normal setelah 28 hari lunar, melebihi perkiraan dan desain masa pakai perangkat keras.
14 Desember 2016: modul pendaratan Chang'e-3 bekerja di permukaan bulan selama tiga tahun, yang merupakan periode rekor bagi pendarat untuk beroperasi di permukaan bulan.
21 Mei 2018: Satelit relai Tseyuqiao (jembatan keempat puluh) diluncurkan dari kosmodrom Cina Xichang, perlu untuk mengatur komunikasi antara Bumi dan ujung bulan.
14 Juni 2018: Relai satelit Tseyuqiao memasuki orbit di sekitar titik Lagrange L2 dari sistem Bumi-Bulan, sekitar 65.000 km dari Bulan, menjadi satelit komunikasi pertama di orbit ini di dunia.
8 Desember 2018: Roket pendorong Changzheng-3B dengan stasiun Chang'e-4 berhasil diluncurkan dari pusat ruang angkasa Sichan di Cina.
3 Januari 2019: Pendarat Chang'e-4 melakukan pendaratan di kawah Karman di sisi jauh bulan. Lander Chang'e-4 berisi baling-baling bulan kedua Cina Yutu-2, analog modern dari penjelajah Yutu. Personel misi Chang'e-4 sekarang terus beroperasi secara normal.
2019-2020: Implementasi misi Chang'e-5 diharapkan, pendewaan yang merupakan pengiriman ke Bumi setidaknya dua kilogram sampel bulan.
Jejak di belakang rover bulan "Yutu-2" - lintasan hari bulan pertama:
Pada tahap apa program eksplorasi bulan Tiongkok sekarang dan apa yang akan terjadi selanjutnya? Di sini Anda dapat belajar dari slide-slide indah ini tentang misi Chang'e-4:
Faktanya, jika Anda menanjak di sepanjang langkah yang Anda lakukan sendiri, Anda dapat mencapai puncaknya, meskipun perlahan, tetapi sekarang Anda dapat membawa orang baru ke puncaknya yang akan menghabiskan lebih sedikit waktu pada langkah pertama mereka naik.
Begitu pula para ilmuwan dan insinyur Cina, memecah program penelitian bulan menjadi beberapa tahap, langkah-langkah. Selain itu, mereka selanjutnya mentransmisikan semua pengalaman yang diperoleh dalam proses implementasi keputusan dari setiap tahap untuk mengembangkan tahap baru. Dan sekarang ini adalah iterasi keempat dari penjelajahan bulan. Segera, yang kelima - ekspedisi otonom dengan kembali ke Bumi.
Dan ketika Anda memiliki roket pendorong Anda sendiri (seri Changzheng (Long March)),
kosmodrom Anda sendiri , staf teknik berkualifikasi tinggi yang bekerja sepanjang waktu dan bangga dengan pekerjaan mereka, maka setiap tahun "benjolan" perkembangan bulan di ruang angkasa teknogenik menjadi semakin intens. -Kecepatan, mendapatkan momentum dan membuka cakrawala baru dan peluang bagi para penciptanya.
Tetapi pada misi keempatlah saya harus menggunakan semua fungsi dari solusi sebelumnya dan mendapatkan kesempatan untuk mengimplementasikan pertama kali di sisi jauh bulan:
- untuk mengatur saluran transmisi data "sisi kebalikan dari Bumi-Bulan" menggunakan satelit relai;
- kontrol penuh kendaraan yang turun ke permukaan (TT&C - subsistem pelacakan, telemetri dan perintah) menggunakan subsistem pelacakan, telemetri, dan kontrol transmisi.
Salah satu masalah utama dalam studi sisi jauh bulan adalah masalah yang terkait dengan organisasi komunikasi, karena perangkat di sisi jauh bulan tidak tersedia untuk komunikasi langsung dari Bumi, sehingga diperlukan satelit komunikasi terpisah untuk menyampaikan sinyal.
Tseyuqiao Satellite Relay (Forty Bridge), diluncurkan pada 21 Mei 2018, beroperasi dalam orbit halo di sekitar titik Lagrange yang stabil secara gravitasi khusus Bumi-Bulan L2, yang darinya dapat mempertahankan visibilitas langsung dengan Bumi dan sisi belakang bulan kapan saja. untuk pertukaran data antara MCC dan modul proyek Chang'e-4.
Juga, spektrometer frekuensi rendah (relay LFS) dengan tiga antena lima meter dipasang pada satelit repeater Tseyuqiao, yang merekam emisi radio frekuensi rendah dari Alam Semesta awal, yang memungkinkan untuk mempelajari strukturnya.
Organisasi koneksi Bumi-kembali Bulan:
Jadwal penerbangan misi Chang'e-4 ke bulan:
Sisi sebaliknya dari bulan lebih cenderung jatuh dalam meteorit, oleh karena itu medan di sana sangat kompleks, yang menciptakan risiko tinggi untuk pendaratan abnormal, yang dapat menyebabkan rollover atau hilangnya modul pendaratan selama pendaratan.
Untuk misi Chang'e-4, lokasi pendaratan yang relatif aman dipilih untuk pendaratan di kawah Karman, di dalamnya terdapat daerah datar yang luas di permukaan.
Pada tahap desain, teknologi kecerdasan buatan diperkenalkan ke dalam sistem komputer on-board pendaratan Chang'e-4, yang memungkinkan berbagai modul proyek menjadi lebih pintar dan lebih otonom daripada yang diluncurkan sebelumnya.
Berbagai sensor dan kamera khusus yang mengukur berbagai parameter kecepatan dan jarak, yang juga dapat memproses gambar 3D secara real time, dipasang pada elemen-elemen modul keturunan Chang'e-4, sehingga selama prosedur pendaratan, sistem on-board dapat menganalisis dan memperbaiki sendiri parameter dan data tentang situasi, termasuk informasi tentang posisi saat ini, sudut dan kemiringan ke permukaan, dengan cepat mengidentifikasi elemen (berbahaya) yang tidak stabil pada permukaan (batu, kawah kecil) dan dapat menghindari dari hambatan seperti itu ke titik ekstrim tidak dapat kembali selama proses pendaratan dalam mode otomatis tanpa campur tangan operator di Bumi.
Prosedur pendaratan video
Pada tanggal 4 Januari 2019, setelah menyelesaikan semua tahapan prosedur pendaratan yang sukses dan memasang saluran komunikasi independen dengan perangkat Chang'e-4 (modul pendaratan dan penjelajah), era eksplorasi sisi jauh bulan dimulai.
Video peluncuran bajak "Yutu-2"
Perangkat misi Chang'e-4 mulai mengirim foto permukaan bulan:
Modul pendaratan Chang'e-4 dan rover Yutu-2 dilengkapi dengan kamera khusus, spektrometer, radar, detektor, dan dosimeter, baik Cina maupun internasional:
Peralatan ilmiah internasional:
Data ilmiah yang dikumpulkan menggunakan perangkat misi Chang'e-4 ditransmisikan ke pusat penelitian ruang angkasa khusus dan observatorium astronomi nasional, di mana susunan data yang diperoleh diidentifikasi, dikatalogkan dengan eksperimen, disimpan, dianalisis, dan dikirim ke laboratorium penelitian dan akademi ilmu pengetahuan.
Apa yang menanti kita dalam waktu dekat?Misi Chang'e-5 dengan modul yang dapat dikembalikan ke Bumi, yang akan mengirimkan beberapa kilogram tanah bulan untuk penelitian dan penemuan baru.
Dan kemudian ... Polandia Bulan akan menjadi area penelitian baru - ini adalah misi Chang'e-6 (7-8), beberapa di antaranya direncanakan akan dilaksanakan sebelum 2030.
Dan puncak dari semua perkembangan ini, proyek, dan tahun kerja dan penerbangan harus menjadi stasiun bulan ruang angkasa penuh (termasuk modul orbital dan struktur tanah dan infrastruktur):
Tetapi sebelum acara yang direncanakan untuk dekade berikutnya, perlu untuk menemukan jawaban atas banyak pertanyaan ruang yang kompleks, dan beberapa di antaranya dapat diselesaikan dengan bantuan instrumen ilmiah yang dipasang pada modul pendaratan Chang'e-4, bajak Yutu-2, dan satelit pengulang Tseyutsiao ".
Spektrometer frekuensi rendah (LFS) - dipasang pada modul pendaratan Chang'e-4 dan satelit relai Tseyuqiao.Bumi memiliki ionosfer, yang membuatnya sulit untuk menerima sinyal radio frekuensi rendah dari luar angkasa. Untuk menerima dan menganalisis sinyal redup yang dipancarkan oleh banyak benda langit yang jauh, eksperimen astronomi radio semacam itu harus dilakukan di luar angkasa, membantu kita mempelajari asal usul dan evolusi bintang, galaksi, dan Semesta.
Data dan hasil percobaan serupa di orbit dekat Bumi juga sensitif terhadap interferensi elektromagnetik dari permukaan Bumi, tetapi tidak ada interferensi seperti itu dari Bumi di bagian belakang Bulan.
Misi Chang'e-4 secara bersamaan melibatkan:- Spektrometer frekuensi rendah LFS Cina dipasang pada modul pendaratan Chang'e-4;
- Spektrometer frekuensi rendah Belanda-Cina LFS, dipasang pada repeater satelit "Tseyuqiao" (Belanda-China Low-Frequency Explorer (NCLE)).
LFS (Spektrometer Frekuensi Rendah), yang dirancang untuk mempelajari suar matahari dan aktivitas matahari, sekarang digunakan dalam misi Chang'e-4 untuk melakukan pengamatan astronomi radio frekuensi rendah dari Semesta, Matahari, dan benda langit lainnya.
Namun, pengamatan ini diperumit oleh fakta bahwa modul Chang'e-4 juga memancarkan banyak sinyal elektromagnetik frekuensi rendah. Menurut data yang telah diterima oleh para insinyur dari modul pendaratan Chang'e-4, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menghilangkan gangguan dari mereka dan untuk mengisolasi sinyal radio frekuensi rendah dari Semesta, terutama dari Matahari.
Oleh karena itu, analisis dan perbandingan data spektrometer dari permukaan bulan dengan data spektrometer pada relai satelit, memungkinkan kami untuk memperoleh gambaran ilmiah yang lebih dapat dipahami tentang masalah ini.
Bagian luar dari spektrometer frekuensi rendah LFS adalah tiga antena lima meter.
Fitur utama dan desain spektrometer frekuensi rendah LFS:
Karakteristik utama dan desain spektrometer frekuensi rendah pada satelit repeater Tseyuqiao:
German neutron dosimeter (LND), dibuat oleh para ilmuwan di Kiel University, dipasang pada modul pendaratan Chang'e-4.
Lagi pula, tidak ada atmosfer di bulan, dan radiasi kosmik langsung membombardir permukaan bulan. Sebagai hasil dari reaksi antara partikel sinar kosmik dan bahan dari permukaan bulan, radiasi gamma dan neutron terbentuk, emisivitas yang lebih tinggi daripada proton, elektron dan foton, dan radiasi mereka sangat berbahaya bagi organisme hidup di permukaan (kru stasiun bulan masa depan).
Menggunakan dosimeter LND Chang'e-4, direncanakan untuk menyelidiki situasi radiasi bulan dan mengumpulkan data yang dapat digunakan untuk perlindungan radiasi di masa depan dari basis bulan yang dihuni.
Karakteristik utama dari dosimeter LND:
Instrumen ilmiah Swedia ASAN (Advanced Small Analyzer for Neutrals), sebuah penganalisa kecil partikel netral, dipasang pada bajak Yutu-2.
Proton dan ion angin matahari secara langsung tanpa gangguan mempengaruhi permukaan bulan, bertabrakan dengannya, memantul darinya, menciptakan atom netral energi (ENA) dan partikel lainnya.
Energetic Neutral Atom (ENA) adalah atom netral energi (terbentuk ketika atom "acak" dari ruang antarbintang bertabrakan dengan ion bermuatan positif yang bergerak di sekitar tata surya dengan kecepatan tinggi. Dalam tabrakan, ion aktif "mengambil" elektron yang hilang dari atom dan berubah menjadi atom netral energi).
Pada saat yang sama, sinar matahari mengarah ke muatan positif di satu sisi bulan, dan plasma - ke muatan negatif di sisi lain bulan. Di persimpangan efek ini, gaya elektrostatik melemparkan debu bulan ke luar angkasa.
Dengan demikian, partikel-partikel tanah bulan disemprotkan dan dipantulkan oleh muatan yang meninggalkan permukaan bulan. Studi tentang proses ini sangat penting untuk memahami berbagai mekanisme dalam pembentukan lapisan bulan, serta lapisan serupa pada objek ruang lain (asteroid dan sejenisnya)
Fitur Utama ASAN:
Tetapi bagaimana semua perangkat ilmiah ini dikendalikan, mengirimkan data, menerima daya?Skema komunikasi dan transfer data peralatan ilmiah di modul pendaratan Chang'e-4:
dimana:
- LFS - Spektrometer Frekuensi Rendah;
- LND - Lunar Lander Neutron dan Dosimetri;
- TCAM - Kamera Medan;
- LCAM - Kamera Pendarat.
Skema komunikasi dan transmisi data peralatan ilmiah di rover Yutu-2:
dimana:
- LPR - Radar Penetrasi Lunar;
- ASAN - Penganalisis Kecil Lanjut untuk Netral;
- VNIS - Spektrometer Pencitraan Terlihat dan Hampir Infra Merah;
- PCAM - Kamera Panorama.
Foto-foto komparatif yang diambil oleh LRO (NASA Lunar Orbital Probe) dari lokasi pendaratan misi Chang'e-4 di sisi jauh bulan pada waktu yang berbeda (modul keturunan dan bajak, yang bergerak lebih jauh dari lokasi pendaratan, terlihat di foto):
Data baru dari MCC misi Chang'e-4 pada lintasan sebenarnya dari Yutu-2 rover - peta menunjukkan lubang cekungan dan kawah dengan kemiringan yang tidak dihindari oleh penjelajah.
Bekas dan bekas pada permukaan bulan dari roda rover Yutu-2 akan tetap utuh di sana setidaknya selama ratusan ribu tahun.
Banyak masalah yang sudah dipecahkan di Bumi saat ini pada tahap merancang peralatan untuk misi bulan bisa menjadi sangat kompleks dan fatal jika mereka mengganggu pengoperasian peralatan di bulan.
Dan hanya orang-orang yang tertarik pada ruang angkasa yang dapat melihat dan memahami apa lagi yang perlu dilakukan untuk pendarat dan penjelajah sehingga mereka bekerja dalam kondisi bulan yang sulit tanpa kerusakan kritis, terutama pada saat-saat paling penting dari misi.
Tim insinyur dan karyawan Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok yang berpartisipasi dalam misi Chang'e-4:
