China confirma liderança na corrida lunar asiática

Nos zero anos da Ásia, a segunda "corrida lunar" começou. Diferentemente do primeiro, quando a URSS e os EUA competiram na década de 1960, havia mais países participantes, mas os orçamentos eram menores e os termos gerais eram mais longos. No início, havia três participantes - Índia, China, Japão. Um líder claro agora foi determinado. A China assumiu a liderança em 2013, a primeira a fazer um pouso suave e pousar um veículo espacial lunar. A estação interplanetária automática Chang'e-4 que voa para a Lua fará sua primeira aterrissagem no lado oposto da Lua (que exigia uma missão separada para fornecer comunicações) e é uma das etapas do grande programa.


Fonte

Fórmula de corrida

Em geral, o estudo da lua pode ser dividido em quatro estágios. Historicamente, as primeiras missões foram voar além da lua ou quebrar o aparato em sua superfície, mas agora é irracional, porque a estação interplanetária teria trabalhado para a lua por um tempo muito curto. No entanto, as missões que saem da Terra podem ligar seus instrumentos enquanto voam além da lua, por exemplo, a caminho de Marte.


Foto composta da sonda GALILEO voando para Júpiter, imagem da NASA

O primeiro estágio completo é uma sonda na órbita da lua. Isso não é muito simples, porque, devido à irregularidade do campo gravitacional da lua, existem apenas algumas órbitas estáveis ​​nas quais você pode trabalhar por anos. Nesse nível, já é possível resolver problemas não apenas de prestígio estatal, repetindo as realizações do passado, mas também coletar dados científicos úteis, examinando a lua em diferentes faixas.

O segundo estágio é um pouso suave. Aqui, a tarefa é complicada pela necessidade de extinguir pelo menos 1,68 km / s de velocidade (de uma órbita baixa), mas os dados científicos são complementados por uma variedade de geologia, e você sempre pode escolher um lugar interessante para pousar onde ninguém ainda tenha visitado. A estação de pouso pode ser complementada com um veículo espacial lunar, que expandirá drasticamente o volume de dados científicos e o número de belas fotografias que o mundo inteiro verá.

O terceiro estágio é o retorno das amostras. Os desafios de engenharia são complementados pela necessidade de resolver os problemas de lançamento da lua, navegação e mira no caminho de casa, além de pouso suave já na Terra. Mas as amostras trazidas ficarão encantadas com os cientistas e haverá evidências extremamente claras do sucesso do país na forma de exposições em museus.

A quarta etapa é um programa tripulado. Em um sentido global, é claro, um dia a humanidade começará a viver no espaço continuamente, mas até agora o programa lunar tripulado é muito caro e acessível apenas às maiores economias do planeta ou ao trabalho conjunto de muitos países.

Iniciar

Todos os participantes da nova corrida lunar começaram quase ao mesmo tempo. Formalmente, é claro, houve uma missão japonesa de 1990 de dois satélites - Hitan e Hagoromo, mas uma pausa de 17 anos até o próximo vôo não nos permite contá-la como parte de um programa seqüencial. No entanto, não surpreende que os japoneses tenham voado primeiro. Em 14 de setembro de 2007, três satélites foram para a lua - o grande "Kaguya" e dois pequenos - Okin e Ouna.


Kaguya separa pequenos satélites, imagem JAXA

“Kaguya” carregava 13 instrumentos, entre os quais câmeras, espectrômetros, radar, altímetro a laser, detectores de plasma e outros. Dois pequenos satélites usaram a banda de rádio: Okin trabalhou como repetidor e mediu o campo gravitacional da lua usando o efeito Doppler, Ouna usou interferometria com uma base extra-longa para o mesmo objetivo, porque o efeito Doppler não funcionou perto do membro lunar (a sonda foi deslocada para o lado e não acelerado / desacelerado em relação ao observador terrestre).

Como resultado do trabalho da "tríade" japonesa, aprendemos muitas coisas interessantes. Antes de tudo, contrariamente às suposições dos cientistas, nenhum ponto na superfície lunar era iluminado o tempo todo. Na região do pólo norte, a iluminação máxima foi de 89% e o sul - 86%. Isso impõe certos requisitos ao projeto das estações de pouso circumpolares ou da base lunar - se houvesse sempre lugares iluminados, então painéis solares poderiam ser implantados lá sem a necessidade de baterias. Mas as zonas de sombra constante foram encontradas em abundância, e isso é bom, porque lá está frio e, de alguma forma, há gelo na água.


Mapa de iluminação de poste, imagem JAXA

Infelizmente, não foi possível detectar na superfície do gelo - uma câmera muito sensível, olhando para a cratera de Shackleton, não percebeu o brilho.


Foto da cratera Shackleton, imagem JAXA

Além disso, um mapa muito detalhado da Lua e suas anomalias gravitacionais foi compilado, bem como camadas de basalto e regolito nos mares lunares e uma camada de anortosita na cratera Tycho.

Pouco mais de um mês depois, em 22 de outubro, o chinês Chang'e-1 foi para a lua (em homenagem à deusa da lua). Os projetos de engenharia duram anos, então isso significa que o trabalho foi realizado ao mesmo tempo e já podemos falar sobre a "corrida". O aparelho chinês era um pouco mais leve (2,3 toneladas versus 2,9 Kagui), mas carregava 24 dispositivos - câmeras, espectrômetros, radiômetros, um detector de partículas, um altímetro a laser e outros.


Chang'e 1 Model, Museu de Ciência de Hong Kong Foto

O resultado do aparato foi o mapa de maior qualidade da lua na época e muitos dados sobre a distribuição de elementos químicos.


Distribuição de ferro, no parágrafo b à esquerda, estão os dados de Chang'e-1, à direita, a American Clementine de 1994, fonte


Distribuição de urânio (acima) e potássio na lua, fonte

Um ano depois, em 21 de outubro de 2008 (o que também significa que o trabalho foi realizado em paralelo), a sonda indiana Chandrayan-1 com um penetrador voou para a lua. Ele foi o mais leve (1,3 toneladas), mas se tornou o maior jornalista. Foi segundo ele que a presença de água na lua foi confirmada. E ao mesmo tempo de duas maneiras - a partir do aparelho orbital e penetrador. Um dos 11 instrumentos científicos no satélite foi o American Moon Mineralogy Mapper, segundo o qual eles receberam um mapa da distribuição de água (azul) e ferro (vermelho) na lua.


Distribuição de água e ferro, imagem ISRO / NASA

E no penetrador havia um espectrômetro muito sensível, que durante a diminuição registrava a presença de moléculas de água no espaço próximo à lua.


O pico mais alto aos 18 anos é a água. Imagem ISRO

Além disso, o aparelho refutou a crença generalizada de que o regolito absorve quase completamente o vento solar. Na realidade, descobriu-se que 20% são refletidos de volta.


Distribuição de reflexão do vento solar, imagem ISRO

Todos os três dispositivos da primeira onda concluíram seu trabalho em 2009. Japonês e chinês foram constantemente retirados de órbita, enquanto o indiano quebrou e ainda gira em torno da lua.

China está avançando

No final dos anos 2000, o Japão era visto como o líder mais provável da corrida lunar asiática. Mas, na realidade, acabou sendo a China. Já em 1º de outubro de 2010, o Chang'e-2 decolou, que era comparável em duração e complexidade à NASA ou à ESA. Tendo trabalhado até o verão de 2011 em órbita lunar, a sonda mudou para uma órbita de halo em torno de L2 Terra-Lua (localizada além da Lua) e depois foi para o asteroide (4179) Tautatis, que se tornou um aparato para trabalhar comunicações de longa distância e verificar o funcionamento a longo prazo estações interplanetárias - voou centenas de vezes além da lua e ainda está funcionando.



A principal tarefa do Chang-2 era elaborar um mapa detalhado e selecionar locais para futuros desembarques. Para isso, ele foi transferido para a órbita com um pericentro (ponto mais baixo) de apenas 15 km. Isso tornou possível obter um mapa estereoscópico de toda a superfície com uma resolução de 7 metros por pixel e imagens individuais com uma resolução de 1,3 metros, apenas cinco vezes pior do que o atual recordista, NASA LRO, que para isso foi transferido para uma órbita reduzida especial após o programa principal.


Foto da Agência Espacial da China


Asteróide Tautatis. Foto Xinhua / CAS

E em 2013, a China concluiu com sucesso a segunda etapa - aterrissagem suave. O aparelho Chang'e-3 com o veículo espacial Yutu pousou com sucesso em 14 de dezembro, embora com uma escassez em relação à área planejada.


Etapa de pouso, foto da Agência Espacial Chinesa


Lunokhod, foto da agência espacial chinesa

O veículo espacial lunar trabalhou por 31 meses (apesar de ter perdido a capacidade de se mover no segundo), mas a estação de pouso ainda funciona (no verão, um sinal foi gravado a partir dele). Pela primeira vez, um observatório de longo prazo apareceu na superfície lunar. O resultado do trabalho foram dados sobre geologia, observações astronômicas e, é claro, uma foto orgulhosa da bandeira da China na superfície da lua.


Estrutura do solo sob o local de pouso, dados GPR, imagem CAS


Esfera de plasma da Terra em ultravioleta extremo, imagem CAS

Paralelamente, a China começou a se preparar para o próximo passo - o retorno de amostras de solo lunar. Para fazer isso, em 23 de outubro de 2014, o banco de testes Chang'e-5T1 foi lançado na Lua, que testou soluções tecnológicas para pouso suave na Terra de um aparelho retornando a uma segunda velocidade espacial.


Lander após o pouso

Hoje e amanhã

A China tinha um segundo, reserva, conjunto de um estágio de pouso e um veículo espacial lunar em caso de falha de Chang'e-3. Como a missão foi bem-sucedida, a próxima tarefa fazia sentido complicar. Portanto, eles decidiram enviar o quarto aparato para o outro lado da lua. Mas para isso você precisa de um repetidor - é impossível entrar em contato diretamente com o verso. As experiências de Chang'e-2 com o ponto Lagrange L2 foram realizadas incluindo e, portanto - para um repetidor, essa é uma órbita muito conveniente.


Imagem da sociedade planetária

Em 20 de maio de 2018, a sonda Queqiao partiu para a lua. O nome ("Magpie Bridge") é retirado da lenda chinesa , é uma ponte de pássaros através da Via Láctea, conectando amantes uma vez por ano. Sua principal tarefa é se tornar um repetidor para o lado oposto, mas também foi instalado equipamento científico - o radiotelescópio holandês de baixa frequência. Juntamente com Queqiao, dois satélites de 45 libras, Longjiang-1 e -2, voaram. Infelizmente, um deles quebrou e não pôde entrar na órbita ao redor da lua, mas o segundo está funcionando com sucesso, observa o céu ao alcance do rádio e tira fotografias - tem uma câmera feita pela Arábia Saudita.


Layout de Queqiao, origem


Vistas da Lua de Longjiang 2, CNSA Foto

E em 7 de dezembro de 2018, o Chang'e-4 voou, que teria que pousar na bacia do Polo Sul - Aitken. Seu design é muito semelhante ao Chang'e-3, mas há diferenças. Eles removeram o telescópio ultravioleta da plataforma de pouso, mas instalaram uma segunda câmera, um dosímetro de nêutrons, um espectrômetro de baixa frequência (para estudar erupções solares) e um recipiente de 3 kg com sementes e ovos de insetos, que deve formar um ecossistema fechado de oxigênio. O manipulador foi removido do rover, mas um aquecedor de radioisótopos foi instalado (agora com vida útil prevista de 3 meses), o espectrômetro VINS e o analisador de partículas neutras ASAN sueco. Um georadar foi deixado no veículo espacial lunar, de modo que as fotos serão complementadas pela estrutura do solo dezenas de metros abaixo.


O lançamento foi bem-sucedido, o dispositivo está agora a caminho da lua. A trajetória é tão boa que a primeira correção no sábado foi cancelada. A segunda correção foi realizada no domingo. A aterrissagem é esperada no início de 2019, porque primeiro o dispositivo entrará em órbita ao redor da lua e permanecerá lá por algum tempo, verificando os sistemas e se preparando para a lua.


Bem, voltando à corrida lunar asiática, vale a pena notar que em 2019 haverá mais dois eventos relacionados a ela. Em 31 de janeiro, está planejado o lançamento da missão indiana Chandrayan-2 a partir do veículo orbital e o pouso com o rover lunar. E em dezembro de 2019, a primeira missão chinesa de entrega de solo lunar Chang'e-5 deve decolar.