Os aparelhos da missão Chang'e-4 (módulo de descida e veículo espacial) concluíram com êxito a pesquisa científica durante seu quinto dia lunar no outro lado da lua, enviando mais de 6,6 GB de dados científicos para a Terra e uma análise de alguns deles obtidos usando um espectrômetro rover "Yutu-2" na composição do manto da lua, tornou-se uma nova descoberta científica.
Mas os operadores do veículo espacial Yut-2 tiveram que fazer alguns esforços para compensar o impacto negativo do problema que surgiu no sistema de direção autônomo.
Materiais publicados anteriormente sobre a missão Chang'e-4: Dados sobre o projeto e os módulos da missão lunar Chang'e-4:21 de maio de 2018: O satélite de retransmissão Tseyuqiao (quadragésima ponte) foi lançado a partir do cosmódromo chinês de Xichang, é necessário para organizar a comunicação entre a Terra e o lado oposto da lua.
14 de junho de 2018: O relé de satélite Tseyuqiao entrou em órbita em torno do ponto Lagrange L2 do sistema Terra-Lua, a cerca de 65.000 km da Lua, tornando-se o primeiro satélite de comunicação nessa órbita no mundo.
8 de dezembro de 2018: O foguete auxiliar Changzheng-3B com a estação Chang'e-4 foi lançado com sucesso a partir do centro espacial Sichan, na China.
3 de janeiro de 2019: o desembarque Chang'e-4 faz o pouso na cratera de Karman, no outro lado da lua. A sonda Chang'e-4 contém o segundo veículo espacial chinês Yutu-2, um análogo modernizado do veículo espacial Yutu. Os dispositivos da missão Chang'e-4 continuam funcionando normalmente e enviam dados para a Terra pelo quinto mês.
Vídeo Landing e Landing RoverVídeo do procedimento de pouso no lado oposto da lua:
Depois de concluir todas as etapas do procedimento de pouso bem-sucedido e instalar canais de comunicação independentes com os dispositivos Chang'e-4 (o módulo de pouso e o rover), começou a era da exploração do outro lado da lua, que já estava em andamento pelo quinto mês.
Vídeo da descida do veículo espacial "Yutu-2":
Vídeo da primeira viagem do rover "Yutu-2":
O Módulo de Descida Chang'e-4:- 4,4 metros entre apoios de aterrissagem opostos, peso 1200 kg;
- Duração do trabalho: um ano terrestre.
Os seguintes dispositivos estão instalados no módulo de descida Chang'e-4:
- LFS - espectrômetro de baixa frequência;
- LND - Nêutrons da Lunar Lander e Dosimetria (dosímetro de nêutrons);
- TCAM - Terrain Camera (câmera de paisagem);
- LCAM - Câmera de pouso (câmera de pouso).
Rover "Yutu-2":- altura 1 metro, largura 1 metro (sem painéis solares), 1,5 metros de comprimento, dois painéis solares dobráveis, seis rodas;
- o peso total do veículo móvel é de cerca de 140 kg (310 lbs);
- capacidade de carga de cerca de 20 kg (44 lbs);
- pode se mover em declives e possui sensores automáticos para evitar colisão com outros objetos;
- O veículo espacial é fornecido com eletricidade por meio de dois painéis solares, permitindo que ele funcione durante um dia lunar;
- velocidade máxima de 200 metros por hora (essa velocidade na Lua ainda não pode ser alcançada, pois os elementos na superfície não permitirão acelerar e danificar o veículo espacial mais cedo);
- a área máxima de pesquisa é de 3 metros quadrados. km;
- o tempo de operação estimado é de 3 meses (2160 horas), o rover já excedeu sua vida útil em dois meses;
- a distância máxima estimada é de 10 km, agora foram passados 190,66 metros ao longo da superfície lunar em cinco meses (1 lugar entre os rovers no lado mais distante da lua, sexto lugar entre todos os rovers lunares), uma tabela da distância dos rovers é fornecida aqui ;
- modo de controle: automático (desvio de pequenos obstáculos), manual (principal) - o operador controla a partir da Terra.
Os seguintes dispositivos estão instalados no rover Yutu-2:
- LPR - Radar Penetrante Lunar (radar lunar penetrante no solo);
- ASAN - Advanced Small Analyzer for Neutrals (pequeno analisador de partículas neutras);
- VNIS - Espectrômetro de imagem visível e infravermelho próximo (espectrômetro infravermelho);
- PCAM - Câmera Panorâmica (câmera panorâmica dupla).
O quinto dia de trabalho lunar acabou, estas são as novas fotos do outro lado da lua que os dispositivos enviaram para a Terra.Uma bela sombra do recém-acordado rover "Yutu-2":
Uma superfície interessante do outro lado da lua:
Traços do veículo espacial Yutu-2 e pequenas pedras que ele circunda:
Mas que pedras permanecem afastadas da rota do veículo espacial Yutu-2:
Panoramas de ligação do módulo de descida ao alívio real do outro lado da lua na zona de aterrissagem:
Montanhas muito distantes, um aumento do módulo de pouso da câmera:
E a foto mais solitária - o veículo de descida Chang'e-4 está agora a mais de 100 metros do veículo espacial Yutu-2 (e a probabilidade de o veículo espacial retornar ao veículo de descida é muito pequena):
Aqui está a que distância (sua distância total por cinco dias lunares - 190,66 metros) o veículo espacial Yutu-2 saiu do local de pouso e o veículo de descida Chang'e-4:
A propósito, com base na descoberta, que será discutida mais adiante na publicação,
os operadores do rover Yut-2 foram instruídos a levar o rover do local de pouso a uma distância de pelo menos dois quilômetros, para que fosse possível realizar pesquisas científicas e comparar os resultados com dados obtidos sobre locais de desembarque.
Assim, o veículo espacial Yutu-2 aguarda uma viagem grande e complexa ao centro da cratera Karman.
Que problemas surgiram com o veículo espacial Yutu-2 no quinto dia lunar de sua operação?De fato, o tempo de operação estimado do veículo móvel Yutu-2 é de três meses terrestres e já passaram quase duas vezes, portanto, devem ocorrer falhas e problemas com os elementos do veículo móvel Yutu-2.
Por que ele foi capaz de exceder seu tempo de trabalho? Porque os operadores na Terra tentaram, tanto quanto possível, garantir seu movimento no outro lado da lua, minimizando a possibilidade de danos.
Durante os primeiros dois dias lunares, o veículo espacial Yutu-2 percorreu 120 metros (este é o reconhecimento do local de pouso e estuda a superfície do fundo da lua), no terceiro dia lunar o veículo espacial percorreu 43 metros (os operadores iniciaram a fase de pesquisa do projeto, na qual o veículo espacial precisa de um longo tempo). tempo para permanecer em um lugar, para que os locais de pesquisa fossem identificados e estudados naquele dia), no quarto dia lunar o rover viajou 16 metros, no quinto dia lunar já era de 12 metros, medindo a distância igual a 190,66 metros em seu odômetro coberto eles sobre lado fraternal da lua.
Por que, no quinto dia lunar, o veículo espacial Yutu-2 dirigia muito pouco?Acontece que ele teve um colapso no sistema automático de prevenção de obstáculos.
Usando esse sistema, o veículo móvel Yutu-2 pode contornar automaticamente pequenos obstáculos que serão corrigidos por suas câmeras e sensores a bordo.
Se houver uma grande rocha ou cratera à sua frente, ele poderá parar por conta própria e planejar uma nova rota contornando este local; nesse caso, o operador da MCC poderá registrar essa situação e reconstruir a rota planejada para uma nova já após o rover manobrar automaticamente e pare.
Assim, no quinto dia lunar, os sensores do sistema automático de prevenção de obstáculos, que ativam alarmes quando surgem obstáculos na frente do veículo espacial, começaram a funcionar de maneira anormal no veículo espacial Yutu-2. Por causa disso, o veículo espacial Yutu-2 congelou várias vezes e, naquele momento, o controle não foi transferido para os operadores na Terra.
A razão para a falha do sistema de prevenção de obstáculos do rover foi estabelecida rapidamente - os sensores do sistema foram expostos devido ao reflexo da luz solar dos elementos do corpo do rover.
Os operadores da MCC na Terra conseguiram compensar essa situação ajustando o software para o sistema de prevenção de obstáculos e reinicializando esse sistema no rover. Somente depois de realizar todas essas manipulações remotas da Terra, o veículo espacial Yutu-2 foi capaz de continuar seus estudos do lado oposto da lua no modo normal.
Que nova descoberta o veículo espacial Yutu-2 fez com sua ferramenta científica VNIS, o Espectrômetro de imagem visível e infravermelho próximo (espectrômetro infravermelho)?Que tipo de dispositivo científico é o VNIS, instalado no rover Yutu-2.
O espectrômetro infravermelho lunar VNIS (espectrômetro de imagem visível e infravermelho próximo) foi desenvolvido no Instituto de Física Técnica de Xangai da Academia Chinesa de Ciências.
O espectrômetro usa filtros acústicos ópticos não colineares; consiste em um espectrômetro de vídeo VIS / NIR (0,45–0,95 μm) e um espectrômetro de infravermelho de ondas curtas (0,9–2,4 μm) e também inclui uma unidade de calibração com proteção de poeira e poluição.
O espectrômetro é instalado na frente a bordo do veículo espacial Yutu-2, possui as seguintes restrições de posicionamento e trabalho com material lunar (um operador na Terra precisa literalmente capturar áreas de superfície interessantes em uma pequena janela na frente do veículo espacial):
Minerais, como piroxeno, plagioclásio, olivina e ilmenita, que compõem a maior parte das rochas da superfície lunar, têm características espectrais distintas:
O diagrama estrutural do espectrômetro:
As principais características técnicas do espectrômetro:
Aparência do espectrômetro:
As dimensões geométricas da janela de detecção:
Dados obtidos por espectrômetro:
A tarefa mais difícil para o rover Yutu-2 é obter dados científicos usando o espectrômetro estacionário a bordo do VNIS (espectrômetro de imagem visível e infravermelho próximo), cujo campo de visão do sensor é de apenas alguns centímetros; portanto, é necessário posicionar o rover com precisão "Yut-2" para que você possa trazer o "olho" do espectrômetro para a área desejada da superfície lunar para receber os dados corretos a partir da distância ideal.
Após uma curta caminhada ao longo da lua, o veículo espacial Yut-2 alcançou uma interessante clareira de pedra, no centro da qual foi descoberta uma grande pedra com um diâmetro de 20 centímetros. Os cientistas ficaram imediatamente interessados nessa descoberta, em sua origem (meteorito, formação lunar) e no processo de educação.
Vista geral do panorama da superfície durante a busca por pedras:
Uma superfície rochosa, para uma pedra grande (seu diâmetro é de 20 centímetros), uma distância de 120 centímetros:
Imagem maior de uma pedra grande:
Trabalhe com um espectrômetro:
Além disso, os dados do espectrômetro móvel Yutu-2 são transmitidos para o centro de controle aeroespacial da Academia Chinesa de Tecnologias Espaciais,
onde são analisados, armazenados e alguns deles finalmente se tornaram abertos à comunidade científica e ao mundo .
A característica planetária da estrutura profunda da Lua é sua divisão em uma poderosa esfera externa rígida e fria e uma região interna aquecida, parcialmente derretida e plástica.
A espessura da crosta lunar é em média de 68 km, variando de 0 km no mar lunar de Crise a 107 km na parte norte da cratera de Korolev, no verso.
Sob a crosta há um manto e um pequeno núcleo de ferro sulfuroso (com um raio de aproximadamente 340 km e uma massa de 2% da massa da lua).
No entanto, no lado oposto da lua, a crosta é mais fina e mais fácil de explorar o manto da lua.
Cientistas da Academia Chinesa de Ciências apresentaram
na revista Nature os principais resultados da análise da superfície do lado oposto da lua usando um espectrômetro VNIS - foram obtidos os primeiros dados sobre a composição do manto da lua, que contém minerais ricos em ferro.
A composição dos elementos localizados na superfície lunar nas duas regiões estudadas com o veículo espacial Yutu-2, utilizando um espectrômetro VNIS, revelou a presença de piroxênios e olivinas - minerais com alto teor de ferro.
Essas rochas eram originalmente parte do manto superior e estavam na superfície da lua devido à queda de meteoritos e asteróides.
Além disso, a crosta da lua consiste em minerais mais leves da classe plagioclásio.
Obviamente, essa descoberta requer confirmação adicional e um estudo detalhado das amostras. Mas muitos cientistas já afirmam que, em geral, os novos dados "foram obtidos no âmbito da aplicação correta e precisa dos métodos espectroscópicos, e a composição mineral foi determinada com bastante confiabilidade".
O local de pouso da missão Chang'e-4 está localizado na cratera de Karman, na bacia do Pólo Sul-Aitken, cuja profundidade atinge 8 km.
Foto topográfica da zona de pouso na cratera Bolso do lado oposto da lua do módulo de descida Chang'e-4 (feito pela sonda LRO, NASA):
A idade da Bacia do Pólo Sul-Aitken é de 4,2 a 4,3 bilhões de anos. Foi formado como resultado de um golpe de enorme poder.
A simulação do impacto ao longo de uma trajetória próxima à vertical mostra que uma quantidade considerável da substância da Lua deveria ter sido lançada à superfície a partir de profundidades de até 200 quilômetros - a partir do manto (a crosta lunar foi perfurada na camada inferior).
Assim, com a ajuda do espectrômetro VNIS na cratera de Karman, o veículo espacial Yutu-2 detectou pedras e rochas caindo lá de grandes profundidades, presumivelmente do manto, na superfície da parte de trás da Lua.
Como os estudos foram realizados.Depois de analisar as fotografias e obter os espectrogramas primários de diferentes locais da superfície lunar na rota do rover, os operadores e cientistas do MCC na Terra escolheram dois locais (entre eles uma distância de cerca de 50 metros) para realizar um ciclo completo de pesquisa científica lá (é necessária a aquisição de dados durante um ciclo desse tipo) vários dias terrestres).
Usando o espectrômetro VNIS, o Yutu-2 rover realizou extensos estudos da superfície lunar em dois pontos da rota (CE4_0015 e CE4_0016):
Os dados dessas medições, após análise e processamento na Terra:
Aqui para comparação, teste as amostras de calibração no gráfico:
Aqui está uma descoberta científica tão interessante feita pelo veículo espacial Yutu-2 com o espectrômetro VNIS - o solo na área de pouso da missão Chang'e-4 contém olivina e piroxeno - minerais de alta densidade com baixo teor de cálcio e alto teor de ferro que atingem a superfície do topo manto da lua sob a bacia do Pólo Sul - Aitken após o evento de choque que criou a cratera Finsen nas proximidades.
Basaltos lunares e plagioclases, que se tornaram o material para a formação de uma camada de regolito cobrindo a superfície da Lua, foram descobertos mais cedo e foram trazidos para a Terra em grandes quantidades a partir da Lua para pesquisa.
E nesta descoberta, na superfície da lua, foram encontrados elementos que estão contidos no manto da lua (muito profundo), e não na superfície. Mas eles o descobriram de uma maneira científica - eles não perfuraram centenas de quilômetros de profundidade, mas investigaram a área do outro lado da Lua, na qual partículas do manto superior foram jogadas para fora das entranhas da Lua como resultado de um impacto de meteorito / asteróide em uma cratera próxima.
A primeira descoberta, feita em janeiro de 2019: a análise dos dados dos sensores de temperatura do aparelho Chang'e-4 mostrou que na superfície durante uma noite de luar no lado oposto da lua, a temperatura cai para -190 ° C.
A propósito, o portal especial chinês da Internet “O Sistema de Publicação e Coleta de Dados Científicos e Pesquisa da Lua e do Espaço Profundo”, que já começou a publicar e processar os dados e imagens do Chang'e-4 (e já existem gigabytes de dados), está atualmente em operação de missões anteriores).
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Caminho para o portal
Assim, a exploração lunar continua e novas descobertas nos aguardam:
