中国确认在亚洲月球竞赛中的领导地位

在亚洲的零年中,第二次“月球竞赛”开始了。 与第一个不同,苏联和美国在1960年代竞争时,参与的国家更多,但预算较小,总期限更长。 开始时有三位参与者-印度,中国,日本。 现在已经确定了明确的领导人。 2013年,中国率先实现了软着陆并率先登上月球车。 飞往月球的Chang娥四号自动行星际站将首次登陆月球的另一端(这需要一个单独的任务来提供通信),这是大型计划的步骤之一。


来源

种族公式


通常,对月球的研究可分为四个阶段。 从历史上看,最初的任务是飞越月球或破坏月球表面的装置,但现在已经不合理了,因为行星际站将在短时间内为月球工作。 但是,离开地球的任务可以在飞越月球时打开仪器,例如在前往火星的途中。


从GALILEO探测器飞到美国航天局木星的合成照片

第一个成熟阶段是对月球轨道的探测。 这不是很简单,因为由于月球引力场的不均匀性,只有少数稳定的轨道可以工作多年。 在这个水平上,不仅有可能解决国家威信,重复过去的成就的问题,而且还可以通过扫描不同范围的月球来收集有用的科学数据。

第二阶段是软着陆。 在这里,由于需要消灭至少1.68 km / s的速度(从低轨道)而使任务变得复杂,但是各种地质情况补充了科学数据,您始终可以选择一个有趣的地方着陆,而这个地方还没有人去过。 登月站可以补充登月车,这将极大地扩大科学数据的数量和全世界看到的精美照片的数量。

第三阶段是样品的归还。 解决解决从月球发射,导航和瞄准回家的问题以及已经在地球上进行的软着陆的问题,是对工程学挑战的补充。 但是带来的样本将使科学家高兴,并且将以博物馆的展览形式非常清楚地证明该国的成功。

第四阶段是有人值守的程序。 当然,从全球的角度来看,人类总有一天会开始不断地生活在太空中,但是迄今为止,载人登月计划非常昂贵,只有全球最大的经济体或许多国家的共同努力才能获得。

开始


新月球竞赛的所有参与者几乎都是在同一时间开始的。 当然,从1990年开始,日本正式发射了两颗卫星-Hitan和Hagoromo,但是在下一次飞行之前中断了17年,这使我们无法将其视为连续计划的一部分。 尽管如此,日本人先飞也就不足为奇了。 2007年9月14日,三颗卫星登上了月球,分别是大型的“ Kaguya”和两颗小型的卫星,分别是Okin和Ouna。


Kaguya分离小型卫星,JAXA图像

“ Kaguya”载有13台仪器,其中包括照相机,光谱仪,雷达,激光高度计,等离子探测器等。 有两个小型卫星使用了无线电频段:奥金(Okin)用作中继器,并使用多普勒效应(Doppler effect)测量月球的引力场;出于相同的目的,奥纳(Ouna)使用具有超长碱基的干涉测量法,因为多普勒效应在靠近月肢的地方不起作用(探头移至侧面,并且相对于地面观察者没有加速/减速)。

通过日本“三合会”的工作,我们学到了很多有趣的东西。 首先,与科学家的假设相反,月球表面上的任何时刻都没有被照亮。 在北极地区,最大照度为89%,南部地区为86%。 这对绕极着陆站或月球基地的设计提出了某些要求-如果始终有照明的地方,则可以在此处部署太阳能电池板而无需电池。 但是,经常会发现阴影区,这很好,因为那里很冷,并且以某种形式存在水冰。


极点照明图,JAXA图像

las,不可能在冰的表面上检测到-一个非常灵敏的照相机,看着沙克尔顿陨石坑,没有注意到光彩。


沙克尔顿陨石坑照片,JAXA图像

此外,还绘制了一个非常详细的月球图及其引力异常图,还发现了月球海中的玄武岩和re石层以及第谷陨石坑中的一块钙铁矿。

一个多月后的10月22日,中国Chang娥一号登上了月球(以月球女神的名字命名)。 工程项目持续了数年,因此这意味着工作是同时进行的,我们已经可以谈论“竞赛”了。 中国的仪器重量稍轻(2.3吨对2.9 Kagui),但装有24台设备-照相机,光谱仪,辐射计,粒子探测器,激光高度计等。


Science娥一号模型,香港科学馆照片

该仪器的结果是当时质量最高的月球图,以及有关化学元素分布的大量数据。


铁的分布,左边的b段是Chang娥一号数据,右边的是1994年美国克莱门汀, 资料来源


铀(上)和钾在月球上的分布, 来源

一年后,即2008年10月21日(这也意味着这项工作是并行进行的),印度探针Chandrayan-1带有穿透器飞向月球。 他最轻(1.3吨),但成为最大的新闻发布者。 根据他的说法,证实了月球上存在水。 并且一下子以两种方式-从轨道装置和穿透器。 卫星上的11项科学仪器之一是《美国月球矿物学制图仪》,据此他们收到了月球上水(蓝色)和铁(红色)的分布图。


水和铁的分布,图片ISRO / NASA

在穿透器上有一个非常灵敏的光谱仪,该光谱仪在下降期间记录了近月空间中水分子的存在。


18的最高峰是水。 图片ISRO

另外,该设备驳斥了普遍的观点,即灰泥几乎完全吸收了太阳风。 实际上,事实证明有20%被反射回来。


太阳风反射分布,ISRO图像

第一波的所有三种装置都在2009年完成了工作。日文和中文被稳步带出轨道,而印度一架则崩溃了,但仍绕月球旋转。

中国正在前进


在2000年代末,日本被视为亚洲登月竞赛最有可能的领导人。 但实际上,事实证明是中国。 Chang娥二号已经于2010年10月1日起飞,其持续时间和复杂程度可与NASA或ESA媲美。 直到2011年夏,它一直在月球轨道上工作,然后切换到绕月球L 2 (位于月球之外)的晕圈轨道,然后前往小行星(4179)Tautatis,进行了探访,成为了进行长距离通讯和检查长期功能的仪器星际站-它比月球飞了数百倍,并且仍在运行。



Chang-2的主要任务是绘制详细的地图,并为以后的着陆选择位置。 为此,他被转移到只有15公里的中心点(较低点)的轨道上。 这样就可以获取整个表面的立体图,每个像素的分辨率为7米,单个图像的分辨率为1.3米,仅比当今的记录保持器NASA LRO差五倍,NASA LRO为此被转移到主程序之后的一个特殊的低轨道上。


中国航天局摄


小行星Tautatis。 新华社/ CAS

而在2013年,中国成功完成了第二阶段-软着陆。 装有Yutu月球车的Chang娥三号装置于12月14日成功着陆,尽管相对于计划的区域而言是短缺的。


降落台阶,中国航天局照片


Lunokhod,中国航天局的照片

月球车工作了31个月(即使它失去了第二次移动的能力),但着陆站仍在工作(夏天,从那里记录了一个信号)。 首次在月球表面出现了一个长期观测站。 这项工作的结果是获得了地质数据,天文观测数据,当然还有一张自豪的中国国旗在月球表面的照片。


着陆点下的土壤结构,GPR数据,CAS图像


极紫外下的地球等离子球体,CAS图像

同时,中国开始为下一步工作做准备-返回月土壤样品。 为此,2014年10月23日,Chang'e-5T1测试台被发射到月球,该测试台测试了以第二种太空速度返回的装置在地球上软着陆的技术解决方案。


着陆后着陆器

今天和明天


在had娥三号失败的情况下,中国有第二个预备队,一个着陆阶段和一个月球车。 由于任务成功,因此下一个任务变得很复杂。 因此,他们决定将第四装置送至月球的另一侧。 但是为此,您需要一个中继器-无法直接与背面接触。 进行了Lagrange点L 2的娥二号实验,因此-对于中继器来说,这是一个非常方便的轨道。


行星社会的形象

2018年5月20日,Qu桥航天器驶向月球。 喜Mag桥(Magpie Bridge)这个名字取自中国的传说 ,它是跨越银河系的鸟类的桥梁,每年连接一次恋人。 它的主要任务是成为反面的中继器,但还安装了科学设备-荷兰低频射电望远镜。 两颗45磅重的卫星,龙江1号和-2号与Qu桥一起飞行。 不幸的是,其中一个发生了故障,无法进入绕月球的轨道,但是第二个正在成功运行,它可以监视无线电范围内的天空并拍摄照片-它具有沙特阿拉伯制造的相机。


qiao桥布局, 来源


CNSA龙江2号的月球景观

2018年12月7日,Chang娥四号飞行,这将不得不降落在南极-艾特肯盆地。 它的设计与Chang娥三号非常相似,但有区别。 他们从着陆平台上拆下了紫外线望远镜,但安装了第二个摄像头,一个中子剂量计,一个低频光谱仪(用于研究太阳耀斑)和一个3公斤的容器,里面装有昆虫的种子和卵,应该形成一个封闭的氧气生态系统。 从流动站上取下了操纵器,但安装了放射性同位素加热器(现在预期寿命为3个月),VINS光谱仪和瑞典ASAN中性粒子分析仪。 月球车上留下了一个地雷达,因此照片将由数十米以下的土壤结构所补充。


发射成功,该装置现在正在向月球飞行。 轨迹是如此之好,以至于星期六的第一次更正被取消了。 第二次更正是在周日进行的。 预计将在2019年初登陆,因为首先该设备将进入绕月球轨道运行并将停留在那里一段时间,检查系统并为月球做准备。


好了,回到亚洲月球竞赛,值得注意的是,2019年将有两个与之相关的事件。 1月31日,计划从轨道飞行器发射印度任务Chandrayan-2,并计划将其与月球车一起降落。 并且在2019年12月,中国首个登月运载工具mission娥五号即将起飞。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN432578/


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