Chang'e-4

Chang'e-4 ( kinesisk trad. 嫦娥四號, ex. 嫦娥四号, pinyin Cháng'é sìhào , pall. Chang'e sy-hao ) er en kinesisk automatisk interplanetarisk station til at studere Månen og det ydre rum; 3. januar 2019 foretog for første gang i historien en blød landing på den anden side af månen . Missionen består af Chang'e-4 stationære månestation, som bærer Yutu -2 måne-roveren , og Queqiao relæsatellitten , opsendt til Lagrange-punktet L 2 i Earth-Moon-systemet.

Chang'e-4 er en del af det kinesiske måneprogram , en fortsættelse og backup af Chang'e-3- missionen , hvorunder Yutu måne-roveren med succes blev leveret til månen i slutningen af ​​2013 .

I en forseglet beholder om bord på stationen spirede frø for første gang i historien på overfladen af ​​et andet himmellegeme: bomuld , raps og kartofler [2] .

Missionsmål

Planlagt og gennemført: landing i von Karman -krateret , som igen er en del af Sydpolen-Aitken-bassinet ; prøveudtagning og forskning i jordprøver [3] ; eksperter håber at finde i denne region materialer slået ud af de øverste lag af månekappen, hvilket vil hjælpe med at kaste lys over dens geologiske historie [4] . Sydpolen - Aitken er det største og ældste kendte nedslagsbassin i solsystemet, dets overflade er i gennemsnit 13 km lavere end de omkringliggende højder [5] . Valget af krateret, opkaldt efter Theodor von Karman , skyldtes også, at denne videnskabsmand var den videnskabelige rådgiver for Qian Xuesen (1911-2009), grundlæggeren af ​​kinesisk astronautik.

Ud over videnskabelige opgaver tillod missionen Kina at teste mulighederne i implementeringen af ​​deep space-kommunikationssystemer [6] .

Konstruktion

Lunokhod

En lander på 1200 kilo bærer en 140 kilo tung Yutu-2 månerover ( Jade Hare-2), 1,5 meter lang, 1 meter bred [7] , omkring 1,1 meter høj. Lunokhod er udstyret med 2 foldesolpaneler og 6 hjul, antennekommunikation, fire panoramakameraer, der kan arbejde samtidigt [8] [9] . Måne-roveren har også en georadar , der gør det muligt at sondere regolithlaget, et billedspektrometer, der opererer i det synlige og nære infrarøde område, en analysator af energiske neutrale atomer og en række andre instrumenter [10] .

Strømforsyning

Strømforsyningen til missionsudstyret udføres af termiske enheder - strålingskilder til varme og radioisotopkilder til elektricitet , ved hjælp af energien fra alfa-henfaldet af plutonium-238 isotopen [5] [11] . De termiske blokke blev udviklet på det russiske føderale atomcenter VNIIEF , kroppene af de termiske blokke blev lavet af kompositmaterialer af specialisterne fra JSC NIIgrafit [12] .

Mission fremskridt

Forberedelse

Opsendelsen og blød landing på Månen var oprindeligt planlagt til 2015 [13] .

Da der ikke er nogen direkte synlighed med den anden side af Månen , relæsatellitten Queqiao (Magpie Bridge), som blev opsendt fra Xichang Cosmodrome den 20. maj 2018 til Lagrange-punktet L 2 [14] af Changzheng løfteraket, bruges til at organisere kommunikation med enhederne. -4C ".

Samtidig med "Queqiao" blev også lanceret to små apparater fra Harbin Polytechnic University " Longjiang-1 " og " Longjiang-2 " [15] .

Start, flyvning og landing på Månen

Chang'e-4 blev med succes opsendt fra Jorden den 7. december 2018 (kl. 21:00 Moskva-tid, den 8. december ca. 02:00 lokal tid) af Changzheng-3B løfteraket fra Xichang Cosmodrome [16] .

Den 12. december 2018 kl. 11:39 Moskva-tid gik rumfartøjet ind i en elliptisk bane omkring Månen (periapsis-højde 100 km , apoapsis-højde 400 km ) [17] .

Den 19. december 2018 etablerede Chang'e-4 kontakt med Queqiao relæsatellitten og kontaktede Jorden [18] .

Den 30. december 2018, kl. 08:55 Beijing-tid (03:55 Moskva-tid), skiftede Chang'e-4 fra en cirkulær 100 km bane til en elliptisk bane omkring Månen (periapsis højde 15 km , apocenterhøjde 100 km ) [19] .

Den 3. januar 2019 kl. 05:26 Moskva-tid blev der foretaget en månelanding på den anden side af Månen [20] [21] [22] [23] ved et punkt med koordinaterne 45°28′15″ S. sh. 177°36′20″ Ø  / 45,47084  / -45,47084; 177.60563° S sh. 177,60563° Ø f.eks. [1] .

Chang'e-4 landede på en svag skråning 8,35 m nord for kanten af ​​et krater med en diameter på 25 m. Dette krater er omgivet af fem andre nedslagskratere. De nøjagtige koordinater for sondens landingssted blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications: 177.5991 ° østlig længde og 45.4446 ° sydlig bredde [24] .

Arbejde på Månens overflade

Efter landing på månen [25] den 3. januar 2019 kl. 06:40 Moskva-tid, tog enheden verdens første billede af overfladen af ​​månens fjerneste side på kort afstand og sendte det til Jorden via Queqiao -relæet satellit [26] . Samme dag kl. 17:22 Moskva-tid forlod Yutu-2-roveren landingsmodulet på en skrå rampe til Månens overflade [27] [28] .

Fra den 4. januar til den 10. januar var Yutu-2 i "sleep"-tilstand under den måneskinne nat . Landingsmodulet "Chang'e-4" bestod på det tidspunkt lavtemperaturtest.

Den 10. januar kl. 17:14 Beijing-tid (12:14 Moskva-tid) vågnede Yutu-2 med succes fra dvaletilstand og tog de første billeder [29] . Yutu-2 udførte forskningsarbejde i dagtimerne, som varede indtil 12. januar [30] [31] .

Siden den 14. januar 2019, i løbet af den måneskinne nat, har Yutu-2 måne-roveren og Chang'e-4-nedstigningsmodulet været i dvaletilstand.

Den 29. januar 2019, omkring kl. 20:00, vågnede Yutu-2 måne-roveren fra dvaletilstand.

Den 30. januar 2019 kl. 20:39 vågnede Chang'e-4-landeren også fra dvaletilstand [32] [33] . Temperaturen på Månens overflade faldt i dette tidsrum til -190 °C [34] [35] .

I begyndelsen af ​​februar 2019 passerede det amerikanske rumfartøj Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) næsten direkte over landingsstedet for Chang'e-4 og tog billeder af det [36] .

I januar-februar 2019 målte Lunar Lander Neutrons and Dosimetry-eksperimentet (LND) for første gang niveauet af stråling på månens overflade som en funktion af tiden. Den ækvivalente strålingsdosisrate var omkring 1369 mikrosievert pr. dag, hvilket er cirka 1,9 gange højere end den samme indikator om bord på den internationale rumstation (731 mikrosievert pr. dag) og cirka 200 gange højere end på jordens overflade. Inden for fejlmarginen stemmer LND-dataene overens med dataene fra den kosmiske stråledetektor CRaTER , som den 2. februar 2019 målte strålingsbaggrunden i et kredsløbspunkt nær positionen af ​​Chang'e-4-landingsmodulet [37] [ 38] .

Den 4. marts [39] rejste Yutu-2 127 meter på overfladen af ​​den anden side af Månen og sendte billeder tilbage, der viste sten og hjulspor fra dens hjul. Derefter skiftede måne-rover-enheden til "sleep"-tilstand. Den 10. marts skal Yutu-2 tilbage på arbejde [39] . Den 14. marts rapporterede nyhedsbureauet Xinhua , at Yutu-2 måne-roveren rejste 163 meter på den anden side af månen og muligvis kan arbejde længere end den planlagte tre-måneders cyklus [40] . I løbet af den tredje månedag rejste Yutu-2 43 meter, hvilket tilføjede dem til de 44.185 m tilbagelagt på den første månedag og 75.815 m på den anden månedag. Siden den 13. marts 2019 er udstyret på Chang'e-4-landingsmodulet og Yutu-2-roveren blevet skiftet til dvaletilstand indtil slutningen af ​​den tredje månenat [41] . Yutu-2's bevægelser på overfladen af ​​Månens fjerneste side blev registreret ved hjælp af Lunar Reconnaissance Orbiters tre-kamera fotografiske system [42] .

I løbet af den fjerde månedag fra 29. marts til 1. april rejste jeg 8 meter på månens overflade. Derefter gik begge enheder i "dvale"-tilstand indtil den 8. april. Fra 8. april til 12. april kørte Yutu-2 yderligere 8 meter langs månens overflade, hvorefter den med begyndelsen af ​​den femte månenat igen gik i "sleep"-tilstand indtil den 28. april [43] [44] .

Ved hjælp af VNIS-spektrometeret påviste Yutu-2 orthopyroxen og olivinmineraler i Karman-krateret , som kan stamme fra månekappen [45] [46] . På den femte månedag lykkedes det Yutu-2 at rejse 12 m. På dette tidspunkt begyndte sensorerne i det automatiske forhindringssystem at arbejde unormalt på den kinesiske månerover, da refleksionen af ​​sollys fra elementerne i roverkroppen blev oplyst sensorerne. Situationen blev rettet ved at justere softwaren og genstarte den. I hele driftstiden dækkede roveren cirka 190 m 66 cm [47] . Ved udgangen af ​​den sjette månedag havde Yutu-2 dækket i alt 212,99 meter på den anden side af månen. Den 9. juni gik landingsmodulet "Chang'e-4" og måne-roveren "Yuytu-2" i dvaletilstand på grund af begyndelsen af ​​en to-ugers månenat [48] .

Den 28. juli kom Chang'e-4 og Yutu-2 med succes ud af den dvaletilstand, de havde været i siden den 9. juli, og begyndte deres ottende måneds arbejde på den anden side af Månen [49] . På den ottende månedag rejste Yutu-2 måne-roveren 61 meter, undersøgte området, studerede landskabet, jordstrukturen og målte niveauet af neutronstråling udsendt af stjerner. Den 8. august 2019 kom en to-ugers månenat, og Yutu-2 gik i dvaletilstand i 14 jorddage. Den samlede vej tilbage på den anden side af Månen var 271 meter [50] .

Den 17. august annoncerede en informationspublikation opdagelsen af ​​et usædvanligt materiale, der blev undersøgt af instrumentet til det synlige og nær infrarøde spektrometer VNIS. Clive Neal fra University of Notre Dame mener, at det materiale, der blev fundet af den kinesiske månerover i midten af ​​krateret, ligner slagglasprøven 70019 fundet af astronautgeologen Harrison Schmitt under Apollo 17 -missionen i 1972 [51] .

Den 24. august vågnede Yutu-2 måne-roveren, og en dag senere landingsmodulet Chang'e-4. Det var planlagt at analysere jordens struktur for tilstedeværelsen af ​​mineraler for at måle niveauet af neutronstråling udsendt af stjerner [52] .

Den 5. oktober 2019 kl. 07:43 UTC gik Yutu -2 i dvaletilstand kl. 11:30 UTC - Chang'e-4-landeren. I alt har Yutu-2 allerede rejst 289 meter 76 centimeter på den anden side af Månen [53] .

Den 22. oktober 2019 genoptog Yutu-2 driften. Den 4. november gik Yutu-2 og Chang'e-4 i dvaletilstand. Ved udgangen af ​​den 11. månedag havde Yutu-2 dækket i alt 318.621 meter på den anden side af Månen [54] .

Den 17. marts 2020, kl. 23:30 (UTC), vågnede Yutu-2 autonomt fra dvaletilstand, og den 18. marts kl. 15:38 (UTC) vågnede Chang'e-4-landeren fra dvaletilstand [ 55] .

Den 30. april 2020 gik Chang'e-4 offline til en måneskin nat [56] .

Den 16. maj 2020 vågnede Yutu-2 , i en afstand af 292 meter fra landeren, fra dvaletilstand kl. 11:53 Beijing-tid. Den 17. maj, klokken 3:25 Beijing-tid, vågnede Chang'e-4 [57] .

Den 12. september 2020 kl. 5:15 lørdag, Beijing-tid, genoptog landingsmodulet for Chang'e-4-missionen arbejdet på den 22. månedag på den anden side af månen. Den 24. september gik landingsmodulet "Chang'e-4" og måne-roveren "Yuytu-2" i dvaletilstand med månens indtog, efter at have arbejdet stabilt i 22 månedage [58] .

Den 11. oktober 2020 kl. 11:56 Beijing-tid genoptog landingsmodulet for Chang'e-4-missionen driften på den 23. månedag. Den 23. oktober kl. 21:40 BJT (13:40 UTC) gik Chang'e-4-landeren i dvaletilstand. Alle instrumenter ombord fungerede på den 23. månedag i normal tilstand [59] .

Den 10. november 2020 kl. 03:12 Beijing-tid genoptog landingsmodulet for Chang'e-4-missionen driften på den 24. månedag [60] .

Den 22. december 2020 kl. 05:00 BJT (21:00 december 21 UTC), efter at have arbejdet normalt på den 25. månedag, gik Chang'e-4 i dvaletilstand. Den samlede afstand tilbagelagt af måne-roveren Yutu-2 på overfladen af ​​den anden side af Månen var 600,55 meter [61] .

Biologisk eksperiment

Om bord på landeren er en container 198 mm høj og 173 mm i diameter designet til at danne en lukket biosfære. Udover vand, jord og luft indeholdt beholderen seks arter af organismer: bomuldsfrø , raps , kartoffel , karse , frugtflueæg ( Drosophila ) og gær , samt to små kamre og et varmekontrolsystem, der holdt en temperatur på ca. 25 grader Celsius [62] [63] . Under forberedelsen til opsendelsen, to måneder før landing på månen, blev frø og æg ved hjælp af specielle teknologier bevaret under forberedelsen og flyvningen til månen. Den 3. januar, efter landing på månen, blev frøene vandet. Den 15. januar blev det på konferencen offentliggjort, at kameraerne optog spiringen af ​​et af bomuldsfrøene [64] , hvorefter frøene af kartofler og raps også spirede. Dette var den første spiring nogensinde af jordiske frø på overfladen af ​​et andet himmellegeme [2] . Det blev også rapporteret, at den 12. januar, på grund af begyndelsen af ​​den første månenat for nedstigningsmodulet med lave temperaturer, som en del af overførslen af ​​nedstigningsmodulet til "sleep mode", blev strømforsyningen til containerudstyret vendt. off, hvorpå eksperimentet blev afsluttet [65] [62] [66] [67] .

Nye navne på månekortet

Den 4. februar 2019 godkendte Den Internationale Astronomiske Union navne på objekter i Chang'e-4-landingsområdet: selve landingsstedet fik navnet Statio Tianhe til ære for det gamle kinesiske navn for Mælkevejen ( kinesisk 天河), tre kratere inde i Von Karman-krateret blev navngivet til ære for stjernebillederne på gamle kinesiske stjernekort : Zhinyu ( kinesisk 織女, angiver også gudinden Zhi-nu ), Hegu ( kinesisk 河鼓) og Tianjin ( kinesisk 天津), og den centrale top af Fon Karman-krateret blev navngivet Mons Tai til ære for Mount Taishan [68] .

Noter

1. ↑ 1 2 Dave Mosherand og Shayanne Gal , Dette kort viser præcis, hvor Kina landede sit Chang'e-4 rumfartøj på den anden side af månen . business insider . 3. januar 2019.
2. ↑ 1 2 Kina spirer planter på månen for første gang  nogensinde . CNBC (15. januar 2015).
3. ↑ Kinas rejse til månens fjerne side: En forpasset mulighed? Paul D. Spudis, Air & Space Smithsonian. 14. juni 2017.
4. ↑ "Chang'e-4" gik i kredsløb om Månen // "UNIVERS, RUM, TID", 13-12-2018
5. ↑ 12 Ye , 2017 .
6. ↑ "Red Satellite" // Lenta.ru , 2018-12-12
7. ↑ Steven Jiang . Dette er den rover, Kina vil sende til månens 'mørke side' // CNN News , 16. august 2018 Arkiveret fra originalen den 31. august 2018.
8. ↑ 嫦娥四号月球车外形首次公开请你来命名！_新闻频道_央视网(cctv.com) . news.cctv.com. Hentet: 3. januar 2019. (ubestemt)
9. ↑ Yutu-2 fotoarkiv .
10. ↑ Jia Yingzhuo , Zou Yongliao , Ping Jinsong , Xue Changbin , Yan Jun , Ning Yuanming. De videnskabelige mål og nyttelast af Chang'E-4 mission  //  Planetary and Space Science. - 2018. - November ( bind 162 ). - S. 207-215 . — ISSN 0032-0633 . - doi : 10.1016/j.pss.2018.02.011 .
11. ↑ Rosatom leverede atomkraftkilder til den kinesiske månemission . RIA Novosti . 2018-12-12.
12. ↑ Rosatom har udviklet et af systemerne til den kinesiske månemission "Chang'e-4" . TASS . Hentet: 14. december 2018. (Russisk)
13. ↑ Kinas måne-rover vågen, men ubevægelig 
14. ↑ Kina opsender satellit til månens 'mørke side' denne weekend
15. ↑ Kina vil forbinde Månen og Jorden med "Bridge of Fourty": Det Himmelske Imperiums måneprogram
16. ↑ Kina affyrer sonde til første landing på den anden side af Månen . Ny tid (7. december 2018). Hentet: 7. december 2018. (ubestemt)
17. ↑ Kinas Chang'e-4 går ind i elliptisk kredsløb om Månen . RIA Novosti (20181212T1418+0300Z). Hentet: 14. december 2018. (Russisk)
18. ↑ Jones, Andrew (19. december 2018). Chang'e-4 lander kommer i kontakt med Queqiao relæsatellit fra månens kredsløb. GBTIMES.
19. ↑ 中国探月工程
20. ↑ Jones, Andrew (5. december 2018). "Kina lancerer Chang'e-4 månelandingsmission på den fjerneste side den 7. december" . GBTIMES.
21. ↑ Kina lancerede en enhed til at studere den fjerne side af månen
22. ↑ Stephen Clark. Kina lancerer historisk mission for at lande på den anden side af månen // Rumflyvning nu, 7. december 2018
23. ↑ Chang'e 4 Landing Camera Movie. Data CNSA/CLEP. 8 minutter 55 sekunder 
24. ↑ Kinesiske videnskabsmænd var i stand til at beregne de nøjagtige koordinater for månesondens landing , 25. september 2019
25. ↑ Video af kinesisk sonde, der lander på den anden side af Månen, offentliggjort . Yandex.News. Hentet: 11. januar 2019. (Russisk)
26. ↑ Kinas Chang'e-4-rumfartøj sender det første billede fra den anden side af månen . TASS . Hentet: 3. januar 2019. (Russisk)
27. ↑ Alexander Voytyuk. "Chang'e-4" viste måne-roverens landing og dens bevægelse på månens overflade . nplus1.ru. Hentet: 3. februar 2019. (ubestemt)
28. - _ _ _ _ _ www.cnsa.gov.cn Hentet: 3. januar 2019. (ubestemt) 
29. ↑ Yutu-2 kom ud af dvale på den anden side af månen og tog de første billeder
30. ↑ Kinesisk måne-rover på den anden side af månen vil "falde i søvn" indtil 10. januar
31. ↑ Lunar rover "Yuytu-2" fortsætter med at udforske den anden side af månen
32. ↑ Chang'e-4 rumfartøj vågner op fra to ugers dvaletilstand på Månen . TASS . Hentet: 31. januar 2019. (Russisk)
33. ↑ Den kinesiske sonde "Chang'e-4" kom ud af dvaletilstand efter den første månenat
34. ↑ På den anden side af månen registrerede en rekordlav temperatur om natten
35. ↑ Månenætter viste sig at være koldere end antaget, opdager kinesisk rover
36. ↑ Chang'e 4 Lander: Et nærmere kig . NASA . 2019-02-15.
37. ↑ Første målinger af strålingsdosis på månens overflade | Videnskabens fremskridt
38. ↑ "Chang'e-4" målte niveauet af stråling på månens overflade
39. ↑ 1 2 Yutu-2 rocks on into Lunar Day 3 for Chang'e-4 mission , 6. marts 2019
40. ↑ Kinesisk måne-rover "Yuytu-2" burde "leve" længere end planlagt
41. ↑ Chang'e-4-missionen er den tredje månedag. Rover "Yuytu-2" på jagt efter ... sten
42. ↑ NASA-stationen sporer kinesisk Yutu 2-rover på månen
43. ↑ Kinesisk måne-rover tager nye billeder af den anden side af månen
44. ↑ Før den måneskinne nat sendte den kinesiske AMS "Chang'e-4" nye billeder til Jorden
45. ↑ Chang'E-4 indledende spektroskopisk identifikation af månens fjernsidekappe-afledte materialer , 15. maj 2019
46. ↑ Kinas rover finder mystiske mineraler på den anden side af månen
47. ↑ Chang'e-4 mission - resultater af den femte månedag: problemer med Yutu-2 roveren og en ny videnskabelig opdagelse
48. ↑ Kinesisk måne-rover Yutu-2 har allerede dækket en sti på mere end 212 meter på den usynlige side af månen , 2019-06-10
49. ↑ På Månen "vågnede kinesiske enheder" og begyndte at arbejde
50. ↑ Kinesisk måne-rover Yutu-2 krydsede 271 m på den anden side af månen . TASS . Hentet: 8. august 2019. (Russisk)
51. ↑ Kinesisk måne-rover opdager mærkeligt stof på den modsatte side af månen , 20. september 2019
52. ↑ Kinas Yutu-2 måne-rover genoptager udforskningen af ​​den anden side af månen . TASS . Hentet: 25. august 2019. (Russisk)
53. ↑ CHANG'E-4 LUNAR MISSION
54. ↑ Kinesisk måne-rover Yutu-2 krydsede 319 m på den anden side af månen
55. ↑ Kinesisk måne-rover Yutu-2 kom ud af dvale , 19/03/2020
56. ↑ https://mp.weixin.qq.com/s/_Dqo1Ne4PxM3ya4-ThtLVQ
57. ↑ Kinas Chang'e-4-sonde overlever 500 jorddage på Månens anden side , 2020-05-17
58. ↑ Kinas Chang'e-4-sonde går i dvaletilstand - Xinhua English.news.cn
59. ↑ [1] , 24-10-2020
60. ↑ [2] , 10.11.2020
61. ↑ https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0OTkxNTQ4Mw==&mid=2247487128&idx=1&sn=9bc60d9f6c20d1629a4525a98ba28b22&chksm=fba9d0acccde59ba335dc3ac29935facf67c0625edd039f7429ebaed35d6eb3eda08cda039a7&&xtrack=1&scene=90&subscene=93&sessionid=1608612212&clicktime=1608612217&enterid=1608612217#rd
62. ↑ 1 2 Kina Fokus : Månen ser den første bomuldsfrø spire  . Xinhua (15. januar 2019).
63. ↑ Kinas Chang'e-4 rumfartøj leverede prøver til månen for at skabe en biosfære . TASS (3. januar 2019). (ubestemt)
64. ↑ Hvordan ser den første plante på månen ud? . CGTN (14. januar 2019). (ubestemt)
65. ↑ 月面第一片绿叶！重庆大学牵头完成人类首次月面生物实验(15. januar 2019). (ubestemt)
66. ↑ Kæmpeblad til menneskeheden? Kina spirer første frø på  månen . Guardian (15. januar 2019).
67. ↑ Medier: Chang'e-4 gennemførte det første biologiske eksperiment på månen . TASS (15. januar 2019). (ubestemt)
68. ↑ IAU navngiver landingsstedet for kinesisk Chang'e-4-sonde på den fjerneste side af månen . IAU (15. februar 2019). (ubestemt)

Links

• YE PeiJian, SUN ZeZhou, ZHANG He, LI Fei. En oversigt over missionen og tekniske karakteristika for Change'4 Lunar Probe  //  Science China Technological Sciences. - 2017. - Bd. 60 , iss. 5 . - s. 658-667 . - doi : 10.1007/s11431-016-9034-6 .