Chang'e 4

Chang'e 4
Romsonde Beskrivelse av Chang'e 4.png-bildet. Generell data
Organisasjon CNSA (Kina)
Program Utveksling
Felt Studie av jordens indre og indre struktur
Type oppdrag Lander + Astromobile
Status På månen jord
Start 7. desember 2018 ( UTC )
Launcher Lang 3. mars B
Varighet

Lander: 12 måneder

Rover: 3 måneder.
COSPAR-identifikator 2018-103A
Tekniske egenskaper
Messe ved lansering ~ 3.780 kg
Rover: 140 kg
Bane
Landing 3. januar 2019
plassering Von Kármán- krateret

Chang'e 4 (fra kinesisk  :嫦娥四号 ; pinyin  : Chang'e sì Hao , fra Chang'e , gudinnen for månen i kinesisk mytologi ) er en kinesisk måneromsonde som Lanseringen fant sted på 7. desember 2018. Maskinen er en kopi av månesonden chang'e 3 , som ble lansert i 2013. Dette er 8 th kinesisk romfartøy lansert mot Månen og andre landing. Chang'e 4 består av en lander og en rover . De to romfartøyene har flere instrumenter, inkludert kameraer, et infrarødt spektrometer for å måle sammensetningen av bakken nær roveren og en radar som oppdager overflatestrukturen til undergrunnen, samt et radiospektrometer for å analysere solbluss. Hovedoppdraget er å vare i 90 dager.

Romfartssonen gikk i månebane videre13. desember. Den lander landet på langt siden av månen på3. januar 2019i Von Kármán- krateret . Dette er den første landing av et romfartøy på denne siden av Månen. En telekommunikasjonssatellitt , kalt Queqiao , ble plassert ved Lagrange L2-punktet på jorden-månesystemet for å fungere som et relé, og månen hindret kommunikasjonen mellom Chang'e 4 og jorden.

Rett etter landing ble Yutu 2- roveren droppet .

Kontekst: det kinesiske lunarutforskingsprogrammet

Kina utvider raskt sitt romprogram i alle områder i løpet av tiåret 2010. Når det gjelder utforskning av solsystemet , har kinesiske tjenestemenn fokusert sin innsats på månen . Den måneleteprogram Kina offisielt starterjanuar 2004. Den Chang'e en Orbiter ble lansert i 2007. Den ble etterfulgt i 2010 av Chang'e 2 Orbiter, som er ansvarlig for å gjennomføre grundig rekognosering av overflaten med tanke på framtidig ilandføring av de neste romsonder. Etter å ha fullført sine mål, forlater Chang'e 2 månebane og posisjonerer seg nær Lagrange L2-punktet for å tillate kinesiske operatører å verifisere deres evne til å kontrollere romfartssonen i denne avsidesliggende regionen. Romsonden forlater Lagrange L2-punktet for å fly over asteroiden Toutatis på veldig kort avstand (3,2 km) , og tar bilder med en romlig oppløsning på 10 meter. Det kinesiske romfartsbyrået klarte å lykkes med å lande Chang'e 3- landeren på månen i 2013 . 37 år har gått siden forrige landing foretatt av en sovjetisk romføler. Chang'e 3 har en 140 kilo rover . Den beveger seg hundre meter før den stopper litt over en måned etter ankomst på månen. Chang'e 4 er en kopi av Chang'e 3, men det valgte landingsstedet ligger denne gangen på den andre siden av månen, noe som gjør enhver kommunikasjon umulig bortsett fra å ha en relésatellitt. Symbolisk sikter Kina først mot et rom, siden verken NASA eller Sovjetunionen noen gang har landet romskip på dette ansiktet, som ikke er synlig fra jorden. Målet med neste Chang'e 5- oppdrag er å bringe en prøve av månens jord tilbake til jorden.

Valg av landingssted

Det valgte månelandingsstedet, Von Kármán- krateret , ligger på den andre siden av Månen sør-øst for Mare Ingenii og i Aitken- slagbassenget . Dette er den eldste og største av månekratere og er som sådan av spesiell interesse for forskere. Målet med oppdraget er å bestemme geologien i regionen, samt sammensetningen av bergarter og jord.

Prosjektansvarlige nevnte opprinnelig Apollo- krateret som det mest sannsynlige målet. I følge data samlet inn av Chandrayaan-1 månesonden , kan dette slagbassenget som ligger på den andre siden av månen inneholde materiale fra dype lag av skorpen. Andre destinasjoner blir også studert i basaltbassenger som ligger i eller utenfor Sydpolen-Aitken-bassenget, slik som Moscoviense, Orientale, Ingenii og Australe.

Gjennomføring av oppdraget

Start

Romsonden Chang'e 4 ble sjøsatt den 7. desember 2018, 18:24 UTC (8. desember02:24 lokal tid) av en lang mars 3- B rakett som tok av fra Xichang-lanseringsbasen med mål om å lande på månen cirka 27 dager senere. Landeren må lande i Von Kármán- krateret som ligger på den andre siden av månen . Månen kommer mellom Chang'e 4 og jorden. Data kan utveksles med jorden via en Queqiao- telekommunikasjonssatellitt lansert den20. mai 2018og plassert i en Lissajous-bane rundt Lagrange-punktet L2 i Earth-Moon-systemet. Fra denne bane har satellitten synlighet av både jorden og Chang'e 4 landingsstedet.

Transitt og landing på Månens overflate

Chang'e 4 ble injisert av bæreraketten på en bane rettet direkte mot Månen. Tre-retters korreksjonsmanøvrer ble planlagt under romfartøyets transitt mellom jorden og månen. Injeksjonen på baneveien fra bæreraketten hadde vært tilstrekkelig presis, og den første manøvreringen trengte ikke å utføres. Den andre manøveren ble utført den9. desember. Den tredje kursrettingen ble kansellert fordi den ikke ble funnet å være nødvendig. De12. desemberklokken 08.39 bremset den kinesiske Chang'e-4 månesonden vellykket og gikk inn i en 100 x 400 km månebane. Etter å ha gått i 20 dager rundt Månen for å teste virkemåten til instrumentene, teste radiokoblingene med Quequio-relésatellitten og utføre spotting. Chang'e-4 landet på3. januartil 2  timer  26  UTC i krateret Von Karman som ligger på den andre siden av månen (koordinater: 177,6 ° Ø, 45,5 ° S).

Utforske overflaten av månen

Noen timer etter at Chang'e 4 landet, ble 3. januarRampen gjør at roveren Yutu-2 nede på månens overflate er utplassert. Roveren gjort sine første runder på månen på 14  h  22 UTC utføre et dusin meter til et nedslagskrater på femten meter. Det skifter ikke sted før10. januar. I mellomtiden er den slått av fordi temperaturen stiger til det punktet at den nærmer seg 200 ° C. Den 10. da solen har nærmet seg horisontlinjen, tar Yutu-2 en sving og reiser rundt tretti meter, forbi og fotograferer landingsmodulen (alunisseur).

Fra 13 til 28. januar, opplever roveren sin første månenatt. Et av de to solcellepanelene til roveren er brettet opp slik at det er isolert så godt som mulig fra kulde mens en liten radioisotopgenerator tas i bruk for å hjelpe den med å spare så mye varme som mulig. Det vil bli kunngjort senere at temperaturen har falt til -190 ° C.

De 28. januar, blir roveren reaktivert for å begynne sin andre dag. To dager senere fotograferte den amerikanske sonden LRO den, samt landingsmodulen. Den dagen gjorde han en bevegelse på ti meter. De11. februar, mens han har reist 120 meter siden ankomst, begynner sin andre månenatt.

Roveren blir aktivert på igjen 28. februar og landeren, den 2. marspå 7  pm  52 (kinesisk tid). I følge en offisiell uttalelse er koblingene til Queqiao-relésatellitten og driften av de to maskinene nominelle. Ved starten av sin tredje dag reiser roveren 43 meter. De12. april, går den inn i sin femte månenatt. Han gikk da 178,9 meter.

De kinesiske myndighetene gir svært få kommentarer til gjennomføringen av oppdraget. Ifølge Philippe Coué, en luftfartsingeniør, "er det mulig at myndighetene hengelåser informasjon om et program som har blitt ultrastrategisk i Kina, fordi det tar sikte på å forberede seg på astronauters ankomst til månen".

Fra de få opplysningene kineserne har gitt, indikerer noen amerikanske forskere ruten Yutu-2 har gjort mellom 3. januar og 10. mars.

Tekniske egenskaper

Romoppdraget inkluderer en lander som landet jevnt på Månen med en rover. Egenskapene deres er identiske med maskinene til Chang'e 3- oppdraget . Romsonden har en lanseringsmasse på 3.780  kg . En gang på bakken har landingsutstyret en masse på 1200  kg og roveren en masse på 140 kg.

Lander

Landeren har flere typer motorer som sannsynligvis er basert på rakettmotorer til drivvæske , og brenner en blanding av UDMH og nitrogentetroksid . Den viktigste rakettmotor er utvilsomt den modul fremstøt motor med en nål reguleringssystem, som allerede er testet på plass innenfor rammen av andre kinesiske oppdrag. Drivkraften kan settes til en verdi mellom 1500 og 7500  newton (N) , som er en amplitude som er tilstrekkelig til å tillate en myk landing, på en satellitt hvis tyngdekraften er lik en sjettedel av jordens. Drivkraften kan stilles inn med en nøyaktighet på 7,5 Newton, og motoren har et aktivt kjølesystem. De drivmidler som er trykksatt med en inert gass. 28 små thrustere brukes også til små kurskorrigeringer og til orienteringsendringer. Åtte fremdriftsmoduler, hver bestående av to 150 N thrustere og en 10 N thruster, er installert på små paneler som dekker understellet, og gjør det mulig å stabilisere den på tre akser . Fire andre 10 N-thrustere er festet isolert.

For landing bruker romsonden flere instrumenter: et treghetssystem brukes, i begynnelsen av denne fasen, for å bestemme banen; når det nærmer seg bakken, griper en laserhøydemåler og en mikrobølgesensor inn for å bestemme hastigheten og den gjenværende avstanden. Når sonden ankommer hundre meter fra måneoverflaten, bruker ombordcomputeren bildene fra et nedstigningskamera og av et mønstergjenkjenningssystem for å finne et landingsfelt uten hindringer. Landingsutstyret består av fire føtter som danner en vinkel på 30 ° med den sentrale delen av landingsutstyret, forsterket av to bjelker festet til denne sentrale delen, og er utstyrt med støtdempere for å motstå støt. Føttene er utstyrt med brede såler for å unngå å synke for dypt i bakken. Landerens masse, en gang på månen, er 1200  kg . Elektrisk energi tilføres den av solcellepaneler og av en radioisotop termoelektrisk generator . Dette brukes i løpet av månenatten (som varer femten jorddager) for å forsyne varmemotstandene som gjør det mulig å opprettholde en minimumstemperatur. Roveren er sikkert festet til understellet. Når den er installert, er to ramper utplassert for å tillate roveren å senke seg ned på månen.

Roveren

Nesten identisk med Yutu 1 , Yutu 2, er en autonom seks hjul maskin, med en masse på 140  kg , inkludert 20  kg av nyttelast . Den er 1,5 meter høy og har en mast som fungerer som støtte for navigasjons- og panoramakameraer, samt den paraboliske antennen som brukes til kommunikasjon med jorden. En leddarm brukes som støtte for et av de vitenskapelige instrumentene. Den har en forventet levetid på 90 dager (tre månedager og tre månenetter). Energien tilføres fra solcellepaneler . Roveren går i standby-modus i løpet av månenatten (lenge på femten jorddager) når temperaturen synker til 180  ° C under null og overlever takket være energien som er lagret i batteriene, utvilsomt supplert, i likhet med sine kolleger. Amerikansk og russisk, av varmeenheter basert på radioaktive isotoper av plutonium 238 . Bevegelsessystemet bruker et chassis som ligner på det fra amerikansk rover, for å lette kryssingen av hindringer. Hvert hjul er motorisert med en børsteløs elektrisk motor som leveres med likestrøm.

Roveren er designet for å kjøre en maksimal avstand på 10  km og kan utforske et område på 3  km 2 . Han kan klatre en skråning på 20 ° og krysse et hinder 20  cm høyt. Den bruker en Delaunay-algoritme for å analysere bildene som leveres av navigasjonskameraene og de som er ment å unngå hindringer, for å utlede ruten som skal følges. Gitt den korte tur / retur-tiden til et Earth-Moon-radiosignal (2,5 sekunder), forventes det at roveren også kan fjernstyres av en menneskelig operatør.

De 13. februar 2019, når roveren går inn i sin andre månenatt, har den reist 120 meter, fem mer enn Yutu 1. 13. mars 2019, før den startet sin tredje månekveld, reiste roveren 163 meter. De12. april 2019, for sin fjerde månenatt, 178,8 meter.

Vitenskapelig instrumentering

Lander

Landeren bruker to Chang'e 3-instrumenter:

Nye instrumenter er lagt til:

Rover

Roveren på sin side ville ta tre av de fire instrumentene til Yutu, roveren til Chang'e 3-oppdraget:

Queqiao stafett satellitt

Den Queqiao relé satellitt , som ble lansert på20. mai 2018, 6 måneder før roveren, slik at den når Lagrange-punktet L2 i Earth-Moon-systemet, tar:

Vitenskapelige resultater

De første resultatene av oppdraget er publisert i Mai 2019 og viser at bergarter med en sammensetning nær det som antas å være kappen, finnes på overflaten, sannsynligvis etter en meteorittpåvirkning.

Bibliografi

Merknader og referanser

  1. (i) Dave Mosher, "  Kina sier at det vil lansere to roboter på den andre siden av månen i desember, vi er enestående år månens utforskende oppdrag  " , Business Insider ,16. august 2018
  2. (i) Rui C. Barbosa, "  Kina kommer tilbake til månen med Chang'e-4 s.2 Mission  " på nasaspaceflight.com ,7. desember 2018
  3. (i) Paul Rincon, "  Chang'e-4: Kina lanserer misjon til andre siden av månen!  » , BBC ,7. desember 2018
  4. (en) Emily Lakdawalla, "  Planer for Kinas langsgående Chang'e 4 landvitenskapsmisjon som tar form  " , The Planetary Society ,22. juni 2016
  5. " 嫦娥 四号 ： 2018 年 6 月 长征 四号 丙 火箭 从 发射 中继 通信 卫星 ， 在 年底 年底 长征 三号 乙 火箭 着陆 器 和 巡视 器 China China - China Spaceflight  " , på www.chinaspaceflight.com ( åpnet 9. januar 2018 )
  6. (i) Emily Lakdawalla, "  Liftoff for Chang'e-4!  " , The Planetary Society ,7. desember 2018
  7. (en) Andrew Jones, "  banebrytende Chang'e-4 månelandingsoppdrag å starte i desember  " , på spacenews.com ,15. august 2018
  8. (i) Emily Lakdawalla, "  Oppdateringer om Kinas månemisjon  " , The Planetary Society ,14. januar 2016
  9. (in) Luyuan Xu, "  Chang'e-4 lykkes med å komme inn i månebanen Neste stopp: Lunar Farside  " , The Planetary Society ,12. desember 2018
  10. (i) Jason Davis, "  Kina lander vellykket Chang'e-4 er den andre siden av månen  " , The Planetary Society ,2. januar 2019
  11. (i) Jason Davis, "  Chang'e-4 distribuerer rover er andre siden av månen  " , The Planetary Society ,3. januar 2019
  12. Chang'e 4 Shuttle entrer Third Lunar Night , Spaceworld
  13. Kinas Chang'e-4-sonde går i "hvilemodus" , FrenchChina.org, 12. april 2019.
  14. Chang'e 4: Kina når det skjulte ansiktet til månen ... uten å avsløre det, Philippe Henarejos, Ciel et Espace nr. 564, mars-april 2009, s. 28-33
  15. Andrew Jones, Yutu-2 går inn på månedag 3 for Chang'e-4-oppdrag , 6. mars 2019
  16. (en) Rui C. Barbosa, "  Kina kommer tilbake til månen med Chang'e-4-oppdrag  " , på nasaspaceflight.com ,7. desember 2018
  17. (no) "  Chang'e 3 - Mission Overview - mission updates  " , på http://www.spaceflight101.com (åpnet 2. februar 2013 )
  18. Kinesisk sonde Chang'e-4 går i standby-modus igjen , Renmin Ribao (People's Daily), fransk utgave, 14. februar 2019
  19. "  Det forventes at den kinesiske måneruten opererer utover den tiltenkte levetiden  " , på french.china.org.cn ,13. mars 2019(åpnet 4. mai 2019 )
  20. "  Kinesisk sonde Chang'e-4 gjenopptar arbeidet for sin femte månedag  " , på french.china.org.cn ,29. april 2019(åpnet 4. mai 2019 )
  21. "  Kina dyrket bomull på månen, men kulden ødela alt  " , på Numerama ,16. januar 2019(åpnet 16. januar 2019 )
  22. (en) Chunlai Li, Dawei Liu, Bin Liu et al. , “  Chang'E-4 initial spektroskopisk identifikasjon av månens kappe-avledede materialer  ” , Nature , vol.  569,16. mai 2019( les online ).

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker