Перейти к содержанию

Чанъэ-4

Материал из Мегавики — свободной энциклопедии
«Чанъэ-4»
嫦娥四号
Оператор CNSA
Задачи изучение Луны, Планетоход
Спутник Луны
Стартовая площадка Китай Сичан
Ракета-носитель «Чанчжэн-3B»
Запуск 07 декабря 2018, 17:00 UTC (21:00 мск)
Выход на орбиту 12 декабря 2018, 07:39 UTC (11:39 мск)
Технические характеристики
Масса Взлётная масса: 3800 кг
Посадочный модуль: 1200 кг
Луноход: 120 кг
Размеры 1,5 × 1,0 × 1,0 м
Элементы орбиты
Посадка на небесное тело 03 января 2019, 01:26 UTC (05:26 мск)
Координаты посадки 45°28′15″ ю. ш. 177°36′20″ в. д. / 45,47084° ю. ш. 177,60563° в. д. / -45.47084; 177.60563G[1]
Связь с Землёй посадочного модуля «Чанъэ-4» и лунохода «Юйту-2», находящихся на обратной стороне Луны, через спутник-ретранслятор «Цюэцяо», находящийся на гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2

«Чанъэ́-4» (кит. трад. 嫦娥四號, упр. 嫦娥四号, пиньинь Cháng'é sìhào, палл. Чанъэ сы-хао) — китайская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и космического пространства; 3 января 2019 впервые в истории совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны. Миссия состоит из стационарной лунной станции «Чанъэ-4», несущей на борту луноход «Юйту-2», и ретрансляционного спутника Цюэцяо, запущенного в точку Лагранжа L2 системы Земля—Луна.

«Чанъэ-4» является частью Лунной программы Китая, продолжением и дублёром миссии «Чанъэ-3», в ходе которой в конце 2013 года на Луну был успешно доставлен луноход «Юйту».

В герметичном контейнере на борту станции, впервые в истории, произошло прорастание на поверхности другого небесного тела семян: хлопчатника, рапса и картофеля[2].

Цели миссии[править]

Запланированы и осуществлены: посадка в кратере фон Кáрман, входящем в свою очередь в Бассейн Южный полюс — Эйткен; забор и исследования образцов грунта[3]; специалисты надеются найти в этом регионе материалы, выбитые из верхних слоев лунной мантии, что поможет пролить свет на её геологическую историю[4]. Южный полюс — Эйткен является крупнейшим и наиболее древним известным импактным бассейном Солнечной системы, его поверхность в среднем на 13 км ниже окружающих возвышенностей[5]. Выбор кратера, названного в честь Теодора фон Кармана, был связан ещё и с тем, что этот учёный был научным руководителем Цяня Сюэсэня (1911—2009), основоположника китайской космонавтики.

Кроме научных задач, миссия позволила Китаю протестировать возможности в реализации систем дальней космической связи[6].

Конструкция[править]

Луноход[править]

1200-килограммовый спускаемый аппарат нёс на борту 140-килограммовый луноход «Юйту-2» («Нефритовый заяц-2»), длиной 1,5 метра, шириной 1 метр[7], высотой около 1,1 метра. Луноход был оснащён 2 складными панелями солнечных батарей и 6 колесами, антенной связи, четырьмя панорамными камерами, которые могли работать одновременно[8][9]. На луноходе был установлен также георадар, позволяющий зондировать слой реголита, спектрометр изображений, работающий в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, анализатор энергичных нейтральных атомов и ряд других приборов[10].

Источник питания[править]

Энергоснабжение оборудования миссии осуществляется тепловыми блоками — радиационными источниками тепла и радиоизотопными источниками электроэнергии, использующими энергию альфа-распада изотопа плутоний-238[5][11]. Тепловые блоки разработаны в Российском федеральном ядерном центре ВНИИЭФ, корпуса тепловых блоков изготовлены из композиционных материалов специалистами АО «НИИграфит»[12].

Ход миссии[править]

Подготовка[править]

Запуск и мягкая посадка на Луну первоначально планировались в 2015 году[13].

Поскольку с обратной стороной Луны отсутствует прямая видимость, для организации связи с аппаратами используется ретрансляционный спутник «Цюэцяо» («Сорочий мост»), который был запущен с космодрома Сичан 20 мая 2018 года в точку Лагранжа L2[14] ракетой-носителем «Чанчжэн-4C».

Одновременно с «Цюэцяо» были также запущены два малых аппарата Харбинского политехнического университета «Лунцзян-1» и «Лунцзян-2»[15].

Запуск, полёт и посадка на Луну[править]

«Чанъэ-4» был успешно запущен с Земли 7 декабря 2018 года (в 21:00 по московскому времени, 8 декабря примерно в 02:00 по местному времени) ракетой-носителем «Чанчжэн-3B» с космодрома Сичан[16].

12 декабря 2018 года в 11:39 мск аппарат вышел на эллиптическую орбиту вокруг Луны (высота перицентра 100 км, высота апоцентра 400 км)[17].

19 декабря 2018 года «Чанъэ-4» установил связь со спутником-ретранслятором «Цюэцяо» и связался с Землёй[18].

30 декабря 2018 года в 08:55 по пекинскому времени (03:55 мск) «Чанъэ-4» перешёл с круговой 100-км орбиты на эллиптическую орбиту вокруг Луны (высота перицентра 15 км, высота апоцентра 100 км)[19].

3 января 2019 года в 05:26 мск выполнено прилунение на обратной стороне Луны[20][21][22][23] в точке с координатами 45°28′15″ ю. ш. 177°36′20″ в. д. / 45,47084° ю. ш. 177,60563° в. д. / -45.47084; 177.60563G[1].

«Чанъэ-4» прилунился на пологом склоне в 8,35 м к северу от края кратера диаметром 25 м. Этот кратер окружён пятью другими ударными кратерами. В журнале Nature Communications опубликовали точные координаты места посадки зонда: 177,5991° восточной долготы и 45,4446° южной широты[24].

Работа на поверхности Луны[править]

Файл:Landing site of Chang'e 4 on the far side of the Moon.tif После прилунения[25] 3 января 2019 года в 06:40 мск аппарат сделал первый в мире снимок поверхности обратной стороны Луны с близкого расстояния и передал его на Землю через спутник-ретранслятор «Цюэцяо»[26]. В этот же день в 17:22 мск планетоход «Юйту-2» съехал с посадочного модуля по наклонной рампе на поверхность Луны[27][28].

С 4 января по 10 января «Юйту-2» во время лунной ночи находился в режиме «сна». Посадочный модуль «Чанъэ-4» в это время прошёл низкотемпературные испытания.

10 января в 17:14 по пекинскому времени (12:14 по Москве) «Юйту-2» успешно вышел из режима «сна» и сделал первые фотографии[29]. «Юйту-2» провёл научно-исследовательскую работу в дневное время, которое продлилось до 12 января[30][31].

С 14 января 2019 года во время лунной ночи луноход «Юйту-2» и спускаемый модуль «Чанъэ-4» находились в спящем режиме.

29 января 2019 года, около 20:00 вышел из спящего режима луноход «Юйту-2».

30 января 2019 года в 20:39 посадочный модуль «Чанъэ-4» также вышел из спящего режима[32][33]. Температура на поверхности Луны за это время опускалась до -190 °C[34][35].

Чанъэ-4 на снимке американского зонда Lunar Reconnaissance Orbiter 30 января 2019 года
«Чанъэ-4» на снимке американского зонда Lunar Reconnaissance Orbiter 8 февраля 2019 года
«Чанъэ-4» и луноход «Юйту-2» на снимке американского зонда Lunar Reconnaissance Orbiter 1 февраля 2019 года
«Чанъэ-4» и луноход «Юйту-2» на снимке американского зонда Lunar Reconnaissance Orbiter 1 июля 2019 года

В начале февраля 2019 года американский космический аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) прошёл почти прямо над местом посадки «Чанъэ-4» и выполнил его фотосъёмку[36].

В январе–феврале 2019 года Нейтронный и дозиметрический эксперимент (Lunar Lander Neutrons and Dosimetry experiment, LND) впервые измерил уровень радиации на поверхности Луны в зависимости от времени. Эквивалентная мощность дозы излучения составила около 1369 микрозиверт в сутки, что примерно в 1,9 раза превышает аналогичный показатель на борту Международной космической станции (731 микрозиверт в сутки) и приблизительно в 200 раз — на поверхности Земли. В пределах погрешности данные LND сходятся с данными детектора космических лучей CRaTER, которым 2 февраля 2019 года измеряли радиационный фон на точке орбиты вблизи положения посадочного модуля «Чанъэ-4»[37][38].

На 4 марта[39] «Юйту-2» проехал 127 метров по поверхности обратной стороны Луны и прислал снимки, на которых видны камни и колея от его колёс. Затем луноход аппарат перешёл в режим «сна». 10 марта «Юйту-2» должен будет вернуться к работе[39]. 14 марта года агентство «Синьхуа» сообщило, что луноход «Юйту-2» проехал по поверхности обратной стороны Луны 163 метра и, возможно, сможет проработать дольше запланированного трёхмесячного цикла[40]. За третий лунный день «Юйту-2» проехал 43 метра, добавив их к пройденным 44,185 м в первый лунный день и 75,815 м во второй лунный день. С 13 марта 2019 года оборудование посадочного модуля «Чанъэ-4» и ровер «Юйту-2» переведены в спящий режим до окончания третьей лунной ночи[41]. Перемещения «Юйту-2» по поверхности обратной стороны Луны удалось зафиксировать при помощи трёхкамерной системы фотографирования АМС Lunar Reconnaissance Orbiter[42].

В ходе четвёртых лунных суток с 29 марта по 1 апреля проехал по лунной поверхности 8 метров. Затем оба аппарата перешли в режиме «сна» до 8 апреля. С 8 по 12 апреля «Юйту-2» проехал по лунной поверхности ещё 8 метров, после чего с наступлением пятой лунной ночи опять ушёл в режим «сна» до 28 апреля[43][44].

«Юйту-2» с помощью спектрометра VNIS обнаружил в кратере Кармана минералы ортопироксен и оливин, которые могут происходить из лунной мантии[45][46]. На пятый лунный день «Юйту-2» удалось проехать 12 м. В это время у китайского лунохода начали нештатно работать сенсоры системы автоматического обхода препятствий, так как отражение солнечного света от элементов корпуса ровера засвечивало сенсоры. Ситуацию удалось выправить с помощью корректировки программного обеспечения и её перезагрузки. За всё время работы ровер преодолел примерно 190 м 66 см[47]. К концу шестого лунного дня «Юйту-2» преодолел в целом 212,99 метра на обратной стороне Луны. 9 июня посадочный модуль «Чанъэ-4» и луноход «Юйту-2» перешли в спящий режим в связи с наступлением двухнедельной лунной ночи[48].

28 июля «Чанъэ-4» и «Юйту-2» успешно вышли из спящего режима в котором находились с 9 июля и приступили к восьмому месяцу работ на обратной стороне Луны[49]. За восьмой лунный день луноход «Юйту-2» проехал 61 метр, проводя зондирование местности, изучая ландшафт, структуру грунта и измеряя уровень нейтронной радиации, излучаемой звездами. 8 августа 2019 года наступила двухнедельная лунная ночь и «Юйту-2» перешёл в режиме «сна» на 14 земных суток. Общий путь, пройденный по обратной стороне Луны, составил 271 метр[50].

17 августа в информационной публикации было объявлено о находке необычного материала, исследовавшегося прибором видимого и ближнего инфракрасного спектрометра VNIS. Клайв Нил из Университета Нотр-Дам считает, что материал, обнаруженный китайским луноходом в центре кратера, напоминает образец ударного стекла 70019, обнаруженный астронавтом-геологом Харрисоном Шмиттом во время миссии «Аполлон-17» в 1972 году[51].

24 августа «проснулся» луноход «Юйту-2», а через день — посадочный модуль «Чанъэ-4». Планировалось проводить анализ структуры грунта на наличие полезных ископаемых, замерять уровень нейтронной радиации, излучаемой звёздами[52].

5 октября 2019 года в 07:43 UTC в режим сна перешёл «Юйту-2» в 11:30 UTC — посадочный аппарат «Чанъэ-4». Всего «Юйту-2» уже проехал по обратной стороне Луны 289 метров 76 сантиметров[53].

22 октября 2019 года «Юйту-2» возобновил работу. 4 ноября «Юйту-2» и «Чанъэ-4» перешли в спящий режим. К концу 11 лунного дня «Юйту-2» преодолел в целом 318,621 метра на обратной стороне Луны[54].

17 марта 2020 года в 23:30 (UTC) «Юйту-2» автономно вышел из спящего режима, а 18 марта в 15:38 (UTC) из спящего вышел посадочный аппарат «Чанъэ-4»[55].

30 апреля 2020 года «Чанъэ-4» отключился на время лунной ночи[56].

16 мая 2020 года «Юйту-2», находящийся на расстоянии 292 метра от посадочного аппарата, вышел из спящего режима в 11:53 по пекинскому времени. 17 мая в 3:25 по пекинскому времени проснулся «Чанъэ-4»[57].

12 сентября 2020 года в 5:15 утра в субботу по пекинскому времени посадочный модуль миссии «Чанъэ-4» возобновил работу на 22 лунный день на обратной стороне Луны. 24 сентября посадочный модуль «Чанъэ-4» и луноход «Юйту-2» перешли в спящий режим с приходом лунной ночи, стабильно проработав 22 лунных дня[58].

11 октября 2020 года в 11:56 по пекинскому времени посадочный модуль миссии «Чанъэ-4» возобновил работу на 23 лунный день. 23 октября в 21:40 BJT (13:40 UTC) и посадочный модуль «Чанъэ-4» в перешёл режим гибернации. Все бортовые приборы отработали в 23 лунный день в штатном режиме[59].

10 ноября 2020 года в 03:12 по пекинскому времени посадочный модуль миссии «Чанъэ-4» возобновил работу на 24 лунный день[60].

22 декабря 2020 года в 05:00 BJT (21:00 21 декабря UTC), отработав в штатном режиме 25-й лунный день, «Чанъэ-4» перешёл в спящий режим. Общее расстояние, пройденное луноходом «Юйту-2» по поверхности обратной стороны Луны, составило 600,55 метра[61].

Биологический эксперимент[править]

На борту посадочного модуля находится контейнер высотой 198 мм и диаметром 173 мм, предназначенный для формирования замкнутой биосферы. Контейнер помимо воды, почвы и воздуха содержал организмы шести видов: семена хлопчатника, рапса, картофеля, резуховидки, яйца плодовой мухи (дрозофилы) и дрожжевые грибки, а также две маленькие камеры и систему контроля тепла, поддерживающую температуру 25 градусов Цельсия[62][63]. Во время подготовки к запуску, за два месяца до посадки на Луне, при помощи специальных технологий семена и яйца были законсервированы на время подготовки и полета к Луне. 3 января после совершения посадки на Луну семена были политы водой. 15 января на конференции было заявлено, что камерами зафиксировано прорастание одного из семян хлопка[64], после которого проросли также семена картофеля и рапса. Это было первое в истории прорастание земных семян на поверхности другого небесного тела[2]. Также было сообщено, что 12 января в связи с наступлением первой для спускаемого модуля лунной ночи с низкими температурами в рамках перевода спускаемого модуля в «спящий режим» было выключено питание аппаратуры контейнера, на чём эксперимент был завершён[65][62][66][67].

Новые имена на карте Луны[править]

4 февраля 2019 года Международный астрономический союз одобрил имена для объектов в районе посадки АМС «Чанъэ-4»: само место посадки получило наименование Statio Tianhe в честь древнего китайского названия Млечного пути (кит. 天河), три кратера внутри кратера Фон Карман получили названия в честь созвездий на древних китайских картах звёздного неба: Zhinyu (кит. 織女, также указывает на богиню Чжи-нюй), Hegu (кит. 河鼓) и Tianjin (кит. 天津), а центральный пик кратера Фон Карман получил название Mons Tai в честь горы Тайшань[68].

Примечания[править]

  1. ↑ 1,0 1,1 Dave Mosherand and Shayanne Gal, This map shows exactly where China landed its Chang’e-4 spacecraft on the far side of the moon. Business Insider. 3 January 2019.
  2. ↑ 2,0 2,1 China sprouts plants on the moon for the first time ever (англ.). CNBC (15 января 2015).
  3. ↑ China’s Journey to the Lunar Far Side: A Missed Opportunity? Paul D. Spudis, Air & Space Smithsonian. 14 июня 2017.
  4. ↑ «Чанъэ-4» вышел на орбиту вокруг Луны // «ВСЕЛЕННАЯ, ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ», 2018-12-13
  5. ↑ 5,0 5,1 Ye, 2017.
  6. ↑ «Красный спутник» // Lenta.ru, 2018-12-12
  7. ↑ Steven Jiang. This is the rover China will send to the 'dark side' of the moon // CNN News, 16 August 2018 Архивировано 31 августа 2018 года.
  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. Дата обращения: 3 января 2019.
  9. ↑ Архив фотографий «Юйту-2».
  10. ↑ Jia Yingzhuo, Zou Yongliao, Ping Jinsong, Xue Changbin, Yan Jun, Ning Yuanming. The scientific objectives and payloads of Chang’E−4 mission (англ.) // Planetary and Space Science. — 2018. — November (vol. 162). — P. 207—215. — ISSN 0032-0633. — doi:10.1016/j.pss.2018.02.011. [исправить]
  11. ↑ «Росатом» поставил ядерные источники энергии для китайской лунной миссии. РИА Новости. 2018-12-12.
  12. ↑ Росатом разработал одну из систем китайской лунной миссии «Чанъэ-4». ТАСС. Дата обращения: 14 декабря 2018.
  13. ↑ China’s Moon rover awake but immobile (англ.)
  14. ↑ Китай запустит спутник на «тёмную сторону» Луны на этих выходных
  15. ↑ Китай свяжет Луну и Землю «Мостом из сорок»: лунная программа Поднебесной
  16. ↑ Китай запустил зонд для первой посадки на обратной стороне Луны. Новое Время (7 декабря 2018). Дата обращения: 7 декабря 2018.
  17. ↑ Китайский аппарат «Чанъэ-4» вышел на эллиптическую орбиту вокруг Луны. РИА Новости (20181212T1418+0300Z). Дата обращения: 14 декабря 2018.
  18. ↑ Jones, Andrew (19 December 2018). Chang’e-4 lander makes contact with Queqiao relay satellite from lunar orbit. GBTIMES.
  19. ↑ 中国探月工程
  20. ↑ Jones, Andrew (5 December 2018). «China to launch Chang’e-4 lunar far side landing mission on December 7». GBTIMES.
  21. ↑ В Китае запустили аппарат для исследования обратной стороны Луны
  22. ↑ Stephen Clark. China launches historic mission to land on far side of the moon // Spaceflight Now, 7 December 2018
  23. ↑ Логотип YouTube Chang'e 4 Landing Camera Movie. Data CNSA/CLEP. 8 минут 55 секунд
  24. ↑ Китайские учёные смогли вычислить точные координаты посадки лунного зонда, 25 сентября 2019
  25. ↑ Опубликовано видео посадки китайского зонда на обратной стороне Луны. Яндекс.Новости. Дата обращения: 11 января 2019.
  26. ↑ Китайский космический аппарат «Чанъэ-4» прислал первый снимок с обратной стороны Луны. ТАСС. Дата обращения: 3 января 2019.
  27. ↑ Александр Войтюк. «Чанъэ-4» показала высадку лунохода и его движение по лунной поверхности. nplus1.ru. Дата обращения: 3 февраля 2019.
  28. ↑ 嫦娥四号着陆器与巡视器顺利分离 玉兔二号在月背留下人类探测器的第一道印迹-国家航天局 (недоступная ссылка — история). www.cnsa.gov.cn. Дата обращения: 3 января 2019.
  29. ↑ «Юйту-2» вышел из спячки на обратной стороне Луны и сделал первые фотографии
  30. ↑ Китайский луноход на обратной стороне Луны «заснёт» до 10 января
  31. ↑ Луноход «Юйту-2» продолжает исследование обратной стороны Луны
  32. ↑ Космический аппарат «Чанъэ-4» вышел из двухнедельного спящего режима на Луне. ТАСС. Дата обращения: 31 января 2019.
  33. ↑ Китайский зонд «Чанъэ-4» вышел из спящего режима после первой лунной ночи
  34. ↑ На обратной стороне Луны зафиксирована рекордно низкая ночная температура
  35. ↑ Лунные ночи оказались холоднее, чем считалось, обнаруживает китайский ровер
  36. ↑ Chang'e 4 Lander: A Closer Look. NASA. 2019-02-15.
  37. ↑ First measurements of the radiation dose on the lunar surface | Science Advances
  38. ↑ «Чанъэ-4» измерила уровень радиации на поверхности Луны
  39. ↑ 39,0 39,1 Yutu-2 Rocks On into Lunar Day 3 for Chang’e-4 mission, March 6, 2019
  40. ↑ Китайский луноход «Юйту-2» должен «прожить» дольше запланированного срока
  41. ↑ Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках... камней
  42. ↑ Станция NASA отслеживает китайский вездеход Yutu 2 на Луне
  43. ↑ Китайский луноход сделал новые снимки обратной стороны Луны
  44. ↑ Перед лунной ночью китайская АМС «Чанъэ-4» передала на Землю новые снимки
  45. ↑ Chang’E-4 initial spectroscopic identification of lunar far-side mantle-derived materials, 15 May 2019
  46. ↑ China’s rover finds mysterious minerals on the far side of the moon
  47. ↑ Миссия «Чанъэ-4» — результаты пятого лунного дня: проблемы с ровером «Юйту-2» и новое научное открытие
  48. ↑ Китайский луноход "Юйту-2" уже преодолел путь в более чем 212 метров на невидимой стороне Луны, 2019-06-10
  49. ↑ На Луне «проснулись» и приступили к работе китайские аппараты
  50. ↑ Китайский луноход «Юйту-2» преодолел 271 м по обратной стороне Луны. ТАСС. Дата обращения: 8 августа 2019.
  51. ↑ Китайский луноход обнаруживает странное вещество на противоположной стороне Луны, 20 сентября 2019
  52. ↑ Китайский луноход "Юйту-2" возобновил исследование обратной стороны Луны. ТАСС. Дата обращения: 25 августа 2019.
  53. ↑ CHANG’E-4 LUNAR MISSION
  54. ↑ Китайский луноход «Юйту-2» преодолел 319 м по обратной стороне Луны
  55. ↑ Китайский луноход Yutu-2 вышел из гибернации, 19/03/2020
  56. ↑ https://mp.weixin.qq.com/s/_Dqo1Ne4PxM3ya4-ThtLVQ
  57. ↑ China's Chang'e-4 probe survives 500 Earth days on Moon's far side, 2020-05-17
  58. ↑ Китайский зонд «Чанъэ-4» перешёл в спящий режим_Russian.news.cn
  59. ↑ [1], 2020-10-24
  60. ↑ [2], 2020.11.10
  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. ↑ 62,0 62,1 China Focus: Moon sees first cotton-seed sprout (англ.). Xinhua (15 января 2019).
  63. ↑ Китайский космический аппарат "Чанъэ-4" доставил на Луну образцы для создания биосферы. ТАСС (3 января 2019).
  64. ↑ What does the first plant on the moon look like? CGTN (14 января 2019).
  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 января 2019).
  66. ↑ Giant leaf for mankind? China germinates first seed on moon (англ.). Guardian (15 января 2019).
  67. ↑ СМИ: аппарат "Чанъэ-4" завершил первый биологический эксперимент на Луне. ТАСС (15 января 2019).
  68. ↑ IAU Names Landing Site of Chinese Chang’e-4 Probe on Far Side of the Moon. IAU (15 февраля 2019).

Ссылки[править]