Nuo žemės iki mėnulio ir atgal

Raketa CZ-5 su zondu Chang'e-5.

Praėjusių metų gruodį nepilotuojama Chang'e-5 misija Kinijos Liaudies Respublika prisijungė prie itin elitinės šalių grupės, kuri parsivežė savo dirvožemio pavyzdžius iš Mėnulio. Iki šiol tai padarė tik JAV (šešis kartus 6–1969 m.) ir Sovietų Sąjunga (1972 kartus 3–XNUMX m.). Taigi Kinijos Liaudies Respublika pradėjo trečiąjį mūsų natūralaus palydovo tyrinėjimo etapą, kuris prasidėjo daugiau nei prieš dešimtmetį. Jis pasieks ne tik Kinijos atstovų nusileidimu Mėnulyje, bet ir nuolatinės mokslinės bazės ten sukūrimu bei gamtos išteklių plėtra.

2003 m. buvo paskelbta Kinijos Mėnulio tyrinėjimo programa, žinoma kaip CLEP (China Lunar Exploration Program). Tada jo įgyvendinimas buvo numatytas 2007–2020 m. Pirmajame etape jis turėjo paleisti orbitinius Chang'e-1 ir Chang'e-2 į Mėnulio orbitą. Jų užduotis buvo sukurti trimatį Sidabrinio gaublio paviršiaus žemėlapį, ištirti elementų pasiskirstymą ir kiekį Mėnulio dirvožemyje, išmatuoti Mėnulio paviršiaus tankį ir stebėti aplinką jo apylinkėse. Antrajame etape turėjo būti iškelti roverius į paviršių naudojant zondus Chang'e-3 ir Chang'e-4, skirtus uolienų paviršiui ir mėnulio dirvožemiui tirti. Trečiasis etapas apėmė grąžinamų tūptuvų Chang'e-5 ir Chang'e-6 pastatymą ant Mėnulio paviršiaus, kad būtų pristatyti dirvožemio mėginiai į Žemę.

Vykstant projektui, paaiškėjus, kad rezultatai geresni nei tikėtasi, buvo pradėtas taikyti ketvirtasis etapas, kurio metu buvo kuriamos ISRU (in situ Resource Use) technologijos Mėnulio sąlygomis, t.y. vietinių žaliavų gavimas ir jų perdirbimas, siekiant gauti svarbiausias gyvybei medžiagas ir sukurti tinkamą gyventi medžiagų bazę – deguonį, vandenį, kurą, taip pat statybines ir statybines medžiagas. Visa programa, kaip ir atskiri zondai, pavadinti Kinijos mėnulio deivės Chang'e vardu.

KLEP – 1 veiksmas

Pirmasis projekto zondas Chang'e-1 (CE-1) buvo paleistas iš Xichang kosmodromo, naudojant nešančiąją raketą Chang Zheng-3A (CZ-3A) 24 m. spalio 2007 d. Mėnulio palydovas buvo pastatytas remiantis 3 m. patikrinta telekomunikacijų palydovinė platforma Dong Fang Hong-3 (DFH-2350), kurios kilimo svoris buvo 130 kg, iš kurių 1 kg buvo mokslinė įranga, iš dalies pritaikyta iš Zi Yuan nuotolinio stebėjimo palydovų. Dėl panaudotos ne pačios didžiausios keliamosios galios raketos, skrydį į Mėnulį teko suskirstyti į tris etapus, tačiau tai buvo atlikta be problemų, po dvylikos dienų CE-200 įskrido į elipsinę orbitą aplink Mėnulį. , kuris po dviejų dienų buvo pasiektas XNUMX km aukštyje.

Po metų, kai baigėsi numatomas stoties eksploatavimo laikas, tačiau jos bakuose vis dar buvo daugiau nei 200 kg sutaupytų degalų, orbita iš pradžių buvo nuleista iki 100 km, o vėliau jos perkėlimai iki 17 km. Šis manevras būdingas norint pasiekti tašką, kuriame prasideda stabdymas tūpimo metu. Nusileidimas, žinoma, dar nebuvo zondo galimybių ribose, todėl po 30 valandų tokioje orbitoje (reikia pridurti, kad ji nestabili ir per tą laiką trukdžiai sumažino minimalų aukštį iki 15 km) grįžo į lubos 100 km. CE-1 misija baigėsi 1 m. kovo 2009 d., kai buvo nugalėta ir nukrito į Mėnulio paviršių.

Chang'e-2, kuris buvo atsarginis, jei jo pirmtakas sugestų, buvo paleistas iš Xichang su CZ-3C stiprintuvu 1 m. spalio 2010 d. Nors transporto priemonė buvo apie 200 kg sunkesnė už pirmtaką, galingesnė raketa leido pasiųsti ją tiesiai į Mėnulį, kurį ji pasiekė po 112 valandų. Pradinė elipsinė orbita baigėsi dviem manevrais 100 km aukštyje. Spalio 26 dieną buvo atliktas manevras, kuris sumažino perkėlimą iki 15 km. Tada zondas pradėjo užfiksuoti Sinus Iridum regioną, kuris yra pagrindinė Chang'e-3 nusileidimo vieta. 1 m. balandžio 2011 d. orbiteris atliko visas suplanuotas veiklas, tada nufotografavo abu Mėnulio poliarinius regionus, o perilunui sumažėjus vėl iki 15 km – Sinus Iridum.

8 m. birželio 2011 d. zondas buvo paleistas trajektorija, vedančia į Žemės ir Saulės sistemos gravitacinės pusiausvyros tašką L2, kurį pasiekė rugpjūčio 25 d. Pasibaigus tyrimams, buvo apsvarstyti trys misijos pratęsimai iki šio taško: skrydis į Žemės ir Saulės sistemos L1 tašką, skrydis šalia arti Žemės esančio objekto (NEO) ar kometos arba grįžimas į Žemės palydovą. Orbita. Mėnulis. Įvertinus zondo energetines galimybes, buvo nuspręsta, kad jis aplankys planetą (4179) Tutatis. Jis išvyko 15 m. balandžio 2021 d. 2012 gruodis 3,2 metų, zondas nuskrido tik 100 km nuo Toutatis, pateikdamas matavimus ir nuotraukas. Navigacijos klaida vos nesukėlė susidūrimo su planeta, prieš susitikimą buvo manoma, kad zondas ją aplenks 2014 km atstumu. Zondas tikriausiai buvo uždarytas XNUMX pabaigoje.

KLEP – 2 veiksmas

Antrasis Mėnulio tyrinėjimo etapas prasidėjo 3 m. gruodžio 1 d. iš Sichano kosmodromo paleidus erdvėlaivį Chang-2013. Stoties kilimo svoris buvo 3780 kg, įskaitant 2440 kg degalų, 1200 kg degalų. paties nusileidimo aparato ir 130 kg „Yutu“ roveriui. Marsaeigis buvo pavadintas mitinio Jade Rabbit, kuris buvo deivės Chang'e palydovas, vardu. Norėdami gabenti tokią sunkią transporto priemonę, jie turėjo naudoti tuo metu sunkiausią Kinijos raketą CZ-3B.

Nusileidžianti transporto priemonė buvo varoma radioizotopiniais termoelektriniais generatoriais (RTEG), o jos veikimas buvo skirtas vienerius metus. Šešių ratų visureigis buvo varomas elektra iš fotovoltinių elementų. Jis turėjo veikti paviršiuje tris mėnesius. 112 valandų orbitinis skrydis sėkmingai pateko į selenocentrinę orbitą. Po kelių pakeitimų gruodžio 14 d. iškrovimai įvyko Mare Imbrum rajone, taigi ir rezervate. Vėliau vietovė buvo pavadinta Guang Hangong (Mėnulio rūmai). Tą pačią dieną roveris pakilo į paviršių. Roveris išgyveno dvi Mėnulio dienas ir naktį tarp jų (kiekvienas iš šių laikotarpių trunka 14 Žemės dienų), per naktį įveikęs daugiau nei 100 metrų atstumą, o naktį pateko į elektroninį žiemos miegą.

Šio laikotarpio pabaigoje buvo aptikta mechaninė problema su vienu iš jo elektros variklių, kuris yra atsakingas už sukimo momento perdavimą ratams ir kitoms judančioms dalims. Viena iš saulės baterijų neįtraukė stiebo į vidų, neuždengė ir neužsandarino vidaus. Nors jis nebegalėjo skraidyti, iki 2016 m. vidurio veikė tik ribotai. Kai kurie nusileidimo prietaisai veikia ir šiandien.

Kaip ir pirmajame etape, taip ir antrajame etape buvo pagamintas zondo dublikatas, taip pat nuspręsta jį ateityje išsiųsti į Mėnulį pavadinimu Chang'e-4. Tačiau šį kartą buvo nuspręsta nusileisti Mėnulio pusėje, visam laikui nusisukusioje nuo Žemės. Ryšiui su zondu užtikrinti buvo nuspręsta iš anksto išsiųsti duomenų ir ryšio palydovą ir patalpinti jį šalia Žemės-Mėnulio sistemos L2 libravimo taško. 448 m. gegužės 4 d. naudojant CZ-4C raketą iš Sičango buvo paleistas 20 kg sveriantis palydovas Chang'e-2018R ir jo paties pavadinimas Queqiao (stebuklingas tiltas, kitas kinų mitologijos artefaktas, susijęs su Chang'e). Po trijų savaičių.

Pats zondas Chang'e-4 kartu su marsaeigiu Yutu-2 buvo paleistas 7 metų gruodžio 2018 dieną raketa CZ-3B iš Xichang kosmodromo. Po 112 valandų skrydžio jis pateko į Mėnulio orbitą ir 3 metų sausio 2019 dieną nusileido Apolono baseine, netoli fon Karmano kraterio. Tai buvo pirmas kartas istorijoje, kai ant Sidabrinio gaublio galo nusileido nusileidėjas. Ir nusileidimo aparatas, ir roveris vis dar veikia. Yutu-2 nukeliavo daugiau nei 600 m ir atliko daug dirvožemio bandymų.