Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Китайская программа исследования Луны
CLEP.png
Знак отличия программы: полумесяц с двумя следами в центре. Символ напоминает月 [ zh ] , китайский иероглиф «Луна».
СтранаКитай
ОрганизацияКитайское национальное космическое управление (CNSA)
Цельроботизированные миссии на Луну
Положение делТекущий
История программы
Продолжительность2003-настоящее время
Первый полетЧанъэ 1 , 24 октября 2007 г., 10: 05: 04.602  UTC ( 2007-10-24UTC10: 05: 04Z )
Последний полетChang'e 5 , 23 ноября 2020 года, 20:30  UTC ( 2020-11-23UTC20: 30Z )
Запустить сайт (ы)
Информация об автомобиле
Тип машинылунные орбитальные аппараты , спускаемые аппараты , вездеходы и космические аппараты для возврата образцов
Ракета-носитель (и)

Китайский Лунный Exploration Program ( CLEP , китайский :中国探月; пиньинь : Чжунго Tànyuè ), также известный как Чанъэ проекта ( китайская :嫦娥工程; пиньинь : Чанъэ Gongcheng ) после китайской богини Луны Чанъэ , это продолжающаяся серия роботизированных полетов на Луну, проводимых Национальным космическим управлением Китая (CNSA). Программа включает лунные орбитальные аппараты , спускаемые аппараты , вездеходы иобразец космического корабля возврата , запущенного с помощью ракет Long March . Запускает и полеты контролируются с помощью телеметрии, слежения и команда (TT & C) , система, которая использует 50-метровый (160 футов) радиоантенны в Пекине и 40- ти метров (130 футов) антенн в Куньмине , Шанхае и Урумчи , чтобы формируют антенну VLBI на 3000 километров (1900 миль) . [1] [2] За прием данных по нисходящей линии связи отвечает собственная наземная прикладная система.

Ouyang Ziyuan , геолог, химический космолог , и главный научный сотрудник программы, был в числе первых , чтобы выступать за эксплуатацию не только известных лунных запасов металлов , таких как титан , но и гелия-3 , идеальное топливо для будущей термоядерной мощности растения. Ученый Сунь Цзядон - генеральный разработчик программы, а Сунь Цзэчжоу - заместитель генерального дизайнера. Ведущий менеджер программы - Луан Энджи.

Первый космический корабль программы, Чанъэ 1 лунный орбитальный аппарат был запущен с Сичан 24 октября 2007 года [3] того , были отложены из первоначальной запланированной даты 17-19 апреля 2007 года [4] в секунде Орбитальный аппарат Chang'e 2 был запущен 1 октября 2010 года. [5] [6] Chang'e 3 , который включает посадочный модуль и марсоход, был запущен 1 декабря 2013 года и успешно совершил мягкую посадку на Луну 14 декабря 2013 года. . Chang'e 4 , который включает посадочный модуль и марсоход, был запущен 7 декабря 2018 года и приземлился 3 января 2019 года в бассейне Южный полюс-Эйткен на обратной стороне Луны. Образец миссии по возвращению,Chang'e 5 , запуск 23 ноября 2020 года.

Как указывает официальный знак отличия, форма каллиграфического зарождающегося лунного полумесяца с двумя человеческими следами в центре напоминает китайский иероглиф 月, китайский иероглиф «Луна», конечная цель программы - проложить путь для пилотируемая миссия на Луну. Глава Национального космического управления Китая Чжан Кэцзянь объявил, что Китай планирует высадить экипаж на южный полюс Луны «в течение следующих 10 лет» (2019–2029). [7]

Структура программы [ править ]

Китайская программа исследования Луны разделена на четыре основных этапа, каждая из которых служит демонстратором технологий при подготовке к будущим миссиям. Китай приглашает к международному сотрудничеству в виде различных грузов и роботизированной станции. [8]

Фаза I: орбитальные миссии [ править ]

Первая фаза повлекла за собой запуск двух лунных орбитальных аппаратов и сейчас фактически завершена.

  • Chang'e 1 , запущенный 24 октября 2007 года на борту ракеты Long March 3A , просканировал всю Луну с беспрецедентными деталями, создав трехмерную карту высокого разрешения, которая послужит ориентиром для будущих мягких посадок. Зонд также нанес на карту содержание и распределение различных химических элементов на поверхности Луны в рамках оценки потенциально полезных ресурсов.
  • Chang'e 2 , запущенный 1 октября 2010 года на борту ракеты Long March 3C , достиг Луны менее чем за 5 дней, по сравнению с 12 днями для Chang'e 1, и нанес на карту Луну еще более подробно. Затем он покинул лунную орбиту и направился к Земле-ВС L 2 точки Лагранжа для того , чтобы тестировать сеть TT & C. Сделав это, он завершил облет астероида 4179 Тутатис 13 декабря 2012 года, прежде чем отправиться в глубокий космос для дальнейшего тестирования сети TT&C.

Фаза II: Мягкие посадочные места / вездеходы [ править ]

Вторая фаза продолжается и включает космические аппараты, способные совершать мягкую посадку на Луну и запускать луноходы .

  • Chang'e 3 , запущенный 2 декабря 2013 года на борту ракеты Long March 3B , приземлился на Луну 14 декабря 2013 года. Он нес с собой 140-килограммовый (310 фунтов) луноход под названием Yutu , который был разработан для исследования области 3 квадратных километра (1,2 квадратных мили) за 3 месяца миссии. Также предполагалось проводить ультрафиолетовые наблюдения галактик, активных ядер галактик, переменных звезд, двойных звезд, новых, квазаров и блазаров, а также структуры и динамики плазмосферы Земли .
  • Chang'e 4 был запущен 7 декабря 2018 года. Первоначально запланированный на 2015 год был резервной копией для Chang'e 3. Однако в результате успеха этой миссии конфигурация Chang'e 4 была скорректирована для следующая миссия. [9] Он приземлился 3 января 2019 года в бассейне Южный полюс - Эйткен , на обратной стороне Луны , и развернул марсоход Юту-2 . [10]

Фаза III: Образец-возврат [ править ]

Третий этап включал в себя миссию по возврату лунных образцов .

  • Chang'e 5-T1 был запущен 23 октября 2014 года. Он был разработан для испытания космического корабля для возвращения на Луну.
  • Chang'e 5 был запущен 23 ноября 2020 года, приземлился около Монса Рюмкера на Луне 1 декабря 2020 года и вернулся на Землю с 2 килограммами лунного грунта 16 декабря 2020 года [11].

Фаза IV: Лунная исследовательская станция [ править ]

Разработка роботизированной исследовательской станции у южного полюса Луны. [8] [12] [13]

  • Chang'e 6 , запуск которого ожидается в 2023 или 2024 годах, [14] [15] будет исследовать топографию, состав и подповерхностную структуру места посадки, и он вернет на Землю образцы с южных полярностей. [15] [16]
  • Chang'e 7 , запуск которого ожидается в 2023 году, представляет собой спускаемый аппарат, который будет исследовать южный полюс в поисках ресурсов. [17] [15] [16] Миссия будет включать в себя орбитальный аппарат, посадочный модуль, марсоход и мини-летающий зонд. [17] [12]
  • Chang'e 8 , запуск которого ожидается в 2027 году, проверит использование и разработку природных ресурсов. [15] [16] Он может включать посадочный модуль, марсоход и летающий детектор, [12], а также эксперимент по 3D-печати с использованием ресурсов на месте (ISRU) для тестирования конструкции [8] Он также будет переносить небольшой эксперимент с закрытой экосистемой. [12] Он проверит технологию, необходимую для строительства лунной научной базы. [18]

Миссия с экипажем [ править ]

Смотрите также: Китайский пилотируемый космический корабль нового поколения

По состоянию на 2019 год Китай рассматривал предварительные исследования для миссии по высадке на Луну с экипажем в 2030-х годах [19] [20] и, возможно, построит форпост возле южного полюса Луны при международном сотрудничестве. [8] [19]

Список миссий [ править ]

Миссия
Дата запуска
Ракета-носитель
Примечания
Положение дел
Фаза 1
Чанъэ 124 октября 2007 г.Длинный марш 3АЛунный орбитальный аппарат; первая китайская лунная миссия.Успех
Чанъэ 21 октября 2010 г.Длинный марш 3CЛунный орбитальный аппарат; после полета на лунную орбиту вылетел на 4179 Toutatis .Успех
Фаза 2
Чанъэ 31 декабря 2013 г.Длинный марш 3BПосадочный модуль и луноход; первая китайская лунная посадка, совершенная в Mare Imbrium с Yutu 1 .Успех
Queqiao 120 мая 2018Длинный марш 4CСпутник-ретранслятор расположен в точке L 2 Земля-Луна , чтобы обеспечить связь с Чанъэ 4.Непрерывный
Чанъэ 47 декабря 2018Длинный марш 3BПосадочный модуль и луноход; первая в истории мягкая посадка на обратной стороне Луны , совершенная в кратере Фон Карман с помощью Yutu 2 .Непрерывный
Фаза 3
Чанъэ 5-Т123 октября 2014 г.Длинный марш 3CТехнологии экспериментальных летных испытаний перед возвращением первого лунного образца; апробированы методы автономного сближения с возвращением капсулы и лунной орбиты и другие маневры.Успех
Чанъэ 523 ноя 2020Длинный марш 5Лунный орбитальный аппарат, спускаемый аппарат и возврат образцов; который приземлился около Монса Рюмкера и вернул на Землю 2 кг лунного грунта.Успех
Фаза 4
Чанъэ 62024 г.Длинный марш 5Лунный орбитальный аппарат, спускаемый аппарат и возврат образцов; Планируется приземлиться на нераскрытом месте возле южного полюса Луны , что, скорее всего, будет зависеть от исхода Чанъэ 5.Планируется
Чанъэ 72023 г.Длинный марш 5Лунный орбитальный аппарат, спускаемый аппарат, марсоход и мини-летающий зонд; Предполагается провести углубленное исследование южного полюса Луны в поисках ресурсов. [17]Планируется
Чанъэ 82027 г.Длинный марш 5Полная информация о миссии в настоящее время неизвестна; может протестировать новые технологии, в том числе систему ISRU , в преддверии будущего исследования Луны с экипажем.Планируется

Ключевые технологии [ править ]

TT&C дальнего действия [ править ]

Самой большой проблемой в Фазе I программы была работа системы TT&C, потому что ее способность передачи требовала достаточного диапазона для связи с зондами на лунной орбите. [21] Стандартная спутниковая телеметрия Китая имеет дальность действия 80 000 километров (50 000 миль), но расстояние между Луной и Землей может превышать 400 000 километров (250 000 миль), когда Луна находится в апогее . Кроме того, зондам Chang'e приходилось выполнять множество маневров во время полетов на Луну и во время операций на лунной орбите. Расстояние через Китай с востока на запад составляет 5000 километров (3100 миль), [22]это еще одна проблема для непрерывности TT&C. В настоящее время комбинация системы TT&C и китайской сети астрономических наблюдений удовлетворила потребности программы Chang'e [23], но только с небольшим отрывом.

Экологическая адаптивность [ править ]

Сложность космической среды, с которой пришлось столкнуться во время миссий Чанъэ, ​​предъявила строгие требования к экологической адаптации и надежности зондов и их инструментов. В условиях высокой радиации в космосе Земля-Луна требовалась усиленная электроника для предотвращения электромагнитного повреждения приборов космического корабля. Крайний температурный диапазон, от 130 градусов Цельсия (266 градусов по Фаренгейту) на стороне космического корабля, обращенной к Солнцу, до -170 градусов Цельсия (-274 градусов по Фаренгейту) на стороне, обращенной от Солнца, предъявляет строгие требования к контролю температуры в конструкция детекторов.

Конструкция орбиты и управление последовательностью полетов [ править ]

Учитывая условия системы трех тел Земля, Луна и космический зонд, орбитальная конструкция лунных орбитальных аппаратов более сложна, чем у орбитальных спутников Земли, которые имеют дело только с системой из двух тел. Зонды Chang'e 1 и Chang'e 2 были впервые отправлены на высокоэллиптические орбиты Земли. После отделения от своих ракет-носителей они вышли на переходную орбиту Земля-Луна через три ускорения на фазомодулированной орбите. Эти ускорения проводились через 16, 24 и 48 часов полета, во время которых было выполнено несколько корректировок орбиты и маневров ориентации, чтобы обеспечить захват зондов под действием лунной гравитации. После работы на орбите Земля-Луна в течение 4–5 дней каждый зонд вышел на лунную орбиту наблюдения. После выхода на целевые орбиты, проведения трех маневров торможения и трех разных фаз орбиты, Чанъэ 1 и Чанъэe 2 выполнили свои миссии.

Контроль отношения [ править ]

Лунные орбитальные аппараты должны оставаться правильно ориентированными по отношению к Земле, Луне и Солнцу. Все бортовые детекторы должны быть обращены к поверхности Луны для выполнения своих научных задач, антенны связи должны быть обращены к Земле, чтобы принимать команды и передавать научные данные, а солнечные панели должны быть ориентированы на Солнце для получения энергии. Во время лунной орбиты Земля, Луна и Солнце также перемещаются, поэтому управление ориентацией представляет собой сложный процесс управления с тремя векторами. Спутникам Chang'e необходимо очень тщательно отрегулировать свое положение, чтобы поддерживать оптимальный угол по отношению ко всем трем телам.

Предотвращение опасностей [ править ]

Во время второй фазы программы, в которой космический корабль должен был мягко приземлиться на лунную поверхность, необходимо было разработать систему автоматического предотвращения опасности, чтобы посадочные аппараты не пытались приземлиться на неподходящей местности. В Chang'e 3 использовалась система компьютерного зрения , в которой данные с обращенной вниз камеры, а также с двух дальномеров обрабатывались с помощью специального программного обеспечения. Программное обеспечение контролировало заключительные этапы спуска, регулируя положение космического корабля и дроссель его главного двигателя. Космический корабль парил сначала на высоте 100 метров (330 футов), затем на высоте 30 метров (98 футов), пока искал подходящее место для посадки. Yutu вездеход также оснащен фронтальными стереокамерами и технологией предотвращения опасности.

Сотрудничество с Россией [ править ]

В ноябре 2017 года Китай и Россия подписали соглашение о совместном исследовании Луны и дальнего космоса. [24] Соглашение включает шесть секторов, охватывающих лунный и дальний космос, совместную разработку космических аппаратов, космическую электронику, данные дистанционного зондирования Земли и мониторинг космического мусора. [24] [25] [26] Россия может также попытаться установить более тесные связи с Китаем в области пилотируемых космических полетов [24] и даже перенести сотрудничество в области пилотируемых космических полетов с США на Китай и построить управляемый лунный аппарат. [27]

См. Также [ править ]

  • Китайская космическая программа
  • Исследование Луны
  • Список миссий на Луну

Ссылки [ править ]

  1. ^ (на китайском языке) «嫦娥奔月» 地面 主干 工程 基本 完成 云南 天文台 巨型 射 电 追踪 望远镜 年底 投入 使用 Архивировано 27 октября 2007 г. в Wayback Machine.
  2. ^ 巨型 望远镜 送 «嫦娥» 飞 月 - 望远镜, 嫦娥 - 北方网 - 科技 无限
  3. ^ " "嫦娥 一号 "发射 时间 确定 但 未到 公布 时机" . Информационное агентство Синьхуа . 7 июля 2007 года Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года . Проверено 12 июля 2007 года .
  4. ^ (на китайском) 阅读 文章
  5. ↑ Стивен Кларк (1 октября 2010 г.). «Второй лунный зонд Китая отправлен с Земли» . Космический полет сейчас . Проверено 1 октября 2010 года .
  6. ^ "Второй лунный зонд Китая" Чанъэ-2 стартует " . Синьхуа. 1 октября 2010 . Проверено 1 октября 2010 года .
  7. ^ «Китай построит луна станция„около 10 лет “ » .
  8. ^ a b c d Чанъэ 4 пресс-конференция . CNSA, трансляция 14 января 2019 г.
  9. ↑ Остин Рамзи (16 декабря 2013 г.). «Китай празднует лунный зонд и объявляет о планах возвращения» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 16 декабря 2013 года .
  10. ^ Риверс, Мэтт; Риган, Хелен; Цзян, Стивен (3 января 2019 г.). «Китайский луноход успешно приземлился на обратной стороне Луны, - сообщают государственные СМИ» . CNN . Дата обращения 3 января 2019 .
  11. ^ "Китай извлекает образцы луны Чанъэ-5 после сложной 23-дневной миссии" . SpaceNews . 16 декабря 2020 . Дата обращения 16 декабря 2020 .
  12. ^ a b c d Китайское планирование исследования глубокого космоса и Луны до 2030 года . (PDF) Сюй Линь, Цзоу Юнляо, Цзя Инчжуо. Космические науки, 2018, 38 (5): 591-592. DOI : 10,11728 / cjss2018.05.591
  13. ^ Предварительный план Китая Создание научно - исследовательской станции Lunar в ближайшие десять лет . Цзоу, Юнляо; Сюй, Линь; Цзя, Инчжуо. 42-я научная ассамблея КОСПАР. Состоялось 14–22 июля 2018 г. в Пасадене, Калифорния, США, Abstract id. B3.1-34-18.
  14. ^ "中法 将 开展 探 月 合作 ： 嫦娥 六号 搭载 法 方 设备" . guancha.cn . 26 марта 2019.
  15. ^ a b c d "Лунные планы для фазы IV" . Архивировано из оригинального 15 апреля 2019 года . Проверено 13 января 2019 .
  16. ^ a b c Лунная программа следующий план
  17. ^ a b c Джонс, Эндрю (5 августа 2020 г.). «Китай продвигается вперед с миссиями к Южному полюсу Луны и околоземным астероидам» . SpaceNews . Дата обращения 5 августа 2020 .
  18. ^ Будущие китайские лунные миссии. Дэвид Р. Уильямс, НАСА. Доступ 7 ноября 2019 г.
  19. ^ a b Китай заявляет о своих амбициях по колонизации Луны и построению «лунного дворца» . Эхо Хуанг, Кварц . 26 апреля 2018.
  20. ^ Китай готовит первую пилотируемую миссию на Луну . Бен Бланшар, независимый . 7 июня 2017.
  21. ^ Шен, Ронгджун; Цянь, Вэйпин (29 сентября 2012 г.). Материалы 26-й конференции по технологиям космических аппаратов TT&C в Китае . ISBN 9783642336621.
  22. ^ «Расположение Китая, размер, сухопутные границы, длина береговой линии и морские притязания» .
  23. ^ «Китай строит передовую сеть слежения за космическими кораблями и командную сеть» .
  24. ^ a b c Китай и Россия договариваются о сотрудничестве в области исследования Луны и дальнего космоса, а также в других областях. Архивировано 27 августа 2019 года в Wayback Machine GB Times . 2 ноября 2017.
  25. ^ Россия и Китай добавят лунные проекты в совместную программу космического сотрудничества . ТАСС , Россия. 11 июля 2018.
  26. ^ Китай и Россия договариваются о сотрудничестве по Луне и дальнему космосу . Джанет Р. Агилар, Tunisie Soir . 3 марта 2018.
  27. ^ Российское космическое агентство может расстаться с США, чтобы помириться с Китаем. Анатолий Зак, Популярная механика . 7 марта 2018.

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт CLEP
  • "Китайская программа исследования Луны - английский язык" . Жэньминь жибао онлайн . Проверено 21 января 2021 года .
  • Энциклопедия Astronautica
  • Научные цели китайского проекта исследования Луны Оуян Цзыюань
  • 我国 发射 首颗 探 月 卫星 专题
  • 嫦娥 探 月 专题
  • Сун Хуисиан (孙 辉 先), Дай Шоу (代 树 武), Ян Цзяньфэн (杨建峰), Ву Цзи (吴 季) и Цзян Чжаншан (姜 景山) (2005). «Научные цели и полезные нагрузки лунного спутника Chang'E-1» (PDF) . Журнал наук о Земле . 114 (6): 789–794. Bibcode : 2005JESS..114..789H . DOI : 10.1007 / BF02715964 . S2CID  128428662 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )