для чего используется китайский спутник цюэцяо сорочий мост
Связь с обратной стороной Луны — спутник-ретранслятор «Цэюцяо» (Сорочий мост)
Главное в сложном техническом проекте — организовать стабильную связь между всеми компонентами.
Вот и первой частью миссии «Чанъэ-4» была организация канала связи с аппаратами на обратной стороне Луны. Полгода назад началась эра ретрансляционной радиосвязи с обратной стороной Луны.
Как это было сделано, какие данные передаются между аппаратами на Луне (посадочный модуль и ровер) и спутником-ретранслятором за Луной, как организована далее связь с ЦУП на Земле (через центр космической связи) и с какими скоростями передачи данных — описано тут.
Канал связи — тонкая невидимая нить, связывающая обратную сторону Луны и Землю, которая должна быть легкой и простой в реализации, но и надежной с точки зрения отказов узлов, так как при отсутствии этого единственного канала связи — аппараты на обратной стороне Луны будут потеряны и предоставлены сами себе (на некоторое время автоматике).
Все началось с легенды.
Давным-давно на свете жил пастух по имени Нюлан.
Поскольку был он сиротой, жил долго в доме брата.
Невестка выгнала его, и жизнь накрыл сплошной туман.
Пустой карман, один лишь вол, не быть ему богатым.
Заговорил вдруг вол, сказав, что был созвездием Тельца
На небе, очень удивив Нюлана этой вестью,
И между прочим рассказал, что от Небесного Отца
Слыхал однажды о Звезде — Ткачихе он, небесной.
«Она спускается с небес, чтоб искупаться в ранний час,
По дивной красоте никто не может с ней сравниться.
Скорей одежду укради и не спускай с неё ты глаз,
Не дай умчаться ей домой, прекраснейшей царице!»
Спустившись к берегу реки, момент удачный уловив,
Пастух Нюлан, в один прыжок схватив скорей одежду
Звезды по имени Чжинюй, услышал нежный зов любви.
В душе его горел огонь сияющей надежды.
Вода речная так тепла, блаженно плавала Чжинюй,
Игривая волна её вдруг вынесла на берег.
Но нет одежды, и она, несчастья чуя глубину,
Бессильно села не песок, о, чем беду измерить?!
Вернуться надо срочно ей на небо звёздное, но как?
Вернуться голой? Не поймёт её Отец Небесный!
За что наказана она? А, может быть, ей подан знак?
Судьба изменчива, порой… ей стало интересно…
Нюлан, увидев, что Чжинюй, роняя слёзы, замерла,
А, устремив свой ясный взгляд на небо, зарыдала,
Не смог спокойно наблюдать её страдания, ведь зла
Звезде он не хотел совсем, тут болью сердце сжало.
Из-за кустов он вышел к ней, одежду протянув, сказал:
«Прошу, Чжинюй, прости, меня, не ведал я, что делал,
Возьми одежду, надоел, мне этот странный карнавал,
Но знай, люблю я всей душой тебя, такое дело…»
Чжинюй оделась и, взлетев, умчалась быстро в небеса.
Владыка Неба не узнал об этом приключение.
Нюлан ей сердце покорил, слезами полнились глаза.
Любовь земная – вот её отныне назначенье.
С небес спустившись вновь, Чжинюй с Нюланом счастье обрела,
И день, и ночь она ткала, а он работал в поле,
Любовью расцветала жизнь, в семье царил покой и лад.
Разгневался Тяньди*, узнав о жизни их привольной.
Жене своей он приказал Чжинюй вернуть и наказать
За своеволие её и разлучить с Нюланом.
Ванму** исполнила приказ, Владыка всё проверил сам.
Звезда Чжинюй опять горит, но с помощью обмана.
Нюлан помчался за женой, с собою сына взяв и дочь,
Небесный вол помог им всем взлететь скорей на небо.
Они в созвездии Тельца, никто не в силах им помочь
Догнать Чжинюй, они навек расстались так нелепо.
Разъединил их Млечный Путь – течёт небесная река,
Никак её не переплыть, Владыка тем доволен.
И поселилась в небесах в сердцах двоих навек тоска,
Друг друга видят, но, увы, не встретиться им боле.
Узнали о большой любви сороки и со всей земли
Слетелись, мост образовав сердцам двоих на радость.
Владыка Неба разрешил встречаться им лишь в день один –
Седьмого месяца, числа седьмого в каждый август.***
Встречаясь раз один в году, сердца их радостью полны.
Сорочий мост для встреч им дан по высшему веленью.
И после встречи целый год хранят любовь как дар весны,
В сердцах двоих она горит, даруя наслажденье.
*Тяньди — небесный владыка
** Ванму – небесная владычица
*** — Исчисление по григорианскому календарю
Одной из основных проблем при исследовании дальней стороны Луны является проблема, связанная с организацией связи, поскольку устройства на обратной стороне Луны не доступны для связи напрямую с Земли (обратная сторона никогда не видна с Земли из-за явления приливного захвата), поэтому для передачи сигналов по каналу «Земля обратная сторона Луны» необходим отдельный и специальный спутник-ретранслятор для связи.
С помощью спутника-ретранслятора планировалось выполнить задачи:
— организовать (первый в мире) канал передачи данных «обратная сторона Луны Земля»;
— организовать слежение за спускаемым аппаратом «Чанъэ-4» и передачу данных при выполнении аппаратом лунных маневров и процедуры посадки на обратную сторону Луны;
— передать в ЦУП на Земле полноценное управление спущенными на поверхность обратной стороны Луны аппаратами (модулем «Чанъэ-4» и ровером «Юйту-2»), используя подсистему слежения, телеметрии и передачи команд управления (TT&C — tracking, telemetry and command subsystem);
— получать научные данные независимо по отдельным каналам связи от спускаемого модуля «Чанъэ-4» и ровера «Юйту-2», пересылать эти данные в ЦУП на Земле;
— проводить собственные научные эксперименты (используя бортовой низкочастотный спектрометр) и передавать полученные научные данные в ЦУП на Земле;
— проводить съемку на бортовую фотокамеру космического пространства и передавать фотографии в ЦУП на Земле;
— поддерживать канал передачи данных «обратная сторона Луны-Земля» в работоспособном режиме не менее 5 лет после начала работы спутника на орбите за Луной (максимально расчетный срок службы — до 10 лет);
— программно-аппаратная часть спутника рассчитана для работы с оборудованием не только для одного проекта «Чанъэ-4», так как срок службы спускаемого модуля «Чанъэ-4» один год, а ровер «Юйту-2» рассчитан на работу в течение трех месяцев, но уже превысил почти в два раза это время, так что спутник-ретранслятор и после окончания проекта «Чанъэ-4» будет далее задействован в новых исследованиях и для организации каналов связи с новыми аппаратами на обратной стороне Луны.
Был разработан уникальный спутник-ретранслятор, который планировалось вывести на гало-орбиту вокруг особой гравитационно стабильной точки Лагранжа Земля-Луна L2, из которой он будет поддерживать прямую видимость с Землей и обратной стороной Луны в любое время, выдерживая перепад температур до 300 градусов Цельсия.
У инженеров Китайской академии космических технологий (CAST) было всего 30 месяцев на разработку спутника-ретранслятора.
В декабре 2015 года начались проектные работы, спустя два года уже был произведен финальный опытный образец спутника, который после испытаний и тестирования был подготовлен к запуску в космическое пространство.
Команда космических связистов работала совместно с группой ученых и инженеров, которые разрабатывали и реализовывали лунные аппараты для проекта «Чанъэ-4» — посадочный модуль «Чанъэ-4» и ровер «Юйту-2», связь с которыми была главной задачей их проекта.
На 2015 год у команды космических инженеров-связистов Китайской академии космических технологий уже был опыт в разработке спутников, аппаратуры дальней космической связи и управлением лунными космическими аппаратами:
В общем, 2018 год был очень напряженным у китайских космических связистов.
Но у них все получилось — 425-килограммовый спутник-ретранслятор под названием «Цэюцяо» (в переводе — «Сорочий мост») в Китайской академии космических технологий спроектировали, произвели на собственных мощностях (были подключены еще инженеры из Нидерландов для совместной научной дополнительной нагрузки — установки на спутник-ретранслятор специального низкочастотного телескопа-спектрометра) и запустили в установленный срок и с полным функционалом.
Для создания спутника-ретранслятора «Цэюцяо» была использована платформа CAST-100 от Китайской академии космических технологий, в ее проектировании и производстве были задействованы специалисты китайской компании DFH Satellite Co., Ltd. (DFHSat), которая тесно работает с CAST и принадлежит компании China Spacesat.
Спутниковая платформа CAST-100 включает в себя:
На спутниковую платформу CAST-100 были добавлены следующие системы в качестве полезной нагрузки (основной и дополнительной):
1) основная нагрузка — это радиоретранслятор.
Система радиоретранслятора спутника-ретранслятора «Цэюцяо» работает в X-диапазоне и в S-диапазоне.
X-диапазон используется для связи с посадочным модулем «Чанъэ-4» и ровером «Юйту-2» — организуются четыре канала со скоростью передачи данных:
Данные телеметрии TTC&C (USB+VLBI) передаются со скоростью 1000/2048 бит/с.
В состав радиоретранслятора входит уникальная параболическая антенна диаметром 4,2 метра, которая раскрывается как зонтик после выхода спутника-ретранслятора на рабочую орбиту.
2) дополнительная нагрузка:
Вот такая фотокамера установлена на спутнике-ретрансляторе:
Пример фотографии со спутника-ретранслятора:
Лазерный отражатель (чертеж):
Как раскрываются элементы спутника-ретранслятора (антенна, батареи и спектрометр):
С инженерами в лаборатории (для масштаба):
Антенна (слева сам блок антенны, справа уже на спутник установлена):
В раскрытом виде на тестах:
Научное оборудование (три антенны низкочастотного радиотелескопа, в раздвижном состоянии каждая из них длинной 5 метров):
Копия масштабом 1 к 3 спутника-ретранслятора в музее космонавтики:
Про параболическую антенну-зонтик и ее создание
Инженеры Китайской академии космических технологий разработали для спутника-ретранслятора несколько вариантов антенн, в том числе в форме зонтика диаметром 420 сантиметров в раскрытом виде.
В разработке и производстве такой антенны были задействованы… текстильные технологи и часовщики.
Только совместным трудом инженеров-связистов и специалистов часовой и текстильной промышленности в лаборатории Китайской академии космических технологий смогли решить непростую задачу по группированию мельчайших элементов металлической сетки антенны и ее 18-ти ребер, чтобы она могла находится в сложенном до нужных размеров для транспортировке и запуска состоянии, а в открытом космосе смогла развернуться как пляжный зонтик.
Элементы антенны выдерживают изменения температуры более 300 градусов по Цельсию.
В специальных стендовых лабораториях Китайской академии космических технологий были проведены десятки испытания и программ тестирования компонентов антенны и ее общей сборки, перед установкой на спутник-ретранслятор.
В состав антенны входит специальный приводной механизм для управления отслеживанием направления, который позволяет контролировать направление антенны в проектном диапазоне с шагом до 0,2°.
Визуализация развертывания антенны в космическом пространстве:
Проблемы, ограниченный бюджет на разработку и производство
В ходе разработки спутника-ретранслятора инженеры по возможности максимально унаследовали конструкцию телекоммуникационной системы проекта «Чанъэ-3», так что проблем в реализации плеча канала связи «Спутник-ретранслятор аппараты на обратной стороне Луны» почти не было.
Спутником-ретранслятором полученные и демодулированные данные от посадочного модуля «Чанъэ-4» и ровера «Юйту-2» объединяются в соответствии с протоколом связи и передаются в ЦУП на Землю через систему прямой космической связи.
Основная проблема в реализации плеча канала связи «Спутник-ретранслятор аппараты на обратной стороне Луны» была в том, что максимальное расстояние этого канала составляет около 80000 км, а затухание сигнала на таком расстоянии достигает 210 дБ. Поэтому, инженерам пришлось находить баланс между пропускной способностью канала связи, динамическим изменением положений трех аппаратов (спутника, посадочного модуля и ровера), а также системой управления мощностью радиоретранслятора.
Оптимальная рабочая схема у них получилась такая: данные телеметрии передаются при любом расстоянии от аппаратов на поверхности до спутника-ретранслятора, а вот передача научных данных (большие объемы данных) организована в том случае, когда ориентация двух устройств (спутник-ровер или спутник-посадочный модуль) относительно стабильна и мощности всех устройств хватает для организации канала с нужной пропускной способностью.
Например, антенны ровера «Юйту-2» необходимо настроить так, чтобы они указывали на спутник-ретранслятор, для корректной отправки и получения управляющих сигналов, в то время как солнечные панели ровера должны быть оптимально наклонены для попадания на них большого количества солнечного света, чтобы максимизировать выработку электроэнергии в момент совершения передачи данных.
В плече канала связи «Спутник-ретранслятор ЦУП на Земле» после выхода спутником-ретранслятором на гало-орбиту вокруг точки Лагранжа L2 системы «Земля-Луна» выполняется калибровка точности наведения ретрансляционной антенны (расстояние 480000 км).
В процессе калибровки ретрансляционная антенна спутника-ретранслятора направлена на Шанхайскую астрономическую обсерваторию Китайской академии наук. С Земли сигнал отслеживается с помощью наземной антенны с апертурой 65 метров. Результаты испытаний показывают, что ретрансляционная антенна с высоким коэффициентом усиления имеет отклонение наведения менее 0,1°, что удовлетворяет требованиям для данного проекта.
Спутник-ретранслятор проводит ежедневное самотестирование своих систем — проверяет ключевые функции и показатели эффективности (характеристики РЧ-модуляции, время сбора, задержка пересылки и формат данных) системы ретрансляции. Результаты тестирования отсылаются в ЦУП на Земле, где анализируются на соответствие проектным требованиям.
Калибровка и тестирование необходимы, так как у спутника-ретранслятора, находящегося на рабочей гало-орбите, из-за тепловой деформации и других факторов фактическая орбитальная ориентация антенны ретрансляционной связи будет иметь отклонения в наведении, которые необходимо корректировать и проверять их изменения.
Расчетная тепловая деформация элементов антенны (в мм) при разных температурах:
Расходы на проектирование, производство и запуск аппаратов миссии «Чанъэ-4» были жестко лимитированы. А возможности даже немножко превысить затраты — не то что не было, а наоборот, инженеры были мотивированы минимизировать части и элементы проекта, дорабатывать и расширять их функционал, чтобы уменьшить итоговую стоимость производства и сократить затраты.
Поэтому, спутник-ретранслятор был изначально спроектирован с относительно небольшим весом (425 кг), чтобы затраты на его производство и запуск были минимальны.
Были ли резервные спутники-ретрансляторы сделаны? Это интересный вопрос — как вариант, были сделаны несколько прототипов, но запущен был только один, самый проверенный.
Что будет, если в космическом пространстве спутник-ретранслятор выйдет из строя? Конечно, в его составе есть несколько дублирующих элементов, которые наиболее критичны для проекта — части бортового компьютера, системы электропитания и радиоретранслятора.
Если спутник достигнет своей рабочей орбиты за Луной, то тут уже его работоспособность будет максимальна и срок службы может составлять до 10 лет.
Самая большая проблема, которая может возникнуть у спутника-ретранслятора — это фатальное повреждение антенны, поэтому ее сделали в виде гигантского зонтика с сетчатым внутренним покрытием, которое микрометеориты могут повреждать, не выводя из строя функциональную часть. А шанс, что большой метеорит столкнется со спутником-ретранслятором очень небольшой.
Однако, если такое произойдет, то в течение 30 суток можно будет восстановить канал связи «Земля обратная сторона Луны», путем запуска нового спутника-ретранслятора и вывода его на рабочую орбиту за Луной.
У инженеров Китайской академии космических технологий были следующие новые задачи после создания спутника-ретранслятора:
21 мая 2018 года: с Китайского космодрома Сичан запущен спутник-ретранслятор «Цэюцяо» (Сорочий мост).
Цюэцяо
«Цюэцяо» (кит. упр. 鹊桥, пиньинь Quèqiáo, дословно переводится как «сорочий мост») — китайский искусственный спутник, служащий в качестве ретранслятора связи для китайской лунной станции «Чанъэ-4», которая совершила посадку на обратной стороне Луны и, следовательно, не может напрямую общаться с Землей. Спутник был запущен 20 мая 2018 года. Он достиг гало-орбиты вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна в середине 2018 года и начал работу по передаче данных после запуска «Чанъэ-4» в декабре 2018 года.
Характеристики
«Цюэцяо» — небольшой 425-килограммовый спутник, который использует платформу CAST-100 от Китайской академии космических технологий (CAST). Платформа стабилизирована по трём осям и питается от солнечных батарей. Движение обеспечивается четырьмя небольшими двигателями, работающими на гидразине, с тягой 130 ньютонов. Основной полезной нагрузкой является радиоретранслятор. Он имеет 4 канала в X-диапазоне для связи с посадочной станцией миссии «Чанъэ-4», совершившей посадку на обратной стороне Луны (скорость 256 килобит/с), и канал в S-диапазоне для передачи данных на Землю (скорость 2 гигабит/с). Ретранслятор использует параболическую антенну диаметром 4,2 метра, развёрнутую после выхода на орбиту.
На спутнике также находится Нидерландский низкочастотный экспериментальный радиотелескоп (NCLE), научный инструмент, разработанный ASTRON, который должен зафиксировать низкочастотное радиоизлучение, генерируемое во время появления первых звёзд и первых галактик через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва. Проведение этого эксперимента на «Цюэцяо» позволяет избежать радиопомех на низкой околоземной орбите. Длины волн ниже 30 МГц, характеризующие этот период развития Вселенной, блокируются земной ионосферой. На спутнике также установлен широкоугольный лазерный отражатель для измерения расстояния между космическим аппаратом и наземной станцией.
Вместе с орбитальным модулем к Луне были запущены два мини-спутника «Лунцзян-1» и «Лунцзян-2» (Longjiang) массой по 45 кг, разработанные Харбинским технологическим институтом. Они должны были находиться в тандеме на лунной орбите для проведения радиоинтерферометрического эксперимента со сверхдлинной базой. «Лунцзян-1» из-за неполадок в управлении вывести на окололунную орбиту не удалось. «Лунцзян-2» 25 мая 2018 года вышел на высокоэллиптическую окололунную орбиту с высотой апоселения 13 700 км и высотой периселения 350 км. «Лунцзян-2» несёт микрокамеру, разработанную в Саудовской Аравии. 2 июля 2019 года камера Inory Eye микроспутника «Лунцзян-2» сделала с орбиты Луны снимки полного солнечного затмения. 31 июля 2019 года в результате запланированного падения микроспутник «Лунцзян-2» разбился о поверхность Луны.
Миссия
«Цюэцяо» выведен на орбиту 20 мая 2018 года в 21:25 UTC с космодрома Сичан с помощью ракеты «Чанчжэн-4C». Он циркулирует по гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна. На этой орбите спутник, расположенный за пределами лунной орбиты (примерно 450 000 км от Земли и 65 000 км от Луны), может получать и передавать радиосигналы как с Земли, так и с обратной стороны Луны. Эта орбита, которая была определена специалистом по проектированию миссий НАСА Робертом Фаркуаром более 40 лет назад, использована для целей связи с обратной стороной Луны в первый раз.
27 ноября 2019 года начался процесс разворачивания трёх пятиметровых антенн Нидерландского низкочастотного экспериментального радиотелескопа (NCLE), но антенны развернулись не полностью. тем не менее в течение всей лунной ночи (14 земных суток), пока спят «Юйту-2» и «Чанъэ-4», исследования будут проводится с более короткими антеннами.
Великий поход Китая на Луну: запуск зонда-ретранслятора «Цюэцяо» и технический обзор планируемой китайской миссии «Чанъэ-4»
21 мая в 05.28 утра по местному времени (00.28 по мск) с помощью ракеты-носителя (РН) «Чанчжэн-4C» (русс. «Великий поход-4С») был запущен зонд-ретранслятор «Цюэцяо» (русс. «Сорочий мост»). Этот аппарат необходим для осуществления миссии «Чанъэ-4», которая предполагает первую в истории исследования космоса мягкую посадку на обратной стороне Луны.
Запуск «Цюэцяо» был произведён с космодрома Сичан (площадка LC-3). Через 25 минут после старта спутник-ретранслятор «Цюэцяо» отделился от ракеты-носителя и вышел на заданную орбиту со следующими параметрами: 200 км в перигее и 400 000 км в апогее.
Запуск РН «Великий поход-4С» с «Цюэцяо» и dslwp-A1/A2. Credit: CNSA.
Помимо основной нагрузки — спутника-ретранслятора, были запущены и два микроспутника dslwp-A1/A2.
Кстати, данный запуск является 275-м стартом ракеты-носителя семейства «Чанчжэн» и первым для «Чанчжэн-4» с космодрома Сичан.
«Сорочий мост» должен будет обеспечить связь на обратной стороне Луны. Компьютерная графика. Credit: CNSA.
К сожалению, технической информации о своих аппаратах Китай предоставляет не так уж и много. Такой подход роднит КНР с СССР, но, используя различные источники информации, можно относительно много узнать о планируемых или уже запущенных миссиях.
«Цюэцяо»
Без запуска «Сорочьего моста» невозможно представить работу миссии «Чанъэ-4», о которой будет сказано немного позже.
«Цюэцяо» является достаточно простым аппаратом, если судить по открытым источникам. Зонд должен будет выйти в точку Лагранжа L2 системы Земля-Луна, откуда и планируется обеспечивать связь.
Точка L2, где будет располагаться зонд-ретранслятор. Credit: CNSA.
Масса аппарата — 450 кг, источник энергии — солнечные батареи. Передача сигналов между аппаратами на Луне и ретранслятором будет осуществляться в X-диапазоне, между Землёй и аппаратом — в S-диапазоне. Для этого на зонде имеется 4,5-метровая антенна. Чжан Лихуа, специалист из Китайской корпорации космической науки и техники (CASC), поведал в своем интервью, что помимо своей основной антенны зонд имеет низкочастотный передатчик нидерландской разработки, позволяющий проводить в космосе некоторые эксперименты. Каких-либо других научных приборов, видимо, не имеется. Во всяком случае, о них не указано ни в русскоязычных, ни в китайскоязычных, ни в англоязычных источниках.
Как заявили в CNSA, зонд должен будет проработать достаточно долго, и другие страны смогут воспользоваться им в своих миссиях.
Схема достижения аппаратом «Цюэцяо» точки L2 системы Земля-Луна. Credit: CNSA.
Название спутника «Цюэцяо» переводится с китайского языка как «Сорочий мост». Это мост через Млечный Путь, который, если верить одной китайской легенде, образовали сороки, чтоб (по этой же легенде) Ткачиха и Пастух смогли встретиться.
«Чанъэ-4»
«Чанъэ-4» (кит. упр. 嫦娥四号) — новая китайская автоматическая межпланетная станция (АМС) для изучения нашего естественного спутника. Является частью китайской лунной программы. Миссии серии «Чанъэ» получили свое название в честь Чанъэ (Ханъэ), которая почитается в даосизме как богиня Луны.
«Чанъэ-4», что важно, является посадочным аппаратом, состоящим из основного посадочного модуля и лунохода. Особенность новой китайской миссии заключается в том, что она, как уже говорилось выше, должна будет совершить мягкую посадку на обратной стороне Луны. Если все пойдет удачно, то это будет первая в истории человечества мягкая посадка космического аппарата (да ещё и с луноходом) на обратной стороне нашего естественного спутника. Широта же места посадки должна стать наибольшей, нежели у всех остальных миссий, отправленных на Луну. Ведь планируемое место посадки находится в кратере Карман (лат. Von Karman), который расположен в бассейне Южный полюс — Эйткен.
Кратер Карман. Фотография была получена зондом NASA LRO. Credits: NASA/LROC.
Кстати, Бассейн Южный полюс — Эйткен сам является кратером, причём самым большим на Луне. Он очень древний и образовался после колоссального столкновения с Луной другого небесного тела приблизительно 4,2 миллиарда лет назад.
Масса посадочного лунного модуля — 1200 кг, лунохода — 140 кг. Источник питания — солнечные батареи.
Видимо, «Чанъэ-4» несильно отличается от «Чанъэ-3» по своей конструкции. «Чанъэ-3» (кит. упр. 嫦娥三号) — другая китайская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны. Эта АМС была запущена 1 декабря 2013 года и совершила первую в истории китайской космонавтики (и первую за 37 лет после советской АМС «Луна-24») мягкую посадку на Луну. Первоначально посадка на лунную поверхность была намечена на 16 декабря 2013 года в Заливе Радуги (лат. Sinus Iridum), который находится в Море Дождей (лат. Mare Imbrium), рядом с местом посадки советского «Лунохода-1» в 1970 году, однако она состоялась 14 декабря и на 400 километров восточнее от планируемой точки посадки.
Посадочный аппарат «Чанъэ-3», снятый «Юйту». Credit: CNSA.
Место посадки «Чанъэ-3». Стрелками отмечен посадочный модуль и луноход. Credits: NASA/LROC.
Посадочный аппарат имел следующие научные приборы: камеру коротковолнового УФ-диапазона, предназначенную для наблюдения земной ионосферы; 50-миллиметровый оптический телескоп ближнего УФ-диапазона Lunar-based ultraviolet telescope (LUT) системы Ричи — Кретьена; ряд камер для получения фотографий поверхности Луны и контроля работы лунохода «Юйту».
Посадочный аппарат миссии «Чанъэ-4» будет оснащён не хуже модуля «Чанъэ-3», имея на борту следующие приборы: посадочную камеру, ландшафтную камеру, панорамную камеру, нейтронный дозиметр, лунный проникающий радиолокатор, спектрометр и энергетический нейтральный атомный анализатор. Последний необходим для изучения воздействия солнечного излучения с лунной поверхностью. А ещё посадочный аппарат будет иметь контейнер с семенами растений и яйцами насекомых. На Луну будут доставлены семена картофеля (лат. Solanum tuberosum) и резуховидки Таля (лат. Arabidopsis thaliana). Насекомые же будут представлены видом тутовый шелкопряд (лат. Bombyx Mori). В камере будет поддерживаться определённая температура и освещённость. И в таких условиях растения смогут выделять при фотосинтезе кислород, а насекомые, поглощая этот кислород, будут выделять углекислый газ, который вновь будет поглощаться растениями для фотосинтеза. Такая система может существовать до тех пор, пока не отключится система жизнеобеспечения этой камеры. Исследование этой миниатюрной экосистемы позволит многое узнать о длительном воздействии микрогравитации и космической радиации (немного пониженной стенками камеры и посадочного модуля) на живые существа.
Миссия «Чанъэ-3», как и планируемая «Чанъэ-4», имела луноход, который получил название «Юйту», или «Нефритовый заяц» (кит. 玉兔 «Лунный заяц», «Нефритовый заяц»). Это был третий в мире луноход на поверхности нашего естественного спутника (после двух советских луноходов). К сожалению, «Юйту» сломался в первую же лунную ночь: солнечные батареи не закрылись полностью. Из-за этой поломки аппарат промёрз и не смог более передвигаться по Луне. Будем надеяться, что на этот раз китайская техника не подведет!
Луноход «Юйту». Credit: CNSA.
Луноход питался от двух панелей солнечных батарей. Он был оснащён двумя парами камер (навигационные и панорамные), альфа-рентгеновским и инфракрасным спектрометрами, чувствительные элементы которых были размещены на манипуляторе, а на его донной части был смонтирован радиолокатор, позволяющий изучать структуру грунта до глубины порядка 30 м и коры Луны до глубины в несколько сотен метров.
Масса лунохода «Юйту» в миссии «Чанъэ-3» — 140 кг. Масса лунохода в миссии «Чанъэ-4» составит уже 150 кг.
dslwp-A1/A2
Как уже упоминалось ранее, помимо основной нагрузки — спутника-ретранслятора, были запущены ещё два микроспутника dslwp-A1/A2. Масса каждого такого аппарата составляет 45 килограмм. Они будут проводить астрономические измерения в сверхдлинноволновом диапазоне, а Луна будет играть для них роль своеобразного щита, защищающего их от земных помех.
Запуск «Чанъэ-4» должен будет произойти в конце этого года. Будем надеяться, что всё пройдет гладко, ведь «Чанъэ-4» — уникальная миссия. Вновь человечество раздвинет свои горизонты, узнав много нового об этом прекрасном мире!