Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней

в 12:03, , рубрики: lunar day, moon, Yutu-2, астрономия, китай, космонавтика, космос, Научно-популярное, ровер, Чанъэ-4, Юйту-2

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 1

Лунный ровер «Юйту-2» проехал за третий лунный день 43 метра, добавив их к пройденным 44 (44.185) метрам в первый лунный день и 76 метрам (75.815) во второй лунный день. Итого пройдено 163 метра за три лунных дня. Это много или мало? И почему такое небольшое расстояние проезжает лунный ровер в этой миссии?

Третий лунный день для миссии «Чанъэ-4» — это период с 27 февраля 2019 года по 13 марта 2019 года:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 2

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 3

В настоящее время с 13 марта 2019 года оборудование посадочного модуля «Чанъэ-4» и ровер «Юйту-2» переведены в спящий режим до окончания третьей лунной ночи, чтобы пережить период крайне низкотемпературной среды на обратной стороне Луны.

Какая там поверхность на обратной стороне Луны?

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 4

Поскольку обратная сторона Луны также имеет более сложный рельеф, чем видимая с Земли сторона, то в процессе движения по поверхности ровер «Юйту-2» столкнулся с более серьезными двигательными проблемами и помехами, по сравнению с теми, с которыми ранее сталкивался его предшественник ровер «Юйту», отправленный на Лунную поверхность в 2013 году.

К сожалению, первый ровер «Юйту» миссии «Чанъэ-3», 25 января 2014 года был технически обездвижен (поломка элементов в результате столкновения) после преодоления 114,8 метра по сложной лунной поверхности.

Лунная поверхность в зоне высадки посадочного модуля «Чанъэ-4» изобилует складками, многочисленными камушками и небольшими кратерами, после совершения каждого своего небольшого движения, ровер «Юйту-2» должен остановиться, сфотографировать поверхность вокруг и отправить эти данные обратно на Землю через спутник-ретранслятор.

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 5

Ученые, операторы в ЦУПе и инженеры на Земле затем обрабатывают эти данные и намечают дальнейший маршрут, по которому ровер «Юйту-2» будет следовать далее.

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.

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 6

Шестиколесный ровер «Юйту-2»:

— общая масса ровера составляет около 140 кг (310 фунтов);
— грузоподъемность — около 20 кг (44 фунта);
— может перемещаться по наклонам и имеет автоматические датчики, предотвращающие столкновение с другими объектами;
— электроэнергией ровер обеспечивается с помощью двух солнечных батарей, позволяющих роверу работать в течение лунного дня;
— максимальная скорость 200 метров в час (данную скорость на Луне все равно не достигнуть – так как элементы на поверхности не дадут разогнаться и выведут из строя ровер раньше);
— максимальная площадь исследования – 3 кв. км;
— расчетное время работы – 3 месяца (2160 часов);
— максимальная расчетная дистанция – 10 км.

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 7

На данный момент прошло 70 дней (1680 часов) после высадки ровера «Юйту-2» на Лунную поверхность и 97 дней (2328 часов) после запуска с космодрома Сичан ровера «Юйту-2» в составе миссии «Чанъэ-4» на Луну.

Фактически, ровер «Юйту-2» уже выработал свой расчетный рабочий ресурс, но в случае успешного «пробуждения» после сна 27 марта 2019 года, планируется, что он будет продолжать заниматься исследованиями поверхности и на свой четвертый лунный день.

Но вот насколько хватит его возможностей в плане работоспособности — это уже сверх проектной нормы и будут начинаться проблемы или поломки в узлах и системах, так как большие перепады температуры, радиация, загрязнение и другие лунные внешние факторы будут влиять на его характеристики сильнее с каждым часом.

Траектория движения ровера «Юйту-2» в первый лунный день и часть второго лунного дня:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 8

Можно сверить по фото места посадки, которое сделал зонд NASA LRO с высоты 82 километров, разрешение 0,85 метра (33 дюйма) на 1 пиксель:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 9

На данный момент ровер «Юйту-2» находится на расстоянии более 80 метров по диагонали от посадочного модуля «Чанъэ-4» и проехал уже 163 метра после своей высадки.

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 10

Почему ровер «Юйту-2» так мало проехал?

Во-первых, это «боязнь» обездвижить ровер «Юйту-2» (и не повторить судьбу первого ровера «Юйту»), поэтому роверу «Юйту-2» необходимо передвигаться по поверхности Луны, старательно избегая препятствий. Каждое его сантиметровое движение нужно делать аккуратно и правильно. В ЦУПе миссии «Чанъэ-4» стараются избегать ситуации, при которой ровер «Юйту-2» перевернется, что означает, что он не сможет снова вернуться в рабочее положение. Солнечные панели на бортах лунного ровера «Юйту-2» очень хрупкие, они могут треснуть или покрыться пылью после падения, что приведет их в негодность.

Во-вторых, обратная сторона Луны чаще подвержена падению метеоритов, поэтому рельеф там очень сложный, на Лунной поверхности в зоне высадки очень много небольших кратеров и углублений, которые нужно объехать на максимально безопасном расстоянии, но все равно нужно двигаться дальше в поисках нужных для изучения элементов поверхности — больших камней и образований. А их поиск и исследование разных образований — это необходимые так же вынужденные и остановки для проведения исследований на одном месте с длительным временем остановки.

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 11

Таким образом, в первый и второй лунный день с помощью данных с бортовых камер ровера «Юйту-2» также дорабатывалась детальная карта зоны места посадки и возможного дальнейшего маршрута ровера, который оказался намного извилистее, чем планируемый ранее прямой путь.

В третий лунный день, ровер «Юйту-2» доехал до места с интересными для изучения образованиями на лунной поверхности — острые пики на поверхности, средние и большие отдельно стоящие камни.

Элементы ландшафта на обратной стороне лунной поверхности могут быть старше, чем подобные на видимой стороне, поэтому изучение грунта и камней на обратной стороне может пролить больше света на происхождение и эволюцию Луны.

Кто управляет ровером «Юйту-2»?

Телеметрия, данные с камер и научного оборудования, команды управления и круглосуточное слежение за параметрами ровера «Юйту-2» — это прерогатива инженеров аэрокосмического центра управления Китайской академия космических технологий.

В Китае Луна традиционно ассоциируется с женщинами, китайская программа исследования Луны тоже названа в честь богини Луны — Чанъэ, что подчеркивает вклад женщин-ученых и инженеров в развитие космических исследований.

В китайской легенде девушка по имени Чанъэ полетела на Луну и стала там богиней, но не может вернуться обратно на Землю, чтобы воссоединиться со своим мужем.

Девушкам-инженерам аэрокосмического центра управления Китайской академия космических технологий повезло больше – у многих из них есть возможность слетать «виртуально» на Луну и быть одновременно на Земле со своими близкими.

Оказывается, что женщины из инженерной команды по управлению и контролю ровера «Юйту-2» обладают более сильным чувством ответственности и усидчивостью, чем многие их коллеги мужчины, они более требовательны и наблюдательны к самым мелким деталям в процессе работы с ровером «Юйту-2». Поэтому, среди группы инженеров-операторов ровера «Юйту-2», они могут максимально проявлять научные и инженерные таланты в своей работе.

Проверка данных телеметрии с коллегой:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 12

Рабочее место оператора ровера «Юйту-2»:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 13

А теперь вернемся к роверу «Юйту-2».

Более трех миллиардов лет назад обратная поверхность Луны подверглась бомбардировке крупными астероидами и метеоритами, что вызвало глобальные изменение на ее поверхности, следы этого процесса и изучает ровер «Юйту-2».

Бортовые камеры ровера «Юйту-2» стационарные, для получения нужных изображений необходимо выполнять точное перемещение и регулировку горизонтального положения, а также компенсацию угла наклона самого ровера, что занимает у операторов в ЦУПе много времени. Ведь поверхность в зоне высадки ровера «Юйту-2» усеяна кратерами разных размеров, что очень затрудняет его безопасное передвижение.

Оказывается, ровер «Юйту-2» способен автоматически обходить некоторые препятствия, если перед ним будет большой камень или кратер, то он может самостоятельно остановиться и спланировать новый маршрут в обход этого места, в этом случае оператор в ЦУПе может зарегистрировать данную ситуацию и перестроить планируемый маршрут на новый.

Ровер «Юйту-2» также может подниматься по небольшим склонам и пересекать каменистую поверхность. Но основной фронт его работы — движение по плоской горизонтальной поверхности и лунному грунту.

Так что же это за такой прибор «спектрометр VNIS», установленный на борту ровера «Юйту-2»?

Лунный инфракрасный спектрометр VNIS (The Visible and Near-Infrared Imaging Spectrometer) был разработан в Шанхайском институте технической физики Китайской академии наук.

В спектрометре используется неколлинеарные акустооптические перестраиваемые фильтры, он состоит из видеоспектрометра VIS/NIR (0,45–0,95 мкм) и коротковолнового ИК-спектрометра (0,9–2,4 мкм), также в его составе есть калибровочный блок с защитой от пыли и загрязнений.

Спектрометр установлен спереди на борту ровера «Юйту-2», имеет следующие ограничения по позиционированию и работе с лунным материалом:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 14

Минералы, такие как пироксен, плагиоклаз, оливин и ильменит, которые составляют большую часть лунных поверхностных пород, имеют отличительные спектральные характеристики:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 15

Структурная схема работы спектрометра:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 16

Основные технические характеристики спектрометра:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 17

Внешний вид спектрометра:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 18

Геометрические размеры окна детекции:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 19

Данные, получаемые спектрометром:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 20

В третий лунный день ровер «Юйту-2» занимался получением научных данных с использованием бортового стационарного спектрометра VNIS (Visible and Near-Infrared Imaging Spectrometer), у которого ширина поля зрения датчика составляет всего несколько сантиметров, поэтому необходимо очень точно и аккуратно позиционировать ровер «Юйту-2», чтобы можно было выводить «глаз» спектрометра на нужный участок лунной поверхности получать корректные данные с оптимального расстояния.

После своей небольшой прогулке по Луне, ровер «Юйту-2» достиг интересной каменной «полянки», в центре которой был обнаружен большой камень диаметром 20 сантиметров. Ученых сразу заинтересовал эта находка, ее происхождение (метеорит, лунное образование) и процесс образования.

Общий вид панорамы поверхности во время поиска камней:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 21

Каменистая поверхность, до большого камня (его диаметр 20 сантиметров) расстояние 120 сантиметров:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 22

Увеличенное изображение большого камня:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 23

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 24

Работа со спектрометром:

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 25

Миссия «Чанъэ-4» — третий лунный день. Ровер «Юйту-2» в поисках… камней - 26

Далее, данные со спектрометром ровера «Юйту-2» передаются в аэрокосмический центр управления Китайской академия космических технологий, где они анализируются, хранятся и будут открыты научному обществу.

По объему данных тоже интересный момент, например, ровер «Юйту-2» после выполнения измерений с помощью спектрометра в четырех разных точках лунной поверхности передал общий объем данных размером 350 МБ.

Научные измерения элементов лунной поверхности и передачу данных с приборов ровера «Юйту-2» планируется продолжить в четвертый лунный день.

Автор: denis-19

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js