stringtranslate.com

Юйту (марсоход)

Yutu ( кит . :玉兔; пиньинь : Yùtù ; букв. «Нефритовый кролик») был роботизированным лунным вездеходом , который был частью китайской миссии «Чанъэ-3» на Луну . Он был запущен в 17:30 UTC 1 декабря 2013 года и достиг поверхности Луны 14 декабря 2013 года. [7] Миссия знаменует собой первую мягкую посадку на Луну с 1976 года и первый работающий там вездеход с тех пор, как советский Луноход-2 прекратил работу 11 мая 1973 года. [8]

Марсоход столкнулся с трудностями в работе к концу второго лунного дня [9] после того, как он успешно пережил и восстановился после первой 14-дневной лунной ночи. [10] Он не смог двигаться после окончания второй лунной ночи, хотя продолжал собирать полезную информацию в течение нескольких месяцев после этого. [11] В октябре 2015 года Юйту установил рекорд по самому длительному периоду работы для марсохода на Луне. [12] 31 июля 2016 года Юйту прекратил работу после 31 месяца, что намного больше его первоначально ожидаемого срока службы в три месяца.

Всего за время работы на Луне марсоход смог преодолеть расстояние в 114 метров. [13]

В 2018 году в рамках миссии «Чанъэ-4» был запущен марсоход « Юйту -2» , являющийся продолжением марсохода «Юйту» .

История

Полномасштабный макет марсохода «Юйту»
Полномасштабный макет марсохода «Юйту»

Лунный вездеход Yutu был разработан Шанхайским институтом аэрокосмической системной инженерии (SASEI) и Пекинским институтом системной инженерии космических аппаратов (BISSE). Разработка шестиколесного вездехода началась в 2002 году и была завершена в мае 2010 года. [ 14] [15] [16] Марсоход был развернут с посадочного модуля и исследовал лунную поверхность самостоятельно. Название марсохода было выбрано в ходе онлайн-опроса и является отсылкой к домашнему кролику Чанъэ , ​​богини Луны в китайской мифологии . [16]

Цели

Официальной целью миссии было осуществление первой в истории Китая мягкой посадки и исследования Луны, а также демонстрация и разработка ключевых технологий для будущих миссий. [17]

Научные цели «Чанъэ-3» в основном включали топографию лунной поверхности и геологическую съемку, состав лунного материала и исследование ресурсов, обнаружение космической среды Солнце-Земля-Луна и астрономические наблюдения на основе Луны. [17] «Чанъэ-3» выполнил первое прямое радиолокационное измерение структуры и глубины лунного грунта до глубины 30 м (98 футов) и исследовал структуру лунной коры до глубины в несколько сотен метров. [18]

Китайская программа исследования Луны была разделена на три основных этапа: [17]

Технические характеристики

В отличие от НАСА и ЕКА , Китайское национальное космическое управление мало раскрывает общественности информацию о своих миссиях, поэтому подробная информация о Чанъэ-3 ограничена. Аспекты конструкции Юйту и несколько его экспериментов, возможно, были основаны на марсоходах НАСА для исследования Марса . [19] [20] Считается, что конструкция его колес была в значительной степени вдохновлена ​​тем, что использовалось на российском марсоходе Луноход-1 . [20]

Масса марсохода Yutu составляет 140 кг (310 фунтов), а грузоподъемность — 20 кг (44 фунта). [1] [2] [21] Он меньше марсоходов Spirit и Opportunity и оснащен аналогичными приборами: панорамными камерами, инфракрасным спектрометром и рентгеновским спектрометром альфа-частиц (APXS). [8] [22] Yutu также оснащен роботизированной рукой для позиционирования своего APXS вблизи целевого образца. Кроме того, марсоход может передавать видео в реальном времени и имеет автоматические датчики для предотвращения столкновений с другими объектами.

Yutu был разработан для исследования площади в 3 квадратных километра (1,2 квадратных мили) в течение своей трехмесячной миссии, с максимальным расстоянием перемещения 10 км (6,2 мили). Энергия обеспечивалась двумя солнечными панелями , что позволяло марсоходу работать в течение лунных дней. В течение 14-дневных лунных ночей марсоход переходил в спящий режим , [23] во время которого отопление обеспечивалось радиоизотопными нагревательными устройствами (RHU) с использованием плутония-238 [24] и двухфазными жидкостными контурами. [17]

Научная полезная нагрузка

Марсоход «Юйту» был оснащен георадаром и спектрометрами для изучения состава почвы и структуры лунной коры под ней.

Георадар (GPR)

На днище марсохода был установлен георадар (GPR), что позволило провести первое прямое измерение структуры и глубины лунного грунта до глубины 30 м (98 футов), а также исследовать структуру лунной коры на глубине до нескольких сотен метров. [18]

Спектрометры

На марсоходе был установлен рентгеновский спектрометр альфа-частиц (APXS) [22] и инфракрасный спектрометр , предназначенный для анализа химического состава элементов лунных образцов. APXS был единственной полезной нагрузкой на роботизированной руке. [25]

Стереокамеры

На мачте марсохода, которая возвышается примерно на 1,5 м (4,9 фута) над поверхностью Луны, были установлены две панорамные камеры и две навигационные камеры, а также две камеры для избегания опасностей, установленные в нижней передней части марсохода. [26] Каждая пара камер использовалась для получения стереоскопических изображений [27] или для получения дальномерных изображений методом триангуляции .

Место посадки

Планируемым местом посадки был Sinus Iridum , заполненный лавой кратер диаметром 249 км (155 миль). Фактическая посадка состоялась на Mare Imbrium .
Изображение места посадки, полученное с помощью LRO , которое находится недалеко от перехода между светлыми и темными морями.
Крупным планом снимок LRO , сделанный 25 декабря 2013 года. Видны посадочный модуль (большая стрелка) и марсоход (маленькая стрелка).

«Чанъэ-3» приземлился 14 декабря 2013 года и вывел на орбиту марсоход «Юйту» спустя 7 часов 24 минуты. [28]

Планируемым местом посадки было объявлено Sinus Iridum . [29] Однако посадочный модуль приземлился в Mare Imbrium , примерно в 40 км (25 миль) к югу от кратера Лапласа F диаметром 6 км (3,7 мили) , [30] [31] на 44.1214° с.ш., 19.5116° з.д. (высота 2640 м) [32]

Операции

Валуны около кратера Цзывэй. Изображение получено марсоходом Юйту
Валуны возле кратера Цзывэй, сфотографированные марсоходом «Юйту»

Первый лунный день

Марсоход был успешно выведен из посадочного модуля и вошел в контакт с лунной поверхностью в 20:35 UTC, 14 декабря 2013 года. [33] 17 декабря 2013 года было объявлено, что все научные приборы, за исключением спектрометров, были успешно активированы, причем и посадочный модуль, и марсоход «функционировали так, как и ожидалось, несмотря на неожиданно суровые условия лунной среды». [2] С 16 декабря 2013 года по 20 декабря 2013 года марсоход оставался неподвижным, поскольку его системы были частично отключены. Прямая солнечная радиация подняла температуру на открытой стороне марсохода до более чем 100 °C, в то время как затененная сторона одновременно опустилась ниже 0 °C. [34]

К 22 декабря 2013 года Юйту завершил свою первоначальную научную миссию: сфотографировать посадочный модуль с нескольких разных углов, следуя примерно полукруговому маршруту с севера на юг от посадочного модуля, одновременно фотографируясь и снимая его на видео. Было опубликовано несколько таких изображений, включая стереоскопический вид посадочного модуля и видео марсохода в движении. Затем посадочный модуль и марсоход приступили к своим соответствующим научным миссиям. [27] [35] [36]

В дополнение к успешному развертыванию своей роботизированной руки, Yutu завершил диагностические проверки 23 декабря 2013 года, чтобы убедиться, что он готов к предстоящей лунной ночи, и переместился примерно на 40 метров к югу от посадочного модуля. [37] На следующий день посадочный модуль также начал диагностику. Посадочный модуль впервые вошел в состояние низкого энергопотребления около 11:00 утра, UTC+8 25 декабря 2013 года, позже переведенный марсоходом в 5:23 утра 26 декабря 2013 года для экономии энергии, поскольку посадочный модуль и солнечные панели марсохода не будут получать солнечный свет в течение 14 последовательных дней. Оба должны были выдерживать экстремальный холод двухнедельных лунных ночей. [23] [38]

Второй лунный день

11 января 2014 года, после лунной ночи, марсоход вышел из спящего режима [10] и завершил свою первую проверку лунного грунта 16 января 2014 года. [39] 25 января 2014 года, ближе к концу второго лунного дня, государственные СМИ Китая объявили, что марсоход подвергся «механической аномалии управления», вызванной «сложной средой лунной поверхности». [9] Планетарное общество сообщило, что марсоход не реагировал на команды с Земли должным образом, что сделало его неспособным «подготовиться к наступающей ночи должным образом». [40] [41] [42] [43] Позже стало очевидно, что марсоход получил неисправность цепи управления в своем приводном блоке, что помешало ему войти в нормальный режим покоя и сложить мачту и солнечные панели. [44] [45]

Третий лунный день

12 февраля 2014 года Центр управления прослушал все передачи от Юйту после того, как пережил свою вторую лунную ночь. Неудача попыток связи привела к тому, что он был объявлен постоянно неработоспособным. [46] 13 февраля он неожиданно восстановил связь с Центром управления. [47 ] [48] [49] Представитель лунной программы Китая Пэй Чжаоюй заявил, что, хотя Юйту и смог выйти на связь, «он все еще страдает от механической аномалии управления», что делает его неподвижным. [11]

Марсоход вошел в третий период гибернации 22 февраля 2014 года и продолжал оставаться неподвижным, в то время как серьезные технические неполадки сохранялись, что еще больше затрудняло научные операции. [50] Китайские космические ученые в конечном итоге установили, что схема управления вышла из строя, и это помешало Юйту войти в нормальный режим гибернации, как планировалось, [43] [44], но заявили, что георадар, панорамное и инфракрасное оборудование по-прежнему функционируют нормально. [50] [51]

14-й лунный день

В то время как любители-наблюдатели не смогли обнаружить передачи с посадочного модуля, китайские официальные лица сообщили, что аппарат все еще работал со своей УФ-камерой и телескопом, когда он вошел в свою 14-ю лунную ночь 14 января 2015 года. [52] [53] 18 апреля 2014 года Ван Цзяньюй, заместитель генерального секретаря Китайского общества космических исследований, заявил, что отказ был не механическим, а электрическим, и они пытались обойти его. Он также объяснил: «Температура на Луне значительно ниже нашей предыдущей оценки», добавив, что «некоторые компоненты могут страдать от «обморожения»». [54]

Двигатели выравнивания солнечных панелей Yutu не среагировали, в результате чего его солнечные панели остались полностью развернутыми, а не в запланированном изолирующем положении для сохранения тепла, когда он вошел в режим пониженного энергопотребления, подвергая свою внутреннюю электронику воздействию суровой внешней среды Луны. По мере того, как Yutu продвигался через последующие лунные ночи, он терял определенные возможности, [55] но успешно превысил свой ожидаемый трехмесячный срок службы. [56] Научные приборы Yutu , возможно, функционируют, но последующие научные данные были очень ограниченными, поскольку спектрометр NIR и георадар были ограничены тем же наблюдением, поскольку он был неподвижен. Управление полетами планировало продлить миссию Yutu до тех пор, пока он не прекратит выходить на связь, поскольку это предоставило бы ценные данные о выносливости его компонентов в лунной среде. [56]

Марсоход оставался работоспособным в декабре 2015 года и продолжал передавать данные каждый лунный день. [57] [58] [59]

К концу октября 2015 года «Юйту» установил рекорд по самому длительному периоду работы лунохода на Луне, хотя большую часть времени он провел в неподвижном состоянии. [60]

Конец миссии

3 августа 2016 года было сообщено, что марсоход прекратил связь с «Чанъэ-3», несмотря на попытки восстановить связь, что фактически завершило миссию. [61] [62]

Открытия

Георадар марсохода обнаружил доказательства наличия как минимум девяти отдельных слоев горных пород , что указывает на то, что в этом районе наблюдались удивительно сложные геологические процессы, а его состав отличается от мест посадки Аполлона и Луны. [63] [64]

15 апреля 2014 года миссия «Чанъэ-3», включая ее марсоход «Юйту» , стала свидетелем полного затмения Солнца Землей с поверхности Луны. [65]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Laxman, Srinivas (7 марта 2012 г.). «Чанъэ-3: Китай запустит первый луноход в 2013 году». Asian Scientist .
  2. ^ abc "Большинство научных инструментов Чанъэ-3 активированы". xinhuanet . 18 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 18 декабря 2013 г.
  3. ↑ Чжан (13 марта 2012 г.). «Китай начинает производство третьего лунного зонда». CRI. Архивировано из оригинала 21 октября 2013 г.
  4. ^ Кнапп, Алекс (30 ноября 2013 г.). «Китай откроет декабрь запуском зонда на Луну». Forbes . Архивировано из оригинала 14 декабря 2013 г.
  5. ^ "Chang'e-3 soft-lands on moon". xinhuanet . 14 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 17 декабря 2013 г.
  6. ^ "Китайский зонд Chang'e 4 снова переключается в спящий режим". China Daily . 13 февраля 2019 г.
  7. ^ "Китай высадил на Луну роботизированный марсоход Jade Rabbit". BBC. 14 декабря 2013 г.
  8. ^ ab Molnár, László (24 мая 2013 г.). «Чанъэ-3 раскрыт – и он огромен!». Pull Space Technologies . Архивировано из оригинала 6 июня 2017 г. . Получено 9 декабря 2013 г. .
  9. ^ ab "Первый китайский луноход столкнулся с "механической аномалией управления". Австралийская вещательная корпорация. 26 января 2014 г.
  10. ^ ab Boyle, Alan (12 января 2014 г.). «Китайский лунный модуль и марсоход просыпаются после недель сна». NBC News. Архивировано из оригинала 14 января 2014 г.
  11. ^ ab McKirdy, Euan (13 февраля 2014 г.). «Внизу, но не снаружи: Джейд Кролик возвращается из мертвых». CNN .
  12. ↑ Джефф Фауст (30 октября 2015 г.). «Китайский иммобилизованный марсоход прошел чисто образную веху». SpaceNews.
  13. ^ В фокусе Китая: модернизированный китайский луноход движется по обратной стороне Луны
  14. ^ 登月车构造原理 [Принцип конструкции лунного корабля] (на китайском языке). 新华网. 24 апреля 2008 г. Архивировано из оригинала 27 февраля 2009 г.
  15. ^ 中国首辆登月车工程样机 [первый в Китае инженерный прототип транспортного средства для посадки на Луну] (на китайском языке). 新华网. 24 апреля 2008 г. Архивировано из оригинала 27 февраля 2009 г.
  16. ^ ab Ramzy, Austin (26 ноября 2013 г.). «Китай отправит марсоход «Jade Rabbit» на Луну». The New York Times .
  17. ^ abcd SUN, ZeZhou; JIA, Yang; ZHANG, He (ноябрь 2013 г.). «Технологические достижения и роль продвижения миссии лунного зонда Chang'e-3». Science China . 56 (11): 2702–2708. Bibcode : 2013ScChE..56.2702S. doi : 10.1007/s11431-013-5377-0. S2CID  111801601. Архивировано из оригинала (PDF) 29 марта 2014 г. Получено 25 декабря 2013 г.
  18. ^ ab 欧阳自远：嫦娥三号明年发射将实现着陆器与月球车联合探测 [Оуян: Запуск Chang E III в следующем году позволит достичь совместного зонда спускаемого аппарата и вездехода] (на китайском языке). Синьхуа. 14 июня 2012 г. Архивировано из оригинала 17 июня 2012 г.
  19. ^ Covault, Craig (ноябрь 2013 г.). "Смелый план Китая по освоению Луны" (PDF) . Aerospace America (Американский институт аэронавтики и астронавтики). Архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2016 г.
  20. ^ ab Chen, Stephen (25 октября 2013 г.). «Китайский луноход слишком похож на Opportunity от NASA, говорят ученые». South China Morning Post.
  21. ^ "Китай рассматривает возможность пилотируемой высадки на Луну в 2025–2030 годах". Синьхуа. 24 мая 2009 года. Архивировано из оригинала 31 мая 2009 года.
  22. ^ ab "嫦娥三号"发射成功 将于5天后到达月球 [Чанъэ III будет успешно запущен за 5 дней, чтобы достичь Луны] (на китайском языке). Нетиз. 2 декабря 2013 г. абзац «月兔»将巡天观地测月. Архивировано из оригинала 13 декабря 2013 года . Проверено 9 декабря 2013 г.
  23. ^ ab "Луноход Юйту спит, когда наступает ночь". Синьхуа. 26 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г.
  24. ^ Макнатт, Ральф Л. младший (январь 2014 г.). «Радиоизотопные энергетические системы: Pu-238 и статус ASRG и путь вперед» (PDF) . Университет Джонса Хопкинса . Архивировано (PDF) из оригинала 28 марта 2014 г.
  25. ^ Пэн, В. К.; Ван, Х. И. (2014). Активный рентгеновский спектрометр, индуцированный частицами, для миссии марсохода ЧАН'Э-3 Юйту и его первые результаты (PDF) . 45-я конференция по науке о Луне и планетах (2014).
  26. ^ "Чанъэ 3". SPACEFLIGHT101 . Получено 2 декабря 2013 .
  27. ^ ab Lakdawalla, Emily (23 декабря 2013 г.). «Обновление Chang'e 3 с большим количеством фотографий: Yutu начинает лунное путешествие». Планетарное общество. Архивировано из оригинала 26 декабря 2013 г.
  28. ^ О'Нил, Иэн (14 декабря 2013 г.). «Китайский марсоход отправляется в путь! Юйту начинает миссию на Луну». Discovery News . CCTV. Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Получено 15 декабря 2013 г.
  29. ^ "Дневник Чанъэ 3". Заря . 6 декабря 2013. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014. Получено 9 декабря 2013 .
  30. ^ "Координаты посадки Чанъэ-3". Новости Китая . 14 декабря 2013 г.
  31. ^ Лакдавалла, Эмили ; Сток, Фил (декабрь 2013 г.). «Чанъэ-3 успешно приземлился на Луне!». Планетарное общество .
  32. ^ "NASA Images of Chang'e 3 Landing Site". NASA. 30 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 2 января 2014 г. Получено 1 января 2014 г.
  33. ^ "Марсоход Yutu "Jade Rabbit" отделяется от посадочного модуля на Луне". Youtube. 14 декабря 2013 г.
  34. ^ "Китайский Юйту "дремлет", просыпается и исследует". xinhuanet . 20 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 24 декабря 2013 г.
  35. ^ «Посадочный модуль и марсоход готовы к выполнению исследовательских задач». CNTV. 22 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 25 декабря 2013 г. Получено 24 декабря 2013 г.
  36. ^ "玉兔" 月球车机械臂投放测试成功 [Испытание запуска роботизированного вездехода "Кролик" прошло успешно]. Новости Китая (на китайском языке). 23 декабря 2013 г.
  37. ↑ Кларк, Стивен (27 декабря 2013 г.). «Китайский марсоход впадает в спячку, чтобы пережить холодную лунную ночь». Spaceflight Now.
  38. ^ "Китайский луноход играет мускулами". Синьхуа. 23 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г.
  39. ^ "Китайский марсоход Jade Rabbit исследует лунный грунт". BBC News . BBC. 16 января 2014 г.
  40. ^ Lakdawalla, Emily (25 января 2014 г.). «Плохие новости для марсохода Yutu». Planetary Society .
  41. ↑ Уилфред, Чан (28 января 2014 г.). «Китайский луноход Jade Rabbit, находящийся под угрозой исчезновения: «Спокойной ночи, человечество». CNN. Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 г.
  42. ^ Перроден, Фрэнсис (27 января 2014 г.). «Пекин, у нас проблема: первый китайский луноход Jade Rabbit отправляется в путь». The Guardian .
  43. ^ ab Shukman, David (27 января 2014 г.). «Китайский луноход Jade Rabbit в беде». BBC News . BBC.
  44. ^ ab Staff (3 марта 2014 г.). «Эксклюзив для Китая: неисправность цепи управления беспокоит китайский Yutu». Xinhua . Архивировано из оригинала 9 марта 2014 г.
  45. ^ Lakdawalla, Emily (3 марта 2014 г.). «Краткое обновление Yutu: немного больше подробностей о том, что мешает марсоходу двигаться». Планетарное общество .
  46. ^ "Марсоход Jade Rabbit 'объявлен мертвым'". BBC News . 12 февраля 2014 г.
  47. ^ "Китайский луноход Jade Rabbit 'может быть спасен'". BBC . 13 февраля 2014 г.
  48. ↑ Коллинз, Кэти (13 февраля 2014 г.). «Оно живо! Добро пожаловать обратно, Джейд Кролик». Wired . Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г.
  49. ^ Лакдавалла, Эмили (12 февраля 2014 г.). «Возможная надежда для Юйту: «Ситуация улучшается», но подробностей нет [ОБНОВЛЕНО]». Планетарное общество.
  50. ^ ab Кремер, Кен (23 февраля 2014 г.). «Луноход Yutu начал третью ночную спячку, но технические проблемы сохраняются». Вселенная сегодня .
  51. ^ Конг, Ван (23 февраля 2014 г.). «В центре внимания Китай: Непростой отдых начинается для проблемного китайского марсохода «Юйту»». Новости Синьхуа . Архивировано из оригинала 24 февраля 2014 г.
  52. ^ Китайский посадочный модуль «Чанъэ-3» в хорошем состоянии, наступила 14-я лунная ночь на spaceflight101.com
  53. ^ Хауэлл, Элизабет (9 сентября 2014 г.). «Китайский марсоход «Юйту» все еще жив, сообщают, поскольку опубликована лунная панорама». Universe Today . PhysOrg . Получено 2 октября 2014 г.
  54. ↑ Чен, Стивен, Последние усилия по спасению миссии пострадавшего китайского лунохода Jade Rabbit, South China Morning Post , 18 апреля 2014 г.
  55. ^ Агентство новостей Синьхуа (29 мая 2014 г.). «Китайский луноход жив, но слаб». SpaceDaily.
  56. ^ ab Fan, Wang (2 апреля 2014 г.). «Yutu продолжает работать после окончания ожидаемого срока службы». China Daily . Получено 9 апреля 2014 г.
  57. ^ "Китайский луноход жив, но слаб". icrosschina.com. Архивировано из оригинала 29 апреля 2015 года . Получено 16 июня 2014 года .
  58. ^ «Китайский луноход слабеет: конструктор». Октябрь 2014 г.
  59. ^ "Китайский луноход "Юйту" функционирует, но неподвижен". Space Daily. 4 марта 2015 г.
  60. ↑ An (29 октября 2015 г.). «Первый китайский луноход установил рекорд по самому длительному пребыванию». Xinhua. Архивировано из оригинала 2 ноября 2015 г.
  61. ↑ Арон, Джейкоб (3 августа 2016 г.). «Китайский луноход Jade Rabbit погиб после 31 месяца на поверхности». New Scientist . Получено 5 августа 2016 г.
  62. ↑ Стивен Кларк (4 августа 2016 г.). «Китайский марсоход Yutu погиб на Луне». Spaceflight Now . Получено 5 августа 2016 г.
  63. ↑ Уолл, Майк (12 марта 2015 г.). «История Луны удивительно сложна, обнаружил китайский марсоход». Space.com . Получено 13 марта 2015 г.
  64. ^ Сяо, Лонг (13 марта 2015 г.). «Молодой многослойный террейн северного Моря Дождей, обнаруженный миссией Chang'E-3». Science . 347 (6227): 1226–1229. Bibcode :2015Sci...347.1226X. doi :10.1126/science.1259866. PMID  25766228. S2CID  206561783.
  65. ^ "Солнечное затмение с Луны". Authint Mail . 7 апреля 2014 г. Архивировано из оригинала 13 апреля 2014 г.

Внешние ссылки