Folkrepubliken Kina fortsätter att arbeta med sina projekt inom raket- och rymdfältet. Det kanske mest vågade och ambitiösa är månutforskningsprojektet. Inom ramen för sitt eget månprogram har kinesiska specialister redan utvecklat och genomfört flera projekt och fortsätter att arbeta med nya rymdfarkoster. Inom en snar framtid kommer en annan enhet att skickas till månen. För första gången i den kinesiska astronautikens historia är det planerat att leverera prover av månjord till jorden.
Minns att den kinesiska raket- och rymdindustrin tog de första stegen i studien av jordens enda naturliga satellit för länge sedan. De första verkliga resultaten uppnåddes 2007. Den 24 oktober 2007 sjösattes uppskjutningsfordonet med rymdfarkosten Chang'e-1. Denna enhet och alla efterföljande utvecklingar av "månens destination" fick sitt namn för att hedra karaktären av kinesisk mytologi, som var direkt relaterad till månen (i vissa myter kallas Chang'e till och med månens gudinna). Några dagar senare gick månmodulen in i den angivna banan och började samla information om månytan. Under året undersökte enheten satellitytan, vilket var nödvändigt för att sammanställa den detaljerade tredimensionella kartan. Den 1 mars 2009 omvandlades Chang'e-1-produkten och föll på månytan.
Tungt skjutfordon "Changzheng-5" före den första lanseringen, november 2016. Foto av Chinese Academy of Space Technology / cast.org.cn
Den 1 oktober 2010 lanserades Chang'e-2-uppdraget. Den här gången var rymdfarkostens syfte att studera en given månens region, där den skulle göra en mjuk landning av nästa månmodul. Efter alla nödvändiga åtgärder fördes Chang'e-2-rymdfarkosten till L2 Lagrange-punkten (Earth-Moon-systemet) och skickades sedan mot asteroiden (4179) Tautatis. I slutet av 2012 togs bilder av en himlakropp, varefter forskningsfordonet gick ut i rymden.
En flyby av månen med en undersökning av dess yta var det första steget i det kinesiska månprogrammet. Som en del av den andra etappen föreslogs att leverera en landare med en rover ombord till en naturlig satellit. I början av december 2013 skickades Chang'e -3 -modulen till månen med Yuytu -månroveren (Jade Hare - Chang'es satellit). I mitten av månaden landade fordonet mjukt i ett visst område. Det är anmärkningsvärt att detta uppdrag gjorde Kina till det tredje land i världen som lyckades landa en forskningsapparat på månen. Tidigare var det bara Sovjetunionen och USA som kunde göra detta. Efter landningen löstes uppgifterna för Chang'e-3-uppdraget endast delvis på grund av olika tekniska problem.
Kinas raket- och rymdindustri förbereder för närvarande den tredje fasen av sitt månutforskningsprogram. Den här gången är rymdfarkostens uppgift inte bara att landa på satellitens yta, utan också att samla jordprover med deras efterföljande leverans till jorden. Denna uppgift är tänkt att lösas under Chang'e-5-uppdraget. Dessutom var det nödvändigt att utveckla en extra rymdfarkost "Chang'e-5T1" för att lösa några frågor.
Landningsmodulen för Chang'e-3-stationen. Foto Spaceflight101.com
Innan vi förberedde inför lanseringen av Chang'e-5-uppdraget beslutades det att genomföra förstudier med hjälp av den analoga stationen Chang'e-5T1. Till skillnad från en fullfjädrad automatisk månstation, innehöll produkten med bokstäverna "5T1" endast en servicemodul på DFH-3A-plattformen och ett nedstigningsfordon. Uppdraget var att flyga runt månen längs en given bana, följt av en återkomst till jorden och tappa nedstigningsfordonet. En sådan flygning var tänkt att visa potentialen hos rymdskeppet Chang'e-5 under utveckling, och var också nödvändig för att bestämma de nödvändiga modifieringarna.
Den 23 oktober 2014 sjösattes Changzheng-3C-uppskjutningsfordonet från Xichang-kosmodromen (Sichuan-provinsen) och förde rymdskeppet Chang'e-5T1 till en förutbestämd bana. Det tog ungefär fem dagar att flyga till månen och passera genom dess bana, varefter enheten gick tillbaka till jorden. Den 31 oktober tappade servicemodulen landaren, varefter den landade i den autonoma regionen Inre Mongoliet. Under de närmaste veckorna gjordes ett antal orbitaljusteringar, varefter Chang'e-5T1 gick tillbaka till månen. I slutet av november lanserades enheten i en bana nära L2 Lagrange -punkten, där den var planerad att behålla den för ny forskning.
I början av 2017 publicerade de kinesiska medierna information om det aktuella läget för Chang'e-5-projektet och de nuvarande planerna för rymdindustrin. Vid den här tiden hade den kinesiska nationella rymdförvaltningen och företagen inom raket- och rymdindustrin lyckats göra tillräckligt med framsteg när det gäller att förbereda ett framtida uppdrag. Dessutom fastställdes lanseringsdatum för det nya rymdfarkosten i januari. Så de första resultaten av det nya projektet bör tas emot i år.
Lunokhod "Yuytu" på månytan. Foto Spaceflight101.com
Enligt officiella rapporter kommer lanseringen av Chang'e-5-uppdraget att äga rum i november. I slutet av månaden kommer robotmånstationen att gå in i jordens satellitbana och sedan släppa landaren, som får i uppdrag att utföra ytforskning och samla prover. I avsaknad av allvarliga tekniska problem, i början av nästa år, kommer nya delar av regolit att vara i händerna på kinesiska forskare och i ganska stora mängder.
Enligt tillgängliga data kommer den automatiska stationen "Chang'e-5" att vara ett ganska stort och tungt komplex, bestående av flera huvudkomponenter. För att lösa alla tilldelade uppgifter kommer moduler med specialutrustning med en totalvikt på 8200 kg att användas. I detta avseende kommer lanseringen av stationen att utföras av en tungtransportraket "Changzheng-5".
Denna raket har en trestegsdesign och kan skjuta upp till 25 ton last i en jordbana. Motorer i olika steg och acceleratorer använder fotogen eller flytande väte med flytande syre som ett oxidationsmedel. I början av november förra året gjorde Changzheng-5-raketen sitt första flyg. Den andra och sista lanseringen hittills ägde rum den 2 juli i år. Båda gångerna lanserades raketerna från Wenchang Cosmodrome (ön Hainan). Nästa lansering är planerad till november. I det här fallet blir Chang'e-5-stationen nyttolasten för startbilen. I framtiden kan en raket av en ny typ användas igen inom ramen för månprogrammet.
För att lösa problemet med att samla månjord med efterföljande retur av prover till jorden bör rymdskeppet Chang'e-5 bestå av flera huvudkomponenter: en orbital-, landnings-, start- och returmodul. Dessutom publicerades tidigare information om möjligheten att använda en rover, men i framtiden beslutades tydligen att en sådan produkt skulle överföras till nästa uppdrag. Således kommer insamling av jordprover att utföras i omedelbar närhet av landaren. Det bör dock noteras att i detta fall kommer uppdraget framgångsrikt att bli ett verkligt genombrott för den kinesiska astronautiken.
Experimentell rymdfarkost "Chang'e-5T1". Figur Space.skyrocket.de
En av de största delarna av det lovande komplexet kommer att vara en orbitalmodul utformad för att säkerställa leverans av andra komponenter till månen och tillbaka till jorden. Den tar emot en cylindrisk kropp, på vars sidor solpaneler sätts ut under flygning. Modulen är också utrustad med ett kraftverk med bränsletankar, styrutrustning och ett hölje för anslutning till landningsmodulen. En separat returmodul kommer att placeras inuti höljet.
Enligt de publicerade bilderna kommer landaren att vara en plattform med flera lätta rörformiga stöd och en uppsättning specialutrustning. Det föreslås att utrusta den med solpaneler, ackumulatorer, kontroller och enheter för att samla jord. Taket på skrovet på denna produkt kommer att bli startskottet för startmodulen. Således kommer landaren att kunna samla prover och se till att de levereras till månbanan. Enligt rapporter kommer landarens totala massa att vara 1200 kg.
Det föreslås att man installerar ett markuppsamlingssystem på landarhuset med hjälp av slagborrningsprincipen. Med hjälp av ett rörligt stöd kommer borren till markens yta, varefter den kommer att kunna borra små hål i den. Speciella cylindriska behållare har utvecklats för transport av prover. Efter provet laddas behållaren hermetiskt och placeras i lämplig volym av startmodulen. Det hävdas att rymdfarkoster kommer att kunna föra 2 kg regolit till jorden.
Chang'e-5T1 nedstigningsfordon. Foto Wikimedia Commons
Landningsmodulen kommer att kunna utföra en del av forskningen direkt på plats. För detta är han utrustad med speciell utrustning. Ombord finns verktyg för analys av jordkomposition, en jordgasanalysator, en mineralspektrometer etc. För att styra driften av kontrollerade och automatiserade system tar modulen emot kameror, landningsobservationsanordningar och andra enheter.
Startmodulen som föreslås i Chang'e-5-projektet är en relativt kompakt och lätt enhet med eget kraftverk och styrsystem, samt ett fack för lastning av containrar med prover. Såsom följer av de publicerade uppgifterna kan nyttolastbehållare överföras till andra komponenter i komplexet. Detta är nödvändigt för att underlätta transporten av jord till jorden.
Den återvinningsbara modulen i Chang'e-5-stationen utvecklades med erfarenhet av att skapa och driva bemannade rymdfarkoster i Shenzhou-serien och måste därför ha lämplig form. Denna enhet kommer att ta emot utrustning för automatisk kontroll under oberoende flygning i rymden och efter att ha kommit in i atmosfären. Dessutom måste den returnerade modulen vara utrustad med termiskt skydd. Nedstigning i atmosfären, efter att ha bromsat till acceptabla hastigheter, kommer att utföras med en fallskärm.
Ur programmets komplexitet bör Chang'e-5-uppdraget skilja sig markant från sina föregångare, vilket först och främst är kopplat till de uppsatta målen. Lanseringsfordonet kommer att skjuta hela komplexet till en given bana, varefter det kommer att korrigera sin bana och gå till månen. I jordens satellitbana kommer dockning att ske, varefter landaren går till dess yta. Orbitalmodulen kommer i sin tur att förbli på sin bana och vänta på fordonet med en nyttolast.
Arkitekturen för den automatiska stationen "Chang'e-5". Figur Spaceflight101.com
Efter att ha nått månytan måste landaren förbereda sig för vidare arbete genom att installera solpaneler, borrigg, etc. Då blir hans uppgift att borra hål och samla prover med efterföljande lastning av behållare i startmodulen. När detta arbetsskede har slutförts kommer startmodulen, som använder sitt eget framdrivningssystem, att återvända till en bana. Landaren kommer att förbli på jordens naturliga satellit.
I en omloppsbana måste startmodulen automatiskt docka med den orbitala. Därefter överförs behållarna med proverna till den returnerade apparaten. Då kommer orbitalmodulen med återinträdesfordonet att kunna ändra banan och gå till jorden. På vissa, relativt små, avstånd från planeten kommer de att lossa. Orbitalmodulen kommer att brinna upp i atmosfären, medan den återvändande måste landa säkert i ett visst område och leverera prover till forskare.
Lanseringen av den nya automatiska månstationen är planerad till november i år. Alla uppdragens huvudstadier kommer att ta relativt kort tid, tack vare vilket återinträdesbilen kan leverera prover av månjorden i slutet av året. Rymdfarkosten Chang'e-5 kommer också att sätta ett slags rekord. Tidigare förde automatiska stationer från månen inte mer än några hundra gram sten, medan det kinesiska programmet innebär leverans av 2 kg på en gång.
Placering av borrutrustning. Figur Spaceflight101.com
I början av juni namngav kinesiska forskare landningsområdet för den nya stationens moduler. Landaren måste gå ner till Rumker Peak, som ligger i Ocean of Storms -regionen. Detta område av månytan har vulkaniskt ursprung och är relativt ung. Studier på plats och studier av de levererade proverna kommer att ge ny information om utvecklingen av erosionsprocesser, om kylning av berget och om deras interaktion.
Under flera år efter att Chang'e-5-modulen har återvänt med en mängd månjord ombord, kommer kinesisk vetenskap och industri att analysera erfarenheten av att använda den automatiska stationen och dra nödvändiga slutsatser. I framtiden kommer den befintliga utvecklingen att användas för att skapa ett nytt liknande komplex, som dock kommer att ha lite olika uppgifter. Av uppenbara skäl kommer utvecklingen av Chang'e-6-stationen att börja tidigast när uppdraget i november är klart.
Enligt vissa rapporter planerar Kina i nästa projekt av månprogrammet att göra en mjuk landning av en automatisk station, ombord, utöver sin egen stationära utrustning, kommer det att finnas en ny typ av månrover. Lanseringen av ett sådant komplex är fortfarande planerat till 2020, men det kan inte uteslutas att programschemat kommer att justeras på ett eller annat sätt.
Uppgiften för nästa steg i Kina: s månprogram kan vara att förbereda en bemannad flygning till en naturlig satellit på jorden. Förmodligen kommer kinesiska specialister till en början att utföra flera testuppdrag med hjälp av automatisering och fjärrkontroll, och först efter det kommer de att börja utveckla ett fullvärdigt bemannat rymdfarkoster. Av uppenbara skäl är tidpunkten för sådant arbete fortfarande okänd och är fortfarande inte förutsägbar. Tydligen kommer det första arbetet i denna riktning att börja tidigast i mitten av nästa decennium. Den första bemannade flygningen av kinesiska astronauter till månen respektive kommer att ske ännu senare.
Start av oberoende flygning av startmodulen. Figur Chinadaily.com.cn
Hittills har det kinesiska månprogrammet uppnått vissa framgångar. Flera automatstationer för olika ändamål har redan skickats till månen. De lyckades göra en mjuk landning och föra månroveren med forskningsutrustning upp till ytan. Om bara några månader kommer en station med utrustning för markforskning, samt för att samla och skicka den till jorden, till målet.
Projekten i familjen "Chang'e" skapades genom att gradvis utarbeta olika frågor och förbättra den redan färdiga utrustningen med dess parallella förändring för nuvarande uppgifter och behov. Tack vare detta var det på cirka 7 år möjligt att gå långt från att flyga runt månen till mjuk landning på dess yta. Det tog nästan tre år till för att förbereda sig för uppdraget, med återlämning av fordonet med proverna.
Det nya uppdraget startar om några månader, och än så länge har Kina all anledning att räkna med att det lyckas. Återlämningen av apparaten med prover av regoliten kommer att visa riktigheten i de idéer som ligger till grund för det senaste projektet för den automatiska månstationen, kommer att hjälpa till med vidareutveckling av rymdteknik och dessutom ge ny information om den naturliga satelliten jorden. Om det inom ramen för ett projekt kommer att vara möjligt att lösa alla uppsatta uppgifter kommer att bli känt inom en snar framtid.
