Chang'e 3

Chang'e 3
ID NSSDC	2013-070A
Objetivo da missão	Lua da terraModelo: Sonda Infobox / manutenção / objetivo
Cliente	CNSAModelo: Sonda Infobox / manutenção / cliente
Lançador	CZ-3BPredefinição: Sonda Infobox / manutenção / foguete portador
construção
Massa de decolagem	3,8 tPredefinição: Sonda Infobox / manutenção / massa de lançamento
Curso da missão
Data de início	1 de dezembro de 2013, 17:30 UTCModelo: sonda / manutenção / data de início da caixa de informações
plataforma de lançamento	Cosmódromo XichangModelo: sonda / manutenção / plataforma de lançamento da caixa de informações
Modelo: Sonda Infobox / manutenção / histórico 1 de dezembro de 2013 começar 2 de dezembro de 2013 Órbita de transferência 6 de dezembro de 2013 Alcançando uma órbita lunar 14 de dezembro de 2013 Pousando na lua 25 de janeiro de 2014 Falha na unidade do rover 13 de fevereiro de 2014 Rover envia dados 3 de agosto de 2016 Falha do rover aproximadamente 2040 Fim da vida útil planejada da bateria de radioisótopo do módulo de pouso.

Chang'e 3 ( chinês 嫦娥三號 / 嫦娥三号, Pinyin Chang'e SANHAO ) é a terceira sonda lunar da Agência Espacial Nacional da China (CNSA), como parte do programa lunar da República Popular da China . As duas sondas anteriores Chang'e 1 e Chang'e 2 eram orbitantes , Chang'e 3 pousou com sucesso na lua e lançou o rover lunar Jadehase (Yutu,玉兔). O módulo de pouso Chang'e 3 ainda está ativo e fornecendo dados.

Os nomes referem-se à deusa da lua chinesa e seu companheiro .

História da missão

Em 1 de dezembro de 2013, às 17:30 UTC, lançou o Chang'e 3 a bordo de um foguete do tipo Longa Marcha 3B do Centro de Lançamento de Satélites de Xichang em órbita da Terra. 20 minutos após a decolagem, a sonda , que pesa 3,8 t com o combustível, se separou do foguete. Da órbita terrestre, a sonda girou em uma órbita de transferência. A mudança para a órbita lunar no dia 6 de dezembro foi preparada com três manobras corretivas, após uma manobra de frenagem uma órbita circular em torno da lua com uma altitude de 100 km. Após a redução do periseleno para 15 km, outra manobra de frenagem iniciou o pouso. Durante os últimos 12 minutos da descida, a sonda então agiu de forma totalmente autônoma e independente, procurando um local de pouso adequado.

Chang'e 3

Posição de pouso de Chang'e 3 na superfície lunar

Imagem de Galileu com a posição de pouso de Chang'e 3

O pouso suave ocorreu em 14 de dezembro às 13:11:18 UTC, uma órbita antes do planejado originalmente e, portanto, 250 km a leste do Sinus Iridum no Mare Imbrium a 44,115 ° N 19,515 ° W. Imagens ao vivo da descida foram transmitidas . Seis horas depois, o rover (massa 140 kg) deixou o módulo de pouso por meio de uma rampa. Para gerar energia nas noites lunares , Chang'e 3 tem um gerador de radioisótopo a bordo, que é alimentado no dia lunar pela energia dos dois painéis solares. O moon rover Jadehase só tem painéis solares e não funciona durante as noites de luar. Ele tem um elemento de aquecimento radionuclídeo a bordo para proteger contra o frio da noite .

Para apoiar a sonda, a China trabalhou com a ESA , que forneceu a rede de antenas ESTRACK para receber os sinais de rádio e para a fase de voo . A ESA também ajudou a determinar a posição durante o pouso. A China agora tem instalações próprias suficientes para operar a sonda.

Em 25 de dezembro de 2013, o espectrômetro APX (espectrômetro de raios-X induzido por partículas ativas) do rover lunar Yutu foi usado pela primeira vez para determinar a composição química da superfície da lua. É um espectrômetro de raios-X que determina a porcentagem da composição química de rochas e rególitos lunares usando espectroscopia de fluorescência de raios-X e emissão de raios-X induzida por partículas ( PIXE ).

Entre 27 de janeiro e 13 de fevereiro de 2014, apareceram relatos da mídia sobre mau funcionamento do rover Yutu e problemas para reativá-lo após a segunda noite lunar. Porém, foi possível restabelecer o contato com o dispositivo. Em 10 de março de 2014, após a terceira noite lunar, Yutu relatou novamente de sua posição permanente.

Em 3 de agosto de 2016 foi anunciado que a Coelhinha Jade finalmente deseja "boa noite". Embora o Yutu tenha sido projetado para apenas três meses, o rover explorou a lua por 31 meses.

O telescópio ultravioleta baseado em Luna (LUT) dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências no módulo de aterrissagem, por outro lado, ainda está ativo (em agosto de 2021). Uma vez que é construído em uma câmara para proteger contra a poeira lunar eletrostaticamente carregada , cuja eclosão é fechada ao nascer e pôr do sol - a poeira lunar sobe cada vez mais nas bordas claro-escuro - até agora não houve depósitos de poeira nos espelhos do telescópio Ritchey-Chrétien-Cassegrain . O ²³⁸ Pu na bateria do radionuclídeo do módulo de pouso deve durar cerca de 30 anos e, a menos que ocorram incidentes imprevistos, os astrônomos podem fazer suas observações na faixa quase ultravioleta (400-300 nm) durante todo esse tempo .

Para a missão Chang'e 3, o sistema TT&C do programa lunar foi expandido nos anos de 2009–2012 para que as estações espaciais militares em Kashgar e Giyamusi abordem dois alvos diferentes ao mesmo tempo, ou seja , podem controlar o módulo de pouso e o rover ao mesmo tempo. O ângulo de visão do telescópio ultravioleta pode ser alterado por um espelho plano montado na frente da abertura de incidência de luz e girável livremente por meio de uma suspensão cardânica . Quando os astrônomos desejam examinar um determinado objeto no espaço, eles informam as estações espaciais profundas por meio do centro de controle de satélites de Xi'an , que então emitem os comandos de controle apropriados. O sensor AIMO CCD fabricado pela britânica e2v (antiga English Electric Valve Company , desde 2017 Teledyne e2v ) envia as imagens gravadas sempre que houver contato visual com a China para as estações terrestres civis em Miyun e Kunming , que são atribuídas durante as missões lunares receber o tráfego de downlink das cargas científicas.

Resultados

Imagem LRO com o local de pouso na fronteira entre o solo de basalto mais escuro e mais claro

Foto LRO de 25 de dezembro de 2013 com o módulo de pouso (seta grande) e o rover (seta pequena)

Cratera Zi Wei, cuja borda oriental foi estudada

Através dos espectrográficas gravações da superfície lunar, tiradas em 1994 por da NASA Clementine sonda , em 1998/99 pelo Lunar Prospector (também NASA), em 2008/2009 pela Chandrayaan-1 da Organização Indiana de Pesquisa Espacial e acima de tudo pela Chang'e 1 e Chang Quando 2 foram feitos, já se tinha uma ideia bastante boa da composição mineralógica das camadas superiores da lua. O local de pouso de Chang'e 3 foi cuidadosamente escolhido na borda de uma pequena cratera de apenas 27-80 milhões de anos (relativamente recente) com um diâmetro de cerca de 450 m, onde o impacto do meteorito na época lançou material de 40- 50 m de profundidade à superfície teria. No lado leste desta cratera, oficialmente chamada de Zǐwēi (紫微, literalmente "Área Proibida Púrpura", que significa "Área do Palácio Imperial") desde 5 de outubro de 2015 , o Rover Yutu percorreu um total de 114 metros. Durante sua jornada, o Jade Hare aproximou-se da borda da cratera em um curso mais ou menos em forma de J, parando 8 vezes para fazer as medições, além de paradas ocasionais para fotos.

Entre 2015 e 2020, vários geólogos analisaram os dados fornecidos pelo radar de penetração no solo do rover. Logo ficou claro que abaixo do local de pouso havia uma camada de regolito de dois a três metros de espessura , seguida por uma camada de basalto muito mais espessa com uma quantidade notavelmente grande de óxido de titânio. Abaixo dela, na faixa de medição de 140 metros de profundidade, após outra camada de regolito, existe uma segunda camada de basalto com uma composição diferente. Após uma análise mais aprofundada dos dados, Yuan Yuefeng (袁悦锋) e Zhu Peimin (朱培民) da Universidade Chinesa de Geologia em Wuhan publicaram um artigo na Geophysical Research Letters em 17 de agosto de 2020 , no qual eles mostraram que a primeira camada de basalto consiste de três, cada fluxo de lava com 8 a 12 m de espessura, que remonta a eventos da era eratóstênica cerca de 1,1 a 3,1 bilhões de anos atrás. A segunda camada de basalto sob a camada intermediária de paleorregolito, cujo início eles foram capazes de estabelecer a uma profundidade de 55 m, consiste em lava da Idade Imbriana cerca de 3,1 a 3,8 bilhões de anos atrás, que fluiu na direção oposta ao Sul.

Particularmente interessantes são os resultados das gravações espectrográficas que o rover fez em quatro pontos com a ajuda de seu espectrômetro infravermelho ( Visible and Near-infrared Imaging Spectrometer ou VNIS) e seu espectrômetro de raios-X de partícula alfa ( Active Particle -uced X- espectrômetro de raios ou APXS) a superfície lunar feita. Foram detectados os principais elementos ferro , titânio , magnésio , alumínio , silício , potássio e cálcio , bem como algumas substâncias residuais. A composição percentual do solo em termos de óxido ferroso (extremamente alto), óxido de cálcio (alto), dióxido de titânio (médio), óxido de alumínio (pouco) e dióxido de silício (muito pouco) contrastou fortemente com as amostras de solo obtidas por The Apollo astronautas foram trazidos de volta à Terra, mas correspondiam ao que os pesquisadores de Ling Zongcheng (凌宗成) do Instituto de Ciência Espacial da Universidade de Shandong esperavam após as imagens feitas pelas sondas anteriores da órbita lunar para este lugar. Isso mostrou a utilidade do reconhecimento de longo alcance em uma área ampla usando sondas orbitais e provou sua confiabilidade.

O local de pouso foi oficialmente denominado Guǎnghán Gōng (廣寒宮 / 广寒宫 - "Palácio do Grande Frio") em 5 de outubro de 2015 , em homenagem ao palácio da lua na mitologia chinesa, no qual Chang'e e Yutu viviam.

A determinação da densidade do radical hidroxila na atmosfera muito tênue ou exosfera da lua trouxe um resultado bastante desagradável . Wang Jing (王竞) a partir da Estação de Xinglong dos astronômicos Observatórios Nacionais da Academia Chinesa de Ciências , juntamente com vários colegas, analisaram o espectro do fundo em 498 imagens tomadas pela Ultraviolet Telescope à base de Luna (LUT) durante o lunar dias de estrelas brilhantes como Thuban , Kochab etc. A linha espectral do radical OH, que é criada pelo impacto da radiação ultravioleta nas moléculas de água geradas pelo vento solar, está em 308,7 nm, ou seja, na faixa de observação do sensor CCD no telescópio de 15 cm. Depois de processar os dados e eliminar as fontes de erro, o grupo de Wang Jing chegou à conclusão de que existem menos de 10.000 radicais hidroxila por centímetro cúbico na exosfera da lua, ou seja, 2 ordens de magnitude a menos que os 1.000.000 radicais encontrados em Remote observações com o Telescópio Espacial Hubble encontrados, e 6 ordens de magnitude a menos do que o orbitador indiano Chandrayaan-1 encontrou. Isso significa que há, pelo menos no Palácio do Grande Frio, significativamente menos água na lua do que se supunha anteriormente.

Com uma microbalança de cristal de quartzo montada na sonda, desenvolvida por Yao Rijian (姚 日 剑), Wang Yi (王 鹢) e outros em 2009 no Instituto de Pesquisa 510 da Academia Chinesa de Tecnologia Espacial em Lanzhou , a quantidade da Sonda mediu a poeira lunar depositada, financiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais e, a partir de 2016, pelo Departamento de Desenvolvimento de Armas da Comissão Militar Central . Após uma análise completa e consideração das características especiais da sonda, os cientistas do grupo de pesquisa da poeira lunar no Instituto 510 (510 所 月 尘 测量 技术 研究 团队) publicaram seus resultados no Journal of Geophysical Research : Planets em 2 de agosto, 2019 . A uma altura de 190 cm acima da superfície lunar no norte do Mare Imbrium , 0,0065 mg de poeira lunar por centímetro quadrado foi depositado na sonda imóvel durante doze dias lunares (isto é, "explodido" puramente pelo vento solar), que corresponde a uma taxa de deposição anual de cerca de 21,4 μg / cm². Esta foi a primeira vez que essas medições de longo prazo foram realizadas diretamente na superfície lunar e não da órbita. Os dados obtidos serão agora incorporados às medidas de proteção contra poeira para futuras sondas lunares na Academia Chinesa de Tecnologia Espacial.

Em janeiro de 2016, 35 gigabytes de material de imagem que foram gravados com as câmeras de Lander e Rover foram publicados.

Veja também

• Lista de sondas espaciais
• Cronologia das missões lunares
• Viagem espacial da República Popular da China
• Lista de objetos feitos pelo homem na lua

literatura

• Chang'e-3. In: Bernd Leitenberger: Com sondas espaciais para os espaços planetários: Novo começo até hoje 1993 a 2018 , Edição Raumfahrt Kompakt, Norderstedt 2018, ISBN 978-3-74606-544-1 , pp. 357–362

Links da web

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• Bernd Leitenberger: Chang'E , 23 de dezembro de 2013, acessado em 18 de maio de 2014 . 
• Rádio China Internacional : as viagens espaciais da China em foco, trecho da entrevista coletiva para a missão Chang'e-3 com Wu Weiren, projetista-chefe do programa lunar chinês. 19 de dezembro de 2013, acessado em 5 de janeiro de 2014 . 

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