Chang'e 5

Chang'e 5 ( chino :嫦娥五号; pinyin : Chang'e wǔhào [nota 1] ) es el quinto exploración lunar misión del Programa de Exploración Lunar chino , y China, primera lunar 's misión de retorno de muestras . [10] Como sus predecesores, la nave espacial lleva el nombre de la diosa china de la luna Chang'e . Se lanzó a las 20:30 UTC el 23 de noviembre de 2020 desde el sitio de lanzamiento de la nave espacial Wenchang en la isla de Hainan , aterrizó en la Luna el 1 de diciembre de 2020, recolectó ~ 1731 g (61,1 oz) demuestras lunares (incluso de un núcleo de ~ 1 m de profundidad), [11] [12] y regresaron a la Tierra a las 17:59 UTC del 16 de diciembre de 2020.

Chang'e 5
Chang-e-5-ensamblaje-CG-1-Cropped.jpg
Sonda Chang'e 5 separándose del lanzador (impresión del artista)
Tipo de misiónRetorno de la muestra lunar
OperadorCNSA
ID COSPAR2020-087A
SATCAT no.47097
Duración de la misiónMisión principal: 22 días, 21 horas, 29 minutos
Misión extendida: 194 días, 1 hora, 1 minuto
Propiedades de la nave espacial
FabricanteEMITIR
Masa de lanzamiento8.200 kg (18.100 lb) [ cita requerida ]
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento23 de noviembre de 2020
20:30 UTC
24 de noviembre de 2020
04:30 CST [1]
Cohete5 de marzo largo
Sitio de lanzamientoWenchang
ContratistaCALT
Fin de la misión
Fecha de aterrizaje16 de diciembre de 2020
17:59 UTC
Cápsula de regreso
Lugar de aterrizajeMongolia Interior , China
Orbitador lunar
Inserción orbital28 de noviembre de 2020
12:58 UTC [2]
Parámetros orbitales
Altitud de periapsis400 km (250 millas) [2]
Módulo de aterrizaje lunar
Fecha de aterrizaje1 de diciembre de 2020
15:11 UTC [3]
Lanzamiento de retorno3 de diciembre de 2020
15:10 UTC
Lugar de aterrizajeMons Rümker , región de Oceanus Procellarum 43.0576 ° N 51.9161 ° W [4] [5]
43 ° 03′27 ″ N 51 ° 54′58 ″ O /  / 43,0576; -51.9161Coordenadas : 43 ° 03′27 ″ N 51 ° 54′58 ″ O / 43.0576 ° N 51.9161 ° W / 43,0576; -51.9161
Masa de muestra1.731 g (61,1 onzas) [6]
Acoplamiento con muestra ascendente
Fecha de atraque5 de diciembre de 2020, 21:42:00 UTC [7]
Fecha de desacoplamiento7 de diciembre de 2021, 23:41:31 UTC [7]
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Chang'e 6  →
 
Chang'e 5
Chino simplificado嫦娥 五号
Chino tradicional嫦娥 五號
Transcripciones
Mandarín estándar
Hanyu PinyinCháng'é wǔhào

Chang'e-5 misión es la primera misión lunar de retorno de muestras realizada por la humanidad en más de cuatro décadas desde que la Unión Soviética 's Luna 24 en 1976. Al completar la misión, China se convirtió en el tercer país de devolver las muestras de la Luna después de la Estados Unidos y la Unión Soviética .

El Programa de Exploración Lunar de China tiene cuatro fases, con avances tecnológicos incrementales: [13] [14]

  • Fase uno : orbitando la Luna, completado por Chang'e 1 en 2007 [15] y Chang'e 2 en 2010.
  • Fase dos : aterrizaje suave y despliegue del rover en la Luna , completado por Chang'e 3 (2013) [16] y Chang'e 4 (lanzado en diciembre de 2018, aterrizó en el lado opuesto de la Luna en enero de 2019). [17]
  • Fase tres : devolución de muestras lunares, completada por Chang'e 5. La copia de seguridad de Chang'e-5, la misión Chang'e 6 , es también una misión de devolución de muestras lunares.
  • Fase cuatro : utilización de recursos in situ y construcción de una estación de investigación lunar internacional cerca del polo sur lunar . [13]

El Programa de Exploración Lunar chino finalmente conducirá a las misiones tripuladas en la década de 2030. [13] [14]

Componentes

La combinación Chang'e-5 Lander y Ascender en la fábrica

La misión Chang'e-5 consta de cuatro módulos o componentes:

  • Lander : aterrizó en la superficie lunar después de separarse del Orbiter , instalado con un taladro y un dispositivo de recogida. El Ascender está en la parte superior del Lander.
  • Ascender : después del muestreo, las muestras lunares se han transportado a un contenedor dentro del Ascender. El Ascender se lanzó desde la superficie lunar a las 15:11 UTC, el 3 de diciembre de 2020, seguido de un encuentro automático de la órbita lunar y el acoplamiento con el Orbiter. Después de transferir la muestra, el Ascender se separó del Orbiter, se desorbitó y volvió a caer en la Luna a las 22:49 UTC, el 6 de diciembre de 2020, para evitar convertirse en basura espacial .
  • Orbitador : después de las muestras transportadas desde el Ascender al Orbiter, el Orbitador dejó la órbita lunar y pasó ~ 4.5 días volando de regreso a la órbita de la Tierra y liberó el Retornador ( cápsula de reentrada ) justo antes de su llegada.
  • Retornado : El Retornado realizó un reingreso de salto para rebotar en la atmósfera una vez antes de reingresar formalmente.

Los cuatro componentes se lanzaron juntos y volaron a la Luna como una unidad combinada. Después de alcanzar la órbita lunar (14:58 UTC, el 28 de noviembre de 2020), el Lander / Ascender se separó de los módulos Orbiter / Returnner (20:40 UTC, el 29 de noviembre de 2020) y descendió a la superficie de la Luna (15 : 13 UTC, el 1 de diciembre de 2020). Una vez recolectadas las muestras, el Ascender se separó del Lander (15:11 UTC, el 3 de diciembre de 2020), despegó hasta el Orbiter / Retorner, se acopló con ellos y transfirió las muestras al Retornador. Luego, el Ascender se separó del Orbiter / Retorner y se estrelló en la Luna (~ 30 ° S en latitud y 0 ° en longitud) a las 22:49 UTC, el 8 de diciembre de 2020. El Orbiter / Retorner luego regresó a la Tierra , donde el Retornador se separó y descendió a la superficie de la Tierra a las 17:59 UTC, el 16 de diciembre de 2020.

La masa de lanzamiento estimada del Chang'e-5 es de 8.200 kg (18.100 lb), [18] se prevé que el Lander sea de 1.200 kg (2.600 lb) y el Ascender de unos 500 kg (1.100 lb). A diferencia del Chang'e 4, que estaba equipado con un calentador de radioisótopos para sobrevivir al frío extremo de la noche lunar, el Lander de Chang'e-5 dejó de funcionar en la siguiente noche lunar.

Cargas útiles científicas

Chang'e-5 incluye cuatro cargas útiles científicas, incluida una cámara de aterrizaje, una cámara panorámica, un espectrómetro mineralógico lunar [19] y un radar penetrante de regolito lunar. [20] [21] Chang'e-5 recolectó muestras utilizando dos métodos, es decir, perforando para muestras del subsuelo y recogiendo muestras de superficie. El dispositivo de recogida fue desarrollado por la Universidad Politécnica de Hong Kong y consta de un muestreador A, un muestreador B, cámaras de campo cercano y un sistema de sellado y embalaje. [22]

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Misión de devolución de muestras

Lanzamiento

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Lanzamiento de Chang'e 5

Se planeó que Chang'e 5 fuera lanzado en noviembre de 2017 por el cohete Long March 5 ; sin embargo, una falla en julio de 2017 del cohete portador al que se hace referencia obligó a retrasar el programa original dos veces hasta finales de 2020. [23] El 27 de diciembre de 2019, el Gran Marcha 5 regresó con éxito a los servicios, lo que permitió que la misión actual prosiguiera. después de la misión Tianwen-1 . [24] La sonda Chang'e 5 fue lanzada a las 20:30 UTC, el 23 de noviembre de 2020, por el vehículo de lanzamiento Long March 5 Y-5 desde el sitio de lanzamiento de la nave espacial Wenchang en la isla de Hainan .

Transferencia Tierra-Luna

Lugar de aterrizaje de Chang'e 5 cerca de la colina Louville Omega (Louville ω, desde el cercano cráter Louville )

Después del lanzamiento, Chang'e-5 aplicó su primera corrección orbital a las 14:06 UTC, el 24 de noviembre de 2020, la segunda corrección orbital a las 14:06 UTC, el 25 de noviembre de 2020, entró en el orbital lunar a las 14:58 UTC, el 28 Noviembre de 2020 (orbital elíptico), ajustó su órbita a una órbita circular a las 12:23 UTC, el 29 de noviembre de 2020, y el Lander / Ascender se separó del Orbiter / Return a las 20:10 UTC, el 29 de noviembre de 2020, en preparación para aterrizaje. [25]

Lugar de aterrizaje

Fotografía de la sonda Chang'e 5 en la superficie de la Luna tomada por la NASA Lunar Reconnaissance Orbiter

El Lander / Ascender aterrizó en la Luna el 1 de diciembre de 2020 a las 15:11 UTC. [26] El lugar de aterrizaje de Chang'e 5 está a 43,1 ° N (en latitud), 51,8 ° W (en longitud) en el norte del Oceanus Procellarum cerca de un enorme complejo volcánico, Mons Rümker , [27] ubicado en el noroeste lunar cerca lado. El sitio de aterrizaje de Chang'e 5 se encuentra dentro del terreno Procellarum KREEP, [28] con elevados elementos productores de calor, corteza delgada y vulcanismo prolongado. Esta área se caracteriza por algunos de los basaltos de yegua más jóvenes en la Luna (~ 1,21 mil millones de años), [29] con abundancias elevadas de titanio , torio y olivino , [29] que nunca han sido muestreados por la misión Apolo o Luna. Se espera que la corta edad de las muestras recogidas permita a los científicos mejorar nuestra comprensión del impacto lunar y la historia de la evolución térmica tardía. [2]

El mapa geológico del lugar de aterrizaje de Chang'e-5. [30] Esta región está cubierta por basaltos de yeguas jóvenes muy extendidos y Rima Sharp es la característica volcánica más distintiva de la región.

De vuelta a la tierra

El Chang'e 5 Ascender despegó de Oceanus Procellarum a las 15:10 UTC, el 3 de diciembre de 2020, y seis minutos después, llegó a la órbita lunar. [31] El Ascender se acopló con la combinación Orbiter / Returns en la órbita lunar el 5 de diciembre de 2020 a las 21:42 UTC, y las muestras se transfirieron a la cápsula de retorno a las 22:12 UTC. El Ascender se separó de la combinación Orbiter / Returns el 6 de diciembre de 2020 a las 04:35 UTC. [32] Después de completar su función de misión, se ordenó al Ascender que abandonara la órbita el 7 de diciembre de 2020, a las 22:59 UTC, y se estrelló contra la superficie de la Luna a las 23:30 UTC, en el área de (~ 30 ° S, 0 ° E). [33] El 13 de diciembre de 2020 a las 01:51 UTC, desde una distancia de 230 kilómetros de la superficie lunar, el Orbitador y el Retornador encendieron con éxito cuatro motores para entrar en la órbita de transferencia Hohmann Luna-Tierra . [34]

Se esperaba que la electrónica y los sistemas del módulo de aterrizaje lunar Chang'e 5 dejaran de funcionar el 11 de diciembre de 2020, debido al frío extremo de la Luna y a la falta de una unidad calefactora de radioisótopos . Sin embargo, los ingenieros también estaban preparados para la posibilidad de que el módulo de aterrizaje Chang'e 5 pudiera dañarse y dejar de funcionar después de actuar como plataforma de lanzamiento para el módulo ascendente el 3 de diciembre de 2020, como resultó ser el caso. [35]

El 16 de diciembre de 2020, alrededor de las 18:00 UTC, la cápsula de retorno de aproximadamente 300 kg (660 lb) realizó un reentrada balística , de hecho rebotando en la atmósfera sobre el Mar Arábigo antes de la reentrada. La cápsula, que contiene alrededor de 2 kg (4,4 libras) de material lunar perforado y recogido, aterrizó en los pastizales de Siziwang Banner en la región de Ulanqab en el centro sur de Mongolia Interior . Los drones de vigilancia detectaron la cápsula de Retornar antes de su aterrizaje, y los vehículos de recuperación localizaron la cápsula poco después. [36]

Al día siguiente, se informó que el módulo de servicio de Chang'e 5 había realizado una combustión para evitar el reingreso atmosférico y estaba en curso hacia una órbita de punto Lagrange L1 Tierra-Sol como parte de su misión extendida.

Misión extendida

El orbitador Chang'e 5 fue capturado con éxito por el punto Lagrange L1 Sol-Tierra a las 5:39 UTC, el 15 de marzo de 2021, y se convirtió en la primera nave espacial china en orbitar el punto Lagrange L1 Tierra-Sol. La distancia en el momento de la captura era de unos 936.700 kilómetros de la Tierra y el orbitador entró en órbita con un período de unos 6 meses. [37] En su viaje de 88 días a L1, el control de la misión realizó 2 maniobras orbitales y 2 maniobras de corrección de trayectoria.

Impresión artística del módulo de aterrizaje en la Luna.

Los ~ 1731 g (61,1 oz) de muestras lunares recolectadas por Chang'e-5 tienen un significado científico enorme en términos de edades anormalmente jóvenes (<2000 millones de años). [29] [2] Al menos, 27 preguntas fundamentales pueden ser respondidas por esas muestras sobre cronología lunar, petrogénesis, entorno regional, evolución geodinámica y térmica y formación de regolitos, especialmente, calibrando la función de cronología lunar, restringiendo el estado de la dínamo lunar desentrañar las propiedades del manto profundo y evaluar las estructuras del terreno Procellarum KREEP. [2]

Verificar las edades de esas muestras proporcionaría datos sobre la hipótesis de que algunas áreas de la Luna experimentaron vulcanismo en etapa tardía, y el análisis de composición podría proporcionar información sobre las razones detrás de esto. Katherine Joy, de la Universidad de Manchester, considera que las muestras podrían representar algunos de los últimos flujos de lava lunares en erupción. "Si es así, no solo nos informan sobre la historia térmica de la Luna, sino que también son muestras vitales para ayudarnos a calibrar la historia del impacto de la Luna". [38] La datación de esta parte relativamente joven de la superficie de la Luna proporcionaría un punto de calibración adicional para estimar las edades de la superficie de otros cuerpos del Sistema Solar . [38] [39] Wu Yanhua (吴艳华), subdirector de la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) anunció que las nuevas muestras se compartirán con la ONU y socios internacionales con fines de investigación espacial. [40] [41]

Chang'e 5-T1

Chang'e 5-T1 es una misión lunar robótica experimental que se lanzó el 23 de octubre de 2014 para realizar pruebas de reingreso atmosférico en el diseño de la cápsula que se planeó utilizar en la misión Chang'e 5. [42] [43] Su módulo de servicio, llamado DFH-3A, permaneció en órbita alrededor de la Tierra antes de ser reubicado a través de la Tierra-Luna L 2 a la órbita lunar el 13 de enero de 2015, donde está usando los 800 kg restantes de combustible para probar. maniobras críticas para futuras misiones lunares. [44]

La antena de la estación Kourou de la ESA

La Agencia Espacial Europea (ESA) ha apoyado la misión Chang'e 5 proporcionando seguimiento a través de la estación Kourou de la ESA ubicada en la Guayana Francesa . La ESA ha rastreado la nave espacial durante las fases de lanzamiento y aterrizaje, al tiempo que proporciona respaldo de guardia para las estaciones terrestres de China durante toda la misión. Los datos de la estación Kourou han ayudado al equipo de control de la misión en el Centro de Control de Vuelo Aeroespacial de Beijing a determinar la salud y el estado de la órbita de la nave espacial. El Chang'e 5 fue devuelto a la Tierra el 16 de diciembre de 2020. Durante la fase de aterrizaje, la ESA utilizó su Estación Maspalomas ubicada en las Islas Canarias y operada por el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en España , para apoyar los esfuerzos de rastreo. [45]

El periodista científico Bob McDonald habló de Chang'e 5 en comparación con el programa soviético Luna , que incluía el envío de Luna 15 , Luna 16 y Luna 24 a la Luna. Luna 15 intentó tomar una muestra de suelo lunar y devolverla a la Tierra antes de que los astronautas estadounidenses del Apolo 11 Neil Armstrong , Buzz Aldrin y Michael Collins regresaran en julio de 1969. Se estrelló durante su intento de aterrizaje, por lo que perdió la oportunidad de un " golpe de propaganda ". La misión Luna 16 devolvió con éxito unos 100 gramos de suelo lunar un año después y otras dos misiones de devolución de muestras tuvieron éxito en los años siguientes, la más reciente fue Luna 24 en 1976. McDonald considera que China acaba de entrar en otra carrera lunar, excepto que esta vez los robots podrían estar a la cabeza. [46]

Bradley Perrett, Jefe de la Red de la Semana de la Aviación de la Oficina de Asia y el Pacífico , opinó que la carrera lunar entre la Unión Soviética y los Estados Unidos en la década de 1960 fue impulsada por la propaganda: un mensaje al mundo sobre su fuerza. Perrett señaló que el proyecto Chang'e también fue impulsado por la utilidad de la propaganda, pero principalmente para la audiencia interna; la razón por la que el gobierno chino financió esta misión fue para mostrarle al pueblo chino que "China puede hacerlo". [47]

Simon Sharwood, editor de APAC de The Register , observó que la misión fue un éxito que se desarrolló sin problemas, incluso con el daño al módulo de aterrizaje cuando el ascendente despegó de forma inesperada. Sharwood dijo que la juventud china ya tiene mucho a lo que aspirar dado que China planea construir una estación espacial y una base lunar en el futuro. Sharwood continuó diciendo que tales oportunidades, sin embargo, "solo serán posibles si su puntaje de crédito social ... las señala como aptas para tales honores". [48]

  • Programa espacial chino
    • Programa de exploración lunar chino (CLEP)
  • Exploración de la Luna
  • Lista de misiones a la Luna
  • Lista de objetos artificiales en la Luna
  • Recursos lunares
  • Alunizaje

  1. ^ En chino estándar , se pronuncia como Cháng'é . [8] Alternativamente pronunciado y escrito como Chang-Er en chino malasio. [9]

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