Tianwen -1 ( TW-1 ; chino simplificado :天问; chino tradicional :天問; lit. Heavenly Questions ) es una misión interplanetaria de la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) para enviar una nave espacial robótica a Marte , que consiste en un orbitador , cámara desplegable, módulo de aterrizaje y el rover Zhurong . [14]La nave espacial, con una masa total de casi cinco toneladas, es una de las sondas más pesadas lanzadas a Marte y lleva 13 instrumentos científicos. Es la primera de una serie de misiones planeadas emprendidas por CNSA como parte de su programa de Exploración Planetaria de China .
Nombres | Huoxing -1 (火星 -1 ) (2018-2020) [1] [2] [3] |
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Tipo de misión | Exploración de Marte |
Operador | CNSA |
ID COSPAR | 2020-049A |
SATCAT no. | 45935 |
Duración de la misión |
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Propiedades de la nave espacial | |
Astronave |
|
Fabricante | CNSA |
Masa de lanzamiento |
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Dimensiones | Zhurong : 2,6 m × 3 m × 1,85 m (8 pies 6 pulg × 9 pies 10 pulg × 6 pies 1 pulgada) |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 23 de julio de 2020, 04:41:15 UTC [5] |
Cohete | 5 de marzo largo (Y4) |
Sitio de lanzamiento | Wenchang LC-101 |
Contratista | Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China |
Orbitador de Marte | |
Componente de la nave espacial | Orbitador |
Inserción orbital | 10 de febrero de 2021, 11:52 UTC [6] [7] |
Módulo de aterrizaje de marte | |
Componente de la nave espacial | Lander |
Fecha de aterrizaje | 14 de mayo de 2021, 23:18 UTC [8] [9] [10] |
Lugar de aterrizaje | Utopía planicia [11] 25,1 ° N 109,9 ° E [12] 25 ° 06′N 109 ° 54′E / Coordenadas : 25 ° 06′N 109 ° 54′E / 25,1 ° N 109,9 ° E |
Mars Rover | |
Componente de la nave espacial | Zhurong |
Fecha de aterrizaje | 14 de mayo de 2021, 23:18 UTC (desplegado desde el módulo de aterrizaje el 22 de mayo de 2021, 02:40 UTC) [13] |
Lugar de aterrizaje | Utopía planitia [11] |
Exploración planetaria de China Logotipo de Marte |
Los objetivos científicos de la misión incluyen: investigación de la estructura interna y geología de la superficie marciana , búsqueda de indicios de presencia actual y pasada de agua y caracterización del entorno espacial y la atmósfera de Marte.
La misión se lanzó desde el sitio de lanzamiento de la nave espacial Wenchang el 23 de julio de 2020 [15] en un vehículo de lanzamiento de carga pesada Long March 5 . Después de siete meses de tránsito a través del sistema solar interior, la nave entró en la órbita marciana el 10 de febrero de 2021. [16] [7] Durante los siguientes tres meses, la sonda estudió los lugares de aterrizaje objetivo desde una órbita de reconocimiento. El 14 de mayo de 2021, la parte del módulo de aterrizaje / rover de la misión aterrizó con éxito en Marte, [14] convirtiendo a China en la tercera nación en aterrizar suavemente y establecer comunicación desde la superficie marciana, después de la Unión Soviética y Estados Unidos. [17] [18] [a]
El 22 de mayo de 2021, el rover Zhurong llegó a la superficie marciana a través de las rampas de descenso en la plataforma de aterrizaje. [20] [21] Con el despliegue exitoso del rover, China se convirtió en la segunda nación en lograr esta hazaña, después de Estados Unidos, [4] [22] así como en la primera nación en orbitar, aterrizar y liberar un rover durante su primera incursión en el espacio marciano . [23] [24]
La misión Tianwen -1 fue la segunda de tres misiones de exploración marcianas lanzadas durante la ventana de julio de 2020 , después del orbitador Hope de la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos , y antes de la misión Mars 2020 de la NASA , que aterrizó el rover Perseverance con el helicóptero dron Ingenuity adjunto .
Nomenclatura
El programa de exploración planetaria de China se denomina oficialmente " Serie Tianwen ". " Tianwen -1" es la primera misión del programa, y las misiones planetarias posteriores se numerarán secuencialmente. [25] El nombre Tianwen significa "preguntas al cielo" o "búsqueda de la verdad celestial", proviene del mismo poema clásico escrito por Qu Yuan ( c. 340-278 a . C.), un antiguo poeta chino. [26] [27] El rover de Tianwen -1 se llama Zhurong ( chino :祝融号), en honor a una figura mitohistórica china generalmente asociada con el fuego y la luz. [28] El nombre se eligió a través de una encuesta en línea realizada de enero a febrero de 2021. [29]
Intento anterior
El programa Mars de China comenzó en asociación con Rusia . En noviembre de 2011, la nave espacial rusa Fobos-Grunt , con destino a Marte y Fobos , fue lanzada desde el cosmódromo de Baikonur . La nave espacial rusa llevaba consigo una nave espacial secundaria adjunta, la Yinghuo-1 , que estaba destinada a convertirse en el primer orbitador de Marte de China (Fobos-Grunt también llevó a cabo experimentos de la Academia de Ciencias de Bulgaria y la Sociedad Planetaria Estadounidense ). Sin embargo, la unidad de propulsión principal de Fobos-Grunt no logró impulsar la pila con destino a Marte desde su órbita de estacionamiento inicial de la Tierra y la nave espacial multinacional combinada y los experimentos finalmente volvieron a entrar en la atmósfera de la Tierra en enero de 2012. [30] Posteriormente, China comenzó un proyecto independiente de Marte. [31]
Resumen de la misión
La nueva nave espacial china de Marte, que consta de un orbitador y un módulo de aterrizaje con un rover adjunto, fue desarrollada por la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC) y es administrada por el Centro Nacional de Ciencia Espacial (NSSC) en Beijing . [32] La misión fue aprobada formalmente por las autoridades chinas en 2016. [33]
El 14 de noviembre de 2019, CNSA invitó a algunas embajadas extranjeras y organizaciones internacionales a presenciar la prueba de vuelo estacionario y evitación de obstáculos para Mars Lander de la primera misión de exploración de Marte de China en el sitio de prueba de aterrizaje celestial extraterrestre . Fue la primera aparición pública de la misión de exploración de Marte de China. [34]
A medida que avanzaba la preparación de la misión, en abril de 2020, la misión se denominó formalmente " Tianwen -1". [35]
El 23 de julio de 2020 , Tianwen -1 fue lanzado desde el sitio de lanzamiento de la nave espacial Wenchang en la isla china de Hainan sobre un vehículo de lanzamiento de carga pesada del 5 de marzo . [15]
En septiembre de 2020, el orbitador Tianwen -1 desplegó la cámara desplegable Tianwen -1 (TDC), un pequeño satélite con dos cámaras que tomó fotos y probó una conexión de radio con Tianwen -1. [36] Su misión era fotografiar el orbitador Tianwen -1 y el escudo térmico del módulo de aterrizaje. [36]
Durante su crucero a Marte, la nave espacial completó cuatro maniobras de corrección de trayectoria más una maniobra adicional para alterar su inclinación orbital heliocéntrica ; también realizó autodiagnósticos en múltiples cargas útiles. [37] [38] Después de las comprobaciones de la carga útil, la nave espacial inició operaciones científicas con el Analizador de partículas energéticas de Marte, montado en el orbitador, que transmitía los datos iniciales al control de tierra. [39]
La parte del módulo de aterrizaje / rover de la misión comenzó su intento de aterrizaje en Marte el 14 de mayo de 2021. Aproximadamente nueve minutos después de que el aeroshell que albergaba la combinación del módulo de aterrizaje y el rover entrara en la atmósfera marciana, el módulo de aterrizaje (que transportaba el rover) aterrizó de manera segura en Utopía Planitia región de Marte. [40] [41] [42] Después de un período dedicado a realizar comprobaciones del sistema y otras actividades de planificación (incluida la toma de imágenes de ingeniería de sí mismo), el módulo de aterrizaje desplegó el rover Zhurong para operaciones de superficie independientes. [43] Este rover funciona con paneles solares y explorará la superficie marciana con un radar y realizará análisis químicos en el suelo ; también buscará biomoléculas y biofirmas . [4]
Objetivos de la misión
Esta es la primera misión interplanetaria de la CNSA, así como su primera sonda independiente a Marte. Por lo tanto, el objetivo principal es validar las tecnologías de control y comunicaciones del espacio profundo de China , así como la capacidad de la Administración para orbitar y aterrizar con éxito naves espaciales.
Desde un punto de vista científico, la misión debe cumplir cinco objetivos:
- Estudie la estructura geológica de Marte y la evolución histórica de esa estructura. Para ello, la sonda analizará datos topográficos de regiones características como cauces secos, relieves de volcanes , glaciares en los polos, zonas afectadas por la erosión eólica, etc. Las dos cámaras presentes en el orbitador están dedicadas a este objetivo.
- Estudie las características de las capas superficiales y subterráneas del suelo marciano, así como la distribución del hielo de agua. Este es el papel de los radares presentes en el orbitador y el rover.
- Estudiar la composición y el tipo de rocas en la superficie marciana, los minerales de carbonato presentes en lagos, ríos y otros paisajes antiguos resultantes de la presencia pasada de agua en el planeta, y los minerales meteorológicos como hematitas , silicatos laminares , hidratos de sulfato y perclorato . Los espectrómetros a bordo del orbitador y el rover, así como la cámara multiespectral, están dedicados a este objetivo.
- Estudie la ionosfera , el clima , las estaciones y, en general, la atmósfera de Marte , tanto en su entorno espacial cercano como en su superficie. Este es el papel de los dos detectores de partículas presentes en el orbitador, así como de la estación meteorológica del rover .
- Estudie la estructura interna de Marte, su campo magnético , la historia de su evolución geológica, la distribución interna de su masa y su campo gravitacional. Los magnetómetros , así como los radares presentes en el orbitador y el vehículo se dedican a este objetivo. [44]
Los objetivos de la misión incluyen buscar evidencia de vida actual y pasada, producir mapas de superficie, caracterizar la composición del suelo y la distribución del hielo de agua, y examinar la atmósfera marciana , particularmente su ionosfera. [45]
La misión también sirve como demostración de tecnología que será necesaria para una misión china de retorno de muestras a Marte propuesta para la década de 2030. [46] Zhurong también almacenará muestras de roca y suelo para su recuperación en la misión de devolución de muestras posterior, y el orbitador permitirá localizar un sitio de almacenamiento en caché. [47]
Planificación de la misión
A fines de 2019, el Instituto de Propulsión Aeroespacial de Xi'an, una subsidiaria de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC), declaró que el rendimiento y el control del sistema de propulsión de la futura nave espacial habían sido verificados y habían pasado todas las pruebas previas al vuelo requeridas. incluyendo pruebas de vuelo estacionario, evitación de peligros, desaceleración y aterrizaje. El componente principal del sistema de propulsión del módulo de aterrizaje consiste en un solo motor que proporciona 7.500 N (1.700 lb f ) de empuje. El sistema de paracaídas supersónico de la nave también se había probado con éxito. [33]
CNSA se centró inicialmente en las regiones de Marte de Chryse Planitia y Elysium Mons en su búsqueda de posibles sitios de aterrizaje. Sin embargo, en septiembre de 2019 durante una reunión conjunta en Ginebra , Suiza , del Congreso Europeo de Ciencias Planetarias-División de Ciencias Planetarias, los presentadores chinos anunciaron que se habían elegido dos sitios preliminares en la región de Utopía Planitia de Marte para el intento de aterrizaje anticipado. , teniendo cada sitio una elipse de aterrizaje de aproximadamente 100 por 40 kilómetros. [33]
En julio de 2020, CNSA proporcionó las coordenadas de aterrizaje de 110.318 ° de longitud este y 24.748 ° de latitud norte , dentro de la parte sur de Utopia Planitia , como el sitio de aterrizaje primario específico. El área parece proporcionar un lugar relativamente seguro para un intento de aterrizaje, pero también es de gran interés científico, según Alfred McEwen, director del Laboratorio de Investigación de Imágenes Planetarias de la Universidad de Arizona . [11] El Instituto de Mecánica Espacial y Electricidad de Beijing ha realizado aterrizajes simulados como parte de los preparativos de la misión. [48]
Para el 23 de enero de 2020, el motor de hidrógeno y oxígeno del cohete Long March 5 Y4 había completado una prueba de 100 segundos, que fue la última prueba del motor antes del ensamblaje final del vehículo de lanzamiento. Se lanzó con éxito el 23 de julio de 2020. [15]
Entrando en la órbita de Marte
Las tres naves espaciales Tianwen -1 fueron lanzadas por el vehículo de lanzamiento de carga pesada Long March 5 el 23 de julio de 2020. Habiendo viajado durante unos siete meses, entró en órbita de Marte el 10 de febrero de 2021 al realizar una combustión de sus motores para reducir la velocidad lo suficiente como para ser capturado por la atracción gravitacional de Marte . El orbitador pasó varios meses escaneando e imaginando la superficie de Marte para refinar la zona de aterrizaje objetivo para el módulo de aterrizaje / rover. [49] [50] [27] Se acercó a unos 265 km (165 millas) ( periareion o periapse ) de la superficie de Marte, lo que permitió que una cámara de alta resolución devolviera imágenes a la Tierra y mapeara el lugar de aterrizaje en Utopia Planitia. y prepararse para el aterrizaje. [38]
Elementos orbitales
Parámetro | Valor (unidad) |
---|---|
Altitud de Periareion | 265 kilometros |
Altitud de apoareion | 12.000 kilometros |
Inclinación | 86,9 ° |
Período | 7,8 horas |
Aterrizando en Marte
A las 23:18 UTC del 14 de mayo de 2021, el módulo de aterrizaje Tianwen -1 aterrizó con éxito en el área de aterrizaje preseleccionada en la parte sur de Mars Utopia Planitia . [8] [51] [52] [53] [54] La fase de aterrizaje comenzó con la liberación de la cápsula protectora que contiene el módulo de aterrizaje / rover. La cápsula hizo una entrada atmosférica seguida de una fase de descenso en paracaídas, después de lo cual el módulo de aterrizaje utilizó retropropulsión para aterrizar suavemente en Marte. [9] [10] [52]
El 19 de mayo de 2021, la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) publicó por primera vez imágenes que muestran la preparación de la transferencia final del rover Zhurong desde la plataforma del módulo de aterrizaje al suelo marciano. Las fotografías muestran los paneles solares de Zhurong ya desplegados mientras Zhurong todavía está encaramado en el módulo de aterrizaje. [41] [42] La larga demora para la publicación de las primeras imágenes se explica por los cortos períodos de tiempo en los que el rover Zhurong y el orbitador están en contacto por radio y pueden comunicarse y transferir datos de manera efectiva. [55]
Exploración de Marte
El 22 de mayo de 2021 (02:40 UTC), el rover Zhurong descendió de su módulo de aterrizaje a la superficie marciana para comenzar su misión científica. Las primeras imágenes recibidas en la Tierra después del despliegue del rover mostraron la plataforma de aterrizaje vacía y las rampas extendidas de descenso del rover. [20] [21]
El rover está diseñado para explorar la superficie durante 90 soles ; su altura es de aproximadamente 1,85 m (6,1 pies) y tiene una masa de aproximadamente 240 kg (530 libras). Después del despliegue del rover, el orbitador serviría como un relé de telecomunicaciones para el rover mientras continuaba realizando sus propias observaciones orbitales de Marte. [56]
Instrumentos cientificos
Para lograr los objetivos científicos de la misión, el orbitador Tianwen -1 está equipado con siete instrumentos, mientras que Zhurong está equipado con seis instrumentos, sin embargo, el rover carece de un brazo robótico. Una carga útil secundaria con solo cámaras era una cámara desplegable. [57]
Orbitador
- Cámara de resolución media (MRC) con una resolución de 100 m desde una órbita de 400 km
- Cámara de alta resolución (HRC) con una resolución de 2 m desde una órbita de 400 km
- Magnetómetro de Marte (MM)
- Espectrómetro de Mineralogía de Marte (MMS), para determinar la composición elemental
- Radar subsuperficial Orbiter (OSR)
- Analizador de partículas neutras y de iones de Marte (MINPA)
- Analizador de partículas energéticas de Marte [57]
Cámara desplegable Tianwen-1 [b]
- Dos cámaras de gran angular
Rover de Zhurong
- Radar de penetración terrestre (GPR), para obtener imágenes a unos 100 m (330 pies) por debajo de la superficie marciana [22]
- Detector de campo magnético de superficie de Marte (MSMFD)
- Instrumento de medición meteorológica de Marte (MMMI)
- Mars Surface Compound Detector (MSCD), combina espectroscopia de degradación inducida por láser (LIBS) y espectroscopia infrarroja [58]
- Cámara de espectro múltiple (MSC)
- Cámara de navegación y topografía (NTC)
Colaboraciones internacionales
La Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) de Argentina está colaborando en Tianwen -1 a través de una estación de rastreo operada por chinos instalada en Las Lajas, Neuquén . La instalación desempeñó un papel anterior en el aterrizaje de la nave espacial Chang'e-4 en China en el lado opuesto de la Luna en enero de 2019. [59]
El Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología de Francia (IRAP) en Toulouse , en Francia , está colaborando en el rover Zhurong . Sylvestre Maurice de IRAP dijo:
Para su instrumento de espectroscopia de avería inducida por láser (LIBS), hemos entregado un objetivo de calibración que es un duplicado francés de un objetivo que se encuentra en el rover Curiosity Mars de la NASA . La idea es ver cómo se comparan los dos conjuntos de datos. [59]
Austria 's Agencia de Promoción de la Investigación de Austria (FFG) ayudado en el desarrollo de un magnetómetro instalado en el Tianwen -1 orbitador. El Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Austria en Graz ha confirmado la contribución del grupo al magnetómetro Tianwen -1 y ayudó con la calibración del instrumento de vuelo. [59]
Mientras que el orbitador Tianwen -1 dará órdenes al rover Zhurong , el orbitador Mars Express de la Agencia Espacial Europea servirá como respaldo. [60]
Reacciones
El presidente chino y secretario general del Partido Comunista, Xi Jinping, declaró en respuesta al aterrizaje:
Fuiste lo suficientemente valiente para el desafío, buscaste la excelencia y colocaste a nuestro país en las filas avanzadas de la exploración planetaria. Su logro sobresaliente quedará grabado para siempre en la memoria de la patria y la gente. [61]
En los EE. UU., El administrador asociado de la NASA , Thomas Zurbuchen, tuiteó sus felicitaciones:
Junto con la comunidad científica mundial, espero con interés las importantes contribuciones que esta misión hará a la comprensión de la humanidad del planeta rojo. [62]
Dmitry Rogozin , Director General de Roscosmos de Rusia , elogió la exitosa misión de China:
El aterrizaje de la nave espacial de China en la superficie de Marte es un gran éxito del programa fundamental de investigación espacial de China y acogió con satisfacción la reanudación de la exploración de los planetas del sistema solar por parte de las principales potencias espaciales. [63]
Ver también
- Astrobiología : ciencia relacionada con la vida en el universo
- Clima de Marte - Patrones climáticos del planeta terrestre
- Red china de espacio profundo
- Exploración de Marte
- ESTRACK
- Lista de misiones a Marte
- Vida en Marte : evaluaciones científicas sobre la habitabilidad microbiana de Marte
- Emirates Mars Mission , EAU 2020 Mars mission con su orbitador Hope
- Misión de retorno de muestras a Marte: misión a Marte para recoger muestras de roca y polvo
Notas
- ^ Del Reino Unido Beagle 2 , que forma parte de la Agencia Espacial Europea 's Mars Express de la misión, parece haber aterrizado con éxito, pero no pudo establecer comunicaciones después de no poder desplegar plenamente sus paneles solares. [18] [19]
- ^ Carga útil secundaria desplegada en septiembre de 2020 que tomó fotos y probó una conexión de radio con Tianwen -1. [36] Su misión era fotografiar elorbitador Tianwen -1 y el escudo térmico del módulo de aterrizaje.
Referencias
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科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认, 5月15日7时18
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