Yutu ( chino :玉兔; pinyin : Yùtù ; lit. Jade Rabbit ) era un rover lunar robótico que formaba parte de lamisiónchina Chang'e 3 a la Luna . Fue lanzado a las 17:30 UTC el 1 de diciembre de 2013 y alcanzó la superficie de la Luna el 14 de diciembre de 2013. [7] La misión marca el primer aterrizaje suave en la Luna desde 1976 y el primer rover en operar allí desde el Lunokhod 2 soviético . cesó sus operaciones el 11 de mayo de 1973. [8]
Tipo de misión | Rover lunar |
---|---|
Operador | CNSA |
Duración de la misión | 3 meses (previsto) [1] Real: 973 días Inmóvil desde el 25 de enero de 2014, 42 días después del aterrizaje. |
Propiedades de la nave espacial | |
Fabricante | SASEI y BISSE |
Masa de aterrizaje | 140 kg (310 libras) [2] |
Dimensiones | 1,5 m (4,9 pies) |
Energía | • Paneles solares para electricidad • Unidades calefactoras de radioisótopos para calefacción |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 1 de diciembre de 2013, 17:30 UTC [3] |
Cohete | Larga Marcha 3B Y-23 |
Sitio de lanzamiento | Xichang LC-2 |
Implementado desde | Chang'e 3 |
Fin de la misión | |
Declarado | 3 de agosto de 2016 |
Ultimo contacto | Mediados de 2016 |
Rover lunar | |
Fecha de aterrizaje | 14 de diciembre de 2013, 13:12 UTC [4] |
Lugar de aterrizaje | Mare Imbrium 44,12 ° N 19,51 ° W [5] 44 ° 07′N 19 ° 31′W / |
Distancia recorrida | 114,8 m (377 pies) [6] |
El rover encontró dificultades operativas hacia el final del segundo día lunar [9] después de sobrevivir y recuperarse con éxito de la primera noche lunar de 14 días. [10] No pudo moverse después del final de la segunda noche lunar, aunque continuó recopilando información útil durante algunos meses después. [11] En octubre de 2015, Yutu estableció el récord del período operativo más largo para un rover en la Luna. [12] El 31 de julio de 2016, Yutu dejó de operar después de un total de 31 meses, mucho más allá de su vida útil prevista original de tres meses.
En total, mientras trabajaba en la Luna, el rover pudo viajar una distancia de 114 metros. [13]
En 2018, la continuación del rover Yutu , el rover Yutu-2 , se lanzó como parte de la misión Chang'e 4 .
Historia
El rover lunar Yutu fue desarrollado por el Instituto de Ingeniería de Sistemas Aeroespaciales de Shanghai (SASEI) y el Instituto de Ingeniería de Sistemas de Naves Espaciales de Beijing (BISSE). El desarrollo del rover de seis ruedas comenzó en 2002 y se completó en mayo de 2010. [14] [15] [16] El rover se desplegó desde el módulo de aterrizaje y exploró la superficie lunar de forma independiente. El nombre del rover fue seleccionado en una encuesta en línea y es una referencia al conejo mascota de Chang'e , la diosa de la Luna en la mitología china . [dieciséis]
Objetivos
El objetivo oficial de la misión era lograr el primer aterrizaje suave y exploración itinerante de China en la Luna, así como demostrar y desarrollar tecnologías clave para misiones futuras. [17]
Los objetivos científicos de Chang'e-3 incluyeron principalmente la topografía de la superficie lunar y el estudio geológico, la composición del material de la superficie lunar y el estudio de recursos, la detección del entorno espacial Sol-Tierra-Luna y la observación astronómica basada en la luna. [17] Chang'e 3 realizó la primera medición de radar directa de la estructura y profundidad del suelo lunar hasta una profundidad de 30 m (98 pies), e investigó la estructura de la corteza lunar hasta varios cientos de metros de profundidad. [18]
El Programa de Exploración Lunar de China se dividió en tres fases operativas principales: [17]
- Orbitando ( Chang'e 1 y Chang'e 2 )
- Aterrizaje ( Chang'e 3 y Chang'e 4 )
- Devolución de muestra ( Chang'e 5 )
Especificaciones
A diferencia de la NASA y la ESA , la Administración Nacional del Espacio de China revela poco sobre sus misiones al público, por lo que la información detallada sobre Chang'e 3 es limitada. Aspectos de Yutu 's diseño y varios de sus experimentos pueden haber sido sobre la base de la NASA Mars Exploration Rovers . [19] [20] Se cree que el diseño de su rueda fue considerablemente influenciado por lo que se usó en el rover ruso Lunokhod 1 . [20]
El rover Yutu tiene una masa de 140 kg (310 lb), con una capacidad de carga útil de 20 kg (44 lb). [1] [2] [21] Es más pequeño que los Mars Exploration Rovers, Spirit y Opportunity , y lleva instrumentos similares: cámaras panorámicas, un espectrómetro infrarrojo y un espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS). [8] [22] Yutu también está equipado con un brazo robótico para colocar su APXS cerca de una muestra objetivo. Además, el rover podría transmitir video en vivo y tiene sensores automáticos para evitar que choque con otros objetos.
Yutu fue diseñado para explorar un área de 3 kilómetros cuadrados (1,2 millas cuadradas) durante su misión de tres meses, con una distancia máxima de viaje de 10 km (6,2 millas). La energía fue proporcionada por dos paneles solares , lo que permitió al rover operar durante los días lunares. Durante las noches lunares de 14 días, el rover entró en modo de reposo , [23] durante el cual el calentamiento fue proporcionado por unidades calefactoras de radioisótopos (RHU) usando plutonio-238 [24] y circuitos de fluido de dos fases. [17]
Carga útil científica
El rover Yutu llevaba un radar de penetración terrestre y espectrómetros para inspeccionar la composición del suelo y la estructura de la corteza lunar debajo de él.
Radar de penetración en tierra (GPR)
El rover llevaba un radar de penetración terrestre (GPR) en su parte inferior, lo que permite la primera medición directa de la estructura y la profundidad del suelo lunar hasta una profundidad de 30 m (98 pies), y la investigación de la estructura de la corteza lunar hacia abajo. a varios cientos de metros de profundidad. [18]
Espectrómetros
El rover llevaba un espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS) [22] y un espectrómetro infrarrojo , destinados a analizar la composición de elementos químicos de muestras lunares. El APXS era la única carga útil del brazo robótico. [25]
Cámaras estéreo
Había dos cámaras panorámicas y dos cámaras de navegación en el mástil del rover, que se encuentra ~ 1,5 m (4,9 pies) por encima de la superficie lunar, así como dos cámaras para evitar peligros instaladas en la parte delantera inferior del rover. [26] Cada par de cámaras se utilizó para capturar imágenes estereoscópicas , [27] o para obtener imágenes de rango por triangulación .
Lugar de aterrizaje
El Chang'e 3 aterrizó el 14 de diciembre de 2013 y desplegó el rover Yutu 7 horas 24 minutos después. [28]
Se anunció que el lugar de aterrizaje planeado sería Sinus Iridum . [29] Sin embargo, el módulo de aterrizaje descendió en Mare Imbrium , a unos 40 km (25 millas) al sur del cráter de 6 km (3,7 millas) de diámetro Laplace F , [30] [31] a 44,1214 ° N, 19,5116 ° W (2640 m elevación) [32]
Operaciones
Primer día lunar
El rover se desplegó con éxito desde el módulo de aterrizaje y entró en contacto con la superficie lunar a las 20:35 UTC del 14 de diciembre de 2013. [33] El 17 de diciembre de 2013, se anunció que todos los instrumentos científicos, excepto los espectrómetros, se activaron con éxito, con tanto el módulo de aterrizaje como el rover "funcionan como se esperaba, a pesar de las condiciones inesperadamente rigurosas del entorno lunar". [2] Desde el 16 de diciembre de 2013 hasta el 20 de diciembre de 2013, el rover permaneció inmóvil ya que sus sistemas estaban parcialmente apagados. La radiación solar directa elevó la temperatura en el lado expuesto del rover a más de 100 ° C, mientras que el lado sombreado cayó simultáneamente por debajo de 0 ° C. [34]
Para el 22 de diciembre de 2013, Yutu había completado su misión científica inicial: fotografiar el módulo de aterrizaje desde varios ángulos diferentes, siguiendo una ruta aproximadamente semicircular de norte a sur del módulo de aterrizaje, mientras que el módulo de aterrizaje también lo fotografiaba y filmaba al mismo tiempo. . Se han publicado varias de estas imágenes, incluida una vista estereoscópica del módulo de aterrizaje y videos del rover en movimiento. El módulo de aterrizaje y el rover comenzaron sus respectivas misiones científicas. [27] [35] [36]
Además de desplegar con éxito su brazo robótico, Yutu completó las comprobaciones de diagnóstico el 23 de diciembre de 2013 para asegurarse de que estaba preparado para la próxima noche lunar y se movió unos 40 metros al sur del módulo de aterrizaje. [37] El módulo de aterrizaje también comenzó con los diagnósticos al día siguiente. El módulo de aterrizaje entró por primera vez en un estado de bajo consumo alrededor de las 11:00 a. M., UTC + 8 el 25 de diciembre de 2013, y luego lo ejecutó el rover a las 5:23 a. M. Del 26 de diciembre de 2013 para ahorrar energía, ya que el módulo de aterrizaje no recibirá luz solar. y paneles solares del rover durante 14 días consecutivos. Ambos tuvieron que soportar el frío extremo de las noches lunares de dos semanas. [23] [38]
Segundo día lunar
El 11 de enero de 2014, después de la noche lunar, el rover salió del modo de suspensión [10] y completó su primera inspección del suelo lunar el 16 de enero de 2014. [39] El 25 de enero de 2014, cerca del final del segundo día lunar, los medios estatales de China anunció que el rover había sufrido una "anomalía de control mecánico", causada por el "complicado entorno de la superficie lunar". [9] La Sociedad Planetaria informó que el rover no respondía correctamente a los comandos de la Tierra, lo que lo hacía incapaz de "prepararse adecuadamente para la noche que se avecinaba". [40] [41] [42] [43] Más tarde se hizo evidente que el rover sufrió un mal funcionamiento del circuito de control en su unidad de conducción, lo que le impidió entrar en la inactividad normal y plegar su mástil y paneles solares. [44] [45]
Tercer día lunar
El 12 de febrero de 2014, Command Control escuchó todas las transmisiones de Yutu después de soportar su segunda noche lunar. El fracaso de los intentos de comunicación hizo que se declarara inoperante permanentemente. [46] El 13 de febrero, restableció inesperadamente la comunicación con Command Control. [47] [48] [49] El portavoz del programa lunar de China, Pei Zhaoyu, declaró que aunque Yutu era capaz de comunicarse, "todavía sufre una anomalía de control mecánico", dejándolo inmóvil. [11]
El rover entró en su tercer período de hibernación el 22 de febrero de 2014 y continuó inmóvil, mientras persistían serias dificultades técnicas, lo que dificultaba aún más las operaciones científicas. [50] Los científicos espaciales chinos eventualmente comprobaron que el circuito de control había fallado, y esto impidió que Yutu entrara en estado de latencia normal como estaba planeado, [43] [44] pero afirmaron que el GPR, el equipo de imágenes panorámicas e infrarrojas todavía funcionaban normalmente. [50] [51]
14o día lunar
Si bien los observadores aficionados no pudieron detectar las transmisiones del módulo de aterrizaje, los funcionarios chinos informaron que la nave todavía estaba operando su cámara ultravioleta y su telescopio cuando entró en su decimocuarta noche lunar el 14 de enero de 2015. [52] [53] El 18 de abril de 2014, Wang Jianyu, subsecretario general de la Sociedad China de Investigación Espacial, declaró que la falla no fue mecánica, sino eléctrica, y estaban buscando evitarla. También explicó que "la temperatura en la Luna es considerablemente más baja que nuestra estimación anterior", y agregó que "ciertos componentes pueden estar sufriendo de 'congelación'". [54]
Los motores de alineación del panel solar de Yutu no respondieron, lo que hizo que sus paneles solares permanecieran completamente desplegados en lugar de su posición aislante planificada para conservar el calor cuando entró en modo de bajo consumo, exponiendo su electrónica interna al duro entorno exterior de la Luna. A medida que Yutu avanzaba a través de las noches lunares consiguientes, perdió ciertas capacidades, [55] pero superó con éxito su vida operativa esperada de tres meses. [56] Los instrumentos científicos de Yutu pueden estar funcionando, pero los datos científicos posteriores fueron muy limitados ya que el espectrómetro NIR y el radar de penetración terrestre se limitaron a la misma observación ya que estaba inmóvil. Mission Control planeó extender la misión de Yutu hasta que dejara de comunicarse, ya que proporcionaría datos valiosos sobre la resistencia de sus componentes al entorno lunar. [56]
El rover permaneció operativo en diciembre de 2015 y continuó transmitiendo datos todos los días lunares. [57] [58] [59]
A fines de octubre de 2015, Yutu había establecido el récord del período operativo más largo de un rover en la Luna, aunque la mayor parte del tiempo lo pasó inmóvil. [60]
Fin de la misión
El 3 de agosto de 2016, se informó que el rover había dejado de comunicarse con Chang'e 3 a pesar de los intentos de restablecer las transmisiones, poniendo fin de manera efectiva a la misión. [61] [62]
Descubrimientos
El radar de penetración terrestre del rover encontró evidencia de un mínimo de 9 capas de roca distintas , lo que indica que el área tenía procesos geológicos sorprendentemente complejos y es composicionalmente distinta de los sitios de aterrizaje de Apolo y Luna. [63] [64]
Durante el 15 de abril de 2014, la misión Chang'e 3, incluido su rover Yutu , fue testigo de un eclipse total de Sol por parte de la Tierra desde la superficie de la Luna. [sesenta y cinco]
Galería
Ver también
- Programa de exploración lunar chino
- Rover Yutu-2
- Lista de objetos artificiales en la Luna
- Rover lunar
- Rover (exploración espacial)
Referencias
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enlaces externos
- Cobertura oficial en la Televisión Central de China (inglés)
- Instantáneas del espacio en el sitio web de The Planetary Society
- Diario de Chang'e 3 de zarya.info
- Chang'e 3 - Descripción general de la misión en el vuelo espacial101
- (en chino) Panorama de la cámara panorámica Yutu (PCAM) en el sitio web 720yun