Chang'e-4ミッションは、着陸モジュールと中継衛星上の科学機器です

月面でのYutu-2ローバーの旅に関するデータの背景に対して、Chang'e-4固定着陸モジュールで行われるイベントや実験への関心は、宇宙環境を研究するための科学機器がそこに設置されているため、それほど顕著ではありません複雑な実験も行われます。


次の10年は月面の広範囲な探査の時期であり、興味深い発見が私たちを待っており、人間は再び月を歩きます。

これまでのところ、科学者とエンジニアはこれを行っています-このように：





しかし、現在、地球上の中国宇宙技術アカデミーの生産ホールと研究所では、新しい月のモジュールの製造、テスト、および打ち上げの準備に関する作業が本格的であり、それぞれが、制御されたロボットステーションやローバーだけでなく、月に生きている乗組員の着陸の現実をもたらしています。







月面探査機「Yutu-2」の裏側の痕跡-最初の月の日の軌跡：



現在、中国の月探査プログラムはどの段階にあり、次に何が起こりますか？ ここでは、Chang'e-4ミッションに関するこれらの素晴らしいスライドから学ぶことができます。



実際、あなたが自分で行っているステップに沿って上り坂に行けば、ゆっくりではありますが、頂上に行くことができますが、新しい人々をその頂上に連れて行くことができます。

中国の科学者やエンジニアも同様に、月の研究プログラムをいくつかの段階に分けました。 さらに、各ステージの決定を実装して新しいステージを開発するプロセスで得られたすべての経験をさらに伝えました。 そして今、これは月探査の4回目の繰り返しです。 すぐに、5番目-地球への帰還を伴う自律遠征。

そして、独自のブースターロケット（Changzhengシリーズ（3月））、 独自の宇宙飛行士、24時間体制で仕事に誇りを持っている優秀なエンジニアスタッフがいるとき、毎年宇宙月面開発の技術的な「塊」がますます激しくなっています。 -スピード、勢いを増し、クリエイターに新しい視野と機会をもたらします。



しかし、以前のソリューションのすべての機能を使用し、月の裏側で最初に実装する機会を得なければならなかったのは、4番目のミッションでした。

• 中継衛星を使用して、「月地球の裏側」のデータ伝送チャネルを編成します。
• 追跡、遠隔測定、および伝送制御サブシステムを使用した、表面発射車両の完全な制御（TT＆C-追跡、遠隔測定、およびコマンドサブシステム）。

月の裏側の研究における主な問題の1つは、月の裏側のデバイスが地球から直接通信するために利用できないため、通信の編成に関連する問題です。そのため、信号を中継するには別の通信衛星が必要です。

2018年5月21日に打ち上げられたTseyuqiao衛星リレー（フォーティースブリッジ）は、特別な重力安定ラグランジュポイントEarth-Moon L2の周りのハロー軌道で動作し、そこからいつでも地球と月の裏側からの直接の視認性を維持できますMCCとChang'e-4プロジェクトのモジュール間のデータ交換のため。



また、3つの5メートルアンテナを備えた低周波分光計（リレーLFS）がTseyuqiao中継衛星に設置され、初期宇宙からの低周波電波放射が記録され、その構造を研究することが可能になります。



アースバックムーン接続図：



月へのChang'e-4ミッションの飛行スケジュール：



月の裏側はmet石に陥る可能性が高いため、地形が非常に複雑になり、異常な着陸のリスクが高くなり、着陸中にロールオーバーまたは着陸モジュールの完全な喪失につながる可能性があります。

Chang'e-4ミッションでは、比較的安全な着陸地点がカルマンクレーターに着陸するために選択されました。その中には、表面に広大な平坦なエリアがあります。



設計段階で、人工知能技術がChang'e-4着陸機のオンボードコンピューターシステムに導入され、さまざまなプロジェクトモジュールが以前に発売されたものよりもはるかにスマートで自律的になりました。

速度と距離のさまざまなパラメーターを測定し、リアルタイムで3D画像を処理できる特別なセンサーとカメラの配列がChang'e-4降下モジュールの要素にインストールされたため、着陸手順中に、搭載システム自体が分析と修正を行うことができました現在の位置、角度、表面への傾斜に関する情報を含む状況に関するパラメータとデータは、表面上の不安定な（危険な）要素（石、小さなクレーター）を迅速に識別し、回避できる そのような障害物から、地上でのオペレータの介入なしの自動モードでの着陸プロセス中の帰還のない極限点まで。




2019年1月4日、着陸手順の成功とChang'e-4デバイス（着陸モジュールとローバー）との独立した通信チャネルのインストールのすべての段階が完了した後、月の裏側の探査の時代が始まりました。




Chang'e-4ミッションの装置は、月面の写真を送信し始めました。



Chang'e-4着陸モジュールとYutu-2ローバーには、中国と国際の両方の特別なカメラ、分光計、レーダー、検出器、線量計が装備されています。



国際科学機器：



Chang'e-4ミッションの装置を使用して収集された科学データは、特別な宇宙研究センターと国立天文台に送信され、そこで取得されたデータの配列が識別され、実験によってカタログ化され、保存され、分析されて、科学研究所や科学アカデミーに送信されます。





非常に近い将来に私たちを待っていますか？

地球へのリターナブルモジュールを備えたChang'e-5ミッションは、新しい研究と発見のために数キログラムの月の土を運びます。



そして...月の極は新しい研究分野になります-これらはChang'e-6（7-8）ミッションで、そのいくつかは2030年までに実装される予定です。



そして、これらの開発、プロジェクト、長年の仕事と飛行のすべての遠地点は、本格的な宇宙月面ステーション（軌道モジュールと地上構造とインフラストラクチャを含む）でなければなりません：



しかし、次の10年間に予定されているイベントの前に、多くの複雑な宇宙の質問に対する答えを見つける必要があり、それらのいくつかはChang'e-4着陸モジュール、Yutu-2ローバー、およびリピーター衛星に設置された科学機器の助けを借りて解決できますツァイシャオ」。



低周波分光計（LFS）-Chang'e-4着陸モジュールとTseyuqiao衛星リレーにインストールされます。

地球には電離層があり、宇宙からの低周波無線信号の受信が困難になっています。 多数の遠方の天体から発せられる微弱な信号を受信して​​分析するには、宇宙空間で電波天文学実験を実施し、星、銀河、宇宙の起源と進化を研究する必要があります。



近地球軌道での同様の実験のデータと結果は、地球表面からの電磁干渉にも敏感ですが、月の裏側の地球からのそのような干渉はありません。

Chang'e-4ミッションには同時に以下が含まれます。

• Chang'e-4着陸モジュールに搭載されたLFS中国の低周波分光器。
• 衛星中継器「Tseyutsyao」（オランダ-中国低周波探査機（NCLE））に設置されたオランダ語-中国語低周波分光器LFS。

太陽フレアと太陽活動を研究するために設計されたLFS（低周波分光計）は、現在、Chang'e-4ミッションで使用され、宇宙、太陽、その他の天体の低周波電波天文学観測を行っています。

ただし、これらの観測は、Chang'e-4モジュールも多くの低周波電磁信号を放出するという事実によって複雑になっています。 エンジニアがすでにChang'e-4着陸モジュールから受け取ったデータによると、それらから干渉を除去し、宇宙、特に太陽からの低周波無線信号を分離するために、多くの作業が残っています。

したがって、月面の分光計データと衛星リレーの分光計データの分析と比較により、この問題に関するより理解しやすい科学的見解を得ることができます。

LFS低周波分光計の外側部分は3つの5メートルアンテナです。









LFS低周波分光計の主な機能と設計：



Tseyuqiaoリピーター衛星の低周波分光計の主な特徴と設計：



キール大学の科学者が作成したドイツの中性子線量計（LND）は、Chang'e-4着陸モジュールに設置されています。



結局のところ、月には大気がなく、宇宙放射線は月面に直接衝突します。 宇宙線粒子と月の表面の物質との反応の結果として、ガンマ線と中性子が形成され、その放射率は陽子、電子、光子の放射率よりも高く、それらの放射は表面の生物（非常に月面ステーションのクルー）に非常に有害です。



Chang'e-4 LND線量計を使用して、月の放射線状況を調査し、居住する月の基地の将来の放射線防護に使用できるデータを収集することが計画されています。

LND線量計の主な特徴：



小型のニュートラルパーティクルアナライザーであるスウェーデンの科学機器ASAN（ニュートラル用アドバンストスモールアナライザー）は、Yutu-2ローバーに取り付けられています。



太陽風の陽子とイオンは干渉せずに直接月面に影響を及ぼし、月面と衝突、反射してエネルギー中性原子（ENA）やその他の粒子を生成します。

エネルギー中性原子（ENA）は、エネルギー中性原子（星間空間からの「ランダム」原子が太陽系の周りを高速で移動する正に帯電したイオンと衝突するときに形成されます。衝突では、活性イオンは原子から失われた電子を「拾い上げて」エネルギー中性原子）。

同時に、太陽光は月の片側に正電荷をもたらし、プラズマは月の反対側に負電荷をもたらします。 これらの効果の接点で、静電気力が月の塵を宇宙に投げ込みます。

したがって、月の土の粒子が吹き付けられ、電荷によって反射されると、月の表面から離れます。 このプロセスの研究は、月の層の形成のさまざまなメカニズムを理解するために非常に重要であり、同様に他の宇宙物体（小惑星など）上の同様の層



ASANの主な機能：



しかし、これらすべての科学機器はどのように制御され、データを送信し、電力を受信しますか？

Chang'e-4着陸モジュールでの科学機器の通信およびデータ送信スキーム：



ここで：

-LFS-低周波分光計;
-LND-月着陸船の中性子と線量測定。
-TCAM-地形カメラ;
-LCAM-着陸カメラ。

Yutu-2ローバーの科学機器の通信およびデータ送信スキーム：



ここで：

-LPR-月面貫通レーダー。
-ASAN-ニュートラル用の高度な小型アナライザー。
-VNIS-可視および近赤外イメージング分光計。
-PCAM-パノラマカメラ。

LRO（NASA Lunar Orbital Probe）が月の裏側にある異なる時刻にChang'e-4ミッション着陸地点を撮影した比較写真（着陸地点からさらに遠ざかる降下モジュールとローバーが写真に表示されています）：





Yutu-2ローバーの実際の軌道に関するChang'e-4ミッションのMCCからの新しいデータ-マップには、ローバーが慎重に避ける傾斜のあるくぼみとクレーターが表示されます。



Yutu-2ローバーのホイールからの月面のわだちとマークは、少なくとも数十万年はそのままです。



月のミッションの機器の設計段階で今日地球上ですでに解決された問題の多くは、月面での機器の操作を妨げる場合、非常に複雑で致命的になる可能性があります。

そして、宇宙に熱心な人だけが、特にミッションの最も重要な瞬間に重大な故障なしに困難な月の条件で働くように、着陸船とローバーのために他に何をする必要があるかを予測し理解することができました。

Chang'e-4ミッションに参加する中国宇宙技術アカデミーのエンジニアと従業員のチーム：