Záhada kopania zadnej časti Mesiaca, Chang'e 6, ktorú laserovú technológiu použili?

3. mája bola úspešne vypustená loď Chang'e 6, ktorá sa vydala na prvú spiatočnú cestu ľudstva na zadnú stranu Mesiaca.
Chystá sa pristáť na zadnej strane Mesiaca na južnom póle – „kopanie“ v panve Aitken, zhromažďovanie rôznych geografických oblastí, vzorky veku Mesiaca, prinesené späť na Zem na hĺbkové štúdium.
V súčasnosti Chang'e 6 úspešne dokončila kľúčový krok „brzdenia pri Mesiaci“ (teda „priestorového brzdenia“) a úspešne vstúpila na cirkumlunárnu obežnú dráhu.
Stojí za zmienku, že kľúčovú úlohu v tejto misii zohrala laserová technológia.
Aké laserové prístroje a technológie boli použité?
Okrem samotného detektora (obsahujúceho niekoľko kľúčových laserových optických prístrojov) misia Chang'e 6 niesla aj užitočné zaťaženie a satelitné programy zo štyroch krajín, vrátane francúzskeho detektora radónových plynov, detektora negatívnych iónov ESA, talianskeho laserového uhlového reflektora a pakistanskej kocky. Hviezda. Medzi nimi je obzvlášť pútavý MoonLIGHT, laserový rohový reflektor talianskej INFN.
(1) Taliansko INFN laserový uhlový reflektor MoonLIGHT
Laserový rohový reflektor, ktorý Chang'e 6 umiestni na zadnú stranu Mesiaca, sa používa na poskytovanie presných navigačných služieb pre satelity obiehajúce okolo Mesiaca. Reflektor je "MoonLIGHT" od INFN - Národný inštitút jadrovej fyziky v Taliansku, ktorý môže pomôcť satelitom vypočítať presné vzdialenosti a zachytiť obežné dráhy, aby sa zlepšila presnosť pristátia.
Laser Ranging (LR) je technika používaná na presné meranie vzdialenosti medzi laserovou pozemnou stanicou a optickým cieľom (Cube Corner Retroreflector, CCR).
Už v roku 1969 umiestnilo americké Apollo 11 na Mesiac prvý laserový reflektor, ktorý presne určil vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom. Výsledkom bolo uskutočnenie merania Lunar Laser Ranging (LLR). Len päť krajín na svete, vrátane našej, má technickú kapacitu na presné meranie vzdialenosti medzi Zemou a Mesiacom pomocou lasera. Podľa štatistík ľudstvo v minulom storočí umiestnilo na Mesiac celkovo päť laserových reflektorov.
V posledných rokoch sa laserové pozemné stanice výrazne zlepšili, ale stále existujú obmedzenia spôsobené mesačnými vibráciami atď. Na dosiahnutie presnejších meraní LLR bol vyvinutý projekt MoonLIGHT, vysoko presný testovací laserový prístroj. MoonLIGHT využíva novú generáciu kompaktného dizajnu s priemerom odrazovej plochy 100 mm, čo zlepšuje presnosť merania s presnosťou na milimetre. V budúcnosti bude s MoonLIGHT existovať jeden veľký CCR na minimalizáciu účinkov vibrácií.
Okrem tohto MoonLIGHT, v januári tohto roku, lunárny pristávací modul United Launch Alliance (ULA) „Peregrine Falcon“ nesúci pole laserových reflektorov (Laser-Reflecting Array, označované ako LRA) a NASA Mars Exploration „The Laser- Reflecting Array (LRA) na palube lunárneho pristávacieho modulu Falcon a Laser-Reflecting Array (LaRA) z programu NASA Mars Exploration Program (MEP) sú tiež veľmi zaujímavé.
(2) Niekoľko kľúčových laserových a optických prístrojov Šanghajského technologického a fyzikálneho inštitútu (SITP)
Uvádza sa, že so sondou sa zdvihol aj spektrálny analyzátor lunárneho minerálu Chang'e 6, laserový merací a velocimetrický senzibilizátor a laserový trojrozmerný zobrazovací senzibilizátor vyvinutý Šanghajským inštitútom pre technológiu a fyziku Čínskej akadémie vied.
Podľa oficiálnej webovej stránky Šanghajského technologického a fyzikálneho inštitútu Čínskej akadémie vied:
- Lunar Mineral Spectrum Analyzer je jednou z užitočných záťaží detektora, ktorá bude vykonávať spektrálnu detekciu a analyzovať distribúciu minerálneho zloženia oblasti pristávacej vzorky na mesačnom povrchu;
- Laserový merací a velocimetrický senzor, ktorý poskytne informácie o vzdialenosti a rýchlosti na veľké vzdialenosti, keď sonda pristane na mesačnom povrchu, je dôležitým samostatným strojom v subsystéme Attitude Control (GNC);
- Laserový 3D zobrazovací senzibilizátor využíva laserové rýchle skenovacie zobrazovacie prostriedky na detekciu topografie a geomorfológie mesačného povrchu, čo umožňuje pristávaciemu modulu vyhnúť sa prekážkam v reálnom čase a poskytovať presné 3D obrazy lunárnej pristávacej plochy, keď sa sonda vznáša.
V 21. storočí, keď Čína spustila projekt prieskumu Mesiaca Chang'e, sa objavila myšlienka použiť lasery na meranie topografie mesačného povrchu v troch rozmeroch. Shanghai Institute of Technology sa špecializuje na infračervenú fyziku a výskum optoelektronických technológií, posledné storočie vo vzdušnej platforme na realizáciu lasera ako prostriedku na trojrozmerné merania povrchu, od „Chang'e I“ sa začalo vyvíjať vesmírne aktívne fotoelektrické zaťaženie Tím sa začal presúvať do vesmírnej misie, kedy sa z mnohých členov vyrobila spektroskopická technológia ako pôvod.
Okrem toho Šanghajský inštitút silikátovej technológie Čínskej akadémie vied vyvinul sériu „magických koží“ a kľúčových materiálov pre „šesť dievčat“, ktoré tiež pritiahli pozornosť, vrátane kryštálov oxidu telurnatého pre infračervený zobrazovací spektrometer Chang'e 6 lunárny rover a termoregulačné nátery pre detektor. V infračervenom zobrazovacom spektrometri lunárneho roveru Chang'e 6 sú veľké kryštály oxidu telurnatého kľúčovými materiálmi na realizáciu veľkého zorného poľa, vysokého priestorového a spektrálneho rozlíšenia a jeho veľkých kryštálov oxidu telurnatého s vynikajúcimi akusticko-optickými vlastnosťami. zabezpečili dokončenie tohto kľúčového materiálu podľa plánu.
Aké divy vytvorí Chang'e 6 tentokrát?
Úspešný štart sondy Chang'e 6 znamená ďalší veľký prelom v čínskom vesmírnom priemysle!
Po vypustení na obežnú dráhu uskutoční „Šesť dievčat“ plánovaný let v trvaní približne 53 dní, počas ktorých prejde fázami presunu Zem-Mesiac, brzdením na blízkom Mesiaci, oboplávaním, pristátím a zostupom, prácami na povrchu Mesiaca. , výstup na povrch Mesiaca, stretnutie a dokovanie a prenos vzoriek, obchádzanie a čakanie, prenos medzi Mesiacom a Zemou a opätovný vstup a zotavenie.
Odber vzoriek zo zadnej strany mesiaca je zázrak sám o sebe. Terén na zadnej strane Mesiaca je členitejší ako predná strana, čo sťažuje pristátie na zadnej strane Mesiaca a túto náročnosť na zadnej strane Mesiaca zväčšuje aj problém komunikácie Zem-Mesiac.
Najväčší problém možno spočíva v realizácii presného ukotvenia: kombináciu pristávacieho modulu a stúpacieho zariadenia je potrebné spojiť s kombináciou orbiter-návratový modul, ktorý má možnosť otočiť sa k prednej časti Mesiaca na cirkumlunárnej dráhe, čo umožňuje pozemnej stanici merať trajektóriu a komunikovať s ňou, ale prvá z nich nemá podporu žiadnej pozemnej stanice na povrchu Mesiaca a môže komunikovať iba s Magpie Bridge 2.
Teplotný rozdiel niekoľkých stoviek stupňov medzi dňom a nocou na Mesiaci prináša veľkú skúšku aj pre bežnú prevádzku rôznych prístrojov. Z tohto dôvodu Shanghai Institute of Silicate vyvinul viac ako 10 druhov anorganických termoregulačných povlakov a tieto „teplotné regulačné povlaky“ sa používajú pre mechanizmus panoramatickej kamery, lander, ochranný valec motora, lander mesačný nočný kolektor teploty, laserové ukazovanie. zariadenie, dokovací mechanizmus a pod.
Okrem toho, Čína bude tiež v procese týchto úloh, ochutnať návrat, ale aj vytvoriť zázrak v technológii - Chang'e VI musí byť presné, aby urobil dobrú prácu "ísť, pod, na, späť, do" piatich akcií, pri každej akcii sa nemôže objaviť žiadna chyba.
Tento rok Čína presadí štvrtú fázu Projektu prieskumu Mesiaca, do ktorej sa plánuje zahrnúť Chang'e-6, Chang'e-7 (hľadanie dôkazov o existencii vody na Mesiac) a Chang'e-8 (základný typ na zriadenie medzinárodnej lunárnej výskumnej stanice). Pred úplným dokončením vedecko-výskumnej stanice je potrebné prekonať ešte veľa technických ťažkostí.