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Chang'e 5

Chang'e 5 ( chino :嫦娥五号; pinyin : Cháng'é wǔhào [nota 1] ) fue la quinta misión de exploración lunar del Programa de Exploración Lunar chino de CNSA , y la primera misión de retorno de muestras lunares de China . [13] Al igual que sus predecesoras, la nave espacial lleva el nombre de la diosa lunar china, Chang'e . Se lanzó a las 20:30 UTC del 23 de noviembre de 2020, desde el sitio de lanzamiento de naves espaciales Wenchang en la isla de Hainan , aterrizó en la Luna el 1 de diciembre de 2020, recogió ~1731 g (61,1 oz) de muestras lunares (incluso de un núcleo de ~1 m de profundidad). ), [14] [15] y regresó a la Tierra a las 17:59 UTC del 16 de diciembre de 2020.

Chang'e 5 fue la primera misión de devolución de muestras lunares desde la Luna 24 de la Unión Soviética en 1976. La misión convirtió a China en el tercer país en devolver muestras de la Luna después de Estados Unidos y la Unión Soviética.

Descripción general

El Programa de Exploración Lunar de China tiene cuatro fases, con avances tecnológicos incrementales: [16] [17]

El Programa de Exploración Lunar chino planea dar lugar a misiones tripuladas en la década de 2030. [16] [17]

Equipo

Componentes

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

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 módulo de aterrizaje/ascendente se separó de los módulos Orbitador/Retornador (20:40 UTC, el 29 de noviembre de 2020) y descendió a la superficie de la Luna (15:40 UTC, el 29 de noviembre de 2020). 13 UTC, el 1 de diciembre de 2020). Una vez recogidas las muestras, el Ascender se separó del módulo de aterrizaje (15:11 UTC, el 3 de diciembre de 2020), despegó hasta el Orbitador/Retornador, se acopló con ellos y transfirió las muestras al Retornador. Luego, el Ascendente se separó del Orbitador/Retornador y se estrelló en la Luna (~30°S de latitud y 0° de longitud) a las 22:49 UTC, el 8 de diciembre de 2020. El Orbitador/Retornador luego regresó a la Tierra , donde el Returner se separó y descendió a la superficie de la Tierra a las 17:59 UTC del 16 de diciembre de 2020.

La masa de lanzamiento estimada de Chang'e 5 fue de 8.200 kg (18.100 lb), [21] se proyectó que el Lander pesaba 3.200 kg (7.100 lb) y el Ascender pesaba aproximadamente 700 kg (1.500 lb). A diferencia de Chang'e 4, que estaba equipado con una unidad calentadora de radioisótopos para sobrevivir al frío extremo de la noche lunar, el módulo de aterrizaje de Chang'e 5 dejó de funcionar en la siguiente noche lunar.

Cargas útiles científicas

Chang'e 5 incluía cuatro cargas útiles científicas, incluida una cámara de aterrizaje, una cámara panorámica, un espectrómetro mineralógico lunar [22] y un radar de penetración del regolito lunar. [23] [24] Chang'e 5 recolectó muestras usando dos métodos, es decir, perforación para muestras del subsuelo y extracción para 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. [25]

Perfil de la misión

Lanzamiento

Estaba previsto que Chang'e 5 fuera lanzado en noviembre de 2017 mediante el cohete Gran Marcha 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. [26] El 27 de diciembre de 2019, el Gran Marcha 5 volvió a entrar en servicio con éxito, permitiendo así que continuara la misión actual. después de la misión Tianwen-1 . [27] La ​​sonda Chang'e 5 fue lanzada a las 20:30 UTC, el 23 de noviembre de 2020, por un vehículo de lanzamiento Gran Marcha 5 Y-5 desde el sitio de lanzamiento de naves espaciales Wenchang en la isla de Hainan .

Transferencia Tierra-Luna

Lugar de aterrizaje de Chang'e 5 cerca de la colina Louville Omega (Louville ω, del 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, segunda corrección orbital a las 14:06 UTC, el 25 de noviembre de 2020, entró en órbita lunar a las 14:58 UTC, el 28 de noviembre de 2020. (orbital elíptica), 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/Returner a las 20:10 UTC, el 29 de noviembre de 2020, en preparación para el aterrizaje. [28]

Lugar de aterrizaje

Fotografía del módulo de aterrizaje Chang'e 5 en la superficie de la Luna tomada por el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA

El módulo de aterrizaje/ascendente aterrizó en la Luna el 1 de diciembre de 2020 a las 15:11 UTC. [29] El lugar de aterrizaje de Chang'e 5 está a 43,1°N (en latitud), 51,8°W (en longitud) en el Oceanus Procellarum septentrional, cerca de un enorme complejo volcánico, Mons Rümker , [30] situado en el noroeste lunar cerca lado. El área está cartografiada como ' Yegua Eratosténica ' por el USGS . [31] El lugar de aterrizaje de Chang'e 5, llamado Statio Tianchuan, [32] se encuentra dentro del terreno Procellarum KREEP, [33] con elementos elevados que producen calor, corteza delgada y vulcanismo prolongado. Esta área se caracteriza por algunos de los basaltos más jóvenes de la Luna (~1,21 mil millones de años), [34] con elevadas abundancias de titanio , torio y olivino , [34] que nunca han sido muestreados por el programa Apolo estadounidense y el Programa Luna soviético . [3]

Mapa geológico del lugar de aterrizaje de Chang'e 5. [35] Esta región está cubierta por basaltos de yegua jóvenes muy extendidos y Rima Sharp es la característica volcánica más distintiva de la región.

Volver a la tierra

La cápsula de retorno de Chang'e 5 se transportó de regreso a CAST , donde se abrió el contenedor de muestra.

El Chang'e 5 Ascender despegó del Oceanus Procellarum a las 15:10 UTC del 3 de diciembre de 2020 y seis minutos después llegó a la órbita lunar. [36] El Ascender se acopló con la combinación Orbiter/Returner en 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 Ascendente se separó de la combinación Orbitador/Retornador el 6 de diciembre de 2020, a las 04:35 UTC. [37] Después de completar su función de misión, se ordenó al Ascender que saliera de 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). [38] El 13 de diciembre de 2020, a las 01:51 UTC, desde una distancia de 230 kilómetros de la superficie lunar, el Orbiter y el Returner encendieron con éxito cuatro motores para entrar en la órbita de transferencia Hohmann Luna-Tierra . [39]

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 la falta de una unidad calentadora 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. [40]

El 16 de diciembre de 2020, alrededor de las 18:00 UTC, la cápsula de retorno de aproximadamente 300 kg (660 lb) realizó una reentrada con salto balístico , rebotando de hecho en la atmósfera sobre el Mar Arábigo antes de la reentrada. La cápsula, que contenía alrededor de 2 kg (4,4 libras) de material lunar perforado y recogido, aterrizó en las praderas de Siziwang Banner en la región de Ulanqab en el centro sur de Mongolia Interior . Los drones de vigilancia detectaron la cápsula Returner antes de su aterrizaje, y los vehículos de recuperación localizaron la cápsula poco después. [41]

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

Misión extendida

Después de dejar las muestras de regreso a la Tierra, el orbitador Chang'e 5 (CE-5) fue capturado con éxito por el punto Lagrange Sol-Tierra L1 a las 5:39 UTC, el 15 de marzo de 2021, y se convirtió en la primera nave espacial china en orbitar. el punto de Lagrange Sol-Tierra L1. 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. [42] En su viaje de 88 días a L1, el control de la misión realizó 2 maniobras orbitales y 2 maniobras de corrección de trayectoria. Realizó un sobrevuelo lunar en una misión extendida el 9 de septiembre de 2021. [10]

En enero de 2022, CE-5 abandonó el punto L1 [43] hacia la órbita retrógrada distante lunar (DRO) para realizar pruebas de interferometría de línea de base muy larga en preparación para la siguiente etapa del Programa de Exploración Lunar de China . [43] [44] Según The Space Review (TSR), esta maniobra fue descrita en documentos académicos y del gobierno chino. [45] En febrero de 2022, varios rastreadores de satélites aficionados observaron que CE-5 había entrado en DRO, convirtiéndola en la primera nave espacial de la historia en utilizar la órbita. [43]

Investigación de muestras lunares.

Muestra de suelo lunar recolectada por la misión Chang'e 5 de China exhibida en Airshow China 2021.
Muestra de suelo lunar recolectada por la misión Chang'e 5 de China, exhibida en Airshow China 2021.
Muestras de suelo estudiadas por el Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China

Los ~1.731 g (61,1 oz) de muestras lunares recolectadas por Chang'e 5 tienen una enorme importancia científica, debido a sus edades anormalmente jóvenes (<2.000 millones de años). [34] [3] En particular, pueden proporcionar información sobre la cronología lunar, la petrogénesis, la configuración regional, la evolución geodinámica y térmica, la formación de regolitos, la calibración de la función de la cronología lunar, la limitación del estado de la dinamo lunar, el desentrañamiento de las propiedades del manto profundo y la evaluación las estructuras del terreno Procellarum KREEP. [3]

Datar 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 . [46] [47] 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. [48] ​​[49]

El análisis preliminar de las muestras de lava basáltica tomadas del Oceanus Procellarum, dirigido por la Academia China de Ciencias Geológicas , determinó que la edad de estas rocas es cercana a los 1.960 millones de años, llenando una brecha de edad crítica de las muestras de rocas lunares disponibles, que, entre otras aplicaciones, puede ayudar a calibrar aún más las herramientas cronológicas de los cráteres planetarios. [50] El equipo descubrió evidencia de moléculas de hidroxilo en las muestras a través de espectros de reflectancia , lo que indica la probable presencia de moléculas de agua de hasta 120 ppm. Los investigadores postularon que las moléculas de agua y hidroxilo habían sido incrustadas en el suelo lunar a través del viento solar . [51]

Primera bandera china en la Luna

El módulo de aterrizaje lunar de Chang'e 5 desplegó la primera bandera china en la Luna. [52] La bandera estaba hecha de un material compuesto para resistir el duro entorno de la Luna sin decolorarse ni deformarse. [52] Los científicos chinos pasaron más de un año probando docenas de posibles materiales para la bandera. [53] Con un peso de sólo 12 gramos, puede mantener sus verdaderos colores bajo una diferencia de temperatura de más o menos 150 grados Celsius. [52]

Misiones relacionadas

Impresión artística del módulo de aterrizaje en la Luna.

Chang'e 5-T1

Chang'e 5-T1 es una misión lunar robótica experimental como preliminar a Chang'e 5 que se lanzó el 23 de octubre de 2014, para realizar pruebas de reentrada atmosférica en el diseño de la cápsula que estaba previsto utilizar en Chang'e. 5 misión. [54] [55] Su módulo de servicio, llamado DFH-3A, permaneció en órbita alrededor de la Tierra antes de ser reubicado a través de Tierra-Luna L 2 a la órbita lunar el 13 de enero de 2015, donde está utilizando los 800 kg restantes de combustible para realizar pruebas. maniobras críticas para futuras misiones lunares. [56]

Chang'e 6

Chang'e 6 es una misión de seguimiento de CNSA que utiliza la misma arquitectura de misión para devolver muestras de la cara oculta de la Luna . Se lanzó el 3 de mayo de 2024 y alunizó en la cara oculta de la Luna el 1 de junio. [57] [58]

Colaboración internacional

La Agencia Espacial Europea (ESA) había apoyado la misión Chang'e 5 proporcionando seguimiento a través de la estación Kourou de la ESA , situada en la Guayana Francesa . La ESA rastreó la nave espacial durante las fases de lanzamiento y aterrizaje mientras proporcionaba respaldo de guardia para las estaciones terrestres de China durante toda la misión. Los datos de la estación Kourou habían ayudado al equipo de control de la misión en el Centro de Control de Vuelo Aeroespacial de Beijing a determinar el estado de salud y órbita de la nave espacial. Chang'e 5 regresó 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 seguimiento. [59]

Reacciones internacionales a la misión y las muestras.

Muchos comentaristas de los medios discutieron la misión Chang'e 5 en comparación con las últimas misiones lunares exitosas orientadas al retorno de muestras en el siglo XX, que fueron las realizadas por el programa estadounidense Apolo y el programa soviético Luna en los años 1960-70, que involucraron a Luna 15. , Luna 16 y Luna 24 enviadas a la Luna. En particular, 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, siendo la última desde Chang'e 5 Luna 24 en 1976. [60]

Las rocas lunares que la misión devolvió a la Tierra fueron elogiadas como "la muestra perfecta para cerrar una brecha de 2 mil millones de años" en la comprensión de la geología lunar. [61] El acceso abierto a las muestras por parte de CNSA a un consorcio de científicos de Australia, EE.UU., Reino Unido y Suecia fue aclamado como "ciencia hecha de la manera ideal: una colaboración internacional, con libre intercambio de datos y conocimientos, y todos hecho de la manera más colegiada posible. Esto es diplomacia mediante la ciencia", dijo Brad Jolliff, director del Centro McDonnell para las Ciencias Espaciales de la Universidad de Washington en St. Louis . [62]

Ver también

Notas

  1. ^ En chino estándar , se pronuncia Cháng'é . [11] Alternativamente pronunciado y escrito como Chang-Er en chino malayo. [12]

Referencias

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