Yutu ( chino :玉兔; pinyin : Yùtù ; iluminado. 'Jade Rabbit') fue un vehículo lunar robótico que formó parte de lamisión china Chang'e 3 a la Luna . Fue lanzado a las 17:30 UTC del 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 que opera allí desde el Lunokhod 2 soviéticocesó sus operaciones el 11 de mayo de 1973. [8]
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 original prevista de tres meses.
En total, mientras trabajaba en la Luna, el rover pudo recorrer una distancia de 114 metros. [13]
En 2018, el sucesor del rover Yutu , el rover Yutu-2 , se lanzó como parte de la misión Chang'e 4 .
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]
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 futuras misiones. [17]
Los objetivos científicos de Chang'e-3 incluían 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 directa por radar 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 chino se dividió en tres fases operativas principales: [17]
A diferencia de la NASA y la ESA , la Administración Espacial Nacional de China revela poco sobre sus misiones al público, por lo que la información detallada sobre Chang'e 3 es limitada. Algunos aspectos del diseño de Yutu y varios de sus experimentos pueden haberse basado en los Mars Exploration Rovers de la NASA . [19] [20] Se cree que el diseño de sus ruedas estuvo 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) y una capacidad de carga útil de 20 kg (44 lb). [1] [2] [21] Es más pequeño que los vehículos de exploración de Marte, Spirit y Opportunity , y lleva instrumentos similares: cámaras panorámicas, un espectrómetro de infrarrojos 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 vídeo en directo y cuenta con 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 suspensión , [23] durante el cual el calentamiento fue proporcionado por unidades calentadoras de radioisótopos (RHU) que utilizan plutonio-238 [24] y circuitos de fluido de dos fases. [17]
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.
El rover llevaba un radar de penetración terrestre (GPR) en su parte inferior, lo que permitió 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 . a varios cientos de metros de profundidad. [18]
El rover llevaba un espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS) [22] y un espectrómetro de infrarrojos , destinados a analizar la composición de elementos químicos de muestras lunares. El APXS era la única carga útil del brazo robótico. [25]
Había dos cámaras panorámicas y dos cámaras de navegación en el mástil del rover, que se encuentra ~1,5 m (4,9 pies) sobre la superficie lunar, así como dos cámaras para evitar peligros instaladas en la parte frontal inferior del rover. [26] Cada par de cámaras se utilizó para capturar imágenes estereoscópicas , [27] o para imágenes de rango mediante triangulación .
Chang'e 3 aterrizó el 14 de diciembre de 2013 y desplegó el rover Yutu 7 horas y 24 minutos después. [28]
Se anunció que el lugar de aterrizaje previsto sería Sinus Iridum . [29] Sin embargo, el módulo de aterrizaje descendió sobre Mare Imbrium , a unos 40 km (25 millas) al sur del cráter Laplace F de 6 km (3,7 millas) de diámetro , [30] [31] a 44,1214 ° N, 19,5116 ° W (2640 m elevación) [32]
El rover se desplegó con éxito desde el módulo de aterrizaje e hizo 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 mientras 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]
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. Luego, 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 comprobaciones de diagnóstico el 23 de diciembre de 2013 para garantizar que estaba preparado para la próxima noche lunar y se desplazó unos 40 metros al sur del módulo de aterrizaje. [37] El módulo de aterrizaje también comenzó 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 conservar energía, ya que el módulo de aterrizaje no recibirá luz solar. y los paneles solares del rover durante 14 días consecutivos. Ambos tuvieron que soportar el frío extremo de las noches lunares que duraron dos semanas. [23] [38]
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", provocada por el "complicado entorno de la superficie lunar". [9] La Sociedad Planetaria informó que el rover no estaba respondiendo correctamente a las órdenes de la Tierra, lo que le impedía "prepararse adecuadamente para la noche que se aproximaba". [40] [41] [42] [43] Más tarde se hizo evidente que el rover sufrió un mal funcionamiento del circuito de control en su unidad motriz, lo que le impidió entrar en inactividad normal y plegar su mástil y paneles solares. [44] [45]
El 12 de febrero de 2014, Command Control escuchó todas las transmisiones de Yutu después de soportar su segunda noche lunar. Los fracasos en los intentos de comunicación provocaron que fuera declarado definitivamente inoperativo. [46] El 13 de febrero, inesperadamente restableció la comunicación con el Control de Mando. [47] [48] [49] El portavoz del programa lunar de China, Pei Zhaoyu, declaró que aunque Yutu pudo 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 graves dificultades técnicas que obstaculizaban aún más las operaciones científicas. [50] Los científicos espaciales chinos finalmente determinaron que el circuito de control había fallado, y esto impidió que Yutu entrara en inactividad normal como estaba planeado, [43] [44] pero afirmaron que el GPR, el equipo de imágenes panorámicas y de infrarrojos todavía funcionaban normalmente. [50] [51]
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, afirmó que la falla no fue mecánica, sino eléctrica, y que buscaban evitarla. También explicó que "la temperatura en la Luna es considerablemente más baja que nuestra estimación anterior", añadiendo que "algunos componentes pueden estar sufriendo 'congelación'". [54]
Los motores de alineación de los paneles solares de Yutu no respondieron, lo que provocó 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 avanzó a través de las siguientes noches lunares, 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 finales 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 estuvo inmóvil. [60]
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 efectivamente a la misión. [61] [62]
El radar de penetración terrestre del rover encontró evidencia de un mínimo de nueve capas de roca distintas , lo que indica que el área tenía procesos geológicos sorprendentemente complejos y tiene una composición distinta de los lugares de alunizaje del Apolo y la Luna. [63] [64]
El 15 de abril de 2014, la misión Chang'e 3, incluido su rover Yutu , presenció un eclipse total de Sol por parte de la Tierra desde la superficie de la Luna. [sesenta y cinco]
