Загадка раскопок на обратной стороне Луны: «Чанъэ-6» Какую лазерную технологию использовали?

3 мая был успешно запущен «Чанъэ-6», отправившийся в первое в истории человечества обратное путешествие по отбору проб на обратную сторону Луны.
Он собирается приземлиться на обратной стороне Луны на Южном полюсе - «раскопки» бассейна Эйткен, сбор различных географических районов, возраст лунных образцов, доставленных на Землю для углубленного изучения.
В настоящее время «Чанъэ-6» успешно завершил ключевой этап «окололунного торможения» (т.е. «космического торможения») и успешно вышел на окололунную орбиту.
Стоит отметить, что лазерные технологии сыграли решающую роль в этой миссии.
Какие лазерные инструменты и технологии использовались?
В дополнение к самому детектору (содержащему несколько ключевых лазерных оптических инструментов), миссия «Чанъэ-6» также перевозила полезную нагрузку и спутниковые программы из четырех стран, в том числе французский детектор радона, детектор отрицательных ионов ЕКА, итальянский лазерный угловой отражатель и пакистанский куб. Звезда. Среди них особенно привлекает внимание MoonLIGHT, лазерный угловой отражатель итальянской компании INFN.
(1) Лазерный угловой отражатель MoonLIGHT от INFN, Италия.
Лазерный угловой отражатель, который «Чанъэ-6» разместит на обратной стороне Луны, будет использоваться для обеспечения точных навигационных услуг для спутников, вращающихся вокруг Луны. Отражатель «MoonLIGHT» от INFN — Национального института ядерной физики, Италия, который может помочь спутникам точно рассчитывать расстояния и определять орбиты для повышения точности приземления.
Лазерная локация (LR) — это метод, используемый для точного измерения расстояния между наземной лазерной станцией и оптической целью (угловой ретрорефлектор куба, CCR).
Еще в 1969 году американский «Аполлон-11» разместил на Луне первый лазерный отражатель, позволяющий точно определять расстояние между Землей и Луной. В результате стала возможной реализация измерений лунной лазерной локации (ЛЛР). Лишь пять стран мира, включая нашу, обладают технической возможностью точно измерить расстояние между Землей и Луной с помощью лазера. По статистике, всего за последнее столетие человечество разместило на Луне пять лазерных отражателей.
За последние годы лазерные наземные станции значительно усовершенствовались, но все еще существуют ограничения, налагаемые лунной вибрацией и так далее. Для достижения более точных измерений LLR был разработан проект MoonLIGHT — высокоточный тестовый лазерный прибор. MoonLIGHT имеет компактную конструкцию нового поколения с диаметром отражающей поверхности 100 мм, что повышает точность измерений с точностью до миллиметров. В будущем, в MoonLIGHT, будет один большой CCR, чтобы минимизировать влияние вибрации.
В дополнение к этому MoonLIGHT, в январе этого года, Лунный посадочный модуль United Launch Alliance (ULA) «Сапсан», несущий решетку лазерных отражателей (лазерно-отражающая матрица, называемая LRA), и НАСА по исследованию Марса «Лазер- Большой интерес также представляют отражающая решетка (LRA) на борту лунного корабля «Фалькон» и лазерная отражающая решетка (LaRA) программы исследования Марса НАСА (MEP).
(2) Несколько ключевых лазерных и оптических приборов Шанхайского института технологии и физики (SITP)
Сообщается, что вместе с зондом стартовал анализатор спектра лунных минералов «Чанъэ-6», лазерный сенсибилизатор локации и скорости, а также сенсибилизатор лазерного трехмерного изображения, разработанные Шанхайским институтом технологии и физики Китайской академии наук.
По данным официального сайта Шанхайского института технологии и физики Китайской академии наук:
- Лунный анализатор минерального спектра является одной из полезных нагрузок детектора, который будет осуществлять спектральное детектирование и анализировать распределение минерального состава участка посадочного образца на поверхности Луны;
- Лазерный датчик локации и скорости, который будет предоставлять информацию о расстоянии и скорости на больших расстояниях, когда зонд приземлится на поверхность Луны, является важным автономным устройством в подсистеме управления ориентацией (GNC);
- Лазерный сенсибилизатор трехмерного изображения использует средства быстрого лазерного сканирования для определения топографии и геоморфологии лунной поверхности, что позволяет спускаемому аппарату в реальном времени избегать препятствий и обеспечивать точные трехмерные изображения зоны приземления на Луну, когда зонд зависает.
В XXI веке, когда Китай запустил проект исследования Луны в Чанъэ, ​​была выдвинута идея использования лазеров для измерения топографии лунной поверхности в трех измерениях. Шанхайский технологический институт специализируется на исследованиях инфракрасной физики и оптоэлектронных технологий, в прошлом веке на воздушной платформе для реализации лазера как средства трехмерных измерений поверхности, с «Чанъэ I» началось развитие космической активной фотоэлектрической нагрузки. Команда начала переводиться в космическую миссию, когда многие члены освоили спектроскопическую технологию, подобную Origin.
Кроме того, Шанхайский институт силикатных технологий Китайской академии наук разработал серию «волшебных шкур» и ключевых материалов для «шести девушек», которые также привлекли внимание, в том числе кристаллы диоксида теллура для инфракрасного спектрометра Луноход «Чанъэ-6» и терморегулирующие покрытия для детектора. В инфракрасном спектрометре лунохода «Чанъэ-6» крупные кристаллы диоксида теллура являются ключевыми материалами для реализации большого поля зрения, высокого пространственного и спектрального разрешения, а также кристаллы диоксида теллура большого размера с превосходными акустооптическими характеристиками. обеспечили завершение работы над этим ключевым материалом в установленные сроки.
Какие чудеса сотворит «Чанъэ-6» на этот раз?
Успешный запуск зонда «Чанъэ-6» знаменует собой еще один крупный прорыв в космической отрасли Китая!
После вывода на орбиту «Шесть девушек» выполнят по плану полет продолжительностью около 53 суток, в течение которых пройдут этапы перехода Земля-Луна, окололунного торможения, кругосветного плавания, посадки и спуска, работы на лунной поверхности. , подъем на поверхность Луны, встреча, стыковка и передача образцов, кругосветное плавание и ожидание, переход между Луной и Землей, а также возвращение в атмосферу и возвращение.
Отбор проб обратной стороны Луны сам по себе является чудом. Рельеф на обратной стороне Луны более пересеченный, чем на передней, что затрудняет посадку на заднюю часть Луны, а на обратной стороне Луны эта трудность усугубляется проблемой связи Земля-Луна.
Самая большая трудность, пожалуй, заключается в реализации точной стыковки: связку спускаемый аппарат-возвратный модуль необходимо состыковать со связкой орбитальный аппарат-возвратный корабль, которая имеет возможность развернуться к передней части Луны по окололунной орбите, что позволит наземной станции осуществить измерить траекторию и связаться с ней, но первый не имеет поддержки какой-либо наземной станции на поверхности Луны и может общаться только с «Сорочьим мостом-2».
Разница температур в несколько сотен градусов между днем ​​и ночью на Луне также является серьезным испытанием для нормальной работы различных инструментов. По этой причине Шанхайский институт силиката разработал более 10 видов неорганических терморегулирующих покрытий, и эти «покрытия контроля температуры» используются для механизма панорамной камеры, посадочного модуля, цилиндра защиты двигателя, коллектора температуры лунной ночи посадочного модуля, лазерного наведения. устройство, стыковочный механизм и так далее.
Кроме того, Китай также будет выполнять эти задачи, чтобы опробовать возврат, а также создать чудо в технологии - Чанъэ VI должен быть точным, чтобы хорошо выполнять свою работу, «идти, под, вперед, назад, в» пять действий, в каждом действии не может быть ошибок.
В этом году Китай продолжит реализацию четвертой фазы проекта исследования Луны, в которую планируется включить Чанъэ-6, Чанъэ-7 (поиск доказательств существования воды на Луне). Луна) и миссии Чанъэ-8 (базовый тип для создания международной лунной исследовательской станции). Прежде чем научно-исследовательская станция будет полностью завершена, предстоит преодолеть еще немало технических трудностей.