Chang'e-4 üzerinde uzay ortamı algılama aracı
3 Ocak 2019 günü saat 10: 26'da Chang'e-4 sondası, ayın arkasındaki Güney Kutbu-Aitken Havzasındaki Von Kamen çarpışma kraterine otonom olarak indi ve bir insan sondasının ayın arkasına ilk yumuşak inişini sağladı. Chang'e-4, çok sayıda gelişmiş algılama cihazı taşımaktadır.Aldığınız kameralara ek olarak, uzay ortamı tespiti için kullanılabilecek birkaç cihaz da bulunmaktadır. Bugün size bu özel aletlerden ve gözlemlemek istedikleri fiziksel olaylardan bahsedeceğiz.
Ay yüzey nötron ve radyasyon dozu detektörü
İnsanların uzay keşfi her zaman yüksek enerjili radyasyon tehdidiyle karşı karşıyadır. 1958'de, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk yapay uydu olan Explorer I uydu araştırma grubundan Ernie Ray iç geçirdi: "Tanrım, uzay radyoaktif!" , Uzay aslında radyoaktiftir!) ". Onlarca yıllık keşif ve araştırmalardan sonra, insanlar yeryüzüne yakın yüksek enerjili radyasyon ortamı hakkında hatırı sayılır bir anlayış kazandılar, ancak Ay yüzeyindeki radyasyon ortamı, dünya yakınındakinden çok farklı.Ay yüzeyinde yoğun bir atmosfer yok ve manyetik alan yok. Çok zayıftır, bu nedenle uzaydaki kozmik ışınlar, Ay yüzeyindeki kayaları ve ay toprağını doğrudan bombardıman edecektir.Kozmik ışın parçacıkları ile ay yüzeyindeki malzemeler arasındaki nükleer reaksiyon nötronları, gama ışınlarını ve diğer güçlü nüfuz eden parçacıkları, özellikle de nötronları serbest bırakacaktır. , Astronotlara çok zararlı olan proton, elektron ve fotonlardan daha yüksek radyasyon kalite faktörüdür.
Şekil 1 Ay yüzeyinin radyasyon ortamının şematik diyagramı (yazar tarafından boyanmıştır)
Chang'e-4 üzerinde taşınan ay yüzeyi nötron ve radyasyon doz dedektörü, Çin ve Almanya tarafından ortaklaşa geliştirilerek, iniş bölgesindeki nötron ve radyasyon dozunu tespit etmekle kalmaz, aynı zamanda güneş patlamasıyla üretilen proton ve protonları da tespit eder. Elektronlar ve alfa parçacıkları. Dedektör, bilim insanlarının ay yüzeyindeki radyasyon ortamını değerlendirmesine yardımcı olur ve gelecekteki insanlı ay inişleri ve ay üsleri için radyasyon koruması için bir temel sağlar.Aynı zamanda, cihaz güneş fırtınalarını incelemek için güneşten gelen enerji parçacıklarını doğrudan tespit edebilir. Olgunun nedeni, yüksek enerjili parçacıkların yayılma yasası vb.
Şekil 2 Ay metre nötron ve radyasyon doz dedektörü
Düşük frekanslı radyo spektrumu analizörü
Radyo denen şey aslında yaygın bir radyo dalgasıdır.Kısa dalga radyoları radyo sinyallerini çok uzak yerlerden hatta evdeki dünyanın öbür ucundan dinlemek için kullanabiliriz.Bunun nedeni dünyanın üst atmosferinde (60 kilometrenin üzerinde) bir iyonosfer olmasıdır. Atmosfer kısmen iyonize ve tamamen iyonize durumdadır ve düşük frekanslı radyoyu yansıtır veya absorbe eder Kısa dalga sinyalleri iyonosfer ile dünya arasında ileri geri yansıtılabilir ve böylece uzun bir mesafeye yayılabilir.
Şekil 3 İyonosferin ve radyo yayılımının şematik diyagramı
İyonosfer dünyaya iletişim kolaylığı getirebilmesine rağmen, iyonosfer dışındaki düşük frekanslı radyonun toprağa yayılmasını da engeller. Güneşten ve diğer kozmik cisimlerden gelen düşük frekanslı elektromanyetik dalga sinyalleri, dünyanın iyonosferi tarafından engellenir ve yeryüzüne ulaşamazlar. Yalnızca uzay ortamında tespit edilebilirler ve ayın arkası, dünyadan gelen çeşitli doğal ve yapay elektromanyetik radyasyon girişimlerini engeller. , Buradaki elektromanyetik ortam çok temiz ve düşük frekanslı radyo gözlemi için ideal bir yer.
Chang'e-4 görevinde iki adet düşük frekanslı radyo dedektörü bulunmaktadır.Biri Çin tarafından bağımsız olarak geliştirilmiş ve Chang'e-4 kara aracına monte edilmiştir (Şekil 4), diğeri ise Çin ve Hollanda tarafından ortaklaşa geliştirilmiş ve röle uydusuna monte edilmiştir. Gemide "Quieqiao" (Şekil 5). İki cihaz, güneş, dünya ve ay uzayının ve kozmik gök cisimlerinin çeşitli radyo fenomenlerini gözlemlemek ve incelemek için birbirleriyle işbirliği yapıyor, özellikle güneş patladığında, düşük frekanslı radyo gözlemleri kullanarak güneş patlaması faaliyetlerinin tüm sürecini gözlemleyebilir ve izleyebilir. Güneş-karasal uzayın hava etkilerini incelemek ve güneş felaketi olaylarını tahmin etmek için modeller oluşturmak çok yardımcıdır.
Şekil 4 Chang'e-4 lander'daki düşük frekanslı radyo spektrum analizörü
Şekil 5 Röle yıldızı "Queqiao" üzerindeki düşük frekanslı radyo detektörü
Ay Yüzeyi Nötr Atom Probu
Güneş sürekli olarak her yönden süpersonik yüklü parçacıklardan oluşan bir akımı "üfler", buna güneş rüzgarı denir. Ay, bir manyetik alan ve atmosferin korumasına sahip olmadığından, güneş rüzgarı doğrudan ayın yüzeyine "esebilir" Güneş rüzgarındaki protonlar ve iyonlar, ay toprağının yüzeyine etki ettiklerinde enerjik nötr atomu (ENA) ve diğerlerini yansıtıp saçacaklardır. parçacık. Aynı zamanda ışık, ay yüzeyinin pozitif yüklenmesine ve plazma ay yüzeyinin negatif yüklenmesine neden olacaktır.Ay yüzeyindeki yin ve yang birleşiminde elektrostatik kuvvet ay tozunu fırlatacaktır.Tüm bu atılan, saçılan ve yansıyan maddeler ayın kaçışını oluşturur. Katman (Şekil 6). Bilim adamlarının, güneş sistemindeki (Merkür ve asteroitler gibi) birçok ay benzeri yıldız üzerinde çalışmak için büyük önem taşıyan ayın kaçış katmanının oluşumunda çeşitli mekanizmaların rolünü anlamaları gerekir.
Şekil 6 Ay kaçış katmanının şematik diyagramı (yazar tarafından boyanmış)
Chang'e 4 tarafından taşınan ay yüzeyi nötr atom dedektörü, Çin ve İsveç tarafından ortaklaşa geliştirildi ve güneş rüzgarı ile ay yüzeyi arasındaki etkileşimle üretilen nötr atomları ölçmek için ay gezgini Yutu 2'ye kuruldu. Geçmişte, ay üzerindeki nötr atomların insan tespiti, ayın etrafındaki yörüngelerde veya yeryüzünde gerçekleştiriliyordu.Chang'e-4, ay yüzeyindeki inceleme alanındaki nötr atomları doğrudan ölçecek ve bu, insan ay keşiflerinin tarihinde ilk kez, ay yüzeyinde nötr atomların gerçekleştirildiği söylenebilir. Atomik algılama.
Şekil 7 Nötr Atom Probu
Tahmin merkezi Chang'e 4 görevine eşlik etti
Uzay ortamının araştırılması ve araştırılması, Chang'e-4 görevinin önemli bilimsel hedeflerinden biridir. Bununla birlikte, Chang'e 4 ve Chang'e 4 tarafından taşınan gelişmiş tespit cihazları, zorlu uzay ortamı tehdidiyle karşı karşıyadır ve güneş patlamaları gibi faaliyetlerin tespiti de uzay çevre tahminlerinin desteğini gerektirir.Çin Bilimler Akademisi Uzay Çevre Tahmin Merkezi, Chang'e 4'ü sağlamaya devam edecek. Görev, Chang'e-4 görevine eşlik etmek için zamanında ve doğru uzay çevresel tahmin bilgileri sağlar.
Kaynak: Ulusal Uzay Bilimleri Merkezi, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
