Chang'e 4 aya indiğinde, izlenecek en iyi on şey size bunun ne kadar harika olduğunu söylüyor!
Yapımcı: Popüler Bilim Çin
Üretim: Space Craft
Yapımcı: Bilgisayar Ağı Bilgi Merkezi, Çin Bilimler Akademisi
8 Aralık 2018 günü saat 02: 23'te, Çin'in Chang'e-4 sondası Xichang Uydu Fırlatma Merkezi'nden başarıyla havalandı ve aya doğru bir yolculuğa çıktı!
Xinhua Haber Ajansı'na göre, 3 Ocak 2019 saat 10: 26'da Chang'e-4 sondası, ayın arkasındaki Güney Kutbu-Aitken Havzasındaki Von Kamen çarpma kraterine otonom bir şekilde indi ve bir insan sondasının ayın arkasına ilk yumuşak inişini gerçekleştirdi. .
Çin'in ay keşfi ve hatta tüm insan ırkı için ne kadar önemli? Bu makaledeki on önemli nokta, kapsamlı yorumunuz içindir.
Durum 1: Neden ayın arkasını keşfetmeyi seçtiniz?
Dünyada her gün sayısız insan parlak aya bakmak için başını kaldırıp ona karşı çeşitli duyguları ifade ediyor. Ancak çok az insan, Ay'ı ilk gördüklerinden beri, ayın "şeklindeki" (ay evresi) değişiklikler dışında, ayın yüzeyindeki "desen" in hiç değişmediğini fark eder, en eski insan uzak atası antik maymunlar bile görmüştür. Ayın bugünün insanından hiçbir farkı yok.
Nedeni basit:
Yüz milyonlarca yıllık sıkı çalışma sayesinde, devasa dünya, ayın gelgit kilidine sağlam bir şekilde ulaşmış ve dünya etrafındaki devrim dönemini tamamen kendi dönüşüne eşit hale getirmiştir. Dünyadan sadece toprağa sabitlendiği tarafı görebilirsiniz. Ayın dengesi ve paralaks fenomeni nedeniyle sırtın küçük bir kısmı bir an için görülebilmesine rağmen, çoğu görünmezdir. Biz buna "ayın arkası" diyoruz ve bazı edebi eserlerde buna sanatta "ayın karanlık yüzü" de deniyor. Ayın arkasının da güneş tarafından aydınlatılabildiği ve "karanlık" olmadığı, ancak insanların göremediği unutulmamalıdır.
Durum 2: "Ayın arkasına inmeyi seçtim, basit olduğu için değil, daha zor olduğu için"
İnsan ay keşfinin ve hatta insan uzay uçuşunun zirvesi, tarihte kaydedilmiş üç cümle bırakan ünlü Apollo ay iniş projesidir:
Başkan Kennedy iki cümle söyledi: "Astronotları bu on yılın bitiminden önce aya göndereceğiz ve sonra onları güvenli bir şekilde geri göndereceğiz", "Basit olduğu için değil, zor olduğu için aya inmeyi seçtik."
Sayısız astronotun çabalarından sonra, nihayet 20 Temmuz 1969'da Armstrong en ünlü cümleyi söyledi: "Bu benim için küçük bir adım, ama tüm insanlık için büyük bir adım."
Bununla birlikte, tüm Apollo insanlı görevleri ve hatta Sovyetler Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri'nin diğer insansız çıkarma görevleri, ayın ön tarafında yoğunlaşmıştır ve insanlar bu konuda çoktan çok şey öğrenmiştir. Artık yalnızca en iyi bilim adamları, Dünya'nın ve ayın uzaklığını ve yüzey koşullarını her gün doğru bir şekilde izlemek için lazerleri kullanmakla kalmaz, aynı zamanda sıradan gökbilimciler denizi ve ayın önündeki her krater hakkında bilgi edinmek için teleskopları da kullanabilir. Apollo programı 12 astronotu ayın önüne inmesi için gönderdi ve 382 kilogram tek gövdeli örnekleri geri getirdi.
Her zaman ön tarafı tespit edip ön tarafa iniş yapıp asla arkaya gitmememizin önemli bir nedeni, arka tarafa iniş zorluğunun ön tarafa göre çok daha zor olmasıdır.
Sovyet-ABD uzay yarışının yönü yavaş yavaş "pahalı ancak sınırlı hasat" haline geldiğinden, ikisi art arda Ay keşiflerinden vazgeçtiler. Aynı zamanda insan ay keşfi için büyük bir zorluk da bıraktı: kim ayın arkasına başarıyla inebilir? Zorluklardan dolayı gitmeyi bırakmalı mıyız?
Chang'e-4 yanıt verdi: "Ben basit olduğu için değil, daha zor olduğu için ayın arkasına inmeyi seçtim."
Durum 3: Ayın arkasındaki keşif bilim camiasına ne getirecek?
Doğrudan şunlara odaklanın:
a. Ayın arkası neredeyse önden (% 69) çok daha fazla krater / kraterle dolu (% 97,5) Oluşum nedeni ve mevcut durum sadece teorik olarak açıklanmıştır ve alan doğrulaması yoktur;
b. Ayın uzak tarafındaki Güney Kutbu-Aitken Havzası, güneş sistemindeki en büyük ikinci süper kraterdir. 1998 gibi erken bir tarihte, NASA'nın Lunar Prospector burada su buzunun var olduğunu keşfetti ve bu, ayın en ilkel koşullarına daha yakın;
c. Chang'e 4'ün asıl iniş yeri, bölgenin ortasındaki Von Kamen kraterinde yer alır ve adını Qian Xuesen'in öğretmeninden almıştır. Güçlü bir çarpışmadan sonra, bir zamanlar lav tarafından batırılmış olması çok muhtemeldir.Çeşitli malzemeler bakımından zengindir ve belki de ayın manto kalıntılarının en ilkel bileşimi ve ayın en derin katmanının sırları korunur;
d. "Ay'da helyum III enerjisinin gelişimi, XX trilyon / milyar yıl boyunca insan enerjisi talebini sağlayabilir." Birçoğunu gördüğünüze inanıyorum. Teoride, ayın arkasındaki ortamın helyum III üretme olasılığı daha yüksektir;
e) Ay'ın arkasında, dünyadan herhangi bir radyasyon paraziti olmaksızın doğal bir "kalkan" vardır, bu da astronomik gözlemler için son derece mükemmel sessiz bir ortama sahip olduğu anlamına gelir;
f. Ayın arkasındaki ay toprağı da muhtemelen önden çok farklıdır.
Yukarıdakiler temel olarak, ayın arkasına inen ilk sondanın birçok benzersiz bilimsel araştırma sonucunu toplayacağı ve dünyanın havacılık ve astronomi çevrelerine büyük bir katkı sağlayacağı anlamına geliyor.
Durum 4: Ay engellendi, sinyal ne olacak?
Ay arkayı engellediğinden, inişe hazırlanmak ve yolculuk boyunca sinyal desteği sağlamak için bir sinyal röle uydusu konuşlandırılmalıdır. 1960'lardan beri NASA fikirler ve gösteriler öneriyor, ancak bunları hiçbir zaman uygulamadılar. Şu anda Çin bu görevi tamamladı: Bu yılın Mayıs ayının başlarında, Ay'ın 65.000 kilometre gerisinde, Lagrange Lagrange'ın ikinci noktasının yakınındaki Halo yörünge kümesine "Magpie Bridge" röle uydusunu başarıyla yerleştirdi. Çalıştırmak.
Dünya ve ayın arkasına "saksağan köprüsü" kuran, insanlık tarihindeki ilk ay sinyal aktarıcı uydusu olan bu, Chang'e-4'ün tüm keşif sürecine tanıklık edecek ve Chang'e-4'ün tüm iletişiminden sorumlu olacak.
Beşinci Durum: İniş alanı ne kadar karmaşık?
Ayın arkasında, özellikle iniş sensörlü çeşitli sistemler için yüksek gereksinimler gerektiren Antarktika-Aitken Havzası'nın arazi ve yükseklik haritası olmak üzere yoğun kraterler bulunuyor. Özellikle, irtifa değişiminin hızı, maksimum 16,1 kilometre düşüşle önceki herhangi bir inişi aşıyor. Von Karmen krateri, ana alanlardan birine aittir ve Chang'e-4 için, onu bulmak için yüksek dağları geçmeye eşdeğerdir.
Sondanın ayın önüne bir önceki inişi gölde yavaşça yuvarlanan bir tekne olarak tanımlanırsa, Chang'e 4'ün ayın arkasına inişi fırtınalı bir okyanusta sörf yapmak gibidir ve zorluk aynı değildir.
Ay gezici sondasını başarılı bir şekilde indirmek ve serbest bırakmak için, üstesinden gelmenin zorluğu ve önemi tahmin edilebilir.
Durum 6: Neden dört gün içinde aya inmediniz?
Chang'e-4, Çin'in mevcut derin uzay araştırmasının en güçlü roketi olan Chang-3B modifiye Tip III'ü kullanarak 8 Aralık'ta yola çıktı. 3,8 ton ağırlığıyla fırlatma, yörünge düzeltme, yakın ayda frenleme ve çalışma yörüngesine girme tamamlanması sadece 4 gün 14:16 sürdü ve dört ana görevden en kısa olanıydı. Ancak göreve inmeden önce 3 Ocak 2019'a kadar bekledi.
Neden bu kadar uzun sürüyor?
Fırsatı beklemek için.
Ay, gelgitler tarafından kilitlenmiştir ve dönüşü, devrimiyle aynıdır, bu da gününün bir yıl, yarım gece ve yarım gün olmasına neden olur. Dünya saati, son 14 günün alternatif günü ve gecesidir. Ayın yörüngesine girdikten sonra, Chang'e-4 ayın gündüze girmesini beklerken aletlerini test ediyordu ve sonuçta ana enerji kaynağı güneş enerjisiydi.
Öte yandan, iniş alanı Güney Kutbu'na yakın olduğundan, yörünge eğimini buradan geçmek için kademeli olarak ayarlaması gerekiyor ki bu da zaman alıcı bir iş. Aynı zamanda, tüm yer şekillerinin daha net gölgelere sahip olması için güneşin açısının ayın ideal durumuna ulaşmasını beklemek gerekir, bu da optik ekipmanın iniş bölgesini büyük ölçüde seçmesine ve bulmasına yardımcı olur.
İnternette, Apollo'nun aya inişinin seçim zamanının geleneksel Çin takvimine, yani ay takvimine atıfta bulunduğuna dair bir söz vardır. Bu ifade, bir dereceye kadar mantıklıdır, çünkü ay takvimi ay ile tutarlıdır ve ay evresi, güneşin aydaki aydınlatmasını da açıklar. . Bu, aya iniş ekipmanı için önemli bir referanstır.
Yedinci Durum: Chang'e 4'ün inişi nasıl "yürüyor"?
İniş zorluğu büyük ölçüde arttıkça Chang'e-4'ün iniş yöntemi de değişecek. İniş sahasının benzersiz jeomorfik özellikleri nedeniyle, engellerden kaçınma gereksinimleri diğer iniş görevlerinden çok daha yüksektir.
Hazırlık aşamasına girdikten sonra, Chang'e-4'ün yörüngesinin aşağı inmek yerine yükseldiği ve ardından tüm engellerden kaçınma, havada süzülme, kesin engellerden kaçınma ve yavaş iniş sürecinin tamamlandığı uzun mesafeli bir dikey iniş sürecine girdiği görülebilir. Son derece zordur. Böylesine karmaşık bir "konumlandırma", otonom seyrüsefer rehberliği ve kontrolü için son derece yüksek gereksinimleri gerektirir.
Durum 8: Chang'e-4'ün enerjisi nasıl gelir?
Güneş panelleri ve şarj edilebilir pillerin kombinasyonu, birçok ay sondasının temel ekipmanıdır. Gün boyunca (ayda), güneş enerjisi ayda son derece bol miktarda bulunur, güneş panelleri şarj edilir ve kalan elektrik enerjisi tasarruf edilir ve tüm sistemler normal çalışır. Geceleri yetersiz enerji, yalnızca kış uykusuna yatabilir veya iş yoğunluğunu azaltabilir. Çin'in Chang'e-3 ve Yutu misyonlarının yanı sıra Sovyetler Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki birçok insansız dedektör, çoğunlukla bu planı benimsedi.
Düşük gece sıcaklığıyla baş edebilmek için dedektörün, Chang'e-3'te olduğu gibi yarı ömrü 88 yıl olan ve yalıtım amacıyla sürekli olarak ısı açığa çıkaran radyoaktif izotop elemanı plütonyum-238'i de taşıması gerekiyor. Aynı zamanda, ısısı da elektrik üretmek için toplanabilir. Bu, güneş sisteminin beş habercisi olan ünlü "nükleer pil" dir: Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, New Ufuk numarası, derin bir uzay yolculuğu gerçekleştirmek için ona güveniyordu.
Chang'e-4'te Çin ilk kez kendi "nükleer pil" teknolojisini deneyecek. Ana enerji kaynağı olmasa da, bu atılım zaten önemlidir.
Durum 9: Karşı saldırının yedeği!
Chang'e-4, orijinal olarak Chang'e-3'ün yedek bir versiyonuydu, ancak mevcut bilimsel ve mühendislik hedeflerinin öncekini büyük ölçüde aştığına şüphe yok. Chang'e-4'ün alçalması sırasında, tüm eylemleri tamamlamak için Queqiao'ya ihtiyacı var, bu da uydu sensörlerinin ve temel iniş yardımcılarının yeni bir yükseltmesini gerektiriyor.
Geçmiş deneyimlere dayanarak, Chang'e-4 hizmet ömrünü uzatmak ve bilimsel araştırma sonuçlarını genişletmek için ay gezgini üzerinde bazı iyileştirmeler yaptı. Güneş rüzgar sörfü sistemi ayrıca daha güçlü bir enerji kaynağı ile yüksek verimli üçlü bağlantı galyum arsenit malzemesine yükseltildi. Chang'e-3'ün mevcut ay radarını ve diğer ekipmanlarını yükseltin.
Ayrıca bilimsel aletlerde, ayın arkasındaki "temiz" astronomik gözlem koşullarından tam olarak yararlanabilmek için, nötronları ve radyasyon dozunu, düşük frekanslı radyo ve nötr atomları tespit etmek için bir dizi ekipman ekledi. Bilimsel araştırmaların yanı sıra, ana hedefi bilim olan bir Ay mikro ekosistemi de taşımaktadır.İçinde çeşitli canlı türleri vardır ve aynı zamanda insanlar tarafından yapılan ilk Ay biyolojik deneyidir.
Vurgu 10: Uluslararası işbirliğinde büyük atılım
Çin'in en ikonik büyük ölçekli bilimsel araştırma projelerinden biri olan Change Lunar Exploration Project, Çinin havacılık alanındaki uluslararası etkisini genişletme ve hatta doğrudan uluslararası işbirliğini teşvik etme açısından Çin için yeri doldurulamaz. Change 4 misyonu (esasen Shangqueqiao röle uydusu aynı zamanda Çin'in havacılık ve uzay için çığır açan bir adım olan Chang'e-4 görevinin bir parçasıdır.
Bilim açısından, düşük frekanslı elektrik dedektörü Hollanda ile işbirliği içinde, Ay yüzey nötron ve radyasyon dozu dedektörü Almanya ile işbirliği içinde, nötr atom dedektörü İsveç ile işbirliği içinde ve ayın küçük optik görüntüleme dedektörü Suudi Arabistan ile işbirliği içinde.
Görev başarılı olduktan sonra, Chang'e-4 tarafından toplanan ilk elden bilimsel araştırma verileri kamuya açıklanacak ve dünyanın her yerinden bilim adamları birlikte çalışmaya davet edilecek. Özetle: Chang'e Projesi, son yıllarda Çin'in havacılık sektörünün dünyadaki en büyük kartviziti. Geniş bir etki yelpazesine yol açarken, hem sektör içinde hem de dışında büyük ilgi gördü. Çin'in havacılık ve uzay açılımının işbirliğini çekmesi için en iyi platform.
Bu nedenle karşımızdaki Chang'e-4 sadece Çin'den değil, dünyanın her yerinden. Bilimsel ve mühendislik önemi, tüm insanlık için büyük bir dönüm noktasıdır.
ana referans:
1. Makaledeki "Wu Weiren ve diğerleri" bu dergideki makalelere atıfta bulunur: Wu Weiren, Wang Qiong, Tang Yuhua, vb. Ayın arkasına "Chang'e 4" yumuşak iniş görevi tasarımı. Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4 (2): 111-117 .
2. Makaledeki "Li Fei et al." Bu dergideki makalelere atıfta bulunur: Li Fei, Zhang Xi, Wu Xueying, ve diğerleri. Yumuşak iniş tespiti üzerinde ayın arkasındaki arazinin etkisinin analizi. Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4 (2): 143- 149.
3. NASA tarafından önerilen ilk tam ay sinyal aktarma programı şu makalede bulunabilir: Farquhar, W. (1972) Bir halo-yörüngeli ay istasyonu.
4. Güney Kutbu-Aitken Havzasının orijinal yükseklik haritası şunlardan gelmektedir: Potter, RWK, GS Collins, WS Kiefer, PJ McGovern ve DA Kring (2012), Güney Kutbu-Aitken havzası etkisinin boyutunu sınırlandırma, Icarus, 220, 730 743, doi: 10.1016 / j.icarus.2012.05.032.
(Bu maddede belirtilen kaynağın olduğu resimler onaylanmıştır)
(Kaynak: China Science Expo)
