Queqiao, Chang'e-4'ü aradı: Seni bekliyorum!
30 Aralık 2018 günü saat 08: 55'te, Chang'e-4 sondası ayın etrafındaki yörüngede yörünge değişikliği kontrolünü başarıyla uyguladı ve yakın ay noktasında yaklaşık 15 kilometre ve uzak ay noktasında 100 kilometre yükseklikte ayın arkasına inmek için yörüngeye girdi. Planlanan iniş alanına girmeye ve ayın arkasına yumuşak bir iniş yapmak için bir fırsat seçmeye hazırız.
Uçsuz bucaksız evrende, güneş sisteminin bir köşesinde, dünya ile ay arasında, Çin etiketi taşıyan bir "saksağan köprüsü" inşa edildi. Görevi, ayı ziyaret eden dünyadan konukları ağırlamaktır Chang'e 4 .
8 Aralık 2018 günü saat 02: 23'te Çin, Xichang Uydu Fırlatma Merkezinde Long March 3B taşıyıcı roketiyle Chang'e-4 sondasını başarıyla fırlattı.
Yıllar önce, "yoldaş kız kardeşi" Chang'e-3'ü ziyaret etti. Bugün, yıllar sonra, Chang'e-4, insanlığın ilk yumuşak iniş devriyesi ve ayın arkasındaki tespitinin kutsal görevi ile aya uçtu.
Aya giden yol çok uzakta; her adım zorluklarla ve tehlikelerle dolu. Chang'e-4'ün yolculuğunu güvenli ve sağlam kılmak için Çinli astronotlar çoktan dikkatli planlar yaptılar.
"Chang'e" hareket etmedi, "Magpie Bridge" önce gitti. Yarım yıldan daha uzun bir süre önce, ayda haberleşme iletişimi misyonuna sahip "öncü" ... "Saksağan Köprüsü" bayrak yıldızı, görev yörüngesine girdi ve Chang'e-4'ün fırlatılması için en uzun "köprüyü" inşa etti.
Chang'e neden önce aya uçarken "saksağan köprüsü" inşa etmesi gerekiyor?
Chang'e "dağdan duyuruyor", dünya cevap vermeli
"Magpie Bridge" den bahsetmişken, çoğu insan Cowherd ve Weaver Girl'ün aşk hikayesini düşünüyor.
Çoban ve Dokumacı Kız'ın buluşması için, dünyanın her yerinden saksağanlar uçarak vücutları birbirine yakın olan bir köprü inşa ettiler - Saksağan Köprüsü. Çoban ve Dokumacı Kız, Saksağan Köprüsü'nde buluştu.
Çin'in Chang'e-4 Ay keşif projesinde, adını "saksağan köprüsü" nden alan bir bayrak yıldızı bu güzel anlamı taşır ve "Dünya ve Ay" ı gerçekleştirir.
Biri sordu: " Chang'e hareket etmedi, neden önce "saksağan köprüsü" var? "Bu soruyu cevaplamadan önce ayın arkasının gizeminden bahsedelim. Chang'e-4 sondası ayın arkasına yumuşak bir şekilde inecek, ancak ayın arkası insanlara asla derin bir yatak odasındaki utangaç bir kız gibi görünmeyecek. Dünya ile ay arasındaki gelgit kilidi nedeniyle, Ayın dönüş döngüsü, devrim döngüsü ile tamamen aynıdır Milyonlarca yıldır insanlar sadece ayın "ön yüzünü" görebilirler, ancak ayın arkasını asla göremezler.
Ay "yakında" olmasına rağmen, insanların hala onun hakkında birçok gizemi vardır. 200 yıldan daha uzun bir süre önce, "Bilim Kurgunun Babası" Jules Verne'in "Dünyadan Aya" adlı kitabı, insanlığın ayı keşfini ve hayal gücünü açtı. Dünyanın gözlemlenmesi zor köşesi olan ayın arkası, daha sonraki bilim kurgu romanlarında pek çok uzay fantezisini doğurdu.
1959 yılına kadar Sovyetler Birliği'nin "Ay 3" ten geri gönderilen fotoğraflar insanlara ayın gerçek yüzünü görme ayrıcalığını vermedi. Bu görev riskli bir keşifti. Röle uyduları olmadan, "Ay 3" yalnızca pasif uçuş modunu seçebilir. Ayın arkasından uçarken, dünya temasını kaybetmek zorunda kaldı.İnsanlar sadece uzay aracının ayın arkasından kaybolup diğer taraftan çıkmasını izleyebilir. "Ay 3", ayın "ön yüzüne" geri döndüğünde, ayın fotoğraflarını dünyaya geri gönderdi.
Bu riskli yaklaşımın nedeni, ayın arkasındaki uzay aracının ay tarafından engellenmesi ve dünya ile uzay aracının birbirine temas edememesidir. Sanki iki kişi "dağın karşısında konuşuyor" ve birbirlerini duyamıyorlar, bu dağın ay olduğundan bahsetmiyorum bile.
Tabii Chang'e 4, ayın arkasından aceleyle yoldan geçen biri değil, bir süre orada kalmak için. "Dağdan ilan" sorunu nasıl çözülür? Şu anda, "Saksağan Köprüsü" bayrak yıldızı işe yaradı.
"Saksağan Köprüsü" röle yıldızı aynı anda dünyayı ve ayın arkasını görüş alanına getirebilir, böylece iki orijinal izole konum arasında bir "geçiş" görevi görebilir.
Aslında, dünyayı ve ayı birbirine bağlayan ve 400.000 kilometreden fazla bir alanı kaplayan bir "yıldızlararası geçiş" iletişim bağlantısı kurmak için, her "takım arkadaşının" birlikte çalışma, "koşmayı" koordine etme ve "topu geçme" becerisini test eder. . Geçtiğimiz birkaç ay içinde Savaş pozisyonuna önceden giren "Saksağan Köprüsü" röle uydusu, röle haberleşme fonksiyonunun yörünge üzerinde "eğitimini" halihazırda gerçekleştirmiştir; Dünya Gözlem ve Kontrol İstasyonu'nun "Çoban" sı, tüm görev sürecini ve acil durum planını defalarca gerçekleştirmiş ve dikkatli bir şekilde korumuştur. "Saksağan Köprüsü" "Chang'e" den gelen ilk moonback mesajını bekliyordu.
"Magpie Bridge" bayrak yıldızının özellikleri nelerdir?
"Çaylak" bayrak yıldızı "çağrışım" ve "sahne" içeriyor
Göze çarpmayan görünüme bakmayın, ama "iç" in "gücü" vardır. 400.000 kilometreden fazla iletişim mesafesiyle "Saksağan Köprüsü" dünyanın en uzun "köprüsünü" kurar.
"Saksağan Köprüsü" nden bahsetmişken, olgun teknolojiye sahip "Tianlian No. 1" bayrak yıldızını düşünmek kolaydır. 11 yıl önce, ilk "Tianlian-1" başarıyla piyasaya sürüldü. 11 yıl içinde, arka arkaya fırlatılan dört "Tianlian-1" röle uydusu ağa bağlanmış ve çalıştırılmıştır ve orta ve düşük yörüngeli uzay aracının% 100 küresel kapsamını başarıyla gerçekleştirmiştir.
"Tianlian No. 1" ile karşılaştırıldığında, "Saksağan Köprüsü" röle yıldızının en büyük bir farkı vardır - "Tianlian No. 1" veriler için şeffaf bir yönlendirme yöntemini benimser, yani verileri işlemez ve "gerçek" i tutar; ve "Saksağan Köprüsü" röle yıldızı "rejenerasyon iletimi" ne aittir, yani verilerin "kodu çözülür", "formatsız", "çoğullanır", "kodlanır" ve diğer işlemler gönderilmeden önce gerçekleştirilir. Görülebileceği gibi, "Saksağan Köprüsü" röle uydusu tamamen yükseltildi.
"Saksağan Köprüsü" röle yıldızına dikilen 4,2 metrelik "dev şemsiye", insan derin uzay sondaları tarihindeki en büyük uzay iletişim antenidir. Bu "dev şemsiye" açıldıktan sonra "Saksağan Köprüsü" röle yıldızı ile dünya arasına, Chang'e-4 kara aracı, devriye ve yer ölçüm ve kontrol istasyonu arasındaki "dünya-ay diyalogu" için kullanılabilecek şemsiye şeklinde bir "köprü" kurulacak. "Kolaylık sağlayın.
"Dev şemsiyeye" ek olarak, "Saksağan Köprüsü" röle yıldızında ayrıca ultra yüksek çözünürlüklü "yansıma aynası" - bir lazer köşe reflektörü vardır. Yer Gözlem İstasyonu tarafından yayılan lazer ışını, 400.000 kilometreden daha uzaktaki yüksek hızda uçan "Queqiao" röle uydusunu doğru bir şekilde bulabilir ve uydu ile yer arasındaki mesafeyi gönderme ve alma arasındaki zaman farkıyla hesaplayabilir. Bu, insanlık tarihindeki en uzun lazer menzil testidir.
Çinli astronotların aynı zamanda gökyüzündeki yıldız "Saksağan Köprüsü" rölesi üzerine birden fazla "cep telefonu" kurduklarını ve yer ekiplerinin aynı anda bu "cep telefonlarını" arayarak aynı uzaktan kumanda komutlarını verebileceğini belirtmek gerekir. "Uzun mesafe veya diğer bilinmeyen faktörlerin" neden olduğu sinyal kesintisi ve yanlış bilgi aktarımı gibi sorunları önlemek için.
"Saksağan Köprüsü" röle yıldızı, geniş dış uzayda ışıksız bir süre yaşayacaktır.Gölgedeki sıcaklık -200 ° C civarında ve en soğuk alan -230 ° C'nin altındadır. Böylesine şiddetli soğuk bir ortamda, "Saksağan Köprüsü" nin tüm gövdesi "donmuş" olacaktı. Bu amaçla, Çinli astronotlar özel malzemeler kullandılar ve "Saksağan Köprüsü" bayrak yıldızının "donmasını" önlemek için çok sayıda ekstrem testler yaptılar.
Dünya ve Ay L2'nin "yer seçimi" neden Halo yörüngesini oluşturur?
Alışılmış yolu izleme, dünya ve ay aynı karede
21 Mayıs 2018, iyi bir ilişkiyi simgeleyen bir gün. "Saksağan Köprüsü" röle yıldızı, Xichang Uydu Fırlatma Merkezinde uzaya koştu, planlanan Dünya-Ay transfer yörüngesine girdi ve Dünya-Ay bilgisini bağlamak için "Saksağan Köprüsü" inşa etme yolculuğuna başladı.
21 Mayıs 2018 sabah 05: 28'de, Chang'e-4 görevi "Queqiao" röle uydusu, Çin'deki Xichang Uydu Fırlatma Merkezinde Long March 4C taşıyıcı roketi tarafından başarıyla fırlatıldı.
"Magpie Bridge" röle uydusunun fırlatılmasından kısa bir süre sonra, bazı uzmanlar Chang'e ay keşif projesinin zorluğunu açıklamak için arka arkaya üç "ilk" kullandılar.
İnsanlık ilk kez ayın arkasına yumuşak bir iniş gerçekleştirdi, Dünya-Ay aktarmalı uydu iletişimini ilk kez kullandı ve ilk kez Dünya-Ay Lagrangian L2'yi seçti. Üç "ilk" görece bağımsız görünmektedir, ancak aslında çok yakından ilişkilidir. Chang'e 4, ayın arkasına inmeyi seçerse, bir geçiş yıldızı vazgeçilmezdir; bir geçiş yıldızıyla, uygun bir yer-ay yerçekimi dengesini bulması kaçınılmazdır. Aslında, temel sorun nokta seçimidir.
Neyse ki, 200 yıldan daha uzun bir süre önce, İsviçreli bilim adamı Euler ve Fransız bilim adamı Lagrange, Lagrange L1-L5 puanlarını hesaplamak için mükemmel bir bilgelik kullandılar. Bu beş noktada konuşlandırılan küçük uydular veya küçük gök cisimleri, iki büyük gök cisimine göre temelde hareketsiz kalır.Bu aynı zamanda astronotların peşinde olduğu yerçekimi dengesi noktasıdır.
Bugün, 200 yıldan fazla bir süre sonra, Çinli astronotlar "Chang'e to the moon" için bir "saksağan köprüsü" inşa ettiler. Bu sefer, "ilginç" bir nokta seçtiler - Dünya-Ay Lagrange'inin L2 noktası.
Çinli astronotların Dünya-Ay Lagrangian'ın L2 noktasını seçerken üç hususu vardır:
Bu nokta, dünyanın ve ayın iki noktasını birbirine bağlayan uzatma çizgisi üzerinde ve ayın yan tarafındadır. Burada, "Saksağan Köprüsü" dünya ve ayın arkası ile bilgi ve veri alışverişi yapma olanağına sahiptir;
Işık koşulları iyidir ve uzay aracı nadiren dünya veya ay tarafından engellenir;
Dünya ve aydan biraz etkilenen röle uydusu, uzun süreli çalışma için az miktarda yörünge bakımı gerektirir ve açık bir şekilde ifade etmek gerekirse, yakıt tasarrufu sağlar.
Elbette, röle yıldızı dünya-ay Lagrangian L2 noktasında "hareket etmiyor" ve ay tarafından engelleniyorsa, dünya hala "görünmez" dir. Hangi "yoldan" alınmalı? "Rota" nedir? Bu, astronotların başına gelen bir sorundu.
Önlerinde iki "yol" var, biri Lissajous yörüngesi ve diğeri Halo yörüngesidir - bu da Çinli astronotların hangi yörüngeye gideceğine karar vermesini gerektirir.
Bu sefer, Çinli astronotlar olağan yolu izlemediler ve nihayet Halo yörüngesini "Saksağan Köprüsü" bayrak yıldızının görev yörüngesi olarak tamamladılar. "Saksağan köprüsü" bu yörüngede yarı periyodik bir hareket yapar ve "aynı çerçeve" yi sahneleyebilir - sadece dünyayı "görmek" değil, aynı zamanda ayın arkasını da "görebilir". "Queqiao", düzenli yörünge kontrolü aracılığıyla yörüngenin dengesini korur ve Chang'e-4'ün röle iletişim kapsamını gerçekleştirir.
Aslında, 1950'lerin başlarında, uluslararası havacılık endüstrisi röle yıldızı Halo yörüngesi kavramını önermişti. Ancak şimdi insanlık bu vizyonu gerçeğe dönüştürdü.
"İnsanlık tarihinde ilk kez, bir uzay aracı L2'yi ziyaret etti ve Halo yörüngesinde uçmak kolay olmadı." Bazı uzmanlar bir benzetme yaptı: "Saksağan Köprüsü", yaramaz bir çocuk gibi Halo'daki yıldızın yörüngesinde dönüyor. Bir süre onunla ilgilenmediğin sürece, "evden kaçabilirsin", hatta kaybolabilirsin. Bu, röle uydusunun her zaman oldukça kararlı, yüksek hassasiyetli bir tutum ve açı sağlamasını gerektirir.
Bu yaramaz "çocuk" hakkında iyimser olmak için, "ebeveynler", "Saksağan Köprüsü" röle yıldızı için yüksek düzeyde zeka, tüm hava, tüm hava ve tüm hava sahası operasyon kapasitelerine sahip bir optik fiber cayro atalet ölçüm birimini özel olarak tasarladı. Önceki tutum sensörlerinin yer belirlemesi için dünyaya, güneşe ve diğer gök cisimlerine güvenmesi gereken kısıtlamalardan kurtulun ve yörünge kontrol yeteneğini büyük ölçüde geliştirin.
Aynı zamanda "Queqiao" röle uydusu, yüksek hızda yörüngede 1000 m / s hızla uçuş sırasında 0,02 m / s içinde hız doğruluğunu kontrol etme kabiliyetine sahiptir.Yüksek hızda koşarken istikrarlı bir şekilde mikro şekillendirme yapılabileceği söylenebilir. . Bu "otonom kontrol edilebilir, fena değil" yeteneği, astronotlar tarafından uygulanan yörünge kontrol süresini yaklaşık her 7 günde bire uzatarak, röle uydusunun güvenli, uzun vadeli ve istikrarlı çalışmasının temelini attı.
"Ayın arkasını" hedef alan "saksağan köprüsü", insanlığın ayı keşfetmesi için sağlam ve yenilikçi bir adımdır. "Magpie Bridge" sayesinde "The Back of the Moon", "akrabaların" kapısının Dünya'dan vurulduğunu ilk kez duyacak.
