Китай запускает свой первый марсоход: всё о миссии Tianwen-1
Из восьми планет Солнечной системы Марс – наиболее похожая на Землю. Во многом, именно по этой причине нашему соседу уделяется так много внимания со стороны научного сообщества. Красная планета может таить в себе ответы на вопросы о существовании внеземной жизни и происхождении Солнечной системы. Этот мир также даёт человечеству потенциальную возможность для колонизации. Многие страны предпринимали попытки узнать секреты Марса, отправляя к нему космические аппараты. Многие из этих попыток были успешными. Но заставить работать на Красной планете марсоход удавалось лишь одной – Соединённым Штатам Америки. Причём не единожды.
Китай объявил о своей программе по исследованию других планет в 2016-м году. У него уже был хороший опыт в отправке аппаратов к нашему спутнику – Луне. Так что своей новой целью Поднебесная решила выбрать Марс.
Тяньвэнь-1
Первая китайская миссия на Красную планету называется “Тяньвэнь-1”. Её цель – отправить к Марсу сразу три ценных груза: марсоход, посадочную платформу и орбитальный зонд.
Название миссии в переводе с китайского означает “Вопрошание к небесам” и отсылает к поэме одного из древнейших поэтов Поднебесной – Цюй Юаня (около 340–278 до н.э.).
Миссия “Тяньвэнь-1”, безусловно, очень важна с точки зрения науки. Но для Китая подобное свершение также является своего рода заявлением об амбициях в освоении космоса. Потому что в ходе этой миссии Китай может стать второй страной после США, которой удалось высадить на Красную планету марсоход. И начать с ним работу.
Цели и задачи
Основная задача миссии “Тяньвэнь-1” состоит во всеобъемлющем исследовании Красной планеты с помощью орбитального зонда, посадочной платформы и марсохода. Эту задачу можно разбить на пять основных задач поменьше. Среди них:
- Исследование морфологического и геологического строения планеты
- Исследование характеристик грунта и распределения залежей водяного льда
- Анализ состава поверхности
- Измерение параметров ионосферы и характеристик марсианского климата и окружающей среды
- Изучение магнитного и гравитационного полей Марса, а также исследование внутренней структуры планеты
Решать все эти задачи предстоит тринадцати научным инструментам, которые установлены на орбитальном зонде и марсоходе. На них и обратим наше внимание.
Аппараты и научные инструменты
Космический аппарат “Тяньвэнь-1” имеет массу около пяти тонн (включая топливо). Изначально он будет выведен на экваториальную орбиту Марса. После того, как произойдёт разделение посадочной капсулы и орбитального зонда, последний начнёт постепенный переход на полярную орбиту (265 х 12000 км).
Орбитальный аппарат обеспечит ретрансляционную связь с марсоходом. При этом он будет выполнять свои собственные научные наблюдения. Его работа рассчитана на один марсианский год.
Зонд будет нести на себе семь научных приборов. В этот перечень входят: две камеры (среднего и высокого разрешения), радар для исследования недр планеты (сможет заглянуть вглубь Марса на несколько тысяч метров), спектрометр для определения состава минералов, магнитометр (разработан совместно с Институтом космических исследований Академии наук Австрии), анализатор для изучения высокоэнергетических частиц, а также анализатор для изучения ионов и нейтральных частиц.
Марсоход рассчитан на работу в течение 90 сол (марсианских суток). Его масса составляет примерно 240 килограмм, что почти вдвое превышает массу китайского лунохода “Юйту-2”. И на треть больше массы американских “Спирита” и “Оппортьюнити”, марсоходов второго поколения.
На ровер установлено шесть научных приборов: георадар высокой точности, мультиспектральная камера, детектор магнитного поля, метеорологический прибор, навигационная камера и детектор компонентов поверхности Марса, работающий по методу лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (создан совместно с Исследовательским институтом астрофизики и планетологии Французского космического агентства).
Источник энергии марсохода – солнечные батареи. Поскольку ровер не использует радиоизотопный источник энергии, инженерам пришлось хорошенько поработать над приспособленностью его компонентов к марсианским условиям. Приборы должны выдерживать температуры до -90 °С, при этом номинальный режим их работы находится в диапазоне от -40 °С до -30 °С.
О посадке
Посадочная платформа и марсоход отделятся от орбитального аппарата примерно через пару месяцев после прибытия на марсианскую орбиту. Ни одна из планетарных миссий не выполнялась подобным образом.
В качестве места посадки была выбрана южная часть равнины Утопия, между 25 и 30 градусами к северу от экватора. Целевая область посадки неизвестна. Но согласно презентации, представленной на совместном сентябрьском заседании Европейского конгресса по планетарным наукам в Женеве, Китай выбрал два предварительных места с посадочными эллипсами 40✕100 км.
Сам процесс посадки займёт около семи минут и будет разделён на четыре этапа.
На первом этапе защитная капсула снизит скорость входа в атмосферу Марса с 4,8 км/с до 460 м/с. Процесс займёт примерно 290 секунд.
На втором этапе произойдёт развёртывание парашюта, который поспособствует дальнейшему замедлению аппаратов до скорости в 95 м/с. Этап продлится примерно 90 секунд.
Затем теплозащитный экран будет сброшен и начнётся третий этап. Он подразумевает включение двигателя посадочной платформы. Тяга этого агрегата составляет 7,5 кН – он замедлит скорость платформы до 3,5 м/с. Всё это займёт примерно 80 секунд.
По достижении высоты в 100 метров над поверхностью стартует четвёртый этап: медленное зависание над поверхностью, снижение и посадка. Такая возможность была успешно протестирована Шанхайским институтом реактивного движения (на нашем сайте выходила публикация об этих испытаниях – ознакомиться с ней можно вот тут).
Наземный сегмент связи
Для поддержания контакта с аппаратами миссии “Тяньвэнь-1” во время их путешествия к Марсу Китайский центр управления спутниками в Сиане создал своеобразную сеть дальней космической связи, модернизировав оборудование на двух станциях.
Одна из них расположена на территории городского округа Цзямусы (северо-восток Китая) и имеет крупнокалиберную антенну диаметром 66 метров.
Другая станция располагается на территории городского уезда округа Каши (запад Китая). К концу этого года на ней появятся четыре 35-метровых антенны для полноценной связи с дальним космосом.
Кроме того, в обеспечении связи с аппаратами миссии “Тяньвэнь-1” примет участие Европейское космическое агентство. Оно предоставит доступ к сети наземных станций ESTRACK, которые будут оказывать поддержку на ранних этапах миссии.
Откуда и на чём
Первая полноценная китайская миссия к Марсу будет запущена с космодрома Вэньчан. В качестве носителя будет выступать ракета Чанчжэн-5. Это будет пятая миссия для данного носителя (с учётом старта в конфигурации 5Б, который был осуществлён в мае этого года).
Чанчжэн-5 способна доставить груз массой 25 тонн на низкую околоземную орбиту. К Марсу же ракета может отправить до шести тонн полезной нагрузки. Ракета имеет двухступенчатую структуру. Первая ступень приводится в движение двумя кислород-водородными двигателями YF-77 тягой 700 кН (в вакууме). Ступень также оснащена четырьмя ускорителями, каждый из которых оснащён парой кислород-керосиновых двигателей YF-100. Каждый из этих ускорителей выдаёт тягу в 2680 кН (в вакууме).
На второй ступени установлено два кислород-водородных двигателя YF-75D тягой примерно в 88 кН каждый. Продолжительность работы этих агрегатов может достигать 700 секунд.
Ориентировочно, запуск миссии “Тяньвэнь-1” должен состояться 23 июля в период времени с 04:00 UTC по 07:00 UTC. Прибытие к Марсу ожидается в феврале 2021-го. В мае того же года должна состояться посадка марсохода. Тогда же начнётся и научная деятельность миссии.
UPD: Запуск прошёл успешно. Вы можете посмотреть старт в коротком видео от канала VideosFromSpace
Источники:
Nature | Spacenews | GlobalTimes | Forbes
Scientific American | Информационное агентство “Синьхуа”
Что ещё почитать о китайской космонавтике:
- Spacety: большие планы на маленькие спутники
- Тихо и незаметно: запуск новой китайской ракеты, который закончился провалом
- Сможет ли LandSpace стать китайской SpaceX?
- Компания Galactic Energy готовит свою ракету к первому полёту
- Китайские амбиции в космосе: что ждёт впереди?
- Миф о новой космической гонке
- О китайской космической станции
Японский модуль SLIM в третий раз проснулся на ЛунеОн пережил вторую лунную ночь https://nplus1.ru/news/2024/03/28/slim-awake-again
Як на мене, дуже далекосяжний результат. По-перше, це доказ того, що подібні астероїди буде дуже легко розробляти.…
зараз мова йде про випробування концепції таких апаратів і алгоритмів їх взаємодії. Суто як перший крок, малорозмірне…
Я, в начале, так и подумал, но нужно учитывать возможные возражения с стороны Спейсов и подготовку на…
Цитата(перевод): > SpaceX добивается разрешения на использование до 7500 спутников Starlink второго поколения с диапазонами частот 1,6…
> Не смотря на то, что я считаю, что незаконные мигранты склонны нарушать закон, всё что Вы…
>Кремлю придётся вывести часть войск из Украины, чтобы поддерживать порядок внутри страны, и нашим защитникам будет легче.…
С 20.03 по 23.03 слушали в надежде на пробуждение Odie. К сожалению, ничего не вышло и миссию…
>Но вас не поддержит запад, когда вам захочется устраивать расстрел гражданских в ТРЦ. Я ж написал: я…
Пам'ятаю цей запуск. Більше всього мене тоді вразила холоднокровність командира екіпажу.
>Все остальные – как минимум платят налоги. Окей, да, в целом - можно так притянуть. Но вас…
Такая схема может вполне заменить первую ступень, но окупится лишь в случае регулярного использования рельсотона по нескольку…
>Это военный объект. По праву обороняющейся стороны – легальный объект. Вот НПЗ, нефтебазы, мосты, железная дорога -…
>Нет, не так. С одной стороны вторжение миллионов мигрантов на территорию США Ну так я же писал,…
Я прочитал ответ Ави злопыхателям полностью, но не считаю его сколько-нибудь серьезным. > А уж давать в…
> В чистом виде argumentum ad hominem. Как я понял, Вы прочитали только последнюю строчку. 36 строк…
сподіваюсь на Веббі немає такої проблеми
Дополнение: Заявка была по упрощенным правилам, без изучения вопросов интерференции, отказ получили через год. Можно только вообразить…
Спейсам придется поумерить свой аппетит, т.к. FCC отклонила их заявку на дополнительный спектр для мобильных приложений для…
Так же не обойдется без AI 5g expertise
“Це ж вже було»
Здається, я знаю чим можна вальнути по москві
Фанат Хайнлайна во мне конечно хочет чтобы это сработало. Но унылый взрослый во мне напоминает, что вся…
Думаю склон найти не проблема, гор хватает, главное чтоб сама установка дала положительный результат. Есть целые ровные…
Вот так и надо "сохранять рабочие места", будь то руководитель, инженер, или крутильщик гаек. А то взяли…