Selle kuu viiskümmend aastat tagasi võimaldas NASA Apollo 8 missioon inimese silmadel esimest korda Kuu kaugele poole vaadata. Kraatritega tassitud maa, mida meeskond Kuu ümber silmuses nägi, oli täielikult varjatud kuni aastani 1959, mil Nõukogude Luna 3 missioon edastas mustvalgeid pilte hallist maastikust, jõude ja miljardite aastate jooksul praktiliselt muutumatuna. Kuid järgmises uurimistöö peatükis sellel mittekohandatud pinnasel on oodata pisut ammust Kuutolmu.
Täna tõstis Hiina pikk märts 3B rakett kosmoselaeva, mis proovib esimest korda pehmet maandumist Kuu kaugele küljele: Chang'e-4. Eeldatakse, et veesõiduk maandub 1. – 3. Jaanuaril pärast viiepäevast kruiisi Kuule, Kuu orbiidi sisestamist ja mõnda kursi parandust, valmistudes päikesetõusuks eeldatava maandumiskoha kohal Von Kármáni kraatris detsembri lõpus.
Pärast oma Kuu projekti algatamist 2000. aastate alguses on Hiina kiiresti arenenud, et saada pärast Nõukogude Luna 24 proovi tagasisaatmismissiooni 1976. aastal ainsaks riigiks, kellel on Kuu peal pehmed maad (erinevalt tahtlikust mõjust). Pärast edukat seadmist roboti Chang'e-3 maandur ja rover Mare Imbriumil 2013. aasta detsembris, sai Hiinast vaid kolmanda riigi, kes saavutas Kuu maandumise. See edu võimaldas riigil ümber ehitada samal ajal toodetud varukosmoselaeva veelgi ambitsioonikamaks missiooniks.
Aastal 2015 teatas Hiina, et varulennukit Chang'e-4, maandurit ja väikest roverit kasutatakse pioneerimissioonil, et maanduda Kuu kaugele küljele - feat, mida selle keerukuse tõttu pole kunagi üritatud.
Pilt Chang'e-3 maandumisest Kuu pinnal, mille on teinud väike rover Yutu, mille maandur pärast maandumist kasutusele võttis. (Hiina Teaduste Akadeemia / Hiina riiklik kosmosevalitsus / Kuu ja sügavusruumi uurimise teaduse ja rakenduse keskus) Ligi nelja tonnise kogumassiga kosmoselaev kannab kaheksat instrumenti ja teaduse kasulikku koormat. Neid tööriistu kasutatakse madalsageduslikes raadiokatsetes, kasutades ära unikaalset raadiovaikset kaugepoolset külge, mida Kuu on kaitsnud maapealsete raadiosignaalide kakofoonia eest. Chang'e-4 peal tehtavad teaduskatsed uurivad ka päikesetuule osakeste vastasmõjusid Kuu pinnale, teostavad maapinnast geoloogilisi analüüse ning viivad läbi regoliidi ja kivimi mineraloogilisi uuringuid.
Sõiduga liitumine on esimene Hiinas asuvate ülikoolide tudengite kavandatud Kuu biosfääri katse, mis koosneb kanistrist, mis sisaldab siidiussi mune, kartuliseemneid ja Arabidopsist - õistaime, mida kasutatakse laialdaselt kosmoseuuringutes. Vee, õhu ja organismide toitainete abil uurivad teadlased esimese elu hingamist ja fotosünteesi, et reisida kaugema külje pinnale.
***
Kosmoselaeva maandumine ja käitamine Kuu kaugemas servas on tänu loodete lukustumise fenomenile eriti keeruline. Maa gravitatsiooniline mõju on aja jooksul aeglustanud Kuu pöörlemisperioodi võrdseks ajaga, mis kulub Maa ümber orbiidi täitmiseks. Selle tulemusel on Kuu sama külg alati meie ees olevate maa peal. Käskude saatmiseks teisele poole vajab selline Chang'e-4 sugune missioon uuenduslikke kommunikatsioonilahendusi.
Kosmoselaevaga maandumise ajal ja pärast seda käivitas Hiina suure paraboolse antenniga mais releesatelliidi Queqiao. Satelliit on paigutatud haloorbiidile stabiilses punktis umbes 65 000–85 000 kilomeetrit Kuust kaugemal, mida tuntakse teise Maa-Kuu Lagrange'i punktina. Sellest ahvenast naudib Queqiao pidevat vaatevälja nii maapealsete maapealsete jaamade kui ka Chang'e-4 maandumiskohaga.
Esimene pilt, mis kunagi tehtud Kuu kaugemast küljest, paljastas pinna omadused, mis erinesid lähedalt vaadatuna oluliselt. Kujutise tegi Nõukogude kosmoselaev Luna 3 7. oktoobril 1959. aastal (Public Domain) Kuid sinna jõudmiseks tehtavad lisapingutused peaksid olema seda väärt. Missioon võimaldab mitte ainult kosmosevaatlusi ilma Maast elektromagnetiliste häireteta, vaid ka kaugemal asuv Kuu lubab teadmisi Kuu ja Maa ajaloost ja arengust. Teadlased on aastakümnete vältel püüdnud uurida suurt lõunapooluse-Aitkeni basseini (SPA) nime kandvat ala, mis ulatub lõunapoolusest kuni Aitkeni kraatrini.
SPA-basseini läbimõõt on umbes 2500 kilomeetrit ja sügavus 12 kilomeetrit, mistõttu on see üks Päikesesüsteemi suurimaid ja vanimaid löögikraatreid. Selle ala maapind võis sisaldada paljast materjali sügavamast kuudevööndist, mis tõmbas pinnale miljardite aastate taguse ulatusliku löögi ajal. Ja arvestades, et paljude astronoomide arvates on Kuu moodustatud samast materjalist kui Maa, võiks SPA bassein pakkuda potentsiaalselt teavet selle kohta, milline Proto-Maa välja nägi, vahetult pärast Kuu moodustanud teoreetilist kokkupõrget. Millalgi pärast seda kokkupõrget juurdus elu ja Kuu kaugeim külg võib sellele mõistatusele lisada paar tükki.
Maandumiskohaks, ehkki ametlikult kinnitamata, peetakse seda Von Kármáni kraatri lõunakorraks. St. Louis'is asuva Washingtoni ülikooli maa- ja planeediteaduse professor Bradley Jolliff märgib, et Von Kármáni piirkonnas on valitud koht iidse laavavoolu tõttu suhteliselt sile, pakkudes turvalisemat maandumist.
Meng Zhiguo, Jilini ülikooli geoekspluateerimise teaduse ja tehnoloogia kolledži professor ning Chang'e-4 kandidaatide maandumiskohti käsitlevate materjalide kaasautor, on eriti huvitatud võimalustest, mida missioon võiks pakkuda programmi koosseisu Kuu kaugele küljele võimaldasid kaks kosmoselaeval lendavat spektromeetrit: nähtava ja lähi-infrapuna pildispektromeetri (VNIS) ja madalsagedusspektromeetri (LFS).
“Kraatripõhja kompositsioonid koos mära basaltidega annavad otsese tõestuse kuu kaugema külje mära vulkaanilisuse kohta, mis on kasulik, et mõista lähemalt ja kaugemalt poolt mära vulkaanilisuse erinevust, ” räägib Meng.
Väike rover Yutu (hiina keeles Jade Rabbit ) saadeti pärast Chang'e-3 maandumist. (Hiina Teaduste Akadeemia / Hiina riiklik kosmosevalitsus / Kuu ja sügavusruumi uurimise teaduse ja rakenduse keskus) Kuu pinna lähedasel küljel on palju suuri basaallaagreid, mida tuntakse mariana nime all. Iga mära loodi kaugemas minevikus tekkinud vulkaanipursete tagajärjel ja neid võib palja silmaga näha tumedate lamedate aladena. Kaugemal pool on mariat siiski suhteliselt vähe. Ainulaadne maastik Chang'e-4 kohtab täiendavaid väljakutseid nii alade valimisel kui ka maandumise läbiviimisel.
Missioon võiks ka edendada meie arusaamist kiviste kehade moodustumisest ja selliste kihtide nagu koorik, vahevöö ja südamik kujunemisest. "Kompositsioonid võisid pärineda Kuu madala pinnakihi erinevast sügavusest, " ütleb Meng, "mis on oluline kuu magma ookeani ajaloo protseduuri ja globaalse diferentseerumise hüpoteesi mõistmiseks" (mis on hüpotees, et proto-Earth põrkas kokku Theia-nimelise Marsi suurusega kehaga, jättes Maa-Kuu süsteemi prahist moodustuma).
***
Kahjuks Jolliffi sõnul ei pöörata tähelepanu sellele Kuu piirkonna külastamise ühele peamisele põhjusele. "SPA basseiniülesande peamine pikaajaline teaduse eesmärk on kindlaks teha selle vanus ja mõjutatud materjalide koostis, mis võivad sisaldada Kuu seest väga sügavalt väljakaevatud kive, võib-olla ka selle vahevööt, " . "Kahjuks pole CE-4 missioon nende probleemide lahendamiseks ette nähtud ega ka nende probleemide lahendamiseks eriti heasse kohta SPA-sse."
Missiooni tüüp, mis võiks tõesti anda pildi sellest, millest kaugem külg koosneb, eeldaks näidiste tagastamist. Jolliff on teinud NASA New Frontiers programmi kaudu ettepaneku sellise SPA basseini proovide tagasisaatmise missiooni kohta, kuid praeguseks pole sellist missiooni rahastamiseks heaks kiidetud.
Hiina koostab Chang'e-5-ga lähitulevikus kuunäidise tagasitulekut, mis plaaniti käivitada enne Chang'e-4 2017. aasta novembris. Pika 5. märtsi selle aasta juulis ebaõnnestunud käivitamine - a suurema raskuse jaoks vajalik raskete tõstetega rakett - on missiooni viibinud kõige varem 2019. aasta lõpuni.
Kui kõik läheb hästi Chang'e-5 lennuga Mons Rümkeri piirkonda Oceanus Procellarumis, võib selle varukoopia Chang'e-6 proovida proovide tagasitulekut Kuu kaugemal küljel või võimaluse korral Kuu lõunapoolusel, 2020. aastate algus. Hiina robotikuu uurimise plaanide laiendamine viib Jolliffi ja teiste pooldatavate eesmärkide poole, kuid tänase missiooni jaoks on kõige olulisem maandumise kleepimine.
„Rõhutan kaugelt maandumise olulisust - seda pole ükski teine kosmosest kaugele jõudnud riik teinud. Missiooni juhtimise ja juhtimise teostamine Maalt eemalt sidesatelliidi kaudu on kindlasti Hiina kosmoseprogrammi samm, ”ütles Jolliff, märkides, et Chang'e-5 järgneb sellele kiiresti. "Need missioonid toimuvad kiiresti üksteise järel ja see näitab ka selle programmi tahet liikuda edasi eesmärgi suunas viia Hiina astronaudid Kuu pinnale."
Kuu kaugemal asuv osa, mille on kujutanud Apollo 8 meeskond 24. detsembril 1968. (NASA) Kuna Hiina valmistub umbes kuue järgmise kümnendi jooksul Kuu pinnale kolmeks missiooniks, saab rahvast tõenäoliselt oluline ülemaailmne liider Kuu uurimisel. Meng ütleb, et Chang'e-4 missiooni andmed tehakse teadlastele kättesaadavaks väljaspool Hiinat ning kosmoseaparaat kannab Hollandist ja Saudi Araabiast koosneva rahvusvahelise partnerluse raames Saksamaalt ja Rootsist pärit vahendeid.
"Selle missiooni edukas lõpuleviimine annab Hiinast Kuu rahvusvahelise uurimise juhi, " ütles Browni ülikooli geoloogiateaduste professor James Head. "[Nad] on juba pakkunud rahvusvahelisele kosmosekogukonnale oma satelliidi ülekandeinfrastruktuuri kasutamist."
Hiina kuumissioonid on taas taevanaabri vastu uue huvi laine eesotsas. NASA, Euroopa Kosmoseagentuur, Venemaa ja India töötavad kõik järgnevatel aastatel mitmesuguste robot- ja meeskonnamissioonide poole. Hiina plaanid on lõpliku kuju saavutamas juba täna, kui see lansseeriti, ning juba töödes Chang'e-7 jaoks, mis on tehnoloogia tutvustaja, et katsetada pikaajaliste eesmärkide teostatavust, näiteks vesijää kohapealne ressursikasutus. või metallid.
"Iga uus missioon Kuule pakub üllatusi, " ütles Head. "Chang'e 4 pole mitte ainult monumentaalne tehniline saavutus, vaid toob kahtlemata kaasa ka uusi avastusi ja üllatusi."
Andrew Jones on ajakirjanik, kes tegeleb reportaažiga Hiina kosmoseprogrammist, kirjutab SpaceNewsile, Gbtimes'ile ja aitab kaasa külaliste ajaveebidele Planetaaride Ühiskonnas. Ta asub Soomes.
