Ötven évvel ezelőtt ebben a hónapban a NASA Apollo 8 missziója lehetővé tette az emberi szemnek, hogy először a Hold távoli oldalára nézzen. A kráterzáras föld, amelyet a legénység a Hold körül körbejárva látott, 1959-ig teljesen el volt rejtve, amikor a szovjet Luna 3 misszió fekete-fehér képeket továbbított a szürke tájról, tétlen és milliárd évig gyakorlatilag változatlanul. De ezen a nem átfogott talajt érintő felfedezés következő fejezetében várhatóan felszabadít egy kicsit a régóta fennálló holdporból.
Ma egy kínai hosszú március 3B-os rakéta emelkedett egy űrhajót, amely megpróbálja az első lágy leszállást a Hold távoli oldalán: a Chang'e-4. A vízi jármű várhatóan január 1. és 3. között leszáll majd egy ötnapos holdhajózás, holdi pálya beillesztése és néhány pályajavítás útján, hogy felkészüljenek a napkeltekor való előfordulásra a várhatóan leszállási hely felett a Von Kármán-kráternél december végén.
A holdi projekt 2000-es évek elején történő elindítása óta Kína gyorsan fejlődött, és az 1976-os szovjet Luna 24 minta-visszatérési misszió óta az egyetlen nemzet, amely lágyan landolt (szemben a szándékos behatással) a Holdon. a robot Chang'e-3 leszállóhely és rover a Mare Imbriumon 2013. decemberében, Kína csak a harmadik ország, amely holdi leszállást ért el. A siker lehetővé tette az ország számára, hogy egy egyszerre gyártott tartalék űrhajót újból megújítson egy még ambiciózusabb küldetés céljából.
2015-ben Kína bejelentette, hogy a tartalék Chang'e-4 űrhajót, egy leszállót és egy kis rover-t úttörő célú küldetésként fogják felhasználni, hogy a Hold távoli oldalára szálljon - ez egy olyan feat, amelyet soha nem próbáltak meg bonyolultsága miatt.
A hold felszínén lévő Chang'e-3 leszállóképe képe, amelyet a Yutu kis rover készített, amelyet a leszállás után a földelő telepített. (Kínai Tudományos Akadémia / Kína Nemzeti Űrügynökség / A Hold és a Mélységtér kutatásának Tudományos és Alkalmazási Központja) A közel négy tonnás össztömegű űrhajó nyolc műszert és tudományos hasznos teherbírót fog szállítani. Ezeket az eszközöket alacsony frekvenciájú rádió kísérletekben fogják használni, kihasználva az egyedülálló rádiócsendes távoli oldalt, amelyet a hold a földi rádiójelek kakofóniája ellen védett. A Chang'e-4-en végzett tudományos kísérletek során megvizsgálják a napszél részecskék kölcsönhatásait a hold felületével, geológiai elemzést végeznek a talajról, és elvégzik a regolit és a kőzet ásványtani tanulmányait.
Az útra való csatlakozás lesz az első holdbioszféra-kísérlet, amelyet a kínai egyetemek hallgatói terveztek. Ez egy tartályból áll, amely selyemhernyó-tojásokat, burgonyamagokat és Arabidopsis-t tartalmaz - egy virágos növényt, amelyet széles körben használnak az űrkutatásban. Víz, levegő és tápanyagokkal a szervezetek számára a tudósok megvizsgálják az első élet légzését és fotoszintézisét, amely a távoli oldal felszínére utazik.
***
Az űrhajó leszállása és üzemeltetése a Hold távoli oldalán az árapály-reteszelés miatt különösen kihívást jelent. A Föld gravitációs hatása az idő múlásával lelassította a Hold forgási periódusát, hogy megegyezzen azzal az idővel, amely a Föld körüli pálya befejezéséhez szükséges. Ennek eredményeként a Hold ugyanaz az oldala mindig szemben van velünk a földön. Parancsok küldésére a másik oldalra egy olyan küldetéshez, mint a Chang'e-4, szükség van néhány innovatív kommunikációs megoldásra.
Ahhoz, hogy kapcsolatba léphessen az űrhajóval a leszállás alatt és után, Kína májusban elindította a Queqiao nevű relé műholdat egy nagy parabolikus antennával. A műholdat egy halogén pályán kell elhelyezni egy stabil ponton, körülbelül 65 000–85 000 kilométerre a Hold fölött, amelyet második föld-hold Lagrange-pontnak hívnak. Ebből a sügérből Queqiao állandó látótávolságot élvez mind a földi földi állomások, mind a Chang'e-4 leszállóhelyén.
Az első kép, amelyet valaha a Hold távoli oldaláról készítettek, felfedve a felület jellemzőit, amelyek jelentősen különböztek a közeli oldalról. A képet a szovjet Luna 3 űrhajó készítette 1959. október 7-én. (Public Domain) De az odaérkezés érdekében tett extra erőfeszítéseknek meg kell érniük. A misszió nemcsak lehetővé teszi az űrmegfigyeléseket a Föld elektromágneses zavarása nélkül, hanem a Hold távoli oldala is betekintést ígér a Hold és a Föld történetébe és fejlődésébe. A tudósok évtizedek óta törekednek arra, hogy megvizsgálják a Dél-Pole-Aitken-medence (SPA) néven ismert hatalmas területet, amely a déli pólustól az Aitken-kráterig terjed.
A SPA-medence átmérője kb. 2500 kilométer és mélysége 12 kilométer, és ez a Naprendszer egyik legnagyobb és legrégebbi ütközési krátere. A talaj ezen a területen tartalmazhat nyitott anyagot a mélyebb holdköpenyből, amely a milliárd évvel ezelőtti nagy ütés során a felszínre tolódott. És mivel sok csillagász úgy gondolja, hogy a Hold ugyanabból az anyagból készül, mint a Föld, a SPA-medence potenciálisan információt szolgáltathat arról, hogy a Proto-Föld hogyan néz ki, közvetlenül a Holdot alkotó elméleti ütközés után. Valamikor az ütközés után az élet gyökereződött, és a Hold túlsó oldala hozzáadhat néhány darabot ehhez a puzzle-hoz.
A leszállási helyet - bár hivatalosan nem erősítik meg - a Von Kármán-kráter déli emeletének kell tekinteni. Bradley Jolliff, a szent Louis-i washingtoni egyetem földtudományi és bolygótudományi professzora megjegyzi, hogy a Von Kármánon belül megválasztott hely az ősi lávaáramlás miatt viszonylag sima, biztonságosabb leszállást kínálva.
Meng Zhiguo, a Jilin Egyetem Földrajzi Tudományos és Technológiai Főiskola professzora, valamint a Chang'e-4 jelölt leszállási helyek papírok társszerzője különösen érdekli a misszió által a A hold távoli oldalát az űrhajón repülõ két spektrométer, a látható és közeli infravörös képalkotó spektrométer (VNIS) és az alacsony frekvenciájú spektrométer (LFS) tette lehetõvé.
"A kráterpadló kompozíciói kanca-alapanyagokkal közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak a Hold távoli oldalának kancavulkanizmusáról, ami hasznos annak megértéséhez, hogy a kancavulkanizmus milyen különbséget mutat a közeli és a távoli oldal között" - mondja Meng.
A kis rover, Yutu (kínaiul Jade Rabbit jelentése), miután a Chang'e-3 leszállóhelyéről telepítették. (Kínai Tudományos Akadémia / Kína Nemzeti Űrügynökség / A Hold és a Mélységtér kutatásának Tudományos és Alkalmazási Központja) A holdfelület közvetlen oldalán sok hatalmas bazalt síkság található, melyeket maria néven ismernek. Mindegyik kancát a távoli múlt vulkánkitörései hozták létre, és szabad szemmel sötét, lapos területeknek tekinthetők. A távoli oldalon viszonylag kevés maria van. A Chang'e-4 egyedi tájja további kihívásokat jelentene mind a helyszínek kiválasztása, mind a leszállás végrehajtása során.
A misszió elősegítheti a sziklás testek kialakulásának és a rétegek, például kéreg, köpeny és mag kialakulásának megértését. "A kompozíciók valószínűleg a hold sekély rétegének különböző mélységéből származnak" - mondja Meng, "ami fontos a holdmaga óceán történelmének eljárásának és a globális differenciálódási hipotézis megértésének szempontjából" (ami azt a hipotézist, miszerint a proto-föld ütközött egy Theia néven ismert Mars méretű testtel, és így a Föld-Hold rendszer kialakult a törmelékből).
***
Jolliff szerint sajnos, a Hold ezen a részén való látogatás egyik fő okát nem kezelik. "A SPA-medencébe történő misszió egyik legfontosabb hosszú távú tudományos célja az életkor és az eredeti ütközött anyagok összetételének meghatározása, amelyek potenciálisan a Holdon belül mélyen feltárt sziklákat tartalmaznak, esetleg annak köpenyét" - mondja. . "Sajnos a CE-4 misszió nem rendelkezik felkészüléssel ezeknek a kérdéseknek a kezelésére, és a SPA területén belül sem jut el különösen jó helyre ezeknek a kérdéseknek a kezelésére."
Annak a küldetésnek a típusához, amely valóban képet adhat arról, hogy mire készül a távoli oldal, minta visszatérést igényel. Jolliff javaslatot tett egy ilyen SPA-medence-minta-visszatérési misszióra a NASA Új határok programján keresztül, de mostanáig nem fogadtak el ilyen missziót finanszírozásra.
Kína a közeli oldalon visszatérő holdmintát állít elő a Chang'e-5-rel, amelyet a tervek szerint a 2017. novemberi Chang'e-4 előtt indítottak el. A hosszú március 5-i év júliusában azonban sikertelen indítás történt. a nagyobb hasznos rakományhoz szükséges nehéz emelő rakéta - a küldetést legkorábban 2019 végére késleltette.
Ha minden jól megy, ha a Chang'e-5 repül a Mons Rümker régióba az Oceanus Procellarumban, akkor annak tartaléka, a Chang'e-6 megkísérelheti a minta visszatérését a Hold távoli oldalán, vagy esetleg a Hold déli pólusán, a 2020-as évek eleje. A kínai robot-holdkutatási tervek kibővítése a Jolliff és mások támogatott célkitűzései felé vezet, de a mai küldetés szempontjából az a lényeg, hogy ragaszkodni kell a leszálláshoz.
„Hangsúlyoznám a távoli partra szállás jelentőségét, amit a többi űrkutató ország sem tett. A misszió irányítása és irányítása a Földről, távközlési műholdakon keresztül, határozottan lépést jelent a kínai űrprogrammal ”- mondja Jolliff, megjegyezve, hogy a Chang'e-5 ezt követően hamarosan követi. "Ezekre a küldetésekre gyorsan egymás után kerül sor, és ez azt is bizonyítja, hogy ez a program elkötelezett az iránt a végső cél felé, a kínai űrhajósoknak a holdfelszínre helyezése felé."
A Hold távoli része, az Apollo 8 legénységének a felvétele 1968. december 24-én. (NASA) Mivel Kína körülbelül a következő fél évtizedben három küldetésre készül a hold felszínén, a nemzet valószínűleg jelentős globális vezetővé válik a holdkutatás területén. Meng szerint a Chang'e-4 misszió adatait Kínán kívüli tudósok számára hozzáférhetővé teszik, és az űrhajó Németországból és Svédországból származó eszközöket szállít egy Hollandiát és Szaúd-Arábiát magában foglaló nemzetközi partnerség részeként.
„Ennek a küldetésnek a sikeres befejezése révén Kína vezető szerepet tölt be a Hold nemzetközi felfedezésében” - mondja James Head, a Brown Egyetem geológiai tudományok professzora. "[Ők] már felajánlották a műholdas közvetítő infrastruktúrájuk használatát a nemzetközi űrközösség számára".
Kína hold-küldetései mennyei szomszédaink iránti megújult érdeklődés hullámának elején állnak, a NASA, az Európai Űrügynökség, Oroszország és India mindegyike különféle robot- és legénység-missziókkal dolgozik az elkövetkező években. Kína tervei azonban határozott formába kerülnek a mai korábbi bevezetéssel, és már a Chang'e-7 technológiai demonstrátor munkáiban tervezik a hosszú távú célok megvalósíthatóságát, például a vízjég in situ erőforrás-felhasználását. vagy fémek.
"Minden új küldetés a Holdra meglepetéseket kínál - mondja Head. "A Chang'e 4 nemcsak monumentális műszaki teljesítmény, hanem kétségkívül új felfedezéseket és meglepetéseket hoz."
Andrew Jones újságíró, aki beszámol a Kína űrprogramjáról, ír a SpaceNews, a Gbtimes számára és vendégblogokat készít a Planetary Society-n. Székhelye Finnországban található.
