La República Popular de China sigue trabajando en sus proyectos en el ámbito espacial y de los cohetes. Quizás el más atrevido y ambicioso sea el proyecto de exploración lunar. En el marco de su propio programa lunar, los especialistas chinos ya han desarrollado e implementado varios proyectos y continúan trabajando en nuevas naves espaciales. En un futuro próximo, se enviará otro dispositivo a la Luna. Por primera vez en la historia de la astronáutica china, se planea entregar muestras de suelo lunar a la Tierra.
Recordemos que la industria china de cohetes y espacio dio los primeros pasos en el estudio del único satélite natural de la Tierra hace mucho tiempo. Los primeros resultados reales se obtuvieron en 2007. El 24 de octubre de 2007, se lanzó el vehículo de lanzamiento con la nave espacial Chang'e-1. Este dispositivo y todos los desarrollos posteriores del "destino lunar" obtuvieron su nombre en honor al personaje de la mitología china, que estaba directamente relacionado con la Luna (en algunos mitos, Chang'e incluso es llamada la diosa de la Luna). Unos días después, el módulo lunar entró en la órbita especificada y comenzó a recopilar información sobre la superficie lunar. Durante el año, el dispositivo estuvo examinando la superficie del satélite, lo que era necesario para compilar su mapa tridimensional detallado. El 1 de marzo de 2009, el producto Chang'e-1 se desorbitó y cayó sobre la superficie lunar.
Vehículo de lanzamiento pesado "Changzheng-5" antes del primer lanzamiento, noviembre de 2016. Foto de la Academia China de Tecnología Espacial / cast.org.cn
El 1 de octubre de 2010, se lanzó la misión Chang'e-2. Esta vez, el propósito de la nave espacial era estudiar una región determinada de la luna, en la que se suponía que iba a realizar un aterrizaje suave del siguiente módulo lunar. Después de todas las acciones requeridas, la nave espacial Chang'e-2 fue llevada al punto L2 Lagrange (sistema Tierra-Luna), y luego enviada hacia el asteroide (4179) Tautatis. A finales de 2012, se tomaron imágenes de un cuerpo celeste, después de lo cual el vehículo de investigación se dirigió al espacio profundo.
Un sobrevuelo de la luna con un estudio de su superficie fue la primera etapa del programa lunar chino. Como parte de la segunda etapa, se propuso entregar un módulo de aterrizaje con un rover a bordo a un satélite natural. A principios de diciembre de 2013, el módulo Chang'e-3 fue enviado a la Luna con el rover lunar Yuytu (Jade Hare - satélite de Chang'e). A mediados de mes, el vehículo realizó un aterrizaje suave en una zona determinada. Es de destacar que esta misión convirtió a la República Popular China en el tercer país del mundo que logró aterrizar un aparato de investigación en la Luna. Anteriormente, solo la Unión Soviética y los Estados Unidos podían hacer esto. Después del aterrizaje, las tareas de la misión Chang'e-3 solo se resolvieron parcialmente debido a varios problemas técnicos.
La industria espacial y de cohetes de China se está preparando actualmente para la tercera fase de su programa de exploración lunar. Esta vez, la tarea de las naves espaciales no es solo aterrizar en la superficie del satélite, sino también recolectar muestras de suelo para su posterior entrega a la Tierra. Se supone que esta tarea se resolverá durante la misión Chang'e-5. Además, para resolver algunos problemas, fue necesario desarrollar una nave espacial auxiliar "Chang'e-5T1".
El módulo de aterrizaje de la estación Chang'e-3. Foto Spaceflight101.com
Antes de prepararse para el lanzamiento de la misión Chang'e-5, se decidió realizar estudios preliminares utilizando la estación analógica Chang'e-5T1. A diferencia de una estación lunar automática en toda regla, el producto con las letras "5T1" incluía solo un módulo de servicio en la plataforma DFH-3A y un vehículo de descenso. La misión era volar alrededor de la luna a lo largo de una trayectoria determinada, seguido de un regreso a la Tierra y dejar caer el vehículo de descenso. Se suponía que dicho vuelo mostraría el potencial de la nave espacial Chang'e-5 en desarrollo, y también era necesario para determinar las modificaciones necesarias.
El 23 de octubre de 2014, el vehículo de lanzamiento Changzheng-3C fue lanzado desde el cosmódromo de Xichang (provincia de Sichuan) y llevó a la nave espacial Chang'e-5T1 a una trayectoria predeterminada. Le tomó alrededor de cinco días volar a la Luna y pasar por su órbita, después de lo cual el dispositivo regresó a la Tierra. El 31 de octubre, el módulo de servicio dejó caer el módulo de aterrizaje, después de lo cual aterrizó en la Región Autónoma de Mongolia Interior. Durante las próximas semanas, se realizaron una serie de ajustes orbitales, después de los cuales el Chang'e-5T1 regresó a la Luna. A finales de noviembre, el dispositivo se puso en órbita cerca del punto L2 Lagrange, donde estaba previsto mantenerlo para nuevas investigaciones.
A principios de 2017, los medios chinos publicaron información sobre el estado actual del proyecto Chang'e-5 y los planes actuales para la industria espacial. Para entonces, la Administración Nacional del Espacio de China y las empresas de la industria espacial y de cohetes habían logrado avanzar lo suficiente en la preparación de una misión futura. Además, las fechas de lanzamiento de la nueva nave espacial se fijaron en enero. Entonces, los primeros resultados del nuevo proyecto deberían recibirse este año.
Lunokhod "Yuytu" en la superficie lunar. Foto Spaceflight101.com
Según informes oficiales, el lanzamiento de la misión Chang'e-5 tendrá lugar en noviembre. A finales de mes, la estación lunar robótica entrará en la órbita del satélite terrestre y luego dejará caer el módulo de aterrizaje, que se encargará de realizar investigaciones de superficie y recolectar muestras. En ausencia de problemas técnicos serios, a principios del próximo año, nuevas porciones de regolito estarán en manos de científicos chinos, y en cantidades bastante grandes.
Según los datos disponibles, la estación automática "Chang'e-5" será un complejo bastante grande y pesado, que constará de varios componentes principales. Para resolver todas las tareas asignadas se utilizarán módulos con equipamiento especial con un peso total de 8200 kg. En este sentido, el lanzamiento de la estación se llevará a cabo mediante un cohete portador de clase pesada "Changzheng-5".
Este cohete tiene un diseño de tres etapas y es capaz de lanzar hasta 25 toneladas de carga a una órbita terrestre baja. Los motores de diferentes etapas y aceleradores utilizan queroseno o hidrógeno licuado con oxígeno líquido como agente oxidante. A principios de noviembre del año pasado, el cohete Changzheng-5 realizó su primer vuelo. El segundo y último lanzamiento hasta la fecha tuvo lugar el 2 de julio de este año. En ambas ocasiones, los cohetes se lanzaron desde el cosmódromo de Wenchang (isla de Hainan). El próximo lanzamiento está previsto para noviembre. En este caso, la estación Chang'e-5 se convertirá en la carga útil del vehículo de lanzamiento. En el futuro, un cohete de un nuevo tipo se puede usar nuevamente dentro del marco del programa lunar.
Para resolver el problema de la recolección de suelo lunar con el posterior retorno de muestras a la Tierra, la nave espacial Chang'e-5 debe constar de varios componentes principales: un módulo orbital, de aterrizaje, despegue y retorno. Además, anteriormente se publicó información sobre la posibilidad de usar un rover, pero en el futuro, aparentemente, se decidió transferir dicho producto a la próxima misión. Por lo tanto, la recolección de muestras de suelo se llevará a cabo en las inmediaciones del módulo de aterrizaje. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que en este caso, la finalización con éxito de la misión será un verdadero avance para la astronáutica china.
Nave espacial experimental "Chang'e-5T1". Figura Space.skyrocket.de
Una de las partes más grandes del prometedor complejo será un módulo orbital diseñado para garantizar la entrega de otros componentes a la Luna y de regreso a la Tierra. Recibe un cuerpo cilíndrico, en cuyos lados se despliegan paneles solares en vuelo. El módulo también está equipado con una planta de energía con tanques de combustible, equipo de control y una carcasa para la conexión al módulo de aterrizaje. Se ubicará un módulo de retorno separado dentro del gabinete.
Según las imágenes publicadas, el módulo de aterrizaje será una plataforma con varios soportes tubulares ligeros y un conjunto de equipos especiales. Se propone equiparlo con paneles solares, acumuladores, controles y dispositivos de recogida de tierra. El techo del casco de este producto se convertirá en la plataforma de lanzamiento del módulo de despegue. Por lo tanto, el módulo de aterrizaje podrá recolectar muestras y garantizar su entrega a la órbita lunar. Según los informes, la masa total del módulo de aterrizaje será de 1200 kg.
Se propone instalar un sistema de recolección de suelo en el cuerpo del módulo de aterrizaje utilizando el principio de perforación por percusión. Con la ayuda de un soporte móvil, el taladro se llevará a la superficie del suelo, después de lo cual podrá perforar pequeños agujeros. Se han desarrollado contenedores cilíndricos especiales para el transporte de muestras. Después de cargar la muestra, el contenedor se sellará herméticamente y se colocará en el volumen apropiado del módulo de despegue. Se argumenta que las naves espaciales podrán traer 2 kg de regolito a la Tierra.
El vehículo de descenso Chang'e-5T1. Foto Wikimedia Commons
El módulo de aterrizaje podrá realizar parte de la investigación in situ. Para ello, está equipado con algunos equipos especiales. A bordo hay herramientas para analizar la composición del suelo, un analizador de gases del suelo, un espectrómetro de minerales, etc. Para controlar el funcionamiento de los sistemas controlados y automatizados, el módulo recibe cámaras, dispositivos de observación de aterrizaje y otros dispositivos.
El módulo de despegue propuesto en el proyecto Chang'e-5 es un dispositivo relativamente compacto y liviano con su propia central eléctrica y sistemas de control, así como un compartimiento para cargar contenedores con muestras. Como se desprende de los datos publicados, los contenedores de carga útil se pueden transferir a otros componentes del complejo. Esto es necesario para facilitar el transporte de suelo a la Tierra.
El módulo recuperable de la estación Chang'e-5 se desarrolló utilizando la experiencia de crear y operar naves espaciales tripuladas de la serie Shenzhou y, por lo tanto, debe tener la forma adecuada. Este dispositivo recibirá equipos de control automático durante el vuelo independiente en el espacio y después de ingresar a la atmósfera. Además, el módulo devuelto debe estar equipado con protección térmica. El descenso en la atmósfera, después de frenar a velocidades aceptables, se realizará mediante paracaídas.
Desde el punto de vista de la complejidad del programa, la misión Chang'e-5 debe diferir notablemente de sus predecesoras, lo que, en primer lugar, está relacionado con los objetivos marcados. El vehículo de lanzamiento lanzará todo el complejo a una órbita determinada, después de lo cual corregirá su trayectoria e irá a la Luna. En la órbita del satélite terrestre, se producirá el desacoplamiento, tras lo cual el módulo de aterrizaje irá a su superficie. El módulo orbital, a su vez, permanecerá en su trayectoria y esperará al vehículo con carga útil.
La arquitectura de la estación automática "Chang'e-5". Figura Spaceflight101.com
Después de llegar a la superficie lunar, el módulo de aterrizaje tendrá que prepararse para el trabajo adicional mediante el despliegue de paneles solares, plataformas de perforación, etc. Luego, su tarea será perforar agujeros y recolectar muestras con la posterior carga de contenedores en el módulo de despegue. Una vez completada esta etapa de trabajo, el módulo de despegue, utilizando su propio sistema de propulsión, volverá a la órbita. El módulo de aterrizaje permanecerá en el satélite natural de la Tierra.
En una órbita circunlunar, el módulo de despegue tendrá que acoplarse automáticamente con el orbital. Después de eso, los contenedores con las muestras se transferirán al aparato devuelto. Luego, el módulo orbital con el vehículo de reentrada podrá cambiar la trayectoria e ir a la Tierra. A una distancia relativamente pequeña del planeta, se desacoplarán. El módulo orbital se quemará en la atmósfera, mientras que el que regrese tendrá que aterrizar de forma segura en un área determinada, entregando muestras a los científicos.
El lanzamiento de la nueva estación lunar automática está programado para noviembre de este año. Todas las etapas principales de la misión tomarán un tiempo relativamente corto, gracias al cual el vehículo de reentrada puede entregar muestras del suelo lunar antes de fin de año. La nave espacial Chang'e-5 también establecerá una especie de récord. Anteriormente, las estaciones automáticas traían de la luna no más de unos pocos cientos de gramos de roca, mientras que el programa chino implica la entrega de 2 kg a la vez.
Colocación de equipos de perforación. Figura Spaceflight101.com
A principios de junio, los científicos chinos nombraron el área de aterrizaje para los módulos de la nueva estación. El módulo de aterrizaje tendrá que descender a Rumker Peak, ubicado en la región del Océano de las Tormentas. Esta zona de la superficie lunar es de origen volcánico y es relativamente joven. Los estudios in situ y el estudio de las muestras entregadas proporcionarán nueva información sobre el desarrollo de los procesos de erosión, sobre el enfriamiento de la roca y sobre su interacción.
Durante varios años después del regreso del módulo Chang'e-5 con una carga de suelo lunar a bordo, la ciencia y la industria chinas analizarán la experiencia de operar la estación automática y sacarán las conclusiones necesarias. En el futuro, los desarrollos existentes se utilizarán para crear un nuevo complejo similar, que, sin embargo, tendrá tareas ligeramente diferentes. Por razones obvias, el desarrollo de la estación Chang'e-6 no comenzará antes de la finalización de la misión de noviembre.
Según algunos informes, en el próximo proyecto del programa lunar, China prevé realizar un aterrizaje suave de una estación automática, a bordo de la cual, además de su propio equipo estacionario, habrá un nuevo tipo de rover lunar. El lanzamiento de dicho complejo aún está previsto para 2020, pero no se puede descartar que el cronograma del programa se ajuste de una forma u otra.
La tarea de la siguiente etapa del programa lunar de la República Popular China puede ser la preparación para un vuelo tripulado a un satélite natural de la Tierra. Probablemente, al principio, los especialistas chinos llevarán a cabo varias misiones de prueba utilizando la automatización y el control remoto, y solo después de eso comenzarán a desarrollar una nave espacial tripulada en toda regla. Por razones obvias, aún se desconoce el momento en el que se llevará a cabo dicho trabajo y aún no es predecible. Aparentemente, el primer trabajo en esta dirección no comenzará antes de mediados de la próxima década. El primer vuelo tripulado de astronautas chinos a la luna, respectivamente, ocurrirá incluso más tarde.
Inicio del vuelo independiente del módulo de despegue. Figura Chinadaily.com.cn
Hasta la fecha, el programa lunar chino ha logrado cierto éxito. Ya se han enviado a la Luna varias estaciones automáticas para diversos fines. Se las arreglaron para hacer un aterrizaje suave y traer el rover lunar con equipo de investigación a la superficie. En solo unos meses, una estación con equipo para la investigación del suelo, así como para recolectarlo y enviarlo a la Tierra, irá al objetivo.
Los proyectos de la familia "Chang'e" se crearon resolviendo gradualmente varios problemas y mejorando el equipo ya terminado con su cambio paralelo para las tareas y necesidades actuales. Gracias a esto, en aproximadamente 7 años, fue posible recorrer un largo camino desde volar alrededor de la luna hasta aterrizar suavemente en su superficie. Fueron necesarios casi tres años más para preparar la misión, con la devolución del vehículo que transportaba las muestras.
La nueva misión comenzará en unos meses y, hasta ahora, China tiene todas las razones para contar con que se complete con éxito. La devolución del aparato con muestras del regolito mostrará la exactitud de las ideas subyacentes al proyecto más reciente de la estación lunar automática, ayudará al mayor desarrollo de la tecnología espacial y, además, proporcionará nueva información sobre el satélite natural de la tierra. Si en el marco de un proyecto será posible resolver todas las tareas planteadas se sabrá en un futuro próximo.
