좌표: 43°03'27 ″N 51°54'58 ″W / 43.0576°N 51.9161°W / 43.0576; -51.9161

창어5

Chang'e 5
창어5
창어5 탐침 발사대에서 분리 (작가의 인상)
미션유형달샘플반품
교환입니다.CNSA
코스파리드2020-087A Edit this at Wikidata
SATCAT no.47097
임무지속시간경과기간 : 3년 26일
우주선 속성
제조자출연자들
발사질량8,200kg[1]
미션시작
출시일자2020년 11월 23일
UTC[1] 20:30:12
2020년 11월 24일
04:30 CST[2]
로켓대장정5
발사장소원창
청부업자CALT
임무종료
착지일자2020년 12월 16일
UTC[1] 17:59
리턴캡슐
착륙지내몽골, 중국
궤도선
궤도 삽입2020년 11월 28일
UTC[3] 12:58
궤도 파라미터
근일점 고도200 km (120 mi)[3]
착륙선
착지일자2020년 12월 1일
UTC[4] 15:11
반송발송2020년 12월 3일
UTC 15:10
착륙지오시아누스 프로첼라룸 지역 몽스 ü
43°03'27 ″N 51°54'58 ″W / 43.0576°N 51.9161°W / 43.0576; -51.9161[5][6]
표본질량1,731 g (61.1 oz)[7]
샘플 상승기와의 도킹
도킹일자2020년 12월 5일 UTC[8] 21:42:00
언도킹일자2020년 12월 7일 UTC[9] 04:35:00
의 플라이바이
우주선 부품궤도를 도는 사람
최인접법~ 2021년[10] 9월 9일
창어5
중국어 간체嫦娥五号
번체 중국어嫦娥五號

창어 5 (중국어: 嫦娥五号; pinyin: 창웨 ǔ하오(Chang'éw ǔ하오)는 중국 중앙과학연구소의 달 탐사 계획5번째탐사 임무이자 중국 최초의 달 샘플 귀환 임무였습니다. 이전 우주선들처럼, 이 우주선의 이름은 중국의 달의 여신 창어의 이름을 따서 지어졌습니다. 2020년 11월 23일 UTC 20:30에 하이난 섬원창 우주선 발사장에서 발사되어 2020년 12월 1일 에 착륙하여 ~1,731g (61.1온스)의 달 샘플을 수집하고 [14][15]2020년 12월 16일 UTC 17:59에 지구로 돌아왔습니다.

창어 5호는 1976년 소련루나 24호 이후 최초의 달 샘플 귀환 임무였습니다. 이 임무로 중국은 미국과 소련에 이어 달에서 샘플을 반환한 세 번째 국가가 되었습니다.

개요

중국의 달 탐사 프로그램은 4단계로 구성되어 있으며, 점진적인 기술 발전이 있습니다.[16][17]

중국의 달 탐사 프로그램은 마침내 2030년대에 승무원 임무로 이어질 것입니다.[16][17]

공장의 창어5 착륙선과 궤도선의 조합
시험 단계의 창어 5
창어 5호 승천 테스트

장비.

구성 요소들

Chang'e 5 미션은 4개의 모듈 또는 구성 요소로 구성됩니다.

  • 착륙선 : 궤도선에서 분리된 후 표면에 착륙하며 드릴과 스쿱핑 장치를 설치합니다. 아센더는 착륙선 꼭대기에 있습니다.
  • 발신자: 샘플 채취 후 달 샘플은 발신자 내 컨테이너로 운송되었습니다. 아센더는 2020년 12월 3일 UTC 15시 11분에 달 표면에서 발사되었으며, 이후궤도 자동 랑데부와 궤도선과의 도킹이 이루어졌습니다. 샘플을 전송한 후, 아센더는 궤도선에서 분리되어 궤도를 이탈하여 2020년 12월 6일 22시 49분(UTC)에 우주 파편이 되는 것을 피하기 위해 달에 다시 떨어졌습니다.
  • 궤도선: 샘플이 아센더에서 궤도선으로 운반된 후, 궤도선은 달 궤도를 떠나 지구 궤도로 돌아오는 데 약 4.5일을 보냈고 도착 직전에 리턴기(재진입 캡슐)를 방출했습니다.
  • 반환자: Returner는 정식으로 재진입하기 전에 대기권 밖으로 튕기기 위해 스킵 재진입을 수행했습니다.

네 개의 부품이 함께 발사되어 결합된 단위로 달로 날아갔습니다. 달 궤도에 도달한 후(2020년 11월 28일 14시 58분 UTC), 착륙선과 착륙선은 궤도선과 귀환선 모듈에서 분리되었고(2020년 11월 29일 20시 40분 UTC), 달 표면으로 내려왔습니다(2020년 12월 1일 15시 13분 UTC). 샘플이 수집된 후, 아센더는 착륙선에서 분리되어(2020년 12월 3일 15:11 UTC) 궤도선/리턴선으로 이륙하여 그들과 도킹한 후, 샘플을 리턴선으로 옮겼습니다. 2020년 12월 8일 UTC 22:49에 아센더는 궤도선과 귀환선에서 분리되어 달에 추락했습니다. 그리고 나서 궤도선/리턴호는 지구로 돌아왔고, 2020년 12월 16일 UTC 17시 59분에 지구 표면으로 내려왔습니다.

창어 5호의 발사 예상 질량은 8,200 kg (18,100 lb),[21] 착륙선은 3,200 kg (7,100 lb), 아센더는 700 kg (1,500 lb) 정도였습니다. 달밤의 극한 추위를 견디기 위해 방사성 동위원소 히터 장치를 장착한 창어 4호와 달리 창어 5호의 착륙선은 다음 달 밤에 작동을 멈췄습니다.

과학적 탑재체

창어 5호에는 착륙 카메라, 파노라마 카메라, 달 광물 분석기,[22] 달 레골리스 침투 레이더 등 4개의 과학 탑재체가 포함됐습니다.[23][24] Chang'e 5는 두 가지 방법을 사용하여 시료를 채취했습니다. 즉, 지하 시료를 위한 드릴링과 표면 시료를 위한 스쿠핑입니다. 이 떠먹는 장치는 홍콩 폴리테크닉 대학에서 개발한 것으로 샘플러 A, 샘플러 B, 근거리 카메라, 밀봉 및 포장 시스템으로 구성되어 있습니다.[25]

미션 프로필

시작하다

창어 5호는 2017년 11월에 장거리 로켓에 의해 발사될 계획이었습니다. 그러나 2017년 7월에 참조된 운반 로켓의 실패로 인해 원래 일정을 2020년 말까지 두 번 연기해야 했습니다.[26] 2019년 12월 27일, 대장정 5호가 성공적으로 복귀하여 현재의 임무가 톈원 1호 임무 이후에 진행될 수 있게 되었습니다.[27] 창어 5호 탐사선은 2020년 11월 23일 UTC 20:30에 하이난 섬원창 우주선 발사장에서 발사된 장거리 3월 5일 Y-5 발사체에 의해 발사되었습니다.

지구-달의 이동

루빌 오메가힐 인근 창어 5호 착륙장(루빌 ω, 인근 루빌 분화구에서)

발사 후 창어 5호는 2020년 11월 24일 14:06 UTC에 첫 번째 궤도 수정을 가했고, 2020년 11월 25일 14:06 UTC에 두 번째 궤도 수정을 가했으며, 2020년 11월 28일 14:58 UTC에 달 궤도에 진입했으며, 2020년 11월 29일 12:23 UTC에 원형 궤도로 궤도를 조정했습니다. 착륙선과 착륙선은 2020년 11월 29일 20시 10분(UTC)에 착륙 준비를 위해 궤도선과 귀환선에서 분리되었습니다.[28]

착륙지

NASA 달 정찰 궤도선이 촬영한 달 표면의 창어 5호 착륙선 사진

2020년 12월 1일 UTC 15시 11분에 달에 착륙했습니다.[29] 창어 5호 착륙 지점은 북대양주 프로첼라룸에서 43.1°N(위도 기준), 51.8°W(경도 기준)에 있으며, 북서쪽 달 근처에 위치한 거대한 화산 단지인 몬스 ü커(Mons Rümker) 근처에 있습니다. 이 지역은 USGS에 의해 '에라토스테니안 마레'로 지도화되어 있습니다.[31] Stationio Tianchuan이라는 이름의 Chang'e 5 착륙 지점은 [32]열을 생산하는 요소가 증가하고 지각이 얇으며 화산 활동이 [33]오래 지속되는 Procellarum KREEP Terrange 내에 있습니다. 이 지역은 달에서 가장 어린 암말 현무암(약 12억 1천만 년) 중 일부가 특징이며,[34][34] 티타늄, 토륨, 감람석이 풍부하며 아폴로나 루나 임무에서 표본으로 추출된 적이 없습니다.[3]

창어 5호 착륙 지점의 지질도.[35] 이 지역은 널리 퍼진 어린 암말 현무암으로 덮여 있으며 리마 샤프는 이 지역에서 가장 뚜렷한 화산 지형입니다.

백 투 어스

CAST로 반송된 Chang'e 5 반송 캡슐은 샘플 용기가 봉인 해제된 상태로 다시 반송되었습니다.

창어 5 아센더는 2020년 12월 3일 15시 10분(UTC)에 오세아니아 프로첼라룸에서 이륙하여 6분 후 달 궤도에 도착했습니다.[36] 아센더는 2020년 12월 5일 21:42 UTC에 달 궤도에 있는 궤도선/리턴선과 도킹하였고, 샘플들은 22:12 UTC에 귀환 캡슐로 옮겨졌습니다. 아센더는 2020년 12월 6일 04:35 UTC에 궤도선과 귀환선의 결합으로부터 분리되었습니다.[37] 임무를 마친 아센더는 2020년 12월 7일 22:59 UTC에 궤도 이탈 명령을 받았고, 23:30 UTC에 달 표면 (~30°S, 0°E)에 충돌했습니다.[38] 2020년 12월 13일 UTC 01:51에 달 표면에서 230km 떨어진 곳에서 궤도선과 귀환선은 성공적으로 4개의 엔진을 발사하여 달-지구 호만 전이 궤도에 진입했습니다.[39]

창어 5호 달 착륙선의 전자 장치와 시스템은 달의 극심한 추위와 방사성 동위원소 히터 장치의 부족으로 인해 2020년 12월 11일에 작동을 중단할 것으로 예상되었습니다. 하지만 엔지니어들은 창어 5호 착륙선이 2020년 12월 3일 상승기 모듈의 발사대 역할을 한 뒤 파손돼 작업을 중단할 가능성에도 대비했습니다.[40]

2020년 12월 16일 UTC 18시경, 약 300 kg (660 lb)의 귀환 캡슐이 탄도 스킵 재진입을 수행했고, 사실상 재진입 전에 아라비아상공에서 대기권을 튕겨 나갔습니다. 구멍을 뚫고 퍼낸 달 물질 약 2kg(4.4파운드)을 포함한 이 캡슐은 네이멍구 중남부 울란캅 지역의 시시왕 배너 초원에 착륙했습니다. 감시용 드론이 착륙하기 전에 리턴러 캡슐을 발견했고, 얼마 지나지 않아 복구 차량이 캡슐의 위치를 파악했습니다.[41]

다음 날 창어 5호의 서비스 모듈이 대기권 재진입 회피 연소를 수행했으며 확장 임무의 일환으로 지구-태양 L1 라그랑주점 궤도로 이동 중이었던 것으로 알려졌습니다.

확장 임무

2021년 3월 15일 UTC 5시 39분에 창어 5호(CE-5) 궤도선이 태양-지구 L1 라그랑주점에 성공적으로 포착되었고, 중국 우주선으로는 최초로 태양-지구 L1 라그랑주점을 공전했습니다. 포착 당시 거리는 지구에서 약 93만6700km였고 궤도선은 약 6개월의 주기로 궤도에 진입했습니다.[42] L1으로의 88일간의 여정에서 임무 관제는 2번의 궤도 기동과 2번의 궤도 수정 기동을 수행했습니다. 그것은 2021년 9월 9일에 확장 임무로 달 비행을 했습니다.[10]

CE-5는 2022년 1월, 중국의 탐사 계획의 다음 단계에 대비하여 매우 긴 기준선 간섭계 실험을 수행하기 위해 달 원거리 역행 궤도(DRO)의 L1[43] 지점을 떠났습니다.[43][44] 스페이스 리뷰 (TSR)에 따르면, 이 작전은 중국 정부와 학술 문서에 묘사되었다고 합니다.[45] 2022년 2월, 복수의 아마추어 위성 추적기들은 CE-5가 DRO에 진입한 것을 관측했는데, 이는 역사상 최초로 궤도를 이용한 우주선이었습니다.[43]

달시료연구

Lunar soil sample collected by China's Chang'e 5 mission displayed at Airshow China 2021.
에어쇼 차이나 2021에 전시된 중국 창어 5호 임무단이 수집한 달 토양 샘플.
중국과학원 지질지구물리연구소에서 연구한 토양시료

창어 5호가 수집한 ~1,731g (61.1온스)의 달 샘플은 비정상적으로 어린 나이(<20억 년)라는 관점에서 엄청난 과학적 의미를 가지고 있습니다.[34][3] 달 연대, 암석 생성, 지역 설정, 지구역학 및 열 진화, 레골리스 형성, 특히 달 연대 함수 보정, 달 다이너모 상태 제한, 깊은 맨틀 특성 공개, 그리고 프로셀라룸 KREEP 지형 구조를 평가합니다.[3]

달 표면의 비교적 젊은 부분의 연대를 측정하면 다른 태양계 천체의 표면 나이를 추정하는 데 추가적인 보정 지점을 제공할 수 있습니다.[46][47] 중국 국가우주국의 부국장인 우옌화 (吴艳华)는 새로운 샘플들이 우주 연구 목적으로 유엔과 국제 협력국들과 공유될 것이라고 발표했습니다.

중국 지질과학원이 주도한 오세아니아 프로셀라룸(Oceanus Procellarum)에서 채취한 현무암 용암 샘플의 예비 분석 결과, 이 암석의 나이는 19억 6천만 년에 육박하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 다른 응용 분야 중에서도 사용 가능한 달 암석 샘플의 임계 나이 차이를 메웠습니다. 행성 분화구 연대 측정 도구를 추가로 교정하는 데 도움이 될 수 있습니다.[50] 연구팀은 반사율 스펙트럼을 통해 샘플에서 하이드록실 분자의 증거를 발견했는데, 이는 최대 120ppm의 물 분자가 존재할 가능성을 나타냅니다. 연구원들은 과 하이드록실 분자가 태양풍을 통해 달의 토양에 박혀 있는 것으로 추정했습니다.[51]

달에 첫번째 중국 국기

창어 5호의 달 착륙선은 달에 첫 번째 중국 국기를 배치했습니다.[52] 이 깃발은 달의 혹독한 환경을 퇴색하거나 변형되지 않고 견딜 수 있도록 복합 재료로 만들어졌습니다.[52] 중국의 과학자들은 십 수 개의 가능한 국기 재료들을 테스트하는데 1년 이상을 보냈습니다.[53] 무게가 12g에 불과하여 섭씨 + 또는 영하 150도의 온도 차이에서도 본색을 유지할 수 있습니다.[52]

관련임무

달 착륙자에 대한 예술가의 인상

Chang'e 5-T1

창어 5-T1은 2014년 10월 23일 창어 5호의 예비 발사체로서 창어 5호 임무에 사용될 계획이었던 캡슐 설계에 대한 대기권 재진입 시험을 수행하기 위한 실험적인 로봇 달 임무입니다.[54][55] DFH-3A라는 이름의 서비스 모듈은 지구 궤도에 남아 있다가 2015년 1월 13일까지 지구-달-L2 거쳐 달 궤도로 이동하여 남은 800kg의 연료를 사용하여 미래의 달 임무에 중요한 기동을 시험하고 있습니다.[56]

창어6

Chang'e 6호는 CNSA가 후속적으로 시작할 계획인 추가 샘플 반환 임무입니다.

국제공조

유럽우주국(ESA)은 프랑스령 기아나에 위치한 ESA의 쿠루 기지를 통해 추적을 제공함으로써 창어 5호 임무를 지원했습니다. ESA는 발사와 착륙 단계에서 우주선을 추적하는 한편 임무를 수행하는 내내 중국의 지상국에 대한 당직 백업을 제공했습니다. 쿠루 기지의 데이터는 베이징 항공우주 비행 통제 센터의 임무 통제 팀이 우주선의 건강 상태와 궤도 상태를 파악하는 데 도움을 주었습니다. 창어 5호는 2020년 12월 16일 지구로 돌아왔습니다. 착륙 단계에서 ESA는 추적 작업을 지원하기 위해 카나리아 제도에 위치하고 스페인 국립 항공우주국(INTA)이 운영하는 마스팔로마 기지를 사용했습니다.[57]

미션 및 샘플에 대한 국제적인 반응

많은 언론 논평가들은 루나 15호, 루나 16호, 루나 24호가 달로 보내진 1960-70년대 미국 아폴로 프로그램과 소련 루나 프로그램에 의해 수행된 20세기 마지막 샘플 귀환 지향 달 임무와 비교하여 창어 5호에 대해 논의했습니다. 특히, 루나 16호는 1년 후 달 토양 약 100g을 성공적으로 반환했고, 이후 두 번의 샘플 반환 임무가 성공했는데, 이는 1976년 창어 5호가 루나 24호가 된 이후 마지막 임무였습니다.[58]

이번 임무가 지구로 돌아온 달 암석은 달 지질학에 대한 이해에서 "20억 년의 격차를 줄이기에 완벽한 표본"이라는 찬사를 받았습니다.[59] CNSA가 호주, 미국, 영국 및 스웨덴의 과학자들로 구성된 컨소시엄에 샘플을 공개적으로 제공한 것은 "이상적인 방법으로 수행된 과학: 데이터와 지식을 자유롭게 공유하는 국제적인 협력"이며, 모든 것이 가능한 한 가장 공동체적인 방법으로 수행되었습니다. 이것은 과학에 의한 외교입니다."라고 워싱턴 대학교의 맥도넬 우주 과학 센터장 브래드 욜리프가 말했습니다. 루이.[60]

참고 항목

메모들

  1. ^ 표준 중국어에서는 Chang'é라고 발음합니다.[11] 또는 말레이시아 중국어의 Chang-Er처럼 발음하고 철자합니다.[12]

참고문헌

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