La Repubblica popolare cinese continua a lavorare sui suoi progetti nel campo dei razzi e dello spazio. Forse il più audace e ambizioso è il progetto di esplorazione lunare. Nell'ambito del proprio programma lunare, gli specialisti cinesi hanno già sviluppato e implementato diversi progetti e continuano a lavorare su nuovi veicoli spaziali. Nel prossimo futuro, un altro dispositivo verrà inviato sulla Luna. Per la prima volta nella storia dell'astronautica cinese, è prevista la consegna di campioni di suolo lunare sulla Terra.
Ricordiamo che l'industria spaziale e missilistica cinese ha mosso i primi passi nello studio dell'unico satellite naturale della Terra molto tempo fa. I primi veri risultati sono stati ottenuti nel 2007. Il 24 ottobre 2007 è stato lanciato il veicolo di lancio con la navicella spaziale Chang'e-1. Questo dispositivo e tutti i successivi sviluppi della "destinazione lunare" hanno preso il nome in onore del personaggio della mitologia cinese, che era direttamente correlato alla Luna (in alcuni miti Chang'e è persino chiamata la dea della Luna). Pochi giorni dopo, il modulo lunare è entrato nell'orbita specificata e ha iniziato a raccogliere informazioni sulla superficie lunare. Durante l'anno, il dispositivo ha effettuato il rilevamento della superficie del satellite, necessario per la compilazione della sua mappa tridimensionale dettagliata. Il 1° marzo 2009, il prodotto Chang'e-1 è stato disorbitato ed è caduto sulla superficie lunare.
Veicolo di lancio pesante "Changzheng-5" prima del primo lancio, novembre 2016. Foto dell'Accademia cinese di tecnologia spaziale / cast.org.cn
Il 1° ottobre 2010 è stata lanciata la missione Chang'e-2. Questa volta, lo scopo del veicolo spaziale era studiare una determinata regione della luna, in cui avrebbe dovuto effettuare un atterraggio morbido del prossimo modulo lunare. Dopo tutte le azioni richieste, la navicella spaziale Chang'e-2 è stata portata al punto L2 Lagrange (sistema Terra-Luna), e quindi inviata verso l'asteroide (4179) Tautatis. Alla fine del 2012, sono state scattate immagini di un corpo celeste, dopo di che il veicolo di ricerca è andato nello spazio profondo.
Un sorvolo della luna con un rilevamento della sua superficie è stata la prima fase del programma lunare cinese. Come parte della seconda fase, è stato proposto di consegnare un lander con un rover a bordo a un satellite naturale. All'inizio di dicembre 2013, il modulo Chang'e-3 è stato inviato sulla Luna con il rover lunare Yuytu (Jade Hare - il satellite di Chang'e). A metà mese, il veicolo ha effettuato un atterraggio morbido in una determinata zona. È interessante notare che questa missione ha reso la Repubblica popolare cinese il terzo paese al mondo che è riuscito a far sbarcare un apparato di ricerca sulla luna. In precedenza, solo l'Unione Sovietica e gli Stati Uniti erano in grado di farlo. Dopo l'atterraggio, i compiti della missione Chang'e-3 furono risolti solo parzialmente a causa di vari problemi tecnici.
L'industria spaziale e missilistica cinese si sta attualmente preparando per la terza fase del suo programma di esplorazione lunare. Questa volta, il compito della navicella spaziale non è solo atterrare sulla superficie del satellite, ma anche raccogliere campioni di suolo con la loro successiva consegna sulla Terra. Questo compito dovrebbe essere risolto durante la missione Chang'e-5. Inoltre, per risolvere alcuni problemi, è stato necessario sviluppare un veicolo spaziale ausiliario "Chang'e-5T1".
Il modulo di atterraggio della stazione Chang'e-3. Foto Spaceflight101.com
Prima di prepararsi per il lancio della missione Chang'e-5, è stato deciso di condurre studi preliminari utilizzando la stazione analogica Chang'e-5T1. A differenza di una stazione lunare automatica a tutti gli effetti, il prodotto con le lettere "5T1" includeva solo un modulo di servizio sulla piattaforma DFH-3A e un veicolo di discesa. La missione era di volare intorno alla luna lungo una determinata traiettoria, seguita da un ritorno sulla Terra e dall'abbandono del veicolo di discesa. Tale volo avrebbe dovuto mostrare il potenziale della navicella spaziale Chang'e-5 in fase di sviluppo ed era anche necessario per determinare le modifiche necessarie.
Il 23 ottobre 2014, il veicolo di lancio Changzheng-3C è stato lanciato dal cosmodromo di Xichang (provincia di Sichuan) e ha portato la navicella spaziale Chang'e-5T1 su una traiettoria predeterminata. Ci sono voluti circa cinque giorni per volare sulla Luna e attraversare la sua orbita, dopodiché il dispositivo è tornato sulla Terra. Il 31 ottobre, il modulo di servizio ha lasciato cadere il lander, dopo di che è atterrato nella regione autonoma della Mongolia interna. Nelle settimane successive sono state apportate una serie di aggiustamenti orbitali, dopo di che il Chang'e-5T1 è tornato sulla Luna. Alla fine di novembre, il dispositivo è stato lanciato in orbita vicino al punto L2 di Lagrange, dove era previsto di tenerlo per nuove ricerche.
All'inizio del 2017, i media cinesi hanno pubblicato informazioni sullo stato attuale del progetto Chang'e-5 e sugli attuali piani per l'industria spaziale. A questo punto, l'Amministrazione spaziale nazionale cinese e le imprese dell'industria missilistica e spaziale erano riuscite a fare progressi sufficienti nella preparazione di una missione futura. Inoltre, le date di lancio del nuovo veicolo spaziale sono state fissate entro gennaio. Quindi, i primi risultati del nuovo progetto dovrebbero essere ricevuti quest'anno.
Lunokhod "Yuytu" sulla superficie lunare. Foto Spaceflight101.com
Secondo i rapporti ufficiali, il lancio della missione Chang'e-5 avverrà a novembre. Entro la fine del mese, la stazione lunare robotica entrerà nell'orbita del satellite terrestre e poi lascerà cadere il lander, che avrà il compito di condurre ricerche sulla superficie e raccogliere campioni. In assenza di gravi problemi tecnici, entro l'inizio del prossimo anno, nuove porzioni di regolite saranno nelle mani di scienziati cinesi, e in quantità piuttosto elevate.
Secondo i dati disponibili, la stazione automatica "Chang'e-5" sarà un complesso abbastanza grande e pesante, composto da diversi componenti principali. Per risolvere tutti i compiti assegnati, verranno utilizzati moduli con attrezzature speciali con un peso totale di 8200 kg. A questo proposito, il lancio della stazione sarà effettuato da un razzo vettore di classe pesante "Changzheng-5".
Questo razzo ha un design a tre stadi ed è in grado di lanciare fino a 25 tonnellate di carico nell'orbita terrestre bassa. I motori di diversi stadi e acceleratori utilizzano cherosene o idrogeno liquefatto con ossigeno liquido come agente ossidante. All'inizio di novembre dello scorso anno, il razzo Changzheng-5 ha effettuato il suo primo volo. Il secondo e ultimo lancio fino ad oggi è avvenuto il 2 luglio di quest'anno. Entrambe le volte i razzi sono stati lanciati dal cosmodromo di Wenchang (isola di Hainan). Il prossimo lancio è previsto per novembre. In questo caso, la stazione Chang'e-5 diventerà il carico utile del veicolo di lancio. In futuro, un razzo di un nuovo tipo potrà essere nuovamente utilizzato nell'ambito del programma lunare.
Per risolvere il problema della raccolta del suolo lunare con il successivo ritorno di campioni sulla Terra, la navicella spaziale Chang'e-5 dovrebbe essere costituita da diversi componenti principali: un modulo orbitale, di atterraggio, di decollo e di ritorno. Inoltre, in precedenza erano state pubblicate informazioni sulla possibilità di utilizzare un rover, ma in futuro, a quanto pare, è stato deciso di trasferire un tale prodotto alla missione successiva. Pertanto, la raccolta dei campioni di suolo verrà effettuata nelle immediate vicinanze del lander. Tuttavia, va notato che in questo caso, il completamento con successo della missione sarà una vera svolta per l'astronautica cinese.
Veicolo spaziale sperimentale "Chang'e-5T1". Figura Space.skyrocket.de
Una delle parti più grandi del promettente complesso sarà un modulo orbitale progettato per garantire la consegna di altri componenti sulla Luna e di nuovo sulla Terra. Riceve un corpo cilindrico, ai lati del quale sono dispiegati in volo dei pannelli solari. Il modulo è inoltre dotato di una centrale elettrica con serbatoi di carburante, apparecchiature di controllo e un involucro per il collegamento al modulo di atterraggio. Un modulo di ritorno separato sarà posizionato all'interno dell'armadio.
Secondo le immagini pubblicate, il lander sarà una piattaforma con diversi supporti tubolari leggeri e una serie di attrezzature speciali. Si propone di dotarlo di pannelli solari, accumulatori, controlli e dispositivi per la raccolta del suolo. Il tetto dello scafo di questo prodotto diventerà il trampolino di lancio per il modulo di decollo. Pertanto, il lander sarà in grado di raccogliere campioni e garantire la loro consegna nell'orbita lunare. Secondo i rapporti, la massa totale del lander sarà di 1200 kg.
Si propone di installare un sistema di raccolta del suolo sul corpo del lander utilizzando il principio della perforazione a percussione. Con l'aiuto di un supporto mobile, il trapano verrà portato sulla superficie del terreno, dopodiché sarà in grado di praticare piccoli fori. Sono stati sviluppati speciali contenitori cilindrici per il trasporto dei campioni. Dopo aver caricato il campione, il contenitore verrà sigillato ermeticamente e collocato nell'apposito volume del modulo di decollo. Si sostiene che la navicella spaziale sarà in grado di portare 2 kg di regolite sulla Terra.
Il veicolo di discesa Chang'e-5T1. Foto Wikimedia Commons
Il modulo di atterraggio potrà svolgere parte della ricerca direttamente sul posto. Per questo, è dotato di alcune attrezzature speciali. A bordo ci sono strumenti per analizzare la composizione del suolo, un analizzatore di gas del suolo, uno spettrometro minerale, ecc. Per controllare il funzionamento di sistemi controllati e automatizzati, il modulo riceve telecamere, dispositivi di avvistamento di atterraggio e altri dispositivi.
Il modulo di decollo proposto nel progetto Chang'e-5 è un dispositivo relativamente compatto e leggero con una propria centrale elettrica e sistemi di controllo, nonché un compartimento per il carico di contenitori con campioni. Come risulta dai dati pubblicati, i container payload possono essere trasferiti ad altri componenti del complesso. Ciò è necessario per facilitare il trasporto del suolo sulla Terra.
Il modulo recuperabile della stazione Chang'e-5 è stato sviluppato utilizzando l'esperienza nella creazione e nel funzionamento di veicoli spaziali con equipaggio della serie Shenzhou e quindi deve avere la forma appropriata. Questo dispositivo riceverà apparecchiature per il controllo automatico durante il volo indipendente nello spazio e dopo essere entrato nell'atmosfera. Inoltre, il modulo restituito deve essere dotato di protezione termica. La discesa in atmosfera, dopo aver frenato a velocità accettabili, sarà effettuata utilizzando un paracadute.
Dal punto di vista della complessità del programma, la missione Chang'e-5 dovrebbe differire notevolmente dai suoi predecessori, che, prima di tutto, è collegata agli obiettivi prefissati. Il veicolo di lancio lancerà l'intero complesso in una determinata orbita, dopodiché correggerà la sua traiettoria e andrà sulla Luna. Nell'orbita del satellite terrestre, si verificherà lo sgancio, dopodiché il lander andrà in superficie. Il modulo orbitale, a sua volta, rimarrà sulla sua traiettoria e attenderà il veicolo con un carico utile.
L'architettura della stazione automatica "Chang'e-5". Figura Spaceflight101.com
Dopo aver raggiunto la superficie lunare, il lander dovrà prepararsi per ulteriori lavori dispiegando pannelli solari, piattaforme di perforazione, ecc. Quindi il suo compito sarà quello di praticare fori e raccogliere campioni con il successivo caricamento dei contenitori nel modulo di decollo. Al termine di questa fase di lavoro, il modulo di decollo, utilizzando un proprio sistema di propulsione, tornerà in orbita. Il lander rimarrà sul satellite naturale della Terra.
In un'orbita circumlunare, il modulo di decollo dovrà attraccare automaticamente con quello orbitale. Successivamente, i contenitori con i campioni verranno trasferiti all'apparato restituito. Quindi il modulo orbitale con il veicolo di rientro sarà in grado di cambiare la traiettoria e andare sulla Terra. Ad una distanza relativamente piccola dal pianeta, si sgangheranno. Il modulo orbitale brucerà nell'atmosfera, mentre quello di ritorno dovrà atterrare in sicurezza in una determinata area, consegnando campioni agli scienziati.
Il lancio della nuova stazione lunare automatica è previsto per novembre di quest'anno. Tutte le fasi principali della missione richiederanno un tempo relativamente breve, grazie al quale il veicolo di rientro potrà consegnare campioni del suolo lunare entro la fine dell'anno. Anche la navicella spaziale Chang'e-5 stabilirà una sorta di record. In precedenza, le stazioni automatiche portavano dalla luna non più di poche centinaia di grammi di roccia, mentre il programma cinese implicava la consegna di 2 kg in una volta.
Posizionamento delle attrezzature di perforazione. Figura Spaceflight101.com
All'inizio di giugno, gli scienziati cinesi hanno chiamato l'area di atterraggio per i moduli della nuova stazione. Il lander dovrà scendere a Rumker Peak, situato nella regione dell'Oceano delle Tempeste. Questa zona della superficie lunare è di origine vulcanica ed è relativamente giovane. Gli studi in loco e lo studio dei campioni consegnati forniranno nuove informazioni sullo sviluppo dei processi di erosione, sul raffreddamento della roccia e sulla loro interazione.
Per diversi anni dopo il ritorno del modulo Chang'e-5 con a bordo un carico di suolo lunare, la scienza e l'industria cinesi analizzeranno l'esperienza di funzionamento della stazione automatica e trarranno le necessarie conclusioni. In futuro, gli sviluppi esistenti verranno utilizzati per creare un nuovo complesso simile, che tuttavia avrà compiti leggermente diversi. Per ovvie ragioni, lo sviluppo della stazione Chang'e-6 inizierà non prima del completamento della missione di novembre.
Secondo alcuni rapporti, nel prossimo progetto del programma lunare, la Cina prevede di effettuare un atterraggio morbido di una stazione automatica, a bordo della quale, oltre alle proprie apparecchiature fisse, ci sarà un nuovo tipo di rover lunare. Il lancio di un tale complesso è ancora previsto per il 2020, ma non si può escludere che il palinsesto venga modificato in un modo o nell'altro.
Il compito della prossima fase del programma lunare della RPC potrebbe essere la preparazione per un volo con equipaggio verso un satellite naturale della Terra. Probabilmente, all'inizio, gli specialisti cinesi effettueranno diverse missioni di prova utilizzando l'automazione e il controllo remoto, e solo dopo inizieranno a sviluppare un veicolo spaziale con equipaggio completo. Per ovvie ragioni, la tempistica di tale lavoro è ancora sconosciuta e non è ancora prevedibile. Apparentemente, il primo lavoro in questa direzione inizierà non prima della metà del prossimo decennio. Il primo volo con equipaggio degli astronauti cinesi sulla luna, rispettivamente, avverrà anche più tardi.
Inizio del volo indipendente del modulo di decollo. Figura Chinadaily.com.cn
Ad oggi, il programma lunare cinese ha ottenuto un certo successo. Diverse stazioni automatiche per vari scopi sono già state inviate sulla Luna. Sono riusciti a fare un atterraggio morbido e a portare in superficie il rover lunare con l'attrezzatura di ricerca. Tra pochi mesi, una stazione con attrezzature per la ricerca del suolo, nonché per la raccolta e l'invio sulla Terra, andrà sul bersaglio.
I progetti della famiglia "Chang'e" sono stati creati risolvendo gradualmente vari problemi e migliorando l'attrezzatura già finita con il suo parallelo cambiamento per compiti ed esigenze attuali. Grazie a ciò, in circa 7 anni, è stato possibile fare molta strada dal volare intorno alla luna all'atterraggio morbido sulla sua superficie. Ci sono voluti quasi tre anni in più per prepararsi alla missione, con la restituzione del veicolo che trasportava i campioni.
La nuova missione inizierà tra pochi mesi e finora la Cina ha tutte le ragioni per contare sul suo completamento con successo. Il ritorno dell'apparato con campioni della regolite mostrerà la correttezza delle idee alla base del nuovo progetto della stazione lunare automatica, aiuterà l'ulteriore sviluppo della tecnologia spaziale e, inoltre, fornirà nuove informazioni sul satellite naturale di la terra. Se nell'ambito di un progetto sarà possibile risolvere tutti i compiti impostati sarà noto nel prossimo futuro.
