Programa de exploración lunar chino
Lunar research program (2004 – present)

Programa de exploración lunar chino
中国探月工程
Zhōngguó Tànyuè Gōngchéng
Insignia del programa: una media luna lunar con dos huellas de pies en el centro. El símbolo se parece a 月, el carácter chino que significa "luna".
Descripción general del programa
PaísPorcelana
OrganizaciónAdministración Nacional del Espacio de China (CNSA)
Objetivo Misiones robóticas a la Luna
Vuelos espaciales tripulados (a partir de 2030)
EstadoEn curso
Historial del programa
Duración23 de enero de 2004 hasta la actualidad
Primer vueloChang'e 1 , 24 de octubre de 2007, 10:05:04.602  UTC (2007-10-24UTC10:05:04Z)
Último vueloChang'e 6 , 3 de mayo de 2024, 09:27:29.132  UTC (2024-05-03UTC09:27:29Z)
Éxitos9
Fallas0
Sitio(s) de lanzamiento
Información del vehículo
Vehículo(s) sin tripulación Orbitadores lunares , módulos de aterrizaje , vehículos exploradores y naves espaciales de retorno de muestras
Vehículo(s) de lanzamiento

El Programa de Exploración Lunar Chino ( CLEP ; chino :中国探月工程; pinyin : Zhōngguó Tànyuè Gōngchéng ), también conocido como Proyecto Chang'e (chino:嫦娥工程; pinyin: Cháng'é Gōngchéng ) en honor a la diosa china de la Luna Chang' e , es una serie en curso de misiones robóticas a la Luna realizada por la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA).

Programa de ingeniería

El programa incluye orbitadores lunares , módulos de aterrizaje , exploradores y naves espaciales de retorno de muestras , lanzados utilizando la serie de cohetes Long March . Es posible que se haya agregado un componente de aterrizaje lunar tripulado al programa, después de que China anunciara públicamente sus planes de aterrizaje lunar tripulado para el año 2030 durante una conferencia en julio de 2023. [1]

Los lanzamientos y vuelos del programa son monitoreados por un sistema de telemetría, seguimiento y comando (TT&C), que utiliza antenas de radio de 50 metros (160 pies) en Beijing y antenas de 40 metros (130 pies) en Kunming , Shanghai y Ürümqi para formar una antena VLBI de 3.000 kilómetros (1.900 millas) . [2] [3] Un sistema de aplicación terrestre propietario es responsable de la recepción de datos de enlace descendente.

En 2019, el director de la Administración Nacional del Espacio de China, Zhang Kejian, anunció que China planea construir una estación de investigación científica en el polo sur de la Luna "dentro de los próximos 10 años". [4]

Estructura del programa

Ouyang Ziyuan , geólogo y cosmólogo químico , es el científico jefe del programa. Ye Peijian es el comandante jefe y diseñador jefe del programa. [5] [ se necesita una mejor fuente ] Sun Jiadong , ingeniero aeroespacial , es el diseñador general del programa y Sun Zezhou es el diseñador general adjunto. El director principal del programa es Luan Enjie. [ cita requerida ]

El programa chino de exploración lunar se divide en cuatro fases operativas principales, y cada misión sirve como demostrador de tecnología en preparación para futuras misiones. China invita a la cooperación internacional en forma de diversas cargas útiles y una estación robótica. [6]

Fase I (robótica): Misiones orbitales

La primera fase implicó el lanzamiento de dos orbitadores lunares y ahora está prácticamente completa.

  • Chang'e 1 fue lanzada a bordo de un cohete Long March 3A desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang el 24 de octubre de 2007, [7] después de haber sufrido un retraso con respecto a la fecha prevista inicialmente del 17 al 19 de abril de 2007. [8] Escaneó toda la Luna con un detalle sin precedentes, generando un mapa 3D de alta definición que proporcionaría una referencia para futuros aterrizajes suaves. La sonda también cartografió la abundancia y distribución de varios elementos químicos en la superficie lunar como parte de una evaluación de recursos potencialmente útiles.
  • La sonda Chang'e 2 , lanzada el 1 de octubre de 2010 a bordo de un cohete Long March 3C , llegó a la Luna en menos de 5 días, en comparación con los 12 días que tardó la sonda Chang'e 1, y cartografió la Luna con mayor detalle. A continuación, abandonó la órbita lunar y se dirigió al punto de Lagrange L 2 entre la Tierra y el Sol para probar la red TT&C. Una vez hecho esto, completó un sobrevuelo del asteroide 4179 Toutatis el 13 de diciembre de 2012, antes de dirigirse al espacio profundo para seguir probando la red TT&C.

Fase II (robótica): vehículos de aterrizaje suaves y exploradores

La segunda fase está en curso [¿ cuándo? ] e incorpora naves espaciales capaces de aterrizar suavemente en la Luna y desplegar exploradores lunares .

  • La sonda Chang'e 3 , lanzada el 2 de diciembre de 2013 a bordo de un cohete Long March 3B , aterrizó en la Luna el 14 de diciembre de 2013. Llevaba consigo un explorador lunar de 140 kilogramos (310 libras) llamado Yutu , que fue diseñado para explorar un área de 3 kilómetros cuadrados (1,2 millas cuadradas) durante una misión de 3 meses. También se suponía que realizaría observaciones ultravioleta de galaxias, núcleos galácticos activos, estrellas variables, sistemas binarios, novas, cuásares y blazares, así como la estructura y dinámica de la plasmasfera de la Tierra .
  • Chang'e 4 se lanzó el 7 de diciembre de 2018. Originalmente programado para 2015, era un respaldo para Chang'e 3. Sin embargo, como resultado del éxito de esa misión, la configuración de Chang'e 4 se ajustó para la siguiente misión. [9] Aterrizó el 3 de enero de 2019 en la Cuenca Aitken del Polo Sur , en el lado lejano de la Luna , y desplegó el rover Yutu-2 . [10]

Fase III (robótica): retorno de la muestra

La tercera fase incluyó una misión de retorno de muestras lunares .

  • Chang'e 5-T1 fue lanzado el 23 de octubre de 2014. Fue diseñado para probar la nave espacial de retorno a la Luna.
  • La sonda Chang'e 5 se lanzó el 23 de noviembre de 2020, aterrizó cerca de Mons Rümker en la Luna el 1 de diciembre de 2020 y regresó a la Tierra con 1.731 gramos (61,1 oz) de muestras lunares . [11] [12]

Fase IV (robótica): Estación de investigación robótica lunar

La Fase IV es el desarrollo de una estación de investigación lunar autónoma cerca del polo sur de la Luna . [6] [13] [14] El programa de la Fase IV entró en desarrollo activo en 2023 tras la finalización exitosa de las tres fases anteriores. [15]

  • Chang'e 6 , lanzada el 3 de mayo de 2024, [16] [17] [18] investigó la topografía, la composición y la estructura del subsuelo de la cuenca Aitken del Polo Sur en el lado oculto de la Luna . La misión trajo muestras a la Tierra desde la cuenca Apolo en el lado oculto de la Luna. [19] [20] También transportó un rover chino llamado Jinchan para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar y tomó imágenes del módulo de aterrizaje Chang'e 6 en la superficie lunar. [21]
  • Chang'e 7 , cuyo lanzamiento está previsto para 2026, es una misión que explorará el polo sur en busca de recursos. La misión incluirá un orbitador, un módulo de aterrizaje y una minisonda voladora. [22]
  • Chang'e 8 , cuyo lanzamiento está previsto para 2028, verificará las tecnologías de desarrollo y utilización de recursos in situ. [22] Puede incluir un módulo de aterrizaje, un explorador y un detector volador, [13] así como un experimento de impresión 3D que utilice la utilización de recursos in situ (ISRU) para probar la construcción de una estructura, [6] También transportará un pequeño experimento de ecosistema sellado. [13] Probará la tecnología necesaria para la construcción de una base científica lunar. [23]

Fase de misión tripulada

En 2019, China estaba revisando estudios preliminares para una misión de aterrizaje lunar tripulada en la década de 2030, [24] [25] y posiblemente construyendo un puesto avanzado cerca del polo sur lunar con cooperación internacional. [6] [24]

El 12 de julio de 2023, en el 9º Foro Aeroespacial Comercial (Internacional) de China en Wuhan , provincia de Hubei, Zhang Hailian, diseñador jefe adjunto de la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA), presentó públicamente un plan preliminar para aterrizar dos astronautas en la Luna para el año 2030 [1] utilizando la nave espacial tripulada Mengzhou y el módulo de aterrizaje lunar tripulado Lanyue . [26] [27]

El 28 de septiembre de 2024, en Chongqing , la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA) presentó el traje espacial lunar extravehicular y también solicitó sugerencias para un nombre para el traje. [28]

2035 y después: Base lunar internacional y aplicación

En 2021, China y Rusia anunciaron que construirán juntos una base lunar y también invitaron formalmente a más países y organizaciones internacionales a unirse a su proyecto de Estación de Investigación Lunar Internacional (ILRS) que están desarrollando las dos naciones, [29] como alternativa al Programa Artemisa estadounidense . [30] China anunció el 24 de abril la Organización de Cooperación de la Estación de Investigación Lunar Internacional (ILRSCO) con miembros que incluyen a: China, Rusia, Sudáfrica, Bielorrusia, Azerbaiyán, Venezuela, Pakistán y Egipto. [31]

Lista de misiones

Misiones realizadas

  Aterrizaje forzoso planificado   Aterrizaje suave planificado

Misión
Fecha de lanzamiento
Vehículo de lanzamiento
Fecha de inserción orbitalFecha de aterrizajeFecha de regresoNotas
Estado

Misión principal
Misión extendida
Fase 1
Cambio 124 de octubre de 2007Larga Marcha 3A7 de noviembre de 20071 de marzo de 2009-Orbitador lunar; primera misión lunar china.Éxito-
Cambio 21 de octubre de 2010Larga Marcha 3C6 de octubre de 2010--Orbitador lunar; tras la misión de órbita lunar, realizó una misión extendida a 4179 Toutatis .ÉxitoÉxito
Fase 2
Cambio 31 de diciembre de 2013Larga Marcha 3B6 de diciembre de 201314 de diciembre de 2013-Módulo de aterrizaje y explorador lunar; primer alunizaje chino, aterrizó en el Mare Imbrium con el Yutu 1 .ÉxitoEn curso
Queqiao 120 de mayo de 2018Larga Marcha 4C14 de junio de 2018--Satélite retransmisor ubicado en el punto Tierra-Luna L 2 para permitir las comunicaciones con Chang'e 4.ÉxitoEn curso
Cambio 47 de diciembre de 2018Larga Marcha 3B12 de diciembre de 20183 de enero de 2019-Módulo de aterrizaje y explorador lunar; primer aterrizaje suave en el lado oscuro de la Luna , aterrizó en el cráter Von Karman con Yutu-2 .ÉxitoEn curso
Fase 3
Cambio 5-T123 de octubre de 2014Larga Marcha 3C10 de enero de 2015-31 de octubre de 2014Tecnologías de prueba de vuelo experimental antes del primer regreso de muestras lunares; cápsula de retorno probada y técnicas de encuentro autónomo en órbita lunar y otras maniobras.ÉxitoÉxito
Cambio 523 de noviembre de 2020Larga Marcha 528 de noviembre de 20201 de diciembre de 202016 de diciembre de 2020Orbitador lunar, módulo de aterrizaje y retorno de muestras; aterrizó cerca de Mons Rümker y trajo 1731 g de suelo lunar a la Tierra. El módulo de servicio realizó una visita al punto Lagrange L1 y también realizó un sobrevuelo lunar en una misión extendida. [32]ÉxitoEn curso
Fase 4
Queqiao 220 de marzo de 2024Larga Marcha 824 de marzo de 2024--Satélite de retransmisión lunar para apoyar las comunicaciones de las próximas misiones lunares, incluidas Chang'e 6, 7 y 8. [16]ÉxitoEn curso
Cambio 63 de mayo de 2024Larga Marcha 58 de mayo de 20241 de junio de 2024 [33]25 de junio de 2024Orbitador lunar, módulo de aterrizaje, explorador y retorno de muestras; aterrizó en la cuenca del Polo Sur-Aitken en el lado lejano de la Luna . [17]ÉxitoEn curso

Próximas misiones

MisiónFecha de lanzamientoVehículo de lanzamientoTipo de misiónNotas
Fase 4
Cambio 72026Larga Marcha 5Estudio de la superficie lunarOrbitador lunar, módulo de aterrizaje, explorador y minisonda voladora; se espera que realice una exploración en profundidad del polo sur lunar para buscar recursos. [22]
Cambio 82028Larga Marcha 5Estudio de la superficie lunarActualmente se desconocen los detalles completos de la misión; se probarán tecnologías ISRU e impresión 3D, antes de la futura exploración tripulada de la Luna. [22]
Primera misión lunar tripulada2029-2030Larga Marcha 10Aterrizaje humano en la superficie lunar2 lanzamientos utilizando el Long March 10 para colocar dos astronautas en la superficie lunar a través de la nave espacial lunar tripulada Mengzhou y el módulo de aterrizaje lunar tripulado Lanyue . [1]

Tecnologías clave

TT&C de largo alcance

El mayor desafío en la Fase I del programa fue la operación del sistema TT&C, porque su capacidad de transmisión necesitaba un alcance suficiente para comunicarse con las sondas en órbita lunar. [34] La telemetría satelital estándar de China tenía un alcance de 80.000 kilómetros (50.000 millas), pero la distancia entre la Luna y la Tierra puede superar los 400.000 kilómetros (250.000 millas) cuando la Luna está en apogeo . Además, las sondas Chang'e tuvieron que realizar muchas maniobras de actitud durante sus vuelos a la Luna y durante las operaciones en órbita lunar. La distancia a través de China de este a oeste es de 5.000 kilómetros (3.100 millas), [35] formando otro desafío para la continuidad de TT&C. En la actualidad, la combinación del sistema TT&C y la red de observación astronómica china ha satisfecho las necesidades del programa Chang'e, [36] pero solo por un pequeño margen.

Adaptabilidad ambiental

La complejidad del entorno espacial con el que se encontraron las misiones Chang'e impuso estrictos requisitos de adaptabilidad ambiental y fiabilidad de las sondas y sus instrumentos. El entorno de alta radiación en el espacio Tierra-Luna requería una electrónica reforzada para evitar daños electromagnéticos a los instrumentos de la nave espacial. El rango extremo de temperaturas, desde 130 grados Celsius (266 grados Fahrenheit) en el lado de la nave espacial que miraba al Sol hasta -170 grados Celsius (-274 grados Fahrenheit) en el lado opuesto al Sol, impuso estrictos requisitos de control de temperatura en el diseño de los detectores.

Diseño de órbita y control de secuencia de vuelo

Dadas las condiciones del sistema de tres cuerpos de la Tierra, la Luna y una sonda espacial , el diseño de la órbita de los orbitadores lunares es más complicado que el de los satélites en órbita terrestre, que solo se ocupan de un sistema de dos cuerpos. Las sondas Chang'e 1 y Chang'e 2 fueron enviadas primero a órbitas terrestres altamente elípticas. Después de separarse de sus vehículos de lanzamiento, entraron en una órbita de transferencia Tierra-Luna a través de tres aceleraciones en la órbita modulada en fase. Estas aceleraciones se llevaron a cabo a las 16, 24 y 48 horas de las misiones, durante las cuales se llevaron a cabo varios ajustes de órbita y maniobras de actitud para asegurar la captura de las sondas por la gravedad lunar. Después de operar en la órbita Tierra-Luna durante 4-5 días, cada sonda entró en una órbita de adquisición lunar. Después de entrar en sus órbitas objetivo, realizar tres maniobras de frenado y experimentar tres fases orbitales diferentes, Chang'e 1 y Chang'e 2 llevaron a cabo sus misiones.

Control de actitud

Los orbitadores lunares deben permanecer correctamente orientados con respecto a la Tierra, la Luna y el Sol. Todos los detectores a bordo deben mantenerse orientados hacia la superficie lunar para completar sus misiones científicas, las antenas de comunicación deben estar orientadas hacia la Tierra para recibir comandos y transferir datos científicos, y los paneles solares deben estar orientados hacia el Sol para adquirir energía. Durante la órbita lunar, la Tierra, la Luna y el Sol también se mueven, por lo que el control de actitud es un proceso complejo de control de tres vectores. Los satélites Chang'e necesitan ajustar su actitud con mucho cuidado para mantener un ángulo óptimo hacia los tres cuerpos.

Evitar peligros

Durante la segunda fase del programa, en la que se requirió que las naves espaciales aterrizaran suavemente en la superficie lunar, fue necesario idear un sistema de prevención automática de riesgos para que las sondas no intentaran tocar tierra en terreno inadecuado. Chang'e 3 utilizó un sistema de visión por computadora en el que los datos de una cámara orientada hacia abajo, así como dos dispositivos de medición de distancia, se procesaron mediante un software especializado. El software controló las etapas finales del descenso, ajustando la actitud de la nave espacial y el acelerador de su motor principal. La nave espacial se mantuvo suspendida primero a 100 metros (330 pies) y luego a 30 metros (98 pies), mientras buscaba un lugar adecuado para posarse. El rover Yutu también está equipado con cámaras estereoscópicas frontales y tecnología de prevención de riesgos.

Cooperación internacional

Chang'e 1: el primer orbitador lunar chino, lanzado en 2007. Llevaba un instrumento de la Agencia Espacial Europea (ESA) llamado D-CIXS, que medía la composición elemental de la superficie lunar. También recibía apoyo de seguimiento y retransmisión de datos de las estaciones terrestres de la ESA en Australia y España.

Chang'e 2: el segundo orbitador lunar chino, lanzado en 2010. Llevaba un altímetro láser proporcionado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), que cartografió la topografía lunar con gran precisión. También utilizó la red de espacio profundo de la ESA para la comunicación y la navegación durante su misión prolongada al asteroide 4179 Toutatis.

Chang'e 3: el primer módulo de aterrizaje y explorador lunar chino, lanzado en 2013. Llevaba un telescopio ultravioleta lunar (LUT) desarrollado por los Observatorios Astronómicos Nacionales de China (NAOC) y la Asociación Internacional de Observatorios Lunares (ILOA), que realizó las primeras observaciones astronómicas desde la superficie lunar. También recibió soporte de retransmisión de datos del Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) de la NASA para el aterrizaje de la sonda Chang'e 3.

Chang'e-4: la primera misión que aterrizó y examinó la cara oculta de la Luna, con cuatro cargas científicas internacionales de los Países Bajos, Alemania, Suecia y Arabia Saudita. También recibió el apoyo del equipo LRO de la NASA, la fuente de calor de radioisótopos de Rusia, la estación espacial profunda de China en Argentina y la estación de seguimiento de la Agencia Espacial Europea.

Chang'e-5: La primera misión que trajo muestras lunares desde 1976, con la cooperación internacional en telemetría, seguimiento y comando de la Agencia Espacial Europea, Argentina, Namibia, Pakistán y otros países y organizaciones. También llevaba un detector de campo magnético francés. Científicos de varios países, entre ellos Australia, Rusia, Francia, Estados Unidos, Reino Unido y Suecia, han participado en investigaciones científicas con muestras lunares chinas.

Cooperación con Rusia

En noviembre de 2017, China y Rusia firmaron un acuerdo sobre la cooperación en la exploración lunar y del espacio profundo. [37] El acuerdo incluye seis sectores, que abarcan la exploración lunar y del espacio profundo, el desarrollo conjunto de naves espaciales, la electrónica espacial, los datos de teledetección de la Tierra y el monitoreo de desechos espaciales. [37] [38] [39] Rusia también podría buscar desarrollar vínculos más estrechos con China en materia de vuelos espaciales tripulados, [37] e incluso trasladar su cooperación en materia de vuelos espaciales tripulados de Estados Unidos a China y construir un módulo de aterrizaje lunar tripulado. [40]

La primera panorámica del otro lado de la Luna tomada por el módulo de aterrizaje Chang'e 4, con el rover Yutu-2

Véase también

Referencias

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Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Programa de exploración lunar chino .
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  • Sistema de publicación de datos y servicio de información del programa de exploración lunar de China Archivado el 10 de junio de 2021 en Wayback Machine
  • «Programa de exploración lunar de China - Inglés». Diario del Pueblo en línea . Archivado desde el original el 24 de febrero de 2021. Consultado el 21 de enero de 2021 .
  • Enciclopedia Astronáutica
  • Los objetivos científicos del proyecto chino de exploración lunar por Ouyang Ziyuan
  • 我国发射首颗探月卫星专题
  • 嫦娥探月专题 Archivado el 26 de enero de 2021 en Wayback Machine.
  • Sūn Huīxiān (孙辉先); Dài Shùwǔ (代树武); Yáng Jiànfēng (杨建峰); Wú Jì (吴季); Jiāng Jǐngshān (姜景山) (2005). "Objetivos científicos y cargas útiles del satélite lunar Chang'E-1" (PDF) . Revista de ciencia del sistema terrestre . 114 (6): 789–794. Código Bib : 2005JESS..114..789H. doi :10.1007/BF02715964. S2CID  128428662.
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