Чжуронг | |
---|---|
祝融 | |
Часть Тяньвэнь-1 | |
![]() Селфи Чжуруна с посадочным модулем, сделанное развертываемой дистанционной камерой Tianwen-1 . | |
Тип | марсоход |
Эпоним | Чжуронг |
Владелец | CNSA |
Производитель | Китайская академия космических технологий |
Технические характеристики | |
Размеры | 2,6 м × 3 м × 1,85 м (8 футов 6 дюймов × 9 футов 10 дюймов × 6 футов 1 дюйм) |
Стартовая масса | 240 кг (530 фунтов) |
Власть | Солнечные батареи |
Ракета | Великий поход 5 |
Инструменты | |
| |
История | |
Запущен |
|
Развернуто |
|
Расположение | 25 ° 06'07 "N 109 ° 54'50" E / 25,102 ° N 109,914 ° E / 25,102; 109,914 ( Марсоход Чжуронг ) [1] Utopia Planitia , Марс |
Путешествовал | 1921 м (6302 фута) на Марсе по состоянию на 5 мая 2022 г. [2][обновлять] |
Zhurong (китайский:祝融;пиньинь: Zhùróng ) — китайскиймарсоходнаМарсе, первый в стране, совершивший посадку на другой планете после того, как ранее она высадиладва марсоходанаЛуне. Марсоход является частью миссии Tianwen-1 на Марс, проводимой Китайскимнациональным космическим управлением(CNSA).
Космический аппарат был запущен 23 июля 2020 года и выведен на марсианскую орбиту 10 февраля 2021 года. Посадочный модуль с марсоходом совершил мягкую посадку на Марс 14 мая 2021 года, [3] сделав Китай третьей страной, успешно совершившей мягкую посадку космического аппарата на Марс, и второй страной, разместившей марсоход на Марсе, после США. [4] [N 1] Zhurong был развёрнут 22 мая 2021 года в 02:40 UTC. [6]
Разработанный для срока службы в 90 солов (93 земных дня), [7] Zhurong был активен в течение более 347 солов (358 дней) после его развертывания на поверхности Марса. [8] [9] Марсоход стал неактивным 20 мая 2022 года из-за приближающихся песчаных бурь и марсианской зимы, ожидая своего пробуждения при соответствующих температурных и солнечных условиях. [10] [11]
По словам главного конструктора марсохода, ожидалось, что Чжуронг проснется в декабре 2022 года [12], но этого так и не произошло из-за чрезмерного скопления пыли. [13]
Чжуронг назван в честь китайской мифо-исторической фигуры, обычно связанной с огнем и светом, так как Марс называют «Планетой огня» (китайский:火星) в Китае и некоторых других странах Восточной Азии. Он был выбран в ходе публичного онлайн-голосования, проходившего с 20 января 2021 года по 28 февраля 2021 года, и Чжуронг занял первое место с 504 466 голосами. [14] Название было выбрано со значениями «зажигание огня межзвездных исследований в Китае» и «символизировать решимость китайского народа исследовать звезды и открывать неизвестное во вселенной». [15]
Китай начал свою первую попытку межпланетного исследования в 2011 году, отправив Yinghuo-1 , марсианский орбитальный аппарат, в совместную миссию с Россией. Он не покинул околоземную орбиту из-за отказа российской ракеты-носителя. [16] В результате CNSA затем приступило к своей независимой миссии на Марс.
Первая ранняя модель будущего марсохода была представлена в ноябре 2014 года на 10-й Китайской международной авиационной и аэрокосмической выставке . Она имела внешний вид, похожий на лунный марсоход «Юйту» , который был развернут на Луне . [17]
22 апреля 2016 года Сюй Дачжэ , глава CNSA, объявил, что миссия на Марс была одобрена 11 января 2016 года. Зонд будет отправлен на марсианскую орбиту и попытается приземлиться на Марсе в 2020 году. [18]
23 августа 2016 года CNSA опубликовало первые изображения финальной версии марсианского космического корабля, которые подтвердили состав марсианского орбитального аппарата, посадочного модуля и марсохода в одной миссии. [19]
Научные цели и полезная нагрузка миссии на Марс были объявлены в статье, опубликованной в журнале Journal of Deep Space Exploration в декабре 2017 года. [20]
24 апреля 2020 года CNSA официально объявило о программе межпланетных исследований Китая , а также о названии программы «Тяньвэнь» и эмблеме программы. [21] Первая миссия программы, миссия на Марс, которая должна быть осуществлена в 2020 году, получила название «Тяньвэнь-1». [22]
24 апреля 2021 года, в преддверии предстоящей попытки посадки, CNSA официально объявило, что марсоход будет называться Zhurong (китайский:祝融号). [23]
Для проектирования и тестирования марсохода и моделирования условий на плато Утопия CNSA держала испытательный стенд марсохода на марсианской верфи в Китайской академии космических технологий в Пекине. Полевой испытательный марсоход (FTR) был изготовлен за два года до того, как был построен настоящий Zhurong , и некоторые компоненты FTR использовались в аппарате, отправленном на Марс. FTR прошел тысячи испытаний на земле до начала миссии. Близнец остался в эксплуатации, чтобы помочь ученым и инженерам определить путь для Zhurong , проверяя маневры на марсианской верфи. [24] [25]
Район посадки определялся на основе двух критериев: [26]
На следующем этапе были предварительно отобраны две территории: плато Хриса и плато Утопия .
Команда отдала предпочтение кандидату на Утопию Равнину из-за более высоких шансов найти доказательства существования древнего океана в северной части Марса. [26] В конечном итоге он был выбран в качестве окончательного места посадки миссии.
Tianwen-1 вместе с марсоходом Zhurong был запущен в 12:41 UTC+8 23 июля 2020 года с космодрома Вэньчан с помощью тяжелой ракеты-носителя Long March 5. [27]
После 202-дневного путешествия по межпланетному пространству 10 февраля 2021 года Tianwen-1 вышел на марсианскую орбиту, став первым китайским орбитальным аппаратом для исследования Марса. [28] Впоследствии он выполнил несколько орбитальных маневров и начал обследование целевых мест посадки на Марсе в рамках подготовки к предстоящей попытке посадки.
14 мая 2021 года посадочный модуль и марсоход Zhurong отделились от орбитального аппарата Tianwen-1 . После входа в атмосферу Марса , который длился около девяти минут, посадочный модуль и марсоход совершили успешную мягкую посадку в Utopia Planitia , используя комбинацию аэрооболочки, парашюта и тормозного ракетного двигателя. [29] С посадкой Китай стал второй страной, эксплуатирующей полностью функциональный космический корабль на поверхности Марса , после Соединенных Штатов.
После установления стабильной связи с марсоходом CNSA опубликовало первые фотографии с поверхности Марса 19 мая 2021 года. [30]
22 мая 2021 года в 10:10 по пекинскому времени (02:40 по Гринвичу) аппарат Zhurong выехал со своей посадочной платформы на поверхность Марса, начав свою исследовательскую миссию. [31] [32]
11 июня 2021 года CNSA опубликовало первую партию научных изображений с поверхности Марса, включая панорамное изображение, сделанное Чжуронгом , и цветную групповую фотографию Чжуронга и посадочного модуля Tianwen-1 , сделанную беспроводной камерой, размещенной на марсианской почве . Панорамное изображение было составлено из 24 отдельных снимков, сделанных навигационной и топографической камерой до того, как марсоход был развернут на марсианской поверхности. Изображение показало, что топография и обилие камней вблизи места посадки соответствовали предыдущим ожиданиям ученого о типичных особенностях южной части равнины Утопия с небольшими, но широко распространенными камнями, белыми волновыми узорами и грязевыми вулканами . [33]
27 июня 2021 года CNSA опубликовало изображения и видео процесса входа в атмосферу, спуска и посадки (EDL) аппарата Zhurong , а также его движения по поверхности Марса, включая клип звуков, издаваемых аппаратом Zhurong, записанных его инструментом, Марсианской климатической станцией (MCS). [34]
По состоянию на 11 июля 2021 года CNSA объявило, что Чжуронг преодолел более 410 м (1350 футов) по поверхности Марса. [35]
12 июля 2021 года Чжуронг посетил парашют и оболочку, сброшенные на поверхность Марса во время его приземления 14 мая. [36] [37]
Дата | Время работы | Расстояние, пройденное на сегодняшний день | Реф. |
---|---|---|---|
27 июня 2021 г. | 42 соля | 236 м (774 фута) | [38] |
11 июля 2021 г. | 55 солей | 410 м (1350 футов) | [39] |
17 июля 2021 г. | 61 соль | 509 м (1670 футов) | [40] |
30 июля 2021 г. | 74 соля | 708 м (2323 фута) | [41] |
6 августа 2021 г. | 81 соль | 808 м (2651 фут) | [42] |
23 августа 2021 г. | 97 солей | 1000 м (3300 футов) | [43] |
1 января 2022 г. | 222 соля | 1400 м (4600 футов) | [44] |
6 мая 2022 г. | 347 солей | 1921 м (6302 фута) | [9] |
По состоянию на 15 августа 2021 года Zhurong официально завершил запланированные исследовательские задачи и продолжит движение к южной части Utopia Planitia, где он приземлился. [43] 18 августа 2021 года Zhurong пережил свой срок службы. Китайские ученые и инженеры объявили о расширенной экспедиции, направленной на исследование древней прибрежной зоны на Марсе. [45]
После 20 октября 2021 года марсоход продолжил движение, остановившись и перейдя в спящий режим примерно во время соединения Марса 8 октября. Пауза была необходима из-за сильного солнечного излучения на линии прямой видимости с Землей, создающего чрезмерный уровень «шума» для обеспечения безопасной радиосвязи ( радиоотключение ) с китайским ретрансляционным спутником, вращающимся вокруг Марса. Марсоход продолжил движение в южном направлении. [46]
К сентябрю 2022 года Чжуронг передал в общей сложности 1480 гигабайт данных, что является доказательством в поддержку гипотезы о существовании древнего океана на плато Утопия. [47]
27 февраля 2023 года китайские ученые опубликовали отчет о погоде на Марсе, включая данные об изменениях давления на поверхности и ветра на Марсе, основанные на данных, собранных марсоходом за первые 325 солов. [48]
В мае 2022 года Zhurong был переведен в режим гибернации для защиты от надвигающейся марсианской зимы и приближающейся крупной песчаной бури [10] с ожидаемой датой пробуждения 26 декабря 2022 года. В январе 2023 года South China Morning Post сообщила, что ученые CNSA не получили сигнала от марсохода. CNSA планировало отправить орбитальный аппарат Tianwen-1 для расследования. [12] Марсоход оставался в Utopia Planetia, где температура была крайне низкой и составляла -100 °C (-148 °F). По данным властей, марсоход был запрограммирован на перезапуск, когда его уровень мощности достигнет 140 Вт, а ключевые компоненты нагреются до -15 °C (5 °F). [49] [50]
В научном журнале Nature было высказано предположение , что пыльная буря уменьшила солнечную радиацию на поверхности Марса и покрыла солнечные панели, что привело к недостаточному количеству энергии для перезапуска работающего на солнечной энергии марсохода. [10] Чжуронг был замечен покрытым песком и пылью, что мешало ему собирать солнечный свет и заряжаться. [11] Марсоход оснащен переворачивающимися солнечными панелями в форме бабочек для удаления накопившейся пыли и мусора, но функция очистки требует, чтобы марсоход сначала был в рабочем состоянии. [11] Марсоход не несет радиоизотопного нагревательного блока , а вместо этого отопление обеспечивается химическим соединением н-ундекан для хранения энергии. [51] Чжуронг , возможно, мог бы перезапуститься, если бы вихри очистили пыль с солнечных панелей, а уровень радиации продолжал расти марсианским летом. [10] [52] [53] 21 февраля 2023 года аппарат Mars Reconnaissance Orbiter подтвердил, что марсоход не изменил своего положения после спячки, с сентября 2022 года по февраль 2023 года, [54] а данные с марсохода NASA Perseverance показали , что поверхность Марса в феврале была все еще относительно холодной, потенциально ниже требуемой для пробуждения температуры Чжуронга . [55]
25 апреля 2023 года разработчик миссии Чжан Жунцяо объявил, что накопление пыли после последней дезактивации больше, чем планировалось, что указывает на то, что марсоход может быть неактивен «навсегда». [56] [57]
В июле 2023 года анализ марсохода Zhurong показал, что на Марсе 400 000 лет назад произошло крупное изменение климата, совпавшее с окончанием последнего ледникового периода на Марсе. Дальнейший анализ данных помог ученым смоделировать древний климат Марса и причину изменений. [58]
В ноябре 2021 года CNSA и Европейское космическое агентство (ESA) провели испытания, чтобы узнать, может ли орбитальный аппарат ESA Mars Express служить ретранслятором для данных, отправленных с Zhurong . Было задействовано несколько этапов: ESA приказало Mars Express направить его на Zhurong , пролетая над ним, чтобы он мог получить сигнал от марсохода. CNSA приказало своему орбитальному аппарату Tianwen-1 дать указание Zhurong отправить данные. Mars Express получил данные от Zhurong и передал их на Землю. Станции дальнего космоса ESA получили данные и отправили их в CNSA. Затем данные сравнили с исходным китайским сигналом. Было проведено пять испытаний, но четыре из них не увенчались успехом. Испытание 20 ноября прошло успешно. Анализ показал, что другое устройство на борту Mars Express вызвало сбои, нарушив передачу. Способность Tianwen-1 выступать в качестве ретранслятора для Zhurong уменьшилась, поскольку он тратил больше времени на свою основную миссию по картированию Марса. В результате CNSA и ESA согласились провести испытания, чтобы определить, может ли Mars Express стать ретранслятором для марсохода. [59]
Планируемые задачи миссии марсохода: [60]
Шестиколесный вездеход весит240 кг , и этоВысота 1,85 м . [61] Он питается от четырех солнечных панелей, а также от н-ундекана, хранящегося в 10 контейнерах под двумя круглыми окнами на палубе, поглощающего тепло и тающего днем, а также затвердевающего и выделяющего тепло ночью. [62] Он несет шесть научных приборов: [32] [60] [26]
Из шести научных приборов RoPeR работает во время движения; MarSCoDe, MSCam и NaTeCam работают в неподвижном состоянии; RoMAG и MCS работают как в движении, так и в состоянии покоя. [26]
Другие инструменты включают в себя:
Планируемый срок службы марсохода составлял 90 солов . Первоначально каждые три сола определялись как один период эксплуатации. Основной процесс каждого периода эксплуатации был следующим: [26]
Полученные данные передаются каждый сол. Данные будут обрабатываться командами в CNSA в течение официального периода 5–6 месяцев, прежде чем будут переданы научному сообществу. [26]
В июле 2021 года конструктор орбитального аппарата «Тяньвэнь-1» сообщил, что из-за более высоких, чем ожидалось, показателей работы аппарата «Чжужун » первоначальный трехдневный период был объединен в один, что ускорило процесс его исследования. [66]
Пять дюн были исследованы на марсоходе, один из траверсов ярких дюн представляет собой размытый бархан. Яркие пески составляют основное тело бархана; темные пески четко покрывают яркие дюны. Темные песчаные скопления характеризуются небольшими продольными дюнами, поперечной рябью и гребнями. Исследование форм дюн показало, что произошло серьезное изменение дюн, когда изменился наклон Марса. В то же время слои в полярных ледяных шапках также показали изменение. [67]
Данные с марсохода Zhurong показывают, что жидкая вода может существовать на современном Марсе. Данные поступили с навигационной и ландшафтной камеры (NaTeCam), мультиспектральной камеры (MSCam) и детектора состава поверхности Марса (MarSCoDe) на борту марсохода Zhurong.
На поверхности команда обнаружила корки, трещины, грануляцию, полигональные гребни и полосообразный след. Спектральные данные показали, что поверхность дюны содержит гидратированные сульфаты, гидратированный кремнезем (особенно опал-CT), минералы трехвалентного оксида железа (особенно ферригидрит) и, возможно, хлориды. Группа исследователей пришла к выводу, что наблюдаемые особенности были обусловлены жидкой соленой водой. Эта вода была получена из инея/снега, который таял на дюнах.
Иногда на дюнах образуется снег и/или иней. Из-за высокого содержания соли этот снег/лед тает при более низкой температуре. Когда вода испаряется, она оставляет после себя гидратированный сульфат, опал, оксид железа и другие гидратированные минералы. Они действуют как цементы, образуя корку. По мере высыхания корка образует трещины. [68] [69]
Данные с марсохода Zhurong позволяют ученым предположить, что жидкая вода могла присутствовать на месте посадки гораздо позже, чем считалось ранее. Гидратированные сульфатные/кремниевые материалы были обнаружены в ярких породах. Минералы образовали «твердую корку». Она образовалась либо из-за подъема грунтовых вод, либо из-за таяния подповерхностного льда. Возможно, горячая магма под поверхностью растопила часть обильного льда под поверхностью. Вода могла выйти на поверхность и отложить минералы, испаряясь, чтобы образовать твердую корку. [70] [71]
Бо Ву и его коллеги из Гонконгского политехнического университета «обнаружили несколько связанных с водой объектов вокруг места посадки марсохода», в число которых вошли «кратерообразные ямчатые конусы, желоба, осадочные каналы и образования грязевых вулканов». Эти выводы интерпретировали эти данные как свидетельство древней береговой линии, предоставляя дополнительные доказательства в поддержку теории марсианского океана, но также представляя «обсуждение его вероятного эволюционного сценария». [72]