Sonda china Chang’e 5 ha alunizado este 01 de diciembre, traerá primeras muestras de la Luna en 44 años

Dic 1, 2020 | Internacionales, Noticias, Portada | 0 Comentarios

Con información de danielmarin.com

La sonda china Chang’e 5 ha alunizado hoy día 1 de diciembre de 2020 a las 15:11 UTC en la región de Mons Rümker (43,1º norte, 51,8º oeste, en el Oceanus Procellarum). Su objetivo es recoger muestras de nuestro satélite para traerlas a la Tierra.

La última vez que se llevó a cabo una misión de retorno de muestras de la Luna fue hace 44 años, cuando la sonda soviética Luna 24 trajo a la Tierra unos 170 gramos de regolito lunar.

Después de un lanzamiento exitoso el pasado 24 de noviembre, la Chang’e 5 realizó dos correcciones de su trayectoria antes de llegar a la Luna. La primera fue el 24 noviembre a las 14:06 UTC, cuando la nave se encontraba a 160 000 kilómetros de la Tierra y el encendido tuvo una duración de 2 segundos.

La segunda se efectuó al día siguiente a la misma hora, cuando la sonda se hallaba a 270 000 kilómetros, y tuvo una duración de 6 segundos.

 Finalmente, la Chang’e 5 se colocó en órbita lunar el 28 de noviembre a las 12:58 UTC tras un encendido del motor YF-37 del módulo orbital, de 3000 newton de empuje, con una duración de 17 minutos (por cierto, este motor es similar al que lleva la sonda marciana Tianwen 1). Esta primera órbita era muy elíptica, de unos 220 x 5600 kilómetros de altura y 42,4º de inclinación. Al día siguiente a las 12:23 UTC se realizó otro encendido para circularizar la órbita, dejándola en unos 220 kilómetros de altura.

Por fin, el 1 de diciembre a las 14:57 UTC comenzó el descenso propulsado usando el motor de empuje variable YF-36A de la etapa de descenso, capaz de generar un máximo de 7500 newton de empuje y similar al empleado por las sondas Chang’e 3 y Chang’e 4. La sonda redujo su velocidad desde 1,7 km/s hasta cero en el espacio de trece minutos.

La sonda frenó su descenso a poca altura de la superficie para que el sistema navegación óptica buscase el mejor lugar para el alunizaje. Como ya es habitual, el motor principal se apagó antes del contacto con el suelo con el fin de evitar dañar la nave y la Chang’e 5 cayó a plomo la escasa altura que la separaba de la superficie.

Pocas horas más tarde, a las 20:40 UTC del 29 de noviembre, el segmento de aterrizaje de la Chang’e 5 se separó del segmento orbital. Durante el 30 de noviembre el segmento de aterrizaje realizó dos maniobras para reducir el perilunio de forma que el descenso propulsado final se produjese a unos 18 kilómetros de altura sobre la superficie lunar.

Recreación de la Chang’e 5 sobre la superficie (CNSA).
Órbita inicial (verde) de la Chang’e 5 (Xinhua).
Órbita final (Xinhua).
Separación del segmento de aterrizaje del segmento orbital (Xinhua).
Otra imagen de la superficie durante el descenso (CNSA).
El control de la misión en Pekín durante el alunizaje (Xinhua).

La sonda china Chang’e 5 ha alunizado hoy día 1 de diciembre de 2020 a las 15:11 UTC en la región de Mons Rümker (43,1º norte, 51,8º oeste, en el Oceanus Procellarum). Su objetivo es recoger muestras de nuestro satélite para traerlas a la Tierra. La última vez que se llevó a cabo una misión de retorno de muestras de la Luna fue hace 44 años, cuando la sonda soviética Luna 24 trajo a la Tierra unos 170 gramos de regolito lunar. Después de un lanzamiento exitoso el pasado 24 de noviembre, la Chang’e 5 realizó dos correcciones de su trayectoria antes de llegar a la Luna. La primera fue el 24 noviembre a las 14:06 UTC, cuando la nave se encontraba a 160 000 kilómetros de la Tierra y el encendido tuvo una duración de 2 segundos. La segunda se efectuó al día siguiente a la misma hora, cuando la sonda se hallaba a 270 000 kilómetros, y tuvo una duración de 6 segundos. Finalmente, la Chang’e 5 se colocó en órbita lunar el 28 de noviembre a las 12:58 UTC tras un encendido del motor YF-37 del módulo orbital, de 3000 newton de empuje, con una duración de 17 minutos (por cierto, este motor es similar al que lleva la sonda marciana Tianwen 1). Esta primera órbita era muy elíptica, de unos 220 x 5600 kilómetros de altura y 42,4º de inclinación. Al día siguiente a las 12:23 UTC se realizó otro encendido para circularizar la órbita, dejándola en unos 220 kilómetros de altura.

Imagen de la sombra del tren de aterrizaje de la Chang’e 5 sobre la superficie lunar (CNSA).

Pocas horas más tarde, a las 20:40 UTC del 29 de noviembre, el segmento de aterrizaje de la Chang’e 5 se separó del segmento orbital. Durante el 30 de noviembre el segmento de aterrizaje realizó dos maniobras para reducir el perilunio de forma que el descenso propulsado final se produjese a unos 18 kilómetros de altura sobre la superficie lunar. Por fin, el 1 de diciembre a las 14:57 UTC comenzó el descenso propulsado usando el motor de empuje variable YF-36A de la etapa de descenso, capaz de generar un máximo de 7500 newton de empuje y similar al empleado por las sondas Chang’e 3 y Chang’e 4. La sonda redujo su velocidad desde 1,7 km/s hasta cero en el espacio de trece minutos. La sonda frenó su descenso a poca altura de la superficie para que el sistema navegación óptica buscase el mejor lugar para el alunizaje. Como ya es habitual, el motor principal se apagó antes del contacto con el suelo con el fin de evitar dañar la nave y la Chang’e 5 cayó a plomo la escasa altura que la separaba de la superficie.

Recreación de la Chang’e 5 sobre la superficie (CNSA).
Órbita inicial (verde) de la Chang’e 5 (Xinhua).
Órbita final (Xinhua).
Separación del segmento de aterrizaje del segmento orbital (Xinhua).
Otra imagen de la superficie durante el descenso (CNSA).
El control de la misión en Pekín durante el alunizaje (Xinhua).

A lo largo del día de hoy, entre las 17:15 UTC y las 19:45 UTC, está previsto que el taladro recoja muestras de hasta dos metros de profundidad y las deposite en el recipiente cilíndrico de la etapa superior. Luego, durante la noche de hoy y el día de mañana, le tocará el turno al brazo robot, que se encargará de recoger muestras del regolito superficial de varias zonas alrededor de la sonda. A diferencia del taladro, que solo puede excavar en una zona determinada —la etapa de descenso no puede moverse— el control de tierra podrá escoger en qué zonas de la superficie se recogerán muestras por medio del brazo. Para analizar la zona y dar algo de contexto científico a las muestras, el segmento de aterrizaje de la Chang’e 5 lleva varias cámaras, incluyendo una para filmar el descenso como en las Chang’e 3 y 4, un espectrómetro, dos instrumentos para determinar la composición del suelo y un radar para estudiar el subsuelo.

Sonda Chang'e 5 (CNSA).
Elementos de la sonda Chang’e 5 (CNSA).
Detalles del mecanismo de recogida de muestras del brazo robot, un extremo para partículas más finas y otro para partículas más gruesas (CNSA).
Detalle del taladro (cilindro gris) de la Chang’e 5 (CNSA).
Stand de pruebas del taladro para pruebas terrestres (9ifly.cn).
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Mecanismo de recogida de muestras de la Chang’e 5.
Fases para la recogida de muestras.
Recreación de la sonda en la superficie lunar (Xinhua).
Contenedor de muestras lunares (CNSA).

Mientras el segmento de aterrizaje está recogiendo muestras en la zona de Mons Rümker, el segmento orbital realizará hasta cuatro maniobras para ajustar su plano orbital con respecto el lugar de alunizaje. La Luna gira sobre su eje, aunque sea muy lentamente, y el orbitador debe cambiar su plano para que coincida con el de la etapa de ascenso cuando despegue, una maniobra que en su momento efectuaron las naves CSM del programa Apolo para poder acoplarse con el módulo lunar. Antes de la cuarta y última maniobra, el orbitador eyectará el segmento cónico de conexión entre el segmento de aterrizaje y el orbital para dejar expuesto el mecanismo de acoplamiento. Tras completar la recogida de muestras, la etapa de ascenso despegará el día 3 de diciembre a las 15:10 UTC. 17 minutos más tarde, una vez en órbita lunar, desplegará sus paneles solares. Entre el 3 y 5 de diciembre la etapa de ascenso llevará a cabo cuatro maniobras para ajustar cuidadosamente su órbita y acercarse al orbitador. La fase final de acoplamiento, con navegación óptica, durará unas tres horas. La etapa de ascenso se parará a 5 kilómetros, 140 metros y 20 metros, respectivamente, antes de proseguir con el acercamiento. El acoplamiento de ambos vehículos está previsto para el día 5 de diciembre a las 21:40 UTC.

Fases de la misión (9ifly.cn).
La etapa de ascenso durante las pruebas de vacío (Xinhua).
Ensayo de la etapa de ascenso de la Chang’e 5 en las instalaciones de tierra. Llama la atención la inclinación de la plataforma, simulando la inclinación que podrá tener la etapa de aterrizaje en la realidad (Xinhua).

El acoplamiento entre la etapa de ascenso y el módulo orbital se llevará a cabo mediante un ingenioso y novedoso sistema formado por tres pinzas en el módulo orbital que se cerrarán sobre tres barras localizadas en la etapa de ascenso. Este sistema permite una captura firme aunque el alineamiento no sea perfecto y, al mismo tiempo, deja libre el hueco central por donde debe pasar el cilindro con las muestras desde la etapa de ascenso hasta la cápsula de retorno situada en el módulo orbital. Una vez transferidas el cilindro con las muestras a la cápsula, la etapa de ascenso se separará del orbitador, llevándose con ella el sistema de acoplamiento y dejando libre la parte superior de la cápsula (muy probablemente la etapa de ascenso terminará chocando contra la superficie lunar). El orbitador pondrá luego rumbo a la Tierra mediante dos encendidos de su motor principal y, una vez en las cercanías de la Tierra, liberará la cápsula, que realizará una reentrada doble —skip reentry— sobre el océano Índico para aterrizar en Mongolia Interior el 16 de diciembre. Con suerte, la cápsula, una versión a escala de la cápsula tripulada Shenzhou, tendrá en su interior unos 2 kilogramos de muestras.

Acoplamiento de la etapa de ascenso y el módulo orbital (CNSA).
Sistema de pinzas y barras para acoplar la etapa de ascenso y el módulo orbital (Weibo).
Las barras de captura de la etapa de ascenso. En el centro, el hueco para las muestras (CNSA).
Otro detalle del sistema de acoplamiento con pinzas y barras (Weibo).
Detalle del sistema de pinzas (Xinhua).

La Chang’e 5 es la sonda automática con el esquema de misión más complejo jamás lanzada a la Luna. Este esquema, que requiere el uso de cuatro módulos diferentes y un acoplamiento en órbita lunar como en el caso de las misiones tripuladas Apolo, permitirá a las futuras sondas Chang’e recoger muestras en cualquier punto de la superficie lunar, incluyendo la cara oculta y las regiones polares. Por contra, las sondas soviéticas Ye-8-5 solo podían acceder a una reducida franja del hemisferio oriental de la Luna. La tecnología de este complejo esquema podrá ser usada además en la futura misión china de retorno de muestras de Marte y, de forma menos directa, en una futura misión tripulada china a la Luna. A cambio, el riesgo de que algo salga mal es obviamente muy elevado.

Planning de trabajo de la Chang’e 5.
Los distintos eventos de la misión a lo largo del mes lunar (Weibo).
Las partes de la Chang’e 5 (嫦娥五号) en chino: 1- Módulo Orbital: 轨道器 (guǐdào qì); 2- Módulo (cápsula) de retorno (de muestras): 返回器(fǎnhuí qì); 3- Módulo de aterrizaje: 着陆器 (zhuólù qì); 4- Módulo de ascenso: 上升器 (shàngshēng qì) (CNSA).

La Chang’e 5 es el tercer alunizaje consecutivo con éxito por parte de China. Tres de tres, no está nada mal. Actualmente China mantiene operativas las sondas lunares Chang’e 3 —que, aunque no transmite datos científicos, sigue funcionando—, la Chang’e 4, el rover Yutu 2, el satélite Queqiao y los segmentos de aterrizaje y orbital de la Chang’e 5. O sea, seis vehículos lunares al mismo tiempo. Por otro lado, no podemos terminar una crónica del alunizaje de la Chang’e 5 sin dejar de mencionar la pésima, por no decir nula, cobertura mediática del evento. Al igual que sucedió con el alunizaje de la Chang’e 4 el año pasado, el secretismo en las operaciones del programa espacial chino ha regresado con fuerza (como comparación, el alunizaje de la Chang’e 3 en 2013 fue retransmitido con bastante transparencia). Lo peor es que este secretismo ha resultado inútil en tanto en cuanto la mayor parte de datos se han ido filtrando poco a poco por las redes chinas. Esperemos que para el aterrizaje de la sonda marciana Tianwen 1 cambien las cosas.

La Chang’e 5 durante las pruebas (Xinhua).
El segmento de aterrizaje antes del lanzamiento (Xinhua).
El módulo orbital (izquierda) y la cápsula (Xinhua).

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