La República Popular de la Xina continua treballant en els seus projectes en el camp dels coets i l'espai. Potser el més atrevit i ambiciós és el projecte d’exploració lunar. En el marc del seu propi programa lunar, els especialistes xinesos ja han desenvolupat i implementat diversos projectes i continuen treballant en noves naus espacials. En un futur proper, s’enviarà un altre dispositiu a la Lluna. Per primera vegada en la història de l'astronàutica xinesa, es preveu lliurar mostres de sòl lunar a la Terra.
Recordem que la indústria espacial i de coets xinesos va fer els primers passos en l’estudi de l’únic satèl·lit natural de la Terra fa molt de temps. Els primers resultats reals es van obtenir el 2007. El 24 d'octubre de 2007 es va llançar el vehicle de llançament amb la sonda Chang'e-1. Aquest dispositiu i tots els desenvolupaments posteriors de la "destinació lunar" van rebre el seu nom en honor al personatge de la mitologia xinesa, que estava directament relacionat amb la Lluna (en alguns mites Chang'e fins i tot s'anomena la deessa de la Lluna). Pocs dies després, el mòdul lunar va entrar a l'òrbita especificada i va començar a recollir informació sobre la superfície lunar. Durant l'any, el dispositiu inspeccionava la superfície del satèl·lit, que era necessari per compilar el seu mapa tridimensional detallat. L'1 de març de 2009, el producte Chang'e-1 es va desorbitar i va caure sobre la superfície lunar.
Vehicle de llançament pesat "Changzheng-5" abans del primer llançament, el novembre de 2016. Foto de l'Acadèmia Xinesa de Tecnologia Espacial / cast.org.cn
L'1 d'octubre de 2010 es va llançar la missió Chang'e-2. Aquesta vegada, el propòsit de la nau espacial era estudiar una determinada regió de la Lluna, en la qual se suposava que havia de fer un aterratge suau del següent mòdul lunar. Després de totes les accions necessàries, la sonda Chang'e-2 va ser portada al punt L2 Lagrange (sistema Terra-Lluna), i després enviada cap a l'asteroide (4179) Tautatis. A finals del 2012 es van fer imatges d’un cos celeste, després del qual el vehicle de recerca va entrar a l’espai profund.
Un sobrevol de la lluna amb un estudi de la seva superfície va ser la primera etapa del programa lunar xinès. Com a part de la segona etapa, es va proposar lliurar un lander amb un rover a bord a un satèl·lit natural. A principis de desembre de 2013, el mòdul Chang'e-3 va ser enviat a la Lluna amb el rover lunar Yuytu (Jade Hare - satèl·lit de Chang'e). A mitjan mes, el vehicle va aterrar suaument en una zona determinada. Cal destacar que aquesta missió va convertir la RPC en el tercer país del món que va aconseguir aterrar un aparell de recerca a la lluna. Anteriorment, només la Unió Soviètica i els Estats Units eren capaços de fer-ho. Després de l'aterratge, les tasques de la missió Chang'e-3 només es van resoldre parcialment a causa de diversos problemes tècnics.
La indústria espacial i de coets de la Xina es prepara actualment per a la tercera fase del seu programa d’exploració lunar. Aquesta vegada, la tasca de les naus espacials no només és aterrar a la superfície del satèl·lit, sinó també recollir mostres de sòl amb el seu posterior lliurament a la Terra. Aquesta tasca se suposa que s'ha de resoldre durant la missió Chang'e-5. A més, per resoldre alguns problemes, va ser necessari desenvolupar una sonda auxiliar "Chang'e-5T1".
El mòdul d'aterratge de l'estació Chang'e-3. Foto Spaceflight101.com
Abans de preparar-se per al llançament de la missió Chang'e-5, es va decidir fer estudis preliminars mitjançant l'estació analògica Chang'e-5T1. A diferència d'una estació lunar automàtica de ple dret, el producte amb les lletres "5T1" només incloïa un mòdul de servei a la plataforma DFH-3A i un vehicle de baixada. La missió era volar al voltant de la lluna al llarg d’una trajectòria determinada, seguida d’un retorn a la Terra i deixant caure el vehicle de baixada. Aquest vol havia de mostrar el potencial de la sonda Chang'e-5 en desenvolupament, i també era necessari per determinar les modificacions necessàries.
El 23 d’octubre de 2014, el vehicle de llançament Changzheng-3C es va llançar des del cosmodrom Xichang (província de Sichuan) i va portar la sonda Chang’e-5T1 a una trajectòria predeterminada. Van trigar uns cinc dies a volar a la Lluna i passar a través de la seva òrbita, després dels quals el dispositiu va tornar cap a la Terra. El 31 d’octubre, el mòdul de servei va deixar caure l’aterratge i després va aterrar a la regió autònoma de Mongòlia Interior. Durant les properes setmanes, es van fer diversos ajustaments orbitals, després dels quals el Chang'e-5T1 va tornar a la Lluna. A finals de novembre, el dispositiu es va llançar en òrbita a prop del punt L2 Lagrange, on estava previst mantenir-lo per a noves investigacions.
A principis de 2017, els mitjans xinesos van publicar informació sobre l’estat actual del projecte Chang’e-5 i els plans actuals per a la indústria espacial. En aquest moment, l’Administració espacial nacional xinesa i les empreses de la indústria espacial i de coets havien aconseguit avançar prou en la preparació d’una futura missió. A més, les dates de llançament de la nova nau espacial es van fixar per al gener. Per tant, els primers resultats del nou projecte s’han de rebre aquest any.
Lunokhod "Yuytu" a la superfície lunar. Foto Spaceflight101.com
Segons informes oficials, el llançament de la missió Chang'e-5 tindrà lloc al novembre. A finals de mes, l'estació lunar robòtica entrarà en l'òrbita del satèl·lit terrestre i deixarà caure el lander, que tindrà la tasca de dur a terme investigacions superficials i recollir mostres. En absència de greus problemes tècnics, a principis de l'any que ve, noves porcions de regolit estaran en mans de científics xinesos i en quantitats bastant grans.
Segons les dades disponibles, l'estació automàtica "Chang'e-5" serà un complex bastant gran i pesat, format per diversos components principals. Per resoldre totes les tasques assignades, s’utilitzaran mòduls amb equips especials amb un pes total de 8200 kg. En aquest sentit, el llançament de l'estació es durà a terme amb un coet portador de classe pesada "Changzheng-5".
Aquest coet té un disseny de tres etapes i és capaç de llançar fins a 25 tones de càrrega a l’òrbita terrestre baixa. Els motors de diferents etapes i acceleradors utilitzen querosè o hidrogen liquat amb oxigen líquid com a agent oxidant. A principis de novembre de l'any passat, el coet Changzheng-5 va fer el seu primer vol. El segon i últim llançament fins a la data va tenir lloc el 2 de juliol d’aquest any. Ambdues vegades els coets es van llançar des del cosmòdrom de Wenchang (illa de Hainan). El proper llançament està previst per al novembre. En aquest cas, l'estació Chang'e-5 es convertirà en la càrrega útil del vehicle de llançament. En el futur, es podrà tornar a utilitzar un coet de nou tipus en el marc del programa lunar.
Per resoldre el problema de la recollida del sòl lunar amb el retorn posterior de mostres a la Terra, la sonda Chang'e-5 hauria de constar de diversos components principals: un mòdul orbital, d'aterratge, d'enlairament i de retorn. A més, prèviament es va publicar informació sobre la possibilitat d’utilitzar un rover, però en el futur, pel que sembla, es va decidir transferir aquest producte a la següent missió. Així, la recollida de mostres de sòl es durà a terme a les immediacions properes a l’aterratge. Tot i això, cal assenyalar que, en aquest cas, la realització amb èxit de la missió serà un veritable avenç per a l'astronàutica xinesa.
Nau espacial experimental "Chang'e-5T1". Figura Space.skyrocket.de
Una de les parts més grans del prometedor complex serà un mòdul orbital dissenyat per assegurar el lliurament d'altres components a la Lluna i tornar a la Terra. Rep un cos cilíndric, als laterals del qual es desplegen plaques solars en vol. El mòdul també està equipat amb una central elèctrica amb dipòsits de combustible, equips de control i una carcassa per a la connexió al mòdul d’aterratge. Hi haurà un mòdul de devolució separat a l'interior del recinte.
Segons les imatges publicades, el lander serà una plataforma amb diversos suports tubulars lleugers i un conjunt d'equips especials. Es proposa dotar-lo de plaques solars, acumuladors, controls i dispositius per recollir el sòl. El sostre del casc d’aquest producte es convertirà en la plataforma de llançament del mòdul d’enlairament. Així, el lander podrà recollir mostres i garantir el seu lliurament a l'òrbita lunar. Segons els informes, la massa total del lander serà de 1200 kg.
Es proposa instal·lar un sistema de recollida del sòl al cos del lander seguint el principi de perforació per percussió. Amb l'ajut d'un suport mòbil, el trepant es portarà a la superfície del sòl, després del qual podrà practicar-hi petits forats. S'han desenvolupat contenidors cilíndrics especials per al transport de mostres. Després de carregar la mostra, el contenidor es tancarà hermèticament i es col·locarà al volum adequat del mòdul d’enlairament. S'argumenta que les naus espacials podran portar 2 kg de regolit a la Terra.
El vehicle de baixada Chang'e-5T1. Foto Wikimedia Commons
El mòdul d’aterratge podrà dur a terme part de la investigació al moment. Per a això, està equipat amb alguns equips especials. A bord hi ha eines per analitzar la composició del sòl, un analitzador de gasos del sòl, un espectròmetre de minerals, etc. Per controlar el funcionament de sistemes controlats i automatitzats, el mòdul rep càmeres, dispositius d'observació d'aterratge i altres dispositius.
El mòdul d’enlairament proposat en el projecte Chang’e-5 és un dispositiu relativament compacte i lleuger amb una central elèctrica i sistemes de control propis, a més d’un compartiment per carregar contenidors amb mostres. Com es desprèn de les dades publicades, els contenidors de càrrega útil es poden transferir a altres components del complex. Això és necessari per facilitar el transport del sòl a la Terra.
El mòdul recuperable de l'estació Chang'e-5 es va desenvolupar amb l'experiència de crear i operar naus espacials tripulades de la sèrie Shenzhou i, per tant, ha de tenir la forma adequada. Aquest dispositiu rebrà equips de control automàtic durant el vol independent a l’espai i després d’entrar a l’atmosfera. A més, el mòdul retornat ha d’estar equipat amb protecció tèrmica. El descens a l'atmosfera, després de frenar a velocitats acceptables, es realitzarà amb un paracaigudes.
Des del punt de vista de la complexitat del programa, la missió Chang'e-5 hauria de diferir notablement de les seves predecessores, que, en primer lloc, està relacionada amb els objectius marcats. El vehicle de llançament llançarà tot el complex en una òrbita determinada, després de la qual cosa corregirà la seva trajectòria i anirà a la Lluna. A l'òrbita del satèl·lit terrestre es produirà el desacoblament, després del qual el lander anirà a la seva superfície. Al seu torn, el mòdul orbital romandrà en la seva trajectòria i esperarà el vehicle amb càrrega útil.
L'arquitectura de l'estació automàtica "Chang'e-5". Figura Spaceflight101.com
Després d’arribar a la superfície lunar, el lander haurà de preparar-se per continuar treballant mitjançant el desplegament de plaques solars, plataformes de perforació, etc. A continuació, la seva tasca serà foradar i recollir mostres amb la posterior càrrega de contenidors al mòdul d'enlairament. Un cop finalitzada aquesta etapa de treball, el mòdul d'enlairament, mitjançant el seu propi sistema de propulsió, tornarà a l'òrbita. El lander romandrà al satèl·lit natural de la Terra.
En una òrbita circumlunar, el mòdul d’enlairament haurà d’acoblar-se automàticament amb l’orbital. Després, els contenidors amb les mostres es transferiran a l'aparell retornat. Aleshores, el mòdul orbital amb el vehicle de reentrada podrà canviar la trajectòria i anar a la Terra. A una distància relativament petita del planeta, es deslligaran. El mòdul orbital es cremarà a l’atmosfera, mentre que el de retorn haurà d’aterrar amb seguretat en una àrea determinada, lliurant mostres als científics.
El llançament de la nova estació lunar automàtica està previst per al novembre d’aquest any. Totes les etapes principals de la missió trigaran relativament poc temps, gràcies a les quals el vehicle de reentrada podrà lliurar mostres del sòl lunar a finals d'any. La sonda Chang'e-5 també establirà una mena de rècord. Anteriorment, les estacions automàtiques portaven de la Lluna no més que uns quants centenars de grams de roca, mentre que el programa xinès implica el lliurament de 2 kg alhora.
Col·locació d’equips de perforació. Figura Spaceflight101.com
A principis de juny, científics xinesos van anomenar la zona d'aterratge dels mòduls de la nova estació. L'aterratge haurà de baixar fins al pic Rumker, situat a la regió de l'Oceà de les Tempestes. Aquesta zona de la superfície lunar és d'origen volcànic i és relativament jove. Els estudis in situ i l’estudi de les mostres lliurades proporcionaran nova informació sobre el desenvolupament dels processos d’erosió, sobre el refredament de la roca i sobre la seva interacció.
Durant diversos anys després del retorn del mòdul Chang'e-5 amb una càrrega de terra lunar a bord, la ciència i la indústria xineses analitzaran l'experiència d'operar l'estació automàtica i en trauran les conclusions necessàries. En el futur, els desenvolupaments existents s’utilitzaran per crear un nou complex similar, que, però, tindrà tasques lleugerament diferents. Per raons òbvies, el desenvolupament de l'estació Chang'e-6 començarà abans de la finalització de la missió de novembre.
Segons alguns informes, en el proper projecte del programa lunar, la Xina planeja dur a terme un aterratge suau d'una estació automàtica, a bord de la qual, a més del seu propi equip estacionari, hi haurà un nou tipus de rover lunar. El llançament d’aquest complex encara està previst per al 2020, però no es pot descartar que el calendari del programa s’ajusti d’una manera o altra.
La tasca de la següent etapa del programa lunar de la RPC pot ser la preparació per a un vol tripulat a un satèl·lit natural de la Terra. Probablement, al principi, els especialistes xinesos realitzaran diverses missions de prova mitjançant automatització i control remot, i només després començaran a desenvolupar una nau tripulada de ple dret. Per raons òbvies, el moment en què es treballa encara és desconegut i encara no és previsible. Pel que sembla, el primer treball en aquesta direcció començarà abans de mitjan dècada següent. El primer vol tripulat d’astronautes xinesos a la Lluna, respectivament, es produirà fins i tot més tard.
Inici del vol independent del mòdul d'enlairament. Figura Chinadaily.com.cn
Fins ara, el programa lunar xinès ha assolit cert èxit. Diverses estacions automàtiques per a diversos propòsits ja s'han enviat a la Lluna. Van aconseguir fer un aterratge suau i portar el rover lunar amb equips de recerca a la superfície. En pocs mesos, una estació amb equips per a la investigació del sòl, així com per recollir-lo i enviar-lo a la Terra, anirà a l’objectiu.
Els projectes de la família "Chang'e" es van crear treballant progressivament diversos problemes i millorant els equips ja acabats amb el seu canvi paral·lel per a les tasques i necessitats actuals. Gràcies a això, en uns set anys, va ser possible recórrer un llarg camí des de volar al voltant de la lluna fins a un aterratge suau a la seva superfície. Van trigar gairebé tres anys més a preparar-se per a la missió, amb el retorn del vehicle que portava les mostres.
La nova missió començarà d'aquí a uns mesos i, fins ara, la Xina té tots els motius per comptar amb la seva satisfacció. El retorn de l’aparell amb mostres del regolit mostrarà la correcció de les idees subjacents al projecte més recent de l’estació lunar automàtica, ajudarà al desenvolupament de la tecnologia espacial i, a més, proporcionarà nova informació sobre el satèl·lit natural de la Terra. Si en el marc d’un projecte serà possible resoldre totes les tasques establertes, es coneixerà en un futur proper.
