De Volksrepubliek China blijft werken aan haar projecten op het gebied van raketten en ruimtevaart. Misschien wel het meest gedurfde en ambitieuze is het maanverkenningsproject. In het kader van hun eigen maanprogramma hebben Chinese specialisten al verschillende projecten ontwikkeld en uitgevoerd, en blijven ze werken aan nieuwe ruimtevaartuigen. In de nabije toekomst zal een ander apparaat naar de maan worden gestuurd. Voor het eerst in de geschiedenis van de Chinese ruimtevaart is het de bedoeling om monsters van maangrond naar de aarde te brengen.
Bedenk dat de Chinese raket- en ruimtevaartindustrie lang geleden de eerste stappen zette in de studie van de enige natuurlijke satelliet van de aarde. De eerste echte resultaten werden behaald in 2007. Op 24 oktober 2007 werd het draagraket met het ruimtevaartuig Chang'e-1 gelanceerd. Dit apparaat en alle daaropvolgende ontwikkelingen van de "maanbestemming" hebben hun naam gekregen ter ere van het karakter van de Chinese mythologie, die direct gerelateerd was aan de maan (in sommige mythen wordt Chang'e zelfs de godin van de maan genoemd). Een paar dagen later ging de maanmodule de gespecificeerde baan binnen en begon informatie over het maanoppervlak te verzamelen. Gedurende het jaar onderzocht het apparaat het oppervlak van de satelliet, wat nodig was om de gedetailleerde driedimensionale kaart samen te stellen. Op 1 maart 2009 werd het product Chang'e-1 uit zijn baan gebracht en viel op het maanoppervlak.
Zwaar draagraket "Changzheng-5" voor de eerste lancering, november 2016. Foto door de Chinese Academy of Space Technology / cast.org.cn
Op 1 oktober 2010 werd de Chang'e-2 missie gelanceerd. Deze keer was het doel van het ruimtevaartuig om een bepaald gebied van de maan te bestuderen, waarin het een zachte landing zou maken van de volgende maanmodule. Na alle vereiste acties werd het Chang'e-2-ruimtevaartuig naar het L2 Lagrange-punt (Earth-Moon-systeem) gebracht en vervolgens naar de asteroïde (4179) Tautatis gestuurd. Eind 2012 zijn er beelden gemaakt van een hemellichaam, waarna het onderzoeksvoertuig de ruimte in ging.
Een vlucht langs de maan met een overzicht van het oppervlak was de eerste fase van het Chinese maanprogramma. Als onderdeel van de tweede fase werd voorgesteld om een lander met een rover aan boord af te leveren aan een natuurlijke satelliet. Begin december 2013 werd de Chang'e-3-module naar de maan gestuurd met de Yuytu-maanrover (Jade Hare - Chang'e's satelliet). In het midden van de maand maakte het voertuig een zachte landing in een bepaald gebied. Het is opmerkelijk dat deze missie van de VRC het derde land ter wereld maakte dat erin slaagde een onderzoeksapparaat op de maan te landen. Voorheen konden alleen de Sovjet-Unie en de Verenigde Staten dit doen. Na de landing werden de taken van de Chang'e-3 missie slechts gedeeltelijk opgelost door verschillende technische problemen.
De Chinese raket- en ruimtevaartindustrie bereidt zich momenteel voor op de derde fase van haar maanverkenningsprogramma. Deze keer is de taak van ruimtevaartuigen niet alleen om op het oppervlak van de satelliet te landen, maar ook om grondmonsters te verzamelen met hun daaropvolgende levering aan de aarde. Deze taak moet worden opgelost tijdens de Chang'e-5-missie. Om enkele problemen op te lossen, was het bovendien noodzakelijk om een hulpruimtevaartuig "Chang'e-5T1" te ontwikkelen.
De landingsmodule van het Chang'e-3 station. Foto Spaceflight101.com
Alvorens de lancering van de Chang'e-5-missie voor te bereiden, werd besloten om voorbereidende studies uit te voeren met behulp van het Chang'e-5T1-analoge station. In tegenstelling tot een volwaardig automatisch maanstation, bevatte het product met de letters "5T1" alleen een servicemodule op het DFH-3A-platform en een afdalingsvoertuig. De missie was om langs een bepaald traject rond de maan te vliegen, gevolgd door een terugkeer naar de aarde en het laten vallen van het afdalingsvoertuig. Een dergelijke vlucht moest het potentieel van het Chang'e-5-ruimtevaartuig in ontwikkeling laten zien, en was ook nodig om de noodzakelijke aanpassingen te bepalen.
Op 23 oktober 2014 werd het Changzheng-3C lanceervoertuig gelanceerd vanaf de Xichang Cosmodrome (provincie Sichuan) en bracht het Chang'e-5T1 ruimtevaartuig naar een vooraf bepaald traject. Het duurde ongeveer vijf dagen om naar de maan te vliegen en door zijn baan te gaan, waarna het apparaat terugkeerde naar de aarde. Op 31 oktober liet de servicemodule de lander vallen, waarna deze landde in de Autonome Regio Binnen-Mongolië. In de weken erna werden een aantal orbitale aanpassingen gedaan, waarna de Chang'e-5T1 weer naar de maan ging. Eind november werd het apparaat in een baan om de aarde gelanceerd nabij het L2 Lagrange-punt, waar het gepland was om het te bewaren voor nieuw onderzoek.
Begin 2017 publiceerden de Chinese media informatie over de huidige staat van het Chang'e-5-project en de huidige plannen voor de ruimtevaartindustrie. Tegen die tijd waren de Chinese National Space Administration en de ondernemingen van de raket- en ruimtevaartindustrie erin geslaagd voldoende vooruitgang te boeken bij het voorbereiden van een toekomstige missie. Bovendien werden de lanceringsdata voor het nieuwe ruimtevaartuig in januari vastgesteld. De eerste resultaten van het nieuwe project moeten dus nog dit jaar binnen zijn.
Lunokhod "Yuytu" op het maanoppervlak. Foto Spaceflight101.com
Volgens officiële rapporten zal de lancering van de Chang'e-5-missie in november plaatsvinden. Tegen het einde van de maand zal het gerobotiseerde maanstation de satellietbaan van de aarde binnengaan en vervolgens de lander laten vallen, die belast zal worden met het uitvoeren van oppervlakteonderzoek en het verzamelen van monsters. Als er geen ernstige technische problemen zijn, zullen begin volgend jaar nieuwe delen van regoliet in handen zijn van Chinese wetenschappers, en in vrij grote hoeveelheden.
Volgens beschikbare gegevens zal het automatische station "Chang'e-5" een vrij groot en zwaar complex zijn, bestaande uit verschillende hoofdcomponenten. Om alle toegewezen taken op te lossen, zullen modules met speciale apparatuur met een totaal gewicht van 8200 kg worden gebruikt. In dit opzicht zal de lancering van het station worden uitgevoerd door een zware draagraket "Changzheng-5".
Deze raket heeft een drietraps ontwerp en kan tot 25 ton vracht in een lage baan om de aarde lanceren. Motoren van verschillende stadia en versnellers gebruiken kerosine of vloeibaar gemaakte waterstof met vloeibare zuurstof als oxidatiemiddel. Begin november vorig jaar maakte de Changzheng-5-raket zijn eerste vlucht. De tweede en laatste lancering tot nu toe vond plaats op 2 juli van dit jaar. Beide keren werden de raketten gelanceerd vanaf de Wenchang Cosmodrome (Hainan Island). De volgende lancering staat gepland voor november. In dit geval wordt het Chang'e-5-station de lading van het draagraket. In de toekomst kan een raket van een nieuw type opnieuw worden gebruikt in het kader van het maanprogramma.
Om het probleem van het verzamelen van maangrond met de daaropvolgende terugkeer van monsters naar de aarde op te lossen, moet het Chang'e-5-ruimtevaartuig uit verschillende hoofdcomponenten bestaan: een orbitaal-, landings-, start- en retourmodule. Ook werd eerder informatie gepubliceerd over de mogelijkheid om een rover te gebruiken, maar in de toekomst werd blijkbaar besloten een dergelijk product over te dragen naar de volgende missie. Zo zal het verzamelen van grondmonsters in de directe omgeving van de lander plaatsvinden. Niettemin moet worden opgemerkt dat in dit geval de succesvolle voltooiing van de missie een echte doorbraak zal zijn voor de Chinese ruimtevaart.
Experimenteel ruimtevaartuig "Chang'e-5T1". Figuur Space.skyrocket.de
Een van de grootste onderdelen van het veelbelovende complex zal een orbitale module zijn die is ontworpen om de levering van andere componenten naar de maan en terug naar de aarde te garanderen. Het krijgt een cilindrisch lichaam, aan de zijkanten waarvan tijdens de vlucht zonnepanelen worden ingezet. Verder is de module voorzien van een elektriciteitscentrale met brandstoftanks, regelapparatuur en een behuizing voor aansluiting op de landingsmodule. Een aparte retourmodule zal in de behuizing worden geplaatst.
Volgens de gepubliceerde afbeeldingen zal de lander een platform zijn met verschillende lichtgewicht buisvormige steunen en een set speciale apparatuur. Er wordt voorgesteld om het uit te rusten met zonnepanelen, accu's, controles en apparaten voor het verzamelen van grond. Het dak van de romp van dit product wordt het lanceerplatform voor de startmodule. Zo kan de lander monsters verzamelen en ervoor zorgen dat ze in de baan van de maan worden afgeleverd. Volgens rapporten zal de totale massa van de lander 1200 kg bedragen.
Er wordt voorgesteld om een grondverzamelsysteem op het landerlichaam te installeren met behulp van het percussieboorprincipe. Met behulp van een verplaatsbare steun wordt de boor naar de oppervlakte van de grond gebracht, waarna hij er kleine gaatjes in kan boren. Voor het transporteren van monsters zijn speciale cilindrische containers ontwikkeld. Na het laden van het monster wordt de container hermetisch afgesloten en in het juiste volume van de startmodule geplaatst. Er wordt beweerd dat ruimtevaartuigen 2 kg regoliet naar de aarde kunnen brengen.
Het Chang'e-5T1 afdalingsvoertuig. Foto Wikimedia Commons
De landingsmodule zal een deel van het onderzoek ter plekke kunnen uitvoeren. Hiervoor is hij uitgerust met een aantal speciale apparatuur. Aan boord zijn instrumenten voor het analyseren van de bodemsamenstelling, een bodemgasanalysator, een mineralenspectrometer, etc. Om de werking van gecontroleerde en geautomatiseerde systemen te regelen, ontvangt de module camera's, landingsviziers en andere apparaten.
De in het Chang'e-5-project voorgestelde startmodule is een relatief compact en lichtgewicht apparaat met zijn eigen energiecentrale en controlesystemen, evenals een compartiment voor het laden van containers met monsters. Zoals uit de gepubliceerde gegevens blijkt, kunnen payload-containers worden overgebracht naar andere componenten van het complex. Dit is nodig om het transport van grond naar de aarde te vergemakkelijken.
De herstelbare module van het Chang'e-5-station is ontwikkeld met behulp van de ervaring van het maken en bedienen van bemande ruimtevaartuigen van de Shenzhou-serie en moet daarom de juiste vorm hebben. Dit apparaat krijgt apparatuur voor automatische besturing tijdens onafhankelijke vlucht in de ruimte en na het betreden van de atmosfeer. Bovendien moet de geretourneerde module zijn uitgerust met thermische beveiliging. De afdaling in de atmosfeer, na het remmen tot aanvaardbare snelheden, zal gebeuren met behulp van een parachute.
Vanuit het oogpunt van de complexiteit van het programma, zou de Chang'e-5-missie aanzienlijk moeten verschillen van zijn voorgangers, wat in de eerste plaats verband houdt met de gestelde doelen. Het lanceervoertuig zal het hele complex in een bepaalde baan lanceren, waarna het zijn baan zal corrigeren en naar de maan zal gaan. In de baan van de aardsatelliet vindt ontkoppeling plaats, waarna de lander naar het oppervlak gaat. De orbitale module blijft op zijn beurt op zijn traject en wacht op het voertuig met een nuttige lading.
De architectuur van het automatische station "Chang'e-5". Figuur Spaceflight101.com
Nadat de lander het maanoppervlak heeft bereikt, moet hij zich voorbereiden op verder werk door zonnepanelen, boorplatforms, enz. Daarna is het zijn taak om gaten te boren en monsters te nemen om vervolgens containers in de take-off module te laden. Na voltooiing van deze fase van het werk zal de startmodule, met behulp van zijn eigen voortstuwingssysteem, terugkeren naar een baan om de aarde. De lander zal op de natuurlijke satelliet van de aarde blijven.
In een omloopbaan zal de startmodule automatisch moeten koppelen met de orbitale. Daarna worden de containers met de monsters overgebracht naar het teruggestuurde apparaat. Dan kan de orbitale module met het terugkeervoertuig het traject veranderen en naar de aarde gaan. Op een relatief kleine afstand van de planeet zullen ze loskoppelen. De orbitale module zal in de atmosfeer verbranden, terwijl de terugkerende module veilig in een bepaald gebied zal moeten landen en monsters aan wetenschappers moet leveren.
De lancering van het nieuwe automatische maanstation staat gepland voor november van dit jaar. Alle hoofdfasen van de missie zullen relatief korte tijd in beslag nemen, waardoor het terugkeervoertuig tegen het einde van het jaar monsters van de maangrond kan afleveren. Het ruimtevaartuig Chang'e-5 zal ook een soort record vestigen. Voorheen brachten automatische stations niet meer dan een paar honderd gram steen van de maan, terwijl het Chinese programma de levering van 2 kg in één keer impliceert.
Plaatsing van boorapparatuur. Figuur Spaceflight101.com
Begin juni noemden Chinese wetenschappers het landingsgebied voor de modules van het nieuwe station. De lander zal moeten afdalen naar Rumker Peak, gelegen in de Ocean of Storms-regio. Dit deel van het maanoppervlak is van vulkanische oorsprong en relatief jong. On-site studies en de studie van de aangeleverde monsters zullen nieuwe informatie opleveren over de ontwikkeling van erosieprocessen, over de afkoeling van het gesteente en over hun interactie.
Gedurende enkele jaren na de terugkeer van de Chang'e-5-module met een lading maangrond aan boord, zullen de Chinese wetenschap en industrie de ervaring met het bedienen van het automatische station analyseren en de nodige conclusies trekken. In de toekomst zullen de bestaande ontwikkelingen worden gebruikt om een nieuw soortgelijk complex te creëren, dat echter iets andere taken zal hebben. Om voor de hand liggende redenen zal de ontwikkeling van het Chang'e-6-station niet eerder beginnen dan de voltooiing van de missie van november.
Volgens sommige rapporten is China van plan om in het volgende project van het maanprogramma een zachte landing uit te voeren van een automatisch station, aan boord waarvan, naast zijn eigen stationaire apparatuur, een nieuw type maanrover zal zijn. De lancering van een dergelijk complex staat nog gepland voor 2020, maar het is niet uitgesloten dat het programmaschema op de een of andere manier wordt aangepast.
De taak van de volgende fase van het maanprogramma van de VRC is wellicht de voorbereiding op een bemande vlucht naar een natuurlijke satelliet van de aarde. Waarschijnlijk zullen Chinese specialisten in het begin verschillende testmissies uitvoeren met behulp van automatisering en afstandsbediening, en pas daarna zullen ze een volwaardig bemand ruimtevaartuig gaan ontwikkelen. Om voor de hand liggende redenen is de timing van dergelijk werk nog onbekend en nog steeds niet voorspelbaar. Blijkbaar zal het eerste werk in deze richting niet eerder dan het midden van het volgende decennium beginnen. De eerste bemande vlucht van respectievelijk Chinese astronauten naar de maan zal nog later plaatsvinden.
Start van onafhankelijke vlucht van de startmodule. Figuur Chinadaily.com.cn
Tot op heden heeft het Chinese maanprogramma enig succes geboekt. Er zijn al verschillende automatische stations voor verschillende doeleinden naar de maan gestuurd. Ze wisten een zachte landing te maken en de maanrover met onderzoeksapparatuur naar de oppervlakte te brengen. Over slechts een paar maanden zal een station met apparatuur voor bodemonderzoek, maar ook voor het verzamelen en naar de aarde sturen, naar het doel gaan.
De projecten van de "Chang'e"-familie zijn ontstaan door geleidelijk aan verschillende problemen uit te werken en de reeds voltooide apparatuur met zijn parallelle verandering voor huidige taken en behoeften te verbeteren. Hierdoor was het in ongeveer 7 jaar mogelijk om een lange weg te gaan van vliegen rond de maan tot zachte landing op het oppervlak. Het duurde nog bijna drie jaar om de missie voor te bereiden, met de terugkeer van het voertuig met de monsters.
De nieuwe missie gaat over enkele maanden van start en tot nu toe heeft China alle reden om op een succesvolle afronding te rekenen. De terugkeer van het apparaat met monsters van de regoliet zal de juistheid aantonen van de ideeën die ten grondslag liggen aan het nieuwste project van het automatische maanstation, zal de verdere ontwikkeling van ruimtetechnologie helpen en zal bovendien nieuwe informatie opleveren over de natuurlijke satelliet van de aarde. Of het in het kader van één project mogelijk zal zijn om alle gestelde taken op te lossen, zal in de nabije toekomst bekend worden.
