Tianwen -1 - Tianwen-1
Navne | Huoxing -1 (火星 -1 ) (2018–2020) |
---|---|
Missionstype | Mars udforskning |
Operatør | CNSA |
COSPAR ID | 2020-049A |
SATCAT nr. | 45935 |
Missions varighed | |
Rumfartøjs egenskaber | |
Rumfartøj |
|
Fabrikant | CNSA |
Start masse | |
Dimensioner | Zhurong : 2,6 m × 3 m × 1,85 m |
Missionens start | |
Frokost aftale | 23. juli 2020, 04:41:15 UTC |
Raket | Lang 5. marts (Y4) |
Lancering site | Wenchang LC-101 |
Entreprenør | China Aerospace Science and Technology Corporation |
Mars orbiter | |
Rumfartøjskomponent | Tianwen -1 Orbiter |
Orbital indsættelse | 10. februar 2021, 11:52 UTC |
Flyby af Mars | |
Rumfartøjskomponent | Tianwen -1 Deployable Camera (TDC) |
Nærmeste tilgang | ~ 10. februar 2021 (indsat fra Tianwen -1 Orbiter i september 2020) |
Mars lander | |
Rumfartøjskomponent | Tianwen -1 Lander |
Landingsdato | 14. maj 2021, 23:18 UTC |
Landingssted |
Utopia Planitia 25,1 ° N 109,9 ° E Koordinater : 25,1 ° N 109,9 ° E 25 ° 06′N 109 ° 54′Ø / 25 ° 06′N 109 ° 54′Ø / |
Mars rover | |
Rumfartøjskomponent | Zhurong Rover |
Landingsdato | 14. maj 2021, 23:18 UTC (indsat fra Tianwen -1 lander den 22. maj 2021, 02:40 UTC) |
Landingssted | Utopia Planitia 25,1 ° N 109,9 ° Ø 25 ° 06′N 109 ° 54′Ø / |
Kørt afstand | 1.182 m (3.878 fod) fra september 2021 |
Mars lander | |
Rumfartøjskomponent | Tianwen -1 Fjernkamera (TRC) |
Landingsdato | 14. maj 2021, 23:18 UTC (indsat fra Zhurong rover den 1. juni 2021, som selv blev indsat fra Tianwen -1 lander den 22. maj 2021, 02:40 UTC) |
Landingssted | Utopia Planitia 25,1 ° N 109,9 ° Ø 25 ° 06′N 109 ° 54′Ø / |
Planetarisk udforskning af Kina Mars logo |
Tianwen -1 ( TW -1 ; forenklet kinesisk :天问; traditionel kinesisk :天問; lit. Heavenly Questions ) er en interplanetarisk mission fra China National Space Administration (CNSA) om at sende et robot rumfartøj til Mars , der består af 5 dele : et Orbiter , deployerbare kamera, lander , dråbe kamera, og Zhurong rover . Rumfartøjet, med en samlet masse på næsten fem tons, er en af de tungeste sonder, der blev lanceret til Mars og bærer 13 videnskabelige instrumenter. Det er det første i en række planlagte missioner foretaget af CNSA som en del af sit Planetary Exploration of China -program.
Missionens videnskabelige mål omfatter: undersøgelse af Mars overfladegeologi og indre struktur, søgning efter indikationer af nuværende og tidligere tilstedeværelse af vand og karakterisering af rummiljøet og atmosfæren på Mars.
Missionen blev lanceret fra Wenchang rumfartøjs opsendelsessted den 23. juli 2020 på et langlanseret køretøj med tung løfte 5. marts . Efter syv måneders transit gennem det indre solsystem kom rumfartøjet ind i Mars -kredsløb den 10. februar 2021. I de næste tre måneder undersøgte sonden mållandingsstederne fra en rekognosceringskreds. Den 14. maj 2021 ramte lander/rover -delen af missionen med succes Mars, hvilket gjorde Kina til den tredje nation, der både landede blødt på og etablerede kommunikation fra Mars overflade efter Sovjetunionen og USA.
Den 22. maj 2021 kørte Zhurong -roveren ind på Mars -overfladen via nedstigningsramperne på landingsplatformen. Med den vellykkede implementering af roveren blev Kina den anden nation, der opnåede denne bedrift, efter USA. Derudover er Kina den første nation til med succes at gennemføre en kredsende, landende og svingende mission på Mars på sit jomfruforsøg. Tianwen-1 er også den anden mission for at fange lydoptagelser på Mars-overfladen, efter USAs Perseverance-rover . "Smallsat", der blev indsat af Zhurong -roveren på Mars -overfladen, består af et "drop -kamera", der fotograferede både selve roveren og Tianwen -1 landeren. Med en masse på mindre end 1 kg er Tianwen -1 drop -kameraet det letteste kunstige objekt på Mars fra maj 2021.
Den Tianwen -1 mission var den anden af tre Mars udforskning missioner lanceret i juli 2020 vinduet , efter at De Forenede Arabiske Emirater Rumorganisation 's Hope Orbiter, og før NASA ' s Mars 2020 mission, der landede den Vedholdenhed rover med den vedhæftede Opfindsomhed helikopter drone.
Nomenklatur
Kinas planetariske efterforskningsprogram kaldes officielt " Tianwen -serien". " Tianwen -1" er programmets første mission, og efterfølgende planetariske missioner vil blive nummereret i rækkefølge. Navnet Tianwen betyder "spørgsmål til himlen" eller "søgen efter himmelsk sandhed", fra det samme klassiske digt skrevet af Qu Yuan ( ca. 340–278 f.Kr.), en gammel kinesisk digter. Tianwen -1's rover hedder Zhurong (kinesisk:祝融号), efter en kinesisk mythistorisk figur, der normalt er forbundet med ild og lys. Navnet blev valgt gennem en online meningsmåling afholdt fra januar til februar 2021.
Tidligere forsøg
Kinas Mars -program startede i partnerskab med Rusland. I november 2011 blev det russiske rumfartøj Fobos-Grunt , bestemt til Mars og Phobos , opsendt fra Baikonur Cosmodrome . Det russiske rumfartøj bar et vedhæftet sekundært rumfartøj, Yinghuo-1 , som var beregnet til at blive Kinas første Mars-orbiter (Fobos-Grunt gennemførte også eksperimenter fra det bulgarske videnskabsakademi og American Planetary Society ). Men Fobos-Grunt hovedfremdrivningsmaskineri enhed undladt at sætte skub i Mars-bundne stak fra sin oprindelige Jord parkering bane og den kombinerede multinationale rumfartøjer og eksperimenter med tiden reentered atmosfære af Jorden i januar 2012. Kina efterfølgende begyndte et selvstændigt Mars-projekt.
Missionsoversigt
Det nye kinesiske Mars -rumfartøj, der består af en orbiter og en lander med en tilknyttet rover, blev udviklet af China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) og ledes af National Space Science Center (NSSC) i Beijing . Missionen blev formelt godkendt af kinesiske myndigheder i 2016.
Den 14. november 2019 inviterede CNSA nogle udenlandske ambassader og internationale organisationer til at overvære hovering og forhindringstest for Mars Lander i Kinas første Mars -udforskningsmission på det udenjordiske himmelske landings teststed . Det var den første offentlige optræden af Kinas Mars -udforskningsmission.
Da missionsforberedelsen forløb, i april 2020, blev missionen formelt navngivet " Tianwen -1".
Den 23. juli 2020 blev Tianwen -1 affyret fra Wenchang rumfartøjs opsendelsessted på den kinesiske ø Hainan oven på et tungt løftefartøj af 5. marts .
I september 2020 indsatte Tianwen -1 orbiteren Tianwen -1 Deployable Camera (TDC), en lille satellit med to kameraer, der tog fotos af og testede en radioforbindelse med Tianwen -1. Dens mission var at fotografere Tianwen -1 -kredsløbet og landerens varmeskjold. På grund af den tid, da den blev indsat, forudsagde den, at banen ville foretage en flyby af Mars med det, der ville ske omkring datoen for indsættelse af rbit.
Under krydstogtet til Mars afsluttede rumfartøjet fire manøvrer med banekorrektion plus en yderligere manøvre for at ændre dets heliocentriske orbitale hældning; det udførte også selvdiagnostik på flere nyttelast. Efter nyttelast -checkouts begyndte rumfartøjet videnskabelige operationer med Mars Energetic Particle Analyzer, monteret på orbiteren, som overførte indledende data tilbage til jordkontrol.
Lander/rover -delen af missionen begyndte sit Mars -landingsforsøg den 14. maj 2021. Cirka ni minutter efter, at aeroshell -huset kom lander/rover -kombinationen ind i Mars -atmosfæren, landede landeren (bærer roveren) sikkert i Utopia Planitia -regionen på Mars. Efter en periode brugt på at gennemføre system checkouts og andre planlægningsaktiviteter (herunder at tage ingeniørbilleder af sig selv), indsatte landeren Zhurong -roveren til uafhængige overfladeoperationer. Denne rover drives af solpaneler og vil undersøge Mars -overfladen med radar og foretage kemiske analyser på jorden ; det vil også lede efter biomolekyler og biosignaturer .
Missionsmål
Dette er CNSA's første interplanetariske mission samt dens første uafhængige sonde til Mars. Det primære mål er derfor at validere Kinas kommunikation og styringsteknologier til dyb rumfart samt administrationens evne til med succes at kredse og lande rumfartøjer.
Fra et videnskabeligt synspunkt skal missionen opfylde fem mål:
- Undersøg Mars geologiske struktur og den strukturs historiske udvikling. For at gøre dette vil sonden analysere topografiske data fra karakteristiske områder såsom tørre flodlejer, relieffer fra vulkaner , gletsjere ved polerne, områder påvirket af vind erosion osv. De to kameraer, der findes på orbiteren, er dedikeret til dette mål.
- Undersøg egenskaberne ved både overflade- og underjordiske lag af Mars -jord samt fordelingen af vandis. Dette er rollen for de radarer, der er til stede på kredsløbet og roveren.
- Studere sammensætningen og typen af klipper på Mars overflade, carbonat- mineraler til stede i gamle søer, floder og andre landskaber som følge af tidligere tilstedeværelse af vand på planeten, og vejrlig mineral, såsom hematites , lamellare silicater , sulfat hydrater og perchlorat . De spektrometre ombord landingsmodulets og rover samt multispektralt kamera er dedikeret til dette mål.
- Undersøg ionosfæren , klimaet , årstiderne og mere generelt Mars-atmosfæren , både i dets nærrumsmiljø og på overfladen. Dette er rollen som de to partikeldetektorer, der findes på orbiteren såvel som roverens vejrstation .
- Undersøg Mars 'indre struktur, dens magnetfelt , historien om dens geologiske udvikling, den interne fordeling af dens masse og dets tyngdefelt. De magnetometre samt radarer til stede på Orbiter og roveren er dedikeret til dette mål.
Formålet med missionen er at søge efter beviser for nuværende og tidligere liv, producere overfladekort, karakterisere jordsammensætning og vandisfordeling og undersøge Mars -atmosfæren , især dens ionosfære.
Missionen fungerer også som en teknologidemonstration, der vil være nødvendig for en forventet kinesisk Mars-prøve-returmission, der foreslås i 2030'erne. Zhurong gemmer også sten- og jordprøver for at blive hentet ved den senere prøve- returmission , og orbiteren vil gøre det muligt at lokalisere et caching-sted.
Mission planlægning
I slutningen af 2019 erklærede Xi'an Aerospace Propulsion Institute, et datterselskab af China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), at ydeevnen og kontrollen med det fremtidige rumfartøjs fremdriftssystem er blevet verificeret og havde bestået alle nødvendige test før flyvning , herunder tests for svævning, undgåelse af fare, deceleration og landing. Hovedkomponenten i landerens fremdriftssystem består af en enkelt motor, der yder 7.500 N (1.700 lb f ) fremdrift. Rumfartøjets supersoniske faldskærmssystem var også blevet testet med succes.
CNSA fokuserede oprindeligt på Chryse Planitia og Elysium Mons -regionerne i Mars i sin søgen efter mulige landingssteder. Men i september 2019 under et fællesmøde i Genève i Schweiz i European Planetary Science Congress-Division for Planetary Sciences meddelte kinesiske oplægsholdere, at to foreløbige steder i Utopia Planitia- regionen i Mars i stedet er blevet valgt til det forventede landingsforsøg , hvor hvert sted har en landingselipse på cirka 100 gange 40 kilometer.
I juli 2020 leverede CNSA landingskoordinater på 110,318 ° østlig længde og 24,748 ° nordlig bredde inden for den sydlige del af Utopia Planitia som det specifikke primære landingssted. Området ser ud til at give et relativt sikkert sted for et landingsforsøg, men er også af stor videnskabelig interesse, ifølge Alfred McEwen , direktør for Planetary Image Research Laboratory ved University of Arizona . Simulerede landinger er blevet udført som en del af missionens forberedelser af Beijing Institute of Space Mechanics and Electricity.
Den 23. januar 2020 havde den lange marts 5 Y4-rakets brint-iltmotor gennemført en 100-sekunders test, som var den sidste motortest før den endelige samling af affyringsvognen. Det blev lanceret med succes den 23. juli 2020.
Ind i Mars -kredsløb
De tre rumfartøjer Tianwen -1 blev opsendt af Long March 5 Heavy -lift affyringsvogn den 23. juli 2020. Efter at have rejst i cirka syv måneder kom den ind i Mars kredsløb den 10. februar 2021 ved at udføre en forbrænding af dens motorer til at bremse lige nok til blive fanget af Mars 'tyngdekraft . Orbiteren brugte flere måneder på at scanne og billeddannelse af Mars overflade for at forfine mållandingszonen for landeren/roveren. Det nærmede sig cirka 265 km ( periareion eller periapse ) til Mars 'overflade, hvilket tillod et kamera i høj opløsning at returnere billeder til Jorden og kortlægge landingsstedet i Utopia Planitia og forberede sig på landing.
Orbitale elementer
Parameter | Værdi (enhed) |
---|---|
Periareions højde | 265 km |
Apoareions højde | 12.000 km |
Hældning | 86,9 ° |
Periode | 7,8 timer |
Lander på Mars
Valg af landingsområde
Landingsområdet blev bestemt ud fra to kriterier:
- Teknisk gennemførlighed , herunder breddegrad, højde, hældning, overfladetilstand, klippefordeling, lokal vindhastighed, krav til synlighed under EDL -processen.
- Videnskabelige mål , herunder geologi, jordstruktur og vandisfordeling, overfladeelementer, mineral- og stenfordeling, magnetisk feltdetektering.
To områder blev på forhånd valgt i den næste fase: Chryse Planitia og Utopia Planitia .
Kandidaten i Utopia Planitia blev mere begunstiget af teamet på grund af større chancer for at finde beviser på, om der nogensinde eksisterede et gammelt hav på den nordlige del af Mars. Det blev til sidst valgt som det sidste landingsområde for missionen.
Landingen
23:18 UTC den 14. maj 2021 landede Tianwen -1 landeren med succes i det på forhånd valgte landingsområde i den sydlige del af Mars Utopia Planitia . Landingsfasen begyndte med frigivelsen af den beskyttende kapsel, der indeholder landeren/roveren. Kapslen foretog en atmosfærisk indgang efterfulgt af en nedstigningsfase under faldskærm, hvorefter landeren brugte retro-fremdrift til blødt land på Mars.
Den 19. maj 2021 offentliggjorde China National Space Administration (CNSA) for første gang billeder, der viser forberedelsen af den endelige overførsel af Zhurong -roveren fra landingsplatformen til Mars -jorden . Fotografierne viser solpanelerne i Zhurong, der allerede er indsat, mens Zhurong stadig ligger på landeren. Den lange forsinkelse for offentliggørelsen af de første billeder forklares med den korte periode, hvor Zhurong -roveren og orbiteren er i radiokontakt og effektivt kan kommunikere og overføre data.
Den 11. juni 2021 frigav China National Space Administration (CNSA) det første parti videnskabelige billeder fra overfladen af Mars, herunder et panoramabillede taget af Zhurong og et gruppebillede af Zhurong og Tianwen-1 landeren taget af drop-kameraet. Panoramabilledet består af 24 enkeltbilleder taget af NaTeCam, før roveren blev indsat på Mars -overfladen. Billedet afslører, at topografien og stenmængden nær landingsstedet var i overensstemmelse med tidligere forventninger fra forskeren på typiske sydlige Utopia Planitia -funktioner med små, men udbredte klipper, hvide bølgemønstre og muddervulkaner.
Undersøgelse af Mars overflade
Den 22. maj 2021 (02:40 UTC), den Zhurong rover nedstammer fra sin lander på Mars 'overflade for at begynde sin videnskabelige mission. De første billeder modtaget på Jorden efter rover-indsættelsen viste den tomme landingsplatform og de udvidede ramper til nedstigning fra rover. Under implementeringen indspillede Roverens instrument, Mars Climatic Station, lyden og fungerede som det andet martiske lydinstrument, der med succes optog martians lyde efter Mars 2020 Perseverance rovers mikrofoner.
Den Zhurong rover indsat en dråbe kamera til overfladen, som var i stand til at fotografere både Zhurong rover og Tianwen-1 lander.
Roveren er designet til at udforske overfladen i 90 sols ; dens højde er omkring 1,85 m (6,1 fod), og den har en masse på omkring 240 kg (530 lb). Efter implementeringen af roveren ville orbiteren fungere som et telekommunikationsrelæ for roveren, mens han fortsatte med at udføre sine egne orbitalobservationer af Mars.
Den 12. juli 2021 besøgte Zhurong faldskærmen, og bagsiden faldt ned på Mars -overfladen under landingen den 14. maj.
Instrumenter
Videnskabelige instrumenter
For at nå de videnskabelige mål for missionen er Tianwen -1 orbiter udstyret med syv videnskabelige instrumenter, mens Zhurong rover er udstyret med seks, som omfatter:
Orbiter
- Moderat opløsning Imaging Camera ( MoRIC ) med en opløsning på 100 m fra en 400 km højde. Det tager farvebilleder i synligt bånd.
- Højopløsnings billedkamera ( HiRIC ) med en opløsning på 2,5 m fra en 256 km højde i panchromatisk tilstand, 10 m i farvetilstand.
- Mars Orbiter Magnetometer ( MOMAG ) bruges til at kortlægge Mars -magnetfelt .
- Mars Mineralogical Spectrometer ( MMS ) anvender det synlige og nær infrarød billeddannelse spektrometer detekterings- bølgelængder i området fra 0,45 til 3.4 um til undersøge og analysere Marsoverfladen sammensætning. Det undersøger også fordelingen af regolittyper og undergrundens struktur på Mars.
- Mars Orbiter Scientific Research Radar ( MOSIR ) har til formål at udforske Mars-overfladen og vand-is under vandet ved hjælp af dual-polarisationsekkoegenskaber ved radar.
- Mars Ion og Neutral Particle Analyzer ( MINPA ) måler ionernes strømning i rummiljøet , adskiller hovedionerne og opnår deres fysiske parametre som densitet, hastighed og temperatur.
- Mars Energetic Particle Analyzer ( MEPA ) opnår energispektret, flux og elementær sammensætning af energielektroner, protoner, α -partikler og ioner.
Zhurong rover
- Mars Rover Penetrating Radar ( RoPeR ) Jordgennemtrængende radar (GPR), to frekvenser, til billede omkring 100 m (330 fod) under Marsoverfladen Det var en af de to allerførste jordgennemtrængende radarer indsat på Mars sammen med den ene er udstyret med NASA 's Udholdenhed rover blev lanceret og landede i samme år.
- Mars Rover Magnetometer ( RoMAG ) opnår de fine skalaer i jordskorpemagnetisk felt baseret på mobile målinger på Mars overflade.
- Mars Climate Station ( MCS ) (også MMMI Mars Meteorological Measurement Instrument) måler temperatur, tryk, vindhastighed og retning af overfladeatmosfæren og en mikrofon til at fange Mars -lyde. Under rovers indsættelse indspillede den lyden og fungerede som det andet martiske lydinstrument, der med succes optog marslyde efter Mars 2020 Perseverance rovers mikrofoner.
- Mars Surface Compound Detector ( MarSCoDe ) kombinerer laserinduceret nedbrydningsspektroskopi (LIBS) og infrarød spektroskopi
- Multispektral kamera ( MSCam ) Kombineret med MarSCoDe undersøger MSCam mineralkomponenterne for at fastslå forholdet mellem Mars -overfladevandsmiljø og sekundære mineraltyper og for at søge efter historiske miljøforhold for tilstedeværelsen af flydende vand.
- Navigations- og topografikameraer ( NaTeCam ) Med en opløsning på 2048 × 2048 bruges NaTeCam til at konstruere topografikort, udtrække parametre som f.eks. Hældning, bølgning og ruhed, undersøge geologiske strukturer og foretage omfattende analyser af overfladeparameters geologiske struktur.
Andre instrumenter
- Tianwen -1 Deployable Camera, sekundær nyttelast indsat i september 2020, der tog fotos af og testede en radioforbindelse med Tianwen -1. Dens mission var at fotografere Tianwen -1 -kredsløbet og landerens varmeskjold.
- Tianwen-1 fjernkamera, sekundær nyttelast indsat den 1. juni 2021, der tog fotos af og testede en trådløs forbindelse med Zhurong- rover, som det anvendelige kamera gjorde med orbiter. Dens mission var at tage en gruppe -selfie af Zhurong -roveren og Tianwen -1 landeren. Billedet blev frigivet den 11. juni 2021, hvilket bekræfter deres succes på landgang på Mars.
Internationale samarbejder
Argentinas Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) samarbejder om Tianwen -1 ved hjælp af en kinesisk drevet sporingsstation installeret i Las Lajas, Neuquén . Anlægget spillede en tidligere rolle i Kinas landing af Chang'e 4 -rumfartøjet på den anden side af Månen i januar 2019.
Frankrigs Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) i Toulouse , i Frankrig, samarbejder om Zhurong -roveren . Sylvestre Maurice fra IRAP sagde:
Til deres laserinduced Breakdown Spectroscopy (LIBS) -instrument har vi leveret et kalibreringsmål, der er en fransk duplikat af et mål, der er på [NASA's] Curiosity [Mars rover]. Ideen er at se, hvordan de to datasæt sammenlignes.
Det østrigske Research Promotion Agency (FFG) hjalp til med udviklingen af et magnetometer installeret på Tianwen -1 orbiter. Rumforskningsinstituttet ved det østrigske videnskabsakademi i Graz har bekræftet gruppens bidrag til Tianwen -1 -magnetometeret og hjulpet med kalibreringen af flyveinstrumentet.
Mens Tianwen -1 orbiter vil afgive kommandoer til Zhurong -roveren , kan Mars Express -orbiteren fra European Space Agency tjene som backup.
Reaktioner
Den kinesiske præsident og generalsekretær for kommunistpartiet Xi Jinping udtalte som svar på landingen:
Du var modig nok til udfordringen, forfulgte ekspertise og placerede vores land i de avancerede rækker af planetarisk udforskning. Din fremragende præstation vil for altid være ætset i minderne om fædrelandet og folket.
I USA tweetede NASAs associerede administrator Thomas Zurbuchen sine tillykke:
Sammen med det globale videnskabssamfund ser jeg frem til de vigtige bidrag, denne mission vil yde til menneskehedens forståelse af den røde planet.
Dmitry Rogozin , generaldirektør for Roscosmos i Rusland, roste Kinas succesfulde mission:
Landingen af Kinas rumfartøj på Mars 'overflade er "en stor succes" for Kinas grundlæggende rumforskningsprogram [og] glæder sig [d] over genoptagelse af udforskning af solsystemets planeter af de førende rummagter.
Se også
- Astrobiologi - Videnskab, der beskæftiger sig med livet i universet
- Mars klima - Jordbundens klimamønstre
- Kinesisk Deep Space Network
- Udforskning af Mars
- ESTRACK
- Liste over missioner til Mars
- Livet på Mars - Videnskabelige vurderinger af Mars mikrobielle levedygtighed
- Emirates Mars Mission , UAE 2020 Mars -mission med sin Hope -orbiter
- Mars prøve-retur mission -Mars mission for at indsamle sten- og støvprøver