27.08.2020

Неторопливое путешествие по Луне

25 августа 2020 г. закончился 21-й лунный день для лунохода «Юйту-2» и посадочной ступени «Чанъэ-4». Китайский ровер уже вдвое перекрыл рекорд продолжительности работы советского «Лунохода», но прошел лишь немногим более 500 метров – ничтожно малую дистанцию по сравнению с 10 км и 39 км пути советских «лунных тракторов» начала 1970-х. Что происходит? Почему «Юйту-2» движется так медленно – в среднем не более метра в сутки – и чем он занят?

Краткие ответы на эти вопросы выглядит так.

Во-первых, китайский ровер ведут не в стиле «Лунохода» («идем по телевизионной картинке в режиме дистанционного управления»), а по схеме марсианских аппаратов («отсняли панораму, наметили следующую точку, заложили программу автоматического перехода к ней»). Скорость движения «Юйту-2» постоянна и составляет 5.5 см/с, один переход длится 2-3 минуты, за которые он перемещается на 6-9 метров, и обычно планируется лишь один такой шаг за одни земные сутки. Да, очень медленно, но зато методика применима не только для Луны, но и для предстоящего летом 2021 года исследования Красной планеты.

Во-вторых, «Юйту-2» не слишком приспособлен к лунным условиям. Из 14 земных дней, когда над ним светит Солнце, ровер может двигаться первые четверо суток и последние трое, а семь дней между ними стоит, пережидая полуденный зной: в это время грунт прогревается до +200°C, а температура на освещенной стороне «Юйту-2» достигает +100°С.

В-третьих, аппарат очень чувствителен к условиям ночевки. Он должен встать так, чтобы утром набрать от солнечных батарей необходимый для работы уровень заряда одновременно с прогревом до рабочей температуры корпуса и бортовых систем. Зарядка занимает от 9 до 18 часов после восхода, рассинхронизация этого процесса и нагрева может дорого обойтись. Поэтому «вечернюю смену» каждого лунного дня практически полностью отводят на поиск места ночного «сна» и переход в эту точку.

Наконец, в-четвертых, «Юйту-2» никуда не торопится. Это у «Лунохода-2» была вполне реальная возможность пройти 100 км до места прилунения Apollo 17. Китайский ровер сидит ниже центра обратной стороны Луны, откуда «хоть три года скачи, ни до какого государства не доедешь». Зато кругом – невиданные доселе лунные породы, настоящий рай для геолога. Жаль только, что приборное оснащение ровера слабовато и вносит свой вклад в замедление движения.

Ну а теперь обо всем по порядку.

Как мы помним, 3 января 2019 г. в 10:25:52 пекинского времени (02:25:52 UTC) «Чанъэ-4» осуществил мягкую посадку на обратной стороне Луне в картере фон Карман, вблизи центра гигантской депрессии – бассейна «Южный полюс – Эйткен» (SPAB) возрастом около 3.6 млрд лет. Точное место прилунения было выявлено по видеосъемке на спуске, сопоставленной с орбитальными снимками с «Чанъэ-2», и подтверждено оперативно полученными изображениями американского спутника LRO. Координаты точки посадки были 45.4446°ю.ш., 177.5991°в.д. при высоте 5935 метров ниже условного нулевого уровня. Ей потом дали название «станция Тяньхэ», что означало «Небесная река» («Млечный путь»).

Посадочная платформа имела возможность разворота на спуске вокруг вертикальной оси и уклонения от препятствий. Она выбрала относительно ровный «пятачок» и аккуратно села трапом в сторону юга, как и планировалось. 3 января в 22:22 пекинского времени «Юйту-2» сошел на грунт в южном направлении и остановился. Эту точку – начальный пункт предстоящего путешествия – обозначили буквой X.

 

День 1

Первоначальный план на первый лунный день состоял в обходе посадочной ступени против часовой стрелки, то есть с востока, с последующей остановкой к северу от нее и взаимной съемкой ровера и лэндера. Так как дело происходило в южном полушарии Луны, то Солнце в полуденное время шло по северной стороне неба, и китайский флаг на северной панели «Чанъэ-4» был освещен лучше всего. А «демонстрация флага» – один из основных пунктов полетного задания. Так было при посадке «Чанъэ-3» в 2017 г., так запланировали и сейчас.

"Чанъэ-4", 1-й лунный день. Фотография посадочной ступени с ровера. 11 января 2019 г.

Проблема состояла в том, что точка посадки оказалась в окружении кратеров. Один из них, диаметром 29 м, располагался точно с южной стороны – как сказали бы летчики, «на шесть часов». Второй, 26-метровый, сидел на севере – «на один час», и до его края было всего восемь метров. Третий, в 20 метров, лежал на востоке, «на три часа». Менее выраженные депрессии были обнаружены при съемке камерой посадочного аппарата на юго-востоке и юго-западе, диаметром 20 м и 36 м соответственно. Вторичные, более мелкие кратерочки поверх основных – не в счет.

Для шестиколесного аппарата массой 135 кг, имеющего всего полтора метра в длину и метр в ширину, преодоление вала любого из этих кратеров и спуск внутрь представляли большую опасность на предмет пробуксовки, скольжения и переворачивания. Поэтому выходить из ловушки пришлось по единственному направлению, где кратеры не перекрывались – на северо-запад. Сделав 4 января маленькую вылазку в точку A к югу, к валу кратера, ровер обошел 10-11 января посадочную ступень по часовой стрелке и вышел в точку D, откуда и провел фотографирование флага. После этого он сместился на северо-запад в точку S1, чтобы провести в ней первую ночь. Всего за день ровер прошел 44.2 метра.

"Чанъэ-4", 1-й лунный день. "Юйту-2" идет в точку S1. 12 января 2019 г.

Уже этот первый лунный день принес важные открытия. Научная группа во главе с Ли Чуньлаем (李春来) провела измерения по двум участкам грунта в точках A и S1 с помощью комбинированного прибора VNIS, представляющего собой видовой гиперспектрометр видимого и ближнего ИК-диапазона (100 каналов в диапазоне 450-945 нм при размере кадра 256x256 элементов) и спектрометр коротковолнового ИК-диапазона (300 каналов в диапазоне 900-2395 нм). Результаты были опубликованы 15 мая 2019 г. в журнале Nature. Характер кривых отраженного солнечного излучения указывал на существенные отличия от типичного базальта лунных морей видимой стороны: присутствовали оливин и низкокальциевый пироксен. Эти кривые удалось воспроизвести на модели из трех минералов: пироксен с низким и высоким содержанием кальция и оливин. Точке A соответствовала комбинация 42-10-48%, а точке S1 – 38-7-55%. Ученые интерпретировали изученные образцы как материал верхней мантии, выброшенный при образовании молодого кратера Финсен диаметром 72 км к северо-востоку от более крупного (около 180 км) и старого фон Кармана.


День 2

«Юйту-2» успешно пережил лунную ночь с 12 по 29 января, зафиксировав рекордно низкую температуру грунта – около -190°C. Второй лунный день был негласно посвящен тому, чтобы превзойти достижение первого «Юйту», который потерял способность к движению, пройдя по Луне всего 114.8 м. За период с 29 января по 11 февраля новый ровер сделал ускоренным маршем 10 переходов и, как радостно сообщили китайские СМИ, достиг 120-метровой отметки.

"Юйту-2". Официальная карта движения ровера за два первых лунных дня.Год спустя в статье, посвященной работе системы автоматической привязки снимков, китайские исследователи признали, что в действительности пройденная дистанция была ближе к 110 метрам. Но рекорд дневного перехода, будь это 75.8 м официально или 66 м в реальности, так и остался непревзойденным. За третий день «Юйту» сделал девять переходов и преодолел 43 м, за четвертый – лишь 16, за пятый – менее 12.

Луноход двигался в общем направлении к западу, слегка отклоняясь к северу. Почему? Вспомним: утром Солнце на востоке, днем на севере, вечером на западе. Тень ровера перемещается с запада через юг на восток. Следовательно, весь южный сектор для движения неблагоприятен: тень будет все время мешать съемке местности и оценке пути и препятствий. Оставались северо-западное и северо-восточное направления, из которых руководители проекта выбрали первое.

 

День 3

Во второй день «Юйту-2» окончательно выбрался из стартовой ловушки и заночевал в точке S2 южнее очередного 20-метрового кратера. В начале третьего лунного дня, 2 марта, сделали остановку у необычного светлого камня размером 15-20 см, который даже получил имя – Ци Юань (奇缘), «Нежданная встреча». Он стал первым образцом скальной породы, обследованным с помощью прибора VNIS, причем сделать это удалось лишь с четвертой попытки. Попробуй наведи спектрометр на цель, если прибор жестко закреплен на корпусе, причем со смещением вправо от продольной оси, а его поле зрения имеет лишь несколько сантиметров в диаметре!

"Юйту-2", 3-й лунный день. Поле зрения спектрометра VNIS на камне Ци Юань.

Линь Хунлэй (林红磊) и Хэ Чжипин (何志平) с соавторами, исследуя спектр образца, определили его состав в 48% плагиоклаза, 38% низкокальциевого пироксена и 14% оливина и отнесла его к материалам лунной коры. Научная команда Хуан Цзюня (黄俊) нашла аналогичный набор компонентов при малом количестве оливина, но от количественных оценок воздержалась. В публикации, вышедшей уже в апреле 2020 г., исследователи оспорили ранее сделанный вывод и заявили, что ни в одном из 17 измерений за первые четыре лунных дня, в том числе и в точках A и S1, концентрация оливина не превышает 12%.

"Юйту-2". Альтернативная карта движения ровера за три первых лунных дня. Автор -- Phil Stooke.

 

День 4

Третий лунный день закончился 13 марта на подходе к слабо выраженной 69-метровой депрессии. В четвертый день ровер осторожно проник в ее внутреннюю часть. 31 марта ученые попросили команду управленцев провести калибровку спектрометра VNIS с разворотом «Юйту-2» вокруг оси. Похоже, что уже в это время проявились разногласия в «расшифровке» его данных…

На эксперимент ушло двое суток. Ровер отснял на ровном участке без камней восемь спектров VNIS при разных фазовых углах Солнца. Поначалу они показали значительный разброс кривых отраженного излучения для точек, разнесенных всего на несколько метров. Казалось, отсюда следует вывод: зона посадки покрыта слоем выбросов различного состава из разных источников. Однако после фотометрической коррекции с приведением данных к стандартному фазовому углу оказалось, что содержание FeO практически не меняется от точки к точке и составляет примерно 12.2% по массе. Не сильно оно отличалось и в пяти точках, измеренных ранее.

"Юйту-2". Следы ровера, снятые в 4-й лунный день.

 

День 5

В пятый лунный день «Юйту-2» подошел к небольшому ударному кратеру, чтобы осмотреть его с расстояния 3 м и затем изучить выброшенный материал с помощью VNIS с минимальной дистанции. Однако во время подхода произошла нештатная ситуация: солнечные датчики аппарата потеряли Солнце, и ровер временно утратил ориентацию. Проблему удалось устранить, запланированные измерения состоялись.

До сих пор группа планирования задавала все перемещения ровера, а группа управления реализовала их, ориентируясь на фотокарты «Чанъэ-2» для общего планирования, съемку бортовой панорамной камеры для среднесрочного и кадры навигационной камеры для сиюминутных решений. Однако разработчики заложили в проект и инструменты автономного перемещения: режим движения с обнаружением препятствий по данным лазерного датчика и автономное планирование с избеганием препятствий. Для контроля безопасности движения использовалась лазерная матрица подсветки пути в передней части ровера – она позволяла увидеть, насколько плоской является дорога. Для планирования использовалась «картинка» с камеры обнаружения препятствий; план движения обновлялся через каждые полметра вплоть до прихода в заданную точку.

Настало время их опробовать и, как и следовало ожидать, «что-то пошло не так». Задали две последовательные точки через два метра друг от друга, чтобы ровер прошел первый участок в первом режиме, а второй во втором. Фигушки: «Юйту» постоянно жаловался на препятствия впереди и заявлял, что не видит пути. Просмотрели «картинку» вручную… и увидели впереди «солнечный зайчик», отраженный от блестящих панелей корпуса. Пришлось подрегулировать коэффициенты ослабления сигнала. Второй этап эксперимента был более успешным: ровер благополучно прошел 2.7 метра с пятью промежуточными точками планирования.

"Юйту-2". Официальная карта движения ровера за пять лунных дней.

Официально работа ровера была рассчитана на три лунных дня – и прошли уже два дня сверх плана. 16 мая Ли Чуньлай объявил «глобальную» цель дальнейшего пути: продвинуться на 2 км на северо-запад, где заканчивается зона ударных выбросов и обнажается лежащий под ней базальтовый слой затвердевшей магмы. Ли Чуньлай отметил, что исследованное базальтовое «поле» может стать перспективным местом для забора образцов в планируемом полете «Чанъэ-6».

 

День 6

Шестой день начался с того, что ровер «проспал» подъем на целых два часа, и специалист группы планирования Кэ Жуншо (可荣硕) занялся поиском причин. Собрав данные о фактическом и расчетном времени автоматического «пробуждения» ровера за все шесть лунных дней, он обнаружил, что при расчете не учитывается расстояние между Луной и Солнцем, а оно все-таки немного изменяется и влияет на снимаемую с солнечных батарей мощность. Соответствующая поправка позволила свести теорию с практикой с отклонением не более чем на 20 минут.

Задачей дня было спектрометрирование участка грунта, потревоженного колесами ровера. Рассчитанный Кэ Жуншо угол разворота оказался правильным: измерение получилось. После дневного перерыва с «Юйту» не удалось получить телеметрию – как оказалось, из-за попадания заряженной частицы нарушилась работа демодулятора A на спутнике-ретрансляторе «Цюэцяо». (Все помнят, что связь с обратной стороной Луны возможна только через него?) Помог программный перезапуск этого устройства.

По итогам шестого лунного дня «Юйту-2» вышел из большой депрессии курсом на запад и преодолел 200-метровую путевую отметку.

"Юйту-2". Следы ровера, оставленные предположительно в 5-й лунный день.

 

День 7

26 июня «Юйту» проснулся всего на 14 минут раньше прогноза Кэ Жуншо. Единственное примечательное событие произошло 6 июля, в начале вечерней смены: выполняя инструкцию Земли, ровер прошел по дуге окружности максимальную за один переход дистанцию – 9.02 метра. Помимо этого, была отснята круговая панорама.

"Юйту-2". Взгляд назад на "Чанъэ-4". 7-й лунный день.

 

День 8

В утреннюю смену ровер сделал три перехода и 28 июля остановился между двух ударных кратеров диаметром где-то по два метра. Вечером того же дня на принятых с борта снимках панорамной камеры заместитель главного конструктора Юй Тяньи (于天一) заметил на дне левого кратера что-то непонятное: там, на глубине около 30 см, поблескивала какая-то желеобразная субстанция, отличная и структурой, и цветом от окружающего грунта. Члены научной группы взволновались и заявили, что это непонятное вещество заслуживает пристального изучения. Путешествие на запад приостановилось на целых три месяца.

Пробудившись 4 августа после дневного отдыха, ровер выполнил за одни земные сутки целую кучу работы. Началась она с контрольного замера по грунту на VNIS. Затем «Юйту-2» свернул к кратеру, приблизился к нему на 1.96 м и провел измерения на внешней части вала. Отступил назад, отснял следы колес и сместился метров на пять южнее: операторы решили, что с этой стороны подход к цели лучше. Три перехода за одни земные сутки – такого раньше еще не бывало!

"Юйту-2". Следы ровера, оставленные в 8-й лунный день.

 

День 9

Китайский луноход проснулся 24 августа на три минуты раньше графика и после необходимой подготовки 26 августа вышел на край кратера. Съемка показала, что лучше все-таки вернуться на старый северо-восточный путь. 27 и 28 августа операторы точно выполнили заход из трех участков с двумя разворотами, заехав одним колесом в кратер, спектрометр сработал, ровер отступил немного назад. Посмотрели результаты – неудача! Дно кратера было плохо освещено, и снять спектр таинственной субстанции с зеленоватым отблеском, занимавшей площадь примерно 52x16 см, не удалось.

"Юйту-2". 9-й лунный день. Следы подхода к кратеру.

"Юйту-2". 9-й лунный день. Положение блестящей субстанции (выделено).

Было решено повторить заезд в вечернюю смену, 4 сентября, по тому же маршруту, но продвинуться на 10-15 см дальше. Конечно, был риск потревожить грунт и вызвать оползень, но… наука требует жертв.

"Юйту-2". Альтернативная карта движения ровера (дни 8 и 9) с целью изучения образца стекла ударного происхождения. Автор -- Phil Stooke.

Инженер Хэ Симин (何锡明) подготовил план операций – но при выполнении первого же разворота на 80° ровер сформировал сигнал аварии по углу правого переднего колеса и остановился, потеряв Солнце из поля зрения. Пришлось остановиться и провести съемку, чтобы понять, что случилось, и пересчитать команды.

Наконец вышли на край кратера и примерились – искомый объект показался в поле зрения, но не вошел в него полностью. «Нужно подать еще вперед, на 2 или 4 секунды». – «Но тогда среднее колесо окажется на гребне, это опасно». Специалисты просчитывали необходимый маневр, а тени потихоньку удлинялись – дело шло к вечеру. Наконец, поступила команда: три секунды вперед! Склон выдержал, ровер наклонился ровно настолько, чтобы странное вещество попало в центр кадра. Получилось!

"Юйту-2". 9-й лунный день. Блестящая субстанция на дне кратера видна в правом нижнем углу кадра.

"Юйту-2". 9-й лунный день. Блестящая субстанция на дне кратера.

"Юйту-2". 9-й лунный день. Блестящая субстанция на дне кратера (обработка -- Daniel Mariarty, GSFC).

Результат, правда, был довольно тривиальный и ожидаемый. В июле 2020 г. в журнале Earth and Planetary Science Letters группа Гоу Шэна (芶盛) сообщила, что китайский ровер наткнулся на стекловидную брекчию ударного происхождения, а мягкие грязно-серые комки вокруг оказались норитом в сильной степени выветривания. Что-то похожее удалось найти на дне подобного кратерочка в далеком 1969 году Алану Бину, а тремя годами позже астронавт-геолог Харрисон Шмитт даже взял образец такого вещества…

"Юйту-2". Официальная карта движения ровера за девять лунных дней, конечный участок.

"Юйту-2". Официальная карта движения ровера за девять лунных дней. 


День 10

В десятый лунный день удалось сделать всего один пятиметровый переход, так как большая его часть была посвящена новой калибровке прибора VNIS – два участка грунта многократно наблюдались без изменения ориентации ровера, но при разном положении Солнца по азимуту и высоте.

"Юйту-2". 10-й лунный день. Следы маневрирования у кратера с ударным стеклом.


День 11

Обзор перед выходом со стоянки показал, что с трех сторон поверхность неровная. С учетом положения Солнца оставалось северо-западное направление, где бок о бок лежали два небольших кратера. Расстояние между их валами было 90 см, а ширина «Юйту-2» по колесам – метр. Виртуальное планирование на цифровой модели местности позволило наметить маршрут и конечную точку. 23 октября ровер успешно прошел заданные 4.2 м и оставил препятствие позади.

"Юйту-2". 11-й лунный день. Ровер прошел точно между двумя кратерами.

И – тут же встретил другую пару кратеров, слева – большой, справа – поменьше. Еще два тщательно рассчитанных шага – и 25 октября «Юйту-2» остановился на полуденный отдых у северного вала большего кратера. В этой точке пройденный путь составил 306 м, а к концу лунного дня увеличился до 318.6 м. Ровер встал на ночевку в 218.1 м от посадочного аппарата к западу и немного к северу.

Советский «Луноход» в 1970-1971 гг. проработал 11 лунных дней, и вот теперь, 49 лет спустя, «Юйту-2» превзошел его рекорд по длительности работы.

 

День 12

Утром 12-го лунного дня высота над горизонтом спутника-ретранслятора «Цюэцяо» была минимальна, что ограничивало маневры из-за угрозы затенения всенаправленной антенны. Тем не менее за утреннюю смену ровер продвинулся еще примерно на 15 метров к северо-западу.

"Юйту-2". 12-й лунный день. Луноход идет на северо-запад.

Однако во время дневного отдыха ученые проявили большой интерес к свежему 17-метровому ударному кратеру, расположенному в 50 м к югу. Операторы посетовали, что рельеф по пути будет сложный, но согласились изменить план, повернуть на 90° влево и сделать два пятиметровых перехода в сторону кратера. Прибыв 3 декабря на место ночной стоянки, «Юйту-2» отснял цветную панораму.

"Юйту-2". 12-й лунный день. Большой южный кратер -- несбывшаяся мечта планетологов.

"Юйту-2". Альтернативная карта движения ровера за первые 12 лунных дней. Автор -- Phil Stooke.


День 13

Размышляя во время лунной ночи над новыми снимками, ученые обратили внимание на ударный кратер меньшего размера по пути к большому и на камень диаметром около 25 см и высотой 6 см, лежащий перед ним. Было решено измерить его спектрометром VNIS.

"Юйту-2". 13-й лунный день. Утешительный приз -- камень у ближнего кратера.

После пробуждения 20 декабря ровер подошел к цели примерно на 20 см, но расчет оказался неточным: поле зрения VNIS лишь чуть-чуть зацепило камень. Хуже того, выяснилось, что тень от солнечной батареи вот-вот накроет его и останется надолго. Измерение оказалось невозможным, и ровер отступил в точку полуденного отдыха.

30 декабря, когда Солнце сместилось к западу, была предпринята вторая попытка, но и на этот раз половина поля зрения прибора попала на грунт, а не на объект. И лишь с третьего раза, 31 декабря, камень удалось «взять в прицел» и провести замер. Рядом с ним луноход и заночевал.

"Юйту-2". 13-й лунный день. Планирование работ. Камень в прицеле.

Конец 13-го лунного дня совпал с годовщиной посадки «Чанъэ-4». 3 января 2020 г. специалисты наземной исследовательской и прикладной системы передали в публичный доступ результаты измерений за 12 лунных дней – суммарно 17239 файлов объемом 20.9 Гбайт. В эту выдачу вошли данные, полученные от двух камер лэндера, десантной LCAM и топографической TCAM, и трех инструментов ровера – панорамной камеры PCAM, спектрометра VNIS и подповерхностного радара GPM.

"Юйту-2". 13-й лунный день. Конец пути на юг, следы подхода к камню.

 

День 14

Утром 14-го дня выяснилось, что ровер провел ночь на участке с наклоном 3° к востоку; как следствие, он пробудился всего через восемь часов после восхода, когда бортовая аппаратура еще не совсем прогрелась. Ко всему прочему, «Цюэцэяо» опять был низко над горизонтом, так что 19 января пришлось заняться съемкой окрестностей и собственных следов. Интересно, что возле камня они уходили в грунт на 6 см, и это при диаметре колес всего 30 см.

На планы «южного похода» к этому времени поставили крест и решили возобновить движение на запад. Нужно было только выйти из дефиле между двумя кратерами диаметром 16 м с запада и 9 м с востока, и аккуратно обойти первый по северной стороне. Однако Юй Тяньи углядел на фотокарте чашу старого, едва заметного 150-метрового кратера, через который пришлось бы пройти (на карте он отмечен зеленоватой окружностью), а перед ним притаилась плотная группа небольших кратеров – настоящая «долина смерти». Решили перестраховаться и обойти старый кратер, взяв курс на северо-запад.  

"Юйту-2". 14-й лунный день. Умный в кратер не пойдет, умный кратер обойдет.

Осмотр показал наличие препятствий: справа – кратер диаметром 2 м и глубиной 27 см, слева – метровый и за ним 40-сантиметровый, оба глубиной по 10 см. Подчиняясь подготовленному плану, ровер миновал их и занялся измерением свойств грунта и регистрацией нейтральных атомов. Кроме того, «Юйту-2» бросил взгляд назад и заснял посадочную ступень вдали.

"Юйту-2". 14-й лунный день. Ровер вновь повернул на северо-запад.

"Юйту-2". 14-й лунный день. "Чанъэ-4" вдали.

"Юйту-2". 14-й лунный день. Следы неудавшегося похода на юг.


День 15

В 15-й лунный день все опять пошло не по плану: навигаторы не сразу разглядели впереди опасный 20-метровый кратер. Пришлось отклониться от намеченного маршрута к северу и даже немного к востоку. 29 февраля ровер сделал последний суточный переход, сделав целых 32.6 м за день, а общее пройденное расстояние достигло 399.8 м.

В это время руководители проекта считали, что смогут пройти 1800 м до базальтового «поля» примерно за год. Шесть следующих лунных дней показали, что эти надежды чрезмерно оптимистичны: среднемесячный пробег оставался намного меньше, чем требуемые 150 метров.

Тем временем 27 февраля китайские СМИ сообщили о результатах радарного «просвечивания» лунного грунта в районе посадки «Чанъэ-4», приведенных в статье Ли Чуньлая, Су Янь (苏烟) и др. в Science Advances.

Вообще-то она не была первой – Лай Цзялун (赖嘉龙) и Сюй И (徐懿) с соавторами опубликовали первые результаты в Geophysical Research Letters еще 23 октября. В этой статье сравнивались диэлектрические свойства грунта и его вертикальная структура в районах посадки «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4», выявленные по измерениям в канале №2 (500±250 МГц) подповерхностного радара GPR за пять лунных дней. Авторы отметили, что благодаря более низкому содержанию ильменита второму китайскому роверу удалось «просветить» грунт до глубины 35 м – в 2.85 раза большей, чем первому. Слой измельченного реголита в кратере фон Карман имел толщину 11.1 м против 3.2 м в Заливе Радуги. Более того, он был максимальным среди всех изученных морских районов Луны и соперничал с найденным в горных районах экспедициями Apollo 14 (8.5 м) и Apollo 16 (12.2 м). Ниже «читался» слой более грубых фрагментов ударного происхождения, а начиная с 25 м – трещиноватой коренной базальтовой породы.

Во второй статье приводилась уточненная информация, полученная на протяжении 106 метров пути от точки A и до конца второго лунного дня. (Добавим 1.4 м на спуск в точку X и 7.4 м до A – итого 115 метров, ровно столько, сколько прошел первый «Юйту»!) Толщина однородного верхнего слоя была определена в 12 м, его плотность составляла от 1.67 до 1.90 г/см3, то есть материал был весьма пористый и податливый, с вкраплением отдельных булыжников разного размера. Второй слой между 12 и 24 м был сложен из камней величиной от 0.2 до 3 м с прожилками тонкозернистого материала. Ниже вновь шел практически прозрачный слой из очень тонкой фракции. Базальт не был обнаружен вплоть до 40-метровой глубины; вероятно, он многократно перекрывался выбросами при образовании различных кратеров.

"Юйту-2". Вертикальный профиль грунта по данным канала 2 (500 МГц) радара LPR.

Но и это было не последнее слово ученых – еще один отчет группы Лай Цзялуна появился 9 июля в Nature. По измерениям за девять лунных дней в канале №1 (60±20 МГц), сигнал которого проникал до глубины 330 м, они выявили по меньшей мере четыре уровня, на которых слои нижележащего реголита оказались перекрыты свежими вулканическими потоками. Первая граница A была найдена на отметке 52 м, последующие, от B до E – на 63 м, 96 м, 130 м и 226 м. Все поверхности раздела, кроме одной C, опускались в северо-восточном направлении и поднимались в юго-западном. Это могло означать, что, как правило, лава затекала с запада, а в случае C выброс фрагментов пришел с востока.

 

День 16

Утром 16-го дня «Юйту-2» сделал три перехода на север и остановился на отдых в точке LE01603. Дневной анализ показал, что можно идти и дальше по ровной поверхности, но на ней мало пригодных мест для ночевки. Поэтому в вечернюю смену сделали лишь один переход до ближайшего из них. Правда, группа планирования изучила еще две возможные точки, одну в направлении на север, вторую на северо-запад, но в итоге забраковала обе. Панорамная съемка подтвердила их выводы, и 31 марта ровер ушел в сон там, где стоял.

"Юйту-2". Официальная карта движения ровера за 16 лунных дней.

 

День 17

Первый переход 17 апреля нужно было сделать по гребню между двумя кратерами, и Юй Тяньи предложил проложить маршрут не по прямой и не с изломом, а по S-образной кривой. После этого ровер сделал еще два перехода с загибом к западу и подошел к опасному на вид ударному кратеру. Его можно было попробовать обойти слева, невзирая на сложный рельеф, или справа, но ценой 60-метрового обхода.

"Юйту-2". 17-й лунный день. S-образная кривая.

Ситуацию осложнял временный вывод на дооснащение основных наземных средств китайской сети дальней космической связи в Цзямусы и Каши – их нужно было подготовить к работе с марсианским зондом «Тяньвэнь-1». Поэтому требования к месту ночевки были особенно строгими: ошибка в высоте Солнца при пробуждении не должна была превышать 1.7°, иначе в этот момент с ровером было бы некому работать. Такая точка с обозначением LE01704 нашлась на левом, западном направлении. «Юйту-2» пришел туда, тщательно сориентировался по курсу, отснял панораму и 29 апреля заснул.

"Юйту-2" снимает "Чанъэ-4". 17-й лунный день (предположительно).  

 

День 18

Майский рабочий день стал временем вынужденного простоя – не было необходимых наземных средств. Приборы «Юйту-2» и «Чанъэ-4» не работали, за исключением радиационного детектора на посадочном аппарате.

Тем временем Гоу Шэн с соавторами опубликовали в журнале Icarus новую работу по результатам измерений VNIS в 14 точках за три первых лунных дня. Они показали, что реголит в зоне посадки имеет почти равное количество форстеритного оливина и магниевого ортопироксена; то же оказалось верно и для камня Ци Юань. Количество плагиоклаза, еще одного важного породообразующего минерала, определить не удалось, но предварительный вывод гласил, что найденные материалы, вероятно, происходят из дифференцированного расплава после образования депрессии SPAB или из магниевой интрузии в нижней части лунной коры, но не из верхней мантии, как считалось первоначально.

Спектры, полученные VNIS за первые три лунных дня.

 

День 19

13 июня станции Цзямусы и Каши вернулись в строй – как раз к пробуждению «Юйту-2» и «Чанъэ-4».

В трех метрах к юго-западу от места двойной ночевки ровера находился небольшой кратер диаметром 1.3 м и глубиной около 20 см, на дне которого было замечен материал с высокой отражающей способностью. При первом подходе 15 июня поле зрения прибора оказалось немного слева, так что ровер развернули на 7° вправо и подвели вплотную. Оценив высоту Солнца и количество теней, ученые попросили отложить измерения на сутки. Навестись на цель удалось с трудом, тень мешала точно оценить расстояние между передним правым колесом и валом кратера, и одновременно наползала на его дно. Последний шажок вперед продолжался всего одну секунду – и спектрометр «накрыл» цель.

"Юйту-2". 17-й лунный день. Изучение материала с высокой отражающей способностью.

Ученые запросили на вечернюю смену контрольное измерение на обломках у западного края кратера. Лишь после него операторы смогли отвести «Юйту-2» на место ночевки. И тут не все прошло гладко: после первой попытки угол крена ровера превысил допустимый на 0.4°, что грозило задержкой пробуждения на час и перегревом бортовой аппаратуры. После краткого осмотра окрестностей по соседству было найдено новое, более удобное место.

 

День 20

За 20-й лунный день (14-27 июля) ровер сделал еще 27.6 м к северо-западу – три перехода по сложной S-образной кривой в утреннюю смену и один в вечернюю.

"Юйту-2". Альтернативная карта движения ровера с 12-го по 20-й лунный день. Автор -- Phil Stooke.

 

День 21

В период с 12 по 25 августа «Юйту-2» продолжал движение на северо-запад в направлении базальтовой зоны или ударных кратеров с высокой отражательной способностью – так долгосрочная цель похода формулируется официально.

После первого шага счетчик пройденного пути достиг 498.7 м, а второй, криволинейный, привел ровер на отметку 505.756 м. Тем самым «Юйту-2» завершил первый ли своего долгого пути – в современном Китае эта единица приравнивается к 500 метрам.

21-й лунный день.Юбилейный шаг -- отметка 1 ли позади


Путешествие «Юйту-2» в числах

День

Начало

Конец

Пройденная дистанция, м

по пекинскому времени

За день

Всего

1

2019.01.03

2019.01.12

44.2

44.194

2

2019.01.29, 20:00

2019.02.11, 20:00

75.8

120

3

2019.03.01, 07:52

2019.03.13, 12:16

43.0

162.994

4

2019.03.29, 20:28

2019.04.12, 00:38

15.9

178.969

5

2019.04.28, 13:45

2019.05.11, 11:05

11.8

190.767

6

2019.05.28, 02:16

2019.06.09, 23:40

22.3

213.036

7

2019.06.26, 13:26

2019.07.09, 09:10

24.9

237.919

8

2019.07.26, 03:59

2019.08.07, 17:50

33.1

271.031

9

2019.08.24, 08:42

2019.09.06, 04:12

13.7

284.660

10

2019.09.22, 20:30

2019.10.05, 15:43

5.2

289.768

11

2019.10.22, 11:45

2019.11.04, 05:16

28.9

318.618

12

2019.11.21, 00:51

2019.12.03, 21:04

26.4

345.058

13

2019.12.20, 18:43

2020.01.02, 20:30

12.6

357.694

14

2020.01.19, 17:55

2020.02.01, 04:43

9.5

367.25

15

2020.02.17, 17:55

2020.03.01, 20:06

32.6

399.788

16

2020.03.18, 07:30

2020.03.31, 08:25

24.7

424.455

17

2020.04.16, 20:57

2020.04.29, 20:36

23.2

447.68

18

2020.05.16, 11:53

2020.05.29, 07:15

0.0

447.68

19

2020.06.15, 00:54

2020.06.27, 16:23

15.6

463.26

20

2020.07.14, 12:53

2020.07.27, 00:34

27.6

490.90

21

2020.08.12, 20:34

2020.08.25, 10:46

29.4

519.29

Автор: Liss

 

Поделиться в соц. сетях
284