Divulgación Cientifica Espacio

Chang’e-5: China retornará con fragmentos de la luna

La Administración Nacional del Espacio China (CNSA) tiene como objetivo al final de este año 2019 retornar su dispositivo robótico a la tierra su sonda no tripulada Chang’e 5, la cual llevará en su interior muestras de la luna. De esta manera China pondrá fin de una sola ves la hegemonía de la URSS en ser la ultima misión en traer de regreso muestras de la luna a la Tierra. China sabe muy bien que este hito marcara en su carrera espacial un gran logro para el liderazgo en la exploración espacial.

Es interesante visualizar que desde el año 1993, China tiene bien claro cuales son sus objetivos en el espacio y ha colocado sus pautas en este caso. El reportero Ling 1, Xu y Ouyang 2 nos muestras cual es la cronología del programa lunar de China (CLEP), indicando que este tiene tres fases:

  1. Misión Orbital: La Chang’e-1 y Change’e-2 son de la fase Orbital
  2. Misión de Exploración: a Chang’e-3 y chang’e-4 son la Fase de exploración.
  3. Misión de retorno de muestras: la Chang’e-5 y la Chang’e-6 son de la fase de retorno de muestras.
Etapas de la CLEP. Credito: NSSC

En la Actualidad CNSA se encuentra culminando la fase dos del programa de exploración. Donde La Chang’3 y la Chang’e 4 ya han alunizado. La primera tocando suelo lunar en el 2013 y la otra lográndolo el 2 de enero del 2019. Es importante aclarar que ambos tocaron suelo lunar en posiciones hemisféricas completamente diferentes.

Chang’e-4 con su rover Yutu 2 en el lado más lejano de la luna. Creditos CNSA

La misión chang’e 5 tiene como objetivo el retorno de muestras de la lunas la tierra, por cual los científicos chinos han ideado un plan para lograr el despegue de la de la misión desde la tierra hasta su vuelta a casa en china. Por tal motivo, China han generado múltiples ensayos para definir la mejor técnica para el retorno del modulo lunar.

Misión China Chang’e-5

Si bien es cierto la Chang’e-5 en su movimiento de retorno a la tierra, la cabina se desprende la nave orbital, dejando que este satélite artifical puede desarrollar otras posibles misiones extendidas como lo plantea Lei y Chunyang 3 en su articulo sobre las trayectorias de la misión chang’e-5. Dentro de esta extensión la sonda Chang’e-5 puede analizar posible retorno a la luna o a otros planetas y sus lunas, o como ser a asteroides, cometas u otros puntos de liberación en el sistema solar. Estas misiones extendidas puede como ayudar a futuras exploraciones chinas. Pero la trayectoria más sensata es su retorno a la Luna. Sin embargo para poder generar esto existe diferentes manera de hacerlo dependiendo lo que China deseen para su sonda espacial.

Posible trayectoria de retorno de la Chang’e5 a la luna después de salir de la Tierra
*Nota:SEL: Punto de liberación Sol-Tierra; EML:Punto de liberación Tierra-Luna

Dejando atrás, la posible trayectoria de escape de la chang’e5 TI, el regreso a la tierrra de la cabina o modulo de retorno parte por varias fases, donde Yang y sus colaboradores 4 plantean que el retorno de la cabina del Chang’e 5 pasará por varios pasos, los cuales son los siguientes: a) Estado de lanzamiento encima del lander en la luna; b) Estado en vuelo en órbita; c) Estado de Separación de la cabina; d) Unidad de Retorno abierta de alta velocidad desplegando paracaídas.

Fases del Retorno de Modulo Lunar. credito Yang et al

Luego de separada la cabina del modulo orbital, se genera el reingreso a la atmósfera terrestre. La nave genera varios movimiento para lograr ubicarse en la posición correcta y poder extender su sistema de paracaídas. Esto lo hace en quince movimientos, así como lo muestra la imagen. Es importante aclarar que al inicio la cabina continua con él modulo orbital, para luego separarse de él. El orbital liberado comienza alejarse de de la tierra. Mientras tanto, la cabina gira y entre a la atmósfera por el punto de re-entrada. Para lograr que la cabina desacelere efectivamente deberá salir nuevamente de la atmósfera y volver a girar hasta alcanza la posición o punto de re-entrada exacto para su ultimo ingreso a la atmósfera y luego desplegar su sistema de paracaídas.

Diagrama de Retorno a la Tierra de la Cabina.

Al alcanzar la posición correcta el sistema de paracaídas deberá abrirse en nueve pasos antes de que llegando a los 11km de altitud para así lograr un aterrizaje de la cabina en tierra suavemente 5.

Si bien es cierto, el tema de retornar una sonda a la tierra es complicado, pero es un algo que ya ha sido evaluado y puesto en practica por otros países. Sin embargo, la ciencia china ha venido a más al pasar los años y esto nos los muestras sus avances tecnológicos como sus multiples desarrollos, lo cual nos da la certeza que lo podrán lograr. Estas capacidades han sido adquiridas en los últimos años dentro de los laboratorios de varias de sus universidades e Institutos tecnológicos. El avance en conocimiento Chino ha generado que diversas tecnologías se sometan a múltiples ensayos y diseños para la misión chang’e-5. Dentro de los cuales se tiene el diseño de sistemas de perforación lunar y el sistema de extracción de muestras del suelo lunar. Dichas pruebas se encuentran orientadas al análisis del esfuerzo mecánico y estrés térmico del corte en varias simulaciones de suelo lunar que los científicos han venido preparando 6 7. Así mismo, se han analizado diferentes complicaciones en el tema de cómo compensar la masa del brazo para perforar el suelo lunar en un ambiente de baja gravedad, el cual se puede ver la figura 8.


Esto implica que han existido diferentes desafíos de Ingeniería para poder lograr la fase final de la exploración lunar china. Es evidente que ellos están avanzando más y más rápido que otros países, por lo que no nos extrañe que nos sigan sorprendiendo. Por lo que, muy pronto estaremos escucharemos que instalarán una base lunar y porque no un punto de partida a cualquier otro planeta en el sistema solar. ¡Bienvenidos a un nuevo mundo de cómo viajar al Universo!


    Referencias

  1. Ling, X. I. N. (2017). China Gears up for Lunar Science. 收藏, 2, 009. ↩︎

  2. Xu, L., & Ouyang, Z. (2014). Scientific progress in China’s lunar exploration program. Chin. J. Space Sci., 34(5), 525-534. ↩︎

  3. Lei, LIU , & Chunyang, HU, (2018). Scheme design of the CHANG’E-5T1 extended mission. Chinese Journal of Aeronautics ↩︎

  4. YANG, M., ZHANG, G., ZHANG, W., PENG, J., WANG, Y., WANG, X., … & ZHANG, Z. (2015). Technique design and realization of the circumlunar return and reentry spacecraft of 3rd phase of Chinese lunar exploration program. Scientia Sinica Technologica, 45(2), 111. ↩︎

  5. JIA, H., RONG, W., JIANG, C., BAO, J., ZHANG, Y., & SUI, Y. (2015). The design and implementation of the parachute deceleration system on the circumlunar return and reentry spacecraft of 3rd phase of China lunar exploration program. SCIENTIA SINICA Technologica, 45(2), 185. ↩︎

  6. Zhang, T., Ding, X., Liu, S., Xu, K., & Guan, Y. (2019). Experimental technique for the measurement of temperature generated in deep lunar regolith drilling. International Journal of Heat and Mass Transfer, 129, 671-680 ↩︎

  7. Chen, C., Quan, Q., Deng, Z., & Jiang, S. (2016). Vibratory compaction method for preparing lunar regolith drilling simulant. Advances in Space Research, 58(1), 145-154. ↩︎

  8. Tao, J., Wang, G., & Li, J. (2015). Structural Design and Simulation of Passive Low Gravity Compensation for the Deployable Arm in the Device of Drilling and Collecting Lunar Soil. In MATEC Web of Conferences (Vol. 22, p. 05021). EDP Sciences. ↩︎

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