Китай розширює сонячні дослідження місією Тяньвень-2
Огляд Місії
28 травня 2025 року о 17:31 UTC Китайська національна космічна адміністрація успішно запустила космічний апарат Tianwen-2 на ракеті-носії Long March 3B з космодрому Січан. З масою при запуску 2,1 тонни, Tianwen-2 розпочинає багатонаправлене дослідження внутрішньої та зовнішньої частин Сонячної системи, продовжуючи успіх місії Tianwen-1, яка здійснила посадку на Марс у 2021 році.
Траєкторія та Графік
Профіль місії передбачає 2,5-річну подорож до поблизу Землі астероїда 469219 Kamoʻoalewa, з прибуттям у липні 2026 року, після чого планується повернення зразків на Землю наприкінці 2027 року. Після повторного входу в атмосферу Землі, космічний апарат коригуватиме свою траєкторію для зустрічі з активним астероїдом 311P/PanSTARRS у середині 2030-х років. Основні маневри виконуватимуться за допомогою гіперголічної верхньої ступені з пропелентами N2O4/UDMH, що забезпечують загальний приріст швидкості ~1,2 км/с.
Наукове Обладнання та Системи Вибірки
Tianwen-2 оснащений 11 науковими приладами, серед яких:
- Високороздільна мультиспектральна камера з роздільною здатністю 0,5 м на поверхні
- Радар для проникнення в ґрунт з частотним діапазоном 5 МГц
- Лазерний альтиметр та рентгенівський спектрометр для елементного картування
Система вибірки космічного апарата включає три методи збору:
- Роботизована рука з змінними насадками для зачерпування та свердління
- Система вдування азотного газу для флюїдизації та збору реголіту
- Свердла з закріпленням, здатні проникати до 10 см у тверду породу
Контейнер для повернення, розрахований на ~300 г матеріалу, призначений для доставки принаймні 100 г незайманих зразків до лабораторій на Землі.
Технічний Огляд Систем Tianwen-2
Структура та Енергетика: Шасі розміром 1,5 × 1,5 × 2,2 м, побудоване на базі DFH-4, підтримує два сонячні панелі діаметром 2,5 м, які генерують 4 кВт на відстані 1 астрономічної одиниці (AU), а також має літій-іонну батарею ємністю 100 А·год для роботи під час затемнень.
Рух та Контроль Орієнтації: Чотири основні двигуни потужністю 500 Н і дванадцять двигунів RCS потужністю 10 Н забезпечують маневри в глибокому космосі. Навігація базується на зоряних трекерах та волоконно-оптичному гіроскопі, який забезпечує точність наведення 0,01°, з автономним програмним забезпеченням для близьких операцій.
Зв’язок: 1,2-метрова антена високого підсилення X-діапазону підтримує передачу даних на швидкості 150 кбіт/с з відстані 1 AU, а також є антени низького підсилення для телеметрії під час близьких підходів.
Зниження Ризиків та Архітектура Місії
Операції навколо тіла діаметром 60 м, що обертається раз на 28 хвилин в умовах мікрогравітації (~0,2 мм/с²), вимагають надійних заходів безпеки:
- Автономна система уникнення зіткнень, що використовує LIDAR для картування місцевості та виявлення небезпек в реальному часі
- Резервні авіонічні системи з потрійною модульною надмірністю в бортових комп’ютерах
- Розширені симуляції Монте-Карло динаміки маніпулятора вибірки за змінної когезії реголіту
“Наші симуляції показують 95% ймовірність успішного збору зразків за допомогою системи touch-and-go, навіть у найгірших умовах поверхні,” говорить доктор Лі Вей, головний інженер Китайської академії наук.
Порівняльний Аналіз з Глобальними Місіями
Tianwen-2 об’єднує можливості, досягнуті окремо іншими агентствами:
- Японська Hayabusa2 повернула 5 г з Рюгу після 6-річної місії.
- NASA’s OSIRIS-REx доставила 60 г з Бенну після 7-річного перельоту.
- ESA’s Rosetta оберталася навколо комети 67P протягом двох років без повернення зразків.
Поєднуючи вибірку з астероїдів і проліт мимо комети головного поясу, Tianwen-2 демонструє оптимізовану архітектуру місії, що використовує технології важкого підйому та точного наведення Китаю.
Глибокий Аналіз: Наукові Цілі та Очікувані Результати
Орієнтуючись на Kamoʻoalewa як на гіпотетичний фрагмент місячного викиду, Tianwen-2 проаналізує:
- Співвідношення ізотопів кисню для підтвердження місячного походження
- Мінералогічний склад за допомогою рентгенівської дифракції на борту та порівняння з синхротронними даними
- Вплив космічної погоди на частинки мікромасштабу
Ці дослідження мають на меті вдосконалити моделі еволюції та асиметрії далекої сторони Місяця, проливаючи світло на ранню динаміку Сонячної системи.
Перспективи Майбутньої Програми
Після повернення в 2027 році, космічний апарат вирушить до активного астероїда 311P/PanSTARRS, що стане першим близьким дослідженням комети головного поясу. Ця місія вписується в ширшу дорожню карту Tianwen Китаю:
- Tianwen-3: повернення зразків з Марса, запуск у 2028 році
- Tianwen-4: орбітальний апарат системи Юпітера навколо Каллісто, запланований на 2029 рік
- Tianwen-5: атмосферна вибірка Венери в 2030-х роках
У той час як NASA та ESA просувають окремі місії повернення зразків з Марса та дослідження зовнішніх планет, успіх Tianwen-2 закріпить позицію Китаю як лідера в багатонаправлених дослідженнях з поверненням зразків.