Před padesáti lety tento měsíc umožnila mise NASA Apollo 8 lidským očím poprvé vidět přímo na druhou stranu Měsíce. Zem kráteru, kterou posádka viděla, když se točili kolem Měsíce, byla zcela skryta až do roku 1959, kdy sovětská mise Luna 3 přenášela černobílé obrazy šedé krajiny, nečinná a prakticky nezměněná po miliardy let. Očekává se však, že příští kapitola průzkumu v této netradiční půdě vytrhne trochu z dlouhodobého měsíčního prachu.
Čínská raketa Long March 3B dnes postavila kosmickou loď, která se pokusí o první měkké přistání na lunární vzdálené straně: Chang'e-4. Očekává se, že plavidlo přistane někdy od 1. do 3. ledna po pětidenní plavbě na Měsíc, vložení na oběžné dráhy a několik korekcí kurzu v přípravě na východ slunce nad předpokládaným místem přistání na kráteru Von Kármán na konci prosince.
Od zahájení svého lunárního projektu na počátku roku 2000 Čína postupovala rychle, aby se stala jediným národem, který na Měsíci od sovětské mise Luna 24 v roce 1976 přistál (na rozdíl od úmyslného dopadu) na cokoli. robotický lander a rover Chang'e-3 na Mare Imbrium v prosinci 2013 se Čína stala třetí zemí, která dosáhla lunárního přistání. Úspěch umožnil zemi znovu použít záložní kosmickou loď vyrobenou současně pro ještě ambicióznější misi.
V roce 2015 Čína oznámila, že náhradní kosmická loď Chang'e-4, přistávací a malý rover, bude použita na průkopnickou misi k přistání na druhé straně Měsíce - což byl čin, o který se nikdy kvůli své složitosti nepokusili.
Obraz přistávajícího Chang'e-3 na povrchu Měsíce pořízený malým roverem Yutu, který přistál po přistání nasadit. (Čínská akademie věd / Čínská národní vesmírná správa / Vědecké a aplikační centrum pro průzkum měsíce a vesmíru) Kosmická loď bude mít dohromady téměř čtyři metrické tuny a bude nést osm nástrojů a vědecké užitečné zatížení. Tyto nástroje budou použity v experimentech s nízkofrekvenčním rádiem využívajícím jedinečnou rádiovou tichou vzdálenou stranu, chráněnou Měsícem před kakofonií pozemních rádiových signálů. Vědecké experimenty na Chang'e-4 budou také zkoumat interakce částic slunečního větru s lunárním povrchem, provádět geologickou analýzu ze země a provádět mineralogické studie regolitů a hornin.
Připojit se k jízdě bude první lunární biosférický experiment navržený studenty na univerzitách po celé Číně, který sestává z kanystrů obsahujících vejce hedvábného červu, semena brambor a Arabidopsis - kvetoucí rostlina, která se v kosmickém výzkumu široce používá. S vodou, vzduchem a živinami pro organismy budou vědci studovat dýchání a fotosyntézu prvního života, která putuje na povrch vzdálené strany.
***
Přistání a provoz kosmické lodi na druhé straně Měsíce je obzvláště náročné díky fenoménu přílivového zamykání. Gravitační vliv Země v průběhu času zpomalil rotační období Měsíce, aby se rovnal času, který potřebuje k dokončení oběžné dráhy kolem Země. Výsledkem je, že stejná strana Měsíce vždy stojí proti těm z nás na zemi. Pro poslání příkazů na druhou stranu vyžaduje mise jako Chang'e-4 některá inovativní komunikační řešení.
Aby kontaktovala kosmickou loď během přistání a po přistání, vypustila Čína v květnu reléový satelit s názvem Queqiao s velkou parabolickou anténou. Satelit je umístěn na halo orbitě ve stabilním bodě asi 65 000 až 85 000 kilometrů za Měsícem, známým jako druhý Lagrangeův bod Země-Měsíc. Z tohoto okounu se Queqiao těší stálému vidění jak s pozemními pozemními stanicemi, tak s přistávacím stanovištěm Chang'e-4.
První snímek, který byl kdy pořízen na druhé straně Měsíce, odhalující povrchové rysy, které se výrazně lišily od blízké strany. Snímek byl pořízen sovětskou kosmickou lodí Luna 3 7. října 1959. (Public Domain) Ale další úsilí se tam dostat by mělo stát za to. Mise umožní nejen pozorování vesmíru bez elektromagnetického rušení ze Země, ale lunární vzdálená strana také slibuje nahlédnutí do historie a vývoje Měsíce a Země. Po celá desetiletí vědci touží po prozkoumání rozsáhlé oblasti známé jako Basin jižního pólu-Aitken (SPA), která sahá od jižního pólu až k kráteru Aitken.
SPA mísa má průměr asi 2 500 km a hloubku 12 km, což z ní činí jeden z největších a nejstarších nárazových kráterů sluneční soustavy. Půda v této oblasti by mohla obsahovat exponovaný materiál z hlubšího lunárního pláště, tlačeného na povrch během velkých nárazových miliard před lety. A vzhledem k tomu, že mnoho astronomů věří, že Měsíc je vytvořen ze stejného materiálu jako Země, mohla by lázeňská mísa potenciálně poskytnout informace o tom, jak proto-Země vypadala, těsně po teoretické kolizi, která Měsíc vytvořila. Někdy po této srážce se život zakořenil a vzdálená strana Měsíce může do této hádanky přidat několik kousků.
Místo přistání, i když není oficiálně potvrzeno, se považuje za jižní patro kráteru Von Kármán. Bradley Jolliff, profesor Země a planetárních věd na Washingtonské univerzitě v St. Louis, poznamenává, že vybrané místo v Von Kármán je relativně plynulé kvůli starověkému lávovému proudu, což nabízí bezpečnější přistání.
Meng Zhiguo, profesor na Vysoké škole geoinformační vědy a technologie na Jilinově univerzitě a spoluautor příspěvků o přistávacích místech kandidátů na Chang'e-4, se zvláště zajímá o možné poznatky, které by mise mohla nabídnout do složení lunární vzdálená strana byla umožněna dvěma spektrometry létajícími na kosmické lodi, viditelným a blízkovlnným zobrazovacím spektrometrem (VNIS) a nízkofrekvenčním spektrometrem (LFS).
„Složení kráterového dna s bazalty klisny poskytne přímý důkaz o sopečném klisně na lunární straně daleko, což je užitečné k dalšímu pochopení rozdílu sopky klisny mezi blízkou a vzdálenou stranou, “ říká Meng.
Malý rover, Yutu (v čínštině Jade Rabbit ), poté, co byl nasazen z landeru Chang'e-3. (Čínská akademie věd / Čínská národní vesmírná správa / Vědecké a aplikační centrum pro průzkum měsíce a vesmíru) Blízká strana lunárního povrchu má mnoho obrovských čedičových plání známých jako maria. Každá klisna byla vytvořena sopečnými erupcemi v dávné minulosti a mohou být pouhým okem považovány za tmavé ploché oblasti. Na druhé straně je však relativně málo marií. Unikátní krajina Chang'e-4 se setká s dalšími výzvami jak při výběru lokalit, tak při provádění přistání.
Mise by také mohla dále porozumět tvorbě skalnatých těl a vývoji vrstev, jako je kůra, plášť a jádro. "Kompozice mohou pocházet z jiné hloubky mělké vrstvy Měsíce, " říká Meng, "což je důležité pro pochopení postupu historie lunárního magmatického oceánu a hypotézy globální diferenciace, " (což je hypotéza, že proto-Země se srazila s tělem o velikosti Mars známým jako Theia, takže systém Země-Měsíc se vytvořil z trosek).
***
Bohužel, Jolliff říká, jeden z hlavních důvodů pro návštěvu této oblasti Měsíce se nebude řešit. "Klíčovým dlouhodobým vědeckým cílem mise do lázeňské pánve je zjistit její věk a složení původních impaktovaných materiálů, které potenciálně obsahují horniny vykopané velmi hluboko z Měsíce, možná jeho plášť, " říká . "Bohužel mise CE-4 není schopna tyto problémy řešit, ani se nebude zabývat těmito problémy zvláště na zvláštním místě v SPA."
Druh mise, který by mohl skutečně poskytnout obraz o tom, co je na druhé straně, by vyžadoval návrat vzorku. Jolliff navrhl takovou misi pro vracení vzorků do povodí SPA prostřednictvím programu NASA New Frontiers, ale prozatím žádná taková mise nebyla schválena k financování.
Čína připravuje měsíční návrat vzorku s Chang'e-5, který měl být zahájen před Chang'e-4 v listopadu 2017. Neúspěšné spuštění v červenci toho roku dlouhého března 5 - raketa těžkého výtahu potřebná pro větší užitečné zatížení - odložila mise nejdříve na konec roku 2019.
Pokud se vše povede dobře s letem Chang'e-5 do oblasti Mons Rümker v Oceanus Procellarum, jeho záloha, Chang'e-6, by se mohla pokusit o ukázkový návrat na lunární straně nebo možná na jižním pólu Měsíce v začátek 20. let. Rozšíření plánů čínského robotického lunárního průzkumu vede k cílům, které Jolliff a další espouse, ale pro dnešní misi, je to všechno o lepení přistání.
"Zdůraznil bych význam přistání na druhé straně, něco, co žádná z ostatních vesmírných zemí neučinila." Cvičení velení a řízení mise ze Země, vzdáleně přes komunikační satelit, je rozhodně odrazovým můstkem pro čínský vesmírný program, “říká Jolliff a poznamenává, že Chang'e-5 bude následovat rychle poté. "Tyto mise se konají v rychlém sledu, a to také ukazuje odhodlání tohoto programu posunout se vpřed směrem k konečnému cíli, kterým je umístění čínských astronautů na lunární povrch."
Část lunární vzdálené strany, zobrazovaná posádkou Apolla 8 24. prosince 1968. (NASA) Jak se Čína připravuje na tři mise na povrch Měsíce v příští polovině desetiletí, je pravděpodobné, že se národ stane významným globálním lídrem v lunárním průzkumu. Meng říká, že data z mise Chang'e-4 budou zpřístupněna vědcům mimo Čínu a kosmická loď nese nástroje z Německa a Švédska jako součást mezinárodního partnerství, které zahrnuje Nizozemsko a Saúdskou Arábii.
„Úspěšným dokončením této mise se Čína stane lídrem v mezinárodním průzkumu Měsíce, “ říká James Head, profesor geologických věd na Brown University. "[Oni] již nabízejí využití své přenosové satelitní infrastruktury mezinárodní vesmírné komunitě."
Čínské lunární mise jsou v čele vlny obnoveného zájmu o našeho nebeského souseda, přičemž NASA, Evropská kosmická agentura, Rusko a Indie v nadcházejících letech pracují na různých robotických misích a misích s posádkou. Čínské plány se však konečně začínají formovat, a to již dnes, a plány již probíhají v dílech pro Chang'e-7, technologický demonstrant, který otestuje proveditelnost dlouhodobých cílů, jako je využití vodního ledu na místě. nebo kovy.
"Každá nová mise na Měsíc přináší překvapení, " říká Head. "Chang'e 4 nebude jen monumentální technický úspěch, ale bezpochyby přinese nové objevy a překvapení."
Andrew Jones je novinář, který podává zprávy o čínském vesmírném programu, píše pro SpaceNews, Gbtimes a přispívá hostujícími blogy v Planetární společnosti. Sídlí ve Finsku.
