Bí ẩn đào phía sau mặt trăng, Hằng Nga 6 đã sử dụng công nghệ laser nào?

Vào ngày 3 tháng 5, Chang'e 6 đã được phóng thành công, bắt đầu chuyến trở về lấy mẫu từ mặt trăng trở về đầu tiên của nhân loại.
Nó sắp hạ cánh xuống mặt sau của mặt trăng ở Nam Cực - Aitken Basin "đào", thu thập các khu vực địa lý khác nhau, độ tuổi của các mẫu mặt trăng, mang về Trái đất để nghiên cứu chuyên sâu.
Hiện tại, Chang'e 6 đã hoàn thành thành công bước quan trọng là "hãm gần mặt trăng" (tức là "hãm không gian") và đi vào quỹ đạo tròn thành công.
Điều đáng nói là công nghệ laser đóng một vai trò quan trọng trong sứ mệnh này.
Những dụng cụ và công nghệ laser nào đã được sử dụng?
Ngoài máy dò (chứa một số thiết bị quang học laser quan trọng), sứ mệnh Chang'e 6 còn mang theo trọng tải và chương trình vệ tinh từ bốn quốc gia, bao gồm Máy dò khí Radon của Pháp, Máy dò ion âm của ESA, Máy phản xạ góc laser của Ý và Khối lập phương của Pakistan. Ngôi sao. Trong số đó, MoonLIGHT, đèn phản quang góc laser của INFN của Ý, đặc biệt bắt mắt.
(1) Ánh trăng phản xạ góc laser của INFN Ý
Tấm phản xạ góc laser mà Chang'e 6 sẽ đặt ở mặt sau Mặt trăng được sử dụng để cung cấp dịch vụ điều hướng chính xác cho các vệ tinh quay quanh Mặt trăng. Tấm phản xạ là "MoonLIGHT" của INFN - Viện Vật lý Hạt nhân Quốc gia, Ý, có thể giúp các vệ tinh tính toán khoảng cách chính xác và nắm bắt quỹ đạo để cải thiện độ chính xác khi hạ cánh.
Đo khoảng cách bằng laze (LR) là một kỹ thuật được sử dụng để đo khoảng cách chính xác giữa trạm laser mặt đất và mục tiêu quang học (Bộ phản xạ góc khối lập phương, CCR).
Ngay từ năm 1969, tàu Apollo 11 của Mỹ đã đặt thiết bị phản xạ laser đầu tiên lên Mặt trăng để xác định chính xác khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng. Kết quả là việc thực hiện phép đo Khoảng cách Laser Mặt trăng (LLR) đã trở nên khả thi. Chỉ có năm quốc gia trên thế giới, bao gồm cả nước ta, có khả năng kỹ thuật để đo chính xác khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng bằng tia laser. Theo thống kê, nhân loại đã đặt tổng cộng 5 tấm phản xạ laser trên Mặt Trăng trong thế kỷ qua.
Trong những năm gần đây, các trạm laser mặt đất đã được cải thiện đáng kể, nhưng vẫn còn những hạn chế do rung động của mặt trăng, v.v. Để đạt được các phép đo LLR chính xác hơn, dự án MoonLIGHT, một thiết bị laser thử nghiệm có độ chính xác cao, đã được phát triển. MoonLIGHT áp dụng thế hệ thiết kế nhỏ gọn mới, với đường kính bề mặt phản chiếu 100 mm, giúp cải thiện độ chính xác của phép đo đến từng milimet. Trong tương lai, với MoonLIGHT sẽ có một CCR lớn duy nhất để giảm thiểu tác động của rung động.
Ngoài MoonLIGHT này, vào tháng 1 năm nay, tàu đổ bộ mặt trăng "Peregrine Falcon" của United Launch Alliance (ULA) mang theo Mảng phản xạ Laser (Mảng phản xạ laser, được gọi là LRA) và Thám hiểm sao Hỏa của NASA "The Laser- Mảng phản xạ (LRA) trên tàu đổ bộ mặt trăng của Falcon và Mảng phản xạ laser (LaRA) của Chương trình thám hiểm sao Hỏa (MEP) của NASA cũng rất được quan tâm.
(2) Một số thiết bị quang học và laser quan trọng của Viện Công nghệ và Vật lý Thượng Hải (SITP)
Được biết, máy phân tích phổ khoáng chất mặt trăng Chang'e 6, máy đo phạm vi và tốc độ laser cũng như máy nhạy hình ảnh ba chiều bằng laser do Viện Công nghệ và Vật lý Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc phát triển cũng đã cất cánh cùng với tàu thăm dò.
Theo trang web chính thức của Viện Công nghệ và Vật lý Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc:
- Máy phân tích phổ khoáng sản Mặt Trăng là một trong những thiết bị trọng tải của máy dò, sẽ thực hiện phát hiện quang phổ và phân tích sự phân bố thành phần khoáng sản của khu vực mẫu hạ cánh trên bề mặt Mặt Trăng;
- Cảm biến đo phạm vi laser và đo tốc độ, sẽ cung cấp thông tin về tốc độ và khoảng cách tầm xa khi tàu thăm dò hạ cánh trên bề mặt mặt trăng, là một cỗ máy độc lập quan trọng trong hệ thống con Kiểm soát thái độ (GNC);
- Bộ nhạy hình ảnh 3D laser sử dụng phương tiện quét hình ảnh nhanh bằng laser để phát hiện địa hình và địa mạo của bề mặt mặt trăng, cho phép tàu đổ bộ nhận ra khả năng tránh chướng ngại vật theo thời gian thực và cung cấp hình ảnh 3D chính xác về khu vực hạ cánh mặt trăng khi tàu thăm dò đang bay lơ lửng.
Vào thế kỷ 21, khi Trung Quốc triển khai dự án thám hiểm mặt trăng Hằng Nga, ý tưởng sử dụng tia laser để đo địa hình bề mặt mặt trăng theo ba chiều đã được đưa ra. Viện Công nghệ Thượng Hải chuyên nghiên cứu vật lý hồng ngoại và công nghệ quang điện tử, thế kỷ trước trong nền tảng trên không đã nhận ra tia laser như một phương tiện đo ba chiều bề mặt, từ "Chang'e I" bắt đầu, phát triển tải quang điện hoạt động không gian nhóm bắt đầu chuyển sang sứ mệnh không gian, khi nhiều thành viên được chế tạo thành một công nghệ quang phổ giống như nguồn gốc.
Ngoài ra, Viện Công nghệ Silicate Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một loạt "da ma thuật" và vật liệu chính cho "sáu cô gái" cũng thu hút sự chú ý, bao gồm cả tinh thể Tellurium dioxide cho máy quang phổ hình ảnh hồng ngoại của Xe thám hiểm mặt trăng Chang'e 6 và lớp phủ kiểm soát nhiệt cho máy dò. Trong máy quang phổ hình ảnh hồng ngoại của tàu thăm dò mặt trăng Chang'e 6, các tinh thể Tellurium dioxide kích thước lớn là vật liệu chính để hiện thực hóa trường nhìn rộng, độ phân giải không gian và quang phổ cao, cũng như các tinh thể Tellurium dioxide kích thước lớn với các đặc tính quang âm tuyệt vời đảm bảo hoàn thành nội dung quan trọng này đúng tiến độ.
Lần này Chang'e 6 sẽ tạo nên điều kỳ diệu gì?
Việc phóng thành công tàu thăm dò Hằng Nga 6 đánh dấu một bước đột phá lớn khác trong ngành vũ trụ Trung Quốc!
Sau khi phóng lên quỹ đạo, "Sáu cô gái" sẽ thực hiện chuyến bay kéo dài khoảng 53 ngày theo kế hoạch, trong đó nó sẽ trải qua các giai đoạn chuyển giao trái đất-mặt trăng, phanh gần mặt trăng, vòng quanh, hạ cánh và hạ cánh, làm việc trên bề mặt mặt trăng. , bề mặt mặt trăng đi lên, điểm hẹn, lắp ghép và chuyển mẫu, đi vòng quanh và chờ đợi, chuyển giao mặt trăng-trái đất, tái nhập cảnh và phục hồi.
Bản thân việc lấy mẫu mặt sau của mặt trăng đã là một phép lạ. Địa hình ở phía sau Mặt Trăng gồ ghề hơn phía trước khiến việc hạ cánh ở phía sau Mặt Trăng trở nên khó khăn, và khó khăn này còn tăng lên ở phía sau Mặt Trăng do vấn đề liên lạc giữa Trái Đất và Mặt Trăng.
Khó khăn lớn nhất có lẽ nằm ở việc thực hiện việc lắp ghép chính xác: tổ hợp tàu đổ bộ-máy bay lên cần được gắn với tổ hợp tàu quỹ đạo-người quay trở lại, có cơ hội quay về phía trước Mặt trăng theo quỹ đạo tròn, cho phép trạm mặt đất có thể đo quỹ đạo và liên lạc với nó, nhưng quỹ đạo trước đây không có sự hỗ trợ của bất kỳ trạm mặt đất nào trên bề mặt Mặt trăng và chỉ có thể liên lạc với Cầu Magpie 2.
Sự chênh lệch nhiệt độ vài trăm độ giữa ngày và đêm trên Mặt trăng cũng mang đến thử thách lớn cho hoạt động bình thường của nhiều thiết bị khác nhau. Vì lý do này, Viện Silicate Thượng Hải đã phát triển hơn 10 loại lớp phủ kiểm soát nhiệt vô cơ và những "lớp phủ kiểm soát nhiệt độ" này được sử dụng cho cơ chế camera toàn cảnh, tàu đổ bộ, xi lanh bảo vệ động cơ, bộ thu nhiệt độ ban đêm của tàu đổ bộ, điểm laser thiết bị, cơ chế lắp ghép, v.v.
Ngoài ra, Trung Quốc cũng sẽ trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ này, để lấy mẫu sự trở lại, nhưng cũng để tạo ra điều kỳ diệu trong công nghệ - Chang'e VI phải chính xác để làm tốt công việc "đi, đi, đi, đi, lùi, thành” năm hành động, mỗi hành động không thể xuất hiện bất kỳ lỗi nào.
Năm nay, Trung Quốc sẽ đẩy mạnh giai đoạn thứ tư của Dự án Thám hiểm Mặt trăng, dự kiến ​​sẽ bao gồm Hằng Nga-6, Hằng Nga-7 (tìm kiếm bằng chứng về sự tồn tại của nước trên the Moon) và Chang'e-8 (loại cơ bản để thành lập trạm nghiên cứu mặt trăng quốc tế). Vẫn còn nhiều khó khăn về mặt kỹ thuật cần khắc phục trước khi trạm nghiên cứu khoa học hoàn thiện.