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Chang'e 5

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Chang'e 5
Dati della missione
OperatoreAgenzia Spaziale Cinese
NSSDC ID2020-087A
SCN47097
DestinazioneLuna
Esito
  • Atterraggio effettuato con successo
  • circa 2 kg di materiale prelevato dalla Luna sono stati riportati a Terra
VettoreLunga Marcia 5
Lancio23 novembre 2020
Luogo lanciocentro spaziale di Wenchang
Sito atterraggioMons Rümker, nell'Oceanus Procellarum
Proprietà del veicolo spaziale
CostruttoreCAST
Programma cinese di esplorazione della Luna
Missione precedenteMissione successiva
Chang'e 4 Chang'e 6
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Chang'e 5 (cinese: 嫦娥五号; pinyin: Cháng'é wǔhào) è stata una missione cinese esplorazione lunare senza equipaggio umano, che consisteva in un lander e un veicolo per riportare sulla Terra campioni lunari. Il vettore è decollato correttamente il 23 novembre 2020 alle ore 20:33 UTC[1], dopo essere stato posticipato a causa del fallimento del vettore Lunga Marcia 5 nel 2017.[2] Chang'e 5 è stata prima missione di ritorno campioni cinese, che ha riportato sulla Terra circa 2 kg di suolo lunare e rocce.[3][4] Come i suoi predecessori, la sonda prende il nome dalla dea cinese della Luna, Chang'e. Questa è stata la prima missione di ritorno di campioni lunari da Luna 24 nel 1976.

Sviluppo

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Componenti
Sito di allunnaggio: vicino alla collina Louville Omega (Louville ω) vicino al Cratere Louville

Il programma cinese di esplorazione della Luna è progettato per essere condotto in tre fasi di avanzamento tecnologico: la prima era semplicemente il raggiungimento dell'orbita lunare, riuscito da Chang'e 1 nel 2007 e da Chang'e 2 nel 2010. La seconda era l'atterraggio di un rover sulla Luna, come fecero Chang'e 3 nel 2013 e Chang'e 4 nel 2019 (lanciata a dicembre 2018 e atterrata sul lato nascosto della Luna a gennaio 2019). La terza fase era invece la raccolta di campioni lunari dal lato visibile e il ritorno sulla Terra, un compito per le future missioni Chang'e 5 e Chang'e 6. Il programma mira a semplificare l'atterraggio umano sulla Luna negli anni 2030 ed eventualmente la costruzione di un avamposto vicino al polo sud.[5]

La sonda è stata lanciata dal razzo Lunga Marcia 5 al Centro spaziale di Wenchang in Hainan, diretta verso la regione nord-occidentale della Luna; la regione specifica identificata per la raccolta dei campioni è Mons Rümker nell'Oceanus Procellarum.[3][6]

Caratteristiche tecniche

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I componenti lander e ascender nel sito di assemblaggio

La missione Chang'e-5 è composta da quattro moduli:

  • Lander: il componente che è atterrato sulla superficie lunare dopo la separazione dall'orbiter. Conteneva uno strumento per scavare e raccogliere il terreno.
  • Ascender: questo modulo conteneva il contenitore con i campioni. Dopo aver lasciato la superficie lunare, e si è agganciato in orbita lunare con l'orbiter. Successivamente i campioni raccolti sono stati trasferiti sull'orbiter, ed è precipitato sulla Luna l'8 dicembre 2020
  • Orbiter: dopo aver recuperato i campioni dall'Ascender, l'Orbiter ha lasciato l'orbita lunare per iniziare il viaggio di ritorno. Una volta raggiunta l'orbita terrestre, è stata rilasciata la capsula di rientro, chiamata Returner e contenente i campioni.
  • Returner: la capsula di rientro, che ha effettuato una manovra di skip reentry prima di atterrare.

I quattro componenti sono stati lanciati assieme. Dopo aver raggiunto l'orbita lunare (28 novembre 2020, 14:58 UTC), i moduli Lander e Ascender si sono separati dai moduli Orbiter e Returner (29 novembre 2020, 20:40 UTC) e hanno iniziato la discesa sulla superficie lunare, dove sono allunati il 1 dicembre 2020 alle 15:13 UTC. Dopo aver raccolto i campioni, l'Ascender si è separato dal Lander (3 dicembre 2020, 15:11 UTC) ed è tornato in orbita. Successivamente si è agganciato in orbita lunare con l'Orbiter e il Returner, e ha trasferito i campioni su quest'ultimo. L'Ascender si è poi sganciato ed è precipitato sulla Luna l'8 dicembre 2020 alle 22:49 UTC. L'Orbiter e il Returner hanno iniziato il viaggio di ritorno, e una volta entrati in orbita terrestre, il Returner si è separato ed è atterrato sulla Terra il 16 dicembre 2020 alle 17:59 UTC[3][7].

Strumenti ed esperimenti scientifici

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Il lander portava telecamere di atterraggio, una telecamera panoramica, uno spettrometro minerale, uno strumento per analizzare il gas del suolo, uno per analizzare la composizione del suolo, un termo-detector, e un georadar.[3][7] Per l'acquisizione dei campioni, era stato predisposto con un braccio robotico, un trapano, una paletta, e dei tubi per isolare i singoli campioni.[7]

Si stima che la massa al lancio fosse di 3780 kg, quella del lander fosse di 1200 kg e quella del veicolo di ascesa circa 120 kg.[3][8] Il lander è atterrato correttamente alle 16:13 del 1 dicembre 2020[4] [9].

Panoramica di missione

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Lancio

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Il lancio era previsto a novembre 2017, tramite il vettore Lunga Marcia 5. Tuttavia, un'avaria del lanciatore a luglio 2017 ha costretto a riprogrammare il lancio due volte[2]. Il 27 dicembre 2019, il vettore è tornato con successo a volare, permettendo la ripresa delle missioni[10]. La sonda è stata lanciata con successo il 23 novembre 2020 alle 20:30 dal centro spaziale di Wenchang, sull'isola di Hainan.

Viaggio Terra-Luna

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Dopo il lancio, è stata effettuata una prima correzione di rotta il 24 novembre 2020, e una seconda correzione il 25 novembre. L'inserimento in una orbita lunare ellittica è avvenuto il 28 novembre 2020 alle 14:58 UTC, modificata in una orbita circolare il 29 novembre alle 12:23 UTC.

Atterraggio

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La coppia di moduli Lander/Ascender è atterrato sulla superficie lunare il 1 dicembre 2020 alle 15:11 UTC[11], alle coordinate 43.1°N (latitudine), 51.8°W (longitudine) nell'Oceanus Procellarum, nei pressi del complesso vulcanico Mons Rümker[12], nell'emisfero settentrionale del lato visibile. In particolare, il punto di atterraggio presenta del terreno di tipo KREEP, caratterizzato da un tipo di basalto più giovane, risalente a circa 1,21 miliardi di anni fa[4], ricco di minerali come titanio, torio, olivina, che non è mai stato esplorato dalle missioni Apollo o dalle missioni Luna. Si pensa che la recente età geologica dei campioni possa migliorare la comprensione del nostro satellite, in particolare dell'evoluzione geologica più recente[13].

Rientro

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Il modulo Ascender ha lasciato la superficie lunare il 3 dicembre 2020 alle 15:10 UTC, e sei minuti dopo è giunto in orbita lunare[14]. Il 5 dicembre alle 21:42 UTC il modulo si è agganciato all'Orbiter/Returner, e il 6 dicembre si è sganciato, per essere de-orbitato e fatto precipitare sulla Luna[15]. Il 13 dicembre 2020 alle 01:51 UTC, l'Orbiter e il Returner hanno acceso con successo i propulsori per entrare nella rotta di trasferimento Luna-Terra[16].

Il 16 dicembre il Returner, ha effettuato un rientro di tipo skip reentry, rimbalzando sull'atmosfera sopra al Mar Arabico prima dell'ingresso atmosferico vero e proprio. Il modulo è atterrato con successo nella Bandiera di Dorbod, nella regione Ulaan Chab della Mongolia Interna[17].

Chang'e 5-T1

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Lo stesso argomento in dettaglio: Chang'e 5-T1.

Chang'e 5-T1 è una missione lunare sperimentale lanciata il 23 ottobre 2014 per effettuare prove di rientro atmosferico per la capsula pianificata per essere utilizzata in Chang'e 5.[18][19] Il suo modulo di servizio, chiamato DFH-3A, rimase in orbita terrestre prima di venir ricollocato, tramite il punto Terra-Luna L2, in orbita lunare il 13 gennaio 2015, dove sta consumando i suoi restanti 800 kg di propellente per collaudare manovre cruciali per le missioni lunari future.[20]

Note

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  1. ^ Luca Nardi, Chang’e-5: un pezzo di Luna sulla Via della seta, su INAF (a cura di), media.inaf.it, 23 novembre 2020.
  2. ^ a b (EN) Long March 5 failure to postpone China’s lunar exploration program, su spacenews.com.
  3. ^ a b c d e (EN) David R. Williams, Future Chinese Lunar Missions], su nssdc.gsfc.nasa.gov, NASA Goddard Space Flight Center.
  4. ^ a b c (EN) China Chang’e 5 probe has safely landed on the Moon, su arstechnica.com, 1º dicembre 2020.
  5. ^ China lays out its ambitions to colonize the moon and build a "lunar palace". Echo Huang, Quartz. 26 aprile 2018.
  6. ^ (EN) China confirms landing site for Chang'e-5 Moon sample return, su gbtimes.com. URL consultato il 25 febbraio 2019 (archiviato dall'url originale il 28 marzo 2019).
  7. ^ a b c (EN) Chang’e 5 Test Mission, su spaceflight101.com. URL consultato il 25 febbraio 2019 (archiviato dall'url originale il 4 ottobre 2017).
  8. ^ China well prepared to launch Chang e-5 lunar probe in 2017: top scientist. China Academy of Space Technology (CAST). 25 ottobre 2016.
  9. ^ (EN) Paul Voosen, China lands its Moon rocks in Inner Mongolia, su sciencemag.org, 16 dicembre 2020.
  10. ^ Andrew Jones, Successful Long March 5 launch opens way for China’s major space plans, su spacenews.com, 27 dicembre 2019.
  11. ^ Steven Lee Myers e Kenneth Chang, China Lands Chang'e-5 Spacecraft on Moon to Gather Lunar Rocks and Soil, su nytimes.com, The New York Times, 1º dicembre 2020.
  12. ^ Jiannan Zhao, Long Xiao, Le Qiao, Timothy D. Glotch e Qian Huang, The Mons Rümker volcanic complex of the Moon: a candidate landing site for the Chang'e-5 mission, in Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 122, n. 7, 27 giugno 2017, pp. 1419-1442, Bibcode:2017JGRE..122.1419Z, DOI:10.1002/2016je005247, ISSN 2169-9097 (WC · ACNP).
  13. ^ Yuqi Qian, Long Xiao, James W. Head, Carolyn H. van der Bogert, Harald Hiesinger e Lionel Wilson, Young lunar mare basalts in the Chang'e-5 sample return region, northern Oceanus Procellarum, in Earth and Planetary Science Letters, vol. 555, febbraio 2021, p. 116702, DOI:10.1016/j.epsl.2020.116702.
  14. ^ Jones Andrew, China's Chang'e 5 probe lifts off from moon carrying lunar samples, su space.com, 3 dicembre 2020.
  15. ^ Chang'e-5 spacecraft smashes into moon after completing mission, su spacenews.com, SpaceNews. URL consultato l'11 dicembre 2020.
  16. ^ CNSA, Chang'e 5 set to start journey to Earth, su cnsa.gov.cn.
  17. ^ CNSA, Chang'e 5's reentry capsule lands with moon samples, su cnsa.gov.cn.
  18. ^ (EN) Chinese Long March Rocket successfully launches Lunar Return Demonstrator, su spaceflight101.com. URL consultato il 25 febbraio 2019 (archiviato dall'url originale il 24 settembre 2015).
  19. ^ China launches test return orbiter for lunar mission, su news.xinhuanet.com.
  20. ^ Chang'e 5 Test Mission Updates, su spaceflight101.com. URL consultato il 25 febbraio 2019 (archiviato dall'url originale il 24 settembre 2015).

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