Chandrayaan-3: Allt du behöver veta om uppdraget och vad som händer efter dess framgångsrika månlandning (2023)

… … och här är hurChandrayaan-3 Rover rampade ner från Lander till månens yta.pic.twitter.com/nEU8s1At0W

—ISRO(@isro)25 augusti 2023

NärChandrayaan-3 lyfte till månen den 14 juli, vi förklarade grunderna för uppdraget – hur ett uppdrag lanseras i rymden, vadChandrayaan-1 ochChandrayaan-2 uppdrag var, etc. Du kanklicka här för att läsa den. Här förklarar vi ytterligare varför en "mjuk landning" var avgörande för uppdraget, vad som gör landning på sydpolen till en svår bedrift och vad som ska hända efter landningen.

Vad är en mjuklandning, och varför landade Chandrayaan-3 på sydpolen?

EnligtISRO, uppdragets tre mål var att demonstrera en säker och mjuk landning på månens yta, att demonstrera en Rover som strövar på månen och att genomföra vetenskapliga experiment på plats.

Mjuklandning betyder helt enkelt att landa med en försiktig, kontrollerad hastighet för att inte skada ett rymdskepp. Amitabha Ghosh, en vetenskapsman för NASA:s Rover-uppdrag till Mars,förklarade det i The Indian Express så här:"Föreställ dig en rymdfarkost som susar genom rymden, med tio gånger snabbare hastighet än ett flygplan, måste nästan stanna för att landa försiktigt på jorden - allt på några minuter och, ännu viktigare, utan mänsklig inblandning . Detta är i ett nötskal en mjuk landning.”

Att göra det visar upp en rymdfarkosts tekniska kapacitet. Landningsplatsen ligger nära månens sydpol på 70 graders latitud.

Alla de tidigare rymdfarkosterna som har landat på månen har landat i området nära månens ekvator, för det första för att det är lättare och säkrare här. Terrängen och temperaturen är mer gynnsamma för en lång och uthållig drift av instrument. Solljus är också närvarande och erbjuder en regelbunden energitillförsel till solcellsdrivna instrument.

Månens polarområden är dock annorlunda. Många delar ligger i ett helt mörkt område utan solljus, och temperaturen kan gå under 230 grader Celsius. Detta skapar svårigheter vid driften av instrument. Dessutom finns det stora kratrar överallt.

Här är hur Chandrayaan-3 nådde månbanan och hur den planerar att sjunka ner till månens yta.

Som ett resultat har månens polarområden förblivit outforskade. De extremt kalla temperaturerna kan innebära att allt som är instängt i regionen förblir fruset i tid, utan att genomgå någon större förändring. Stenarna och jorden i månens nord- och sydpol kan därför ge ledtrådar till det tidiga solsystemet.

I synnerhet,Chandrayaan-2 planerade också att landa i denna region 2019, men den kunde inte åstadkomma en mjuklandning och tappade kontakten efter att den träffade ytan.

Varför kunde Chandrayaan-2 inte landa korrekt, och vad har förändrats sedan dess?

Efterföljande analyser rapporterade att det fanns både mjukvaru- och hårdvaruproblem under 2019Chandrayaan-2.IsroOrdförande S Somanath sa nyligen att förändringarna i det nuvarande uppdraget var "misslyckande". Han sa, "Istället för en framgångsbaserad design iChandrayaan-2, vi gör en felbaserad design iChandrayaan-3 —vi tittar på vad som kan gå fel och hur vi ska hantera det.Några av de ändringar som har gjorts är:

*Chandrayaan-2 tappade kontrollen över sin nedstigning cirka 7,2 km från månens yta. Dess kommunikationssystem vidarebefordrade data om förlust av kontroll upp till cirka 400 m över ytan. Landern hade saktat ner till cirka 580 km/h när den kraschade.

En Lander har inga hjul; den har styltor, eller ben, som är tänkta att landa på månens yta, benen påChandrayaan-3 har förstärkts för att säkerställa att den skulle kunna landa, och stabiliseras, även med en hastighet av 3 m/sek, eller 10,8 km/timme.

*Den blivande landningsplatsen fick sin räckvidd utökad, denna gång. Istället för att försöka nå en specifik 500mx500m patch för landning enligt målet avChandrayaan-2, det nuvarande uppdraget fick instruktioner om att landa säkert var som helst i ett 4kmx2,4km område.

*DeChandrayaan-3 Lander transporterade mer bränsle änChandrayaan-2. Detta gjordes för att säkerställa att Landern kan göra en sista-minuten-ändring av sin landningsplats om den behöver.

*DeChandrayaan-3 Lander har solpaneler på fyra sidor, istället för bara två inChandrayaan-2. Detta för att säkerställa att Landern fortsatte att dra solenergi, även om den landade i fel riktning, eller ramlade omkull. Åtminstone en eller två av dess sidor skulle alltid vara vända mot solen och förbli aktiva.

Vad behövde hända för att Chandrayaan-3 skulle landa framgångsrikt?

Den kritiska tekniska manövern somChandrayaan-3 Lander var tvungen att utföra den 23 augusti, när den gick in i de sista 15 minuterna av sitt försök att göra en mjuklandning på månen, var att överföra sin höghastighets horisontella position till en vertikal - för att underlätta en mjuk nedstigning upp till ytan.

EfterChandrayaan-2 misslyckades i sitt mjuklandningsuppdrag, K Sivan, då ordförande förISRO, beskrev denna process som "15 minuter av terror" för dem. Den innehåller fyra faser:

1. Den grova bromsfasen inkluderar att minska landarens horisontella hastighet från ett område på 1,68 km/sek (mer än 6 000 km/h) på en höjd av 30 km från månens yta, till nästan noll för en mjuklandning på den angivna platsen . Detta måste göras med precision, inom vissa tidsperioder.Läs denna förklaring för en mer detaljerad förklaring.

2. På en höjd av 7,42 km från ytan ska landaren gå in i en "hållningsfas" som varar cirka 10 sekunder, under vilken den ska luta från horisontellt till vertikalt läge samtidigt som den täcker en sträcka på 3,48 km.

3. Den "fina bromsfasen" varar i cirka 175 sekunder, under vilken landaren ska röra sig helt i vertikalt läge. Det är för att korsa de sista 28,52 km till landningsplatsen, höjden kommer ner till 800-1 000 m, och den skulle nå en nominell hastighet på 0 m/sek. Det var mellan "hållningsfasen" och "finbromsningsfasen" somChandrayaan-2 tappade kontrollen och kraschade.

4. "Terminal descent" är det sista steget, när rymdfarkosten är tänkt att sjunka helt vertikalt på ytan.

Och slutligen, vad kommer att hända efter Chandrayaan-3:s framgångsrika landning på månen?

Rymdfarkoster bär ofta vissa instrument och experimenterar med dem (kallade nyttolaster) som observerar och registrerar vad som händer i rymden. Denna information vidarebefordras sedan till jorden för forskare att analysera och studera.

De sex nyttolasterna på Vikram lander och rover Pragyan förblir desamma som det tidigare uppdraget. Det kommer att finnas fyra vetenskapliga nyttolaster på landaren för att studera månskalv, månens ytas termiska egenskaper, förändringar i plasman nära ytan och ett passivt experiment för att hjälpa exakt mäta avståndet mellan jorden och månen. Den fjärde nyttolasten kommer från NASA.

Det finns två nyttolaster på Rover, utformade för att studera den kemiska och mineraliska sammansättningen av månytan och för att bestämma sammansättningen av element som magnesium, aluminium och järn i månens jord och stenar.

För en detaljerad analys av dessa experiment och hur de bygger på resultat från tidigareChandrayaanuppdrag (Chandrayaan-1 ochChandrayaan-2),läs vår förklarande här.