Kineska sonda 'Tianwen 1' ušla je u orbitu oko Marsa 10. februara 2021. Tako je Kina postala šesta zemlja čija je letilica ušla u orbitu oko Crvene planete – zanimljivo, manje od jednog dana nakon što su Ujedinjeni Emirati to isto uradili sa sondom 'Al Amal'. Ulazak u orbitu se dogodio nakon 202 dana leta, dok se Mars nalazio na udaljenosti od 192 miliona kilometara od Zemlje. Trenutno se u orbiti oko Marsa nalaze sonde: MarsOdyssey (NASA), MRO (NASA), MAVEN (NASA), Mars Express (ESA), ExoMarsTGO (ESA / Rusija), Mangalyaan (Indija), Al Amal (UAE) i Tianwen 1 (Kina). Ovim sondama treba dodati dve Nasine misije koje su još uvek aktivne na površini Marsa: InSight i Curiosity.
'Tianwen 1' je uključio marševski motor snage 3000 njutna – sličan onom koji je nedavno upotrebio servisni modul lunarne sonde 'Chang'e 5' – 10. februara u 10:03 po našem vremenu. U 10:14 sonda je ušla u Marsovu senku i njen signal se, kako se i očekivalo, izgubio. Kočenje 'Tianwena 1' je trajalo oko 15 minuta, ali nije bilo moguće proveriti da li je sonda ušla oko Marsa sve dok nije izašla iz planetne senke u 10:48. 'Tianwen 1' se našao u vrlo eliptičnoj orbiti, dimenzija 400×180.000 kilometara i nagib 11,8º, sa periodom od jedanaest dana. Očekuje se da će za pet dana sonda ponovno da upali svoj glavni motor kako bi promenila nagib orbite dok ne dosegne 86,9º, što će joj omogućiti da preleti Marsov pol. Kasnije, tokom dvodnevnog perioda biće postavljena u izvidničku orbitu dimenzija 165×60.000 km. Iz ove orbite sonda će instrumentima proučavati planetu, a posebno područje Utopia Planitia, ogromnog udarnog kratera, gde je predviđeno sletanje lendera sa roverom. Ne zaboravimo da Kina nema direktan pristup mnogim podacima o Marsu koje su godinama pribavljale američke i evropske sonde – da, nema sve na internetu – i, da bi se obezbedili, kineski navigatori i tehničari moraju da budu sigurni da imaju dovoljno precizni geodetski model Marsove površine.
Slika Marsa napravljena HiRIC kamerom 'Tianwena 1' 5. februara sa udaljenosti od 2,2 mil. km od mesta ulaska u orbitu planete.
Orbite 'Tianwena 1'.
Detalji manevara na putu do Marsa.
Ovu tehniku 'starta od nule' Kina je već primenila u svom programu za istraživanje Meseca CLEP (Chinese Lunar Exploration Program), kada je poslala prve dve sonde 'Chang'e' za mapiranje Meseca i tačno premeravanje njegovog reljefa. U zavisnosti od rezultata dobijenih sa 'Tianwenovog' orbitera, sletni stepen sa roverom biće odvojen početkom maja, iako bi po potrebi moglo doći i do odlaganja juna. Prednost sletanja sa orbite Marsa je u tome što na datum spuštanja rovera ne utječe toliko nebeska mehanika. Zapravo, 'Tianwen1' će biti prva sonda još od Nasinih 'Viking' misija iz 70-ih koja poseduje sletnu kapsulu koja će se odvojiti i krenuti sa Marsove orbite (sovjetske kapsule 'Mарс' i sonda 'Beagle 2' misije 'Mars Express' odbacivane su pre ulaska glavnog 'busa' u orbitu). Silazak sonde do površine trajaće devet minuta, nešto duže od 'sedam ili osam minuta terora' najnovijih Nasinih sondi. Dok se rover bude nalazio na površini Marsa, kineski orbiter će biti zadužen za prenos podataka na Zemlju (Kinezi ne žele da koriste strane sonde u Marsovoj orbiti za ovaj zadatak). Nakon toga, 'Tianwen 1' će biti postavljen u orbitu 265×12.500 km, odakle će relejno prenositi podatke o roveru na Zemlju (misija rovera bi trebalo da traje oko 92 dana). Konačna naučna orbita će imati dimenzije 265×12000 km, sa periodom od 7,8 sati.
Zona sletanja 'Tianwena 1'. Sleteće relativno blizu Nasinog 'Perseverancea'.
Podaci o roveru 'Tianwen 1'.
'Tianwen 1' (TW-1, ili 天 问 一号, odn. nešto kao 'potraga za nebeskom istinom' na mandarinskom) svoje ime duguje delu 'Tianwen', koja je deo pesničke antologije Chu Cija, napisane u IV veku pre Hrista. Sonda je dobila ovo ime prošlog aprila, jer je do tada bila poznata jednostavno kao 'Huoxing-1' (火星 一号), odnosno'Mars 1'. 'Tianwen 1' je lansiran 23. jula 2020. u 02:41 po našem vremenu raketom 'Dugi Marš 5' CZ-5 Y4lansiranom iz kosmičkog centra Wenchang (na otoku Hainan). Kada je bila udaljena 1,2 miliona kilometara, sonda je snimila zajedno Zemlju i Mesec. 1. avgusta u 21:00 sonda je izvršila prvu malu korekciju putanje – ili TCM-1[1] (Trajectory Correction Maneuvers na engleskom, odn. 进行 中途 修正 na mandarinskom) – koristeći svoj glavni potisni motor snage 3 kilonjutna. 20. septembra u 13:00 izveden je i drugi manevar, TCM-2, koji je trajao samo dvadeset sekundi, ali ovog puta su umesto glavnog motora korišćena četiri trastera od 120 njutna.
Zemlja i Mesec iz kosmosa. Lepo se vidi da su to dve ravne ploče ali pod uglom.
U septembru 2020. 'Tianwen 1' je ispalio mali satelit TDC sa dve kamere koje su pravile po jednu sliku u sekundi i testirale Wi-Fi vezu sa 'Tianwenom' šaljući mu slike a ovaj dalje u Kinu.
Šestomesečna putanja kineske sonde.
Sonda je 1. septembra snimila selfie koristeći tzv. Deployable cameru (TDC), a 9. oktobra uspešno izvela veliki manevar u dubokom kosmosu (DSM), tokom kojeg je radi podešavanja ravni trajektorije uključila marševski motor u trajanju od 480 sekundi. 28. oktobra je izveden mali treći korektivni manevar (2,09 m/s), TCM-3, ovog puta uz pomoć osam trastera od 25 njutna, da bi napokon 5. februara s istim potisnicima bio izveden i četvrti i poslednji manevar (0,64 m/s), TCM-4.
Kada se uporedi sa Zorkićem na gornjoj slici, 'Tianwen 1' je velika sonda, lansirne težine 4920 kg. Brod je podeljen u dva dela: orbiter i kapsula sa sletnim stepenom i roverom. Orbiter ima težinu od 3175 kg, dok kapsula sa stetnim stepenom (ili lenderom) doseže 1745 kg (sam lender ima težinu od 1300 kg). Rover, koji još uvek nema zvanično ime, ima dimenzije 2,0×1,65×0,8 metara i težinu od 240 kg. To će reći da je veći od lunarnih rovera 'Yutu' i 'Yutu 2' (140 kg) i Nasinih MER-ova 'Spirita' i 'Opportunityja' (185 kg). Očekuje se da će njegova misija na površini trajati 92 dana, ali neće biti greda ako potraje i više.
Sonda pred lansiranje sa tehničarima koji su formirali ime misije.
Elementi sonde.
Elementi misije.
Sonda 'Tianwen 1' pre lansiranja.
Orbiter nosi sedam naučnih instrumenata: kameru HiRIC (High-Resolution Imaging Camera), sa rezolucijom od 10 metara po pikselu u boji i 2,5 do 0,5 metra u crno-beloj (panhromatska), kameru MoRIC(Moderate Resolution Imaging Camera), s rezolucijom od 100 metara po pikselu sa visine od 400 km, radarMOSIR (Mars Orbiter Scientific Investigation Radar), detektor čestica MINPA (Mars Ion and Neutral Particle Analyzer) za proučavanje atmosfere Marsa i njene interakcije sa solarnim vetrom, spektrometar MMS (Mars Mineralogic Spectrometer) za analizu sastava površine, senzor MEPA (Mars Energetic Particle Analyzer) za proučavanje energetskih čestica i magnetometar MOMAG (Mars Orbiter Magnetometer), razvijen u saradnji s austrijskom Akademijom znanosti (kao anegdota, službeni nazivi instrumenata se razlikuju od onih koja su prvo objavljena).
Instrumenti orbitera.
Glavna kamera HiRIC (High Resolution Imiging Camera).
Instrumenti orbitera.
Sa svoje strane, rover nosi šest drugih instrumenata: kameru u boji MSCam (Multispectral Camera), koju čine dve stereo kamere sa 9 filtara i senzorom 2048×2048 piksela, navigacionu kameru NaTeCam (Navigation and Terrain Camera), radar RoPeR (Mars Rover Penetrating Radar), zasnovan na onom koji su nosila dva Mesečeva rovera 'Yutu' i 'Yutu 2', sposoban da dosegne dubinu od 100 metara, spektrometar MarSCoDe(Mars Surface Composition Detector), koji uključuje infracrveni spektrometar, još jedan laser i mikroskop, meteorološku stanicu MCS (Mars Climate Station) i RoMAG (Mars Rover Magnetometer). Laserski spektrometar LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) razvijen je u saradnji sa francuskim CNES-om preko IRAP-a (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) i ima dizajn sličan dizajnu instrumenata rovera 'Curiosity' i 'Perseverance', ChemCama i SuperCam, takođe izgrađene uz pomoć IRAP-a. Poput ovih instrumenata, laserom će isparavati stene iz daljine i onda spektrometrom analizirati njihov sastav.
Instrumenti rovera.
Roverovi instrumenti.
Krajnji cilj kineskog programa istraživanja Marsa je da donese uzorke Crvene planete na Zemlju. Zato Kina planira da do 2028. godine lansira dve sonde, jednu sa lenderom opremljenim mehanizmom za prikupljanje uzoraka i raketom za njihovo odnošenje u Marsovu orbitu, i drugu koja će se sastojati od orbitera koji će uzorke morati da odnesu do naše planete. Očito je da razvoj ove ambiciozne misije u velikoj meri zavisi od načina na koji će se odvijatimisija 'Tianwen 1'. Zanimljivo je da Nasina i Esina misija MSR takođe ima za cilj da donese uzorke s Marsa oko 2031. Izgleda da je Trka za donošenje komada Marsa već započela...
'Crveni ekran uspeha' u sali za kontrolu misije objavljuje uspešan ulazak u orbitu oko Marsa.
Za praćenje sadašnje ali i budućih međuplanetnih misija kona se priprema i tako što gradi mrežu prijemnih antena. Na slici je najnovija antena izgrađena na severu zemlje. Antena ima prečnik 70 m i težinu 2450 t. To je najveća pokretna antena anas u Aziji.
Arhitektura misije za donošenje uzoraka sa Marsa: dve sonde će poleteti 2028. i sleteti na Mars 2029. Uzorci bi trebali da dođu na Zemlju u septembru 2031.
Poster 'Tianwena 1'.
Dramatično ulaženje 'Tianwena 1' u Marsovu orbitu.
[1] U svetu postoji mala ali jako posvećena grupa amatera-trakera – ja sam upoznao jednog sa NBgd – koji sopstvenom opremom prate svako živo lansiranje (i vojno i civilno, i najavljeno i nenajavljen) i proračunavaju orbite, pravce kretanja, vreme sudara, pada ili čega već ne. U vezi kineske sonde, ja pratim izvesnog Daniela Estéveza, koji je osim što je manijački osmatrač još i radio-amater koji lovi telemetriju i ubacije je u razna čuda i simulatore i daje podatke koje inače Kinezi kriju. 'Tianwen 1' je od lansiranja svake 32 sekunde slao kao deo svoje telemetrije kodirane podatke o svojoj brzini i vektoru brzine, a on je sa svojom ekipom hvatao i dekodirao podatke preko 20-metarske antene Bochumske opservatorije. Sve to šalju u JPL HORIZONS, tako da amateri-osmatrači (kao i pojedini profesionalci, za koje je 'Tianwen' koristan i snažan X-band izvor) mogu lako da dođu do efemerida sonde.
Dve letilice ušle u orbitu Marsa
