Polskie Forum Astronautyczne

Astronautyka => Encyklopedia Forum => Wątek zaczęty przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:08

Tytuł: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:08
WPROWADZENIE

Chang'e 3 (CE-3) jest pierwszym chińskim lądownikiem księżycowym, stanowiącym drugi etap chińskiego programu księżycowego (China Lunar Exploration Program - CLEP). Misja ma przede wszystkim zadania inżynieryjne. Zaliczają się do nich: opracowanie i przetestowanie szeregu technologii i procedur pozwalających na miękkie lądowanie na Księżycu oraz dostarczenie na niego łazika (autonomicznego działania sondy podczas lotu, nawigacji autonomicznej podczas lądowania, nowatorskiego systemu kontroli temperatury, metody miękkiego lądowania na Księżycu, oraz zdalnego operowania sondą na powierzchni Księżyca) w celu podniesienia poziomu technologii kosmicznych w przemyśle chińskim; samodzielne zbudowanie w pełni funkcjonalnej sondy kosmicznej umożliwiającej badania powierzchni innego ciała niebieskiego; oraz zbudowanie lub usprawnienie infrastruktury naziemnej pozwalającej na prowadzenie złożonych misji kosmicznych poza orbitą okołoziemską (sieci komunikacyjnej, systemu zarządzania danymi, oraz infrastruktury związanej ze starem). Ponadto lądownik pozwala na wykonanie niewielkiego programu naukowego. Do jego zasadniczych celów zaliczają: określenie topografii i geomorfologii miejsca lądowania oraz struktury regolitu; wykonanie globalnych obserwacji plazmosfery Ziemi; oraz wykonanie obserwacji astronomicznych w zakresie ultrafioletu.

Łazik umożliwia przetestowanie technologii związanych z poruszaniem się na powierzchni ciała niebieskiego, w tym technik sterowania zdalnego, unikania przeszkód, oraz planowania kolejnych czynności na podstawie uzyskiwanych danych. Do jego celów naukowych zaliczają się: scharakteryzowanie geomorfologii terenu w miejscu lądowania oraz faktury i struktury regolitu; scharakteryzowanie budowy geologicznej warstw podpowierzchniowych wzdłuż trasy jazdy; oraz określenie składu mineralnego i pierwiastkowego skał i regolitu.

Misja jest zarządzana przez Narodową Administrację Badań Naukowych, Rozwoju Technologii i Przemysły dla Sektora Obronnego (State Administration of Science, Technology and Industry for National Defence - SASTIND). Głównym konstruktorem sondy jest Chińska Akademia Technologii Kosmicznych (China Academy of Space Technology - CAST) wchodząca w skład Korporacji Badań Naukowych i Technologii Aerokosmicznych (China Aerospace Science and Technology Corporation - CASC). Za zaprojektowanie i rozwój sondy jest odpowiedzialny Instytut Inżynierii Systemów Aerokosmicznych w Szanghaju (Shanghai Aerospace System Engineering Institute) na mocy kontraktu z CASC.

Nazwa misji wywodzi się z chińskiej mitologii, w której Chang'e jest boginią Księżyca. Nazwa łazika Yutu (Jadeitowy Królik) została zaczerpnięta również z tego mitu. Yutu jest w nim towarzyszem bogini Chang'e.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:10
LĄDOWNIK

KONSTRUKCJA

Konstrukcja sondy Chang'e 3 opiera się na nowym busie, zaprojektowanym z myślą o wykonywaniu misji poza orbitą Ziemi o różnorodnym charakterze, zarówno orbitalnych jak i powierzchniowych. W stosunku do wcześniejszych konstrukcji chińskich jest on nowy w 80%. Całkowita masa startowa sondy (lądownika i łazika Yutu) wynosi  3780 kg.

Lądownik Chang'e 3 (Lunar Soft-Landing Vehicle - LLV, Chang'e 3 Lander) ma masę bez paliwa wynoszącą około 1220 kg. Masa w chwili lądowania była szacowana przed misją na 1242-1350 kg. Lądownik ma kształt graniastosłupa ośmiokątnego. Zasadnicza konstrukcja sondy ma szerokość 2.5 metra, długość przekątnej 3.35 m i wysokość 1.24 m. Jest wyposażona w cztery podpory o  rozpiętości 4.760 m i wysokości (od podstawy do miejsca przyłączenia do lądownika) 1.284 m. Odległość pomiędzy dolnym panelem konstrukcji lądownika a podstawami podpór (w pionie) wynosi 0.834 m. Całkowita wysokość lądownika wynosi 3.3 m.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:12
Zasadnicza konstrukcja mechaniczna lądownika jest złożona z ośmiokątnego panelu górnego, ośmiokątnego panelu dolnego oraz serii paneli bocznych, narożnych i wewnętrznych. Rdzeń paneli jest wykonanych ze stopu aluminium. Ma strukturę plastra miodu. Ich powierzchnie zewnętrze są utworzone z arkuszy zbudowanych z włókna węglowego. W stosunku do wcześniejszych chińskich statków kosmicznych jest to konstrukcja nowa.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:14
W panelu dolnym znajduje się okrągły otwór przez który wystaje dysza silnika głównego. Jest on otoczony pierścieniem łączącym z górnym stopniem rakiety. Pierścień jest wykonany ze stopu aluminium 2A14T6. Ma średnicę 1910 mm i wysokości 200 mm. Jest do niego przymocowana osłona termiczna dyszy silnika głównego.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:15
Ściany boczne w osiach -Z, -Y i +Y są złożone z pojedynczych, prostokątnych paneli zewnętrznych. Ściana w osi +Z jest zbudowana z krótszego panelu bocznego oraz położonych po jego obu stronach (+Z+Y i +Z-Y) krótkich paneli uzupełniających. Na nich osadzone są dwa cylindryczne zbiorniki gazu podnoszącego ciśnienie w systemie napędowym. Są one przymocowane do paneli za pomocą kołnierzy w części górnej i dolnej. Rogi konstrukcji są złożone  z pojedynczych, krótkich paneli narożnych ( +Y+Z, -Y+Z, +Y-Z i -Y-Z).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:15
Wnętrze konstrukcji jest podzielone na cztery komory przez cztery panele wewnętrzne w kształcie deltoidów (-Z, +Z, -Y i +Y). Zapewniają one sztywność konstrukcji, rozpraszają naprężenia oraz zapewniają powierzchnie montażowe dla różnorodnych komponentów sondy. Krótkie, dolne krawędzie tych paneli są połączone panelem dolnym. Wierzchołki dolne tych paneli są zamocowane do pierścienia łączącego z górnym stopniem rakiety. Służy do tego symetryczny, prostopadłościenny łącznik wykonany ze stopu aluminium. Jest on złożony z dwóch połówek, każda z nich jest przymocowana za pomocą 3 nitów i kleju do panelu oraz 5 śrub M6 do łącznika. Długie krawędzie boczne paneli wewnętrznych są przymocowane do listew na odpowiednich panelach bocznych, w ich środkowych częściach. Służą do tego trzy łączniki, na dole, na górze i po środku każdej krawędzi.  Długie krawędzie górne paneli wewnętrznych łączą się z zewnętrznym panelem górnym. Wierzchołki górne paneli wewnętrznych są przyłączone do centralnego mocowania o kształcie cylindrycznym za pomocą śrub (7 sztuk na każdy panel) i kleju.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:16
W komorach utworzonych przez panele wewnętrzne znajdują się dwa zbiorniki paliwa oraz dwa zbiorniki utleniacza, zajmujące prawie całą przestrzeń we wnętrzu zasadniczej konstytucji lądownika. Ponieważ sonda musiała posiadać bardzo dużą ilość paliwa, ich ulokowanie było jednym z głównych problemów konstrukcyjnych. Zastosowana konfiguracja płaska, w której są one umieszczone w jednej płaszczyźnie a nie w centralnym cylindrze zapewniła większą stabilność pojazdu podczas lądowania. U dołu zbiorniki są połączone za pomocą krótkich belek z pierścieniem łączącym z górnym stopniem rakiety. Od góry łączą się za pomocą belek z centralnym mocowaniem paneli wewnętrznych oraz mocowaniem łączącym panele wewnętrzne i boczne. Służą do tego belki przymocowane na środku zbiorników. Każdy zbiornik posiada jedną belkę łączącą z łącznikiem centralnym oraz dwie z łącznikami bocznymi. Silnik główny znajduje się w przestrzeni w centrum konstrukcji, utworzonej przez panele wewnętrzne dzięki ich deltidalnemu kształtowi. Jest zamocowany na łączniku panelu wewnętrznych za pomocą 8 śrub. W części dolnej jest przymocowany do kołnierza znajdującego się na panelu dolnym. Wzdłuż paneli wewnętrznych i bocznych biegną linie paliwowe oraz kable łączące poszczególne systemy.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:17
W czasie startu naprężenia pionowe wywoływane przez zbiorniki paliwa o dużej masie są przenoszone przez ich belki mocujące na pierścień łączący z górnym stopniem rakiety i ostatecznie trafiają na stopień górny. Naprężenia pionowe wywoływane przez łazik o masie 136 kg są przenoszone przez panele boczne na panel dolny i ostatecznie również przechodzą na pierścień łączący. Naprężenia poziomie wywoływane przez zbiorniki są przenoszone bezpośrednio na pierścień łączący. W czasie lotu transkiężycowego naprężenia są przenoszone w taki sam sposób.

W czasie lądowania naprężenia pionowe są przenoszone przez główny amortyzator podpór lądownika, a następnie rozchodzą się poprzez amortyzatory pomocnicze na panel dolny. Naprężenia poziomie, wywoływane przez zbiorniki paliwa (mniejsze niż  w czasie startu na skutek zużycia paliwa) są przenoszone na pierścień łączący. Następnie trafiają na podpory lądownika i finalnie są rozpraszane na powierzchni Księżyca.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:17
Elektronika lądownika znajduje się w trzech prostopadłościennych przedziałach przymocowanych do paneli bocznych, na ścianach -Z, +Y i -Y. Każdy przedział składa się z panelu dolnego, panelu górnego oraz czterech paneli bocznych. Jednostka -Y jest mniejsza od pozostałych. Jest do niej przymocowany przedział z teleskopem LUT o analogicznej konstrukcji. Panele przedziałów elektroniki są wykonane ze stopu aluminium. Mają strukturę plastra miodu, ich powierzchnie zewnętrzne również są wykonane z aluminium, co wiąże się z konieczności przenoszenia ciepła. Przedziały elektroniki są połączone z pobliskimi radiatorami oraz radioizotopowymi jednostkami grzewczymi zestawem kapilar cieplnych.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:18
System buforujący uderzenie w powierzchnię jest złożony z czterech podpór rozlokowanych w dolnej części lądownika. Pozwalają one na zamortyzowanie wstrząsu podczas lądowania, w trakcie którego pojazd posiada około 10 000 J energii kinetycznej. Jest ona przenoszona na powierzchnię Księżyca. Ponadto system ten gwarantuje stabilność podczas lądowania oraz utrzymywanie niezmiennej orientacji przestrzennej lądownika po nim. Posiada też sensory wykrywające uderzenie w powierzchnię i aktywujące automatyczne procedury przewidziane do wykonania po osiągnięciu powierzchni Księżyca, np. otworzenie paneli słonecznych. W czasie startu podpory były zgięte ku dołowi. Rozpostarto je po wejściu na trajektorię translunarną. Podpory składają się z czterech zasadniczych części: pionowego amortyzatora głównego, dwóch poziomych amortyzatorów pomocniczych oraz talerzowatej stopy łączącej się z amortyzatorem głównym. Umożliwiają złagodzenie uderzenia w grunt z szybkością pionową nie większą niż 1 m/s i poziomą nie większą niż 3.8 m/s.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:19
Amortyzator główny jest zasadniczą, pionową podporą lądownika. Jest to główny element absorbujący wstrząs podczas lądowania a następnie stabilnie utrzymujący wagę lądownika na powierzchni. Jest on połączony z zasadniczą strukturą lądownika poprzez łącznik uniwersalny za pośrednictwem układu łączącego, złożonego z trzech małych paneli trójkątnych (pionowego i poziomego) przyłączonych za pomocą listew do paneli bocznych -Z, +Z, -Y i +Y. W stosunku do kierunku pionowego amortyzatory te tworzą kąt 30 stopni. Amortyzator główny składa się z pierścienia hamującego oraz tuby centralnej. Elementy te znajdują się w cylindrycznej aluminiowej osłonie zewnętrznej o strukturze plastra miodu. Tuba centralna łączy się ze stopą poprzez łącznik sferyczny.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:19
Stopa stanowi bezpośredni punkt oparcia lądownika na powierzchni, zapobiega poślizgowi w trackie lądowania, a także dostarcza sygnału potwierdzającego lądowanie. Ma kształt okrągły. Jest złożona z pojedynczego elementu o wywiniętych brzegach, z kołnierzem mocującym usytuowanym w części centralnej. Pozwala on na przyłączenie końcówki amortyzatora głównego. Ponadto w każdej stopie umieszczono po trzy sondy wykrywające moment lądowania. Do potwierdzenia lądowania i automatycznego rozpoczęcia rekonfiguracji lądownika na powierzchni wystarczy sygnał tylko z jednej z nich.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:20
Amortyzatory pomocnicze są dodatkowymi elementami przenoszącymi naprężenia poziome w trakcie lądowania. Są połączonej z jednej strony z amortyzatorem głównym za pomocą łącznika sferycznego a z drugiej z panelem dolnym lądownika, za pomocą łącznika uniwersalnego. W skład każdego amortyzatora wchodzą dwie tuby centralne połączone łożyskiem kulkowym. Tuba bliższa jest otoczona sprężyną rozciąganą w czasie rozkładania podpory. Koniec tuby bliższej jest połączony z mechanizmem znoszącym kompresję tego systemu podczas lądownia. Tuba ta jest ponadto usztywniona prętami wykonanymi z tworzywa sztucznego. Całość jest otoczona cylindryczną, aluminiową osłoną zewnętrzną o strukturze plastra miodu. Jeden z amortyzatorów pomocniczych przy każdej podeprze jest tzw. amortyzatorem wielofunkcyjnym. Ma on najbardziej złożoną konstrukcję, ponieważ przenosi większą część naprężeń. Zawiera ponadto układ odchylający podporę po wejściu na orbitę. Podczas rozkładania podpór zwolnienie blokady sprawia, że obie tuby centralne przestają być połączone w sposób sztywny, a amortyzator jest rozciągany przez otaczającą je sprężynę. Po osiągnięciu odpowiedniej pozycji tuby są automatycznie blokowane a cała podpora zostaje odgięta od boku lądownika. Drugi amortyzator pomocniczy jest nazywany amortyzatorem jednofunkcyjnym. Przenosi on znacznie mniejszą część naprężeń, a jego budowa jest prostsza.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:21
Na panelu górnym lądownika znajduje się układ unieruchamiający łazik Yutu, złożony z dwóch listew z odpowiednimi klamrami. Na panelu bocznym +Z znajdują się natomiast dwie rampy zjazdowe dla łazika. Każda z nich składa się z części bliższej oraz części dalszej. Są one połączone mechanizmem zawiasowym. W czasie startu, lotu transkiężycowego i lądowania rampy są złożone na panelu bocznym. Podczas zjazdu łazika część dalsza ramp jest prostowana tak, że tworzy kąt prosty z panelem bocznym. Następnie łazik najeżdża na nią. W dalszej kolejności od panelu bocznego odchylana jest część bliższa, dzięki czemu część dalsza wraz z łazikiem jest opuszczana w dół, a jej lekko zagięte końce opierają się na gruncie. Ostatecznie łazik zjeżdża na powierzchnię a rapy są pozostawiane w pozycji rozłożonej.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:22
Blisko bazy łazika Yutu znajduje się maszt kamery do obrazowania terenu. W czasie lotu i lądowania był on złożony na panelu górnym, wzdłuż blokad łazika. Został rozpostarty po zwolnieniu łazika. Ma postać prostej cienkościennej tuby. Na jej szczycie znajduje się montaż kamery Terrain Camera umieszczony na układzie obracającym i pochylającym. Może on obracać się o 360 stopni oraz pochylać w pionie w górę i w dół o 120 stopnie. Tym samym kamera może uzyskać pełną panoramę otoczenia jak również fotografować obiekty położone blisko lądownika oraz niebo. Ta ostatnia możliwość pozwala na uzyskanie obrazów Ziemi widzianej z perspektywy powierzchni Księżyca. Cały maszt jest bardzo lekki, ma masę tylko 2.8 kg. Jest wykonany z aluminium, stali nierdzewnej i tytanu. Kształt i grubość każdego elementu została zoptymalizowana pod kątem jak największego zredukowania masy systemu.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:24
System napędowy obejmuje pojedynczy silnik główny o ciągu 7500 N, 16 silników o ciągu średnim (150 N), 12 silników o ciągu małym (10 N), dwa zbiorniki paliwa, dwa zbiorniki utleniacza, dwa zbiorniki gazu podnoszącego ciśnienie w systemie (helu) oraz odpowiednie linie paliwa i gazu. Paliwem jest hydrazyna monometylowa (Monomethylhydrazine - MMH, CH3NHNH2). W stosunku do niesymetrycznej hydrazyny dwumetylowej (Unsymmetrical Dimethylhydrazine - UDMH, H2NN(CH3)2) używanej we wcześniejszych chińskich statkach kosmicznych paliwo to charakteryzuje się wyższą gęstością i nieco lepszymi osiągami.  Utleniaczem jest mieszanina tlenków azotu (Mixed Oxides of Nitrogen 1 - MON-1), czyli czterotlenek azotu (N2O4) z domieszką N2O3. Całkowita masa paliwa i utleniacza wynosi 2600 kg. System napędowy używa paliwa dwuskładnikowego zarówno podczas manewrów korekty trajektorii jak i podczas kontroli orientacji przestrzennej. Linia doprowadzająca hel do zbiorników jest wyposażona w zawór zamykający, zawór pirotechniczy oraz zawór regulujący przepływ gazu. Paliwo do silników jest doprowadzane przez 4 linie główne wyposażone w osobne zawory oraz 8 linii obsługujących tylko silniki o średnim i małym ciągu.

Masa systemu napędowego sondy bez paliwa nie mogła być większa od 295 kg. W związku z tym zastosowano zbiorniki paliwa których ściany są zbudowane z wewnętrznej warstwy włókien węglowych T700 i zewnętrznej osłony aluminiowej. Dzięki temu ich masa jest mniejsza o 50% w stosunku do tradycyjnych zbiorników złożonych w całości z metalu.

Po obdzieleniu sondy od rakiety nośnej system napędowy jest aktywowany poprzez otwarcie zaworu pirotechnicznego na linii helu oraz otwarcie zaworu zamykającego obsługiwanego elektrycznie. Dzięki temu hel napływa do zbiorników paliwa i utleniacza otwierając ich diafragmy i wywierając ciśnienie na zgromadzone w nich płyny. Gdy ciśnienie w zbiornikach osiąga wartość 0.7 MPa otwiera się diafragma u ich wylotu a płyny napływają do linii transportujących, zatrzymując się na przednim zaworze zamykającym. Zwiększanie ciśnienia w systemie postępuje dalej, do osiągnięcia wartości 1.95 MPa. Następnie jest stabilizowane. Po wypełnieniu linii transportowych możliwe jest dostarczanie płynów do silników poprzez otwieranie ich zaworów zamykających. Dokładność regulowania ciśnienia na zaworze wylotowym silnika głównego była szacowana na 1.85 MPa, a w trakcie misji udało się osiągnąć 1.837 MPa. Dla silników o średnim i małym ciągu dokładność regulacji ciśnienia na zaworze wlotowym była szacowana na 1.96 - 1.98 MPa. Również w tym wypadku udało się uzyskać nieznacznie wyższą dokładność,  1.924 - 1.937 MPa.

Po lądowaniu system napędowy jest dezaktywowany na stałe, co zapobiega cyklicznemu zamarzaniu i odparowywaniu paliwa na skutek dużych różnic temperatur między dniem a nocą. Jak do tej pory nie ma danych na temat wpływu takich zmian na lądownik pracujący na Księżycu przez długi okres czasu, ale możliwe jest, że zagroziłyby one jego stabilności. W związku tym resztki paliwa, utleniacza i helu są usuwane przez silniki o ciągu średnim. Polega to na zsynchronizowanym uruchamianiu czterech silników tego typu aż do osiągnięcia zerowego ciśnienia w układzie paliwowym. Cała procedura została szczegółowo przeanalizowana pod kątem bezpieczeństwa i była w pełni kontrolowana z Ziemi.

Silnik główny o ciągu 7500 N znajduje się w centralnej części lądownika a jego dysza wystaje przez otwór w panelu dolnym. Służy do wykonywania dużych korekt trajektorii, wejścia na orbitę okołoksiężycową oraz manewru zejścia z orbity okołoksiężycowej i lądowania. W trakcie misji zużył około 85% zapasu paliwa. Został on opracowany specjalnie na potrzeby misji. Silnik ten może pracować w dwóch trybach - ciągu stałego i ciągu regulowanego. Jest to pierwszy chiński silnik przeznaczony do użycia w przestrzeni kosmicznej posiadający możliwość regulacji ciągu. W trybie ciągu stałego można używać jego dwóch wartości - 5000 N i 7500 N. W trybie ciągu regulowanego jego wartość może być ustawiane na różne wartości w zakresie 1500 - 7500 N, co wystarcza do lądowania w warunkach niskiego ciążenia na Księżycu, rzędy 1/6 G. Służą do tego silniki krokowe obsługujące zawory paliwowe. Dokładność zmian ciągu jest bardzo wysoka, wynosi 6.25 N na krok. Średnica dyszy wynosi 60 cm. Temperatura silnika jest kontrolowana aktywnie.

Silniki o ciągu średnim i małym są przeznaczone do wykonywania małych korekt trajektorii oraz manewrów zmian orientacji przestrzennej w trakcie lotu transksiężycowego oraz podczas lądowania, w tym podczas procedury autonomicznego wyboru płaskiego miejsca lądowania. W trakcie iż użytkowania wszystkie zbiorniki paliwa i utleniacza pracują w sposób zsynchronizowany, co gwarantuje zachowanie stałych proporcji pomiędzy paliwem i utleniaczem we wszystkich silnikach.

Silniki o ciągu średnim (150 N) są zgrupowane w 4 zestawy po dwie sztuki. Ponadto każdy taki zestaw zawiera jeden silnik o ciągu 10 N. Zestawy te są rozmieszczone po dwa na panelach narożnych. Na każdym panelu jeden z zestawów (dolny) zawiera dwa silniki skierowane w dół (wzdłuż osi -X), a drugi - dwa silniki skierowane na boki w przeciwnych kierunkach (wzdłuż osi +Y+Z i -Y+Z oraz +Y-Z i -Y-Z). 8 silników skierowanych wzdłuż osi -X służy do wykonywania małych korekt trajektorii podczas lotu i lądowania. Podczas manewrów mogą być wykorzystywane łącznie lub w odpowiednich kombinacjach. Pozostałe silniki o średnim ciągu służą przede wszystkim do kontroli orientacji. Ich dość wysoki ciąg umożliwia wykonywanie szybkich manewrów zmian orientacji, używanych głównie podczas lądowania.

Silniki o ciągu małym (10 N) służą do kontroli orientacji sondy, w kombinacji z silnikami 150 N. Są wykorzystywane do zmian orientacji podczas lotu transkiężycowego oraz jej kontroli podczas manewrów silnikowych wykonanych z użyciem pozostałych silników. Znajdują się na panelach narożnych. Są umieszczone pojedynczo, po trzy na każdym panelu. Na każdym panelu dwa z nich (wchodzące w skład zespołów wraz z silnikami 150 N) są skierowane na boki w kierunkach przeciwnych do siebie (wzdłuż osi +Y+Z i -Y+Z). Trzeci silnik 10 N na każdym panelu jest zamontowany niezależnie od pozostałych, nad górnym zestawem silników 150 N. Jest skierowany wprost, wzdłuż osi +Z.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:25
Sensorami nawigacyjnymi systemu kontroli orientacji przestrzennej (Guidance, Navigation and Control Subsystem - GNC) są cztery szperacze gwiazd (Star Tracker - ST), sensor Słońca (Sun Sensor - SS) oraz bezwładnościowa jednostka odniesienia (Inertial Measurement Unit -  IMU). Szperacze gwiazd ST są umieszczone na panelach bocznych przedziałów elektroniki -Y i +Y, po dwie sztuki. Służą do określania orientacji przestrzennej w trybie normalnym. Sensor Słońca SS służy do zorientowania sondy na Słońce po nagłym wznowieniu pracy, np. po starcie lub po wejściu w tryb bezpieczny w trakcie poważniejszych problemów. Bezwładnościowa jednostka pomiarowa IMU obejmująca żyroskopy i przyspieszeniomierze służy pomiarów tempa obrotu sondy i przyspieszenia kątowego w trakcie korekt trajektorii i w okresie zasadniczego zmniejszania szybkości podczas procedury lądowania. Tym samym pozwala na oszacowanie zmiany szybkości i precyzyjne zakończenie manewru w odpowiednim czasie. W czasie lodu transkiężycowego oraz na orbicie okołoksiężycowej sonda jest stabilizowana trójosiowo.

Podczas lądowania sonda nawiguje całkowicie autonomicznie, bez odbioru komend z Ziemi. We wczesnej fazie lądowania głównym źródłem danych nawigacyjnych analizowanych przez pokładowy system komputerowy jest bezwłasnościowa jednostka odniesienia. W tym czasie sonda leci poziomo w stosunku do powierzchni Księżyca przeprowadzając główny manewr hamujący. W końcowej fazie lądowania orientacja lądownika jest zmieniana na pionową w stosunku do powierzchni. Na tym etapie danych na temat wysokości dostarcza wysokościomierz laserowy (Laser Ranging System - LRS) a na temat szybkości pionowej względem powierzchni - wysokościomierz radarowy emitujący trzy wiązki mikrofalowe. Po zajęciu pozycji stacjonarnej względem powierzchni, na wysokości 2.4 km - 100 m do wyboru bezpiecznego miejsca, pozbawionego dużych przeszkód służy dedykowana kamera (Descent Camera), będąca też instrumentem naukowym. Dostarczane przez nią obrazy są analizowane w czasie rzeczywistym przez system komputerowy sondy. W dalszym etapie, na wysokości 100 - 30 metrów dokonywana jest detekcja i ominięcie małych przeszkód terenowych. Danych dostarcza tutaj system laserowy budujący trójwymiarowy model terenu, niezależny od wysokościomierza laserowego. Teren dostarczenie płaski (pozbawiony przeszkód większych od 20 cm i zboczy nachylonych pod kątem większym niż 8 stopni) jest wybierany na podstawie topografii terenu. Na poziomie oprogramowana służy do tego specjalistyczny algorytm opracowany specjalnie na potrzeby misji. W ostatniej fazie lądowania używany jest wysokościomierz używający promieniowania gamma (Gamma-Ray Altimeter - GRA). Dostarcza on precyzyjnych danych na temat wysokości nad powierzchnią, pozwalających na wyłączenie silników na wysokości 2 metrów ponad gruntem. Następnie lądownik osiada biernie na podporach amortyzujących uderzenie w powierzchnię.

Elementami wykonawczymi układu kontroli orientacji przestrzennej są silniki o ciągu 150 N i 10 N wchodzące w skład systemu napędowego.

Wszystkie elementy systemu GNC są kontrolowane przez centralną jednostkę kontrolną (Central Control Unit - CCU)pbejmującą komputer, zasilacz oraz interfejsy zasilania i wymiany danych.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:25
System komunikacyjny sondy obejmuje antenę wysokiego zysku (High Gain Antenna - HGA), cztery anteny niskiego zysku (Low Gain Antenna - LGA), oraz system nadawczo - odbiorczy.

Antena HGA pracuje w paśmie X. Jest to antena paraboliczna która może być obracana celem nakierowania na Ziemię. Znajduje się na panelu górnym sondy od strony krawędzi -Z. Służy do transmisji danych naukowych z dużymi szybkościami oraz odbierania komend. Używa modulacji  BPSK (Binary Phase Shift Keying). Szybkość transmisji danych za jej pomocą wynosi 2.5 Mbps.

Anteny LGA służą do odbioru komend, transmisji danych w okresach niskiej produkcji energii oraz podczas problemów technicznych. Również pracują w paśmie X. Dwie anteny nadawcze niskiego zysku (A i B) znajdują się na panelach bocznych przedziału elektroniki w osi -Z, a dwie anteny odbiorcze (A i B) - na panelu górnym tego przedziału.  Dane inżynieryjne w łączu Ziemia - sonda są przyjmowane z szybkością 1000 bps. Dane inżynieryjne w łączu sonda - Ziemia mogą być pwysyłane z dwoma różnymi szybkościami -  128 i 1024 bps. Wykorzystywane są tu trzy metody modulacji - PCM (Pulse Code Modulation), PSK (Phase Shift Keying) i PM (Phase Modulation). Dane naukowe mogą być wysyłane z szybkością 500 kbps z użyciem modulacji  BPSK. Zysk wynosi 20 dB.
W roli systemy nadawczo - odbiorczego wykorzystywany jest miniaturowy transponder przetestowany w trakcie misji Chang'e 2 rozpoczętej startem 1 października 2010 r.

Ponadto lądownik posiada system odbiorczy pasma UHF służący do odbioru danych z łazika Yutu. Dzięki temu lądownik może przekazywać dane z łazika na Ziemię z dużą szybkością. System ten obejmuje odbiornik UHF oraz antenę. Umożliwia łączność jednokierunkową - lądownik może odbierać dane z łazika, ale nie może przesyłać do niego komend.  Sygnał z łazika jest odbierany poprzez antenę znajdującą się na panelu narożnym w osi +Y+Z. Następnie trafia do układu odbiorczego. Zawiera on sekcję dostarczającą sygnał oraz cyfrowy demodulator. Ponadto posiada dedykowany zalicza DC/DC konwertujący zasilanie przyjmowane z sieci elektrycznej lądownika. Przyjmowany sygnał jest wzmacniany przez wzmacniacz niskoszumowy, gwarantujący uzyskanie wysokiego współczynnika sygnału do szumu mimo małej mocy sygnału. Sygnał jest następnie filtrowany przez wzmacniacz zmiennego zysku, pozwalający na przetworzenie sygnału o dużej dynamice. Tym samym proces jego digitalizacji może przebiegać stabilnie. Następnie sekcja demodulatora dokonuje próbkowania A/D, przetwarzając sygnał analogowy na dane cyfrowe. Są one ostatecznie przesyłane do systemu informatycznego lądownika. System ten może pracować w dwóch trybach. W trybie komunikacji szybkiej używane są trzy szybkości transmisji danych, w zależności od odległości pomiędzy oboma obiektami, wraz z którą spada moc odbieranego sygnału. Szybkość 200 kbps jest stosowana gdy moc sygnału przyjmowanego przez odbiornik na lądowniku jest nie mniejsza niż -107 dBm. Szybkość 400 kbps jest używana gdy moc sygnału na odbiorniku jest nie mniejsza niż -104 dBm. a 800 kbps - gdy wartość ta wynosi -98 dBm. Tryb ten służy do przesyłania danych naukowych i inżynieryjnych. W trybie komunikacji wolnej używana jest szybkość 1024 bps, przy mocy odbieranego sygnału -125 dBm. Odbiór jest możliwy na odległość do 3 km. Wynika to z wysokości na której znajduje się antena na lądowniku (3 m) i na łaziku (1 m) oraz z ograniczeń w poziomie zasilania i masie sprzętu wynikających z charakteru misji.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:26
System komputerowy sondy pozwala na kontrolę pracy jej poszczególnych systemów oraz wykonywanie komend odbieranych z Ziemi. Pozwala na pracę w trybie częściowo autonomicznym. Podczas lądowania umożliwia automatyczny wybór miejsca lądowania. W stosunku do elektroniki obsługującej instrumenty naukowe jest oddzielnym układem. Dane przed transmisją są zapisywane przez rejestrator jednoczęściowy o pojemności 64 gigabitów.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:26
System kontroli temperatury używa elementów czynnych i obieranych. Umożliwia utrzymywanie temperatury wewnętrznej w zakresie operacyjnym od -20ºC do +55ºC. Komponenty sondy są jednak w stanie przetrwać w szerszym zakresie temperatur, od -50ºC odo +70ºC.

W trakcie dnia księżycowego temperatura we wnętrzu przedziałów elektroniki jest regulowana za pomocą grzejników elektrycznych i radiatorów. Grzejniki produkują ciepło na drodze oporu elektrycznego. Są sterowane przez termostaty. Sonda posiada dwa radiatory, umieszczone na panelu górnym, wzdłuż osi -Y i +Y. Mają one postać prostokątnych płyt o charakterze reflektorów optycznych (Optical Surface Reflector - OSR). Składają się z warstwy odbijającej złożonej z metalu oraz warstwy górnej złożonej z kwarcu. Warstwa kwarcowa przepuszcza promienie słoneczne, które następnie odbijają się od warstwy metalowej. Tym samym radiator taki charakteryzuje się małym współczynnikiem absorpcji. Ponadto warstwa krzemowa jest dobrym emiterem podczerwieni. Poza tym zasadnicza konstrukcja lądownika, podpory oraz  przedziały elektroniki za wyjątkiem ich przednich paneli bocznych pełniących rolę radiatorów są otoczone izolacją wielowarstwową. Zapobiega ona nadmiernemu nagrzewaniu się lądownika w słońcu oraz szybkiej utracie ciepła w czasie nocy. Pokrycie powierzchni komponentów nie osłoniętych izolacją, takich jak anteny jest zoptymalizowane pod kątem termicznym.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:27
W trakcie nocy księżycowej wnętrze przedziałów elektroniki jest ogrzewane za pomocą unikalnego systemu opartego na radioizotopowych jednostkach grzewczych (Radioisotope Heater Unit - RHU). Chang'e 3 to pierwszy chiński statek kosmiczny używający RHU. Sonda posiada dwie takie jednostki, rozmieszczone na panelach bocznych +Y i -Y, w ich dolnych narożach, na małych gondolach. Wykorzystują one rozpad izotopu plutonu Pu-238 (w postaci tlenku plutonu) do wytwarzania ciepła. Materiał ten został zakupiony w Rosji. Pojedyncza jednostka RHU dostarcza ponad 120 W ciepła. Ciepło jest następnie przenoszone do jednostki elektroniki za pomocą systemu kapilar cielnych (Variable Conductance Heat Pipe - VCHP). Każda taka pętla obejmuje zbiornik czynnika roboczego (amoniaku), sekcję ewaporacyjną przebiegającą wzdłuż paneli jednostki elektroniki, oraz sekcję kondensacyjną w pobliskim radiatorze. Lądownik posiada łącznie 14 kapilar. Ciepło produkowane przez RHU powoduje odparowywanie amoniaku. Powstały gaz przepływa następnie w sekcji ewaporacyjnej i oddaje ciepło jednostkom elektroniki na drodze przewodnictwa (ich ściany stanowią radiatory). Następnie w sekcji kondensacyjnej ciepło przechodzi na radiatory główne, gdzie jest wypromieniowywane w przestrzeń kosmiczną. Gaz tym samym skrapla się, a następnie wraca do zbiornika. System ten jest aktywowany przed początkiem nocy na drodze otwarcia odpowiednich zaworów w kapilarach. W trakcie dnia księżycowego jest nieaktywny, co zapobiega przegrzaniu przedziałów elektroniki. Układ RHU/VCHP jest bardzo lekki. Pojedynczy zestaw tego typu ma masę tylko 2.2 kg. Nie posiada ruchomych części co gwarantuje jego niezawodność. Do tej pory system oparty na takiej konfiguracji nie był stasowany w lotach kosmicznych.

Generalnie system kontroli temperatury sondy może działać w czterech trybach. Tryb 1 jest używany podczas lotu transkiężycowego. W jego trakcie układ RHU/VCHP jest aktywny. Tryb 2 jest stosowany podczas korekt trajektorii. Charakteryzuje się nieaktywnym układem RHU/VCHP. Tryb 3 jest stosowany podczas dnia księżycowego. RHU/VCHP obsługuje tylko mechanizmy pochylające panele słoneczne. Tryb 4 jest używany podczas nocy księżycowej. RHU/VCHP ogrzewają wtedy przedziały elektroniki.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:27
Dysza silnika głównego jest otoczona przez stożkowatą osłonę termiczną chroniącą dolną część sondy przed wysokimi temperaturami w trakcie korekt trajektorii i lądowania. W trakcie pracy dysza rozgrzewa się do temperatury 800°C - 1300°C, jednak temperatura powierzchni osłony zwróconej w stronę lądownika nie jest wyższa niż 120°C.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:28
Lądownik posiada dwa przyrządy inżynieryjne: monitor pyłu (Dust Monitor) oraz kamerę monitorującą (Monitor Camera).

Monitor pyły służy do rejestrowania osadzania się elektrostatycznie naładowanego pyłu na powierzchni sondy w zależności od oświetlenia i temperatury. Tym samym zbiera dane przydatne dla planowania kolejnych misji. Osiadający pył może bowiem zmniejszać wydajność paneli słonecznych i radiatorów oraz uszkadzać ruchome elementy mechaniczne. Urządzenie składa się z dwóch zestawów sensorów w postaci mikrowag kwarcowych i komórek słonecznych oraz jednostki elektroniki. Jeden z układów sensorów znajduje się na panelu górnym lądownika, a drugi na panelu dolnym. Rozdzielczość pomiarów osadzania się pyłu za pomocą mikrowag wynosi 5x10^-7 g/cm^2, a za pomocą komórek słonecznych - 1x10^-4 g/cm^2.

Kamera monitująca służy do obserwacji opuszczania i zjazdu łazika Yutu. Jest to kamera tego samego typu co trzy kamery inżynieryjne na orbiterze Chang'e 2. Znajduje się na panelu górnym lądownika, nad panelem narożnym +Y+Z. Stanowi pojedynczą jednostkę złożoną z soczewkowego układu optycznego zainstalowanego w cylindrycznym tubusie, detektora CMOS wraz z elektroniką odzyskiwania informacji oraz systemem elektronicznym umieszczonych w pojedynek obudowie. Detektor jest wyposażony w maskę Bayera, dzięki czemu może uzyskiwać obrazy barwne. Pole widzenia ma wymiary 60 x 60 stopni. Kamera może rejestrować zarówno obrazy statyczne jak i sekwencje wideo. Może przesyłać je do systemu telemetrycznego lądownika w czasie rzeczywistym. Ta możliwość pozwoliła na bezpośrednie obserwowanie procedury uwalniania łazika Yutu.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:29
WYPOSAŻENIE

W skład instrumentów naukowych lądownika Chang'e 3 wchodzą:
- kamera do obrazowana terenu (Terrain Camera);
- kamera do wykonywania zdjęć podczas lądowania (Descent Camera);
- system obrazujący w ekstremalnym ultrafiolecie (Extreme Ultraviolet Imager - EUV);
- teleskop UV (Lunar-Based UV Telescope - LUT).

Instrument Terrain Camera znajduje się na maszcie umieszczonym blisko bazy łazika Yutu, Descent Camera - na panelu dolnym, EUV - na panelu górnym, a LUT - na panelu bocznym -Y. Elektronika kamery Descent Camera jest zintegrowana z optyką i detektorem tego instrumentu. Komunikuje się bezpośrednio z jednostką elektroniki kontrolującą instrumenty lądownika. Jednostki elektroniki głównej pozostałych instrumentów mieszczą się w pojedynczym, wspólnym module elektroniki zarządzanym przez jednostkę kontrolną instrumentów.

Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:30
Terrain Camera
Kamera do obrazowana terenu jest głównym instrumentem obrazującym lądownika Chang'e 3 przeznaczonym do użycia na powierzchni Księżyca. Jej podstawowym celem naukowym jest określenie topografii i geomorfologii miejsca lądowania oraz struktury regolitu wokół lądownika. Ponadto pozwala na planowanie trasy jazdy łazika Yutu w początkowym okresie misji, dzięki możliwości opracowania DEM terenu, map topograficznych, geologicznych i geomorfologicznych najbliższego otoczenia lądownika, a także profili trasy jazdy łazika. W tym celu dane z kamery są wykorzystywane łącznie z obrazami dostarczanymi przez kamerę Descent Camera podczas lądowania. Regularne obrazowanie łazika pozwala też na monitorowanie jego działania.

 Kamera Terrain Camera znajduje się na maszcie umieszczonym blisko bazy łazika Yutu. Kamera jest zainstalowana na układzie obracającym i pochylającym. Może on obracać się o 360 stopni oraz pochylać w pionie w górę i w dół o 120 stopnie. Tym samym kamera może uzyskać pełną panoramę otoczenia jak również fotografować obiekty położone blisko lądownika oraz niebo. Ta ostatnia możliwość pozwoliła na uzyskanie obrazów Ziemi widzianej z perspektywy powierzchni Księżyca. Instrument składa się z głowicy oraz głównej jednostki elektroniki. Może pracować w trakcie całego dnia księżycowego, również w południe, mimo intensywnego ogrzewania przez słońce. Wydajność usuwania ciepła wynosi około 50%.

W skład głowicy kamery wchodzi układ optyczny, zespół detektora oraz elektronika odzyskiwania informacji. System optyczny składa się z zespołu soczewek umieszczonych w cylindrycznym tubusie, przymocowanym do obudowy zawierającej elektronikę głowicy. Na przedniej części tubusu znajduje się przegroda usuwająca rozproszone światło. Długość ogniskowej może być regulowania, co pozwala na uzyskiwanie ostrych obrazów zarówno obiektów odległych jak i położonych blisko lądownika. Pole widzenia ma wymiary 22.9 x 16.9  stopnia.

Optyka skupia światło na detektorze CMOS. Jego obszar efektywny ma wymiary 2352 x 1728 piksele. Jest on umieszczonym w jednostce elektroniki głowicy, wraz z elektroniką odzyskiwania informacji, w prostopadłościennej obudowie do której przymocowany jest tubus optyki. Detektor ten jest wyposażony w filtry Bayera. Pozwala tym samym na uzyskiwanie obrazów barwnych o jakości porównywalnej z komercyjnymi aparatami cyfrowymi. Każdy piksel jest pokryty indywidualnym filtrem czerwonym, zielonym lub niebieskim. Pozwala na uzyskanie bardzo naturalnych kolorów. Detektor może uzyskiwać zarówno obrazy statyczne jak i strumień wideo z szybkością 4 fps. Czas ekspozycji jest regulowany elektronicznie. Współczynnik sygnału do szumu wynosi 36 dB przy albedo powierzchni 9% i przy Słońcu na wysokości 30 stopni ponad horyzontem.

Sygnał z detektora jest wzmacniany i ucyfrawiany przez elektronikę odzyskiwania informacji. Następnie jest przesyłany do głównej jednostki elektroniki umieszczonej w module elektroniki instrumentów naukowych lądownika, we wnętrzu jednego z przedziałów elektroniki. Przyjmuje ona dane z głowicy, formatuje je i wysyła do systemu informatycznego lądownika. Ponadto wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Instrument Terrain Camera został opracowany przez Instytut Optyki i Elektroniki (Institute of Optics and Electronics - IOE) wchodzący w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:32
Descent Camera
Kamera do wykonywania zdjęć podczas lądowania służy do wykonania zdjęć i nagrania wideo pokazującego strefę lądowania, od wysokości około 12 km do osiągnięcia powierzchni. Zdjęcia te służą do określenia geologicznego i geofizycznego kontekstu dla badań wykonanych na powierzchni. Umożliwiają także dokładne zlokalizowanie lądownika oraz szybkie zaplanowanie działań łazika Yutu na powierzchni. Dostarczają też informacji na temat właściwości powierzchni. Dane zostały porównane z obrazami z orbiterów i dostarczą przejścia między obrazami z kamery CCD (CCD Camera) sondy Chang'e 3 wystrzelonej 1 października 2010 r i LROC (Lunar Orbiter Camera) sondy LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) wystrzelonej 18 czerwca 2009 r, oraz kamer PanCam łazika oraz Terrain Camera lądownika. Do szczegółowych celów naukowych instrumentu zaliczają się: scharakteryzowanie fizjografii miejsca lądowania; oraz szybkie wykonanie modeli DEM terenu, map topograficznych, geologicznych i geomorfologicznych strefy lądowania, a także profili trasy jazdy łazika. Najprzydatniejsze były tu obrazy z wysokości 4 - 2 km. Ponadto kamera ta dostarczała danych nawigacyjnych podczas lądowania. Na wysokości 2.4 km - 100 m ponad powierzchnią dostarczane przez nią obrazy były analizowane autonomicznie przez system komputerowy lądownika. Pozwalało to na zidentyfikowanie i ominięcie dużych przeszkód, takich jak nierówności i zbocza większe od 1 km. Po lądowaniu kamera została wyłączona na stałe.

 Kamera Descent Camera znajduje się na panelu dolnym konstrukcji mechanicznej lądownika. Jest skierowana w stronę nadiru, jej pole widzenia jest częściowo przesłonięte przez pomocnicze podpory lądownika. Urządzenie charakteryzuje się dużym stopniem zminiaturyzowania - małą masą, objętością i poborem energii przy jednoczesnej wysokiej wydajności. Jest przystosowana do przetrwania w warunkach szybko zmieniających się temperatur i wysokiego poziomu promenowania, jak również wibracji podczas startu. Uzyskuje obrazy monochromatyczne w świetle widzialnym. Instrument stanowi pojedynczą jednostkę. Jest przymocowany do panelu dolnego lądownika w czterech punktach. W jego skład wchodzi układ optyczny, zespół detektora oraz system elektroniczny.

System optyczny składa się z zespołu soczewek umieszczonych w cylindrycznym tubusie, przymocowanym do obudowy zawierającej detektor i elektronikę kamery. Długość ogniskiem jest automatycznie dostosowywana w trakcie zbliżania się do powierzchni, co pozwala na stałe uzyskiwanie ostrych obrazów. Pole widzenia ma wymiary 45 x 45 stopnia.

Optyka skupia światło na detektorze CMOS. Ma on wymiary 1280 x 1024. Obszar efektywny ma wielkość 1024 x 1024 pikseli, pozostała część służy do transferu klatek. Jest on umieszczonym w jednostce elektroniki instrumentu. Może uzyskiwać strumień wideo z szybkością 10 fps. Czas ekspozycji jest regulowany elektronicznie. Współczynnik sygnału do szumu wynosi 40 dB przy albedo powierzchni 9% i przy Słońcu na wysokości 30 stopni ponad horyzontem.

Sygnał z detektora jest wzmacniany i ucyfrawiany przez elektronikę odzyskiwania informacji. Następnie jest przesyłany do dalszej części elektroniki instrumentu. Obejmuje ona moduł obliczający czas ekspozycji, moduł kompresji obrazów, oraz moduł transmisji danych. Elemenety te pracują jednocześnie. Dane są ostatecznie przesyłane do jednostki elektroniki kontrolującej instrumenty naukowe lądownika. Następnie przekazywane przez nią do elektroniki nawigacyjnej lądownika oraz do systemu telemetrycznego sondy.

Instrument Descent Camera został opracowany przez Pekiński Instytut Systemów Mechanicznych i Elektrycznych ( Beijing Institute of Space Machinery and Electricity - BISME) wchodzący w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:33
EUV
System obrazujący w ekstremalnym ultrafiolecie jest instrumentem przeznaczonym do badań plazmosfery Ziemi, czyli torusa zimnej plazmy w wewnętrznej części magnetosfery, ponad jonosferą. Instrument pozwala na rejestrowanie emisji słonecznej przy 30.4 nm efektywnie rozpraszanej rezonansowo przez jony He+ w plazmosferze. Tak więc intensywność obserwowanej emisji jest proporcjonalna do średniej gęstości tego jonu wzdłuż linii widzenia. Ponieważ He+ jest drugim co do stężenia jonem w pazmosferze (stanowi około 15% populacji jonów w tym regionie) pomiary jego stężenia mogą być używane jako wykładnik stanu całej plazmosfery. Pozwala na ciągłe monitorowanie plazmosfery poprzez uzyskiwanie jej globalnych obrazów oraz wyznaczanie intensywności emisji w płaszczyźnie południkowej. Dane te pozwalają następnie na wykonanie trójwymiarowej rekonstrukcji gęstości plazmosfery. Umożliwia to śledzenie zmian w lokalizacji plazmopauzy i strumieni plazmy występujących na stronie dziennej polazmosfery; wyprowadzenie charakterystyk konwekcyjnych pół elektrycznych w plazmosferze; oraz badania oddziaływań między plazmosferą a jonosferą, prądem pierścieniowym i pasami radiacyjnym. Tym samym instrument pozwala na wykonanie unikalnych badań dynamiki i globalnej struktury plazmosfery. Do tej pory obserwacje plazmosfery były prowadzone rzadko. Odpowiednie technologie pojawiły się dopiero pod koniec XX wieku. Pierwsze obrazy tego regionu w zakresie ekspermalnego ultrafioletu dostarczył spektrometr skrajnego ultrafioletu (Extreme Ultraviolet Spectrometer - XUV) japońskiej sondy marsjańskiej Nozomi wystrzelonej 4 lipca 1998 r. Jednak obrazy te nie obejmowały one całej pazmosfery z powodu małego pola widzenia i krótkiego czasu obserwacji. Najbardziej systematyczne obserwacje tego typu wykonał system obrazujący w skrajnym ultrafiolecie (Extreme Ultraviolet Imager - EUV) amerykańskiego satelity IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration) wystrzelonego 25 marca 2000 r. Później badania te były kontynuowane za pomocą instrumentu teleskopu ekstremalnego ultrafioletu (Telescope of Extreme Ultraviolet - TEX) japońskiej sondy księżycowej Kaguya wystrzelonej 14 września 2007 r. Jednak nie obejmowały one całej plazmosfery z powodu ograniczonego pola widzenia i czasu przeznaczonego na obserwacje oraz awarii systemu filtrów. Tak więc badania tego regionu nadal są mało zaawansowane.

 Instrument EUV znajduje się na panelu górnym lądownika Chang'e 3, od strony krawędzi -Z. Charakteryzuje się polem widzenia o szerokości 15 stopni. Rozdzielczość kątowa wynosi 0.095°, co przy średniej odległości między Ziemią i Księżycem 60 promieni Ziemi odpowiada rozdzielczości przestrzennej 0.1 promienia Ziemi (południkowej płaszczyźnie rzutowania, czyli w kierunku środka Ziemi, prostopadle do osi pola widzenia). Rozdzielczość czasowa obserwacji wynosi około 10 minut. W tym czasie ruch Księżyca powoduje przesunięcie o 0.08 stopnia. Jest to wartość mniejsza od rozdzielczości kątowej, tak więc nie powoduje zniekształcenia obrazu. Ruch plazmosfery jest w tym czasie mniejszy od 0.1 promienia Ziemi, tak więc może być pominięty. Urządzenie pracuje w zakresie linii spektralnej 30.4 nm. W skład instrumentu wchodzi system pozycjonujący; głowica; elektronika kontroli pozycjonowania, oraz główna jednostka elektroniki.

System pozycjonujący pozwala na automatyczne śledzenie Ziemi. Obraca on głowicę instrumentu w dwóch osiach. Głowica jest zawieszona na obejmie wyposażonej w mechanizm pochylający instrument w pionie. Obejma jest natomiast zainstalowana na wieżyczce obracającej go w poziomie. Jest ona przymocowana do panelu górnego konstrukcji lądownika w ośmiu punktach. System obradzający obsługiwany przez dedykowany moduł elektroniki kontrolujący pozycjonowanie.

Głowica instrumentu obejmuje system optyczny; detektor; oraz elektronikę przetwarzania sygnału. Wszystkie te komponenty znajdują się w  hermetycznej obudowie. Jest ona ogrzewana przez radioizotopową jednostkę grzewczą o małej mocy. Otwór wejściowy jest chroniony pokryciem ochronnym zamykanym w czasie nocy księżycowej. Zapobiega on nadmiernemu wychłodzeniu wnętrza instrumentu. Cała głowica jest otoczona izolacją wielowarstwową. Instrument może pracować w zakresie temperatur od -25ºC do +75ºC.

Światło wchodzące przez otwór wejściowy jest skupiane przez układ optyczny złożony ze zwierciadeł pokrytych wielorastwowym pokryciem odbijającym, maksymalizującym współczynnik odbicia w zakresie ekstremalnego ultrafioletu. W jego płaszczyźnie ogniskowej znajduje się detektor w postaci płyty mikrokanałowej (Microchannel Plate - MCP) zliczający fotony. Ma wymiary 161 x 161 pikseli. Jest obsługiwany przez dedykowany zasilacz wysokiego napięcia, zainstalowany w osobnej jednostce przy obudowie głowicy. Sygnał z detektora jest następnie wzmacniany przez przedwzmacniacz i ucyfrawiany przez elektronikę przetwarzania sygnału. W dalszej kolejności jest przesyłany do jednostki elektroniki instrumentu.

Główna jednostka elektroniki instrumentu mieści się w module elektroniki instrumentów naukowych lądownika, we wnętrzu jednego z przedziałów elektroniki. Przyjmuje ona dane z detektora, formatuje je i wysyła do systemu informatycznego lądownika. Ponadto wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Instrument EUV został opracowany przez Instytut Optyki, Mechaniki Precyzyjnej i Fizyki w  Changchun (Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics - CIOMP), wchodzący w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:35
LUT
Teleskop UV jest instrumentem astronomicznym przeznaczonym do wykonywania długotrwałych obserwacji wybranych obiektów i pól nieba w zakresie bliskiego ultrafioletu (245 - 340 nm). Obserwacje obejmują różnorodne obiekty o jasności w zakresie 5 - 13 magnitudo - gwiazdy zmienne, gwiazdy nowe, jasne gromady gwiazd, galaktyki aktywne, kwazary i blazary. Uzyskiwane dane pozwalają na badania tempa akrecji w jądrach galaktyk aktywnych i w układach podróżnych, ulepszenie modeli opisujących zmienności jasności gwiazd różnych typów oraz przeprowadzenie szeregu innych projektów badawczych.

LUT jest pierwszym instrumentem astronomicznym przeznaczonym do umieszczenia na powierzchni Księżyca na długi okres czasu. Wcześniej obserwacje tego typu były prowadzone tylko za pomocą kamery dalekiego ultrafioletu użytej podczas misji Apollo 16. W jej trakcie uzyskano tylko około 200 obrazów z powodu krótkiego okresu trwania misji. Brak gęstej atmosfery na Księżycu pozwala jednak na uzyskanie obserwacji astronomicznych o wysokiej jakości. Ponadto wolny okres rotacji Księżyca sprawia, że sfera niebieska przesuwa się 27 razy wolniej niż dla obserwatora na Ziemi, co umożliwia łatwe przeprowadzanie obserwacji z długimi czasami ekspozycji. W stosunku do satelitów astronomicznych teleskop umieszczony na powierzchni Księżyca jest też bardziej stabilny, ponieważ obserwacji nie zakłócają niepewności w kontroli orientacji przestrzennej pojazdu na którym jest zainstalowany.

 Instrument LUT znajduje się na panelu bocznym -Y struty mechanicznej urządzenia, w prostopadłościennej obudowie przylegającej do przedziału elektroniki -Y lądownika. Jest złożony z sekcji detekcyjnej oraz głównej jednostki elektroniki.

W skład sekcji detekcyjnej instrumentu wchodzą dwie jednostki: zwierciadło skanujące wraz z systemem obracającym na odpowiednim montażu, oraz zespół obejmujący optykę, detektor i elektronikę odzyskiwania informacji umieszczone na wspólnej płycie montażowej. Instrument uzupełnia jednostka elektroniki głównej. Urządzenie może pracować w szerokim zakresie temperatur, od -20ºC do +40ºC. Jego konstrukcja mechaniczna została wykonana w dużej mierze z materiałów kompozytowych, dzięki czemu charakteryzuje się małą masą.

Światło wpadające przez okno w obudowie sekcji detekcyjnej pada na zwierciadło skanujące, zainstalowane na własnym montażu. Jest ono umieszczone na systemie obracającym, pozwalającym na jego rotację w dwóch osiach (w azymucie oraz pionie). Tym samym instrument może płynnie śledzić obserwowane obiekty przez okres wielu dni.

Zwierciadło skanujące odbija światło na teleskop umieszczony w drugiej jednostce. Jest to teleskop zwierciadlany w układzie Ritcheya-Chretiena. Wykorzystuje katadioptryczną optykę pozaosiową. Znajduje się ona w cylindrycznym tubusie. Pole widzenia ma wymiary 1.36 x 1.36 stopnia. Światło pada na hiperboliczne zwierciadło główne o średnicy 150 mm. Następnie trafia na hiperboliczne zwierciadło wtórne. Potem trafia na detektor CCD zoptymalizowany do wykonywania obserwacji w zakresie ultrafioletu. Jego obszar efektywny ma wymiary 1024 x 1024 piksele. Pojedynczy piksel ma szerokość 13 mikronów. Detektor jest chłodzony w celu uzyskania stabilnej, niskiej temperatury, pozwalającej na uzyskanie wysokiego współczynnika sygnału do szumu. Sygnał z detektora jest przetwarzany przez elektronikę odszykowania informacji zlokalizowaną w obudowie zamontowanej przy tubusie teleskopu. Po wzmocnieniu jest przekazywany do jednostki elektroniki głównej.

Główna jednostka elektroniki instrumentu mieści się w module elektroniki instrumentów naukowych lądownika, we wnętrzu jednego z przedziałów elektroniki. Przyjmuje ona dane z detektora, formatuje je i wysyła do systemu informatycznego lądownika. Ponadto wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Instrument LUT został opracowany przez Narodowe Obserwatorium Astronomiczne Chin (National Astronomy Observatory of China - NAOC) z siedzibą w Pekinie, wchodzące w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:37
YUTU

KONSTRUKCJA
Łazik Yutu ma kształt prostopadłościenny i masę 136 kg, z czego instrumenty naukowe stanowią 20 kg. W czasie lotu transkiężycowego i lądowania był unieruchomiony na panelu górnym lądownika Chang'e 3. Całkowite wymiary łazika wynoszą 1500 x 1000 x 1100 mm.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:39
Konstrukcja mechaniczna łazika jest zbudowana z panelu dolnego (-X), panelu górnego (+X) oraz czterech prostopadłościennych paneli bocznych. Panele boczne +Y i -Y są dłuższe od paneli +Z i -Z. Panel górny jest dłuższy od dolnego, ponieważ w jego przedniej części, na stronie dolnej znajduje się spektrometr podczerwieni i kamery unikania przeszkód, a w części tylnej - anteny. Panel górny stanowi też radiator. Na górnej powierzchni łazika znajduje się prostokątna rama na której zainstalowano panele słoneczne (na stronach +Y i -Y). Umożliwia ona złożenie masztu kamer i anteny HGA oraz paneli słonecznych w czasie lotu transkiężycowego. Ponadto podczas nocy księżycowej maszt kamer jest również składany w ten sposób. Rama jest następnie nakrywana panelami słonecznymi. Na ramie od strony +Z znajduje się reflektometr laserowy pozwalający na pomiary odległości między Ziemią i Księżycem za pomocą lasera.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:39
W przedniej części panelu górnego znajduje się maszt kamer i anteny wysokiego zysku. Jest on zainstalowany na mechanizmie obracającym o trzech stopniach swobody, pozwalającym na jego nachylanie w przód i w tył oraz obracanie. Tym samym umożliwia on pozycjonowanie anteny wysokiego zysku oraz ułatwia pozycjonowanie kamer. Dokładność kontroli pozycji masztu wynosi 0.3 stopnia. Mechanizm ten pozwala również na wielokrotne składanie i rozkładanie masztu. Antena znajduje się w górnej części masztu. Na jego szczycie zlokalizowany jest zestaw kamer obejmujący dwie głowice kamery panoramicznej oraz dwie głowice kamery nawigacyjnej. Są one umieszczone na wysokości 1.5 metra ponad powierzchnią. Kamery są zamontowane na ramie zainstalowanej na mechanizmie obracającym. Pozwala on na obracanie zestawu w poziomie oraz nachylanie w pionie. Tym samym kamery mogą uzyskiwać pełne panoramy otoczenia oraz obrazować cele znajdujące się w pobliżu łazika.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:39
Na przednim panelu bocznym (+Z) znajduje się zrobotyzowane ramię ze spektrometrem APXS. Składa się ono z trzech skrajnych podłużnic krótkich (dwóch tylnych i jednej przedniej), środkowej podłuży długiej oraz końcowej obrotowej wieżyczki. Elementy te są połączone mechanizmami stawowymi obsługiwanymi przez silniki elektryczne. Na obrotowej wieżyczce znajduje się głowica spektrometru APXS. W okresie gdy ramię nie jest używane, pozostaje złożone na panelu +Z tak, że spektrometr znajduje się blisko zainstalowanej na nim radioizotopowej jednostki grzewczej.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:40
System jezdny łazika jest oparty na konfiguracji Rocker-Bogie. Zawieszenie składa się z dwóch ramion (+Y i -Y). Każde z nich obejmuje dłuższy łącznik przedni (Bogie) z jednym kołem na końcu przednim i osią łączącą z krótszym łącznikiem tylnym (Rocker) zawierającym dwa koła. Łączniki Bogie obu ramion są połączone z belkami przebiegającymi we wnętrzu łazika. Łączą one oba ramiona poprzez mechanizm różnicowy (dyferencjał). Układ taki pozwala na zachowanie równowagi podczas jazdy po przeszkodach. Gdy Rocker unosi się podczas pokonywania nierówności Bogie jednocześnie obniża się.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:41
 Łazik posiada trzy pary identycznych kół. Ich bieżnik ma konstrukcję ażurową. Składa się z trzech pierścieni na których jest rozpięta siatka. Do pierścieni są ponadto przymocowane niewielkie poprzeczne skrzydełka zapewniające dobrą przyczepność podczas jazdy po sypkim regolicie. Niwelują one poślizgi. Środkowy pierścień bieżnika posiada 6 szprych w kształcie litery Y, zlanych z pierścieniem osiowym umożliwiającym osadzenie koła na osi odpowiedniego łącznika. Każde koło posiada niezależny układ obracający. Na wewnętrznej stronie koła znajduje się mechanizm umożliwiający jazdę postępową, a na stronie zewnętrznej - mechanizm skręcający koło podczas jazdy manewrowej. Obracanie łazika umożliwia skręcania kół przednich i tylnych.

Łazik może poruszać się po zboczach o nachyleniu do 20 stopni i pokonywać przeszkody o wysokości do 20 cm. Teoretyczna maksymalna szybkość jazdy po linii prostej na płaskiej powierzchni wynosi 200 m/h. Minimalny promień skrętu wynosi 1.5 metra. Trwałość systemu jezdnego była szacowana na 10 km. Teoretycznie pozwalało to na spenetrowanie płata terenu o powierzchni około 3 kilometrów kwadratowych.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:41
System zasilania obejmuje dwa prostokątne panele słoneczne, zainstalowane na ramie na panelu górnym. W czasie startu, lotu i lądowania były one złożone na ramie, rozłożono je niedługo po lądowaniu. Panele mogą być pochylane w poziomie, co umożliwia zoptymalizowanie produkcji energii elektrycznej. Jest też istotne podczas nocy księżycowej, kiedy panele są składane tak, że nakrywają górną powierzchnię łazika opierający się na ramie górnej. W ten sposób stanowią osłonę termiczną zapobiegającą szybkiemu wychłodzeniu wnętrza łazika. Dokładność kontroli nachylenia paneli wynosi 1 stopień. Maksymalna produkcja energii wynosi 280 W, a typowe zużycie energii - 220 W. Instrumenty naukowe zużywają 42 W. Energia produkowana przez panele słoneczne jest wykorzystywana na bieżąco, a także ładuje baterię chemiczną o pojemności 20 A/h, używaną głównie  w czasie nocy księżycowej. W okresie nocy większość systemów jest wyłączanych. Aktywne pozostają jedynie podstawowe komponenty elektroniczne pełniące funkcje kontrolne oraz najważniejsze grzejniki elektryczne. Napięcie w sieci elektrycznej wynosi 23-29.6 V.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:41
 System komunikacyjny obejmuje antenę wysokiego zysku (High Gain Antenna - HGA), dwie anteny niskiego zysku (Low Gain Antenna - LGA), oraz system nadawczo - odbiorczy.

Paraboliczna antena HGA znajduje się na maszcie kamer i za jego pomocą może być pozycjonowana na Ziemię. Pracuje w paśmie X. Służy do transmisji danych naukowych i inżynieryjnych z dużymi szybkościami oraz odbierania komend. Anteny LGA znajdują się na panelu górnym, od strony -Z. Służą do łączności w okresach niskiej produkcji energii oraz podczas problemów. Również pracują w paśmie X.

Komendy i dane inżynieryjne są w łączu Ziemia - sonda są wysyłane z szybkością 1000 bps a w łączu sonda - Ziemia - z szybkością 2048 bps. Dane naukowe są transmitowane z szybkościami 2 Mbps i 4 Mbps.

Poza podstawowym systemem komunikacyjnym pasma X łazik posiada system łączności w paśmie UHF. Umożliwia on transmisję danych do lądownika, który następnie  przekazuje je na Ziemię z dużą szybkością za pomocą swojego systemu komunikacyjnego. System ten składa się z nadajnika oraz anteny. Jest jednokierunkowy - łazik może transmitować dane do lądownika, ale nie może odbierać z niego komend. System nadawczy układu UHF dostarcza częstotliwości nośnej, która jest następie modulowana metodą BPSK (Binary Phase Shift Keying). Następnie sygnał przechodzi przez filtr usuwający częstotliwości pozapasmowe. W dalszej kolejności jest wzmacniany przez moduł wzmacniacza. Obejmuje on dwa wzmacniacze oparte na arsenku galu zwiększające moc modulowanego sygnału. Ostatecznie sygnał jest transmitowany poprzez antenę znajdującą się na panelu górny (od strony -Z), pomiędzy antenami pasma X. System UHF posiada również własny zasilacz konwertujący zasilanie przyjmowane z sieci elektrycznej łazika.

System UHF może pracować w dwóch trybach. W trybie komunikacji szybkiej używane są trzy szybkości transmisji danych, w zależności od odległości pomiędzy łazikiem i lądownikiem, wraz z którą spada moc odbieranego sygnału. Szybkość 200 kbps jest skowana gdy moc sygnału przyjmowanego przez odbiornik na lądowniku jest nie mniejsza niż -107 dBm. Szybkość 400 kbps jest używana gdy moc sygnału na odbiorniku jest nie mniejsza niż -104 dBm. a 800 kbps - gdy wartość ta wynosi -98 dBm. Tryb ten służy do przesyłania danych naukowych i inżynieryjnych. W trybie komunikacji wolnej używana jest szybkość 1024 bps, przy mocy odbieranego sygnału -125 dBm. Służy on do transmitowania danych inżynieryjnych w czasie rzeczywistym.  Komunikacja z lądownikiem jest możliwa na odległość do 3 km. Wynika to z wysokości na której znajduje się antena na lądowniku (3 m) i na łaziku (1 m) oraz ograniczeń w poziomie zasilania i masie sprzętu wynikających z charakteru misji.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:42
 System komputerowy łazika pozwala na kontrolę pracy jego poszczególnych systemów oraz wykonywanie komend odbieranych z Ziemi. Umożliwia też wprowadzenie łazika w tryb hibernacji przed nocą księżycową i jego ponowne uruchamianie po wschodzie słońca. Pozwala na pracę w trybie częściowo autonomicznym, również podczas jazdy. System ten jest oparty na koncepcji zintegrowanego modułu elektroniki, gdzie wszystkie funkcje kontrolne, sterowanie silnikami systemu jezdnego, masztu kamer, ramienia i paneli słonecznych, transmisja danych oraz czynności związane z nawigacją podczas jazdy są wykonywane przez pojedynczy komputer centralny ze zunifikowanym oprogramowaniem. Jego elementy znajdują się w pojedynczej obudowie, co pozwoliło na zredukowanie masy i zajmowanej przestrzeni. Jednostka ta składa się z płyty głównej na której z jednej strony połączone są płyty z modułami elektroniki, a z drugiej - zasilacz niskiego napięcia.

System komputerowy obejmuje centralną jednostkę obróbki danych zintegrowaną z modułem usuwania błędów, moduły kontroli zdalnej, moduł obsługi silników i mechanizmów, moduł kontroli temperatury i obsługi urządzeń pirotechnicznych, moduł komunikacyjny oraz zasilacz i moduł dystrybucji energii elektrycznej. Do przesyłania informacji w obrębie łazika używany jest standard CAN (Controller Area Network), analogiczny do rozwiązań przyjętych w systemach przemysłowych. Do przesłania i gromadzenia danych z kamer nawigacyjnych oraz danych naukowych służy standard LVDS (Low-Voltage Differential Signaling). Dane w obrębie łazika są przesyłane za pomocą interfejsów seryjnych RS422.

Centralna jednostka obróbki danych oraz moduł usuwania błędów obejmują trzy płyt obwodów drukowanych. Jedna z nich (płyta nr 3) jest używana podczas normalnego działania. Płyta nr 2 jest zawsze wyłączona i stanowi system zapasowy. Płyta nr 1 zawiera elementy które mogą być używane w przypadku awarii niektórych komponentów płyty nr 3. Jednostka ta wykonuje funkcje związane z wymianą danych w obrębie łazika, gromadzeniem danych i wysyłaniem ich do modułów komunikacyjnych, zadania kontrole (w tym funkcje nawigacyjne, kontroli temperatury i zarządzania resetami), obróbkę obrazów, wprowadzanie łazika w hibernację i uruchamiania go i in. Przed transmisją dane są zapisywane przez rejestrator jednoczęściowy o pojemności 2 GB.

Zestaw modułów kontroli zdalnej znajduje się na trzech płytach drukowanych - płycie kontroli zdalnej, płycie demodulacji komend i płycie elementów zapasowych. W jego skład wchodzi moduł odbioru telemetrii, moduł konwersji telemetrii, wejście LVDS, kontrolka multipleksera danych wejściowych, interfejs multipleksera danych wyjściowych, oraz moduł zarządzający resetami.

Moduł kontroli silników i mechanizmów mieści się na trzech płytach drukowanych. Obsługuje łącznie 17 silników elektrycznych i związanych z nimi mechanizmów. Opiera się na procesorze DSP (Digital Signal Processor) oraz układzie FPGA (Field-Programmable Gate Array). Obejmuje kontroler silników oraz układ kontrolujący system jezdny. Zbiera on dane z sensorów monitorujących pracę silników,  wykonuje algorytmy sterujące silnikami, zarządzania zasilaniem dostarczanym do silników, oraz wykrywa anomalie w pracy silników i pozwala na przeprowadzenie ich diagnostyki.

Moduły komunikacyjne służą do przetwarzania danych otrzymywanych z Ziemi oraz przygotowywania danych do transmisji na Ziemię lub do lądownika. Komedy są przyjmowane przez moduł komunikacji zdalnej, który dekoduje je. Następnie instrukcje są wykonywane przez osobny moduł bezpośredniej obróbki komend. Dane inżynieryjne i naukowe są obrabiane przez moduł komunikacji łazik - Ziemia. Następnie są przesyłane do modułu obróbki telemetrii, który ostatecznie przygotowuje je do transmisji.

Oprogramowanie łazika charakteryzuje się konfiguracją hierarchiczną. Obejmuje oprogramowanie systemowe (system operacyjny SpaceOS-II) zarządzający zasobami sprzętowymi oraz oprogramowanie aplikacyjne wykonujące szczegółowe funkcje kontrolne i zadania związane z przetwarzaniem danych. Kody programów są przechowane w pamięci EEPROM. Ponadto oprogramowanie nawigacyjne oraz związane z obsługą anomalii mieści się w pamięci SRAM. Oprogramowanie nawigacyjne łazika umożliwia wykrywanie przeszkód na podstawie obrazów z kamer i ich omijanie lub blokowanie jazdy. Poza wykonywaniem wcześniej przesłanych komend łazik może być sterowany z Ziemi w czasie rzeczywistym. Opóźnienie komunikacyjne między Ziemią i Księżycem wynosi tylko 2.5 sekundy.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:42
 System kontroli temperatury umożliwia utrzymywanie temperatury wewnętrznej w zakresie operacyjnym od -20ºC do +55ºC. Komponenty łazika są jednak w stanie przetrwać w szerszym zakresie temperatur, od -50ºC odo +70ºC.

W trakcie dnia księżycowego temperatura we wnętrzu łazika jest regulowana za pomocą grzejników elektrycznych i radiatorów. Grzejniki produkują ciepło na drodze oporu elektrycznego. Są sterowane przez termostaty. Radiatorem o charakterze reflektora optycznego (Optical Surface Reflector - OSR) jest panel górny konstrukcji mechanicznej łazika. Składa się z warstwy odbijającej złożonej z metalu oraz warstwy górnej złożonej z kwarcu. Warstwa kwarcowa przepuszcza promienie słoneczne, które następnie odbijają się od warstwy metalowej. Tym samym radiator taki charakteryzuje się małym współczynnikiem absorpcji. Ponadto warstwa krzemowa jest dobrym emiterem podczerwieni. Głowice kamery panoramicznej i nawigacyjnej są wyposażone we własne radiatory OSR. Dodatkową powierzchnią chłodzącą jest posrebrzana rama górna (F46), również charakteryzująca się małym współczynnikiem pochłaniania światła słonecznego i dużą emisyjnością w podczerwieni. Zasadnicza konstrukcja łazika i układ zawieszenia są  otoczone izolacją wielowarstwową. Zapobiega ona nadmiernemu nagrzewaniu się łazika w słońcu oraz szybkiej utracie ciepła w czasie nocy. Nie pokrywa panelu górnego pełniącego rolę radiatora. W czasie nocy jest on nakrywany przez panele słoneczne zapewniające izolację termiczną.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:43
 W trakcie nocy księżycowej wnętrze łazika jest ogrzewane za pomocą unikalnego systemu opartego na radioizotopowych jednostkach grzewczych (Radioisotope Heater Unit - RHU). Jego podstawowa konstrukcja jest taka sama jak na lądowniku. Łazik posiada pojedynczą jednostkę RHU. Wykorzystuje ona rozpad izotopu plutonu Pu-238 (w postaci tlenku plutonu) do wytwarzania ciepła. Materiał ten został zakupiony w Rosji. RHU dostarcza ponad 120 W ciepła. Ciepło jest następnie przenoszone na panele obudowy łazika za pomocą systemu kapilar cielnych (Variable Conductance Heat Pipe - VCHP). Pętla taka obejmuje zbiornik czynnika roboczego (amoniaku), sekcję ewaporacyjną przebiegającą wzdłuż paneli łazika, oraz sekcję kondensacyjną w pobliskim radiatorze. Ciepło produkowane przez RHU powoduje odparowywanie amoniaku. Powstały gaz przepływa następnie w sekcji ewaporacyjnej i oddaje ciepło panelom zewnętrznym na drodze przewodnictwa. Następnie w sekcji kondensacyjnej ciepło przechodzi na radiator, gdzie jest wypromieniowywane w przestrzeń kosmiczną. Gaz tym samym skrapla się, a następnie wraca do zbiornika. System ten jest aktywowany przed początkiem nocy na drodze otwarcia odpowiednich zaworów w kapilarach. W trakcie dnia księżycowego jest nieaktywny, co zapobiega przegrzaniu wnętrza łazika.

Wrażliwe urządzenia, takie jak spektrometr APXS są wyposażone we własne jednostki RHU o małej mocy.

Zasadniczo system kontroli temperatury łazika może działać tylko w dwóch trybach. W trybie 1 używanym podczas dnia księżycowego układ RHU/VCHP jest nieaktywny. W trybie 2 stosowanym w trakcie nocy księżycowej układ RHU/VCHP aktywnie ogrzewa wnętrze pojazdu. W przeciwieństwie do lądownika konfiguracje pośrednie nie są stosowane.

Aktywowanie systemów łazika po wschodzie Słońca umożliwiają dwa sensory Słońca umieszczone na panelu górnym, od strony +Z, po obu stronach masztu kamer.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:43
 Łazik posiada system kamer inżynieryjnych. W jego skład wchodzą dwie kamery nawigacyjne (Navigation Camera - NavCam) i dwie kamery unikania niebezpieczeństw (Hazard Identyfication Camera - HazCam).

Kamery HazCam dostarczają obrazów używanych do autonomicznego wykrywania przeszkód podczas jazdy oraz do planowania ruchów ramienia. Ponadto pozwalają na dokumentowanie działań związanych z pomiarami za pomocą APXS. Są ustawione na dolnej stronie panelu górnego. Znajdują się obok siebie, tworząc parę stereoskopową. Każda głowica stanowi pojedynczą jednostkę złożoną z soczewkowego układu optycznego zainstalowanego w cylindrycznym tubusie, detektora CCD wraz z elektroniką odzyskiwania informacji oraz systemem elektronicznym umieszczonych w pojedynek obudowie. Kamery te uzyskują zdjęcia monogromatyczne za pomocą detektora CCD o wymiarach 1024 x 1024 piksele. Ich pole widzenia ma wymiary ok. 120 x 120 stopni. Obrazy są analizowane przez oprogramowanie pojazdu, które wyrywa przeszkody pozwalając na ich ominięcie lub zatrzymanie przejazdu.

Kamery NavCam dostarczają zdjęć umożliwiających planowanie trasy łazika poprzez tworzenie modeli DEM powierzchni, oraz autonomiczne wykrywanie przeszkód terenowych. Są ustawione na wysięgniku kamer, obok głowic kamery PanCam. Są skonsumowane podobnie jak inne kamery na łaziku i lądowniku. Każda głowica stanowi pojedynczą jednostkę zbudowaną z soczewkowego układu optycznego zainstalowanego w cylindrycznym tubusie, detektora CCD wraz z elektroniką odzyskiwania informacji oraz systemem elektronicznym umieszczonych w pojedynek obudowie. Podobnie jak w przypadku kamery PanCam na górnej powierzchni obudowy jednostki elektroniki umieszczono radiator  w postaci reflektora optycznego (Optical Surface Reflector - OSR). Dzięki temu kamera może działać podczas całego dnia księżycowego, również w południe, mimo intensywnego ogrzewania przez słońce. NavCam dostarcza stereoskopowych, monochromatycznych, obrazów o rozdzielczości kątowej niższej niż PanCam, ale o szerszym polu widzenia. Detektor CCD mają wymiary 1024 x 1024 piksele. Pole widzenia ma wymiary około 45 x 45 stopni.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:45
WYPOSAŻENIE
W skład instrumentów naukowych łazika Yutu wchodzą:
- kamera panoramiczna (Panoramic Camera - PanCam);
- spektrometr obrazujący światła widzialnego i bliskiej podczerwieni (Visible and Near Infrared Imaging Spectrometer - VNIS);
- spektrometr promieni X oparty na cząstkach alfa (Alpha X-ray-Spectrometer - APXS);
- radar penetrujący podłoże (Ground Penetration Radar - GPR).

Kamera PanCam znajduje się na maszcie kamer i anteny wysokiego zysku, zlokalizowanym na panelu górnym konstrukcji łazika, VNIS - na przedzie panelu górnego (na jego dolnej powierzchni), głowica APXS - na obrotowej wieżyczce na końcu ramienia łazika, a anteny GPR - na tylnym panelu bocznym (-Z). Elektronika kamery PanCam jest zintegrowana z optyką i detektorem tego instrumentu. Komunikuje się bezpośrednio z jednostką elektroniki kontrolującą instrumenty łazika. Jednostki elektroniki głównej pozostałych instrumentów mieszczą się w pojedynczym, wspólnym module elektroniki zarządzanym przez jednostkę kontrolną instrumentów.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:47
PanCam
Kamera panoramiczna jest głównym systemem obrazującym łazika Yutu, pozwalającym na uzyskiwanie barwnych i wysokorozdzielczych zdjęć otoczenia. Jej podstawowym celem naukowym jest scharakteryzowanie geomorfologii terenu w miejscu lądowania oraz faktury i struktury regolitu. Ponadto pozwala na monitorowanie działania lądownika w początkowym etapie misji, uzyskiwanie modeli DEM używanych podczas planowania trasy jazdy łazika oraz  wyboru celów do pomiarów za pomocą innych instrumentów, wybór celów badań za pomocą APXS, dokumentowanie próbek badanych za pomocą APXS oraz dostarczanie obrazów kontekstowych celów obserwowanych za pomocą spektrometru VNIS.

 Kamera PanCam znajduje się na maszcie kamer i anteny wysokiego zysku łazika, koło kamery NavCam. Jest zamontowana na ramie zainstalowanej na mechanizmie obracającym. Pozwala on na jej obracanie w poziomie oraz nachylanie w pionie. Tym samym kamera może uzyskiwać pełne panoramy otoczenia oraz obrazować cele znajdujące się w pobliżu łazika. Ponadto obrazowane ułatwia możliwość poruszania całym masztem - nachylania go w przód i w tył oraz obracania wzdłużał długiej osi. Kamera znajduje się na wysokości 1.5 metra ponad powierzchnią, dzięki czemu uzyskuje obrazy z perspektywy naturalnej dla obserwatora. W skład kamery wchodzą dwie głowice (PanCam-A i PanCam-B) o identycznej konstrukcji. Są one oddalone od siebie o 27 cm Ich pola widzenia częściowo zachodzą na siebie tak, że zestawiając zdjęcia można uzyskać obrazy stereoskopowe pozwalające na opracowanie modeli DEM.  Urządzenie charakteryzuje się dużym stopniem zminiaturyzowania - uproszczoną optyką, małą masą, objętością i poborem energii przy jednoczesnej wysokiej wydajności i niezawodności. Na górnej powierzchni obudowy jednostki elektroniki każdej głowicy umieszczono radiator  o charakterze reflektora optycznego (Optical Surface Reflector - OSR). Dzięki temu kamera może działać podczas całego dnia księżycowego, również w południe, mimo intensywnego ogrzewania przez słońce. Urządzenie jest dobrze przystosowane do przetrwania w warunkach szybko zmieniających się temperatur i wysokiego poziomu promenowania. Może pracować w zakresie temperatur wewnętrznych od -25ºC do +55ºC. Może również zachować funkcjonalność w szerszym zakresie, od -40ºC do +75ºC.

W skład każdej głowicy PanCam wchodzi układ optyczny, zespół detektora oraz jednostka elektroniki. System optyczny składa się z zespołu soczewek umieszczonych w cylindrycznym tubusie, przymocowanym do prostopadłościennej obudowy zawierającej elektronikę głowicy. Na górnej części tubusa znajduje się przegroda usuwająca rozproszone światło. Długość ogniskowej może być regulowania automatycznie lub ręcznie (przez komendy z Ziemi), co pozwala na uzyskiwanie ostrych obrazów zarówno obiektów odległych jak i położonych blisko lądownika (od 3 metrów od łazika do nieskończoności). Pole widzenia ma wymiary 19.6 x 14.5  stopnia.

Optyka skupia światło na detektorze CMOS. Jego obszar efektywny ma wymiary 2352 x 1728 piksele. Jest on umieszczonym w jednostce elektroniki PanCam, wraz z elektroniką instrumentu. Jest wyposażony w filtry Bayera. Pozwala tym samym na uzyskiwanie obrazów barwnych o jakości porównywalnej z komercyjnymi aparatami cyfrowymi. Każdy piksel w tym detektorze jest pokryty indywidualnym filtrem czerwonym, zielonym lub niebieskim. Pozwala to na uzyskanie bardzo naturalnych kolorów. Detektor może uzyskiwać tylko obrazy statyczne, nie rejestruje sekwencji wideo, w przeciwieństwie do kamery Terrain Camera na lądowniku. Czas ekspozycji jest regulowany elektronicznie. Jest obliczany automatycznie, co pozwala na jego dostosowanie do jasności fotografowanych obiektów. Współczynnik sygnału do szumu wynosi 40 dB przy albedo powierzchni 9% i przy Słońcu na wysokości 30 stopni ponad horyzontem.

Sygnał z detektora jest wzmacniany i ucyfrawiany przez elektronikę odzyskiwania informacji. Następnie jest przesyłany do dalszej części elektroniki kamery, umieszczonej w prostopadłościennej obudowie za tubusem optyki. Przyjmuje ona dane z detektora, formatuje je i wysyła do elektroniki kontrolującej instrumenty naukowe łazika. Jednostka ta przesyła je następnie do systemu informatycznego łazika. Ponadto elektronika PanCam wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Instrument PanCam został opracowany przez Instytut Optyki i Mechaniki Precyzyjnej (Xian Institute of Optics and Precision Mechanics - OPT) wchodzący skład  Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:49
VNIS
Spektrometr światła widzialnego i bliskiej podczerwieni pozwala na określanie składu mineralnego i pierwiastkowego skał i regolitu w miejscu pracy łazika. Informacje te, wraz z pomiarami składu pierwiastkowego wykonywanymi za pomocą APXS oraz obrazami badanych celów z PanCam pozwalają na przeprowadzenie badań geologii miejsca lądowania Chang'e 3.

 Instrument VNIS znajduje się na panelu górnym konstrukcji mechanicznej łazika Yutu, na jego dolnej powierzchni, od strony przedniego panelu bocznego (+Z). Może tym samym obserwować skały i regolit położone bezpośrednio przed łazikiem. Urządzenie jest złożone z sekcji detekcyjnej oraz głównej jednostki elektroniki.

W skład sekcji detekcyjnej wchodzi optyka przednia, filtr akustooptyczny (Acousto-Optic Tunable Filter - AOTF), optyka tylna, zespół detektorów, elektronika odzyskiwania informacji, elektronika obsługująca AOTF, system kontroli temperatury, cel kalibracyjny oraz osłona przeciwpyłowa. Komponenty te są zainstalowane w lekkiej strukturze mechanicznej wykonanej z materiałów kompozytowych.

Światło wpadające do instrumentu jest odbijane przez obracane zwierciadło skanujące, pozwalające na zbudowanie obrazu spektralnego obserwowanej skały lub płatu regolitu. Następnie jest skupiane przez optykę przednią na szczelinie wejściowej spektrometru. Po przejściu przez nią pada na filtr AOTF. Jest to element dyspersyjny pozywający na uzyskanie spektrogramu. Ma on postać kryształu dwutlenku telluru (TeO2) o właściwościach piezoelektrycznych, na który działają fale akustyczne o częstotliwości 40 - 180 MHz.. Przenikają one kryształ powodując, że zmienia się jego współczynnik refrakcji. Przechodzące przez niego światło ulega rozpłoszeniu, tak więc działa on podobnie jak siatka dyfrakcyjna. Przepuszczana długość fali świetlnej jest funkcją częstotliwości przyłożonej fali akustycznej. Fala akustyczna jest wytwarzana w krysztale przez syntezator częstotliwości radiowych. Został on opracowany specjalnie na potrzeby misji, jego konfiguracja jest różna od używanych wcześniej. Zastosowanie AOTF zamiast siatki dyfrakcyjnej pozwoliło na zmniejszenie wielkości i masy instrumentu w stosunku do konwencjonalnych spektrometrów. Po przejściu przez AOTF światło jest kolimowane i rzutowane na płaszczyznę ogniskowej przez zespół elektroniki tylnej. W płaszczyźnie ogniskowej znajdują się dwa detektory CCD. Jeden z nich pracuje w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni (Visible and Near Infrared - VNIR) 450 - 950 nm z rozdzielczością spektralną 2 - 6 nm. Pole widzenia w tym zakresie ma wymiary 8.4 x 8.4 stopnia. Detektor ten pozwala na wykonywanie spektrometrii obrazującej. Drugi detektor pracuje w zakresie podczerwieni krótkofalowej (Shortwave Infrared - SWIR) 900 - 2400 nm z rozdzielczością spektralną 3 - 11 nm w polu widzenia o wielkości 2 x 2 stopnie. Pozwala na uzyskiwanie samych spektrogramów. Temperatura detektorów jest precyzyjnie kontrolowana przez dedykowany system termiczny w celu uzyskania wysokiego współczynnika sygnału do szumu. W obu kanałach spektralnych wynosi on 31 dB przy albedo powierzchni 9% i przy Słońcu na wysokości 45 stopni ponad horyzontem. Sygnały z detektorów są wzmacniane i ucyfrawiane przez elektronikę odzyskiwania informacji, a następnie przesyłany do głównej jednostki elektroniki.

Ponieważ łazik w czasie jazdy może powodować wzbijanie pyłu, otwór wejściowy spektrometru jest chroniony przez otwierane pokrycie ochronne. Ponadto instrument posiada płytę kalibracyjną której obserwacja pozwala na oszacowanie stopnia zanieczyszczenia optyki pyłem.

Główna jednostka elektroniki instrumentu mieści się w module elektroniki instrumentów naukowych lądownika, w jego wnętrzu. Przyjmuje ona dane z detektorów, formatuje je i wysyła do systemu informatycznego łazika. Ponadto wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Instrument VNIS został opracowany przez Instytut Fizyki Technicznej w Szanghaju (Shanghai Institute of Technical Physics - SITP) wchodzący w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:50
APXS
Spektrometr promieni X oparty na cząstkach alfa jest instrumentem służącym do zmierzenia zawartości wszystkich głównych pierwiastków skałotwórczych oraz niektórych występujących w niskich koncentracjach (Mg, Al, Si, K, Cl, Ti, Cr, Fe, St, Y, Zr) w skałach i glebach w miejscu działania łazika Yutu.  Ponadto dzięki zastosowaniu nowych technik analizy danych możliwe jest również oszacowanie przybliżonego składu mineralnego oraz wykrycie substancji nie emitujących promieniowania rentgenowskiego na skutek oddziaływań z cząstkami alfa, takich jak woda związana i węglowodory, jeśli występują w dużych stężeniach. Celem naukowym urządzenia jest scharakteryzowanie składu pierwiastkowego skał i gleb w miejscu eksploracji. Umożliwia to określenie procesów odpowiedzialnych za uformowanie badanego celu. Wraz z informacjami o składzie mineralnym uzyskiwanymi za pomocą spektrometru VNIS oraz obrazami z kamery PanCam informacje te są przydatne do scharakteryzowania geologii miejsca lądowania sondy Chang'e 3. Ponadto spektrogramy rentgenowskie uzyskiwane w krótkim czasie mogą być używane do sterowania ruchami ramienia łazika w bezpośredniej bliskości celu. Technika ta wykorzystuje różnice w częstotliwości zliczeń fotonów rentgenowskich podczas zbliżania instrumentu do celu. Dane te są następnie wykorzystywane przez elektronikę sterującą ruchami ramienia w czasie rzeczywistym.

 W skład instrumentu APXS wchodzi głowica, cel kalibracyjny, radioizotopowa jednostka grzewcza oraz główna jednostka elektroniki. Instrument charakteryzuje się małą masą, rozmiarami i poborem mocy.

Głowica instrumentu znajduje się na obrotowej wieżyczce na końcu ramienia łazika, zlokalizowanego na przednim panelu bocznym jego konstrukcji mechanicznej (+Z). W jej skład wchodzi źródło cząstek alfa, zespół detektora oraz sensor kontaktu z podłożem. Komponenty te są umieszczone w cylindrycznej konstrukcji nośnej. W czasie pomiarów głowica jest umieszczana nad celem badań, w nominalnej odległości 25 mm od niego. Przypadkowemu uderzeniu głowicy w cel zapobiega sensor kontaktu z podłożem. Badana próbka jest następnie naświetlana za pomocą źródła cząstek alfa o radioaktywności 30 millicurie. Oświetla ono obszar o średnicy 60 mm. Cząstki alfa powodują powstanie emisji promieniowania rentgenowskiego z badanej próbki, na skutek zjawiska emisji rentgenowskiej wywołanej cząstkami (Particle-Induced X-ray Emission - PIXE) oraz fluorescencji rentgenowskiej (X-ray Fluorescence - XRF). Powstałe promieniowanie jest rejestrowane przez detektor półprzewodnikowy (Solid State Detector - SSD). Umożliwia to uzyskanie spektrogramów energii promieniowania rentgenowskiego. Typowy czas ekspozycji wynosi 30 minut. Energia promieniowania X emitowanego przez pobudzone atomy jest charakterystyczna dla pierwiastka, który je wyemitował, co umożliwia jego identyfikację. Detektor pracuje w zakresie energetycznym 0.3 - 25 keV. Rozdzielczość pomiarów energii wynosi 140 eV przy 5.9 keV. Sygnał z detektora jest wzmacniany i ucyfrawiany przez jego elektronikę i wysyłany do głównej jednostki elektroniki.

Główna jednostka elektroniki instrumentu mieści się w module elektroniki instrumentów naukowych łazika, w jego wnętrzu. Przyjmuje ona dane z detektora, formatuje je i wysyła do systemu informatycznego łazika. Ponadto wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Do celów kalibracyjnych służy dedykowany cel kalibracyjny, umieszczony na panelu bocznym +Z łazika. Ma on postać okrągłej płytki bazaltu o dobrze scharakteryzowanym składzie pierwiastkowym. Jest ona umieszczona w metalowej ramce przykręconej do panelu łazika. Spektrometr może wykonać jej bezpośrednie pomiary, dzięki czemu możliwe jest śledzenie zmian w jego wydajności w trakcie misji.

Na panelu +Z konstrukcji łazika umieszczono też radioizotopową jednostkę grzewczą o małej mocy. W czasie gdy spektrometr nie jest używany a ramię łazika jest złożone, jego głowica znajduje się blisko jednostki grzewczej, co pozwala na jej utrzymanie w temperaturze operacyjnej. Tym samym pomimo dużych zmian temperatur występujących na powierzchni Księżyca zachowana jest funkcjonalność instrumentu.

Instrument APXS został opracowany przez Instytut Fizyki Wysokich Energii (Institute of High Energy Physics - IHEP) wchodzący w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS). W projekcie uczestniczyło też obserwatorium Purple Mountain Observatory (PMO).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:51
GPR
Radar penetrujący podłoże pozwala na badania podpowierzchniowych struktur geologicznych w miejscu pracy łazika. Tym samym umożliwia oszacowanie grubości regolitu oraz zidentyfikowanie warstw w pokrywach lawowych oraz wykrycie podpowierzchniowych kanałów lawowych. Ma to duże znaczenie dla ogólnych badań historii geologicznej i ewolucji termicznej Księżyca.

 Instrument GPM jest podzielony na dwa kanały (GPR-1) i (GPR-2) obsługiwane przez wspólną jednostkę elektroniki głównej. Urządzenie charakteryzuje się dużym stopniem miniaturyzacji, małym poborem energii i wysoką wydajnością. Jego anteny mogą pozostać sprawne w zakresie temperatur od -200ºC do +120ºC, tak więc jest dobrze przystosowane do użycia na powierzchni Księżyca.

Każdy kanał GPR posiada odrębny zestaw elektroniki obejmującej nadajnik i odbiornik umieszczony we wnętrzu łazika oraz dwie anteny - nadawczą i odbiorczą. Drutowe anteny kanału GPR-1 są umieszczone na tylnym panelu bocznym (-Z) konstrukcji mechanicznej łazika. Przed zajadem na powierzchnię były złożone w prostopadłościennej obudowie na panelu -Z. Płaskie anteny nadawcze i odbiorcze kanału GPR-2 znajdują się na krawędzi panelu dolnego łazika, od strony -Z.

Nadajniki instrumentu transmitują na powierzchnię impulsy fal radiowych. Emitowane fale radiowe ulegają odbiciu od struktur podpowierzchniowych różniących się gęstością, uziarnieniem i/lub stałą dielektryczną. Są następnie odbierane przez odbiorniki instrumentu. Zmienione parametry sygnału odbitego dostarczają informacji na temat właściwości elektrycznych i gęstości materiału od którego zostały odbite. Pozwala to na zidentyfikowanie struktur podpowierzchniowych i rozpoznanie budowy geologicznej miejsca pracy łazika. Sygnały z odbiorników są wzmacniane i przesyłany do głównej jednostki elektroniki instrumentu.

Kanał GPR-1 emituje impulsy radiowe o częstotliwościach 0.5, 1 i 2 kHz. Umożliwia penetrację głęboką (około 100 metrów) z rozdzielczością pionową około 1 metra. Pozwala na badania struktury pokryw lawowych. Kanał GPR-2 używa częstotliwości 5, 10 i 20 kHz. Zastosowanie wyższych częstotliwości pozwoliło na zwiększenie rozdzielczości pionowej do około 30 cm. Głębokość penetracji zmniejszyła się jednak do około 30 metrów. Tak więc jest on przydatny do badań struktury regolitu i jednostek skalnych położonych blisko powierzchni.

Główna jednostka elektroniki instrumentu mieści się w module elektroniki instrumentów naukowych łazika, w jego wnętrzu. Przyjmuje ona dane z odbiorników, formatuje je i wysyła do systemu informatycznego łazika. Ponadto wykonuje komendy i kontroluje stan instrumentu.

Instrument GPR został opracowany przez Instytut Elektroniki (Institute of Electronics) wchodzący w skład Chińskiej Akademii Nauk (China Academy of Sciences - CAS).
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:52
HISTORIA MISJI
Program rozwojowy na potrzeby drugiego etapu planowanego chińskiego programu księżycowego rozpoczął się w lipcu 2003 r. W jego ramach prowadzono prace badawcze nad podstawowymi systemami umożliwiającymi zrealizowanie misji na powierzchni Księżyca. Opracowano zupełnie nowy silnik główny, dwufazowy system kontroli temperatury oraz system jezdny dla łazika. Zaprojektowano również nowy bus na bazie którego można opracować lądownik i orbiter księżycowy, przeznaczony do wykorzystania zarówno do misji z łazikiem jak i misji pozwalającej na sprowadzenie próbek na Ziemię.

W pracach projektowych na łazikiem uczestniczyło około 100 instytutów naukowych i uniwersytetów. Początkowo rozważano jego różne konfiguracje - z czterema, sześcioma lub ośmioma kołami; z panelami słonecznymi o kształcie prostokątnym, tapezoidalnym i trójkątnym; z panelami słonecznymi nieruchomymi i składanymi; z niezależną anteną HGA i ustawioną na maszcie kamer; oraz  z różnymi kształtami zasadniczej struktury pojazdu. Ostateczna konfiguracja została wybrana pod kątem maksymalnej prostoty i małej masy. Jednym z głównych problemów konstrukcyjnych było zapewnienie jak najmniejszej masy pojazdu, co wiązało się ze ściśle ograniczonym udźwigiem rakiety nośnej. Początkowe założenia mówiły o 120 kg. Wstępna wersja łazika miała jednak masę około 200 kg. Następnie udało się ją zmniejszyć do 136 kg dzięki przeprojektowaniu paneli słonecznych tak aby jednocześnie stanowiły osłonę cieplną i zbudowaniu systemu elektronicznego w oparciu o konfigurację zintegrowanej jednostki elektroniki.

Program CLEP został oficjalnie zatwierdzony do realizacji w styczniu 2004 r. Szczegółowe prace projektowe nad misją Chang'e 3 rozpoczęły się w marcu 2008 r i trwały do grudnia 2009 r. Prace konstrukcyjne prowadzono od stycznia 2010 r do grudnia 2011 r.  Testy sondy rozpoczęto w styczniu 2012 r. Sonda została dostarczona na kosmodrom Xichang 11 września 2013 r. Tam przeszła ostatnie testy przed starem. 25 września rozpoczęto zbieranie propozycji na nazwę na łazika. Posłużył do tego serwis internetowy. Rakieta nośna opuściła zakłady w Pekinie 27 października. Na kosmodrom dotarła 1 listopada. 24 listopada sonda została zintegrowana z rakietą nośną. 26 listopada na konferencji prasowej ogłoszono, że łazik został nazwany Yutu.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:55
PRZEBIEG MISJI
 Miejscem startu sondy Chang'3 był kosmodrom Xichang Satellite Launch Center (XSLC), położony na płn-wsch. od miejscowości Xichang w Prefekturze Autonomicznej Liangshan Yi. Użyto stanowiska startowego LC-2. Rakietą nośną był  Long March 3B (CZ-3B), egzemplarz oznaczony jako Y-23. Konstrukcja tej rakiety bazuje na wcześniejszych modelach CZ-2E i 3A. W stosunku do nich posiada dodatkowe silniki pomocnicze. Charakteryzuje się wysokością 54.84 m, największą średnicą 3.35 m i masą startową 425 800 kg. Składa się z trzech stopni oraz czterech silników pomocniczych na paliwo ciekłe ulokowanych wokół stopnia 1. Silniki pomocnicze oraz dwa pierwsze stopnie używają niesymetrycznej hydrazyny monometylowej jako paliwa oraz czterotlenku azotu jako utleniacza. Silniki pomocnicze DaFY-5-1 mają wysokość 15.33 m i średnicę 2.25 m. Nośność na LEO wynosi 12 ton, na GTO - 5 100 ton a na orbitę heliocentryczną - 3 300 kg. Każdy z nich dostarcza ciągu 740.4 kN na poziomie morza. Stopień 1 ma wysokość 23.27 m i średnicę 3.35 m. Zawiera 171 775 kg paliwa. Jego system napędowy, oznaczony jako DaFY-6-2 jest zestawem czterech silników DaFY-5-1. Ciąg na poziomie morza wynosi 2961.6 kN. Sterowanie trajektorią lotu jest wykonywane poprzez przechylanie dysz silników. Stopień 2 ma wysokość 9.94 m. Zawiera 49 605 kg paliwa. Jest wyposażony w silnik główny DaFY-20-1 o ciągu 742 kN, oraz czterokomorowy silnik typu viener DaFY-21-1 o ciągu 1.8 kN. Wychylanie dysz tego silnika pozwala na sterowanie trajektorią lotu. W stopniu 3 stosowane jest paliwo kriogeniczne - ciekły wodór i ciekły tlen. Ma on wysokość 12.38 m i średnicę 3.0 m. Można go wyłączyć i włączyć ponownie. Posiada dwa silniki YF-75 dostarczające ciągu 156.9 kN.

Dla misji Chang'e 3 rakieta została zmodyfikowana. System sterowania lotem został zmodyfikowany tak, że oprócz danych z bezwładnościowej jednostki odniesienia używał też nawigacji satelitarnej. Zastosowano też dodatkowe kamery dokumentujące kluczowe fazy lotu, takie jak oddzielenie sondy. Podczas budowy i testów zastosowano dodatkowe pomiary kontrolne, zwiększające prawdopodobieństwo udanego startu o 0.4%. W adapterze z ładunkiem zastosowano ulepszone systemy oddzielające. Nośność została poprawiona o 30 kg, do 3 780 kg. Ponadto zwiększono możliwości modyfikacji oprogramowania rakiety na platformie startowej, dzięki czemu okna startowe stały się bardziej elastyczne.

Start misji był możliwy przez okres 3  - 4 dni w trakcie każdego miesiąca. W tym czasie podczas każdego dnia występowały dwa okna startowe. Sonda Chang'e 3 wystartowała 1 grudnia 2013 r. Procedura odliczania do startu trwała 7 godzin. W tym czasie wykonano testy jej systemów oraz tankowanie paliwa kriogenicznego. Start odbył się o godzinie 17:30:00.344 UTC. 12 sekund później odrzucono silniki pomocnicze. Wcześniej zużyły one 37 746 kg paliwa. Stopień 1 pracował do 146 sekundy od startu. Następnie jego silniki zostały wyłączone. Po jego odłączeniu pracę rozpoczął stopień 2. Jego silnik główny działał przez 178 sekund. Silnik typu viener pracował 6 sekund dłużej i asystował w trakcie oddzielania tego stopnia. Zostało ono wykonane za pomocą ładunków pirotechnicznych i retrorakiet. Następnie pracę rozpoczął stopień 3. Pozwoliło to na wejście na orbitę parkingową. Następnie silniki tego stopnia zostały wyłączone. W odpowiednim punkcie orbity silniki zostały uruchomione ponownie, co pozwoliło na wejście na trajektorię translunarną (Trans Lunar Insertion - TLI). Manewr ten trwał 3 minuty, poczym silniki zostały wyłączone. Następnie stopień 3 wykonał manewr zmiany orientacji przestrzennej przed uwolnieniem ładunku. Sonda oddzieliła się od górnego stopnia rakiety o godzinie 17:48:59.742 UTC. Tym samym znalazła się na trajektorii translunarnej (Trans Lunar Trajectory - TLT), mającej postać silnie eliptycznej orbity okołoziemskiej. Charakteryzowała się ona perygeum na wysokości 210.3 km, apogeum 389 109.2 km i inklinacją 28.5 stopnia. Start przebiegał bez żadnych problemów. Sonda z powodzeniem rozłożyła panele słoneczne i nawiązała łączność z Ziemią. Za monitorowanie startu odpowiadały chińskie stacje naziemne oraz statek śledzenia na Pacyfiku. Ponadto o godzinie 18:34:20 UTC śledzenie podjęła stacja ESA w Kouru. Trwało to około 3 godzin. Sygnał był przekazywany do centrum kontroli misji w Pekinie.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:56
 W trackie lotu do Księżyca sonda była obsługiwana głównie przez dwie stacje naziemne - w Jiamusi na północnym wschodzi Chin (z anteną o średnicy 65 m) i w Kashgar na północnym wschodzie Chin (z anteną o średnicy 35 m). Okresowo używano też stacji ESA w Kouru.

Pierwsza korekta trajektorii (Trajectory Correction Maneuver 1 - TCM-1) została wykonana 2 grudnia 2013 r. Rozpoczęła się o godzinie 07:50 UTC. Trwała 25.1 sekundy. W jej ramach użyto 8 silników o ciągu 150 N uruchamianych w sposób skoordynowany. W trakcie manewru przeprowadzono również kalibrację przyspieszeniomierza używanego podczas lądowania. W jej ramach jeden z silników osiągnął ciąg 155 N, bliski planowanemu 154 N.

Po pierwszym manewrze możliwe było wykonanie niewielkiego manewru usuwającego powstałe błędy. Nie było jednak takiej potrzeby.

Druga korekta trajektorii (TCM-2) odbyła się 3 grudnia o godzinie 08:20 UTC. Trwała 20 minut. Zastosowano w niej silnik główny o ciągu 7500 N. Procedura zapłonu trwała przez 10.4 sekundy, poczym silnik osiągnął ciąg 7492.4 N, bardzo bliski maksymalnemu. Tym samym pozytywnie zweryfikowano pracę silnika przed manewrami wejścia na orbitę okołoksiężycową i lądowania. Skalibrowano też regulację ciągu silnika głównego.

4 grudnia sonda była ponownie śledzona przez stację ESA w Kouru. Odbiór sygnału rozpoczął się o 13:00:19 UTC.

Po dotarciu do Księżyca, 6 grudnia 2013 r wykonany został manewr wejścia na orbitę okołoksiężycową (Lunar Orbit Insertion - LOI). W jego ramach uruchomiony został silnik główny, który pozwolił na zmniejszenie szybkości względem Księżyca na tyle, że sonda została przechwycona przez jego pole grawitacyjne. Manewr rozpoczął się o godzinie 09:41 UTC. Trwał 360.6 sekundy. Został zakończony o 09:47 UTC. Średni ciąg silnika wynosił 7522.8 N. Po manewrze pojazd znalazł się na kołowej orbicie okołoksiężycowej przebiegającej na wysokości 100 km. Inklinacja wynosiła 90 stopni.

10 grudnia wykonana została pierwsza korekta orbity okołoksiężycowej, pozwalającą na usunięcie błędów powstałych podczas LOI. Rozpoczął się o 13:20 UTC. Trwała 39.7 s i została zakończona o 21:37 UTC. W jej trakcie użyto 8 silników o ciągu 150 N. Średni ciąg wyniósł 157.4 N.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:58
 Lądowanie odbyło się 14 grudnia 2013 r. Było śledzone przez stacje chińskie oraz dodatkowo przez stacje ESA w New Norcia w Australii i Cebreros w Hiszpanii. Procedura lądowania składała się z 7 etapów.

Etap 1 obejmował przygotowania do lądowania. W jego ramach pojazd złożył panele słoneczne. Następnie wykonany został manewr korekty orbity, po którym perycentrum orbity znalazło się na wysokości 15 km nad zaplanowanym miejscem lądowania a apocentrum - na wysokości 100 km. Inklinacja wynosiła 45 stopni.

Etap 2 obejmował hamowanie główne, wykonane na wysokości 15 - 3 km. Silnik główny został uruchomiony o godzinie  12:59:52 UTC. W tym czasie sonda znajdowała się nad punktem o współrzędnych 28.9989°N, 19.0464°W, na wysokości 14.8 km. Poruszała się z szybkością 1695.7 m/s. Masa lądownika wynosiła wtedy 2822 kg. Manewr ten pozwolił na uzyskanie większej części wymaganej zmiany szybkości. W jego trakcie używany był silnik główny pracujący w trybie ciągu stałego. Początkowy ciąg wynosił 7523 N. Trajektoria sondy powoli opadała na przestrzeni około 430 km. Lądownik leciał w pozycji poziomej względem powierzchni. Oś Y tworzyła kąt 85° z linią łączącą środek ciężkości sondy ze środkiem Księżyca. Faza ta trwała 487 sekund. W tym czasie szybkość względem powierzchni została zmniejszona z 1.7 km/s do 70 m/s.

Etap 3 przebiegał na wysokości 3 - 2.4 km. Polegał na wykonaniu szybkiej zmiany orientacji przestrzennej za pomocą silników o małym ciągu. Silnik główny pracował w tym czasie w trybie ciągu regulowanego. Po zakończeniu tego manewru lądownik leciał nachylony pod kątem 45 stopni względem powierzchni. Powoli zmniejszył wysokość o 600 m na przestrzeni około 1 km. Faza ta trwała 16 sekundy.

Etap 4, czyli zbliżanie się do powierzchni odbył się na wysokości 2.4 km - 100 m. Lądownik nawigował tutaj autonomicznie, automatycznie analizując obrazy z kamery lądowania. Pozwoliło to na ominięcie dużych przeszkód, takich jak nierówności i zbocza większe od 1 km. Etap ten przebiegał na przestrzeni około 3 km. Po jego zakończeniu  szybkość lądownika względem powierzchni spadła do wartości bliskiej zeru. Trwał on 125 sekund.

Etap 5, polegał na precyzyjnym wyborze bezpiecznego miejsca lądowania, pozbawionego małych przeszkód i zboczy. Służył do tego system laserowy uzyskujący trójwymiarowy model powierzchni. Lądownik unosił się nad powierzchnią na wysokości około 100 m dzięki regulacji ciągu silnika głównego i skoordynowanym uruchamianiu silników o ciągu średnim i małym, a następnie zmniejszył wysokość do 30 metrów. Względem powierzchni znajdował się w pozycji pionowej. Faza ta trwała 16 sekund.

Etap 6 polegał na ominięciu zidentyfikowanych wcześniej przeszkód. Trwał 22 sekundy. Następnie rozpoczął się ostatni, 7 etap lądowania. Lądownik rozpoczął zniżanie do wysokości 2 metrów ponad powierzchnią. Jej osiągnięcie zostało wykryte przez wysokościomierz gamma. Spowodowało to automatyczne wyłączenie silników, poczym pojazd samoczynnie opadł na powierzchnię Księżyca. Etap ten trwał 19 sekund. Lądowanie nastąpiło o godzinie 13:11:18.695 UTC. Szybkość sondy względem powierzchni w czasie lądowania wzdłuż osi Z wynosiła -1.96875 m/s, wzdłuż osi Y -0.01611 m/s, a wzdłuż osi Z 0.032959 m/s. Pojazd wylądował w punkcie o współrzędnych 44.1214°N, 19.5116°W, 480 metrów od planowanego miejsca. Dokładność lądowania była zgodna z przewidywaniami, mówiącymi o minięciu celu o wartość mniejszą od 1 km. Miejsce lądowania znajdowało się w Mare Imbrium, około ok. 50 km na południe od gór Montes Recti i 40 km na południe od krateru Laplace F. Po lądowaniu nachylenie lądownika w osi X wyniosło -1.225 stopnia, w osi Y 1.501 stopnia,  a w osi Z 1.479 stopnia. Cała procedura lądowania przebiegała bez żądnych problemów. W jej trakcie kamera lądowania uzyskała 4666 obrazów.

Po około 4  minutach od osiągnięcia powierzchni lądownik rozłożył panele słoneczne. Następnie wykonano testy funkcjonowania systemów lądownika. Po lądowaniu wykonano również procedurę dezaktywacji systemu napędowego. W jej trakcie cztery silniki o ciągu 150 N zostały uruchomione na okres 16 minut. Pracowały w sposób ciągły aż do osiągnięcia ciśnienia bliskiego zeru (0.4 MPa) w układzie napędowym.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 15:59
 Wkrótce po lądowaniu przystąpiono do uwalniania łazika Yutu. Cała procedura, zaplanowana na 2 godziny rozpoczęła się o godzinie 17:30 UTC. Na początku zwolniono blokady ramp zjazdowych oraz uruchomiono kamerę monitorującą na lądowniku. Łazik rozłożył natomiast panele słoneczne i maszt kamer. Kontrola misji przeprowadziła test funkcjonowania jego systemów. Następnie wysłano komendę zwalniającą klamry mocujące. W dalszej kolejności przecięto dwa kable zasilania i wymiany danych łączące lądownik i łazik. Potem dalsza sekcja ramp zjazdowych została wyprostowana tak, że tworzyła kąt prosty z panelem bocznym. Następnie łazik najechał na nią. Pierwszy ruch nastąpił o 19:10 UTC. W dalszej kolejności od panelu bocznego konstrukcji mechanicznej lądownika odchylono część bliższą ramp, dzięki czemu część dalsza z łazikiem została opuszczana w dół, a jej lekko zagięte końce opierają się na gruncie. Ostatecznie łazik zjechał na powierzchnię i zajął zaprogramowaną pozycję przed lądownikiem. Procedura została zakończona o godzinie 20:35 UTC. W trakcie zjazdu rozłożono wysięgnik kamery lądownika. Oba próbniki wykonały następnie wzajemne zdjęcia. Cała procedura była monitorowana w czasie rzeczywistym i w razie powstawania problemów mogła być zatrzymana.

Udane lądowanie, uwolnienie łazika i wykonanie wzajemnych zdjęć oznaczało osiągnięcie pełnego sukcesu misji, będącej w istocie testem inżynieryjnym. Wszystkie inne działania były już zadaniami dodatkowymi.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 16:01
W trakcie lądowania pomiary prowadziła amerykańska sonda LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) wystrzelona 7 września 2013 r. Miały one pozwolić na stwierdzenie, czy lądowanie zaburzy egzosferę Księżyca. Tym samym lądowanie Chang'e 3 stwarzało szanse na zebranie informacji na temat dynamiki egzosfery Księżyca i procesów odpowiedzialnych za utratę gazów i pyłu. Komendy do sondy zostały wysłane 13 grudnia. Obserwacje w dniu lądowania były prowadzone zarówno przed jak i po nim. Instrument NSM (Neutral Mass Spectrometer) pracował w zmodyfikowanym trybie pozwalającym na wykrycie zarówno naturalnych gazów jak i tych pochodzących z silników sondy (tlen cząsteczkowy, woda, wodór cząsteczkowy i in.). Instrumenty LDEX (Lunar Dust Experiment) i UVS (Ultraviolet/Visible Spectrometer) działaby w sposób standardowy. Razem pozwalały na wykrycie pyłu i gazów uwolnionych podczas lądowania. Orbita sondy nigdy nie oddalała się od równika o więcej niż  22.5 stopnia. Tak więc miejsce lądowania znajdowało się daleko od niej. W chwili lądowania LADEE znajdowała się w odległości ponad 3 400 km od jego lokalizacji, nad punktem o współrzędnych 21.77ºS, 82.17ºE. NMS rozpoczął pomiary o 13:22 UTC. Prowadził je przez 55 minut, w okresie gdy sonda przelatywała nad terminatorem w czasie wschodu Słońca. O 13:41 UTC, po 30 minutach od lądowania sonda LADEE przeleciała nad szerokością 19.51ºW, w najmniejszej odległości od miejsca lądowania (1 300 km). Obserwacje powtórzono o 12:15 UTC. Tym samym sonda dostarczyła pomiarów przed, w trakcie i po lądowaniu. Wstępna analiza danych nie pokazała jednak żadnych efektów związanych z lądowaniem. LDEX nie zaobserwował wzrostu gęstości pyłu, UVS nie zarejestrował zmian w spektrum egzosfery, a NMS nie zarejestrował produktów spalania. Tak więc lądowanie dużego lądownika nie powinno zaburzać egzosfery a wyrzucony pył oraz wyemitowane produkty spalania nie migrują na duże odległości.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 16:01
 Tymczasem po osiągnięciu wszystkich zaplanowanych celów misji, co oficjalnie ogłoszono 15 grudnia  rozpoczęła się faza testów sterowalności łazika i użytkowania instrumentów naukowych na obu pojazdach.

Kamera Terrain Camera na lądowniku uzyskała pełne panoramy otocznia. Obserwowała też działania łazika, takie jak przejazdy, fotografowanie wybranych celów i rozkładanie anten radaru GPR. Teleskop LUT z powodzeniem rozpoczął obserwacje astronomiczne. Pierwsze z nich objęły gwiazdozbiór Smoka. Na pierwszych uzyskanych obrazach zidentyfikowano 23 obiekty. Instrument UVS dostarczył szerokokątnych obrazów plazmosfery Ziemi, obejmujących całość tej struktury. Ich jakość była zgodna z oczekiwaniami. Pokazały one granice występowania plazmy w plazmosferze, różnice w intensywności rozpraszania słonecznego promieniowania UV,  krawędzie tarczy Ziemi i cień Ziemi. Dane te były w pełni przydatne do badań struktury plazmosfery i dynamiki plazmy w jej obrębie.

Kamera PanCam na łaziku z powodzeniem uzyskała wysokorozdzielcze zdjęcia otoczenia, w tym niewielkich kraterów i dużych skał. Wielokrotnie fotografowała też lądownik. Pierwsze pomiary wykonane za pomocą radaru GPR ujawniły występowanie wyraźnego uwarstwienia skał podpowierzchniowych do głębokości 140 metrów. W przypadku regolitu zaobserwowano wyraźne warstwowanie do głębokości 10 metrów. Spektrometr VNIR dostarczył obrazów spektralnych gleby w pobliżu łazika. Jakość obrazów i spektrogramów była zgodna z oczekiwaniami. Spektrometr APXS został uruchomiony pierwszy raz 23 grudnia. Następnie instrument ten wykonał kilkominutowe pomiary na celu kalibracyjnym. Ich rezultaty były zgodne z oczekiwaniami. Pierwsze pomiary naukowe za pomocą APXS wykonano 25 grudnia. Pozwoliły one na zidentyfikowanie takich głównych pierwiastków skałotwórczych jak Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Cr i Fe oraz trzech pierwiastków występujących w małych ilościach (Sr, Y i Zr). Rozdzielczość pomiarów energii wynosiła 135 keV przy 5.9 keV, była nieco lepsza niż szacowano. Znajdowała się na poziomie porównywalnym z osiągniętym na łazikach marsjańskich NASA.

Normalne działania lądownika i łazika były prowadzone w trakcie dnia księżycowego, trwającego 14.3 dnia ziemskiego. Lądowanie odbyło się niedługo po wschodzie słońca, w związku z czym możliwe było pełne wykorzystanie pierwszego dnia. Gdy wysokość Słońca nad horyzontem spadała nominalnie do 10 - 15 stopni lądownik był wprowadzany w stan hibernacji. System kontroli temperatury był przełączany na użycie jednostek RHU. W tym celu otwierano zawory w pętlach kapilarnych VCHP, pozwalających na ogrzewanie wnętrza przedziałów elektroniki za pomocą ciepła produkowanego przez RHU. Następnie wyłączano większość systemów elektronicznych.

Łazik był wprowadzany w stan hibernacji gdy wysokość Słońca nad horyzontem spadała nominalnie do 5 stopni. Był on ustawiany w odpowiedniej pozycji względem Słońca w czasie wschodu. Jego baterie były w pełni ładowane a wnętrze maksymalne nagrzewane. Następnie składano maszt kamer i panele słoneczne, zapewniające osłonię termiczną dla powierzchni górnej łazika, stanowiącej radiator.

Po wschodzie Słońca, gdy jego wysokość nad horyzontem wynosiła 15 - 20 stopni  lądownik włączał się automatycznie dzięki danym z sensora Słońca. Następnie ładował baterie i dezaktywował system grzewczy oparty na RHU. Potem nawiązywał łączność z Ziemią i powracał do normalnej aktywności. Łazik również włączał się na podstawie danych z sensorów Słońca, gdy jego wysokość na horyzontem była większa od 5 stopni. Rozkładał panele słoneczne i maszt kamer, ładował baterie i nawiązywał łączność.

Pierwsza noc księżycowa rozpoczęła się pod koniec grudnia. Lądownik został wprowadzony w stan hibernacji 25 grudnia o godzinie 07:00 UTC. Łazik został wyłączony 25 grudnia o godzinie 23:00 UTC.

Wschód słońca rozpoczynający drugi dzień księżycowy nastąpił 10 stycznia o godzinie 05:30 UTC. Wznowienie pracy przez lądownik nastąpiło tego samego dnia o godzinie 23:09 UTC. Yutu został uruchomiony o 00:21 UTC, już 11 stycznia. W trakcie nocy na lądowniku awarii uległa kamera Terrain Camera. Poza tym oba pojazdy pozostawały w dobrym stanie.

W trakcie drugiego dnia księżycowego lądownik wykonywał bardziej systematyczne obserwacje astronomiczne za pomocą teleskopu LUT oraz obrazowanie plazmosfery Ziemi z użyciem instrumentu EUV. Łazik natomiast kontynuował badania terenu za pomocą swoich instrumentów naukowych.

23 stycznia z powodzeniem przeprowadzono test łączności między łazikiem i lądownikiem za pomocą systemu UHF. Został on uruchomiony o godzinie 3:50 UTC. Łazik z powodzeniem przetransmitował zdjęcia z kamer NavCam, HazCam i PanCam, z szybkością 800 kbps. Moc odbieranego sygnału wynosiła -40.71 dBm. W tym czasie łazik znajdował się w odległości 17.59 m od lądownika i był ustawiony pod kątem 40.32° względem jego osi -Y-Z. Test przebiegł pomyślnie.

Pod koniec drugiego dnia księżycowego nastąpiła awaria elektroniki obsługującej silniki i mechanizmy łazika. W związku z tym został on trwale unieruchomiony. Poza brakiem możliwości wykonywania przejazdów, pozycjonowania kamer i anteny HGA oraz użytkowania ramienia oznaczało to również niemożność złożenia masztu kamer i zamknięcia paneli słonecznych przed nocą. Wystawiało to elektronikę łazika na niebezpieczeństwo przechłodzenia w trakcie nocy i stwarzało duże zagrożenie jego trwałą awarią. Łazik pozostał w punkcie osiągniętym 17 stycznia. Przejechał łączny dystans około 100 metrów. Został zahibernowany 24 stycznia, podobnie jak lądownik.

Trzeci dzień księżycowy rozpoczął się uruchomieniem lądownika 9 lutego. Łazik włączył się 12 lutego. Pozostawał zdolny do komunikacji, jednak zgodnie z oczekiwaniami zaobserwowano degradację jego elektroniki. Wyłączenie łazika i lądownika nastąpiło 22 lutego.

Czwarty dzień księżycowy rozpoczął się włączeniem lądownika 12 marca o godzinie 07:21 UTC i łazika 13 marca o 22:42 UTC. Poinformowano wtedy, że stan systemów łazika ulega systematycznemu pogorszeniu. Do końca tego dnia łazik dostarczył 32 Gb surowych danych z instrumentów naukowych. Lądownik dostarczył natomiast 118.5 Gb takich danych. Obejmowały one między innymi ponad 32 000 obrazów z obserwacji astronomicznych prowadzących za pomocą teleskopu LUT. Oba pojazdy zostały wyłączone 24 marca.

W trakcie kolejnych dni księżycowych nie raportowano o stanie misji. Lądownik i łazik przeprowadzały transmisje sygnałów nośnych i danych na Ziemię. Były one wykrywane przez radioamatorów.

Piąty dzień księżycowy rozpoczął się uruchomieniem lądownika i łazika 11 kwietnia. Oba obiekty zostały ponownie wyłączone 21 kwietnia. Aktywność w trackie szóstego dnia księżycowego występowała między 11 maja a 21 maja. Podczas siódmego dnia księżycowego lądownik i łazik były włączone między 9 czerwca a 19 czerwca. Ósmy dzień księżycowy rozpoczął się włączeniem sond 9 lipca. Ponownie wyłączono je 19 lipca.

Trwałość łazika była oceniana na 3 miesiące, tak więc jego misja nominalna zakończyła się w marcu 2014. Trwałość lądownika oceniano na 1 rok. Jego misja nominalna powinna zakończyć się w grudniu 2014 r.
Tytuł: Odp: Chang'e 3 (kompendium)
Wiadomość wysłana przez: Scorus w Sierpień 10, 2014, 16:06
Opis jest oparty prawie w całości na publikacjach chińskich, w 99% po chińsku więc nie zawiera masy nieścisłości spotykanych w "źródłach" anglojęzycznych. Jest całkowicie unikalny, nigdzie nie ma nic bardziej kompletnego czy nawet w 1/10 tak rozbudowanego. Była to zdecydowanie jedna z najtrudniejszych rzeczy do napisania. Ponadto praktycznie każda ilustracja wymagała tłumaczenia i/lub edycji.