Venerdì 24 Novembre 2017
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Il Programma Spaziale Cinese: gli ultimi aggiornamenti

Chang'e 5: veicolo di rientro a destra; lander e veicolo di risalita sullo sfondo.
Chang'e 5: veicolo di rientro a destra; lander e veicolo di risalita sullo sfondo. Crediti: Framegrab/CCTV

L'attività spaziale cinese è sempre più in fermento sia nell'orbita terrestre con lanci di nuovi satelliti, telescopi astronomici e moduli orbitanti, che con progetti più ambiziosi per l'esplorazione lunare ed oltre.

Iniziamo a fare il punto dall'orbita terrestre.

Micius - un satellite per le comunicazioni quantistiche

Successo del satellite Micius

Fonte: CAS

Lanciato ad agosto 2016, il satellite Micius per le comunicazioni quantistiche ha dato i suoi risultati: un team di fisici ha annunciato di aver inviato ininterrottamente fotoni accoppiati quantisticamente, dal satellite alle stazioni di Terra, battendo il precedente record mondiale e raggiungendo una pietra miliare nei sistemi di comunicazione ultrasicuri.
L'esperimento fa parte del progetto Quess (Quantum Experiments of Space Scale), avviato nel 2012.

Micius, così chiamato in onore di un filosofo cinese (ma che pure ricorda, involontariamente, il famoso paradosso della meccanica quantistica, il gatto di Schrödinger!), è stato utilizzato per comunicare con due stazioni di Terra distanti 1.203 chilometri, situate rispettivamente a Delingha nella provincia di Qinghai, nella Cina nord-occidentale, e a Lijiang nella provincia di Yunnan, nel sud-ovest della Cina. La distanza tra il satellite orbitante e le due riceventi varia, invece, da 500 a 2.000 chilometri.
Si legge in uno dei comunicati:
"By combining so-called narrow-beam divergence with a high-bandwidth and high-precision acquiring, pointing, and tracking technique to optimize link efficiency, the team established entanglement between two single photons, separated at a distance of over 1,200 km apart, for the first time, Pan said [Pan Jianwei scienziato capo del progetto N.d.A.].
In addition, compared with previous methods using the best performance and most common commercial telecommunication fibers, the effective link efficiency of the satellite-based approach is 12 and 17 orders of magnitude higher respectively."
La trasmissione ha sfruttato un fenomeno quantistico noto come "entanglement", nel quale particelle distanti tra loro, in questo caso fotoni, restano in "sintonia" e le proprietà e caratteristiche di una determinano istantaneamente quelle dell'altra. Di conseguenza, se le particelle sono in grado di conservare il legame, possono essere utilizzate per crittografare messaggi a prova di hacker e 007. Chiunque tentasse di intercettare un messaggio a cifratura quantistica, interromperebbe la chiave condivisa avvisando tutti che il canale è stato compromesso.

Finora le migliori trasmissioni avevano coperto qualche centinaio di chilometri.
Uno dei problemi principali in questo tipo di esperimenti è che i fotoni si degradano facilmente quando attraversano il mezzo, che sia aria o fibra ottica: il segnale potrebbe essere migliorato con dei "ripetitori quantistici" ma la loro realizzazione è ancora lontana. I satelliti, il cui segnale può attraversare lo spazio "quasi vuoto", sembrano quindi al momento la soluzione migliore ma sempre con molte difficoltà: per esempio, mantenere il segnale agganciato con le stazioni terrestri mentre il satellite si spostava a circa 8 chilometri al secondo, è stato molto impegnativo.

Per il futuro, il National Space Science Center cinese lancerà altri satelliti quantistici in grado di inviare fasci più potenti e più puliti, capaci di operare anche di giorno (a differenza di Micius che lavora solo di notte).
I risultati sono stati descritti sulla rivista Science.

 

HXMT - il primo telescopio a raggi X

Il telescopio spaziale cinese HXMT in sella al vettore Long March-4B durante il lancio del 15 giugno 2017

Crediti: Xinhua/Zhen Zhe

Il 15 giugno 2017 la Cina è entrata nella cerchia dell'astronomia orbitale di alto livello, schierando Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT), il suo primo telescopio a raggi X.
Il lancio è avvenuto con successo alle 3:00 UTC in sella al vettore Long March 4B, dal deserto dei Gobi.
HXMT ora scruterà le alte energie dell'universo dalla bassa orbita terrestre, come i colleghi Chandra, NuSTAR e Swift della NASA e XMM-Newton dell'ESA (come ricorderete, sorte infelice toccò invece ad ASTRO-H della JAXA).
Il telescopio cinese studierà buchi neri supermassicci nelle galassie lontane, buchi neri e pulsar nella Via Lattea; analizzerà il cielo attraverso il piano galattico a caccia di raggi X e gamma di breve durata. La missione potrebbe collaborare anche con il nuovo grande radiotelescopio FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope).

HXMT, ribattezzato "Insight", copre un ampio spazio di cielo ed un notevole range energetico per i raggi X, da 1 a 250 keV, mentre può rilevare raggi gamma tra 300 ed i 3.000 keV.
In accordo con Xinhua News, il giorno successivo al lancio, la stazione di Kashgar della Chinese Academy of Sciences (CAS), nel nord-ovest della Cina, ha ricevuto il primo pacchetto da 2,1 gigabyte di dati ad alta qualità.

HXMT si unisce al DArk Matter Particle Explorer (DAMPE), un satellite cinese frutto di una collaborazione internazionale di cui fa parte anche l'Italia, che è a caccia di materia oscura.

 

Tiangong-2 - il modulo orbitante pullula di attività

Tianzhou-1 docking

Crediti: CCTV

Dopo il successo della missione del Shenzhou 11, il laboratorio orbitante Tiangong-2 è stato visitato per ben due volte dal veicolo automatico Tianzhou-1.

Tianzhou-1 era stato lanciato in orbita il 20 aprile dal nuovo centro spaziale cinese nell'isola di Hainan, nel sud della Cina; il docking era avvenuto il 22 aprile ed il primo rifornimento si era concluso il 27. Il 15 giugno è stata completata la seconda manovra di rifornimento automatizzato, durata due giorni. In tutto, Tianzhou-1 è programmato per ripetere l'operazione tre volte.
Scopo dell'esperimento è testare e confermare la procedura di rifornimento orbitale automatico studiata dall'agenzia spaziale cinese.

Potete seguire i log orbitali della Tiangong-2 e della Tiangong-1 con gli aggiornamenti di Marco Di Lorenzo.

Durante la Global Space Exploration Conference, Yang Liwei, vice-direttore generale della China Manned Space Agency e primo astronauta cinese nel 2003, ha confermato che la Cina inizierà a costruire la propria stazione spaziale nel 2019: con le missioni Shenzhou XII e XIII, previste per il 2020, inizierà l'assemblaggio, seguito da altre due missioni nel 2021 e 2022, anno in cui il laboratorio orbitante dovrebbe diventare operativo.

 

Ed ora usciamo dall'orbita terrestre....

Lunar Sample Return Mission Chang'e 5 - svelato il sito di atterraggio

In base a quanto riportato dall'agenzia di stampa Xinhua, la missione Chang'e 5, che verrà lanciata quest'anno e sarà la prima a riportare a Terra dei campioni di suolo lunare dopo oltre 40 anni, dovrebbe sbarcare nella regione di Mons Rümker, una formazione vulcanica isolata situata nella parte nord-ovest del lato vicino della Luna.

Il Chang'e-5 segna la terza ed ultima tappa del programma originale cinese per l'esplorazione del nostro satellite (CLEP), approvato nei primi anni del 2000, che prevedeva di: mappare la Luna dall'orbita (Chang'e-1 e 2), atterrare e guidare sul suolo lunare (Chang'e-3 e Yutu), raccogliere campioni e riportarli sulla Terra (Chang'e-5).

Chang'e 5 - Crediti: CAST/Spaceflight101Il lancio è previsto per la fine novembre dalla base di Wenchang, con il nuovo vettore Long March 5 che ha fatto il suo debutto il 3 novembre 2016.

Il veicolo spaziale Chang'e-5, di 8,2 tonnellate, è costituito da un modulo di servizio, un lander, un'unità di risalita e un veicolo di rientro, dotato di uno scudo termico in grado di resistere a velocità di 11 chilometri al secondo nell'atmosfera terrestre e di un paracadute per l'atterraggio.
Dopo aver raccolto i campioni, il modulo di risalita, partirà dalla Luna e si aggancerà al modulo di servizio; i campioni saranno trasferiti alla capsula di rientro che si separerà dal modulo di servizio a poche migliaia di chilometri dalla Terra per consegnare i campioni ad un laboratorio segreto costruito ad hoc. A memoria direi che questo sarà il primo rendezvous e docking robotizzato intorno ad un altro corpo del Sistema Solare diverso dalla Terra!

La mappa mineralogica ottenuta da Chandrayaan-1 suggerisce che il luogo selezionato ha solo 1,33 miliardi di anni (a differenza dei campioni Apollo che risalgono a 3/4 miliardi di anni fa).
Lo scienziato planetario Phil Stooke sul forum unmannedspaceflight.com ha fatto un gran lavoro per delimitare la zona di atterraggio che si estende tra i 41 gradi ed i 45 gradi nord ed i 49 gradi ed i 69 ovest, nell'oceano Procellarum settentrionale, a ovest di Montes Jura e a nord di Mons Rümker.

Chang'e 5 zona di atterraggio

Crediti: Phil Stooke, University of Western Ontario

Ed ecco localizzate le due immagini rilasciate nel 2015, riprese durante la missione Chang'e 5-T1 per scegliere e caratterizzare il sito di atterraggio.

Immagine ripresa da Chang'e 5-T1

Immagine ripresa da Chang'e 5-T1

Crediti: Phil Stooke, University of Western Ontario

Il lander Chang'e-5 sarà dotato di tre strumenti scientifici:

  • Il Lunar Regolith Penetrating Radar (LRPR), un radar che esaminerà la struttura subselenica e guiderà il processo di foratura (che preleverà circa 2 chilogrammi di materiale fino a 2 metri di profondità);
  • Il Lunar Mineralogical Spectrometer (LMS) che analizzerà la composizione mineralogica del sito;
  • La Panoramic Camera (PCAM) con funzionalità stereo, le cui immagini speriamo vengano condivise con un pizzico di apertura in più rispetto alle foto riprese nel corso della missione Chang'e 3

Tutte le attività si svolgeranno nell'arco di un giorno lunare (14 giorni terrestri), per evitare i problemi sperimentati da Yutu.

Sul sito chinaspaceflight, effettuando una ricerca per "嫦娥五号"嫦娥五号" (Chang'e V), si trovano molte informazioni anche se la lettura con il traduttore di Google è un po' ostica.

 

... e Chang'e 4?

Recentemente Liu Jizhong, direttore del China Lunar Exploration and Space Engineering Center del China National Space Administration (CNSA), ha menzionato anche questa missione dichiarando:
"la sonda cinese, che sarà la prima ad atterrare sul lato lontano della Luna, sarà lanciata nel 2018 ed avrà a bordo 11 strumenti scientifici, di cui quattro sviluppati da altri paesi".
"L'esplorazione lunare ha avuto molte opportunità di cooperazione internazionale", ha aggiunto, "con l'idea di poter costruire un villaggio lunare o una base di ricerca internazionale, come proposto dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA)".
"La Cina sta pianificando e disegnando il suo futuro programma di esplorazione lunare. Concentreremo la nostra attenzione sulla regione meridionale della Luna. La ricerca di acqua e l'ombra permanente al polo sud porteranno molte scoperte scientifiche".
In un grande clima di collaborazione, Liu ha proseguito: "Sosteniamo una maggiore cooperazione internazionale per le future missione sulla Luna e su Marte della Cina, oltre che nell'esplorazione del sistema di Giove e degli asteroidi che sono ancora in discussione".

Secondo le ultime indescrizioni, la missione dovrebbe trasportare anche un cilindro alto 18 centimetri con semi di patate e uova di baco da seta, per studiare lo sviluppo di organismi vegetali e animali in un mini-ecosistema sul suolo lunare. Le patate producono ossigeno, mentre i bachi da seta anidride carbonica:
"faremo vivere la crescita di piante ed insetti sulla superficie lunare a tutto il mondo", ha dichiarato Xie Gengxin, progettista principale che ha incluso nel disegno una piccola macchina fotografica per documentare 100 giorni di esperimento come un reality show!

Una panoramica della missione, basata sulle informazioni per ora note, è disponibile in questo mio precedente post.

 

L'uomo sulla Luna

Eh sì, la Cina si sta preparando anche a questo! Lo ha annnciato Yang Liwei, vice-direttore generale della China Manned Space Agency e primo astronauta cinese nel 2003.
"Non ci vorrà molto tempo per ottenere l'approvazione ufficiale e il finanziamento", ha dichiarato.

Tuttavia, il programma sembra essere già abbastanza definito.
Per il lancio, la Cina conta di costruire il Long March 9, capace di portare in orbita 55 tonnellate. Con il primo utilizzo previsto per il 2025, dovrà almeno essere in grado di ripetere le gesta del Saturn V della NASA ma non è detto venga seguita questa strategia. Al vaglio sembra ci sia anche anche una missione che utilizzerebbe tre razzi più piccoli invece di un unico potente lanciatore.
L'allunaggio è atteso per il 2036.
Alcun piano è stato ancora presentato ufficialmente ma sembra che l'approccio sia diverso dalle missioni Apollo. Secondo le dichiarazioni di Wu Yansheng, presidente della China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), la missione sarà costituita da un modulo a propulsione, una navicella con equipaggio ed un lander lunare. L'incontro di questi ultimi due, inviati separatamente, avverrebbe in orbita lunare.

 

Oltre a questo, che non è poco, non dimentichiamo che la Cina ha già approvato nel 2016 una missione su Marte per il 2020, di cui si attendono ulteriori dettagli.

Altre info su questo post:

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
In cerca di una nuova occupazione, negli ultimi anni mi sono occupata di digital advertising, web e video analytics.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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