嫦娥 4

嫦娥4号ミッションは、当初、中国の月探査計画の第2段階の一環として2015年に打ち上げられる予定だった。^{[ 25 ] [ 26 ]}しかし、ミッションの目的と設計が調整されたため遅延が生じ、最終的に2018年12月7日18時23分（UTC）に打ち上げられた。^{[ 4 ] [ 27 ]}

宇宙船は2018年12月12日午前8時45分（UTC）に月周回軌道に入った。^{[ 28 ]}軌道の近月点は2018年12月30日午前0時55分（UTC）に15km （9.3マイル）まで下げられた。^{[ 29 ]}  

着陸は2019年1月3日午前2時26分（UTC）に行われた^{[ 13 ]} 。これは、南極エイトケン盆地のフォン・カルマン・クレーター上空で月が昇った直後のことだった^{[ 30 ]}。

月の裏側では、月によって通信が遮断されるため、地球との直接通信は不可能です。通信は通信中継衛星を経由する必要があり、その衛星は着陸地点と地球の両方がはっきりと見える場所に配置されます。中国国家航天局（CNSA）は、月探査計画の一環として、2018年5月20日に地球と月のL2_点のハロー軌道に鵲橋（中国語：鹊橋、ピンイン：Quèqiáo、直訳： 「鵲橋」）中継衛星を打ち上げました。^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}中継衛星は嫦娥2号の設計に基づいており、^{[ 35 ]}質量は425 kg (937 lb)で、4.2 m (14 ft)のアンテナを使用して着陸機と探査車からのX バンド信号を受信し、 S バンドで地球管制に中継します。^{[ 36 ]}    

宇宙船は燃料を節約するために月スイングバイを行い、L _{2に到達するのに 24 日かかりました。} ^{[ 37 ]} 2018 年 6 月 14 日、鵲橋は最終調整噴射を終え、月から約65,000 キロメートル (40,000マイル)離れた L ₂ハロー ミッション軌道に入りました。これはこの位置にある最初の月中継衛星です。^{[ 37 ]} 

鵲橋（ Queqiao ）という名前は、中国の物語『牛飼いと織女』に由来している。^{[ 32 ]}

嫦娥4号ミッションの一環として、鵲橋とともに2機の超小型衛星（^それぞれ45kgまたは99ポンド）である鴛江1号と鴛江2号（中国語:龙江、ピンイン: Lóng Jiāng、直訳: 「龍の川」 [ ^{38 ]} 、別名Discovering the Sky at Longest Wavelengths PathfinderまたはDSLWP ^{[ 39 ]}）が2018年5月に打ち上げられた。両衛星は中国のハルビン工業大学によって開発された^{[ 40 ]}。鴛江1号は月周回軌道に入ることができなかったが^{[ 37 ]} 、鴛江2号は月周回軌道に入り、2019年7月31日に意図的に月に衝突するまで運用された^{[ 41 ] 。}  

龍江2号の墜落地点は、ヴァン・ゲント・クレーター内の北緯16度41分44秒、東経159度31分01秒（龍江2号衝突地点）に位置し、衝突により4メートル×5メートルのクレーターができた。^{[ 42 ]} これらの小型衛星は、天体からの高エネルギー現象を研究することを目的として、波長300メートルから10メートル（984フィートから33フィート）に相当する非常に低い周波数（1～30メガヘルツ）で空を観測するよう任務を負っていた。^{[ 34 ] [ 43 ] [ 44 ]}地球の電離層のため、地球軌道上ではこの周波数範囲での観測は行われておらず、^{[ 44 ]}画期的な科学的発見の可能性を秘めている。^{[ 24 ]} 

嫦娥4号着陸機と探査車の設計は、嫦娥3号とその玉兎探査車をモデルにしている^{。実際、嫦娥4号は嫦娥3号のバックアップとして建造され[} 45 ]、そのミッション^の経験と結果に基づいて、嫦娥4号は新しいミッションの具体的な内容に合わせて改良された^{[ 46 ]} 。着陸機と探査車は、鵲橋中継衛星の打ち上げから6か月後の2018年12月7日18時23分（UTC）に長征3Bロケットで打ち上げられた^{[ 4 ] 。}

着陸時の総質量は1,200 kg (2,600 lb)です。^{[ 2 ]}静止着陸機と玉兎2号探査車は、長い月の夜の間サブシステムを加熱するために放射性同位体ヒーターユニット(RHU)を装備しており、 ^{[ 47 ]}電力はソーラーパネルによって生成されます。  

着陸後、着陸船はランプを伸ばして月面探査車「玉兎2号」 （文字通り「玉兎」）を展開した。 ^{[ 37 ]}この探査車は1.5 × 1.0 × 1.0 m（4.9 × 3.3 × 3.3 フィート）の大きさで、質量は140 kg（310ポンド）である。^{[ 2 ] [ 3 ]}玉兎2号探査車は中国宇宙技術研究院によって製造され、太陽光発電、RHU加熱^{[ 47 ]} 、 6輪駆動である。探査車の公称稼働時間は3か月であるが^{[ 1 ]} 、2013年の玉兎探査車の経験の後、探査車の設計が改良され、中国の技術者は「数年間」稼働することを期待している。^{[ 48 ]} 2019年11月21日、玉兎2号は、ソ連のルノホート1号探査車（1970年11月17日から1971年10月4日まで）が保持していた322地球日の月面寿命記録を破った。^{[ 49 ]}  

地球と月のL2_点の周りのハロー軌道に展開されている鵲橋中継衛星の主な機能は、地球と月の裏側の着陸機との間で継続的な中継通信を提供することである。^{[ 34 ] [ 50 ]}

鵲橋は2018年5月21日に打ち上げられた。月スイングバイ遷移軌道を使用して月に到達した。最初の軌道修正マヌーバ（TCM）の後、宇宙船は所定の位置にある。5月25日、鵲橋は_L2付近に接近した。数回の微調整の後、鵲橋は6月14日に_L2ハロー軌道に到達した。^{[ 53 ] [ 54 ]}

さらに、この衛星には、未開拓の電波領域である80キロヘルツから80メガヘルツで天体物理学の研究を行う装置であるオランダ・中国低周波探査機（NCLE ）が搭載されています。 ^{[ 55 ] [ 56 ]}これは、オランダのラドバウド大学と中国科学院によって開発されました。軌道上のNCLEと着陸機上のLFSは連携して、低周波（0.1～80MHz）の電波天文学的観測を行います。^{[ 43 ]} 

着陸機と探査車は、着陸地点の地球物理学を研究するための科学ペイロードを搭載しており、生命科学と小規模な化学分析機能も備えている。^{[ 8 ] [ 51 ] [ 43 ]}着陸機には以下のペイロードが搭載されている。

• 宇宙船の底部に搭載された着陸カメラ（LCAM）は、月面から12km （7.5マイル）の高度でビデオストリームの送信を開始した。  
• 着陸機の上部に搭載され、360度回転可能な地形カメラ（TCAM）は、月面と探査車を高解像度で撮影するために使用されている。
• 低周波分光計（LFS）^{[ 43 ]}は、0.1～40MHzの周波数帯における太陽電波バーストの研究 と、月の電離層の研究に用いられた。
• 月着陸機中性子線量測定装置（LND）は、ドイツのキール大学が開発した（中性子）線量計です。 ^{[ 57 ]}これは、将来の有人月探査のための放射線量測定に関する情報を収集しており、太陽風の研究にも貢献します。^{[ 58 ] [ 59 ]}月面の放射線量は、宇宙飛行士が国際宇宙ステーション（ISS）で受ける放射線量の2～3倍高いことが示されています。^{[ 60 ] [ 61 ]}
• 月の微小生態系^{[ 62 ]}は、長さ18cm(7.1インチ)、直径16cm ( 6.3インチ)の密閉されたバイオスフィアシリンダーで、種子と昆虫の卵が入っており、植物と昆虫が一緒に孵化して相乗的に成長できるかどうかをテストします。[ 55 ]この実験には^、綿実、ジャガイモ、菜種、シロイヌナズナ(顕花植物)、酵母、ショウジョウバエ^{[ 65 ]の卵の6}種類の生物が含まれてい^{ます。環境システムは、月の重力と放射線が低いことを除けば、容器内を地球のような快適な状態に保っています。[66 ]}ハエ^{の卵が孵化}すると、幼虫は二酸化炭素を生成し、発芽した植物は光合成によって酸素を放出します。植物とショウジョウバエ^が一緒に容器内で単純な相乗効果を確立できることが期待されていました。酵母は二酸化炭素と酸素の調節に役割を果たすとともに、ハエや枯れた植物からの処理済み廃棄物を分解して昆虫のための追加の食料源を作り出す。^{[ 63 ]}この生物学的実験は中国の28の大学によって設計された。^{[ 67 ]}このような閉鎖生態系の研究は、宇宙生物学や、宇宙ステーションや宇宙居住施設での長期ミッションのための生物学的生命維持システムの開発、そして最終的には宇宙農業に役立つ。^{[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]}      

結果：2019年1月3日の着陸後数時間以内に、生物圏の温度は24  ℃に調整され、種子に水が与えられた。2019年1月15日には、綿実、菜種、ジャガイモの種子が発芽したと報告されたが、綿実の画像のみが公開された。^{[ 63 ]}しかし、1月16日には、月の夜が到来し、外部温度が-52 ℃（-62 °F）まで低下し、生物圏を24 ℃近くまで温めることができなかったため、実験が終了したと報告された。^{[ 71 ]}実験は計画されていた100日間ではなく9日で終了したが、貴重な情報が得られた。^{[ 71 ] [ 72 ]}   

• パノラマカメラ（PCAM）は探査車のマストに取り付けられており、360°回転できます。スペクトル範囲は420  nm～700  nmで、両眼立体視により3D画像を取得します。^{[ 43 ]}
• 月面探査レーダー（LPR）は、探査深度が約30mで垂直分解能が30cm、10mで垂直分解能が100mを超える地中探査レーダーである。 ^{[ 43 ]} 
• 可視・近赤外イメージング分光計（VNIS）は、イメージング分光法を用いて、地表物質や大気中の微量ガスの同定に利用できます。測定範囲は可視光から近赤外波長（450  nm～950  nm）です。
• 中性原子用小型高度分析装置（ASAN）は、スウェーデン宇宙物理研究所（IRF）が提供する高エネルギー中性原子分析装置です。太陽風が月面とどのように相互作用するかを明らかにし、月面水の形成過程の解明に役立つ可能性があります。^{[ 57 ]}