Programa chino de exploración lunar

La primera fase consistió en el lanzamiento de dos orbitadores lunares y ya está prácticamente finalizada.

• Chang'e 1 fue lanzada a bordo de un cohete Larga Marcha 3A desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang el 24 de octubre de 2007, ^{[ 7 ]} tras un retraso respecto a la fecha inicialmente prevista del 17 al 19 de abril de 2007. ^{[ 8 ]} Escaneó la Luna en su totalidad con un detalle sin precedentes, generando un mapa 3D de alta definición que serviría de referencia para futuros aterrizajes suaves. La sonda también cartografió la abundancia y distribución de diversos elementos químicos en la superficie lunar como parte de una evaluación de recursos potencialmente útiles.
• La sonda Chang'e 2 , lanzada el 1 de octubre de 2010 a bordo de un cohete Larga Marcha 3C , alcanzó la Luna en menos de 5  días, en comparación con los 12  días que tardó la Chang'e 1, y cartografió la Luna con aún mayor detalle. Posteriormente, abandonó la órbita lunar y se dirigió al punto de Lagrange L2 Tierra-Sol para probar la red de seguimiento y control (TT&C). Tras realizar esta prueba, completó un sobrevuelo del asteroide ₄₁₇₉ Toutatis el 13 de diciembre de 2012, antes de adentrarse en el espacio profundo para seguir probando la red TT&C.

Yutu-2 , el primer vehículo explorador desplegado en la cara oculta de la Luna, trabajando durantela misión Chang'e 4.

Antes de la misión Chang'e 5 , no se había realizado ninguna expedición para traer muestras lunares en más de cuatro décadas.

La segunda fase está en curso e incorpora naves espaciales capaces de realizar aterrizajes suaves en la Luna y desplegar vehículos lunares .

• La sonda Chang'e 3 , lanzada el 2 de diciembre de 2013 a bordo de un cohete Larga Marcha 3B , aterrizó en la Luna el 14 de diciembre de 2013. Llevaba consigo un vehículo lunar de 140 kilogramos (310 libras) llamado Yutu , diseñado para explorar un área de 3 kilómetros cuadrados (1,2 millas cuadradas) durante una misión de 3 meses. También debía realizar observaciones ultravioleta de galaxias, núcleos galácticos activos, estrellas variables, sistemas binarios, novas, cuásares y blázares, así como la estructura y la dinámica de la plasmasfera terrestre .
• Chang'e 4 fue lanzada el 7 de diciembre de 2018. Originalmente programada para 2015, era una nave de reserva para Chang'e 3. Sin embargo, como resultado del éxito de esa misión, la configuración de Chang'e 4 se ajustó para la siguiente misión. ^{[ 9 ]} Aterrizó el 3 de enero de 2019 en la Cuenca Aitken del Polo Sur , en la cara oculta de la Luna , y desplegó el rover Yutu-2 . ^{[ 10 ]}

La tercera fase incluyó una misión de retorno de muestras lunares .

• La Chang'e 5-T1 fue lanzada el 23 de octubre de 2014. Fue diseñada para probar la nave espacial de retorno a la Luna.
• Chang'e 5 fue lanzada el 23 de noviembre de 2020, aterrizó cerca de Mons Rümker en la Luna el 1 de diciembre de 2020 y regresó a la Tierra con 1731 gramos (61,1 onzas) de muestras lunares . ^{[ 11 ] [ 12 ]} 

La Fase IV consiste en el desarrollo de una estación autónoma de investigación lunar cerca del polo sur de la Luna . ^{[ 6 ] [ 13 ] [ 14 ]} El programa de la Fase IV entró en desarrollo activo en 2023 tras la finalización exitosa de las tres fases anteriores. ^{[ 15 ]}

• Chang'e 6 , lanzada el 3 de mayo de 2024, ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} investigó la topografía, composición y estructura subsuperficial de la cuenca del Polo Sur-Aitken en la cara oculta de la Luna . La misión trajo muestras a la Tierra desde la Cuenca Apolo en la cara oculta de la Luna. ^{[ 19 ] [ 20 ]} También transportó un rover chino llamado Jinchan para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar y fotografió el módulo de aterrizaje Chang'e 6 en la superficie lunar. ^{[ 21 ]}
• Chang'e 7 , cuyo lanzamiento está previsto para agosto de 2026, es una misión que explorará el polo sur en busca de recursos. La misión incluirá un orbitador, un módulo de aterrizaje y una minisonda voladora. ^{[ 22 ]}
• Chang'e 8 , cuyo lanzamiento está previsto para 2028, verificará las tecnologías de desarrollo y utilización de recursos in situ. ^{[ 22 ]} Podría incluir un módulo de aterrizaje, un rover y un detector volador, ^{[ 13 ]} así como un experimento de impresión 3D que utiliza la utilización de recursos in situ (ISRU) para construir una estructura de prueba, ^{[ 6 ]} También transportará un pequeño experimento de ecosistema sellado. ^{[ 13 ]} Probará la tecnología necesaria para la construcción de una base científica lunar. ^{[ 23 ]}

China planea realizar su primer alunizaje tripulado en 2029 o 2030. ^{[ 24 ]} Para ello se utilizarán la nave espacial tripulada Mengzhou y el módulo de aterrizaje lunar tripulado Lanyue ; se lanzarán por separado en dos cohetes Larga Marcha 10 y realizarán un encuentro en órbita lunar . ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 24 ]} El programa lunar tripulado de China también está desarrollando el traje espacial lunar Wangyu y el rover lunar tripulado Tansuo . ^{[ 27 ]}

En 2019, China estaba revisando estudios preliminares para una misión de alunizaje tripulada en la década de 2030, ^{[ 28 ] [ 29 ]} y posiblemente construir un puesto avanzado cerca del polo sur lunar con cooperación internacional. ^{[ 6 ] [ 28 ]}

El 12 de julio de 2023, en el 9º Foro Aeroespacial Comercial de China (Internacional) en Wuhan , provincia de Hubei, Zhang Hailian, diseñador jefe adjunto de la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA), presentó públicamente un plan preliminar para llevar a dos astronautas a la Luna para el año 2030 ^{[ 1 ].}

El 28 de septiembre de 2024, en Chongqing , la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA) presentó el traje espacial lunar extravehicular y también solicitó sugerencias para un nombre para el traje. ^{[ 30 ]}

En 2021, China y Rusia anunciaron que construirían una base lunar juntas, e invitaron formalmente a más países y organizaciones internacionales a unirse a su proyecto de Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS), desarrollado por ambas naciones, ^{[ 31 ]} como alternativa al Programa Artemis estadounidense . ^{[ 32 ]} El 24 de abril, China anunció la Organización Internacional de Cooperación para la Estación de Investigación Lunar (ILRSCO), cuyos miembros incluyen: China, Rusia, Sudáfrica, Bielorrusia, Azerbaiyán, Venezuela, Pakistán y Egipto. ^{[ 33 ]}

  Aterrizaje forzoso planificado Aterrizaje suave planificado  

El mayor desafío en la Fase I del programa fue la operación del sistema TT&C, ya que su capacidad de transmisión necesitaba un alcance suficiente para comunicarse con las sondas en órbita lunar. ^{[ 36 ]} La telemetría satelital estándar de China tenía un alcance de 80 000 kilómetros (50 000 millas) , pero la distancia entre la Luna y la Tierra puede superar los 400 000 kilómetros (250 000 millas) cuando la Luna está en el apogeo . Además, las sondas Chang'e tuvieron que realizar muchas maniobras de actitud durante sus vuelos a la Luna y durante las operaciones en órbita lunar. La distancia a través de China de este a oeste es de 5000 kilómetros (3100 millas) , ^{[ 37 ]} lo que constituye otro desafío para la continuidad del TT&C. En la actualidad, la combinación del sistema TT&C y la red de observación astronómica china ha satisfecho las necesidades del programa Chang'e, ^{[ 38 ]} pero solo por un pequeño margen.

La complejidad del entorno espacial encontrado durante las misiones Chang'e impuso requisitos estrictos de adaptabilidad ambiental y fiabilidad para las sondas y sus instrumentos. El entorno de alta radiación en el espacio Tierra-Luna requirió componentes electrónicos reforzados para evitar daños electromagnéticos en los instrumentos de la nave espacial. El rango extremo de temperaturas, desde 130 grados Celsius (266 grados Fahrenheit) en el lado de la nave que mira al Sol hasta -170 grados Celsius (-274 grados Fahrenheit) en el lado opuesto al Sol, impuso requisitos estrictos para el control de la temperatura en el diseño de los detectores.

Dadas las condiciones del sistema de tres cuerpos formado por la Tierra, la Luna y una sonda espacial , el diseño orbital de los orbitadores lunares es más complejo que el de los satélites en órbita terrestre, que solo manejan un sistema de dos cuerpos. Las sondas Chang'e 1 y Chang'e 2 fueron enviadas inicialmente a órbitas terrestres altamente elípticas. Tras separarse de sus vehículos de lanzamiento, entraron en una órbita de transferencia Tierra-Luna mediante tres aceleraciones en la órbita modulada en fase. Estas aceleraciones se realizaron a las 16, 24 y 48 horas de las misiones, durante las cuales se llevaron a cabo varios ajustes orbitales y maniobras de actitud para asegurar la captura de las sondas por la gravedad lunar. Después de operar en la órbita Tierra-Luna durante 4-5 días, cada sonda entró en una órbita de adquisición lunar. Tras entrar en sus órbitas objetivo, realizar tres maniobras de frenado y experimentar tres fases orbitales diferentes, Chang'e 1 y Chang'e 2 llevaron a cabo sus misiones.

Las sondas lunares deben mantener una orientación precisa con respecto a la Tierra, la Luna y el Sol. Todos los detectores a bordo deben apuntar hacia la superficie lunar para completar sus misiones científicas, las antenas de comunicación deben apuntar hacia la Tierra para recibir comandos y transmitir datos científicos, y los paneles solares deben orientarse hacia el Sol para obtener energía. Durante la órbita lunar, la Tierra, la Luna y el Sol también se mueven, por lo que el control de actitud es un complejo proceso de control vectorial. Los satélites Chang'e necesitan ajustar su actitud con sumo cuidado para mantener un ángulo óptimo con respecto a los tres cuerpos celestes.

Durante la segunda fase del programa, en la que las naves espaciales debían realizar un aterrizaje suave en la superficie lunar, fue necesario diseñar un sistema automático de evitación de obstáculos para que los módulos de aterrizaje no intentaran tocar tierra en terreno inadecuado. Chang'e 3 utilizó un sistema de visión artificial en el que los datos de una cámara orientada hacia abajo, así como de dos dispositivos de medición de distancia, se procesaron mediante software especializado. El software controlaba las etapas finales del descenso, ajustando la actitud de la nave espacial y la potencia de su motor principal. La nave espacial se mantuvo suspendida primero a 100 metros (330 pies) y luego a 30 metros (98 pies) , mientras buscaba un lugar adecuado para aterrizar. El rover Yutu también está equipado con cámaras estéreo frontales y tecnología de evitación de obstáculos.

En noviembre de 2017, China y Rusia firmaron un acuerdo sobre exploración lunar y del espacio profundo en cooperación. ^{[ 39 ]} El acuerdo incluye seis sectores, que abarcan la exploración lunar y del espacio profundo, el desarrollo conjunto de naves espaciales, la electrónica espacial, los datos de teledetección terrestre y la monitorización de desechos espaciales. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]} Rusia también podría buscar desarrollar lazos más estrechos con China en vuelos espaciales tripulados, ^{[ 39 ]} e incluso trasladar su cooperación en vuelos espaciales tripulados de Estados Unidos a China y construir un módulo de aterrizaje lunar tripulado. ^{[ 42 ]}