Кто на Луну: обзор полетов
В этом году к спутнику Земли отправится рекордное число космических аппаратов, включая российскую «Луну-25». Успехом для них будут мягкая посадка и обнаружение признаков воды
В мире начинается лунная лихорадка. В этом году на холодный и безжизненный спутник Земли летит сразу пять аппаратов — от России, Японии, США и Индии. Цели у всех стран схожи — проверить технологии посадки в разных районах и найти следы воды в реголите и приповерхностной пыли. Для России это будет уже семнадцатый полет беспилотника с запланированной посадкой на Луну, что станет абсолютным рекордом космической эры. Все наши предыдущие аппараты были отправлены еще в советский период, последним из них была «Луна-24», которая в 1976 году доставила на Землю образец лунного грунта. За этой миссией последовал более чем двадцатилетний перерыв в лунных исследованиях космических сверхдержав. Начиная с 1999 года полеты возобновились: на Луну летали два американских аппарата, европейская автоматическая межпланетная станция (АМС), один индийский зонд, один японский зонд, а также китайские зонд и две АМС, которые доставили планетоходы на поверхность спутника. Кроме того, на Луну пытался посадить аппарат Израиль, но его миссия потерпела неудачу, разбилась и индийская космическая станция, которая должна была сесть в районе Южного полюса. Последнюю штатную посадку осуществил Китай в 2019 году.
Сейчас на орбите Луны кружит японский космический модуль Hakuto-R, построенный коммерческой компанией Ispace, в ближайшие дни, предположительно 25 апреля, он должен прилуниться в кратер Атлас на юго-востоке Моря Холода. Он везет с собой мини-луноход Rashid — первую машину для лунных исследований космического агентства Объединенных Арабских Эмиратов, а также японского микроробота. У этой миссии есть четкая программа — съемка местности и изучение пыли от реголита. Считается, что эти данные могут быть использованы при создании герметичного лунохода для будущей пилотируемой миссии, подготовку которой Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) совместно с компанией Toyota анонсировали еще летом 2020 года. Но вряд ли миниатюрный Hakuto-R с полезной нагрузкой до 30 кг добудет то, что сделает прорыв в лунной науке после фундаментальных советских, американских и китайских миссий. Скорее это возможность для Японии и ОАЭ продемонстрировать наличие современных технологий для работы в экстремальных условиях нашего спутника, а также шанс закрепиться в неформальном элитном клубе покорителей Луны.
Нас же по понятным причинам больше интересует другая миссия — «Луна-25». Россия возвращается к полетам на Луну спустя почти полвека. Старт первого в постсоветской истории лунного аппарата переносился шесть раз. Сначала станция называлась «Луна-Глоб» и должна был полететь в 2014 году, но из-за решения о замене ракеты-носителя пуск отложили на 2016-й. Затем проект был переименован в «Луну-25» и снова перенесен — сначала на 2019-й, потом на 2021-й, а затем на 2022 год (по неофициальной информации, пришлось заменять некоторые компоненты детекторов, срок службы которых подходил к концу). Очередное окно для запуска определено с июля по август.
Последний сдвиг дат представители «Роскосмоса» объясняли «несоответствием характеристик доплеровского измерителя скорости и дальности (разработчик — концерн “Вега”) требованиям технического задания». Несколько месяцев специалисты НПО Лавочкина совместно с партнерами проекта дорабатывали схемы посадки и алгоритмы управления движением аппарата, анализировали нештатные ситуации и испытывали бортовой комплекс управления. В феврале этого года глава «Роскосмоса» Юрий Борисов заверил, что «Луна-25» готова к выполнению миссии и отправится в полет этим летом. Сезон выбран исходя из соображений экономии топлива: из-за специфики движения Луны относительно Земли спутник то приближается к нашей планете (его минимальное расстояние до Земли составляет 362 тыс. км), то удаляется от нее (апогей — 405 тыс. км). Выбор конкретной даты зависит от расчета оптимального момента выхода аппарата на орбиту Луны. Он должен начать посадку в нужную зону в начале лунного дня (как известно, день и ночь на Луне длятся непрерывно около 14 суток), чтобы сразу приступить к работе, а не отключаться на длинную лунную ночь. «Луна-25» будет запущена с космодрома Восточный на ракете «Союз-2».
Внешне эта станция похожа на советские версии аппаратов серии «Луна», но по существу это новая машина. «Даже то, что только похоже на предшественников, — это не копии старых версий, а новые изделия, сделанные с учетом достижений науки. Все алгоритмы, электроника, а также установленный на аппарате комплекс приборов работают на новых принципах. Это позволяет современными методами исследовать поверхность и экзосферу Луны», — поясняет директор Института космических исследований (ИКИ) РАН Анатолий Петрукович (ИКИ осуществляет научное руководство подготовкой миссии «Луна-25»).
На станции установлен нейтронный генератор, который позволяет отправлять импульс нейтронов под поверхность Луны и принимать его отражение специальным детектором. Таким образом возможно без бурения анализировать состав лунного грунта — реголита — на несколько метров в глубину. «Луна-25» также привезет с собой анализаторы для исследования приповерхностной пыли и комплекс приборов для забора и изучения на месте химического состава верхнего слоя лунного грунта. Это довольно сложные робототехнические установки, способные автономно выполнять множество манипуляций на другом небесном теле.
Научная программа «Луны-25» лежит в парадигме так называемой влажной Луны, которая появилась в науке относительно недавно, в начале XXI века. Она должна помочь ответить на вопросы об истории появления и распространения воды на Луне (американский зонд LCROSS с помощью российского нейтронного детектора в 2009 году обнаружил в окрестности Южного полюса нашего сурового спутника большие залежи водяного льда, а также ртути и серебра). Именно поэтому было выбрано место посадки в районе Южного полюса — не очень удобное с точки зрения рельефа, но интересное для поиска водяного льда в образцах грунта и летучих соединений водорода и других молекул в экзосфере.
«То, что должно испаряться в низкоширотных и среднеширотных районах Луны, где садились все предыдущие лунные аппараты, возможно, сохранилось в приполярных областях, где Солнце находится низко над горизонтом. Наша главная научная цель — исследовать приполярную Луну на предмет наличия каких-либо следов воды», — отмечает Анатолий Петрукович.
По предварительным оценкам, на Луне содержится порядка 600 млн тонн воды в виде грунтового льда, преимущественно на полюсах. В перспективе эти запасы рассматриваются в качестве подспорья для пребывания человека на Луне (после 2030-х годов прогнозируется бум пилотируемых миссий на Луну): основы для получения на месте кислорода и водорода методом электролиза, которые могут использоваться для дыхания, производной для ракетного топлива, а также средства охлаждения двигателей космических аппаратов (см. «Что поделим на Луне», «Эксперт» № 49 за 2020 год). По предположению научного руководителя ИКИ РАН Льва Зеленого, на Луне также могут быть обнаружены большие запасы редких металлов — титана, урана и тория. Это делает нашего ближайшего космического соседа еще более привлекательным для исследований в будущем.
Но в этом году задачи у всех лунных завоевателей более «приземленные» — отработать технологии мягкой посадки, в очередной раз провести анализ веществ, которые содержатся в лунном грунте и экзосфере, и в целом обозначить свое присутствие на Луне. Вопросы юридического регулирования отношений между участниками миссий из разных стран до сих пор находятся в подвешенном состоянии — очевидно, они будут решаться по мере развития событий за пределами Земли. Писать «лунные законы» и, соответственно, диктовать условия работы на космических телах будут те, кому удастся занять лучшие посадочные места — в полярных зонах.
Помимо «Луны-25» и японского аппарата с большой долей вероятности в текущем году «в гости к Селене» отправится индийская станция «Чандраян-3» с луноходом, которая тоже должна продемонстрировать мягкую посадку в районе Южного полюса. На ее борту — несколько приборов для измерения сейсмической активности Луны, плотности плазмы и других параметров. В основном эта миссия рассматривается как тестовый полет для проверки возможностей индийских космических технологий.
В ближайшие месяцы на Луну также полетят два американских посадочных модуля от частных компаний Astrobotic Technologies и Intuitive Machines. Собственной научной программы у этих аппаратов нет, их создали для перевозок на коммерческой основе научных приборов, роверов и других полезных грузов от сторонних заказчиков.
Нынешний год станет началом большой экспансии человека на Луну. В ближайшее десятилетие ожидаются более 250 лунных миссий от космических агентств России, США, Европы, Китая, Южной Кореи, Японии, Индии, Канады и ОАЭ, а также множества частных фирм. По данным Northern Sky Research, эта кампания создаст «лунную экономику», ежегодный объем которой разрастется до 100 млрд долларов.
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl