Богиня Луны вернется с грунтом

в 8:04, , рубрики: беспилотная космонавтика, исследование Луны, космонавтика, космонавтика Китая, Научно-популярное, Чанъэ-5

В ночь с 23 на 24 ноября к Луне отправится межпланетная станция «Чанъэ-5», которая должна будет совершить мягкую посадку, взять образцы грунта и вернуть их назад на Землю. Если все пройдет успешно, Китай станет третьей страной, доставившей грунт с Луны, после США (программа «Аполлон») и СССР (автоматические станции «Луна-16», "-20", "-24"). Станция состоит аж из четырех аппаратов и имеет сложный план полета с первой в истории автоматической стыковкой на орбите Луны, так что ближайшие двадцать три дня обещают быть волнительными.

Богиня Луны вернется с грунтом - 1
Фото: Синьхуа

Еще один большой шаг

Лунная программа Китая рационально состоит из последовательных все более сложных шагов. Началось все с орбитальных аппаратов. «Чанъэ-1» был запущен 24 октября и прибыл на орбиту Луны 5 ноября 2007. Аппарат был оснащен стереокамерой и собрал данные, по которым построили точную трехмерную карту нашего естественного спутника. Спустя чуть меньше, чем два года, станция была управляемо сведена с орбиты и разбита о Луну 1 марта 2009. «Чанъэ-2» запустили 1 октября 2010. Станция вышла на орбиту высотой от 15 до 100 км и позволила составить карту Луны с разрешением до 1,3 метра на пиксель. Интересной особенностью аппарата оказалось то, что его не разбили и не оставили на орбите Луны. 8 июня 2011 «Чанъэ-2» начал переход в точку Лагранжа L2 системы Солнце — Земля (расположена за Землей), прибыв туда 25 августа и став первой межпланетной станцией в истории, совершившей подобный маневр. Миссию продлили еще, и аппарат покинул точку L2, вышел из гравитационного колодца Земли и 13 декабря 2012 пролетел мимо астероида (4179) Таутатис. О завершении миссии до сих пор официально не объявлено, и сейчас станция используется для отработки связи на больших расстояниях.

Богиня Луны вернется с грунтом - 2
Большой путь маленького «Чанъэ-2»

Следующим логичным шагом стала мягкая посадка. «Чанъэ-3» отправился в полет 1 декабря 2013 и успешно прилунился четырнадцатого. Кроме посадочного аппарата (начальная масса 3800 кг, сухая 1200 кг) на борту также был небольшой ровер Юйту («нефритовый заяц», в честь силуэта зайца, который можно разглядеть на Луне) массой 120 кг. Ровер проехал всего 114,8 метра, но до 2016 года работал неподвижной научной лабораторией. «Чанъэ-3» функционирует до сих пор.

Богиня Луны вернется с грунтом - 3
Панорама места посадки

«Чанъэ-4» тоже состоял из посадочного аппарата и ровера, но впервые в истории прилунился на обратной стороне Луны. Стартовав 7 декабря 2018, он успешно совершил посадку в кратере фон Кармана 3 января 2019. А для того, чтобы с ним была возможна связь, предварительно, в 2018, в район точки L2 системы Земля — Луна был выведен спутник «Цюэцяо» («Сорочий мост», по легенде, соединивший влюбленных).

Богиня Луны вернется с грунтом - 4
Фрагмент панорамы места посадки

Следующий очевидный шаг — возвращение грунта. Но предварительно стоило испытать технологии. И специальный тестовый аппарат «Чанъэ-5Т1» отправился в полет 23 октября 2014, облетел Луну и успешно вернулся на Землю 31 октября.

Богиня Луны вернется с грунтом - 5
Спускаемый аппарат после посадки

По размерам и пропорциям спускаемый аппарат является уменьшенным СА корабля «Союз» (или во многом основанном на нем СА китайского корабля «Шэньчжоу»). Успешное возвращение «Союзов» от Луны в беспилотном варианте проверили еще в СССР («Зонды» 4-8), но еще одно испытание делу не вредило. А летевший вместе с ним разгонный блок ракеты-носителя вышел на орбиту вокруг Луны, где провел два сближения с расчетной точкой для проверки будущей стыковки «Чанъэ-5».

Ракета

В первоначальных планах «Чанъэ-5» должен был отправиться в полет еще в 2017 году, но главным тормозящим фактором оказалась ракета-носитель. Аппарат неизбежно получался довольно тяжелым и требовал самую тяжелую из доступных ракет-носителей Китая, «Великий поход-5» (25 тонн на низкую орбиту, 9,4 тонны к Луне). Однако во втором пуске, 2 июля 2017, произошла авария на одном из двигателей центрального блока (второй ступени), из-за чего ракета и полезная нагрузка были потеряны. После доработки двигателя были обнаружены новые проблемы, что затянуло возвращение к полетам, и «Великий поход» стартовал снова только 27 декабря 2019. «Чанъэ-5» будет всего лишь шестым пуском для этой ракеты-носителя.

Богиня Луны вернется с грунтом - 6
Вывоз ракеты на старт

План полета

К сожалению, о точном времени старта и этапов миссии нам не известно. Судя по объявленным опасным для судоходства и авиации районам пуск состоится 24 ноября с 04:00 до 07:00 по пекинскому времени (ночь с понедельника на вторник с 23:00 до 02:00 МСК). Другие источники по якобы инсайдерской информации называют 20:25 — 21:15 UTC (23:25 — 00:15 МСК). Дату посадки на Луну также пытаются угадать по, например, кадрам с репетиции миссии. Если экстраполяция корректна, то «Чанъэ-5» должен сесть в районе 20:30 UTC 29 ноября. Длительность миссии объявлена в 23 дня, так что возвращение спускаемого аппарата стоит ожидать в районе 15 декабря. Этапы миссии также известны только в общих чертах.

Богиня Луны вернется с грунтом - 7
План полета

На орбите Луны аппараты разделяются — перелетная ступень и спускаемый аппарат остаются на орбите, посадочная и взлетная ступени совершают посадку. Аппарат собирает примерно 2 килограмма образцов грунта, с поверхности и при помощи бурения, и загружает их во взлетную ступень. Взлетная ступень выходит на орбиту и перегружает образцы в спускаемый аппарат. Перелетная ступень со спускаемым аппаратом отправляются к Земле, и спускаемый аппарат с образцами совершает мягкую посадку в обычном месте, Внутренней Монголии. По сути это беспилотный мини-«Аполлон», там были те же четыре ступени, разве что стыковка выполнялась человеком при помощи компьютера и приборов. Любопытно, что советские станции для возврата грунта имели только три ступени. Первая обеспечивала перелет и посадку, а вторая стартовала со спускаемым аппаратом. Хитрость советских баллистиков заключалась в том, что вторая ступень стартовала в точно рассчитанное время строго вертикально и выключала двигатель по достижении определенной скорости. В этом случае без каких-либо коррекций траектории спускаемый аппарат попадал в расчетный район посадки на Земле, пусть и с огромной, более 300 «же», перегрузкой.

План полета в видео

Станция

Богиня Луны вернется с грунтом - 8
Станция в монтажно-испытательном комплексе

Известно, что полная масса «Чанъэ-5» составляет 8,2 тонны, посадочную ступень оценивают в 3,8 тонны, взлетную — в 120 кг. На посадочной ступени установлены камеры, спектрометр, приборы анализа грунта и георадар. Для забора образцов предусмотрены манипулятор, пробоотборники для поверхностных образцов, ударный бур, механизм транспортировки и загрузки, а также контейнеры для образцов. Оснащение научной аппаратурой посадочной ступени намекает на то, что она может работать долго, но в то же время есть информация, что на ней нет радиоизотопного обогревателя, чтобы пережить двухнедельную лунную ночь.

Богиня Луны вернется с грунтом - 9
Трехмерная модель станции

Место посадки

В качестве расчетного места посадки выбран район пика Рюмкера в Океане Бурь. Тамошние молодые базальты очень интересны геологам.

Богиня Луны вернется с грунтом - 10
Район посадки относительно других миссий

Богиня Луны вернется с грунтом - 11
Несколько возможных мест посадки

Сопровождение миссии

На сайте Европейского космического агентства можно узнать, что его станции слежения будут участвовать в миссии — вскоре после пуска «Чанъэ-5» будет отслеживать станция в Куру (Французская Гвиана), а незадолго до посадки — станция Маспаломас (Канарские острова).

Богиня Луны вернется с грунтом - 12

В Китае буквально на днях ввели в эксплуатацию комплекс из четырех 35-метровых антенн на станции Каши (“Кашгар”) Сианьского центра спутникового контроля. Также для связи с аппаратом вышел из порта корабль дальней связи «Юаньвань-3»

Богиня Луны вернется с грунтом - 13

Эмблема и название

Любопытно, что у миссии есть целых четыре эмблемы:

Богиня Луны вернется с грунтом - 14

Богиня Луны вернется с грунтом - 15

Как и предыдущие аппараты серии, «Чанъэ-5» назван в честь богини Луны.

Заключение

Если миссия «Чанъэ-5» будет успешной, то шестой и последующие аппараты будут работать в районе южного полюса. «Чанъэ-6» доставит образцы грунта на Землю, седьмой аппарат будет нести посадочную станцию, ровер и «прыгуна», который будет перемещаться по поверхности прыжками на ракетных двигателях. «Чанъэ-8» в дополнение к научной аппаратуре будет нести технологические демонстраторы добычи ресурсов и строительства сооружений для проверки технологий обитаемой лунной базы, которую планируется построить в 2030-х.

Автор: Филипп Терехов

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js