Российские аппараты изучат, чем богаты окрестности Южного полюса Луны
11 августа 2023 года в 02:10:57 по московскому времени с космодрома Восточный, где в то время уже рассвело, стартовала ракета-носитель «Союз-2.1б», которая вывела в космос автоматическую станцию «Луна-25» с разгонным блоком «Фрегат». Спустя полтора часа «Фрегат» направил «Луну-25» по траектории к спутнику Земли и отделился от станции. Разгонный блок уведен на орбиту, двигаясь по которой, он не представляет опасности ни для станции, ни для Луны.
Пуск и выведение осуществлены в буквальном смысле слова с ювелирной точностью. За это надо сказать огромное спасибо создателям ракеты-носителя и разгонного блока, специалистам космодрома, поскольку точность выведения значительно облегчает дальнейшие операции.
С момента отделения станции и разгонного блока и до 16 августа «Луна-25» находилась на этапе перелета к Луне. Он занял почти пять суток.
На это время запланированы коррекции траектории, они необходимы, чтобы привести траекторию следования станции к тем параметрам, что были рассчитаны при проектировании. Первая и вторая коррекции состоялись 12-го и 14 августа. Кроме этого, во время перелета запланированы включения, проверки и настройки систем. Первое включение научных приборов состоялось 13 августа.
Выход автоматической станции на окололунную орбиту произошел 16 августа.
После торможения «Луна-25» выйдет на круговую околополярную орбиту с высотой 100 км. На ней она будет находиться три дня и за это время совершит несколько коррекций, чтобы потом перейти на новую орбиту — посадочную — с максимальной высотой 100 км, а минимальной — 18 км. При этом ближайшая к Луне точка орбиты должна находиться над точкой посадки.
И затем начинается самое сложное — мягкая посадка на поверхность естественного спутника Земли в районе его Южного полюса. Она запланирована на 21 августа.
Район посадки находится в области вблизи Южного полюса Луны. Если сравнивать с Землей, то примерно соответствует расположению Норильска.
После прилунения и наведения направленной антенны станции на Землю начнется научная работа «Луны-25» на лунной поверхности, которая, как ожидается, продлится в течение одного земного года. Сутки на Луне тянутся около 28 земных дней, поэтому за наш год на Луне проходит меньше двух недель, если считать по-земному.
«Луна-25» должна сесть во время «лунного рассвета», и впереди у нее будет некоторое время, чтобы провести необходимые проверки и испытания научных приборов.
Основная научная цель миссии «Луна-25» — исследование Луны в окрестности ее Южного полюса. Эти области существенно отличаются от экваториальных, которые ранее изучали советские «Луны» и американские «Аполлоны».
Можно начать с того, что садиться в полярные области гораздо сложнее. В части посадки «Луна-25», созданная в Научно-производственном объединении им. С.А.Лавочкина (входит в госкорпорацию «Роскосмос»), принципиально отличается от своих предшественниц: советские лунные станции прилунялись в экваториальной зоне, новая станция должна совершить мягкую посадку в околополярной области со сложным рельефом местности.
Зачем же садиться туда, где риски выше? Главное отличие лунных полюсов — в составе верхнего слоя грунта (реголита). Как можно заключить из данных орбитальных наблюдений, относительно много воды, до 5% по массе. Речь, конечно, не идет об озерах или мокром песке, поскольку на Луне воды в жидком виде существовать не может. Скорее всего, мы имеем дело с отдельными включениями частиц водяного льда в грунт либо с гидратированными минералами. И задача приборов на борту «Луны-25» — провести анализ верхнего слоя грунта Луны и проверить, есть ли в нем вода.
Кроме своей поверхности полярная Луна отличается от экваториальной экзосферой. Так называют очень разреженную плазменно-пылевую оболочку, плотность которой примерно в 10 триллионов раз меньше, чем у земной атмосферы.
Поскольку Луна вращается почти перпендикулярно плоскости эклиптики, то солнечный ветер — поток заряженных частиц от Солнца — падает на поверхность в районе экватора почти под прямым углом, а на полюса — под очень маленькими углами. Это может вызывать значительные изменения в том, как солнечный ветер взаимодействует с поверхностью, «выбивая» из нее элементарные частицы.
Кроме газов в экзосфере Луны много пыли, и эта пыль тоже не похожа на земную — частички пыли довольно острые, она электризуется солнечным ультрафиолетом, и, в общем, они представляют собой довольно агрессивную среду и для автоматов, и для человека. Впервые опасность лунной пыли поняли американские астронавты. Однако до сих пор не очень понятны механизмы, которые определяют «поведение» лунной пыли. И прежде чем строить дальнейшие планы по освоению Луны, предстоит понять, как можно от пыли защититься.
Чтобы ответить на все эти вопросы, на «Луне-25» подобран комплекс приборов для изучения грунта и плазменно-пылевой окружающей среды Земли. Манипулятор ЛМК способен раскапывать поверхность Луны на глубину до 25 сантиметров. Кроме этого, он будет доставлять образцы грунта в лазерный масс-спектрометр ЛАЗМА-ЛР. На самом манипуляторе установлен инфракрасный спектрометр ЛИС-ТВ-РПМ, который будет изучать состав грунта дистанционно, «заглядывая» в том числе в раскопы, которые делает ЛМК. Детектор нейтронов и гамма-лучей АДРОН-Р будет изучать грунт методами нейтронного зондирования и гамма-спектроскопии. Наконец, экзосферу Луны будут исследовать детектор АРИЕС-Л (в части плазменного и нейтрального компонентов экзосферы) и прибор ПмЛ (в части лунной пыли).
Лунные полярные пейзажи будут снимать камеры служебной телесистемы СТС-Л. В ее состав входят восемь телекамер, часть из которых будет работать на орбите и при посадке. Затем они передадут на Землю первые панорамы, снятые с места прилунения, и будут наблюдать за работой лунного манипуляторного комплекса.
Все эти эксперименты в комплексе позволят впервые понять, как выглядит полярная Луна и какие проблемы надо будет решать при проектировании будущих миссий в эту область. А они обязательно будут — район Южного полюса Луны стал целью и индийского аппарата Chandrayaan-3, который в эти же дни должен осуществить посадку, и будущих американских и китайских миссий, и южнокорейской Danuri. В российской лунной программе также предусмотрены еще как минимум две посадочные миссии в этот район — «Луна-27» и «Луна-28».
Лев ЗЕЛЕНЫЙ,
академик РАН, научный руководитель Института космических исследований Российской академии наук, научный руководитель первого этапа (автоматические миссии) российской лунной программы
Нет комментариев