Выводы сделаны: сможет ли «Луна-27» долететь до цели?

Помните ли вы, что происходило прошлым летом? В августе 2023 вся страна с замиранием сердца следила за «Луной-25» — первой за почти полвека попыткой России вернуться на Луну. Увы, тогда миссия завершилась неудачей, но Роскосмос уже готовится к новому рывку: «Луна-27» должна долететь до цели, и на этот раз у неё особая миссия и… возможно, даже не одна попытка.

Тема лунных исследований в последнее время вновь набирает популярность, и это не просто научный интерес к соседнему небесному телу: изучение Луны имеет и вполне прикладной характер. Например, с недавним открытием, что там есть экзосфера (очень тонкая атмосфера) которая поддерживается метеоритами, стало ясно, что она скрывает куда больше, чем мы думали.

Но и это не всё: на Луне есть запасы водяного льда, которые критически важны для будущих лунных баз и космических экспедиций.

Это не только источник воды, но и потенциальное топливо для ракет (если разделить лёд на водород и кислород).

И вот совсем недавно китайцы нашли воду в лунном грунте. Даже с учётом того, что те же китайцы и раньше воду находили на Луне, сейчас это нечто особенное.

Впервые воду нашли в образцах грунта, и там, где воды быть по идее не должно. Даже минерал новый открыли, в форме «призматического прозрачного кристалла», который они назвали ULM-21. Он на 41% состоит из воды.

Такой минерал вполне может стать ценным ресурсом, который послужит и подспорьем, и дополнительной причиной для колонизации Луны, но перед этим необходимо тщательно всё изучить.

Знакомьтесь, «Луна-27»

«Луна-27» должна полететь в 2028 году, но что же такого крутого в этом аппарате?

«Убойной фишкой» «Луны-27» — специальная буровая установка, которая разработана специально для работы в экстремальных условиях нашего спутника. Она будет бурить поверхность на глубину до двух метров, чтобы добывать образцы грунта (ведь именно под поверхностью могут скрываться ледяные отложения и другие интересные штуки).

Ещё должен быть индийский мини-луноход (в рамках межагентского соглашения между Роскосмосом и Индийской организацией космических исследований), но этот вопрос до сих пор почему-то не решён.

Конечно же, «Луна-27» оснащена целым арсеналом научных приборов, в том числе масс-спектрометрами и анализаторами, которые позволят изучать состав лунного грунта и как в нём распределены вещества.

Чтобы АМС (автоматическая межпланетная станция) могла безопасно приземлиться и работать в условиях низкой гравитации, её оснастили сложной системой автономной навигации и посадки, которая позволит аппарату самостоятельно корректировать своё положение и избегать препятствий на поверхности.

Ну, а для сбора данных о рельефе и состоянии поверхности аппарат будет использовать камеры высокого разрешения и различные сенсоры, которые помогут создать точные карты региона и выявить наиболее интересные участки для исследований. А ещё просто надеемся на красивые фоточки.

Перед 27

В начале в 2027 году к спутнику полетит «Луна-26». Если вы любите смотреть на фото Луны, то вот вам повод для радости: «Луна-26» планирует сделать детализированные снимки лунной поверхности — так можно будет выбрать наиболее подходящие для посадки места.

«Луна-26» будет создавать карты, которые помогут нам лучше понять, из чего состоит поверхность Луны и как она выглядит — это важный подготовительный шаг, чтобы потом туда отправить нашу «Луну-27».

Полная миссия «Луна-Ресурс-1» состоит из двух частей: орбитальной («Луна-26») и посадочной («Луна-27»).

Этот орбитальный аппарат также займётся поиском полезных ископаемых.

Ну и, конечно, он будет обеспечивать связь между «Луной-27» и Землёй. Без этого никуда, особенно если у нас в будущем появится целая лунная колония (хотя до этого ещё ой как далеко).

Всего «Луна-26» проработает три года: один на орбите высотой 50х80 км и ещё два на орбите высотой 150 км. Так она полностью прозондирует поверхность и окололунное пространство.

Место для успеха

Теперь самое интересное: Луна-27 планирует приземляться на Южном полюсе Луны. Почему это так важно? Особое внимание к Южному полюсу Луны возникло, когда в 2010 году учёные из РАН предположили, что именно там находится больше всего водяного льда. С тех пор туда слетали и США, и Индия.

Китай вот на Южный полюс отправит в 2026 году АМС «Чанъэ-7» (с отбором образцов), да даже Турция собирается поучаствовать в этом этапе лунных исследований. Обещали, правда, в 2023 году, но, видимо, что-то пошло не так — ожидаем до 2030.

В общем, Южный полюс — это горячая точка (в переносном смысле, конечно), где может быть значительное количество водяного льда. Так что интерес к этому региону, прямо скажем, обоснованный.

Южный полюс интересен ещё и потому, что многие кратеры здесь всегда находятся в тени: лёд там может лежать нетронутым на протяжении миллионов лет. Интересно же, что там? Именно тут мы можем найти следы прошлого, которые сохранились спустя миллионы лет.

Ещё на Южном полюсе можно будет использовать солнечную энергию: света там достаточно, чтобы обеспечить работоспособность аппаратов.

Чтобы миссия была успешной, очень важно правильно выбрать место посадки. Наши учёные из Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН провели исследование и выбрали несколько площадок, где может приземлиться «Луна-27». И что же для этого нужно?

Первое, на что смотрят, — это наличие водяного льда: чем его больше, тем лучше. Эти данные собирают с помощью российского прибора LEND, который находится на борту космического аппарата NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

При этом место должно быть максимально безопасным, без кочек и уклонов (не более 7-10°), чтобы аппарат смог мягко приземлиться и избежать повреждений (а то уже бывало всякое, как, например, с лунным зондом «Одиссей» от американской корпорации Intuitive Machines).

Для нормальной работы солнечных батарей необходима освещённость не менее 35%, а видимость Земли — не менее 50%, чтобы не было проблем со связью.

Таким образом, геохимики выбрали пять потенциальных площадок (размером 30×15 км) с подходящими условиями: места были ранжированы от 1 (основное) до 5 (запасные) по количеству льда: как нетрудно догадаться, основная площадка та, где льда побольше.

В результате исследований также было показано, что при повышении точности посадки до 0,5 км существует несколько пригодных и безопасных посадочных площадок в наиболее интересном для научных исследований месте — на месторождении с повышенным содержанием водяного льда (0,2—0,3 массовых процентов), которое при посадочном эллипсе размером 30×15 км оставалось недоступным. вгений Слюта заведующий лабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН, кандидат геолого-минералогических наук

Работа над ошибками

Как вы помните, летом 2023 случился факап — мы потеряли наш первый аппарат — «Луну-25»: аппарат столкнулся с поверхностью Луны из-за сбоя при отключении двигателя, что серьезно ударило по репутации, но важно учиться на своих ошибках.

Луна-25: почему вышло как вышло?

Безусловно, это стало важным уроком для специалистов: Роскосмос пересмотрел стратегию и пообещал, что подобное больше не повторятся.

Ещё в конце 2023 года стало известно, что в рамках миссии «Луна-27» будет два аппарата — «Луна-27а» и «Луна-27б»: Роскосмосу это предложила Российская академия наук, чтобы было надёжнее, на всякий случай.

Если один аппарат потерпит неудачу, то на Земле проведут коррекцию и отправят следующий.

А если первый аппарат всё сделает, как надо, то другой можно будет отправить на другие участки Луны, например, на её Северный полюс. А ведь там ничуть не хуже, чем на Южном: льда, конечно, меньше, но нас интересует место для дальнейших действий. Да и сравнить условия в разных полярных областях лишним не будет.

По словам академика Льва Зелёного, создание двух аппаратов обойдётся всего на треть дороже, чем создание одного. Как говорится, за одну монету — два аппарата.

На заре космонавтики так делали, и Союз, и Штаты (и вообще, вспомните темпы запуска аппаратов в те времена).

Мы не планируем их запускать с перерывом в несколько дней или недель, как это было в советское время. Я думаю, с учетом баллистических окон разница между миссиями будет от шести до девяти месяцев — точно в пределах одного года. <...> Планируется, что аппараты будут переживать лунные ночи. Надо поучиться, набраться опыта — с какими-нибудь трудностями наверняка столкнёмся ев Зелёный научный руководитель Института космических исследований РАН, научный руководитель первого этапа лунной программы, академик

Сейчас специалисты проанализировали, почему «Луна-25» потерпела неудачу при посадке, и пришли к выводу, что безопаснее будет выбрать более длинную траекторию полёта (у «Луны-25» это занимало около 5 дней). Также доработают алгоритмы посадки, чтобы «Луна-27» смогла мягко и точно приземлиться в нужной точке.

Ну а потом будет «Луна-28», которая должна доставить на Землю лунный грунт. Причём это будет не обычная доставка, а криогенная: грунт привезут в замороженном состоянии, чтобы сохранить водяной лёд и другие летучие органические вещества, которые могли попасть на Луну с кометами. Лев Зелёный считает, что это важно для детального изучения подобных веществ.

Дальнейшая программа выходит уже за пределы 2030 года: к середине 30-х годов планируется строительство лунной космической обсерватории совместно с Китаем (вся эта программа для этого и затевается).

В перспективе Луна рассматривается как промежуточный порт для межпланетных путешествий, потому что стартовать с неё будет легче, чем с Земли (из-за меньшей силы гравитации).

В общем, похоже, что Роскосмос снова в игре. Будем надеяться, что выводы действительно сделаны верные, история с «Луной-25» останется в прошлом, а новые миссии станут успешными.

В конце концов, мы только начинаем наш путь к звёздам, и Луна — всего лишь первый шаг.