После неудачи с посадкой аппарата “Луна-25” прозвучали предложения ускорить реализацию российской лунной программы, делать больше запусков, создавать дублирующие миссии. Обновленный план полетов к Луне и Венере ученые представили на 14-м международном симпозиуме по исследованиям Солнечной системы, прошедшем в Институте космических исследований РАН.
“Девять дней одного года”
Автоматическую станцию “Луна-25” запустили 11 августа с космодрома Восточный. Старт был очень успешным, аппарат достиг лунной орбиты, проведя две коррекции траектории. Однако при переходе на предпосадочную орбиту случилась нештатная ситуация: двигатели отработали в полтора раза дольше, чем нужно, и станция разбилась. Комиссия, изучавшая причины аварии, пришла к выводу, что, скорее всего, ошибка возникла в программном управлении блока акселерометров в приборе БИУС-Л.
“У нас было девять счастливых дней в августе этого года”, — отметил в докладе академик Лев Зеленый, профессор, научный руководитель ИКИ РАН и первого этапа российской лунной программы. По его словам, во время полета “Луны-25” все научные приборы были протестированы и даже есть некоторые научные результаты.
Например, детальный анализ фотографии кратера Зееман, сделанной с лунной орбиты, и сравнение с картой, построенной по данным аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), позволили найти участки грунта, обогащенные водородом, что, вероятнее всего, свидетельствует о водяном льде. Об этом рассказала Майя Дьячкова, сотрудник отдела ядерной планетологии ИКИ РАН. Слои с водяным льдом находятся главным образом на южных склонах кратера Зееман, точнее, в более мелких кратерах, образовавшихся позже основного. В них примерно 0,2 процента водородного эквивалента воды по массе, что в два раза меньше, чем в среднем на южном полюсе. Почему дно Зеемана сухое, а в более молодых частях кратера — водяной лед, предстоит выяснить.
Также в полете провели эксперименты по физике плазмы. Кратер, оставленный аппаратом при жесткой посадке, тоже изучили. Его глубина и размеры совпали с расчетами, выполненными учеными ГЕОХИ РАН.
Фотография кратера Зееман, сделанная станцией "Луна-25"
1 из 2
Столкновение космического аппарата “Луна-25” с юго-западным краем кратера Понтекулан G 2 из 2
Фотография кратера Зееман, сделанная станцией "Луна-25"
1 из 2Столкновение космического аппарата “Луна-25” с юго-западным краем кратера Понтекулан G 2 из 2
Больше “Лун”, хороших и разных
Следующей запустят “Луну-26” — в 2027-м. Этот аппарат предоставит данные для топографических карт, необходимых при выборе места посадки для будущих миссий. На борту установят оборудование для полноценной регистрации излучения разных длин волн, гамма-лучей, потоков нейтронов, радиозондирования на глубину до ста метров и опять для экспериментов по физике плазмы. Для следующих посадочных миссий орбитальная станция станет ретранслятором.
В 2028-м или позже отправят посадочный модуль “Луна-27”. “При подготовке мы учтем все ошибки. Модуль будет оборудован инструментами для высокоточной посадки, уклонения от опасностей”, — подчеркивает Лев Зеленый.
Академик Лев Матвеевич Зеленый — профессор, научный руководитель ИКИ РАН и первого этапа российской лунной программы. Фото 2022 года
Разрабатывают несколько сценариев посадки в районе южного полюса — в оптимальную точку, хорошо видимую с Земли, максимально освещаемую Солнцем и перспективную для поиска водяного льда.
На “Луну-27” установят больше научного оборудования, чем в прошлых отечественных лунных миссиях. Предстоит исследовать реголит, тепловой поток в месте посадки, сейсмичность и экзосферу — пылевую оболочку Луны. Электропитание — от солнечных панелей, во время лунной ночи — от радиоизотопного источника. Аппарат рассчитан на год работы.
“Главное — мы решили сделать дублера “Луны-27″, полностью идентичный аппарат, чтобы подстраховаться на случай неудачи”, — продолжает академик Зеленый. Дублера запустят через несколько месяцев после основной миссии, посадку планируют также в полярные регионы.
Перспективные места посадки уже определили по данным LRO, окончательный выбор — после выхода на орбиту “Луны-26”.
Следующая по программе “Луна-28”, которая вернется с образцом грунта, при этом не “разморозив” его. “Это короткая миссия: берет образцы и доставляет на Землю”, — уточняют ученые.
Уже обсуждают планы на следующее десятилетие — орбитальная станция “Луна-29”, посадочная с луноходом-геологом “Луна-30”, многоразовая посадочная платформа “Луна-31”. Впрочем, предупреждает Лев Зеленый, сложно планировать на такой долгий срок. Многое зависит от результатов ближайших миссий — “Луны-27” и “Луны-28”.
Что мы хотим от Луны
“Каковы главные научные цели лунных миссий? Исследования реголита и пыли, вечной мерзлоты, летучих соединений, минеральных ресурсов”, — перечисляет академик.
Одна из важных задач — установить происхождение воды на нашем естественном спутнике. Сейчас есть две гипотезы: эндогенная и экзогенная. Первая гласит, что вода сформировалась химическим путем при бомбардировке поверхности потоками частиц — в основном протонов солнечного ветра. Согласно второй, воду принесли кометы. Если так, то нужно обратить внимание на органические молекулы, обнаруженные, например, миссией “Розетта” к комете 67P / Чурюмова — Герасименко.
“Найдем ли мы эти молекулы в полярных регионах вместе с водой? Если она кометного происхождения, то да. Возможно, полярные регионы представляют собой залежи кометного материала, который хранится там вечно”, — рассуждает ученый.
Также важно исследовать пыль, поскольку она очень опасна и токсична, состоит из зазубренных частиц, которые постоянно кружат над поверхностью, забиваются в скафандр, налипают на технику. Об этом рассказывали американские астронавты, побывавшие на Луне. Прежде чем устанавливать там инструменты, особенно такие, как телескоп, нужно продумать защиту от пыли. Для этого на борту “Луны-27” предусмотрен эксперимент Dust. Сейчас обсуждается вопрос о проведении этого эксперимента на китайском аппарате “Чанъэ-7”, запуск которого намечен на 2026-й.
Лунная пыль движется вместе с терминатором — границей дня и ночи — со скоростью четыре метра в секунду под действием статического электричества. Напряженность электрического поля в этом метровом пылевом слое может достигать 300 вольт на метр, что небезопасно для инструментов. Для описания этого явления Лев Зеленый предлагает использовать математический аппарат из физики плазмы, разработанный академиком Роальдом Сагдеевым.
“Луна — рай для радиоастрономии. Там нет радиошума, как на Земле. Но не только. Она хороша и для оптической, субмиллиметровой, рентгеновской и гамма-астрономии, физики космических лучей”, — говорит Лев Зеленый. А лучшее место — обратная сторона Луны. В 2019-м там совершила посадку китайская станция “Чанъэ-4” и установила радиоантенну. Полярный регион также годится для такого рода задач, полагает академик.
