«Луна-25»: почему разбилась первая российская лунная станция и что нужно знать о миссии
11 августа Россия запустила к Луне межпланетную автоматическую станцию «Луна-25». Это был первый подобный старт в истории страны.
Станция должна была сесть в районе южного полюса Луны 21 августа. Планировалось, что она проработает там год. Но за день до этого Роскосмос сообщил, что аппарат «прекратил свое существование» в результате столкновения с поверхностью. Все детали происшествия установит специальная комиссия. Подробностей пока нет.
Предполагалось, что «Луна-25» займется изучением лунного полярного реголита и лунной экзосферы. Это две основные научные задачи, которые ставили перед миссией. Но после запуска станция успела прислать только несколько снимков и некоторые данные.
В случае успеха миссии «Луна-25» также стала бы первой в мировой истории станцией на южном полюсе Луны. Все предыдущие советские станции прилунялись только в экваториальной зоне.
Расскажу главное, что нужно знать о «Луне-25» и дальнейших перспективах российской лунной программы.
Как прошел старт и последующие этапы программы
Все этапы запуска были успешными. Ракета «Союз-2.1б» вывела станцию на незамкнутую опорную орбиту — то есть, космический аппарат не просто покинул Землю, но и перестал быть ее спутником. Разгонный блок «Фрегат» придал ускорение для выхода на траекторию полета к Луне, затем отделился. После этого «Луна-25» начала пятидневный автономный полет. Никаких сбоев во время запуска не зафиксировали.
Программа полета предусматривала две коррекции траектории. Первая прошла 12 августа, вторая — 16 августа. После этого станция вышла на окололунную промежуточную орбиту. Представители Роскосмоса сообщали, что «все системы функционируют штатно, связь устойчивая».
У станции нет посадочного модуля, поэтому она должна была сесть целиком. Посадку обеспечивал доплеровский измеритель скорости и дальности, ДИСД-ЛР. Планировалось, что устройство будет посылать к Луне радиосигналы и принимать отраженные от ее поверхности. Таким образом станция получала бы данные о своей высоте, чтобы успешно прилуниться.
18 августа «Луна-25» скорректировала окололунную орбиту, чтобы обеспечить наилучшие условия «для последующего построения предпосадочной орбиты». На следующий день связь прервалась.
Почему «Луна-25» разбилась
Представители Роскосмоса рассказали, что «нештатная ситуация» произошла 19 августа. Станция выдала импульс для перехода на предпосадочную орбиту, но маневр с заданными параметрами выполнить не удалось. Госкорпорация тогда не уточнила, как произошедшее повлияет на прилунение аппарата.
На следующий день Роскосмос рассказал, что из-за этой «нештатной ситуации» связь со станцией прервалась. 19 и 20 августа специалисты пытались найти аппарат и выйти с ним на связь, но безуспешно.
По словам представителей Роскосмоса, предварительная причина аварии — параметры полета при переходе на предпосадочную окололунную орбиту не совпали с необходимыми.
Из-за этого станция ушла на другую орбиту и столкнулась с поверхностью Луны.
Глава Роскосмоса позже объяснил, что столкновение с Луной произошло после того, как двигатель проработал 127 секунд вместо 84. «К сожалению, отключение двигателя произошло не штатно в соответствии с циклограммой, а по временной отсечке», — уточнил он.
Еще одной причиной аварии глава Роскосмоса назвал прерывание лунной программы на 50 лет. Он считает, что это решение было неверным. «Нам приходится, по сути дела, по новой осваивать все технологии — конечно, на новом техническом уровне», — добавил глава госкорпорации.
Детальные причины потери станции установит специальная комиссия. Пока неизвестно, когда она соберется и опубликуют ли результаты ее работы.
Перед стартом Роскосмос оценивал вероятность успеха миссии в 70%. Россия в современной истории еще не осуществляла таких сложных маневров, как посадка космического аппарата на Луну.
Какие научные данные успели собрать
Роскосмос опубликовал несколько фотографий, которые передала станция. На первых снимках видны элементы конструкции аппарата на фоне Земли и Луны. В этот момент «Луна-25» находилась в 310 тысячах километров от нашей планеты.
Через несколько дней после публикации первых кадров Роскосмос показал еще один, уже более интересный для науки. На фотографии видны внутренняя часть и центральные пики 186-километрового южного кратера Зееман на обратной стороне Луны. Этот кратер нельзя рассмотреть с Земли. Его образование связывают с очень сильным ударом. Глубина — около 8 км.
Специалисты отметили, что сделанные «Луной-25» снимки «существенно дополняют имеющиеся в настоящее время сведения об этом кратере».
Кроме фотографий есть и другие результаты. Станция измерила потоки гамма-лучей и нейтронов, исходящих от поверхности спутника, зарегистрировала событие удара микрометеорита и позволила специалистам выбрать оптимальный режим работы прибора, предназначенного для изучения экзосферы в приполярной области Луны.
Зачем это нужно?
Экзосфера Земли — внешняя область атмосферы. У Луны ничего, кроме экзосферы, вообще нет. Ей считается тонкий разреженный слой газа, плазмы и пыли вокруг спутника. «Луна-25» должна была ее исследовать, чтобы понять, как меняется поведение атомов и ионов в течение лунного дня.
Миссию можно назвать частично успешной. Россия впервые в своей истории смогла вывести автоматическую межпланетную станцию на орбиту Луны. Это полезный опыт, который должен помочь с запуском других аппаратов.
Над «Луной-25» работало новое поколение ученых, у которых пока нет опыта успешных миссий по посадке аппарата на другие космические тела.
«Луна-25» могла стать первой в мировой истории станцией на южном полюсе Луны. Но там уже прилунился индийский аппарат
За месяц до старта «Луны-25» к южному полюсу Луны отправилась индийская автоматическая станция «Чандраян-3». Она летела по экономичной траектории, с несколькими витками у Земли. Ее посадочный модуль успешно прилунился 23 августа.
Благодаря успеху миссии Индия стала четвертой страной, осуществившей посадку аппарата на Луну — после СССР, США и КНР. Индия также стала первой страной, которой удалось доставить станцию на обратную сторону.
Индия пыталась прилунить станцию на южный полюс во второй раз. В 2019 году первая миссия потерпела неудачу — спускаемый аппарат совершил жесткую посадку на поверхность. Но сам орбитальный модуль не пострадал, он находится на орбите и продолжает работу.
Неудачи при освоении Луны случаются часто. Например, в 2022 году японская частная компания отправила к спутнику свой аппарат, но при попытке прилуниться с ним потеряли связь, а позже нашли обломки. В 2019 году Израиль пытался прилунить свой первый космический аппарат, но тот разбился при посадке. Неудачные попытки мягкой посадки были и во времена «лунной гонки».
Какие еще задачи стояли перед миссией «Луна-25»
Основными задачами «Луны-25» были отработка технологии мягкой посадки, исследование свойств реголита и экзосферы.
Работа над аппаратом началась в 2005 году. Первоначально его планировали запустить в 2014 году, но сроки постоянно переносили — вплоть до августа 2023 года. Это происходило в том числе из-за недостаточного финансирования, аварии при запуске межпланетной станции «Фобос-Грунт» и санкций.
Задач и целей у станции было несколько. Их можно разделить на технические и научные.
Отработка мягкой посадки. Так как с момента запуска последней станции прошло почти 50 лет, специалисты заново подготавливали и отрабатывали технологию. На борту установили посадочные камеры. Данные с них планировали использовать при создании системы высокоточной посадки для следующих лунных миссий.
Поиск воды. «Луна-25» должна была сесть на южный полюс Луны, туда еще никто не садился. Это место выбрали не просто так: там хотели найти воду. Еще в 2009 году российский прибор ЛЕНД на борту американского спутника обнаружил на Луне локальные районы со слабым излучением нейтронов.
Специалисты считают, что это с большой вероятностью указывает на высокое содержание в них водорода. Данные прибора показали, что больше всего таких мест в районе южного полюса. Это и определило миссию первой российской станции. «В грунте района посадки „Луны-25“ есть признаки льда, это видно по данным с орбиты. В экваториальных областях, куда садились ранее, этого нет», — заявлял руководитель группы планирования комплексом научной аппаратуры «Луны-25».
Изучение экзосферы. Миссия «Луны-25» нацелена именно на изучение грунта, но поиск воды — не единственная задача. Два прибора установили для изучения экзосферы. Один из них должен был заняться изучением лунной пыли — регистрировать удары ее частиц, измерять их заряд и массу. Другой отвечал за изучение ионов и нейтральных частиц.
На данных этих приборов специалисты хотели проследить динамику процессов в лунной экзосфере — в зависимости от направления солнечного излучения и потока плазмы солнечного ветра. Это бы позволило в будущем построить динамическую модель приполярной экзосферы, чтобы изучить особенности рельефа в окрестности точки посадки.
Также «Луна-25» должна была проводить съемку поверхности.
Название «Луна-25» подчеркивает преемственность советской лунной программы. Чем она запомнилась науке
Лунную программу СССР утвердили в 1964 году. Она предусматривала пилотируемые полеты. Но исследовать спутник Земли начали раньше. В 1959 году ракета-носитель «Восток-Л» вывела в космос первую межпланетную станцию «Луна-1».
Этот запуск признали частично успешным: станция прошла в 6 тысячах километров от поверхности Луны и передала несколько важных научных данных о радиационных поясах Земли, солнечном ветре, а также о том, что у Луны практически отсутствует магнитное поле. Станция должна была достичь поверхности спутника, но в итоге миновала ее и стала искусственным спутником Солнца.
После «Луны-1» СССР запустил еще 23 похожих станции. Вот самые известные из них:
- «Луна-3» — передала первое в истории изображение обратной стороны Луны;
- «Луна-9» — впервые совершила мягкую посадку на поверхность спутника Земли;
- «Луна-10» — стала первым искусственным спутником Луны;
- «Луна-17» — доставила первую автоматическую лабораторию «Луноход-1», управляемую с Земли;
- «Луна-21» — доставила автоматический самоходный аппарат «Луноход-2»;
- «Луна-24» — доставила на Землю образцы грунта, в которых обнаружили следы воды. Последняя советская лунная миссия.
Большинство запусков станций программы «Луна» оказались успешными. На поверхность спутника прилунилось 8 аппаратов.
Попыток запуска было сильно больше — 40. Если на старте произошла авария, проект оставался безымянным. Если ракета-носитель вывела станцию в космос, но та вышла из строя, ей присваивали название «Космос». Только в случае частичного успеха миссии аппарат получал название «Луна».
Кроме СССР свои станции на Луну отправляли и США. Первый американский аппарат «Сервейер-1» прилунился в 1966 году — через семь лет после запуска советской «Луны-1». Всего на поверхность спутника США доставили пять похожих аппаратов.
Важнейшей частью советской обширной космической программы было исследование Луны с помощью пилотируемых космических кораблей. Работы велись сразу по двум направлениям. Одна программа предусматривала только облет Луны, вторая — высадку на поверхность. Этим одновременно занимались разные конструкторские бюро. Варианты лунного корабля создавали два бюро, а варианты ракеты-носителя — три.
Обе эти программы не были завершены. СССР не удалось совершить пилотируемый облет Луны и высадиться на поверхность. Пилотируемую программу свернули в 1974 году без объявления официальных причин. Этому предшествовали многочисленные аварии во время тестовых запусков ракет, в том числе специально построенной «Н-1».
В 1976 году ученые запустили последнюю советскую станцию «Луна-24». На этом история лунной программы СССР приостановилась.
Что еще запланировано в российской лунной программе — из-за потери станции ее могут еще раз сдвинуть
Российскую лунную программу утвердили в 2018 году. Она была рассчитана на период с 2021 по 2040 год и состоит из трех этапов: «Вылазка», «Форпост» и «База». Но сроки постоянно сдвигали. В 2021 году программа так и не началась.
Первый этап «Вылазка» предполагал создание базового модуля окололунной станции, испытание пилотируемого корабля «Орел» и беспилотные облеты Луны. Корабль хотели запустить в 2023 году, но перенесли как минимум на 2025 год. «Орел» разрабатывают с 2009 года. На орбиту его должна отправлять новая ракета «Ангара-А5М». Ее первый запуск планируют провести не раньше 2025 года. Вряд ли в этот же год получится отправить на этой ракете еще и корабль «Орел».
Основной ракетой второго этапа новой лунной программы должна была стать сверхтяжелая ракета «Енисей». Ее создание началось в 2018 году. В 2020 году глава Роскосмоса опубликовал фотографии частей конструкции этой ракеты. Также для нее должны были соорудить отдельный стартовый комплекс на космодроме «Восточный».
В 2021 году Роскосмос приостановил разработку ракеты «Енисей» без объяснения причин.
О том, что Россия возобновит лунную программу, стало известно в апреле 2022 года на совещании президента РФ с главой Роскосмоса. Первой ее частью выбрали запуск станции «Луна-25». Та должна была отправиться в космос еще в 2014 году, но старт тоже постоянно сдвигали. В итоге станцию выбрали как старт новой программы по освоению Луны.
В июле 2022 года Роскосмос сообщил, что решил отложить лунную программу пилотируемых полетов и сосредоточиться на более «насущных делах».
Запуск следующего после «Луны-25» аппарата запланирован на 2027 год. Это орбитальная станция «Луна-26», которая не будет прилуняться на поверхность спутника. Она должна была, в том числе, собирать информацию с посадочной станции «Луна-25».
Следом к Луне хотели отправить станцию «Луна-27». Ее цель — исследование грунта. Станция должна прилуниться, как планировалось и в случае с «Луна-25».
Еще в апреле 2022 года глава Роскосмоса допустил, что сроки запуска «Луны-26» и «Луны-27» могут сдвинуть. Теперь, после аварии «Луны-25», программу могут еще раз сдвинуть на несколько лет.
Пока непонятно, как авария «Луны-25» повлияет на российскую лунную программу. Из-за санкций и других проблем никаких точных сроков нет, а все утвержденные ранее регулярно сдвигаются. Скорее всего, вероятность успеха следующих миссий уменьшилась, так как Россия не смогла отработать успешную посадку станции на поверхность Луны. А это один из важных этапов.
«Лунная гонка» давно завершилась, но страны активно возвращаются к изучению спутника Земли
Уже в 2023 году Япония предпримет вторую попытку запустить свой первый модуль для исследования Луны. В 2024 году США планируют отправить к южному полюсу тяжелый луноход Viper, в этом же году начнется новый этап китайских миссий. Похожие миссии будут у Японии и Израиля.
Также в рамках новой программы США планируют восстановить присутствие человека на Луне впервые после миссии «Аполлон-17» в 1972 году. Возможно, нас ждет еще один «гигантский скачок для всего человечества».
