Космический аппарат Nova-C «Odysseus» (русс. «Одиссей»), созданный американской компанией Intuitive Machines, 23 февраля 2024 года совершил посадку на Луну. Зонд, как и планировалось, смог проработать до наступления лунной ночи и передать данные с приборов полезной нагрузки. Но не всё прошло гладко: Nova-C наклонился на бок примерно на 30° (но не упал полностью, как до сих пор иногда пишут в СМИ), что вызвало затруднения при передаче данных. Да, почти как японский SLIM, который прилунился за месяц до Nova-C и «уткнулся носом» в лунную поверхность.
Статья посвящена только полёту, посадке и работе Nova-C на Луне, его значению и дальнейшим перспективам, обзор аппарата приведён в прошлом материале.
Для простоты будет использоваться название Nova-C, хотя фактически это наименование серии космических аппаратов. Обозначение IM-1 — сокращение от названия миссии Intuitive Machines Mission 1.
Содержание:
Nova-C во время прилунения. Credit: Intuitive Machines.
Первоисточник статьи
Author: Колпаксиди Александр Павлович.
Полёт, прилунение и работа на поверхности
Nova-C был запущен 15 февраля в 09:05 по московскому времени с помощью ракеты-носителя Falcon 9 компании SpaceX Илона Маска.
Перед отделением Nova-C от второй ступени Falcon 9. Credit: SpaceX/Intuitive Machines.
Nova-C отдаляется от второй ступени Falcon 9. Credit: SpaceX/Intuitive Machines.
После отделения аппарат Nova-C передал свои первые фотографии. Некоторые из них сделаны в сферической перспективе, которая вносит искажения в размерах и формах объектов у краёв изображения.
Credit: Intuitive Machines.
На этом кадре видна отделившаяся вторая ступень. Снимок сделан в сферической перспективе. Credit: Intuitive Machines.
Белая точка слева от Земли — вторая ступень Falcon 9. Снимок сделан в сферической перспективе. Credit: Intuitive Machines.
После отделения стало известно о первых проблемах на Nova-C, которые, к счастью, удалось быстро устранить. Возникли проблемы с показаниями звёздного датчика и с излишним вращением космического аппарата, однако обновление программного обеспечения исправило ситуацию. Также затянулось охлаждение системы подачи жидкого кислорода к двигателям (Nova-C использует жидкий метан и жидкий кислород). В течение всего полёта специалисты компании оценивали состояние Nova-C как отличное, однако они немного скорректировали график проведения манёвров.
В отличие от многих других миссий, таких как, например, «Чандраян-3», Peregrine или SLIM, Nova-C использовал «быструю» схему перелёта, что роднит его с «Луной-25». Это связано не только с особенностями запуска и запасами топлива, но и с его типом: Nova-C — первый в мире космический аппарат, использующий криогенное топливо и совершивший прилунение.
Созданная энтузиастами анимация траектории полёта Nova-C к Луне. Синяя точка — Земля, зелёная — Луна, фиолетовая — сам аппарат. Credit: HORIZONS System, Phoenix7777/JPL/NASA.
21 февраля Nova-C успешно вышел на орбиту вокруг Луны с высотой примерно 92 км, а после немного поднял её.
На орбите Луны Nova-C получил ещё два снимка, на одном из которых виден кратер Белькович на обратной стороне Луны.
Credit: Intuitive Machines.
Кратер Белькович на обратной стороне Луны, заснятый Nova-C с орбиты. Credit: Intuitive Machines.
Перед началом прилунения была выявлена ещё одна проблема — не запустился бортовой лидар (лазерный дальномер) Nova-C. По словам генерального директора Intuitive Machines Стива Альтемуса (Steve Altemus) это произошло из-за того, что после наземных испытаний инженеры компании забыли отключить предохранители устройства. К счастью, на борту Nova-C был доплеровский лидар NDL, созданный Исследовательским центром Лэнгли NASA, который был лишь экспериментальным технологическим демонстратором. Он должен был работать во время прилунения, но его данные должны были лишь накапливаться для оценки и не должны были использоваться при посадке. Однако NDL смог полностью заменить штатный прибор Nova-C и справился с прилунением! Но из-за этого посадка была перенесена на 2 часа, так как специалисты перенастраивали программное обеспечение Nova-C на работу с NDL.
Посадка состоялась в полностью автоматическом режиме. Nova-C затормозил и уменьшил высоту орбиты, а перед прилунением изменил пространственное положение так, чтоб его опоры были направлены перпендикулярно к лунной поверхности. Далее аппарат автоматически выбрал безопасный участок прилунения без крупных валунов и кратеров.
Снимок с камеры ILO-X Telescope, сделанный за 4,2 минуты до прилунения Nova-C. Credit: Intuitive Machines/International Lunar Observatory Association.
Nova-C во время прилунения. Credit: Intuitive Machines.
Nova-C во время прилунения, снимок сделан в сферической перспективе на высоте около 10 км. Credit: Intuitive Machines.
Снимок в сферической перспективе, который был получен во время прилунения, через 35 секунд после того, как опоры аппарата были направлены перпендикулярно к Луне. Credit: Intuitive Machines.
23 февраля 2024 года в 02:24 по московскому времени состоялось прилунение Nova-C! Посадка была совершена в районе кратера Малаперт А, что в 300 километрах от Южного полюса Луны. Таким образом был побит рекорд индийской миссии «Чандраян-3» по самой близкой к полюсу мягкой посадке на Луну!
Но не всё так просто. Сразу же после прилунения наземные станции первые минуты не могли поймать сигнал аппарата, так как он оказался слабее, чем предполагалось. Через несколько часов по данным телеметрии специалисты определили, что Nova-C находится в вертикальном положении, а все системы аппарата функционируют в штатном режиме. Однако дальнейший анализ показал, что Nova-C наклонён, из-за чего часть антенн экранирована, что затрудняло передачу данных. Первоначально даже писалось, что аппарат полностью упал на бок, но это не так. Угол наклона составил примерно 30°.
Также стало известно, что инженеры отказались от выпуска отделяемой камеры EagleCam при прилунении, которая должна была снять посадку Nova-C со стороны. Видимо, программно триггеры включения и выпуска камеры были завязаны на штатном лидаре аппарата. Устройство было выпущено уже на поверхности, но об этом позже.
Орбитальный зонд NASA Lunar Reconnaissance Orbiter 24 февраля пролетел на высоте 90 км над местом прилунения и запечатлел Nova-C на Луне. Ещё некоторое время ушло на обработку данных и сравнение новых снимков с архивными, после был опубликован снимок с орбиты. Установленные координаты точки прилунения: 80,13 градусов южной широты и 1,44 градуса восточной долготы. Аппарат находится на расстоянии около 1,5 км от предполагаемой точки прилунения внутри ударного кратера Малаперт А в области южного полюса на видимой стороне Луны.
Nova-C на поверхности Луны, снимок с орбиты. Credit: NASA/Goddard/Arizona State University.
Район кратера Малаперт. Credit: NASA.
На первых снимках с поверхности видно повреждение одной посадочной ноги из шести. Это произошло, видимо, из-за того, что аппарат прилунился примерно в 1,5 км от запланированного места посадки в районе, где высота и угол наклона поверхности были больше запланированных. Это отклонение заставило Nova-C прилуниться с немного большей скоростью, чем планировалось, из-за чего аппарат буквально «поскользнулся» на поверхности Луны, сломал опору и наклонился.
Первый опубликованный снимок с поверхности, сделан в сферической перспективе. Credit: Intuitive Machines.
Момент касания. Видно, что сломалась одна из опор, а из-под аппарата поднимается пыль и разлетаются мелкие камешки из-за работы двигателя. Credit: Intuitive Machines.
Nova-C после прилунения. Видно, что он сильно наклонился на бок, но не упал. Credit: Intuitive Machines.
Несмотря на наклон Nova-C, Intuitive Machines сообщила, что смогла получить данные со всех приборов полезной нагрузки и передать их заказчикам. Таким образом миссия IM-1 является успешной!
Единственным прибором, который не смог нормально отработать, был уже упомянутый ранее EagleCam. Это отделяемая камера, разработанная студентами американского Авиационного университета Эмбри–Риддла. Её выброс при посадке был отменён, однако уже на Луне инженеры попытались сделать это вновь. И это получилось. EagleCam отлетела примерно на 4 метра и вышла на связь, но по неизвестным причинам не смогла передать изображения. Неплохой результат для студенческого проекта, но даже частичным успехом это назвать нельзя. Intuitive Machines также передала все данные с EagleCam, поэтому будем надеяться, что Авиационный университет Эмбри–Риддла попытается вновь создать аналогичное устройство.
В первые дни работы Nova-C на поверхности стоял вопрос о том, как долго солнечные батареи аппарата ещё будут освещены, так как не совсем было понятно их расположение относительно Солнца. Nova-C смог проработать до 29 февраля.
Маловероятно, что Nova-C сможет пережить экстремально холодную лунную ночь, так как конструкционно не приспособлен для этого. Однако шансы есть. Упомянутый уже японский SLIM смог выйти на связь с наступлением нового лунного дня, хотя без проблем, конечно, не обошлось.
Данный снимок в сферической перспективе был получен во время прилунения, но был опубликован компанией Intuitive Machines как прощальный. Credit: Intuitive Machines.
Итоги миссии IM-1
- Посадка Nova-C стала самой близкой к Южному полюсу Луны, она побила рекорд индийской миссии «Чандраян-3».
- Nova-C — первый в мире космический аппарат, использующий криогенное топливо и совершивший прилунение.
- Это первая мягкая посадка американского аппарата на наш естественный спутник со времён «Аполлона-17», т. е. с 1972 года, и первая автоматическая с 1968 года, со времён «Сервейера-7». Но это лишь возвращение на поверхность — американцы и до этого запускали огромное число орбитальных миссий.
- Это вторая после Peregrine, но первая успешная миссия в рамках программы NASA Commercial Lunar Payload Service (CLPS). Это второстепенное направление новой лунной программы США с широким международным участием «Артемида». CLPS предполагает отправку на Луну, а особенно к её Южной полярной области, исследовательских зондов, что должны протестировать ряд технологий и собрать научные данные для основных миссий «Артемиды».
- Это первый частный космический аппарат, совершивший прилунение. Тут нужно сделать пояснение, ведь аппарат запущен в рамках программы CLPS. Дело в том, что NASA не даёт заказы непосредственно на разработку аппаратов, а лишь выдвигает основные требования, отбирает из предложенных проектов наиболее подходящие и заключает контракты на запуски. При этом компании получают определённую свободу в реализации своих идей, могут сами выбирать ракеты для запуска и часть полезной нагрузки. Поэтому пуски зондов по программе CLPS обычно считают частными, в отличие от запусков непосредственно по программе «Артемида» (например, уже успешно отлетавшая «Артемида-1»), которые реализуются под полным руководством NASA.
- Несмотря на проблемы, аппарат Nova-C смог выполнить основные задачи, поставленные перед ним, а также передать на Землю данные с приборов полезной нагрузки. Единственная полезная нагрузка, работу которой можно назвать неудачной — EagleCam.
Что дальше?
После наступления лунного дня специалисты попытаются связаться с Nova-C. Может, как и в случае со SLIM, аппарат даже выйдет на связь.
Intuitive Machines уже имеет контракты на ещё 2 запуска аппаратов серии Nova-C с перспективой заключения новых. Бесценный опыт миссии IM-1 поможет компании не только в следующих запусках аппаратов серии Nova-C, но и в создании новых: анонсированы более грузоподъёмные аппараты Nova-M и Nova-D.
В рамках программы CLPS запланировано ещё много запусков подобных зондов к Луне, в том числе и других компаний. Опыт Nova-C также будет им полезен в осуществлении своих миссий.
Поздравим Intuitive Machines и всё человечество с хоть и не беспроблемным, но успехом миссии IM-1!
