Главная » 2023 » Июль » 14 » В Индии запустили свой второй луноход. Детальный обзор миссии «Чандраян-3» и видео её запуска.
14.07.2023 18:11
В Индии запустили свой второй луноход. Детальный обзор миссии «Чандраян-3» и видео её запуска.
В Индии к Луне запустили миссию «Чандраян-3», состоящую из орбитального модуля и посадочного аппарата с луноходом. Это уже вторая попытка страны доставить свой луноход на небесное тело после неудачи в 2019 году. Если всё пройдёт успешно, Индия станет четвёртым государством после СССР, США и Китая, чей аппарат совершит мягкую посадку на Луну.
Созданием, запуском и обеспечением миссии занимается Индийская организация космических исследований (ISRO).
Миссия «Чандраян-3» была запущена 14 июля 2023 года в 12:05 по московскому времени с космодрома на острове Шрихарикота на индийской ракете-носителе среднего класса LVM-3 (Launch Vehicle Mark-III, русс. «Ракета-носитель, тип 3»; ранее называлась GSLV Mark III — Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark III, русс. «Ракета-носитель для [запуска] спутников на геосинхронную орбиту, тип 3»). Это был уже 7 пуск этой ракеты.
Ракета-носитель LVM-3 с «Чандраян-3» во время подготовки к запуск. Credit: ISRO.
Особенность ракеты LVM-3 такова, что сначала её вверх поднимали только боковые твердотопливные ускорители S-200, лишь через 108 секунд произошло зажигание двигателей первой ступени L110, а на 127 секунде отделились боковые ускорители. На 305 секунде отделилась первая ступень и через 2 секунды запустилась вторая (C25), отделение «Чандраян-3» от неё произошло через 16 минут на высоте 179 км.
«Чандраян-3» будет двигаться к Луне по достаточно сложной и затратной по времени траектории, которая позволяет сэкономить топливо. На орбиту Луны она выйдет лишь 5 августа этого года, а на рабочую орбиту с высотой 100 км — лишь 14 августа. Через некоторое время после этого начнётся отстыковка и прилунение посадочного модуля, которое должно будет состояться 23 августа.
Профиль миссии «Чандраян-3». Credit: ISRO.
Место прилунения
Зона посадки миссии имеет размеры 4 на 2,5 км и находится на селенографических координатах 69,368 южной широты и 32,3488 восточной долготы, т. е. очень близко к Южному полюсу Луны. Это самый южный и дальний от экватора регион, где планируется мягкая посадка земного аппарата. Предыдущий такой рекорд принадлежал китайской миссии «Чанъэ-4», которая совершила посадку 3 января 2019 года на обратной стороне Луны в кратере Фон Карман.
Интересно отметить, место прилунения «Чандраян-3» находится относительно недалеко от запланированного места посадки российской миссии «Луна-25», пуск которой запланирован на 11 августа этого года.
Планируемое место прилунения «Чандраян-3». Credits: ISRO/NASA/ASU/ACT/Lunar Quickmap/Jason Davis/The Planetary Society.
Южный полюс Луны вызывает большой интерес с точки зрения колонизации из-за наличия кратеров вечной ночи, куда никогда не попадают прямые солнечные лучи и где есть залежи водяного льда. Это универсальный источник воды, которую не придётся доставлять с Земли, что облегчит и удешевит колонизацию. Её можно использовать для питья, полива растений, необходимых для производства еды и кислорода, в работе оборудования, производстве. С помощью электролиза воды можно получать кислород и водород, которые являются компонентами водородного ракетного топлива. Также в этом регионе есть пики вечного света, что всегда освещены Солнцем — отличное место для солнечных батарей.
Неудивительно, что взгляды всех стран прикованы именно к Южному полюсу Луны.
Лунная программа Индии и особенности «Чандраян-3»
Не секрет, что Индия развивает собственную лунную программу. В октябре 2008 года был запущен орбитальный аппарат «Чандраян-1» (слово «Чандраян» переводится с санскрита как «Лунный корабль»), который успешно вышел на орбиту Луны и сбросил ударный зонд Moon Impact Probe. Всего аппарат проработал 312 дней, после чего связь с ним была потеряна. В июле 2019 года была запущена миссия «Чандраян-2», которая содержала уже не только орбитальный аппарат, но и посадочный модуль «Викрам» (русс. «Доблесть») с луноходом «Прагьям» (русс. «Мудрость»). Миссия достигла Луны в августе, а уже в сентябре посадочный модуль «Викрам» отделился и начал спуск к поверхности. Предполагалось, что он совершит мягкую посадку в районе южного полюса Луны, однако во время заключительного этапа торможения на высоте около 2,1 километра «Викрам» отклонился от намеченной траектории, а на высоте примерно 400 метров от лунной поверхности связь с ним была потеряна. Попытка прилунения была признана неудачной, хотя орбитальный аппарат «Чандраян-2» работает до сих пор. Стоит отметить, что первоначально проект создавался совместно с Россией, но, после неудачи с миссией «Фобос-Грунт» в 2011 году и изменением российских требований к луноходу, Индия вышла из партнёрства и начала развивать проект самостоятельно.
Но неудача не остановила индусов и они подготовили «Чандраян-3» — свою новую лунную миссию. И если теперь всё пройдёт успешно, то Индия станет четвёртым государством после СССР, США и Китая, чей аппарат совершит мягкую посадку на Луну. Также индийский луноход станет четвёртым передвижным (и третьим полностью автоматическим) по лунной поверхности аппаратом землян.
Отдельно стоит отметить, что на этот раз индусы почему-то не дали названий посадочному модулю и луноходу. И хотя некоторые СМИ могут использовать названия «Викрам-2» и «Прагьям-2», они не используются в материалах ISRO.
Предполагалось, что миссия «Чандраян-3» будет подготовлена в максимально сжатые сроки и готова уже к концу 2020 году. Но комбинация из последствий пандемии COVID-19 и различных технических проблем привела к тому, что дата запуска сдвинулась на целых три года.
«Чандраян-3» будет во многом копировать миссию «Чандраян-2», но есть и немало отличий. Она состоит из орбитального аппарата, который теперь называется двигательным модулем, посадочного модуля и лунохода. Научная работа двигательного модуля сокращена до минимума, так как орбитальный зонд «Чандраян-2» ещё в строю, а основная задача миссии «Чандраян-3» — успешное прилунение.
Суммарная масса «Чандраян-3» составила 3900 кг, что лишь немногим больше, чем масса «Чандраян-2» (3850 кг). Связь будет обеспечиваться с помощью Сети дальней космической связи Индии в S и X-диапазонах (частоты 2-4 ГГц и 8-12 ГГц соответственно). При необходимости есть возможность использования американской Сети дальней космической связи DSN NASA и европейской ESTRACK, с которыми у ISRO есть соответствующие соглашения. Посадочный модуль сможет поддерживать связь с Землёй напрямую или через двигательный модуль, луноход — только с посадочным модулем.
«Чандраян-3» во время установки на ракету-носитель LVM-3. На заднем плане второго снимка виды створки её головного обтекателя. Credit: ISRO.
Схема размещения «Чандраян-3» на адаптере полезной нагрузки и под головным обтекателем ракеты-носителя LVM-3. Credit: ISRO.
Двигательный модуль имеет более простую конструкцию, нежели в предыдущей миссии, и будет обеспечивать перелёт к Луне и связь с посадочным аппаратом. Построен на основе индийской спутниковой платформы I-3 K, имеет массу при запуске 2145 кг, из которых 1696 кг приходится на топливо (метилгидразин) и окислитель (тетраоксид азота) для маршевого и маневровых двигателей. Для стыковки с посадочным аппаратом имеет характерный цилиндрический адаптер (интермодуль). Модуль обладает одной солнечной батареей, которая установленна с одной стороны и способна генерировать до 750 Вт энергии. Двигательный модуль оснащён научным инструментом SHAPE, который займётся измерением спектральных и поляриметрических характеристик Земли. Эти данные пригодятся не только для получения новых знаний о нашей планете, но и учёным, изучающим землеподобные экзопланеты (планеты, находящиеся вне Солнечной Системы). Научные наблюдения с помощью SHAPE начнутся после отделения посадочного аппарата.
Двигательный модуль. Credit: ISRO.
Посадочный модуль имеет вместе с луноходом массу 1755 кг, он значительно улучшен по сравнению с «Викрамом». Убран один из 5 двигателей с тягой 800 Н по центру, теперь их 4 и они установлены по бокам, имеют возможность дросселирования с целью уменьшения тяги. Имеется 8 маневровых двигателей с тягой 58 Н. Все двигатели посадочного модуля работают на той же топливной паре «метилгидразин — тетраоксид азота», что и двигательный модуль; масса топлива не указана. Солнечные батареи могут вырабатывать до 740 Вт энергии и разделены на ряд панелей, прикреплённых к 3 из 4 боковых граней модуля. Значительно улучшена система прилунения, которая включает: пакет лазерной инерциальной привязки и акселерометр (LIRAP), альтиметр Ka-диапазона (KaRA), камеру обнаружения положения спускаемого аппарата (LPDC), камеру обнаружения и предотвращения опасностей спускаемого аппарата (LHDAC), камеру горизонтальной скорости спускаемого аппарата (LHVC), лазерный высотомер (LASA), лазерный доплеровский измеритель скорости (LDV), звёздные датчики, инклинометр и датчики прилунения. Программное обеспечение было значительно улучшено и теперь учитывает больше данных при посадке. Для схода лунохода имеется специальная рампа.
Научная нагрузка посадочного модуля:
Зонд Ленгмюра RAMBHA-LP для изучения плазмы, работа основана на измерении плотности тока заряженных частиц на помещённый в плазму электрический проводник в зависимости от его потенциала;
Поверхностный теплофизический эксперимент Чандра (ChaSTE) для измерения температуры и теплопроводности лунной поверхности;
Сейсмометр ILSA;
уголковый отражатель, который создан для Индии в NASA и будет использоваться для лазерной локации Луны благодаря способности отражать лучи строго в обратном направлении.
Посадочный модуль и его оснащение. Credit: ISRO.
Сход лунохода с посадочного модуля. Credit: ISRO.
Луноход (ровер) массой 26 кг имеет откидную солнечную панель с антеннами связи, вырабатывающую до 50 Вт энергии, и несколько камер. Это достаточно небольшой аппарат, имеющий размеры 0,9 х 0,7 х 0,4 м. Для передвижения установлено 6 колёс (3 х 3) с индивидуальными электродвигателями на специальные рампы. Как уже упоминалось выше, связь с луноходом будет обеспечиваться только через посадочный модуль. До отделения и спуска ровер будет связан с ним через специальный разъём.
Научная нагрузка лунохода:
Лазерно-искровой эмиссионный спектроскоп LIBS (или спектроскоп лазерного пробоя) предназначен для определения состава лунной поверхности. Будет использовать короткие высокоэнергетические лазерные импульсы, которые вызывают абляцию (тепловой унос частиц (молекул и отдельных атомов) с поверхности твёрдого тела) исследуемой поверхности, диссоциацию молекул и возбуждение образовавшихся атомов, благодаря чему они сами начинают излучать. Спектр этого излучения анализируется.
Рентгеновский спектрометр альфа-частиц APXS также предназначен для определения состава лунной поверхности, но работает по иному принципу. Излучает сразу альфа-частицы (ядра геля-4) и рентгеновское излучение. Отражаясь от образца, α-частица передаёт часть своей кинетической энергии другим атомам, теряя импульс. Зная начальную энергию испускаемых альфа-частиц и их массу, можно подсчитать массу атома, которому частица передала импульс, и определить элемент. Рентгеновское излучение индуцируют характерное вторичное (или флуоресцентное) рентгеновское лучение из материала, которое и анализируется. Интересно отметить, что источником α-частиц и рентгеновского излучения APXS на луноходе «Прагьям» миссии «Чандраян-2» был изотоп кюрий-244 производства российского предприятия АО «ГНЦ НИИАР». Источник и его производитель в новой миссии не указан, но судя по всему, он также российский.
Луноход. Credit: ISRO.
И посадочный модуль, и луноход рассчитаны на работу в течение 1 лунного дня (14 земных суток).
Будем надеяться, что на этот раз абсолютно всё пройдёт гладко, а Индия станет четвёртой страной, осуществившей мягкую посадку на Луну!
1
