В США с помощью ракеты-носителя (РН) Falcon 9 компании SpaceX Илона Маска было запущено сразу четыре космических аппарата: два летят к Луне, причём один из них должен будет доставить на неё луноходы и «прыгающий» зонд, один изучит астероид, а ещё один доставил на геостационарную орбиту некий груз.

В этой статье рассказано о запуске, полёте аппаратов к своим целям, а также об их конструкции и полезной нагрузке. Больше всего внимания будет уделено миссии IM-2 «Афина» (далее для простоты будет использоваться название IM-2), которая должна будет совершить посадку на Луну, также приведены её первые снимки из космоса.

Содержание:

Запуск
- Первые снимки из космоса
IM-2 «Афина»
Lunar Trailblazer
Odin
CHIMERA GEO 1 и... что-то

Запуск

Примечание: ниже приведено видео с YouTube, если оно не работает или медленно загружается, то можно посмотреть его на «Дзене» по этой ссылке.

Запуск РН Falcon 9 был произведён 27 февраля 2025 года в 03:17 по московскому времени (в США ещё было 26 число) со стартового комплекса LC-39A Космического центра Кеннеди на мысе Канаверал, штат Флорида. Многоразовая первая ступень B1083, для которой это был уже 9 пуск, успешно совершила посадку на морскую платформу A Shortfall of Gravitas. Кстати, для неё это была уже 100 посадка ступени с момента ввода её в эксплуатацию в 2021 году. Для РН Falcon 9 это был уже 442 пуск в истории и 24 в 2025 году,

Через 43 минуты после старта произошло отделение IM-2 от адаптера полезной нагрузки второй ступени РН Falcon 9, ещё через 4 минуты друг за другом с разницей в 20 секунд отделились Odin, Lunar Trailblazer и CHIMERA GEO 1.

Аппарат IM-2 уникален тем, что использует жидкий метан и жидкий кислород в качестве топливной пары. Это криогенные компоненты, которые находятся в баках при очень низкой температуре, что создаёт трудности. Обычно в космических аппаратах используют гидразин или его производные с тетраоксидом азота в качестве окислителя, которые могут храниться в баках очень долгое время, поэтому их заправляют задолго до старта. Но в этот раз заправка должна была быть осуществлена перед пуском. Для решения проблемы SpaceX ещё в прошлый раз (о предшественнике IM-2 будет написано позже) создала на стартовом комплексе специальную систему заправки космического аппарата прямо перед стартом ракеты.

Запущенные аппараты, установленные на адаптер полезной нагрузки второй ступени РН Falcon 9. Credit: SpaceX.

Запущенная РН Falcon 9. Credit: SpaceX.

Первые снимки из космоса

Компания Intuitive Machines уже опубликовала первые снимки с IM-2. На втором снимке можно увидеть вторую ступень РН с отлетающими от неё тремя аппаратами.

Credit: Intuitive Machines.

Также компания SpaceX опубликовала снимки, полученные с камер, что установлены на второй ступени РН Falcon 9. Они оба, судя по всему, были получены уже после отделения всех аппаратов.

Credit: SpaceX.

IM-2 «Афина»

IM-2 «Athena» (русс. «Афина») — второй аппарат серии Nova-C. Первым был IM-1 «Odysseus», (русс. «Одиссей», далее — IM-1) запущенный в феврале 2024 года. Хоть и не без проблем, но он смог прилуниться. Их созданием занимается американская компания Intuitive Machines.

Название Nova-C расшифровывается следующим образом: Nova — новый с латинского, С — римское обозначение цифры 100 — примерная масса полезной нагрузки (в реальности она составляет 130 кг). Имя «Athena» было выбрано из числа десятков других сотрудниками компании во время голосования. Имя «Odysseus» для первого зонда выбиралось также.

IM-2, иллюстрация. Credit: Intuitive Machines.

Это уже четвёртая после Peregrine, IM-1 и Blue Ghost М1 миссия к Луне 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 ряда различных исследовательских зондов, что должны протестировать новые технологии и собрать научные данные для основных миссий «Артемиды». Важно отметить, 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 такие зонды обычно считают частными, хотя по большей части они оплачены государством.

Интересно отметить, что если IM-2 и Blue Ghost М1 смогут совершить мягкую посадку, то какое-то время на поверхности Луны одновременно будут работать сразу 2 американских космических аппарата. А ещё на обратной стороне Луны уже 6 год продолжает работу китайская «Чанъэ-4». И хоть новостей о ней очень мало, информации о завершении миссии не поступало.

Полёт к Луне и посадка

В отличие от многих других миссий, таких как, например, «Чандраян-3», Peregrine, SLIM, Blue Ghost М1 или Hakuto-R M2, IM-2 будет использовать «быструю» схему перелёта, что роднит её не только с IM-1, но и с «Луной-25», и должна будет прилуниться 6 марта 2025 года.

Этапы полёта IM-2 к Луне. Credit: Intuitive Machines.

Зоной посадки выбран регион горы Мутон вблизи Южного полюса Луны. Недалеко от планируемой точки прилунения находится район падения зонда NASA Lunar Prospector, который в 1999 году был сведён с орбиты после завершения его научной программы. Также рядом находится планируемый регион прилунения лунохода VIPER. NASA планировала отменить его запуск из-за недостатка финансирования. Intuitive Machines и другие компании согласились помочь, но пока судьба проекта туманна.

В случае успеха IM-2 побьёт рекорд IM-1 по самой близкой к Южному полюсу Луны мягкой посадке.

Планируемое место прилунения IM-2. Credit: Intuitive Machines.

Планируемое место прилунения IM-2. Собственная работа.

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.

Технические особенности IM-2

Серия Nova-C создана с использованием наработок по проекту NASA Project Morpheus, стартовавшего в 2010 году. Именно в его рамках была разработана технология использования криогенного топлива в подобных космических полётах, а также программное обеспечение для мягкой посадки на небесные тела.

IM-2, иллюстрация. Credit: Intuitive Machines.

IM-2 немного больше IM-1: имеет высоту 4,7 м, максимальный диаметр корпуса — 1,6 м, с учётом посадочных опор — 2,16 м. Из-за этого аппарат имеет запоминающуюся вытянутую форму. Максимальная масса полезной нагрузки — 130 кг. Общая стартовая масса IM-2 составила 2120 кг, в это число входит жидкий метан (840 кг), жидкий кислород (420 кг) и гелий (17 кг).

Почему же в Intuitive Machines решили использовать жидкий метан? Можно выделить следующие причины:

технология его использования отработана в рамках Project Morpheus;
немного большая мощность;
безопасность (гидразин и его производные чрезвычайно токсичны).

На IM-2 установлен двигатель VR900, созданный с помощью аддитивных технологий — 3D-печати. Также имеется несколько небольших маневровых двигателей. Гелий используется для поддержания давления в баках.

Основные элементы конструкции выполнены из углеродного композита, что формирует шестиугольную структуру, внутри которой расположены топливные баки, а вот бак с гелием расположен сбоку. Некоторые детали сделаны из титана, посадочные опоры из алюминия. В прошлый раз при прилунении некоторые опоры сломались, из-за чего аппарат накренился. Внешне часть компонентов IM-2 покрыта экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ), которой покрываются почти все современные космические аппараты и которая необходима для регуляции их температуры. Это многослойная оболочка из тонкой плёнки с металлическим напылением. Энергией зонд обеспечивается с помощью нескольких панелей солнечных батарей, обеспечивающие суммарную мощность в 790 Вт.

Основные элементы IM-2. Credit: Intuitive Machines.

Для связи Intuitive Machines использует собственный Центр управления полётами Nova Core в Хьюстоне (штат Техас, США), информация передаётся с нескольких антенн по всей Земле в рамках созданной компанией Лунной сети передачи данных (Lunar Data Network). Связь обеспечивается в S- (2 — 4 ГГц), X- (7 — 11 ГГц), и Ka-диапазонах (27 — 40 ГГц).

IM-2 будет работать на поверхности в течение одного лунного дня, равного примерно 14 земным суткам, и не приспособлен для того, чтоб пережить экстремально холодную лунную ночь.

IM-2 на адаптере полезной нагрузки РН Falcon 9. Credit: SpaceX.

Полезная нагрузка IM-2:

PRIME-1 — уникальный прибор, совмещающий бур (TRIDENT) и масс-спектрометр (Molar). Бур должен будет пробурить поверхность Луны на 1 м, а масс-спектрометр сможет определить состав возможных летучих веществ. Прибор создан Космическим центром Кеннеди (NASA).
LSCS — экспериментальная система связи от Nokia (ныне принадлежит финской HMD Global Oy), которая будет поддерживать связь с луноходами и «прыгающим» зондом. Использует стандарт 4G, применяемый в сотовой связи, а также содержит большое число коммерчески доступных компонентов. Подобные системы в будущем могут использоваться в колониях или для связи множества аппаратов на Луне.
LRA — лазерная ретрорефлекторная решётка — пассивный элемент, который можно будет использовать в будущем для точного определения расположения прилуняющихся космических кораблей. Создан Центром космических полетов Годдарда NASA. Такой же стоят на IM-1.
Freedom — хранилище данных, предоставленное компанией Lonestar Data Holdings Inc. К нему попытаются дистанционно подключиться для чтения и записи данных. Схожее устройство находилось на IM-1.
Columbia Omni-Heat Infinity — бренд материала американской компании Columbia Sportswear. Этим материалом покрыта одна из внешних панелей IM-2.
«Прыгающий» зонд Grace, луноходы Voyage 1 и YAOKI.

«Прыгающий» зонд Grace

Пожалуй, самая интересная полезная нагрузка IM-2 — аппарат Micro Nova Hopper, также имеющий название Grace (русс. «Грация»), собственной разработки Intuitive Machines.

Grace, иллюстрация. Credit: Intuitive Machines.

Размеры Grace составляют 1 х 0,7 х 0,7 м, масса — 39 кг, он будет размещён на Луне с помощью специального приспособления. Внешне аппарат также покрыт ЭВТИ.

Grace, иллюстрация. Credit: Intuitive Machines.

Grace, установленный на IM-2. Credit: Intuitive Machines.

Grace имеет двигательную установку, работающую на гидразине или его производных и тетроксиде азота, благодаря которой он будет перемещаться по Луне. Фактически это самостоятельный аппарат, обладающий всеми необходимыми системами, а также способный поддерживать связь как и с IM-2, так и с Землёй. Intuitive Machines планирует создать в будущем новые подобные зонды, при необходимости максимальное расстояние для путешествий составит 25 км. В этот же раз планы скромнее — всего 210 м, зато Grace должен будет «нырнуть» на дно кратера, расположенного рядом с планируемым местом посадки.

Планируемый план полётов Grace на Луне. Credit: Intuitive Machines.

Полезная нагрузка Grace:

PLWS — нейтронный спектрометр, созданный для оценки содержания в лунном реголите воды в различных формах (гидраты, гидроксиды, лёд и пар). Создан венгерской компанией Puli Space Technologies Inc., его масса составляет всего 400 г.
LRAD — радиометр, предназначенный для определения температуры лунной поверхности, в том числе и в тени кратеров. Предоставлен Немецким центром авиации и космонавтики.

Grace — не первый земной аппарат, который предполагает перелёты по Луне. Первым должен был стать Beresheet израильской компании SpaceIL, но он разбился при прилунении.

Луноход Voyage 1

Voyage 1 (русс. «Путешествие-1») — небольшой луноход, созданный инициативной группой Lunar Outpost Массачусетского технологического института (США). Она разрабатывает целую серию таких аппаратов, получившую обозначение Mobile Autonomous Prospecting Platform (MAPP, русс. «Мобильная автономная разведывательная платформа»). Это серия самых маленьких луноходов из предлагаемых Lunar Outpost. Размеры Voyage 1 составляют 0,45 x 0,38 x 0,40 м, точная масса Voyage 1 не указана, но сами роверы этой серии должны быть не тяжелее 10 кг, зато на них можно установить до 15 кг полезной нагрузки, например, научные инструменты. Информации об их наличии на Voyage 1 нет, зато известно, что аппарат должен будет тестировать свои возможности автономного движения: он будет сам объезжать препятствия, выбирать наилучший маршрут и пр. Подобные технологии можно использовать в будущем для создания целого роя луноходов-разведчиков, которым не нужен будет постоянный контроль со стороны человека.

Спуск Voyage 1 на лунную поверхность будет осуществляться с помощью специального механизма на IM-2.

Луноход Voyage 1 во время сборки, видна задняя часть аппарата. Credit: Lunar Outpost.

Луноход Voyage 1 внутри специального контейнера на IM-2, что спустит его на поверхность Луны. Видна передняя часть аппарата. Credit: Intuitive Machines.

Луноход YAOKI

Небольшой луноход массой всего 498 г, созданный японской компанией Dymon Co. Ltd. Выглядит как игрушка, но компания хочет протестировать с помощью YAOKI ряд своих разработок и технологий.

Луноход YAOKI, иллюстрация. Credit: Dymon Co. Ltd.

Если всё пройдёт гладко, Voyage 1 и YAOKI могут стать первыми в истории частными луноходами.

Grace, Voyage 1 и YAOKI, как и IM-2, должны будут работать на поверхности в течение одного лунного дня, равного примерно 14 земным суткам, и не приспособлен для того, чтоб пережить экстремально холодную лунную ночь.

Lunar Trailblazer

Lunar Trailblazer (русс. «Лунный первопроходец») — зонд NASA, который будет исследовать наш естественный спутник с его орбиты. Его цель — изучение распределения воды на Луне в различных формах (гидраты, гидроксиды, лёд и пар), а также её взаимодействие с космическим излучением. Lunar Trailblazer создан в рамках второстепенной программы NASA SIMPLEx, предполагающей создание небольших и дешёвых исследовательских зондов, запускаемых в качестве попутной полезной нагрузки.

Естественно, основной интерес для Lunar Trailblazer — картографирование залежей льда на Южном полюсе Луны, где он может находиться в большом количестве на дне кратеров вечной ночи. Уже есть примерная карта расположения льда в этом регионе, но Lunar Trailblazer поможет сделать её значительно точнее.

Lunar Trailblazer, иллюстрация. Credit: NASA.

Lunar Trailblazer двигается к Луне по низкозатратной переходной траектории (траектории баллистического захвата), поэтому достигнет своей цели только в июле 2025 года. Зато это позволяет сэкономить топливо и, следовательно, уменьшить массу аппарата. После достижения Луны Lunar Trailblazer выйдет на полярную орбиту с высотой около 100 км. Это позволит ему постепенно изучить всю поверхность небесного тела, причём без значительных затрат топлива. На аналогичной орбите уже многие годы работает известный зонд NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

Траектория полёта Lunar Trailblazer к Луне. Credit: NASA.

Стартовая масса Lunar Trailblazer — 210 кг, размеры составляют 1,2 x 0,7 x 0,9 м, а с раскрытыми солнечными батареями длина аппарата составила почти 3,5 м. Двигательная установка работает на гидразине или на его производных и тетроксиде азота. Аппарат имеет довольно массивный радиатор, необходимый для работы одного из его научных приборов.

Lunar Trailblazer, установленный на адаптер полезной нагрузки. Credit: SpaceX.

Lunar Trailblazer разработан и построен американской корпорацией Lockheed Martin по заказу NASA.

Его научные инструменты:

HVM³ — инфракрасный спектральный визуализатор с разрешением 50 м на пиксель, он оптимизирован для поиска воды. Именно для его работы нужен радиатор. Прибор создан Лабораторией реактивного движения NASA.
LTM — прибор для создания тепловой карты Луны, он сможет определять температуру поверхности с точностью до 2 градусов. Предоставлен Оксфордским университетом.

Odin

Космический аппарат Odin (русс. «Один»; старое название — Brokkr 2), созданный американской компанией AstroForge, был запущен на гелиоцентрическую орбиту. Его цель — маленький околоземный астероид 2022 OB₅. Его размеры с Земли оценить трудно, диаметр астероида явно меньше 100 м, по некоторым оценкам — около 10 м. Этот объект хоть и периодически сближается с нашей планетой, шанс его столкновения с Землёй стремится к нулю. 2022 OB₅ — астероид спектрального класса M, т. е. богатый металлами, что стало одной из причин выбора этого небесного тела в качестве цели для Odin. Дело в том, что AstroForge ставит добычу ресурсов на астероидах своей глобальной целью. Odin не будет осуществлять добычу, это технологический демонстратор, который протестирует ряд технологий и решений, а также подарит специалистам AstroForge бесценный опыт.

Odin, иллюстрация. Credit: AstroForge.

Odin — второй космический аппарат AstroForge. Первым был Brokkr 1 — 6U кубсат (небольшой спутник определённого формата), запущенный 15 апреля 2023 года на околоземную орбиту с помощью РН Falcon 9 вместе с 50 другими небольшими спутниками различных компаний. Аппарат построен на основе спутниковой платформы, предоставленной компанией OrbAstro. И хотя Brokkr 1 вышел на связь, аппарат столкнулся с рядом проблем, но AstroForge удалось выполнить как минимум часть запланированных тестов. На борту спутника находился демонстратор извлечения металлов из вещества, близкого к предполагаемому составу астероида M-класса.

Odin также построен на основе спутниковой платформы, предоставленной компанией OrbAstro, хотя известно, что AstroForge, учтя опыт Brokkr 1, внесла в неё ряд изменений. Интересно отметить, что первоначально Odin не смог пройти испытание в виброкамере, из-за чего аппарат пришлось переделывать, так как SpaceX отказалась брать его на борт своей ракеты. По словам AstroForge, причина была в одной из деталей, созданной сторонним подрядчиком.

Стартовая масса Odin составляет 105 кг (из которых 77 кг — сухая (без топлива) масса), размеры без двух раскрываемых солнечных батарей — 0,68 x 0,70 x 0,72 м, после их раскрытия суммарная длина Odin составит почти 3,5 м. Двигательная установка состоит из 5 двигателей, используют гидразин или его производные в качестве топлива и тетроксид азота как окислитель. Связь с ним будет обеспечиваться с помощью собственной наземной станции AstroForge. Видимо, вся научная нагрузка Odin — 2 камеры. Внешне аппарат также покрыт ЭВТИ.

Собранный Odin. Credit: AstroForge.

Планируется, что Odin достигнет 2022 OB₅ в декабре 2025 года, аппарат совершит обычное сближение с астероидом. Во время полёта будет проведён ряд тестов, также AstroForge протестирует свою систему обновления программного обеспечения.

Нужно отметить огромную скорость разработки и сборки Odin — 212 дней. Правда, потом его пришлось переделывать из-за виброиспытаний. AstroForge считает свой подход к быстрой работе ключевым преимуществом, также она понимает и принимает связанные с этим риски. Действительно, шанс неудачи велик. Но в случае успеха Odin станет первым частным космическим аппаратом, сблизившимся с астероидом.

CHIMERA GEO 1 и... что-то

CHIMERA GEO 1 — аппарат компании Epic Aerospace, что после отделения от адаптера полезной нагрузки второй ступени РН Falcon 9 произвёл довыведение на заданную орбиту одного или нескольких спутников. Их число, название и производители не указываются. Известно, что CHIMERA GEO 1 доставил их на геостационарную орбиту. На снимке можно заметить предположительно транспортно-пусковой контейнер размером 16U немецко-американской компании Exolaunch (которую, кстати, основал уроженец СССР Дмитрий Богданов), но его содержимое, как уже говорилось, неизвестно. Эта же компания поставила компоненты, необходимые для крепления и отстыковки от адаптера полезной нагрузки остальных аппаратов, описанных ранее.

CHIMERA GEO 1, иллюстрация. Credit: Epic Aerospace.

CHIMERA GEO 1 и транспортно-пусковой контейнер Exolaunch. Credit: SpaceX.

Размеры CHIMERA GEO 1 составляют примерно 1,16 х 1,16 х 0,7 м, стартовая масса — 306 кг (видимо, включена масса транспортно-пускового контейнера и спутников в нём). Двигательная установка состоит из маршевого двигателя и нескольких маневровых, они все работают на гидразине или его производных и тетроксиде азота. Её система управления упрощена, что сделано, видимо, с целью уменьшения массы и удешевления конструкции, но это, естественно, увеличивает риск аварии. Источник энергии — несколько солнечных панелей, что установлены с разных сторон. Последнее решение поможет сохранить поступление энергии в случае потери ориентации. Внешне аппарат тоже покрыт ЭВТИ.