Дальнейшему переносу не подлежит: Луна-25 – возращение России на естественный спутник Земли

2023-й год обещает быть насыщенным на космические события. Как за рубежом, так и в России. Для американцев важным выглядит неоднократно откладываемый запуск ракеты Vulcan Centaur, призванный заменить ракеты тяжелого класса Atlas V и Delta IV. Но самое главное – проект позволит отказаться от российских двигателей РД-180. Доморощенные ВЕ-4 используют в качестве топлива жидкий метан, в то время как российский аналог работает на керосине. В конце января первая ракета прибыла на мыс Канаверал и должна отправиться на орбиту в ближайшие месяцы. На борту тяжелой Vulcan Centaur предполагается разместить пару экспериментальных спутников и лунный модуль Peregrine. И немного капризов богачей – в ракету загрузят более полутора сотен образцов ДНК и пепла из крематория. Это проект Celestes Memorial Spaceflight, предлагающий всем желающим обрести покой на солнечной орбите. Boeing обещает в апреле направить на низкую околоземную орбиту аппарат Starliner, рассчитанный на семь пассажиров. Это многоразовый аппарат, способный на десять орбитальных циклов с возвращением на Землю. Первый полет планируют на МКС и, если у американцев все получится, они станут фактически независимыми от российских «Союз МС». Несколько меньше шансов на реальный полет в 2023 году у многоразового корабля Starship от SpaceX. Двухступенчатая сверхтяжелая ракета рассчитана на доставку в ближний космос до 150 тонн груза. Это с вариантом возвращения на Землю и повторного использования. Если же такой задачи нет, то поднять на низкую орбиту носитель может до 250 тонн. Впрочем, пока это теоретические выкладки и обещания Илона Маска, который, как известно, нередко анонсирует события гораздо раньше срока.

Важный год

«Луна-25» в своей естественной среде обитания. Источник: laspace.ru

На фоне наполеоновских планов конкурентов, призванных в том числе вытеснить Россию из космоса, затерялась отечественная программа «Луна-25». Между тем это должно стать важнейшим событием для российской космической отрасли. Впервые в новейшей истории на Луне появится робот-исследователь со знаком «Сделано в России». Запуск станции многократно откладывался, что, в общем-то, привычно для мировой космонавтики, но именно в текущее время России необходима это программа. И дело даже не в исследованиях Луны – сейчас подобные проблемы совершенно умозрительны – а в международном престиже. Миссия «Луна-25» покажет потенциал страны и возможность адекватно отвечать на западные санкции. Давно у нас не было космических праздников – самое время напомнить о существовании «Роскосмоса». Последний раз отечественное изделие совершало мягкую посадку на Луну в 1976 году. Это была станция «Луна-24», которая не просто села на спутник Земли, но отправила домой 170 грамм лунного грунта. Хотя Россия и является правопреемником Советского Союза, формально страна не причисляется к «лунным державам». На данный момент только США, СССР и Китай преуспели в освоении Луны. Головным разработчиком межпланетной станции является НПО им. С. А. Лавочкина, на сайте которого проект «Луна-25» характеризуется как «малоразмерная демонстрационная посадочная станция для отработки базовых технологий мягкой посадки в околополярной области и проведения контактных исследований Южного полюса Луны». Почему именно Южный полюс? Прежде всего, основная цель миссии заключается именно в изучении полярного реголита (остаточный грунт после космического выветривания или попросту лунный грунт), который может содержать водяной лед. Как уверяют ученые, наличие воды и других летучих веществ в лунном грунте может в дальнейшем стать определяющим для освоения человеком естественного спутника Земли. Воду могли принести на Луну кометы и астероиды, и она может находиться во вполне стабильном состоянии в так называемых «холодных ловушках». На полюсах Луны очень холодно и туда даже не пробовали пробраться ни луноходы, ни астронавты, ни стационарные зонды. Лунный грунт, который удавалось доставить на Землю, собирали разными способами в широтном интервале от 39 град. с. ш. до 9 град. ю. ш. «Луна-25» впервые в мире попробует прилуниться гораздо южнее и попадет поистине в адские условия – лунной ночью температура опускается до минус 200 градусов и ниже. Требование «остаться в живых» после ночевки на Луне является чуть ли не самым сложным в техническом исполнении. На сухом научном языке этот выглядит вот так:

Луна-25 для Южного полюса

«Малоизученный рельеф местности и большой градиент температур – требуют создания специальных оптико-электронных систем, обеспечивающих точность и безопасность посадки, а также использования системы терморегулирования, включающей в свой состав изотопные устройства».

В таких условиях аппарат должен функционировать не менее года. Электроэнергией «Луну-25» будут обеспечивать солнечная батарея и литийионные аккумуляторы, а согревать в морозные лунные ночи – радионуклидный термоэлектрический генератор. Тепловая мощность последнего устройства достигает 145 Вт, чего должно хватить для уверенной работы станции. В выборе площадки для прилунения «Луны-25» приходится учитывать множество факторов. Во-первых, температурный режим грунта должен исключать испарение воды, которая потенциально может присутствовать на спутнике. Во-вторых, необходимо соблюдать требования радиовидимости. И здесь есть сложности. У России на данный момент имеется доступ к наземным станциям космической связи: «Медвежьи озера», «Байконур», «Уссурийск» и «Евпатория» – это примерно 20 часов связи с лунной станцией. Ранее рассчитывали на станцию в южном полушарии NewNorcia в Австралии, но сейчас, по понятным причинам, участие австралийцев маловероятно. Есть надежда на аргентинскую станцию космической связи Malargue. В-третьих, ограничения накладывает рельеф лунного юга. По известным данным, потенциально «водоносные» районы малопригодны для мягкой посадки, а которые пригодны – слабо освещены. Не вдаваясь в сложности планетарного масштаба, упомянем, что сотрудниками Института космических исследований РАН для «Луны-25» выбраны одиннадцать потенциальных мест прилунения. Содержание воды в местных реголитах по массе предположительно варьируется от 0,062 до 0,193 процента.

«Луна-25». Источник: laspace.ru

Полярные исследования Луны

НПО имени Лавочкина когда-то было в мировых лидерах в строительстве межпланетных аппаратов. «Луна-25» должна подтвердить первенство производственного объединения в этой сфере. Первоначально проект именовался «Луна-Глоб». Впервые тема лунных станций появилась в конторе в 1965 году – тогда НПО называлось ОКБ машиностроительного завода имени Семена Алексеевича Лавочкина. В конце 60-х годов были запущены «Луна-9, 10, 11, 13», а в начале 70-х к спутнику отправились аппараты нового поколения «Луна-16» и далее. Техника доставляла на Землю образцы грунта и колесные луноходы. Кстати, до 2020 года никто таки не смог повторить автоматическую доставку лунного грунта. Еще были американцы, но астронавты это провернули своими руками в пилотируемой миссии. Приоритет Советского Союза прервал Китай со своим зондом «Чанъэ-5» – он отправил на Землю около двух килограммов грунта Луны.

Будем ждать этот агрегат на Луне уже этой осенью. Источник: laspace.ru

«Луна-25» не будет доставлять на Землю грунт, но представляет собой новое слово в освоении ближайшего космического объекта. Вслед за «двадцать пятым» в космос отправится «Луна-26» – орбитальная станция для дистанционных исследований поверхности спутника Земли. Изделие должно уметь картографировать Луну на предмет минерального состава, определять распределения запасов воды и исследовать экзосферу (по сути глубокий вакуум) планеты. Если опираться на планы до спецоперации на Украине, старт этой миссии планировался через год после «Луны-25». Ждем «Луну-25» в 2023 году, а «Луну-26» в 2024? Но и это еще не все. В планах «Луна-27», представляющая собой мощную лабораторию, способную бурить на пару метров, изучать «ионную, нейтральную и пылевую составляющие экзосферы» Луны, а также сейсмологическими методами картографировать внутренности спутника. То есть предварительно «Луна-27» повезет к спутнику взрывчатку. Российская программа изначально рассчитывалась до 2050 года, но корректировки сроков вправо неизбежны. Остается только надеяться, что инженерам НПО им. С. А. Лавочкина удалось решить проблему со злосчастным доплеровским измерителем скорости и дальности, обеспечивающим корректную посадку «Луне-25». Именно этот узел прошлой осенью не позволил отправить станцию в космос.