У космічній галузі справжня «місячна лихоманка»

Версия для печати

До супутника Землі летить уже третій з початку року апарат. Він має незвичайний двигун — на кріогенному паливі. У чому ризики? І чим будуть унікальні фотографії Чумацького Шляху від модуля Nova-C?

Про це йдеться у статті видання Meduza.

З самого початку 2024 року світова космічна індустрія наче затіяла «штурм» Місяця автоматичними міжпланетними станціями: лише за січень до супутника Землі вирушили американський модуль «Перегрін» (невдало) та японський апарат SLIM (вдало, хоч і не без проблем). Тепер настала черга ще одного проекту зі США — Nova-C. Цей посадковий апарат – розробка приватної компанії Intuitive Machines, створена під патронажем NASA. Старт ракети-носія "Фалькон 9" з Nova-C намічений приблизно на дев'ять ранку за московським часом 15 лютого. Головна технологічна особливість самого модуля — двигун на кріогенному паливі, що створює ризики для місії, але й підвищує її цінність у разі успіху. У чому особливість такого палива? Яке корисне навантаження «закине» на Місяць Nova-C (і до чого тут художник Джефф Кунс)? І чому нам, напевно, сподобаються зроблені станцією фотографії місячного неба? Розповідаємо про місію докладно.

Як виник проект Nova-C? У чому його головна технологічна особливість? І якою заплановано місію модуля?

Так само як і "Перегрін", апарат Nova-C створювався приватною компанією на замовлення NASA в рамках програми CLPS (Commercial Lunar Payload Services). Цю програму запустили в 2018 році, щоб створити в США кілька комерційних стартапів, здатних виконувати замовлення державного агентства з доставки корисного навантаження на Місяць. CLPS передбачає виділення 2,6 мільярда доларів протягом 10 років для різних компаній, і до 2024 року наспіли перші її фіналісти, які отримали понад 70 мільйонів на свої посадкові апарати.

Перший апарат, створений за контрактом CLPS - цей "Перегрін" компанії Astrobotic, - виявився невдалим і згорів над водами Тихого океану.

Другий апарат - Nova-C, створений компанією Intuitive Machines, - стартує вранці 15 лютого (за московським часом).

Посадковий модуль Nova-C. Фото: NASA / AFP / Scanpix / LETA

Пізніше упродовж року обидві компанії планують нові запуски. У Intuitive Machines у планах ще два старти 2024-го. А Astrobotic цієї осені спробує посадити на Місяць важчий, ніж "Перегрін", апарат "Гріфін" з місяцеходом "Вайпер" від NASA. Нарешті, можливо, цього року ще одна американська компанія — FireFly Aerospace — запустить на Місяць свій апарат Blue Ghost.

Кожен виробник розробляє місячні апарати у співпраці та під контролем NASA, але вони спираються на різні технології. Так, Nova-C відрізняє те, що у її руховій установці застосовуються паливні компоненти метан та кисень. Це так зване кріогенне паливо, тобто паливо, що має вкрай низьку температуру в баках, близько –180 °C. Його раніше рідко застосовували у міжпланетному просторі.

Проблема кріогенного палива – у тривалому періоді його зберігання при польоті у далекий космос. Сонячне світло та включення ракетних двигунів здатне розігріти паливо вище точки кипіння, що може призвести до руйнування паливного бака. Надлишки газу можна стравлювати в космос, але тоді паливо витрачатиметься марно — і тривалість роботи апарату буде помітно обмежена. Тим не менш, конструктори Nova-C знайшли оптимальне, на їхню думку, технологічне рішення, яке частково нівелює ці ризики.

Nova-C має провести у польоті сім-вісім днів, здійснити посадку та опрацювати на Місяці близько 14 днів. У ході активної роботи на поверхні плануються «підскоки», тобто двигун знову включатимуть, щоб апарат піднявся на кілька метрів або десятків метрів і змінив місце посадки. Весь цей час паливо повинне утримуватися в баках і не перегріватися. Ймовірно, через масивну рухову систему апарат виявився значно важчим за свій «сусід» за програмою CLPS «Перегріна». Його власна маса вчетверо більша, при цьому маса корисного навантаження лише трохи перевищує таку для «Перегріна» — 100 кілограмів проти 90.

Що корисного доставить на Місяць Nova-C? Чим будуть унікальні зроблені у рамках місії фотографії зоряного неба? І яка скульптура Джеффа Кунса незабаром опиниться на супутнику Землі?

NASA сплатила доставку на Nova-C чотирьох елементів корисного навантаження на Місяць, а також відділення наносупутника класу Cubesat на низькій орбіті навколо місяця. Оскільки Intuitive Machines не має досвіду посадки на Місяць, прилади NASA виконують теж в основному випробувальні функції — на них не покладається серйозних наукових завдань.

Так, дві стереокамери вивчатимуть вплив посадкового ракетного струменя на місячний грунт та розкид пилу під час посадки.

Лазерний радар випробовуватиметься на здатність забезпечувати точну та м'яку посадку з висоти п'ять кілометрів.

Лазерний ретрорефлектор можна використовувати для визначення точного місця посадки і зондування з навколомісячної орбіти.

Радіочастотний паливний датчик випробовуватиметься на здатність з високою точністю визначати вміст кріогенного палива в баках.

І лише один прилад звернений власне до Місяця — він збиратиме дані про електронну оболонку Місяця та радіосплески в Сонячній системі, використовуючи для цього радіоприймач низької частоти.

Модель лазерного рефлектора в Центрі космічних польотів Годдарда NASA, аналог якого використовуватиметься визначення точного місця посадки і зондування з окололунной орбіти. Фото: NASA Goddard

Більш цікаві широкому загалу прилади встановлені на апараті з ініціативи некомерційного проекту Асоціації міжнародної місячної обсерваторії (ILOA). ILOA розмістила дві камери для спостереження місячного небосхилу та астрономічних зйомок. Одна камера "всього неба" має настільки широкий кут огляду, що здатна в одному кадрі охопити весь місячний небосхил і лінію горизонту, а друга більш вузькокутна, але також з досить широким оглядом.

Це будуть, звичайно, не перші астрономічні прилади на поверхні Місяця: раніше американці в рамках експедиції Apollo 16 та китайці на безпілотному апараті Chang'e 3 доставляли сюди ультрафіолетові телескопи. Крім того, на китайському апараті Chang'e 4 встановлено радіотелескоп наддовгохвильового діапазону. Однак камери ILOA повинні показати зоряне місячне небо у звичному для людського ока діапазоні та кольорі, тому варто зачекати на їхні результати.

Крім наукових приладів, на борту Nova-C є навантаження рекламного характеру, датчик радіації Університету Луїзіани, Капсула часу проекту Lunaprise і скульптурна композиція Фази Місяця американського художника Джеффа Кунса. «Скульптура» є 125 металевих кульок діаметром 2,5 сантиметра (один дюйм), розфарбованих у вигляді Місяця в різних фазах. Окремий апарат EagleCam Університету аеронавтики Ембрі-Ріддла буде скинутий перед посадкою і спробує сфотографувати Nova-C в процесі посадки і після неї.

Якщо посадка пройде успішно, то наступні апарати Intuitive Machines будуть запускатися вже з більш складними приладами та інструментами, включаючи буровий пристрій та пересувний дослідний модуль, що скидається.

Переклад: «Аргумент»

На цю тему:

• росія пошкодила Місяць: NASA опублікувала знімки місця падіння російської "Луни"
• NASA вибрала астронавтів, які мають висадитись на Місяць у 2024 році
• NASA показало гігантську ракету для польоту на Місяць
• Чандраян-3 успішно сів на поверхню Місяця: чому Індія, на відміну від росії, це здійснила