«Луна‑25»: как Россия возобновила лунные исследования спустя 47 лет и чего хочет достичь

11 августа с космодрома Восточный была запущена ракета-носитель «Союз-2.1б», несущая на себе автоматическую станцию «Луна-25». Так Россия возобновила советскую лунную программу, последний запуск в рамках которой состоялся в далеком 1976 году. Тогда станцию «Луна-24» запустили с космодрома Байконур 9 августа, так что организаторам нынешнего полета почти удалось осуществить запуск точно в день 47-летия советской миссии. Каких целей должна достичь «Луна-25» и в чем заключается новая российская лунная программа в целом, читайте в материале РИАМО.

Цели миссии «Луна-25» и историческая преемственность

Фото - © pxhere.com

Связь новой лунной миссии с предыдущей, советской, заключается не только в названии и дате запуска. Именно в пробах лунного грунта, доставленного на Землю «Луной-24», впервые были найдены следы воды (они составляли 0,1% от массы образцов). В этом смысле «Луна-25» напрямую наследует своей предшественнице: задачей новой станции также станет поиск воды, и производиться он будет, как и в 1976 году, путем забора и анализа грунта. Правда, в этот раз сменится место работы станции: если «Луна-24» совершила посадку в Море Кризисов, расположенном в восточной части видимой стороны Луны, то «Луна-25» должна взять пробы в районе Южного полюса. В этом есть научный смысл: именно на Южном полюсе Луны концентрация воды и других химических соединений, занесенных на спутник Земли кометами и астероидами, считается максимальной.

Почему наличие воды на ближайшем к нам небесном теле так важно? Во-первых, как пояснил заместитель директора Института космических исследований (ИКИ) РАН Владислав Третьяков, вода (и кислород, который из нее можно получать), жизненно необходимы для человека, поэтому достаточные количества этого соединения на Луне позволят всерьез задуматься о создании обитаемых лунных баз. А во-вторых, вода пригодится и для полетов в более отдаленный космос.

«Изо льда можно не только получать необходимые для людей кислород и воду, но и делать ракетное топливо. И тогда Луна в будущем станет нашим “аэродромом подскока” для полетов к далеким планетам и небесным телам Солнечной системы», – сказал ученый.

Помимо исследований лунного грунта, «Луна-25» займется изучением экзосферы спутника Земли (так называется крайне разреженная лунная атмосфера, состоящая из плазмы и пыли). В частности, российские ученые надеются узнать больше о взаимодействии верхнего слоя реголита (лунного грунта) с солнечным ветром.

Исследование космоса: искусственные спутники, луноходы, вояджеры и телескопы>>

«Луна-25»: физические характеристики и устройство станции

Фото - © Кирилл Зыков/РИА Новости

«Луна-25» состоит из двух частей. На верхней установлена специальная панель, где закреплена основная часть научных приборов, а также служебная аппаратура, включающая в себя солнечные батареи и радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) на основе плутония – он будет согревать приборы во время полета и нахождения на Луне.

Нижняя часть – это посадочное устройство, включающее в себя амортизационные опоры, двигатели и топливные баки, а также прибор под названием доплеровский измеритель скорости и дальности (ДИСД-ЛР), который будет посылать к Луне и принимать отраженные от ее поверхности сигналы. Это позволит получать данные о высоте полета, его скорости и углах наклона в любой момент времени. Кроме того, в нижней части станции расположена часть антенн системы связи и научных приборов.

Совокупная масса «Луны-25» – 615 килограммов (с учетом топлива – 1,75 тонны). Масса научного оборудования – 30 килограммов. Высота станции – 3,17 метра, максимальный диаметр – 3,7 метра.

Снаружи «Луна-25» покрыта специальной оболочкой золотистого цвета – экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ), внешне напоминающей фольгу. Это несколько десятков отражающих экранов из синтетического материала с серебряным напылением, между которыми находится волокнистый материал с низкой теплопроводностью.

НЛО: реальные гости из космоса или всего лишь плод воображения>>

Научные приборы «Луны-25»

Фото - © Пресс-служба администрации г.о. Химки

Главной изюминкой станции ее создатели называют лунный манипуляторный комплекс (ЛМК) – полутораметровую механическую «руку», снабженную ковшом типа экскаваторного, которым она может раскапывать не только мягкий грунт, но и промерзший. Благодаря этому ученые рассчитывают добыть образцы реголита с разной глубины (максимальная – 40 сантиметров).

С помощью специального грунтозаборника ЛМК поместит добытый образец в другое сложное устройство – лазерный масс-анализатор (ЛАЗМА-ЛР). В нем реголит под воздействием высокоинтенсивного лазерного излучения будет нагреваться, испаряться и образовывать заряженные частицы – ионы. Это позволит установить химический состав лунного грунта. Всего таким образом из разных мест и с разной глубины будут взяты и проанализированы 11 образцов поверхности спутника Земли.

Для исследования грунта предназначены еще два прибора: лунный инфракрасный спектрометр с телевизионной камерой (ЛИС-ТВ-РПМ) позволит изучить состав реголита в видимом и инфракрасном диапазонах, а активный детектор радиации от нейтронов (АДРОН-ЛР) сделает это путем облучения лунной поверхности импульсами нейтронов на глубину до одного метра – так можно будет установить элементный состав вещества и массовую долю воды в нем.

Для наблюдения за внешним миром «Луна-25» оборудована восемью камерами, объединенными в служебную телевизионную систему (СТС). Четыре широкоугольные камеры расположены в верхней части станции и будут вести панорамную съемку. Еще две находятся внизу, на двигательной установке, и предназначены для съемки лунной поверхности во время посадки, чтобы отработать технологию высокоточной и безопасной посадки для будущих аппаратов. Оставшиеся две камеры будут снимать рабочую зону ЛМК и станут своего рода «глазами» станции во время забора грунта.

Кроме того, на «Луне-25» есть два прибора для изучения лунной экзосферы: панорамный ионный энерго-масс-спектрометр АРИЕС-Л и прибор пылевого мониторинга (ПмЛ). В частности, они позволят исследовать эффекты взаимодействия солнечного ветра с лунной поверхностью и процесс левитации лунной пыли.

Первые секунды полета и приземление: каким был день 12 апреля 1961 года>>

Российская лунная программа

Фото - © Пресс-служба администрации г.о. Химки

Планируется, что «Луна-25» будет работать на поверхности спутника Земли в течение года. При этом исследования будут проводиться только во время лунного дня, а ночью, когда температура на поверхности Луны опускается до -170 градусов по Цельсию, аппаратура станции будет автоматически отключаться, чтобы снова включиться с рассветом.

Создатели проекта признают, что возобновление исследований земного спутника потребовало от страны больших усилий.

«В советские годы все наши лунные аппараты создавали сразу в нескольких экземплярах. Не получался один запуск – была возможность почти сразу сделать новый. Сейчас мы такой возможности не имеем. У нас одна попытка, и она должна быть успешной», – рассказал главный конструктор «Луны-25» Павел Казмерчук.

Несмотря на это, запущенная к Луне станция является только частью большой отечественной лунной программы, в рамках которой к спутнику Земли планируется отправить еще как минимум три аппарата.

Запуск «Луны-26» запланирован на 2027 год. Это будет орбитальный аппарат для проведения комплексных дистанционных исследований Луны с окололунной орбиты (в том числе создания топографической карты Луны при помощи стереосъемки), а также для отработки радиосвязи с посадочной станцией, находящейся на поверхности Луны.

«Луна-27», которую планируется запустить в 2028-м, должна будет сесть в районе Южного полюса и послужить для дальнейшего исследования реголита (на этот раз взятого с глубины около одного метра) и экзосферы.

Наконец, «Луна-28», согласно плану, не только сядет на поверхность спутника Земли и осуществит забор лунного грунта с глубины до двух метров, но и доставит эти образцы на Землю – захватив при этом образцы, добытые ее предшественницами.

Спуск указанных аппаратов является только первой фазой российской лунной программы. В дальнейшем запланировано развертывание на окололунной орбите спутников связи, высадка на поверхность космонавтов и даже строительство полноценной лунной базы.

Новые спутники и освоение Луны: что входит в Российскую космическую программу>>

Сотрудничество с Китаем и конкуренция с Индией

Фото - © Владимир Трефилов/РИА Новости

В 2021 году президент РАН Александр Сергеев говорил, что в освоении космоса необходимо международное сотрудничество, так как экономическая ситуация не позволяет России и ряду других стран вести такие исследования по отдельности. В марте того же года Россия и Китай подписали меморандум о создании на Луне или на ее орбите международной научной станции. Реализация проекта намечена на 2031-2035 годы.

Китай занимается освоением спутника Земли и в одиночку. Так, в 2019 году китайский аппарат «Чанъэ-4» впервые в истории осуществил мягкую посадку на обратной стороне Луны, а в 2020 году «Чанъэ-5» стал первой после советской «Луны-24» станцией, вернувшейся на Землю после успешной работы на лунной поверхности. При этом впоследствии миссии «Чанъэ» будут координироваться с российскими миссиями «Луна» – в рамках этой координации и начнется строительство лунной станции (пока планируется, что она будет необитаемой).

Интересно, что в разгоревшейся с новой силой лунной гонке участвуют и другие страны. Так, примерно в одно время с «Луной-25» в районе Южного лунного полюса намерен совершить посадку индийский аппарат «Чандраян-3», запущенный еще 14 июля (его предшественник, «Чандраян-2», в 2019 году завершить аналогичную миссию не смог). Не хотят отставать от конкурентов и американцы: в рамках проекта Artemis они уже в 2025 году планируют высадить на Луну людей.

Похоже, после десятилетий затишья космос снова стал ареной, на которой ведущие державы планеты выясняют, у кого из них больше научный потенциал. Только теперь этих держав не две, а намного больше: в 2022 году неудачную попытку высадить на спутник Земли луноход предприняли даже ОАЭ, а уже в этом августе подобную миссию собирается запустить Япония.

Время первых: этапы развития отечественной космонавтики>>