Россия впервые за 50 лет отправит миссию на Луну. Что она там будет делать?

11 августа к Луне отправится российская межпланетная автоматическая станция «Луна-25». Это первая за почти 50 лет экспедиция к спутнику Земли для нашей страны, и в «Роскосмосе» возлагают на нее большие надежды. Тем более что сама станция отправится к Южному полюсу Луны, чтобы заняться поиском воды. Мы подробно расскажем о том, какие еще задачи будут у «Луны-25», что она из себя представляет и почему ее полет так важен для науки.

Еще в советское время была построена программа лунных пилотируемых полетов, по которой к спутнику Земли отправились 24 станции. Последняя из них, «Луна-24», была запущена в августе 1976 года и привезла образцы грунта, по итогам анализов которого стало понятно: на Луне есть вода. После этого в 1980-х годах в СССР разрабатывали орбитальную полярную станцию ЛСН для поиска воды на полюсах Луны. По этому проекту проделали большую подготовительную работу, но аппарат так и не полетел.

В середине 90-х ученые предложили создать орбитальную станцию для сейсмических исследований на Луне. Аппарат хотели оснастить десятью небольшими ударными зондами — пенетраторами. Одновременно с этим в полярный кратер планировали посадить спускаемый аппарат с научными приборами для поиска замерзшей воды. Проект назвали «Луна-Глоб». Но из-за того, что в те времена приоритет отдавали изучению Марса, а на другие исследования не хватало денег, планы оставались на бумаге в течение нескольких лет.

В 2000-х годах за проект взялись снова — задумка несколько раз претерпела значительные изменения, а окончательный облик начала принимать после 2010 года. В итоге в 2013 году создаваемый аппарат решили назвать «Луна-25», чтобы подчеркнуть связь с советскими экспедициями.

Вся миссия включает в себя четыре составляющие: непосредственно космический аппарат «Луна-25», ракетно-космический комплекс «Союз-2.1б» (он и доставит аппарат на Луну), наземный комплекс управления и наземный научный комплекс. Сам аппарат можно конструкционно разделить на две части:

• верхняя — представляет из себя «платформу», силовую конструкцию, к которой прикреплена сотовая панель со служебной аппаратурой и научными приборами. Состоит из панели солнечных батарей, радиатора системы терморегулирования, научных приборов, источника энергии и электронного оборудования станции;

• нижняя — посадочное устройство, представляющее собой конструкцию с амортизационными посадочными опорами, которые обеспечат мягкое касание при посадке. На посадочном устройстве закреплена двигательная установка — с ее помощью корректируются траектория полета до Луны, торможение при сходе с орбиты и мягкая посадка. Также в нижней части монтируются топливные баки, датчики, антенны и манипулятор грунтозаборного устройства.

Астроном Владимир Сурдин в беседе с РИА Новости отметил, что Россия сохранила квалификацию на уровне советской космонавтики, поэтому механики могут аккуратно рассчитать траекторию полета.

— Что касается конструкции самой посадочной станции, я думаю, можно ожидать всего. Новые инженеры, новые технологии, новое место: области экватора, куда летали до сих пор, легче достигнуть, чем полюса, — заявил астроном.

Старт ракеты-носителя «Союз-2.1б» с аппаратом «Луна-25» намечен на 02:10 мск 11 августа. Запустят ее с космодрома Восточный в Амурской области. Изначально старт должен был проходить с космодрома Байконур, но затем его перенесли. В основном это произошло из-за технических причин: с Байконура нельзя отправлять тяжелые ракеты вроде «Ангары» (нет стартовой площадки), а именно такие понадобятся для того, чтобы отправлять последующие станции.

Кроме того, произошли изменения и в районах Казахстана, куда падают отработанные ступени запущенных с Байконура ракет. В прошлом эти территории были практически не заселены, поэтому космические пуски не представляли особой угрозы для людей. Но за последние 30 лет в Казахстане активно развивали сельское хозяйство, осваивали новые месторождения полезных ископаемых и расширяли границы охраняемых природных территорий. Всё это стало сказываться на работе Байконура, а расположение Восточного позволяет прокладывать трассы пусков над малонаселенными районами Хабаровского края, Магаданской и Амурской областей, а также Якутии.

Тем не менее в минувший понедельник, 7 августа, глава Верхнебуреинского района Хабаровского края Алексей Маслов сообщил, что за несколько часов до запуска эвакуируют жителей поселка Шахтинский (27 человек по данным переписи населения за 2020 год). Власти организовали эвакуацию из-за угрозы падения первой ступени ракеты-носителя.

— В предполагаемую зону падения попадают устья рек Умальта, Уссамах, Лепикан, Тастах, Саганар и район паромной переправы на реке Бурее, — написал Маслов, уточнив, что выезд в зону падения ступени запрещен. Когда люди смогут вернуться в поселок, Маслов не сообщил.

«Луна-25» приземлится на Южном полюсе спутника Земли. Основной район расположен к северу от кратера Богуславский, резервных — два. Первый из них находится южнее кратера Манцини, второй — к югу от кратера Петланд-А.

Исполнительный директор по перспективным программам и науке «Роскосмоса» Александр Блошенко рассказал «Российской газете», как выбирали место для посадки станции:

— Чем хорош Южный полюс? С одной стороны, там есть вечно затемненные кратеры с запасами водяного льда. С другой, эти области постоянно освещаются Солнцем, то есть там можно разместить солнечные батареи. И первые станции будут работать на них. Но в этом регионе очень сложный рельеф. А нам нужно, чтобы при посадке аппарат не накренился, не завалился. Всё это учитывалось. Пригодными нашли 12 точек, из них выбрали три.

Решение приземлиться на Южном полюсе Луны вызвано не только практическими целями. Космические державы уже несколько последних лет соревнуются между собой в том, кто первым совершит мягкую посадку в полярном регионе Луны. Соперником России в этом вопросе является Индия, которая запустила к Луне аппарат «Чандраян-3» с луноходом. В прошлую субботу он вышел на лунную орбиту и начал снимать кратеры на поверхности спутника Земли. Если всё пойдет по плану, то индийский аппарат окажется на Южном полюсе 23 августа.

На поверхности Луны зонд будет работать не менее одного года. Главная задача экспедиции — отработать технологию мягкой посадки возле Южного полюса, чтобы создать задел для будущих миссий. Этим будет заниматься орбитальная часть автоматического зонда. Сам же посадочный аппарат будет исследовать поверхность в районе Южного полюса Луны, в том числе с помощью криогенного бурения. Основная задача в этом случае — поиск воды.

Данные, которые были получены в начале XXI века, показали, что в полярном реголите (поверхностном слое сыпучего лунного грунта) есть много летучих соединений космического происхождения, начиная с воды и заканчивая сложными молекулами, которые на Луну приносили кометы. Научные приборы «Луны-25» будут изучать состав этих веществ и оценят массовую долю замерзшей воды в реголите. Если ее будет достаточно, то в перспективе космонавтам больше не нужно будет доставлять воду с Земли. Кроме того, эта вода может понадобиться для добычи кислорода, а в отдаленном будущем — для водородного горючего.

Управлять оборудованием «Луны-25» будут с Земли. Специалисты ИКИ РАН (головной организации миссии по научной полезной нагрузке) подготовили десятки циклограмм — наборов команд как для отдельных приборов, стоящих на станции, так и для разных их сочетаний. В них учитывается множество мелочей: какая температура в этот момент на поверхности Луны, как высоко находится Солнце, достаточно ли солнечные батареи выработали электричества или, наоборот, энергия в дефиците.

Больших рабочих планов на первый лунный день сотрудники ИКИ РАН не строят. Скорее всего, время после прилунения и до наступления ночи специалисты потратят на изучение условий в месте посадки и тестирование оборудования, чтобы убедиться, что оно перенесло путешествие до Луны. Основные работы запланированы на второй лунный день и далее. Дежурные смены будут круглосуточно наблюдать за работой аппарата в течение двух недель: отдавать команды, получать научные данные и телеметрию, анализировать информацию и при случае принимать экстренные решения, если что-то пойдет не так.

Астроном Владимир Сурдин отметил, что в советское время «никто не заморачивался», если перед успешным полетом подряд происходили неудачи, потому что о провалах не сообщали в СМИ.

— Сейчас умолчать не удастся, и я хотел бы предупредить: не надо удивляться. Первый полет за полвека — это новые инженеры, новая техника. Всё может быть, но лиха беда начало, — сказал Сурдин. — Нужно понимать, что это действительно сложный полет. Для себя я 50 на 50 оцениваю вероятность [успеха].

В ближайшие годы Россия планирует запустить орбитальный аппарат «Луна-26», который будет изучать спутник Земли дистанционно — в частности, составит карту распределения водяного льда на его поверхности. Затем должны состояться еще две миссии: «Луна-27» будет изучать реголит и содержащийся в нём лед в районе Южного полюса Луны, а доставить реголит со льдом на Землю должна будет «Луна-28».