Наука и техника | Космонавтика | Возвращение России к полетам на Луну
Россия, которая начала, а затем прекратила исследования Луны после проигрыша в космической гонке и развала Советского Союза, вновь приступила к подготовке полетов к Луне в течение последующих 30 лет. В амбициозном полете, по начальному проекту, будут участвовать орбитальная ступень для исследования Луны, которая, по существующему плану, также должна развернуть 13 зондов в различных районах лунной поверхности.
При этом предполагается использование двух пенетраторов, которые будут посажены на посадочные плащадки кораблей Аполло 11 и Аполло 12 для сбора данных о подпочве в подтверждение данных, полученных при исследовании с участием американских астронавтов и с помощью приборов 37 лет назад.
Российский полет также должен обеспечить массовую высадку на Луну еще 10 имеющих высокую скорость пенетраторов (аппаратов для взятия образцов), которые образуют сейсмическую систему и помогут решить вопросы происхождения Луны.
Базовый корабль-носитель, несущий устройства для взятия образцов, затем спустит в кратер южного полюса аппарат мягкой посадки для поиска признаков водяного льда, которые явятся дополнением к данным , получение которых ожидается в 2008 году в результате обследования американскими учеными лунного кратера и работы чувствительного импактора в этом же районе.
Полет 'Луна- Глоб' является сегодня составной частью российского космического плана, начало которого намечено на 2012 год, говорит Николай Ф. Моисеев, заместитель директора Российского космического агентства. С проведением нового лунного путешествия Россия в конечном счете присоединяется к США, Китаю, Индии, Японии и Европе в деле возобновленного исследования Луны. Но эта программа также зависит от будущего бюджета и технических рисков.
Российский полет на Луну должен последовать за запуском в 2009 году российского возвращающегося с образцами аппарата на марсианский спутник Фобос как часть возобновленного Россией исследования планет с помощью роботов, сообщил Моисеев журналу Aviation Week & Space Technology.
Оба полета преследуют научно-исследовательские цели изучения процесса формирования тел в Солнечной системе. Полет на Фобос мог бы помочь в подтверждении теории относительно того, что этот спутник является захваченным астероидом, а полет на Луну мог бы позволить прояснить теории о происхождении Луны.
Амбициозный полет на Луну мог бы дополнить данными теорию о предполагаемом наличии водяного льда, возможно, полезного для будущих астронавтов, в находящихся постоянно в тени районах южнополюсных кратеров.
Полет на Луну составляет 'самую четко определенную часть нашего плана', говорит Моисеев. Он будет предпринят на корабле- носителе 'Союз' или 'Молния' ( вариант 'Союза' с дополнительной верхней ступенью).
США, Китай, Индия и Япония — все эти страны — планируют запуск новых орбитальных аппаратов на Луну, начиная с 2008 года, а Япония еще разрабатывает свою собственную программу полета пенетратора на Луну, которая менее амбициозная, чем российская. Американский импактор мог бы быть частью американского орбитального аппарата 2008 года, но он бы не мог обратно направить информацию непосредственно с поверхности, как это планировалось для всех 13 российских зондов.
В разгар холодной войны Советский Союз был первым во многих областях исследования Луны с помощью роботов. С1958 по 1976 год Советский Союз предпринял 60 попыток запуска космических аппаратов на Луну. Около 30 столкнулись с проблемами(меньшими чем те, с которыми сталкиваются сегодня) во время запуска или на траектории полета, а примерно 10 потерпели неудачу на Луне или около нее. Около 20 попыток, однако, были полностью или частично удачными.
Основными советскими достижениями были: первый облет Луны в 1959 году, получение первых фотографий дальней стороны Луны в 1960 году, запуск первого спускаемого аппарата полумягкой посадки, обеспечивающего возврат на Землю снимков поверхности Луны в 1966, серия успешных запусков орбитальных аппаратов для исследования Луны, начиная с 1966 года; три полета аппаратов с возвратом на Землю образцов в 1970, 1972 и 1976 годах; и запуск 2 луноходов в 1970 и 1973 годах. Эти два лунохода, которые по размерам почти схожи с автомобилями- жучками 'Фольксваген', прошли соответственно 6 и 23 мили по лунной поверхности.
Затем Советы сконцентрировали свое внимание на исследовании Венеры с использованием аппаратов- роботов, и эта деятельность была очень успешной, а также на исследовании Марса, которое в основном было безуспешным.
После 1976 года не было предпринято ни одного полета на Луну, а после неудачного запуска в марте 1996 года — ни одного полета на другие планеты. Тем временем, США предприняли крупные полеты к Меркурию, Марсу, Юпитеру Сатурну, а также к астероидам и кометам.
После запуска Аполлона США направили к Луне два орбитальных аппарата, а европейцы в настоящее время имеют на лунной орбите свой космический корабль 'Смарт-1'.
Конструкторское бюро Лавочкина разрабатывало все прежние советскик программы полетов на Луну и другие планеты, а сейчас оно разрабатывает новые программы полетов на Луну и спутник Фобос, говорит Моисеев. Хотя эти полеты менее сложные, чем полеты кораблей с луноходом и с возвратом на Землю образцов.
Московский институт геохимии и аналитической химии им. Вернадского оказывает содействие в разработке научно- исследовательского оборудования для обеспечения полета к Луне.
'Застой в осуществлении российских программ по космическому исследованию вызывает сожаление, и мы имеем беспримерный опыт в деятельности по исследованию Луны с помощью автоматических приборов', говорит Эрик М. Галимов, сотрудник вышеуказанного института им. Вернадского, в своем докладе о полете.
На недавно состоявшейся научной конференции Галимов сказал, что новые российские полеты ' могли бы способствовать сотрудничеству со странами, планирующими проведение своих первых исследований Луны, например, Японией, Китаем и Индией'.
Для выполнения полетов на Луну сейчас разрабатывается комбинированная конфигурация орбитального/спускового аппарата. Он будет нести три различные системы для исследования поверхности Луны, в т. ч. 10 высокоскоростных пенетраторов, два медленнее действующих пенетраторо-спусковых аппарата и совершенно другую полярную станцию.
Каждый из 10 высокоскоростных пенетраторов понесет простой сейсмометр. Примерно через 4 дня после запуска, когда базовый корабль будет находиться на некотором расстоянии от Луны, соответствующем 29 часам полета, круглая кассета, несущая 10 пенетраторов отделится и за счет собственной энергии преодолеет остальную часть расстояния. По достижении высоты в 435 миль она будет совершать вращение со скоростью 20 об/мин для обеспечения стабилизации и выпуска первых пяти высокоскоростных пенетраторов. После выпуска пенетраторов, которые выполнены в виде ракет 'воздух-воздух' без аэродинамического оперения, они будут лететь группой к поверхности. Затем они будут рассеиваться, а за ними будет следовать кассета с остальными 5 пенетраторами. По достижении кассетой высоты в 217 миль выпускается второй комплект из 5 пенетраторов.
На этот момент Россия будет иметь 12 отдельных лунных аппаратов, летающих вокруг Луны — базовый корабль, пустая кассета и 10 высокоскоростных пенетраторов(ВСП). Первые 5 ВСП войдут в контакт с поверхностью через 250 сек. после выпуска в кольцевом порядке на расстоянии 6-8 миль один от другог,а остальные 5 соприкоснуться с поверхностью плотной группой примерно в 3 милях один от другого в пределах посадочного отпечатка первой группы ВСП.
Затем не оснащенная измерительной аппаратурой кассета соударится с Луной. ВСП сядут на Луну при скорости до 1,5 миль/сек и с силой 10,000г, и на несколько фунтов врежутся в грунт, оставив на поверхности коммуникационную антенну. Хотя это и является проблемой разработки, сейсмометры и батареи в пенетраторах проектируются так, чтобы они могли выдержать соударение.
Планируемым местом посадки является Море Плодородия, расположенное на юго-восточной стороне Луны, анализ которой указывает на то, что характеристики поверхности позволяют произвести глубокое проникновение в грунт.
Таким образом может быть выполнена сейсмическая система из небольших отверстий, способная определять специфические характеристики лунотрясений, вызываемых каждый месяц притяжением Земли. Эта концепция была выражена Московским институтом физики Земли Каждая из сейсмических станций пенетраторов должна садится в пределах 1-2 миль одна от другой для образования комплексной информационной сети.
После выпуска ВСП базовый корабль продолжает летеь к Луне, затем выпускает другие, во многом отличные , но более целевые пенетраторы/спускаемые аппараты. Эти пенетраторы несут на себе более усовершенствованные приборы для сбора сейсмических данных из значительно более глубоких слоев грунта Луны. Пенетраторы будут также оснащены тормозными ракетами на твердом топливе для значительного замедления скорости спуска пенетраторов. На высоте 1,2 мили над поверхностью Луны включаются тормозные двигатели спускаскаемого аппарата с пенетраторами, которые замедляют скорость спуска до нулевой. Тормозные двигатели затем отделяются и начинается снова свободное падение пенетраторов, но с максимальной скоростью 200-650 футов в сек. при соприкосновении с поверхностью. Спуск на меньшей скорости при соударении означает, что они сталкиваются с массой 500г. Они (пенетраторы) входят в поверхностный слой, оставляя при этом антенну сверху над входным отверстием.
Один спускаемый аппарат с пенетраторами предназначен для спуска в зону, близкую к посадочной площадке Аполлона 11, исследованной Нилом Армстронгом и Баззом Олдрином в июле 1969 года, а другой опустится в 190 милях от зоны, близкой к посадочной площадке Аполлона 12, исследованной Питом Конрадом и Аланом Бином в ноябре 1969 года. Задачей будет сравнение сейсмических данных, полученных от этих новых пенетраторов с сейсмическими данными от сейсмометров, оставленных экипажами Аполлонов 11 и 12 и с новыми сейсмическими данными, полученными от ВСП, находящимися дальше на восток. Сейсмометр Аполлона 11 работал только три недели, а сейсмометр Аполлона 12 — 5 лет на ядерной энергии.
При сравнении этих сейсмических данных должна быть определена масса лунного ядра, что позволит раскрыть тайну образования Луны.
Согласно одной теории о происхождении Луны, некое тело, равное по размеру Марсу, ударилось о древнюю расплавленную Землю и откололо от последней материал, который впоследствии соединился в одно целое, образовав тем самым Луну. Если это так, то данные о лунотрясении должны указать на то, лунное ядро составляет 0,4% всей массы Луны.
Но если новые сейсмические данные покажут, что ядро значительно более массивное- около 5%, то это укажет на то, что Земля и Луна формировались каждая отдельно из древнего материала планетарной туманности.
После выпуска двух спускаемых аппаратов с пенетраторами и 10 пенетраторов базовый корабль выйдет на полярную орбиту Луны.
Он также несет на себе спускаемый аппарат с полярной станцией, которая будут развернута и сядет в кратер шириной 35 миль около южного полюса, исследование которого указывает на наличие водяного льда в находящейся постоянно в тени зоне.
Пенетраторы несут на себе тормозные ракеты и надувной посадочный мешок, поэтому пенетратор может садится медленно со скоростью 16 футов в сек. для доставки на поверхность масс- спектрометра и нейтронного спектрометра, а также дополнительного сейсмометра.
Спектрометры попытаются обнаружить наличие летучего вещества, который мог указать на присутствие где-то поблизости водяного льда.
Орбитальный аппарат, являющийся частью космического корабля, который все еще летает над Луной, мог бы передавать на Землю данные, получаемые от 10 ВСП, двух спускаемых аппаратов с пенетраторами и одной полярной станции.
Крэг Ковольт (журнал Aviation Week)
Перевод: WWW.AVIA.RU
| 
