Китай на Луне: первый этап - роботы
В Китае стартовала программа подготовки высадки тайконавтов на поверхность Луны. Об этом сообщил телеканал CGTN со ссылкой на заявление китайского Управления программы пилотируемых космических полетов (CMSA). Высадка первого представителя КНР на Луну планируется к 2030 году. Китайская программа исследования Луны состоит из трех этапов. Уже завершены три из четырех фаз первого этапа, о которых мы рассказываем сегодня.
Задачи первого этапа китайской лунной программы, предполагают исследование Луны с помощью автоматических станций и роботизированных посадачных модулей с луноходами. Этап назван в честь китайской богини Луны «Чанъэ» ( кит. 嫦娥工) и состоит из четырех фаз:
- Выход космического аппарата на окололунную орбиту
- Мягкая посадка на поверхность и доставка туда лунохода
- Доставка на Землю лунного грунта
- Лунная роботизированная исследовательская станция
Фаза I. Вывод на окололунную орбиту
Автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-1» была запущена 24 октября 2007 года с помощью ракеты-носителя «Чанчжен 3А» (长征三号甲, «Великий поход») с космодрома Сичан. Через 12 дней АМС вышла на окололунную орбиту, отсняла поверхность Луны с очень высокой детализацией. Благодаря этим съемкам была создана лунная карта в 3D-формате для выбора места предстоящих посадок. Кроме того, «Чанъэ-1» прозондировала поверхность на предмет наличия различных химических элементов, которые тоже были нанесены на карту. 1 марта 2009 года АМС закончила программу исследований и была уничтожена путём разрушения о лунную поверхность.
«Чанъэ-2», вторая китайская лунная станция стартовала 1 октября 2010 года с помощью РН «Чанчжен 3C» также с космодрома Сичан. Через 5 дней она вышла на окололунную орбиту, произвела сьемку поверхности с высоты 15 км с еще большей детализацией, после чего была переведена на орбиту вокруг точки Лагранжа L2 (Земля–Солнце), чтобы протестировать коммерческую сеть дальней космической связи TT & C. После этого 13 декабря 2012 года она пролетела на расстоянии 3,2 км от астероида 4179 Тутатис и произвела его сьемку с разрешением 10 м. Затем была направлена в дальний космос для дальнейшего тестирования сети приема телеметрии, слежения и управления космическими аппаратами.
На этом Фаза 1 завершилась.
Также были размещены в открытом доступе карта распределения химических элементов по поверхности Луны с разрешением 30 м, а также топографическая стереомодель Луны с данными о высотах с разрешением 20 и 50 м.
Фаза II. Мягкая посадка и луноход
«Чанъэ-3», весившая 3780 кг, была запущена с космодрома Сичан 2 декабря 2013 года ракетой-носителем «Чанчжен 3B» и 14 декабря успешно прилунилась в районе Моря Смрада.. Станция доставила на поверхность разработанный в Шанхайском институте аэрокосмической системотехники 140 килограммовый луноход «Юйту» («Нефритовый кролик»). Его предназначение в течение трех месяцев - исследовать территорию в 3 кв. км вокруг места просадки. На днище лунохода установлен георадар, проникающий сквозь поверхность, позволяющий впервые провести прямое измерение структуры и глубины лунного грунта на глубину до 30 м и исследовать структуру лунной коры на глубину нескольких сотен метров.
Программу работ «Юйту» выполнил не полностью так как потерял возможность передвигаться «из-за механического повреждения». Посадочный модуль «Чанъэ-3» проводил наблюдения в ультафиолетовом спектре галактик, активных ядер галактик, переменных звезд, двойных, сверхновых, квазаров и блазаров, а также структуры и динамики плазмосферы Земли с помощью телескопа Ричи-Кретьена более 7 лет.
«Чанъэ-4» была создана, как дублирующая станция на случай неудачи «Чанъэ-3», но это не понадобилось, так как «Чанъэ-3» выполнила свои задачи. Потому «дублер», который предполагалось запустить в 2015 году был доработан под дополнительную миссию и был запущен 7 декабря 2018 года. 3 января 2019 года станция «Чанъэ-4» успешно прилунилась на обратной стороне Луны в бассейне Южный полюс-Эйткен.
«Чанъе-4» доставила на Луну луноход «Юйту-2». Он путешествует по нашему спутнику и до сих пор передает информацию с георадара, позволяющего зондировать слой реголита, спектрометра изображений, работающего в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах и анализатора энергичных нейтральных атомов.
На борту посадочного модуля был размещен гермоконтейнер, для формирования замкнутой биосферы, в котором впервые в истории освоения Луны, проросли семена хлопка, рапса и картофеля.
На этом Фаза 2 завершилась.
Фаза III. Доставка на Землю лунного грунта
Доставка лунного грунта на Землю не проводилась с 1976 года, когда советская АМС «Луна-24» привезла третью порцию лунной породы. Теперь этой сложной задачей занялся Китай.
«Чанъэ-5» массой 8,2 тонны, была запущена новой мощной ракетой-носителем «Чанчжэн-5» с космодрома Вэньчан 23 ноября 2020 года. АМС состояла из четырех модулей: орбитального, посадочного, взлетного и возвращаемого. После выхода «Чанъэ-5» на окололунную орбиту, посадочный и взлетный модули отделились от орбитального и возвращаемого и 1 декабря совершили мягкую посадку на лавовый покров в Океане Бурь к северо-востоку от вулканического пика Рюмкера.. После забора грунта манипулятором не только с поверхности, но и при помощью бура с глубины более метра, взлетный модуль стартовал с поверхности и состыковался с орбитальным модулем.
После перегрузки образцов грунта из взлетного в возвращаемый модуль связка Возвращаемого и Орбитального модулей стартовала к Земле. Разделившись за несколько тысяч километров от Земли, модули по отдельности вошли в атмосферу 16 декабря. Орбитальный модуль сгорел, а Возвращаемый успешно приземлился в заданном районе, доставив ученым около 1,7 кг. На этом третья фаза исследования Луны автоматами завершилась.
«Чанъэ-5Т1» сначала был создан, как упрощенный вариант лунной станции весом 3,3 т для отработки технологии прохождения спускаемого аппарата через атмосферу. Он запущен 23 октября 2014 года с помощью ракеты-носителя «Чанчжэн 3C/G2» с космодрома Сичан. «Чанъэ-5Т1» состояла из служебного модуля DFH-3A типа "Чанъэ-2" массой приблизительно 2215 кг (включая 1065 кг топлива) и возвращаемого аппарата, разработанного для «Чанъэ-5» массой менее 335 кг.
28 октября АМС сделала петлю позади Луны и направилась к Земле. 31 октября 2014 года Возвращаемый аппарат отделился от служебного модуля, в вошёл в атмосферу Земли со скоростью близкой ко второй космической ( 11,2 км) и совершил мягкую посадку в заданном районе. Служебный модуль продолжил автономный полет. 1 ноября он вышел на эллиптическую околоземную орбиту, а 27 ноября был переведен на орбиту типа фигуры Лиссажу вокруг точки Лагранжа L2 системы Луна-Земля с отклонением. В январе служебный модуль вернулся на окололунную орбиту с целью отработки навигации и маневрирования для будущих полётов автоматических станций. С ним поддерживалась связь до 2018 года. Во время полета на его борту проведены эксперименты по воздействию облучения на бактерии и растения.
Фаза IV. Лунная роботизированная исследовательская станция
Эта, пока не осуществленная, фаза предусматривает посадку лунной автоматической станции вблизи Южного полюса Луны, передачу с нее через ретранслятор научной информации и доставку на Землю еще одной порции грунта. Программа четвертой фазы начала разрабатываться в 2023 году после успешного завершения предыдущих трех фаз.
Для ретрансляции информации со всех последующих АМС на орбиту вокруг точки L2 Земля-Луна в первом квартале 2024 года планируется запустить космический аппарат «Цюэця́о-2». Затем, в 2025 году последует запуск АМС «Чанъэ–6», который прилунится в районе бассейна Южный полюс-Эйткен и будет исследовать топографию, состав и структуру недр Луны. Образцы грунта будут вновь доставлены на Землю.
На 2026 год запланирован запуск "Чанъэ-7", которая после прилунения будет исследовать Южный полюс в поисках ресурсов. В составе этой АМС орбитальный и посадочный модули, а так же летающий мини-зонд.
«Чаньэ-8», запуск которой намечен на 2028 год, испытает технологию разработки и использования лунных ресурсов прямо на Луне. Предполагается, что эта АМС будет состоять из посадочного модуля, лунохода, ровера и детектора, способного перемещаться с помощью двигателей. На посадочном модуле предполагают испытать 3D-принтер, использующий в качестве строительного материала местные ресурсы. Этот эксперимент проводится в рамках подготовки технологий строительства посещаемой лунной базы. Кроме того, на этом модуле планируется провести эксперимент с закрытой экосистемой.
Запуски и полеты контролируются системой телеметрии, слежения и командования , которая использует 50-метровые радиоантенны в Пекине и 40-метровые в Куньмине, Шанхае и Урумчи.
