Китайцы спасли свои секретные окололунные спутники
На днях в техническом обзоре известного астрофизика и блогера Джонатана Макдауэлла появилась информация о том, что Космические силы США добавили в свой каталог объект, который находится на окололунной орбите, соответствующей расчетной для секретных китайских спутников DRA-A и DRO-B, запущенных в марте прошлого года. Это подтверждает успешное завершение операции по спасению этих аппаратов, полет которых к Луне не обошелся без "приключений".
Неудачное начало
В марте 2024 года с площадки №3 Центра космических запусков Сичан стартовала ракета-носитель «Чанчжэн-2С» с разгонным блоком «Юаньчжэн-1С» и двумя китайскими научными аппаратами DRO-A и DRO-B для экспериментов на окололунной орбите.
Ракета отработала штатно, но разгонный блок не смог вывести спутники на расчётную траекторию, отключившись раньше времени. Агентство "Синьхуа" сообщило об аварии через 19 часов после старта, добавив, что «ведутся работы по утилизации спутников», то есть буквально «аппараты были выведены на орбиту, значительно отличающуюся от расчётной, и старт следует классифицировать как аварийный».
Китайские СМИ не предоставили информацию о параметрах запуска, а американское Космическое командование только через двое суток внесло в каталог два объекта на низкой околоземной орбите, запущенных Китаем (вероятно, это была ступень ракеты-носителя). Ещё через несколько дней был обнаружен третий объект на новой высокоэллиптической орбите с наклонением 27,7° и высотой 525–132578 км (вероятно, разгонный блок со спутниками).
Дальнейшая судьба объектов запуска оставалась неизвестной. Траектория выведения проходила над Тайванем, и министерство обороны острова сообщило о том, что «сопровождало ракету в реальном времени».
Тестирование лунной навигации
Обозначение DRO (Distant Retrograde Orbit) относится к орбитам, расположенным на значительном удалении от Луны. Объекты, находящиеся на таких орбитах, обращаются в направлении, противоположном движению Луны вокруг Земли. Этот тип орбиты был предложен NASA в начале 1990-х и в последнее десятилетие возрожден американским космическим агентством для использования в первой беспилотной миссии в рамках программы Artemis, состоявшейся в ноябре-декабре 2022 года. Однако корабль Orion не был первым: в начале того же года его опередил перелетный зонд китайской миссии «Чанъэ-5», ставший первым искусственным объектом на удаленной ретроградной орбите.
Китайская Академия наук хотела провести на DRO эксперимент с использованием трех спутников — одного на низкой околоземной орбите и двух на окололунной. Цель эксперимента — проверить метод дифференциальной навигации двух окололунных аппаратов DRO-A и DRO-B с помощью одновременных радиотехнических измерений с третьего аппарата DRO-L, который будет находиться у Земли.
Спутник DRO-L, созданный Академической инновационной исследовательской академией микроспутников в Шанхае и имеющий внутреннее обозначение «Чуансинь-17» №01, 3 февраля 2024 года был успешно выведен на солнечно-синхронную орбиту высотой чуть более 500 км в ходе группового запуска с помощью ракеты «Цзелун-3».
Помимо целевой полезной нагрузки, аппарат DRO-A был оснащён датчиком GTM (Gamma-ray Transient Monitor) для обнаружения всплесков гамма-излучения в диапазоне от 20 кэВ до 1 МэВ. У Луны таким наблюдениям всей небесной сферы не мешают наводки от Бразильской магнитной аномалии.
Эксперты подчеркивают, что аппараты DRO-A и DRO-B не стоит путать с малыми спутниками «Тяньду-1» и «Тяньду-2», которые весной 2024 года были запущены на окололунную орбиту вместе с ретранслятором «Цюэцяо-2». «Тяньду» разработки Исследовательской лаборатории дальнего космоса Китайской национальной космической администрации предназначены для проведения экспериментов по лазерному измерению расстояний между двумя аппаратами и Землёй для создания перспективной системы связи и навигации в окололунном пространстве.
Проект DRO представлял собой попытку нового решения задачи относительной навигации около Луны для малочисленных группировок космических аппаратов на удалённых ретроградных орбитах. Радиосигнал, посылаемый с околоземного спутника DRO-L, должен был участвовать в измерениях пространственного положения окололунных спутников DRO-A и DRO-B, позволяя одновременно отслеживать объекты как на низкой околоземной, так и на удаленной ретроградной окололунной орбитах.
Данные дифференциальных измерений могут быть получены по двум каналам слежения. Этот метод позволяет получать информацию о положении аппаратов группировки DRO относительно друг друга путём объединения данных дифференциальных измерений и упрощенной модели динамики орбиты трёх тел.
Окололунный серфинг
Путь, которым спутники DRO-A и DRO-B достигли Луны, не является инновационным — в настоящее время в окололунном пространстве осталось немного новых траекторий. Он напоминает другие трассы с низкой энергией перехода, используемые в таких проектах, как современная японская HAKUTO-R или древний спутник связи PAS-22, который в 1997 году застрял на геопереходной орбите и через год смог выйти на геостационар, совершив несколько пролетов мимо Луны. Мы останавливались на этих методах в статье об истории первой японской лунной станции.
Итак, после нештатного отключения разгонного блока спутники DRO-A и DRO-B оказались на вытянутом эллипсе, апогей которого был слишком низким для прямого перехода на удаленную ретроградную окололунную орбиту. Однако компания Microsat (IAMCAS), производитель спутников, не сдалась и продолжила работу.
Спустя пять с половиной месяцев два аппарата достигли окололунной орбиты.
Спутники, соединённые вместе, отделились от разгонного блока и дважды включили свои микродвигатели для коррекции перигея орбиты 18 и 23 марта прошлого года, чтобы резко поднять апогей. Китай не предоставил точных данных, но 26 марта Космические силы США обнаружили спутники на орбите высотой 971 х 225193 км. 27 марта, в апогее далеко от Земли, была произведена еще одна коррекция. Наконец, 2 апреля двигатели были включены для ухода с околоземной орбиты. Ещё одна коррекция траектории состоялась через день, и 5 апреля спутники пролетели мимо Луны, еще больше растянув эллипс вокруг Земли.
Затем, 28 апреля состоялась еще одна коррекция траектории, благодаря которой через месяц, 24 мая аппараты ушли в дальний космос. Последняя коррекция 12 июня привела к тому, что притяжение Луны захватило спутники, и к 27 августа зонды оправдали свое название, выйдя на удаленную ретроградную орбиту DRO.
После 167 дней пребывания в космосе и трёх облётов вокруг Земли с использованием гравитационного резонанса Солнца и Луны аппараты успешно достигли своей цели.
К сожалению, ни компания-производитель, ни китайские официальные СМИ не предоставили технических подробностей или снимков двух зондов. Это наглядно демонстрирует, насколько секретными считаются технологии, связанные с лунными навигационными и коммуникационными системами.
Из-за секретности мы не можем знать деталей (например, сколько топлива было в баках спутников до выполнения всех маневров), которые позволили спасти экспедицию. Тем не менее, наблюдатели подчеркивают поразительную последовательность орбитальных коррекций и манёвров. Как отметил один из них, «трудно представить, насколько сложными и точными были расчёты, которые позволили вернуть миссию к жизни и не отказаться от неё. Это действительно впечатляет. Поражает и то, что NASA не предоставило китайцам свои расчёты, лишь подтвердив наличие аппаратов на удаленной ретроградной орбите. Возможно, здесь имеет место секретность из-за сложности осуществления всех этих типов перелетов с низкоэнергетическими переходами. Да, серфинг в окололунном пространстве — искусство не для всех».
Самое популярное
