Утром 24 ноября Китай впервые в своей истории запустил автоматический зонд для сбора и доставки на Землю образцов лунного грунта. К миссии «Чанъэ-5» в КНР готовились последние пять лет: в случае успеха Поднебесная станет третьей страной в мире после России и США, которая самостоятельно получит реголит для проведения научных исследований. За последние 44 года на подобный космический проект пока не отважилось ни одно государство.
Научный прорыв
Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Чанъэ-5», названная в честь китайской богини Луны, стартовала с космодрома Вэньчан на острове Хайнань. Запуск ракеты-носителя тяжёлого класса «Чанчжэн-5» прошёл в штатном режиме, зонд вышел на расчётную орбиту и сейчас направляется к Луне. Перед полётом инженеры проверили все рабочие узлы лунного аппарата на несколько раз, как и сам носитель: изначально миссия «Чанъэ-5» планировалась в 2017 году, но из-за аварии ракеты её пришлось отложить.
– В рамках последней тренировки мы уделили большое внимание запуску: как полетит ракета, на какую орбиту выйдет аппарат после отделения, как далее будет вестись контроль орбиты, – заявил перед пуском главный конструктор аппарата «Чанъэ-5» Пэн Дэюнь. – Несмотря на высокую степень сложности, подготовка прошла успешно. Мы полностью уверены в предстоящем старте.
Расчёты конструкторов оказались верными, и уже 30 ноября зонд должен совершить посадку в северо-западной части видимой стороны Луны у Пика Рюмкера в Океане Бурь. Вся миссия продлится 23 дня. Она стала шестой по счёту в лунной программе Китая. Доставка на Землю реголита имеет стратегическое значение для КНР: выполнение миссии обеспечит Поднебесной научно-технический прорыв в космическом кораблестроении, межпланетной навигации, микроэлектронике и смежных сферах.
– Миссия этого лунного зонда считается одной из самых сложных в истории космонавтики КНР, – рассказал после запуска «Чанъэ-5» заместитель руководителя Центра исследования Луны и космической инженерии Китайского национального космического управления (CNSA) Пэй Чжаоюй. – Эта миссия поможет развитию науки и технологий в стране, а также заложит фундамент для перспективного полёта космонавтов на Луну и освоения Китаем глубокого космоса.
Конкретных сроков, когда тайконавты отправятся на Луну, в Китае не называют, но по мнению популяризатора космонавтики и бывшего сотрудника российского ЦУПа Александра Хохлова, это случится в ближайшее десятилетие. Пока же перед КНР стоит не менее амбициозная задача — показать всему миру, что Китай способен выполнить забор лунного грунта полностью своими силами. Тем самым Поднебесная войдёт в клуб космических держав, которые не просто исследовали спутник Земли, а смогли в автоматическом режиме посадить на его поверхность космический аппарат, собрать грунт и вернуть его обратно.
Для Китая запуск «Чанъэ-5» чрезвычайно важен ещё и потому, что лунная программа — это ключ к бескрайним просторам Вселенной и сообществу единой судьбы человечества. Не зря на официальной эмблеме миссии изображён Нефритовый заяц – персонаж из китайских преданий, который живёт в Лунном дворце и толчёт в ступе снадобье бессмертия.
План миссии
Миссия «Чанъэ-5» будет сильно отличаться от методов сбора лунного грунта, которые применяли СССР и США. Американцы в рамках программы «Аполлон» использовали для этого астронавтов и в итоге доставили на Землю 378 килограммов реголита. А в лунной программе Советского Союза космические аппараты взлетали с поверхности спутника и напрямую возвращались на Землю, но такой способ оказался не самым эффективным – три станции «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» добыли всего 324 грамма лунной породы. Китай же выбрал сложный технологический подход, который заключается в совершении автоматической стыковки нескольких модулей на окололунной орбите. Это позволит отправить больше образцов реголита, которые будут переданы для изучения не только китайским учёным, но и зарубежным исследователям.
– Беспилотная стыковка на лунной орбите станет историческим прорывом, но осуществить её будет крайне сложно, – пояснил заместитель главного конструктора зонда «Чанъэ-5» Пэн Цзин. – Мы могли бы назвать это ключевой миссией. Её успех поможет нам приобрести необходимые навыки для будущих исследований глубокого космоса, таких как отбор проб и взлёт с Марса, астероидов и других небесных тел.
Китайский зонд состоит из четырёх модулей: орбитального, спускаемого, взлётного и возвращаемого. По плану миссии, после выхода «Чанъэ-5» в окололунное пространство от орбитального и возвращаемого модулей на высоте 200 километров отделится спускаемый аппарат со взлётным модулем. Он совершит мягкую посадку на горную вершину вулканического происхождения, пока орбитальный модуль будет летать вокруг Луны. Спускаемый аппарат оснащён спектрометром для анализа минералов, инструментом для изучения состава почвы, анализатором температуры проб, оптическими камерами, роботизированной рукой и компактной буровой установкой. С их помощью в течение 48 часов он должен пробурить лунную поверхность на глубину более метра, произвести забор двух килограммов грунта и камней, запечатать их в контейнер и поместить во взлётный модуль, который затем отправится обратно на лунную орбиту.
После нескольких витков вокруг спутника взлётный модуль по лазерной связи состыкуется с орбитальным модулем, перегрузит образцы грунта в возвращаемую капсулу и отделится от неё. Далее орбитальный модуль отправится к Земле. На высоте около 300 километров над её поверхностью от него отделится возвращаемая капсула. Она преодолеет несколько этапов атмосферного торможения и приземлится на севере Китая в автономном районе Внутренняя Монголия, где её будут встречать учёные и спасательная команда Сил стратегического обеспечения Национально-освободительной армии КНР.
Задел на будущее
Во время подготовки к миссии «Чанъэ-5» китайским учёным пришлось решить с нуля ряд непростых технических задач, связанных с термостойкостью возвращаемой капсулы, аэродинамикой всех четырёх модулей зонда и использованием искусственного интеллекта в системе их управления. Особое беспокойство представляло то, что гравитация Луны в шесть раз ниже земной, поэтому инженерам пришлось кардинально пересмотреть конструкцию и механику грунтозаборного устройства. Да и взлёт с поверхности спутника по многим параметрам отличается от аналогичной операции на Земле. Кроме того, впервые в китайской космонавтике возвращаемый аппарат войдёт в атмосферу планеты не на первой космической скорости, равной 7,9 километра в секунду, а на второй, которая составляет 11,2 км/с.
– Всё это станет триумфом в истории развития космической программы и дальнейших межпланетных полётов Китая, – подчеркнул заместитель главного конструктора лунной программы КНР Юй Дэнъюнь. – Наша страна проводит функциональные проверки для исследования и разработки пилотируемой лунной миссии и создания автономной лунной исследовательской станции для будущих пилотируемых экспедиций и посадок на Луну.
Как отметил профессор Китайской аэрокосмической научно-технической корпорации Ян Югуан, достижения КНР в лунной программе стали результатом развития китайской науки. Предыдущую миссию для изучения спутника Земли Китай запустил в январе 2019 года. Космический аппарат «Чанъэ-4» стал первой в мире автоматической станцией, которая совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны и доставила на её поверхность луноход «Юйту-2», который исправно работает уже почти 700 земных суток.
Но на этом китайские исследования Луны не заканчиваются. В ближайшие пять лет КНР планирует осуществить ещё три экспедиции на спутник Земли. По словам заместителя директора Китайского национального космического управления У Яньхуа, в 2021–2023 годах ожидается запуск к Луне миссий «Чанъэ-6» и «Чанъэ-7», которые схожи по функционалу с «Чанъэ-5». Они займутся изучением полярных районов, сбором и возвратом грунта в регионе Южного полюса. А в ходе реализации проекта «Чанъэ-8» Китай намерен решить долгосрочные задачи по созданию лунной научно-исследовательской базы, применению 3D-печати и автономных энергетических установок.
Между тем
Разработка лунной программы Китая началась ещё в 1998 году, официально её утвердили спустя шесть лет. Она включает в себя три этапа: полёты космических аппаратов по окололунной орбите, мягкую посадку на Луну и доставку лунного грунта на Землю. Первый этап КНР завершила в 2011 году после облёта спутника аппаратом «Чанъэ-2», который осуществил детальную фотосъёмку его поверхности. Итогом второго этапа стала посадка на Луне зонда «Чанъэ-4» в 2019 году. Третий этап завершит успешная реализация миссии «Чанъэ-5».
- Опубликовано в №221 от 26.11.2020
