Японский зонд впервые совершил мягкую посадку на Луну.

Новости МирТесен

К 2024 году успешная мягкая посадка на Луну была под силу аппаратам только из четырех государств: России, США, Китая и Индии. Однако последние попытки реализации подобных миссий у «Роскосмоса», американской частной компании Astrobotic, а также частных израильских и японских организаций завершились авариями. Японское космическое агентство стало пятым участником этого списка, продемонстрировав выдающийся уровень мастерства.

Изначально запуск Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) был запланирован на 2021 год, однако осуществить его удалось только 6 сентября 2023 года. В отличие от других лунных посадочных аппаратов, SLIM выбрал более продолжительные траектории, что привело к достижению окололунной орбиты лишь 25 декабря. С 17 января 2024 года аппарат начал процесс торможения, снижая высоту своего полета над Селеной. К 19-му числу нижняя точка этой орбиты опустилась до 15 километров, после чего SLIM приступил к посадке на земной спутник. В 18.20 по московскому времени он совершил мягкую посадку.

Аппарат совершил посадку в районе с координатами 13 градусов южной широты на видимой стороне Луны, неподалеку от небольшого кратера Сиори диаметром 300 метров, который расположен внутри более крупного кратера Кирилл. Этот выбор места посадки существенно отличается от прошлогодней индийской миссии, которая приземлилась в южных приполярных областях Луны с целью более детального изучения территории, где грунт, вероятно, содержит воду.

Решение о выборе места посадки для Сиори было принято японской миссией, поскольку оно характеризуется условием безопасной посадки, требующей высочайшей точности. Разработчики SLIM полагают, что потенциальный размер площадки для посадки их аппарата может достигать 100 метров. Для сопоставления: при посадке последнего из лунных пилотируемых модулей миссий «Аполлонов» использовался эллипс размером 15 на пять километров. При этом отклонение от запланированной точки прилунения составило 400 метров, даже несмотря на значительный опыт, которым располагались Соединенные Штаты Америки на тот момент.

На сегодняшний день наиболее точную посадку на Луну осуществили китайские специалисты: их посадочное пятно составило шесть на шесть километров, а отклонение от его центральной точки – всего 89 метров. Индийская миссия «Чандраян-3», приземлившаяся в прошлом году, разместилась на площадке площадью четыре на 2,5 километра, однако при посадке отклонение достигло 350 метров от целевой точки.

Японскому аппарату необходимо достичь точности посадки в пределах 100 метров не для демонстрации превосходства, а в связи с тем, что будущие лунные миссии предполагают высадку в районе южного полюса, характеризующемся сложной топографией. Наличие крупных валунов, наклонных поверхностей и других препятствий означает, что даже незначительное отклонение от заданной точки посадки может привести к трагическим последствиям для миссии. Прилунение аппарата на склон кратера Шеклтон, где уклон превышает 30 градусов, также может спровоцировать его опрокидывание, что сделает дальнейшую работу (и сохранение аппарата) невозможной.

Для отработки посадки в таких непростых условиях японские специалисты выбрали участок с уклоном до 15 градусов (склон кратера). Это достаточно рискованно для аппарата, масса которого без топлива составляет 120 килограммов. Помимо высокой точности, такая операция требует использования специальных посадочных опор: они разработаны таким образом, чтобы намеренно разрушались при посадке, и деформация этих алюминиевых конструкций должна поглотить часть энергии удара.

Благодаря специальной технике посадки, заключающейся в небольшом отклонении от вертикали при прилунении, аппарат может гарантировать корректное расположение солнечных панелей относительно Солнца, даже если посадка осуществляется на поверхность с большим уклоном.

Чтобы гарантировать высокую точность посадки, аппарат будет корректировать свое местоположение, используя камеры с высоким разрешением. Он будет сопоставлять полученные данные с картами лунной поверхности, хранящимися в его памяти, и вносить изменения в работу посадочных двигателей в режиме реального времени. Выполнение этой задачи представляло собой серьезную проблему, поскольку для этого требовалась очень высокая производительность бортового компьютера, а более мощные вычислительные устройства потребляют значительное количество энергии.

В состав оборудования входят не только инструменты для изучения химического состава лунного грунта в месте посадки, но и два лунохода. Первый из них, Lunar Excursion Vehicle 1, имеет уникальную конструкцию. Более уместно было бы назвать его «лунопрыгом», так как он предназначен для передвижения по поверхности спутника посредством прыжков. Это весьма эффективная технология, о чем уже сообщалось на Naked Science писал, обычные планетоходы характеризуются ограниченной проходимостью. Устранить эту проблему практически не удается даже при использовании колесной или гусеничной тяги, поскольку реголит на Луне и Марсе обладает уникальными свойствами).

Важные научные открытия нередко связаны с необходимостью исследования труднодоступных участков местности, таких как крутые склоны кратеров. Там, где солнечный свет не проникает, сохраняются более легкие элементы, в том числе вечномерзлые грунты. Колесные и гусеничные транспортные средства не смогут преодолеть открытые участки обширных лунных пещер (лавовых трубок), однако благодаря низкой гравитации, «лунопрыги» потенциально могут быть использованы. Безусловно, первая такая машина будет иметь ограниченные возможности по оснащению приборами и энергообеспечению, поскольку её основная задача – продемонстрировать способность к устойчивому передвижению по наклонным поверхностям.

Второй луноход, Lunar Excursion Vehicle 2, можно считать еще более необычным. Его вес составляет 250 граммов, а изначально он представлял собой шар диаметром восемь сантиметров. Благодаря наличию подвижных элементов, луноход способен изменять свою форму и перемещаться по рыхлой поверхности грунта до двух часов, пока не разрядится батарея. Японский производитель детских игрушек стал создателем этого весьма оригинального устройства.

Upd. Предварительные сведения указывают на то, что, несмотря на успешную посадку, аппарат, вероятно, не сможет выполнять задачи в течение длительного времени. Слишком сложная процедура прилунения, предусматривавшая наклон аппарата для предотвращения скатывания по склону, привела к тому, что SLIM либо перевернулся, либо занял неверное положение относительно поверхности. В результате это помешало ориентировать солнечные панели на Солнце под необходимым углом. Без достаточного уровня заряда аккумулятора, вызванного недостаточной освещенностью, аппарат выйдет из строя.

Пока SLIM осуществляет трансляцию, принимаемую на Земле, его батареи не рассчитаны на длительную работу в текущем режиме. Первый луноход успешно развернулся, но пока неясно, сможет ли он передавать данные в течение продолжительного времени. Его собственная система связи имеет ограниченную мощность, что может затруднить связь с Землей без использования базового модуля SLIM).