АМС Солнечной системы. Часть 5. Покорение Луны.
Автор: Кулькова Светлана 31.03.2012 15:10
Индекс материала |
---|
АМС Солнечной системы. Часть 5. Покорение Луны. |
Страница 2 |
Все страницы |
Первая дошедшая до нас карта Луны датирована 1603 годом, на ней видны первые попытки присвоить имена лунным деталям. Галилео Галилей направил свой первый телескоп на Луну в 1609 году и обнаружил на ней горы. Все лунные атласы, публикуемые до середины 20 века, были составлены по зарисовкам, сделанные астрономами при непосредственном наблюдении в телескоп. С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.
Сегодняшний обзор будет об исследованиях спутника Земли автоматическими межпланетными станциями и астронавтами, которые после длительного перерыва возобновились в ХХI веке.
ИСТОРИЯ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛУНЫ
Программы осуществлялись в три этапа:
1) облет Луны, фотографирование поверхности и составление подробных карт;
2) посадка на нее космических аппаратов;
3) высадка на поверхность Луны космонавтов и возвращение на Землю.
"Луноход-2" с помощью АМС "Луна-21" (1973) сел на окраину Моря Ясности, и кроме всего прочего доставил на спутник лазерную мишень, которая до сих пор используется для определения орбиты Луны. "Луноход-1" работал 10,5 земных месяцев, "Луноход-2" — 4,5 земных месяцев. Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.
Еще менее удачной была программа по подготовке пилотируемого полета советских космонавтов к Луне "Зонд" (1964-1970) - тяжелых лунных кораблей серии "Союз 7К-Л1". Из-за конкуренции двух конструкторских бюро Королева и Челомея, внезапной смерти С.П.Королева в 1966 году, а также некоторых организационных и технических просчетов, почти все запуски лунных "Зондов" закончились неудачами на разных стадиях полета.
Но стоит отметить полеты кораблей "Зонд-3" (1965), "Зонд-5" (1968) и "Зонд-7" (1969). По фотографиям сделанным АМС "Луна-3" и "Зонд-3", Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга был выпущен "Атлас обратной стороны Луны" с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных образований. "Зонд-5" - это первый аппарат, обогнувший Луну с живыми существами (черепахами) на борту, правда посадка на Землю была нештатная, с большими перегрузками. "Зонд-7" - единственный полностью успешный полет к Луне и обратно (с биологическим контейнером), но месяцем раньше американские астронавты высадились на Луну, "лунная гонка" полностью проиграна, поэтому после еще одного полета "Зонда-8" в 1970 году, подготовка советских космонавтов по лунно-облетной и лунно-посадочной программе была прекращена по политическим мотивам.
Попытки посадить "мягко" аппарат начались еще в 1963 году, но только в 1966 году сначала это удалось СССР ("Луна-9"), а затем и американской АМС "Surveyor-1" со многими научными приборами на борту (телекамера, акселерометр, сейсмометр, бур и анализатор почвы, газового состава атмосферы Луны, давления и магнитного поля). Программа "Surveyor" (1966—1968) оказалась довольно удачной для NASA: из семи запусков было потеряно только два аппарата.
Аппараты окончательно доказали, что Луна прочная и не радиоактивная, и по ней вполне сможет пройтись человек в скафандре. Теперь нужна была подробная карта, чтобы выбрать места для посадки космических кораблей. Для детального исследования всей поверхности спутника Земли, параллельно с программой "Surveyor", в 1966—1967 гг. на окололунной орбите успешно отработали американские зонды "Lunar Orbiter 1-5", тщательно закартографировав 99% лунной поверхности. На основе этих снимков NASA выбрало места для посадок пилотируемых экспедиций по программе "Аполлон" и подготовила новые лунные атласы.
Теперь США оставалось сделать последний рывок, чтобы выиграть в "лунной гонке". С этим с большим успехом справилась программа пилотируемых миссий NASA "Apollo" (1968-1972). Прежде чем лететь на Луну, NASA решило провести три испытательных пилотируемых полета "Аполлонов" на околоземной орбите, но состоявшиеся в СССР успешные запуски "Зонда-5" (с черепахами) и "Зонда-6" осенью 1968 года, заставили пересмотреть их планы, и "Аполлон-8" в декабре 1968 года идет на риск и совершает облет Луны с экипажем (Джеймс Ловелл, Уильям Андерс, Фрэнк Борман). Захватив это первенство, "Аполлон-9" (в марте 1969 г. на околоземной орбите) и "Аполлон-10" (в мае 1969 г. на окололунной орбите) спокойно продолжили испытывать системы командного модуля и лунного корабля.
В рамках миссий "Аполлон" планировалось еще 8 пилотируемых запусков, а также строительство обитаемой лунной и орбитальной базы в 1980-х годах. Но этим мечтам не дано было сбыться, так как финансирование стало стремительно перекидываться на войну американцев во Вьетнаме. На Луну удалось слетать только экипажам "Аполлонов 11-17" (1969-1972) ("Аполлон-13" в 1970 году в связи с аварией на корабле только облетел Луну), затем программа была свернута, тем более что теперь русские развивали свою лунной программу только в сторону доставки лунного грунта с помощью АМС на Землю.
После окончания советской программы "Луна" (1958-1976) и американской "Аполлон" (1968-1972) исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены и работы по ее картографированию значительно сократились. О Луне забыли на 11 лет, пока дважды (1990 и 1992 гг.) мимо нее, на пути к Юпитеру, не пролетела АМС "Галилео" (США). NASA воспользовалась ситуацией и получила цветные снимки обратной стороны Луны и ее северной полярной области. Получить высококачественные снимки Луны удалось также АМС "Нозоми" (Япония) в 1998 году по пути к Марсу и АМС "Кассини" (США) в 1999 году по пути к Сатурну.
Первым искусственным спутником Луны (ИСЛ) после длительного перерыва стал японский спутник "Hiten" в 1990 году, запустив новый виток в исследовании спутника Земли межпланетными аппаратами. Два американских космических аппарата "Clementine"(1994) и "Lunar Prospector" (1998-1999) проводили геологическое и геохимическое исследования на лунной орбите. АМС "Clementine" впервые составила глобальную карту элементного состава Луны и в частности обнаружила большие запасы льда на её южном полюсе. С помощью АМС "Lunar Prospector" создана модель гравитационного поля Луны, было обнаружено несколько новых масконов (мест с аномальной гравитацией).
Credit: Mark A. Wieczorek
14 сентября 2007 года Япония запустила АМС для исследования Луны SELENE (Selenological and Engineering Explorer - Селенологический и технологический исследовательский аппарат), более известный как "Кагуя" (Kaguya, JAXA, 2007-2009), названный в честь принцессы из древней японской сказки, а 24 октября 2007 года в "лунную гонку" официально вступила и КНР, запустив первый китайский спутник Луны "Chang'e-1" (2007-2009), названный в честь богини китайского эпоса.
С помощью снимков "Chang'e-1" Китай создает глобальную цифровую модель рельефа Луны, а также произведена оценка возможности промышленной разработки лунных месторождений железа и гелия-3.
22 октября 2008 года был запущен индийский аппарат "Chandrayaan-1" (ISRO, 2008-2009). Аппарат состоял из орбитального модуля для изучения элементного состава Луны и ударного зонда. Данные полученные при жёсткой посадке ударного зонда будут использованы для мягкой посадки будущего индийского лунохода, доставка которого на Луну запланирована в ходе полёта следующего зонда "Chandrayaan-2".
НА ОРБИТЕ ЛУНЫ. НАШИ ДНИ.
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд, NASA) — искусственный спутник Луны, вышедший на полярную лунную орбиту 23 июня 2009 года, телекамеры которого показывают поверхность с разрешением 0,5 метра. На борту нес с собой суб-спутник Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) - космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров.
Особенно ученых интересовала возможность залежей водяного льда в околополярных районов, которые сейчас считаются наиболее перспективными для организации обитаемой базы. Для этого суб-спутник LCROSS с разгонным блоком "Центавр" совершили запланированное падение в кратер Кабеус (англ. Cabeus), расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 9 октября 2009 года в 11:31:19 UTC в результате падения "Центавра" было выброшено облако газа и пыли. Следом за ним сквозь выброшенное облако частиц пролетел LCROSS, анализируя вещество, поднятое со дна кратера, и передавая на Землю результаты исследований. LCROSS упал в тот же кратер в 11:35:45 UTC.
За падением аппаратов с лунной орбиты следил зонд LRO, с околоземной - космический телескоп Хаббл и европейский спутник "Odin", а с Земли все доступные крупные обсерватории. Была возможность увидеть вспышку от падения и астрономам-любителям с большими апертурами телескопов, для них NASA предоставила все необходимые данные и карты, где можно будет увидеть падение. Также NASA TV организовала прямую трансляцию с аппарата LCROSS.
К 40-летию полёта Аполлона-11, LRO в период с 11 по 15 июля LRO произвела съёмку и передала на Землю первые в истории детальные снимки самих лунных модулей, посадочных площадок, элементов оборудования, оставленных экспедициями на поверхности и, даже, следов самих землян от тележки и лунного ровера.
Увеличенный аппарат - в левой нижней вставке;
D - посадочная ступень, А - взлётная ступень.
Credit: NASA / GSFC / Arizona State University
Место посадки Аполлона-12, сфотографированное Lunar Reconnaissance Orbiter в 2011 году. Видны следы астронавтов, посадочная ступень лунного модуля Intrepid, оставленное научное оборудование (ALSEP) и КА Surveyor-3.
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University
Официальный сайт проекта http://lunar.gsfc.nasa.gov/ и страничка LCROSS
Чанъэ-2 (Chang'e 2, CNSA) — второй китайский спутник зондирования Луны, запущенный 1 октября 2010 года с космодрома Сичан в юго-западной провинции Сычуань при помощи ракеты-носителя "Чанчжэн-3С". В основную задачу "Чанъэ-2" входит получение четких фотоснимков, которые определят подходящие места для посадки лунного аппарата "Чанъэ-3" в 2013 году и последующих космических аппаратов Китая. 27 октября аппарат начал фотосъемку участков Луны, приблизившись на расстояние 15 км к лунной поверхности (в перицентре).
Сайт Китайского национального космического управления CNSA
На GRAIL установлены небольшие камеры MoonKAM, которыми будут управлять школьники, оставляя заявки для съемки интересующих их мест. Просматривать снимки можно будет прямо на сайте миссии.
Официальный сайт проекта https://moonkam.ucsd.edu/
ПЛАНЫ НА БУДУЩЕЕ
Возможно, когда Китай в начале 21 века представил свою программу освоения Луны, это подтолкнуло остальные космические державы опять развернуть свои лунные программы. Снова заговорили о постройке обитаемых лунных баз. Вполне вероятно, что вскоре Китай станет второй страной, обеспечившей высадку человека на Луну. Китай планирует пилотируемые полёты к Луне около 2024-2025 гг. и строительство лунной базы к 2050 г. Из-за затянувшегося экономического кризиса в мире, лунные планы космических держав постоянно пересматриваются и передвигаются на более поздние сроки.
Китайское национальное космическое управление (CNSA) планирует в 2013 году высадить лунный аппарат ("Chang'e-3").
Американский проект LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) по исследованию лунной атмосферы и пылевого окружения её орбиты запланирован на 2013 год. На нем также отработают технологию Lunar laser Communication (лунная лазерная связь).
Индийская организация космических исследований (ISRO) планирует с помощью посадочного аппарата, разработанного Роскосмосом "Луна-Ресурс", доставить на Луну индийский автоматический луноход в 2015 году. Запуск посадочного модуля "Луна-ресурс" с ровером будет произведен с космодрома Шрихарикота на индийской ракете-носителе GSLV-2 в связке с орбитальным модулем "Chandrayaan-2".
С 2007 года также идет конкурс Google Lunar X PRIZE на создание недорогого лунохода. В конкурсе допускаются команды из любых стран. Условия конкурса (полная миссия) включает 3 основных задания: мягкая посадка на лунную поверхность, передвижение (мобильность) по лунной поверхности, передача на Землю изображения и других данных. Первый этап конкурса завершится 31 декабря 2012 года. Всего на 1 января 2012 года участвуют 29 команда из 17 стран мира. С российской стороны участвует команда "Селеноход".
Что ж, пожелаем им всем удачи!
АМС Солнечной системы. Часть 2. К Юпитеру и дальше...
По материалам свободных источников
Фотографии и иллюстрации NASA, JAXA, CNSA, ISRO, Роскосмос