Эти шесть стран собираются отправиться на Луну — вот почему
Луна станет одним из самых популярных направлений в Солнечной системе в следующем году. Туда направляются не менее семи миссий из Индии, Японии, России, Южной Кореи, Объединенных Арабских Эмиратов и США, а также несколько компаний.
Программа НАСА «Артемида» стоимостью 93 миллиарда долларов может привлечь к себе всеобщее внимание благодаря своему первому запуску в этом году, потому что это первый шаг к отправке астронавтов на Луну. Но Соединенные Штаты — лишь одна из многих стран и частных компаний, которые вскоре планируют запустить миссии, предвещая то, что, по словам ученых, может стать новым золотым веком исследования Луны.
Наука — не единственная движущая сила. Шквал миссий также сигнализирует о растущем стремлении нескольких стран и коммерческих игроков продемонстрировать свое технологическое мастерство и оставить свой след, особенно сейчас, когда добраться до Луны стало проще и дешевле, чем когда-либо прежде.
Южнокорейский лунный орбитальный аппарат Pathfinder (KPLO), например, «является первым шагом к обеспечению и проверке возможностей Кореи по исследованию космоса и получению новых научных измерений Луны», — говорит Че Кьюнг Сим, планетолог из Корейской астрономии. и Институт космических наук в Тэджоне, Южная Корея, который является членом научной группы, разрабатывающей один из инструментов миссии. «Нам нравится присоединяться к этой новой волне лунных миссий».
Четыре других страны также стремятся достичь Луны в 2022 году. Японский SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon), который, вероятно, будет запущен в конце этого года, попытается совершить точную посадку с таким уровнем точности, какой не имеет ни одна другая страна. когда-либо достигал. Эта миссия или миссия токийской компании ispace, запуск которой также запланирован на этот год, станет первым набегом страны на Луну.
Японская миссия SLIM проверит стратегии, направленные на точную посадку на Луну.
Фото: JAXA
Индийский «Чандраян-3», запуск которого в настоящее время официально намечен на август, который может быть отложен, станет второй попыткой страны доставить посадочный модуль и луноход на поверхность Луны после провала предыдущей миссии индийского посадочного модуля.
Посадочный модуль России «Луна-25», запуск которого в июле запланирован к южному полярному региону, станет первым полетом страны на поверхность Луны после предыдущей миссии Советского Союза по посадке на Луну в 1976 году. И Объединенные Арабские Эмираты приступают к свою первую лунную миссию с марсоходом по имени Рашид, запуск которой запланирован на конец этого года. Этот полет потенциально станет еще одним первым — как новаторское путешествие на Луну с коммерческой миссией. Рашид будет доставлен на поверхность на спускаемом аппарате, разработанном ispace, который отправится на лунную орбиту на ракете, разработанной SpaceX в Хоторне, Калифорния. Другие компании также отправляются на Луну в рамках программы НАСА, положив начало коммерческим полетам к другим мирам.
План по возвращению астронавтов на Луну стоимостью 93 миллиарда долларов
Некоторые из национальных космических агентств, управляющих этими экспедициями, предоставляют лишь скудную информацию о миссиях и о том, когда они будут запущены, причем графики часто меняются. Ученые также говорят, что война на Украине, скорее всего, задержит российскую миссию и может иметь неожиданные последствия и для других миссий.
Каждый раз, когда они запускаются, миссии стремятся предоставить потоки данных о Луне, лишь малая часть которых была исследована до сих пор. Ученые также говорят, что этот всплеск активности, вероятно, будет стимулировать более частый и дешевый доступ к Луне и повысит международный интерес к лунным исследованиям. Это также могло бы заложить основу для лунных аванпостов с экипажем, которые могли бы стать стартовой площадкой для путешествий на Марс.
Очень интересно и «чрезвычайно важно, чтобы так много стран участвовало в этой армаде космических кораблей, отправляющихся на Луну», — говорит Джеймс Хед, планетарный геолог из Университета Брауна в Провиденсе, Род-Айленд, который участвовал в подготовке НАСА «Аполлон».
космонавтов в 1970-х годах. «Существует так много нерешенных вопросов, которые можно решить с помощью множества различных роботизированных и человеческих возможностей».
Золотое дно для исследователей
Ученые едва могут сдержать восторг от результатов всей этой деятельности. «Если миссии, запланированные на 2022 год, увенчаются успехом, это означает более частый доступ к лунной поверхности, больше данных и, в конечном итоге, больше образцов благодаря роботизированному возвращению образцов», — говорит Клайв Нил, лунный геолог из Университета Нотр-Дам в Индиане. Для ученых, таких как Нил, которые пережили относительную засуху лунных миссий после закрытия программы НАСА «Аполлон» четыре десятилетия назад, все это «представляет собой возрождение лунной науки и исследований». По словам Нила, экспедиции дадут гораздо больше, чем просто исследования Луны, «потому что Луна — это ворота в Солнечную систему, особенно для исследований человеком».
Учитывая продолжающийся конфликт в Украине, неясно, сколько таких миссий будет выполнено в этом году.
Вполне возможно, что война может вызвать задержки за пределами России, потому что некоторые космические корабли из других стран потребуют транспортировки на больших грузовых самолетах к стартовым площадкам, а атаки России на Украину повредили самый большой грузовой самолет в мире — Антонов Ан-19. 225. Ученые говорят, что его разрушение может иметь волновые последствия для самолетов, доступных для предоставления таких услуг.
Даже если миссии отправляются с Земли по расписанию, нет гарантии их успеха. Последней лунной миссии Индии, Chandrayaan-2, удалось вывести космический корабль на орбиту в 2019 году, но его посадочный модуль и луноход потерпели крушение при попытке приземлиться. Ранее в том же году израильский посадочный модуль «Берешит» врезался в поверхность.
Гораздо более успешными были китайские миссии «Чанъэ-4» и «Чанъэ-5», которые с 2019 года собрали огромное количество данных с поверхности с помощью посадочного модуля и вездехода., и вернул образцы лунного реголита, или почвы, на Землю в 2020 году.
Китай планирует запустить свою следующую миссию по возврату образцов, «Чанъэ-6», в 2024 году.
Маловероятно, что все миссии доберутся до Луна в этом году, учитывая смесь прошлых успехов и неудач, говорит Махеш Ананд, планетолог из Открытого университета в Милтон-Кинсе, Великобритания. «Пока все игроки действительно не продемонстрируют, что они действительно могут безопасно приземлиться на Луну и провести важные научные исследования, я думаю, мы должны следить за этим пространством».
Вид Южной Кореи с орбиты
Из всех миссий, запланированных на 2022 год, исследователи особенно увлечены научными данными, которые могут быть получены с KPLO, первой попытки Южной Кореи достичь другого небесного тела. Этот аппарат, запуск которого ожидается в августе, выйдет на орбиту на высоте 100 км над поверхностью Луны и будет работать не менее одного года. В нем будут представлены пять инструментов, созданных и эксплуатируемых командами под руководством Южной Кореи, а также «ShadowCam» — высокочувствительная камера видимого света, предоставленная НАСА.
Как следует из названия, этот инструмент будет вглядываться в глубоко затененные области Луны, обеспечивая «первый в истории вид с высоким разрешением на постоянно затененные области Луны», — говорит Марк Робинсон из Аризонского государственного университета в Темпе, который является главным исследователем этого прибором и камерой NASA Lunar Reconnaissance Orbiter Camera, которая обращается вокруг Луны с 2009 года. ShadowCam поможет в поисках водяного льда в полярных кратерах и будет охотиться за необычными геологическими особенностями, связанными с экстремально низкими температурами.
В этом году Южная Корея планирует запустить свой лунный орбитальный аппарат Korea Pathfinder. На нем будет установлен инструмент НАСА под названием ShadowCam, который может заглянуть в сильно затененные кратеры, как показано на изображении этого художника. Предоставлено: Государственный университет Аризоны/Malin Space Science Systems
.
Ученые также с нетерпением ждут данных от прибора PolCam южнокорейской миссии, который, по словам Сима, предоставит первую карту всей Луны с использованием поляризованного света, чего еще не было сделано для каких-либо лун или планет.
Эти данные предоставят подробную информацию о структуре и размере материалов поверхности в зависимости от того, как они рассеивают свет.
Поляризация «не очень часто использовалась для изучения твердых планетных поверхностей, поэтому будет интересно узнать, что данные могут рассказать нам о текстуре, составе и, таким образом, геологии различных мест на Луне», — говорит Дэвид Блюэтт, лунный ученый из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд, главный исследователь финансируемого НАСА марсохода Lunar Vertex, запуск которого запланирован на 2024 год. , говорит, что карта размера зерен лунного реголита — одна из целей миссии — «облегчит выбор посадочных площадок для будущих лунных посадочных модулей, в том числе корейского». По ее словам, тот же метод может помочь ученым в изучении астероидов и других планет, таких как Меркурий. Она добавляет, что гамма-спектрометр на орбитальном аппарате будет отображать концентрацию примерно дюжины элементов, которые «будут необходимы для определения распределения лунных ресурсов» для потенциальной добычи в будущем.
НАСА должно возглавить возвращение человечества на Луну
Ян Гаррик-Бетелл, планетолог из Калифорнийского университета в Санта-Круз, говорит, что карта текстуры и размера зерен реголита может помочь ученым понять «большую тайну лунной науки» — природу лунной пыли, который покрывает почти всю поверхность. По его словам, картируя, как пыль меняется в зависимости от широты, и изучая другие ее аспекты, исследователи надеются лучше понять, как Луна развивалась на протяжении своей истории.
Гаррик-Бетелл входит в группу, помогающую интерпретировать данные о магнитном поле Луны, полученные с помощью магнитометра KPLO под названием KMAG, который строит и возглавляет Хо Джин, космический ученый из Университета Кён Хи в Сеуле. Гаррик-Бетелл надеется, что KMAG поможет разгадать еще одну лунную загадку: ученые сбиты с толку тем, как Луна имела сильное магнитное поле в своей ранней истории, миллиарды лет назад, учитывая, что вокруг нее никогда не было ядра из жидкого железа.
это то, что генерирует магнитное поле Земли.
Крошечное железное ядро Луны «настолько маленькое, что никакая существующая теория не может объяснить, как оно когда-то генерировало сильное магнитное поле», — говорит он. Тем не менее, наблюдения из космоса за древними породами в коре Луны сегодня показывают, что они обладают сильными магнитными свойствами и образовались в присутствии магнитного поля. «Таким образом, существует огромный разрыв между теорией и наблюдениями».
Сим говорит, что KPLO, надеюсь, станет началом серии запланированных южнокорейских вылазок на Луну, включая миссию по возврату образцов к 2030 году.0003
Планы посадки Японии
Японская миссия SLIM, запущенная из Космического центра Танэгасима в какой-то момент до марта 2023 года, ознаменует собой первое достижение этой страной лунной поверхности. Зонд примерно кубической формы, высотой 2,4 метра, предназначен для использования высокоточных технологий лунной посадки, чтобы позволить будущим миссиям с высокой степенью точности садиться в определенных местах — особенно тем экспедициям, которые надеются найти водяной лед в затененных кратерах на полюса Луны.
«Точная посадка является обязательной технологией для исследования Луны следующего поколения», — говорит Шин-итиро Сакаи, руководитель проекта SLIM в Японском агентстве аэрокосмических исследований (JAXA) в Токио.
SLIM предназначен для посадки в пределах 100 м от предполагаемой цели, а не просто в районе с благоприятными условиями для посадки.
Одним из нескольких инструментов на посадочном модуле является многодиапазонная камера, которая будет проводить спектроскопические наблюдения минерального оливина. Первоначально образованный глубоко внутри Луны, оливин может быть обнажён ударами метеоритов.
До сих пор ни одна миссия не собирала эти минералы, и ученые говорят, что они могут пролить свет на состав, структуру и эволюцию недр Луны. «Оливин был идентифицирован в нескольких конкретных точках на поверхности Луны, и возможность точной посадки SLIM позволит проводить такие наблюдения», — говорит Сакаи.
Россия на Луне
Российская миссия «Луна-25» станет первым зондом, отправленным на поверхность после советской миссии «Луна-24» по возврату проб в 1976.
В январе российское космическое агентство «Роскосмос» в Москве объявило, что в конце июля оно запустит миссию на ракете «Союз-2 Фрегат» с космодрома Восточный на Дальнем Востоке России. Роскосмос сообщил Nature , что миссия стартует в третьем квартале этого года. Но война против Украины нарушила некоторые космические планы России: 13 апреля Европейское космическое агентство объявило о выходе из миссии «Луна-25».
Если зонд прибудет, как и планировалось, — к северу от кратера Богуславского у южного полюса Луны, — он первым достигнет лунных полюсов, которые считаются возможным источником воды для будущих баз или поселений с экипажем.
На Луне-25 будет восемь инструментов, включая роботизированную руку. Это позволит выкопать полярный реголит в разных местах на глубину 20–30 сантиметров и доставить образцы на спектрометр корабля для анализа элементного и изотопного состава пород. Миссия также направлена на обнаружение воды.
Россия планирует запустить свой посадочный модуль «Луна-25» к Луне в конце этого года.
Фото: Сергей Бобылев/ТАСС/Alamy
Луна-25 — первая из серии лунных миссий, запланированных на ближайшие годы, и предназначена для эксплуатации и сбора данных в течение одного года.
Однако исследователи говорят, что не удивятся, если миссия будет отложена. «Эта война, безусловно, будет иметь серьезные последствия для этих вещей», — говорит Ананд.
Даже если миссия технически может быть выполнена, коллапс российской экономики перед лицом санкций может повлиять на нее, говорит Нил. «Российский рубль упал. Вот почему я говорю, что они не будут запущены. Если бы все было оплачено заранее, был бы шанс, но я настроен скептически».
Коммерческая гонка на Луну
На Луну стремятся не только страны. НАСА поддерживает ряд компаний в выполнении относительно небольших миссий через свои коммерческие услуги по обслуживанию Луны, целью которых является доставка частных посадочных аппаратов и марсоходов на Луну на коммерческих ракетах. Первую из этих коммерческих миссий, которые будут заниматься разведкой ресурсов и сбором данных вместе с программой НАСА Artemis, планируется запустить в конце 2022 года.
Будет гонка за тем, какая компания первой достигнет поверхности Луны. Японская компания ispace планирует запустить миссию M1 своей программы HAKUTO-R в последнем квартале 2022 года и может превзойти миссию SLIM на Луну. Посадочный модуль ispace включает в себя камеры, бортовой компьютер, использующий искусственный интеллект, и твердотельную батарею, и все это будет испытано в экстремальных лунных условиях.
Хидэки Шимомура, главный технический директор ispace, говорит, что успешная доставка коммерческого посадочного модуля станет «значительным научным достижением» и шагом к государственно-частным миссиям, которые снизят стоимость достижения Луны и могут доставить множество научных инструментов.
«Поскольку Луна становится более доступной благодаря более дешевому транспорту, частные коммерческие миссии будут поддерживать частые эксперименты и более научную деятельность», — говорит он. «Коммерческое исследование Луны набирает обороты во всем мире».
Корабль ispace также будет нести небольшие луноходы, построенные Космическим центром Мохаммеда бен Рашида в Объединенных Арабских Эмиратах и JAXA.
Ровер «Рашид» немногим больше радиоуправляемой игрушечной машины — он весит 10 килограммов и имеет длину 50 сантиметров, и его планируется эксплуатировать около месяца.
Марсоход Рашид из Объединенных Арабских Эмиратов отправится на Луну на посадочном модуле, построенном японской компанией ispace. Предоставлено: MBRSC
.
Он оснащен набором инструментов, в том числе микроскопом для получения снимков лунного реголита с высоким разрешением. Зонд Ленгмюра на марсоходе будет измерять плотность и температуру ионов и электронов в лунной экзосфере, чтобы выяснить, перемещает ли солнечный ветер пыль по поверхности Луны. Также есть тепловизионная камера для изучения лунной поверхности и эксперимент по оценке того, как различные материалы взаимодействуют с лунным реголитом, что может улучшить конструкцию будущих транспортных средств.
JAXA заявляет, что их вездеход представляет собой небольшой двухколесный «робот-трансформер», который будет работать в течение нескольких часов.
Он будет развернут и развернут из посадочного модуля ispace, собирая изображения и данные о лунном реголите и предоставляя информацию об условиях движения, которая может помочь агентству спланировать будущую миссию с герметичным вездеходом для астронавтов.
Заявка Индии на успешную посадку
Многие ученые говорят, что миссия Chandrayaan-3, проводимая Индийской организацией космических исследований (ISRO) в Бангалоре, в основном является второй попыткой доставить посадочный модуль и луноход на Луну. поверхность. И, как и другие миссии этого года, она также направляется в высокогорье у южного полюса.
Посадочный модуль и марсоход будут аналогичны посадочному модулю «Чандраян-2», но будут модифицированы для обеспечения успешной посадки. В миссии будет сейсмометр, эксперимент по измерению теплового потока с Луны и спектрометры.
В феврале ISRO объявила, что миссия начнется в августе, но с тех пор предоставила мало подробностей о миссии или ее статусе.
«Я не удивлюсь, если это будет отодвинуто на несколько месяцев», — говорит Ананд, но он очень надеется, что Индия добьется успеха. «Каждый раз, когда мы терпим неудачу, мы учимся чему-то новому».
ISRO не ответила на вопросы Nature , но ее председатель С. Соманат сообщил газете The Times of India в прошлом месяце, что запуск может быть отложен до 2023 года, добавив: «Список испытаний длинный. и мы не хотим ни в чем идти на компромисс».
Индия может поставить себе в заслугу всплеск интереса к Луне. Обнаружение следов воды — частично с помощью прибора НАСА во время индийской миссии «Чандраян-1» в 2008 году — и возможность наличия водяного льда на лунных полюсах стали важным фактором, говорит Ананд, который помог проанализировать образцы лунного реголита, доставленные на Землю китайской миссией «Чанъэ-5» для изучения истории воды на Луне. «История с водой немного изменила правила игры».
Блюэтт говорит, что здесь есть элемент национального престижа и геополитики, учитывая лунные успехи Китая и тот факт, что Соединенные Штаты планируют вернуть людей на Луну в 2025 году.