Китайская автоматическая межпланетная станция (АМС) “Чанъэ-4” находится на лунной орбите и готовится совершить первую в истории посадку на обратную сторону Луны в первые дни января. Вот как будет происходить посадка.
Автоматическая межпланетная станция “Чанъэ-4” стартовала с космодрома Сичан, Юго-Западный Китай, 7 декабря и вышла на лунную орбиту 12 декабря, где она проверила связь со спутником-ретранслятором “Цюэцяо” и уточнила параметры своей орбиты.
“Чанъэ-4” в настоящее время находится на эллиптической полярной орбите с параметрами 15 х 100 км, готовая к посадке в кратере Фон-Кармана в начале Нового года, сообщает Китайское национальное космическое управление (CNSA).
Согласно любительским космическим трекерам, эта орбита должна провести космический корабль над кратером Карман для возможной посадки около 2 или 3 января, или через несколько дней после восхода Солнца над этой областью, чтобы позволить посадочному модулю и луноходу, которые работают в основном от солнечных батарей, немедленно начать работу на поверхности.
Первая и пока единственная в Китае посадка на Луну была осуществлена автоматической межпланетной станцией “Чанъэ-3” в декабре 2013 года. Хотя посадка “Чанъэ-4” будет в чём-то похожа, но ей придётся преодолеть новые трудности. Посадка “Чанъэ-3” транслировалась почти в прямом эфире, но вряд ли это можно ожидать для посадки “Чанъэ-4”.
Начало спуска
Ожидается, что орбита АМС будет тщательно скорректирована таким образом, чтобы при заходе на выбранную посадочную площадку “Чанъэ-4” был достигнут периселений, на высоте 15 км.
В заданной точке “Чанъэ-4” начнет свои маневры посадки и использует свой главный двигатель переменной тяги для замедления космического аппарата. АМС будет использовать свой лазерный дальномер, разработанный китайской Академией наук для определения высоты и скорости. Во время “фазы быстрой регулировки” между 8 и 6 километрами над лунной поверхностью”Чанъэ-4″ будет вращаться на 90 градусов, используя свои тормозные двигатели для подготовки к вертикальной посадке, намного раньше, чем предыдущая миссия “Чанъэ-3”, которая изменила ориентацию на высоте 3 км над Луной.
После этого начинается фаза снижения, когда камера посадочного модуля начинает оптические наблюдения посадочной площадки для предотвращения опасности грубой посадки.
Эти процессы выполняются автономно, частично из-за более чем 3-секундной задержки по времени при связи между Землей и “Чанъэ-4” через “Цюэцяо”.
Поскольку лунный ландшафт на обратной стороне гораздо более изрезанный и изменчивый, “Чанъэ-4” должна точно ориентироваться на относительно плоские области. Чтобы помочь с этим требованием для большей точности, спуск “Чанъэ-4″ будет гораздо более вертикальным, чем у”Чанъэ-3”.
На расстоянии около 100 метров лазерное 3D сканирование начнет предоставлять данные о высоте, как показано на анимации выше, как часть фазы зависания, которая позволит избежать препятствий на поверхности, которые могут угрожать посадке.
На высоте 30 метров, согласно документу, представленному специалистами из Пекинского аэрокосмического командного центра управления (BACC) на Международном астронавтическом конгрессе в Германии в октябре, начинается фаза медленного спуска и выключения двигателя.
Посадочный модуль имеет сухую массу 1200 кг и перевозит вездеход массой 140 кг. При взлете масса корабля, загруженного топливом для коррекции орбиты и спуска на поверхность, составляла около четырех тонн.
Планируемая последовательность спуска на обратной стороне Луны “Чанъэ-4”. BACC
Почему это первая попытка посадки на обратной стороне?
В то время как шесть пилотируемых миссий Apollo и ряд луноходов и миссий по возвращению образцов приземлились на видимой стороне, посадка на обратной стороне Луны не предпринималась раньше из-за дополнительных проблем.
Основная проблема заключается в том, что обратная сторона никогда не видна с Земли, из-за явления приливного захвата. Это означает, что за пределами Луны должен находиться спутник для передачи сообщений между наземными станциями слежения и космическим аппаратом.
“Цэюцяо” (сорочий мост), запущенный в мае, работает на гало-орбите вокруг особой гравитационно стабильной точки Лагранжа Земля-Луна L2, из которой он может поддерживать прямую видимость с Землей и лунной обратной стороной в любое время.
Анимация, показывающая “Чанъэ-4” на лунной орбите и связь со спутником-ретранслятором во второй точке Лагранжа Земля-Луна. Источник:CAST
Астронавт и геолог “Аполлона-17” Джек Шмитт решительно настаивал на посадке в кратере Циолковского на обратной стороне, используя перепрофилированный метеорологический спутник, расположенный в точке либрации за пределами Луны, для обеспечения связи, но это предложение было отклонено НАСА из-за опасений по поводу риска и высокой стоимости.
Выбор места для этих миссий осложняется такими ограничениями, как обратная сторона, имеющая большее количество кратеров и изменчивость высоты поверхности, чем видимая сторона, с угрозой окклюзии освещения от лунной поверхности.
Это связано с тем, что обратная сторона выглядит совсем по-другому по сравнению с видимой стороной, с большим количеством кратеров и небольшим количеством базальтовых “морей”, созданных потоками лавы, которые мы можем видеть невооруженным глазом, как темные пятна на видимой стороне. Почему это так – остается загадкой, и ответы помогут нам понять историю Луны и даже развитие Солнечной системы.
“Чанъэ-4” приземлится внутри Бассейна Южный полюс — Эйткен (SPA), глубочайшей и старейшей известной ударной структуры Луны, которая может содержать открытый материал из лунной верхней мантии и ключи к развитию и истории Луны.
Это старейший Лунный бассейн, простирающийся от южного полюса до кратера Эйткен. Он представляет огромный научный интерес и цитируется в Planetary Science Decadal Survey как содержащий ответ на несколько высокоприоритетных научных вопросов и может способствовать пониманию всех земных планет в нашей Солнечной системе и времени и характера Поздней тяжелой бомбардировки.
Выбранная посадочная площадка находится в южной части кратера Карман диаметром 186 км, который предлагает относительно ровные участки с небольшим количеством склонов или видимых препятствий для безопасной посадки.
Ожидается, что ряд последующих ударных кратеров в окружающем регионе, таких как Финзен, доставляли ударные выбросы на дно Кармана, потенциально обеспечивая богатую коллекцию образцов бассейна SPA и геологической истории обратной стороны.
Изображение кратера Карман. Источник: NASA/GSFC / Университет штата Аризона
(gbtimes.com)
