Из Индии на Луну

На март 2018 года назначен запуск индийской автоматической станции «Чандраян-2». Он должен будет достичь Луны, а его спускаемый аппарат – высадить на лунную поверхность луноход, который проработает там около двух недель. Сейчас Индийская организация космических исследований (ISRO) проводит испытания посадочного модуля и лунохода «Чандраян-2». Примерно через месяц начнется последний этап комплексных испытаний, где будут задействованы все компоненты «Чандраян-2».

«Чандраян-2» станет продолжением реализованного в 2008 – 2009 годах проекта «Чандраян-1». Название его означает «Лунный корабль». «Чандраян-1», оказавшись на окололунной орбите, отправил к поверхности Луны ударный зонд, совершивший Шеклтон, расположенного рядом с южным полюсом Луны. Выбросы лунных пород при падении зонда анализировались приборами, установленными на орбитальном модуле. Но за успехом на этом этапе программы последовала неудача. В августе 2009 года, когда орбитальный модуль «Чандраян-1» проработала лишь девять месяцев из запланированных двух лет, связь с ним была потеряна.

Обработка данных, которые успел собрать «Чандраян-1», все еще продолжается. Например, только этим летом международная группа ученых, анализируя его информацию, обнаружила, что на поверхности Луны есть вулканические горные породы, содержащие довольно большое количество воды (до 0,05 % по массе).

Задачи «Чандраян-2» значительно амбициознее. Орбитальный модуль массой около 1400 килограммов будет вращаться вокруг Луны на высоте 100 километров. На нем будут размещены пять научных приборов. Три из них представляют собой улучшенные варианты приборов, имевшихся на «Чандраян-1», два разработаны специально для этого проекта. Спектрометр мягкого рентгеновского излучения (Large Area Soft X-ray Spectrometer, CLASS) предназначен для изучения распределения химических элементов в лунной поверхности. Инфракрасный спектрометр (Imaging IR Spectrometer (IIRS) также послужит для поиска в грунте у поверхности Луны различных минералов и молекул воды. Радиолокатор с цифровым синтезированием апертуры (Synthetic Aperture Radar, SAR) сможет добыть сведения о веществах, залегающих на глубине до нескольких десятков метров. В частности его создатели планируют предоставить дополнительные доказательства того, что в этих слоях лунного грунта имеется водяной лед. Масс-спектрометр нейтральных частиц (Neutral Mass Spectrometer, ChACE-2) предназначен для изучения лунной экзосферы – крайне разреженной газовой оболочки, окружающей Луну. Наконец, камера (Terrain Mapping Camera-2, TMC-2) должна будет сделать снимки для подготовки трехмерной карты лунной поверхности. Ранее предполагалось, что на «Чандраян-2», как ранее на «Чандраян-1», будут размещены также приборы, созданные учеными НАСА, Европейского космического агентства и космических агентств других стран, но потом индийские разработчики объявили, что из-за ограничений массы аппарата они вынуждены отказаться от этого.

На посадочном модуле «Чандраян-2» будут помещены сейсмометр, термальный зонд, зонд Лангмюра, который предназначен для исследования плазмы у лунной поверхности, а также прибор для радиозатменного измерения общего количества электронов. Наконец, луноход массой около 20 килограммов с питанием от солнечных батарей. Он будет иметь шесть колес, каждое из которых будет связано с отдельным электродвигателем. Всего для движения и управления будут задействованы десять двигателей. Четыре колеса из шести будут независимо управляться. Ориентацию лунохода и преодоление им лунного рельефа помогут осуществить стереоскопическая камера и кинематический контроль тяги.

Чтобы убедиться, что аппаратура «Чандраян-2» способно правильно ориентировать посадочный модуль и выбирать нужную точку на поверхности Луны, в испытательном центре в Чалакири создали специальную площадку, где воспроизведен лунный рельеф с десятью кратерами. Прибора «Чандраяна-2» учатся рассматривать нее с пролетающего самолета.

Луноход станет передвижной химической лабораторией, которая будет на месте анализировать образцы грунта и передавать результаты анализа на орбитальный модуль. Для этого на нем будет установлен лазерно-искровой эмиссионный спектрометр. Его действие основано на облучении образца лазерным импульсом («лазерной искрой») с созданием в результате этого потока плазмы: свободных молекул, атомов и ионов. Затем прибор анализирует спектр полученной плазмы, определяя содержание в образце химических элементов. Второй прибор лунохода – альфа-частичный рентгеновский спектрометр, тоже предназначен для определения химического состава лунных пород. Он облучает образцы альфа-частицами и рассматривает их спектры в рентгеновских лучах.

Одной из приоритетных задач «Чандраян-2» станет исследование лунной экзосферы. Хотя, казалось бы, эта оболочка Луны выглядит несерьезно: она в десять триллионов раз менее плотная, чем земная атмосфера – тем не менее, она может стать важным фактором, препятствующим дальнейшей высадке на Луну космонавтов и потенциальной колонизации ее людьми. Поскольку газовая оболочка Луны разрежена, ее поверхность постоянно подвергается действию солнечного ветра, который создает вокруг Луны слой заряженных ионов – своеобразную плазменную оболочку. В ней “плавают” частицы пыли, поднимающиеся с поверхности Луны, например, в результате постоянных падений микрометеоритов. Эта пыль становится агрессивной средой для любых изделий человека. Она может повреждать аппараты, постройки, скафандры космонавтов. Поэтому очень важна информация о концентрациях этой пыли на разной высоте и о том, как она движется.

Для запуска «Чандраян-2» будет использована модифицированная индийская ракета-носитель GSLV Mk.II, которая в базовом варианте применяется для вывода спутников на геостационарную орбиту. Старт произойдет в Космическом центре имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота в Бенгальском заливе.

Общая стоимость проекта, включая ракету-носитель и запуск с космодрома, по расчетам ISRO должна составить 6,03 миллиарда рупий (93 миллиона долларов США). Это не просто ограниченный, а сверхэкономный бюджет. Тем не менее, работники ISRO верят в успех, который сделает их страну одним из лидеров в исследованиях Луны.