Луна 25

В 1959 году, отправив к естественному спутнику Земли первые экспедиции, СССР открыл Лунную страницу космической эры. Так началась лунная гонка сверхдержав.

«Наши планы научных исследований, связанные с Луной, очень обширны, и мы даже думаем не в столь далёком будущем забросить на Луну постоянную автоматическую исследовательскую станцию, способную держать связь с Землей и думаем о посещении Луны человеком…» С.П. Королёв

И вот спустя полвека, лунная гонка вышла на новый виток противостояния.
14 июля 2023 года Индия запустила космический аппарат «Чандраян-3» к Луне. Цель этой миссии отработать мягкую посадку на поверхность спутника Земли в области южного полюса и провести исследования лунного грунта. Однако есть большой шанс, что Россия сможет сделать это раньше, запустив 11 августа 2023 года в 02:10:57 по московскому времени с космодрома Восточный ракету-носитель «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и автоматической станцией «Луна-25».

Вы спросите: "Но как!? Ведь наш запуск почти на месяц позже. Да и зачем нам эта лунная гонка?". На эти вопросы мы постараемся ответить в этой статье, но прежде для полноты картины, мы просто обязаны оглянуться в прошлое. Советский Союз первым отправил человека в космос, но мало кто помнит, что мы так же были первыми и в исследовании нашего естественного спутника Земли при помощи космических аппаратов.

Исследования луны с использованием космических аппаратов начались в 1959 году. Первым в мире рукотворным объектом, который достиг второй космической скорости, преодолел притяжение Земли и стал искусственным спутником Солнца, был аппарат «Луна-1», запущенный 2 января 1959 г. В свою очередь «Луна-2» была первой автоматической станцией, которой удалось совершить жесткую посадку на поверхность спутника Земли и доставить на нее советский вымпел.

15 сентября 1959 г., на следующий день после того, как станция достигла Луны, советский лидер Н.С.Хрущёв, подарил американскому президенту Д.Эйзенхауэру точную копию вымпела и специально изготовленный в честь этого события золотой значок.
 Выступая перед американцами, Никита Сергеевич сказал: 

«Мы не сомневаемся в том, что замечательные ученые, инженеры и рабочие США, которые трудятся в области завоевания космоса, также доставят свой вымпел на Луну. Советский вымпел, как старожил Луны, будет приветствовать ваш вымпел, и они будут жить в мире и дружбе, как и мы с вами на Земле должны жить в мире и дружбе, как должны жить в мире и дружбе все народы, населяющие нашу общую мать-Землю, которая так щедро вознаграждает нас своими дарами…»

В этом же году был осуществлен запуск космического аппарата «Луна-3» для первой в мире съемки обратной стороны Луны.
13 мая 1961 года был выпущен важнейший документ, определивший стратегию разработок ракетно-космической техники в СССР на первую половину 1960-х годов. Документ предписывал отмену ряда ранее начатых проектов, не имевших прямого оборонного назначения, и перенос сроков реализации других. Например, разработка объекта Е-4 (такое название было у автоматической станции со специальным зарядом и средством регистрации взрыва на поверхности Луны) была прекращена, а сроки подготовки к запуску объекта Е-6 (автоматической станции для выполнения мягкой посадки на Луну) перенесены с 1961 на 1962 год.

После длинной череды опытных испытаний и некоторых неудачных запусков нам все же удалось удержать первенство в этой гонке сверхдержав. 3 февраля 1966 года в 21:45:30 по московскому времени советская автоматическая станция «Луна-9», запущенная тремя днями ранее, впервые в истории совершила мягкую посадку на поверхность естественного спутника Земли.

Выполнив первое в мире «прилунение», станция «Луна-9» развернулась в рабочее положение и провела девять сеансов связи, передав на Землю три круговые панорамы лунной поверхности. С её помощью ученые получили информацию о свойствах лунного грунта, а также о космическом излучении на Луне и по всей траектории перелета, что стало ценнейшим материалом для разработчиков пилотируемой лунной программы.

Результаты полета «Луны-9» не только открыли новый этап планетных исследований, но и принесли свой политический эффект: СССР снова опередил США, которые смогли «прилунить» свою станцию Surveyor-1 только четыре месяца спустя.

Космический аппарат «Луна-10», запущенный в начале 1966 года стал первым искусственным спутником Луны. Он проводил исследования окололунного пространства с орбиты, а «Луна-13», запущенный в конце 1966 года, помог определить физико-механические свойства лунного грунта.

«Луна-16», запущенный в сентябре 1970 года стал первым в мире космическим аппаратом, который доставил на землю 101 грамм лунного грунта. Автомат пробурил поверхность Луны на глубину 35 см, вложил полученную колонку образцов внутрь герметичной капсулы, и 24 сентября ценный груз был доставлен на Землю.

В этом же году 17 ноября был запущен аппарат с автоматической самоходной лабораторией, управляемой с земли. В тот день на поверхность ночного светила мягко опустилась тяжелая автоматическая станция «Луна-17». После первого радио сеанса и передачи на Землю фототелевизионной панорамы окружающей местности, посадочная платформа развернула трапы, по которым на пыльный каменистый грунт съехал аппарат на восьми ажурных колесах. Так началась миссия «Лунохода-1» - первой в мире телеуправляемой передвижной научной лаборатории для исследования Луны, имя которой стало нарицательным и вошло во всемирный лексикон наряду со словами «Спутник» и «Гагарин».

Первый «Луноход» проработал до 30 сентября 1971 года, что на три месяца превысило запланированный срок. За 301 суточный день 6 часов 37 минут аппарат преодолел по лунной поверхности расстояние 10 540 м, обследовав площадь в 80 тысяч квадратных метров, отработав 537 циклов определения физико-механических свойств поверхности и выполнив химический анализ лунного грунта в 25 точках. На Землю были переданы 211 лунных панорам и 25 тысяч снимков.

Вторая доставка лунного грунта (55г) на землю была осуществлена в 1972 году аппаратом «Луна-20», а в 1973 году КА «Луна-20» («Луноход-2») прошел уже 39,1 километра по поверхности луны, попутно проводя научные и технологические исследования.

Сорок семь лет назад, а именно 9 августа 1976 года состоялся запуск КА «Луна-24», в результате которого Советским Союзом была осуществлена третья и последняя доставка на Землю образцов лунного грунта (170г) при помощи автоматических космических станций. В этот раз номинальное погружение буровой коронки в грунт составило 225 сантиметров, а фактическая длинна колонки с подповерхностным реголитом (лунным грунтом) около 160 сантиметров.

В наши дни Луна это самое изученное космическое тело после Земли. В то же время на лунные полюса не совершалось ни одной успешной высадки.
Индийский аппарат Чандраян-2, разбился четыре года назад, но и аппарат Чандраян-3 - это лишь вторая попытка Индии совершить мягкую посадку на Луну в полярном регионе. Вы наверное спросите, зачем это вообще нужно и почему именно в полярном регионе?
Один из американских аппаратов «Lunar Prospector» (в переводе «лунный геолог») сумел определить, что в грунте в приполярных регионах Луны повышенное содержание водорода. Однако сам по себе водород не может просто так содержаться в грунте, так как это очень летучий газ. Учёные предполагают, что на Луне он находится в химической связи с какими-то другими элементами, а самым распространенным соединением с водородом является вода. Предполагается, что ранее у Луны могла временно возникать более плотная атмосфера вследствие извержения вулканов, ударов крупных астероидов, или комет. И если в этой атмосфере содержалась вода или другие летучие соединения, то она могла выпадать осадками в холодных тёмных областях приполярья. Наибольшая концентрация предполагаемой воды наблюдается в наименее освещённых Солнцем областях Луны. В самых глубоких приполярных кратерах имеются области вечной тьмы, куда никогда не заглядывают прямые солнечные лучи, а на некоторых участках затенённых полярных кратеров температура поверхности может достигать минус 250 градусов Цельсия. Если эта гипотеза верна и подобные события действительно происходили на Луне, тогда на лунных полюсах содержится настоящая летопись событий за миллиарды лет.
Победивший участник нынешней лунной гонки получит важнейшие научные данные о космосе и воде, содержащейся на Луне.

Благодаря российскому прибору «ЛЕНД» удалось установить, что вода есть и на освещаемой поверхности, но находится она на некоторой глубине, под слоем сухого реголита, который служит хорошей теплозащитой. Доля воды по массе там может составлять до 0,5%. Также выяснилось, что количество водорода в затененных участках Луны ненамного выше, чем в освещаемых.
Чтобы найти и исследовать воду, необязательно садиться на дно постоянно затененных кратеров – можно прилуниться неподалеку, на освещаемой Солнцем поверхности и взять образцы, удалив верхний слой реголита до глубины 20–30 см.

Индийский Чандраян-3 полетит очень экономичной траекторией, предполагающей несколько витков у Земли, потом у Луны. Поэтому его полет растянется на несколько недель, и его посадка ожидается позже нашей. Российская автоматическая станция полетит короткой траекторией. Перелет по штатной программе составляет от 4,5 до 5,5 суток в зависимости от конкретной даты пуска. Во время перелета предусмотрено две коррекции с помощью двигательной установки посадочного аппарата. После отработки тормозного импульса «Луна-25» выходит на круговую околополярную орбиту искусственного спутника Луны высотой 100 км, работает на ней от трех до семи суток, при этом выполняются тщательные траекторные измерения для формирования предпосадочной орбиты. Затем выбирается район посадки (основной или резервный) и формируется посадочная орбита с высотой периселения 18 км над районом предстоящей посадки. Основной район, расположен к северу от кратера Богуславский, а резервные районы - юго-западнее кратера  Манцини и к югу от кратера Пентланд А. Выбранные районы обеспечивают хорошие условия освещенности - около 45% от лунных суток, и радиовидимости для отечественных наземных станций. Ожидаемая массовая доля воды в верхнем слое реголита этих районов составляет не менее 0,1% по массе.

Российская программа исследования луны предусматривает целый комплекс миссий от «Луна-25» до «Луна-28». Предполагается, что это позволит создать необходимые условия для развертывания в будущем более масштабной программы исследования, в том числе с использованием пилотируемых средств. Подробнее о целях и плане полета, системах и научных приборах автоматической станции «Луна-25» — в специальном пресс-ките, подготовленном Роскосмосом, НПО имени Лавочкина и Институтом космических исследований Российской академии наук.

Мы же в свою очередь желаем удачи нашим ученым, искренне верим, что богатое наследие и колоссальный опыт Советского Союза по прилунению автоматических станций поможет им и в этот раз совершить мягкую посадку!