Полезная нагрузка миссии KPLO

SpaceX запускают вторую миссию к Луне. На этот раз в интересах Южной Кореи. Korea Pathfinder Lunar Orbiter (или KPLO) должен стать первым южнокорейским космическим аппаратом, который выйдет за пределы околоземной орбиты и отправится к Луне.

Разработка миссии KPLO и одноимённого спутника, который также называется Danuri (от комбинации корейских слов, означающих "Наслаждаясь Луной"), была начата Корейским институтом аэрокосмических исследований (KARI) при содействии NASA ещё в 2016 году. В конце 2017 года KARI выбрали компанию SpaceX для запуска миссии на ракете Falcon 9 из Флориды. Но несмотря на планы, оказалось, что космический аппарат превысил свою первоначальную стартовую массу, и инженерам потребовалось больше времени для завершения проектной работы над ним. В итоге после "диеты", масса спутника составляет 678 кг, большая часть которой отводится топливу на основе гидразина. Изначально предполагалось запустить миссию в 2020 году, но из-за задержек с проектированием её сдвинули на 2022.

Главная цель KPLO заключёна в самом его названии. Космический аппарат является своего рода первопроходцем, который должен проложить дорогу для будущих миссий Южной Кореи в области освоения космоса, включая отправку ещё одного орбитального аппарата, а также посадочной платформы с небольшим луноходом в начале 2030-х годов. Кроме того, Южная Корея присоединилась к соглашению в рамках программы Artemis, и эта миссия внесёт свой вклад в подготовку к лунной международной мегапрограмме.

KPLO проведёт испытания новой платформы для космического аппарата, предназначенного для миссий в дальнем космосе. Danuri также проверит оборудование для связи, включая "межпланетный интернет" с использованием сети, устойчивой к сбоям. Кроме того, спутник несёт несколько научных инструментов, которые помогут в составлении карт лунной поверхности для выбора мест посадки, исследовании ресурсов Луны, таких как водяной лёд, а также в изучении радиационного фона вблизи спутника Земли.

Миссия будет запущена к Луне по траектории орбиты, аналогичной кубсату CAPSTONE от NASA, недавно запущенному на ракете Electron компании Rocket Lab. Falcon 9 выведет аппарат на низкую опорную орбиту, затем, после серии манёвров, KPLO должен выйти на специальную эллиптическую переходную орбиту к Луне (BLT), это необходима для экономии топлива космического аппарата на пути к спутнику Земли. Эта орбита переместит Danuri ближе к точке Лагранжа L1. Когда он приблизится к ней, её гравитационное притяжение поможет ему продвигаться дальше к Луне. Затем, используя свой двигатель, аппарат проведёт ряд манёвров, чтобы выйти непосредственно на лунную орбиту.

Если миссия будет запущена в запланированный срок, KPLO прибудет на круговую орбиту Луны к 16 декабря. После чего к Новому году, спутник понизит высоту орбиты до ~100 км. Ввод в эксплуатацию и испытания продлятся примерно месяц, и к 1 февраля спутник, как ожидается, начнёт свою полноценную работу. Основная миссия спутника рассчитана на 1 год. Если у KPLO будет достаточно топлива, руководители миссии могут рассмотреть возможность продления миссии до 2024 года, при этом космический аппарат снизит свою орбиту примерно до 70 км, чтобы проводить больше научных исследований.

Сам спутник представляет собой небольшую платформу в виде куба с 4 маневровыми двигателями и 8 двигателями управления ориентацией, двумя солнечными панелями и комплектом антенн для связи в S и X-диапазонах. На борту аппарата размещены:

— Камера ShadowCam от NASA. Она создана на базе камеры Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). При этом датчик камеры в 200 раз более чувствителен, чем камера LRO, что позволит ей снимать изображения внутри тёмных кратеров вблизи полюсов Луны, где могут находиться следы водяного льда. Разрешение камеры составляет 1,7 м. Кроме этой камеры, NASA поддерживало разработку самой миссии, а также будет помогать со связью, отслеживанием и навигацией спутника с использованием наземных станций агентства. KARI и NASA также создали совместную научную группу для проведения исследований с использованием данных миссии.

— Lunar Terrain Imager (LUTI) - камера, которая должна получить изображения будущих мест для посадки на лунную поверхность в высоком разрешении. Камера имеет разрешение 5 м с полосой обзора в 8 км.

— PolCam - широкоугольная поляриметрическая камера, которая будет использоваться для получения поляриметрических изображений поверхности Луны (за исключением её полярных областей). Эти изображения будут иметь среднее пространственное разрешение, но с более широкими углами обзора. Такие снимки будут использоваться для подробного изучения характеристик лунного реголита.

— Магнитометр KMAG - необходим для измерения магнитных параметров лунной среды. Прибор состоит из трёх феррозондовых магнитометров, размещённых на разных частях космического аппарата. Один размещён внутри корпуса, а два других установлены на стрелах длиной 1,5 м. Используя эти датчики, KMAG будет измерять силу магнитного поля на расстоянии до 100 км от лунной поверхности.

— Гамма-спектрометр KGRS - будет измерять гамма-лучи, исходящие от лунной поверхности. Они позволят определить характеристики ресурсов Луны и составить карту их распределения по поверхности спутника Земли.

— Система связи KSPL - экспериментальная полезная нагрузка, которая представляет из себя систему связи на основе сетевой технологии, устойчивой к сбоям (DTNPL). В качестве теста KPLO попытается поднять беспроводную интернет-сеть для подключения к ней спутников. LRO должен подключиться к этой сети, при этом Danuri будет транслировать песню Dynamite южнокорейской группы BTS.

Стоимость миссии KPLO оценивается в $180 млн.

Если всё пойдёт по плану, Южная Корея станет седьмой страной, вышедшей на лунную орбиту.

South Korean spacecraft fueled for ride from Cape Canaveral to the moon by Stephen Clark for SPACEFLIGHT NOW

KARI names KPLO as it begins communication testing by Lee Kanayama for NASASpaceflight.com