Вторник, 28 мая, 2024

16+

Тяжкий путь «Познания»: как Индия пыталась доставить ровер на Луну

Время на чтение 5 мин.

23 августа 2023 года Индия вошла в клуб стран, которые смогли совершить мягкую посадку на Луну, присоединившись к СССР, США и Китаю. В рамках миссии «Чандраян-3» посадочный модуль «Викрам» успешно прилунился на южном полюсе, а ровер «Прагъян» (в переводе с санскрита — «познание») начал свою работу на поверхности спутника. Произойти это должно было еще четыре года назад — но идентичный аппарат миссии «Чандраян-2» потерпел крушение.

Неудача «Чандраяна»

После потери посадочного модуля «Чандраяна-2» специальная комиссия начала расследование инцидента. Полные ее отчет не был опубликован, за что Индийскую организацию космических исследований (ISRO) критиковали, однако 16 ноября 2019 года, спустя три месяца после аварии, обнародовали основные выводы.

Тяжкий путь «Познания»: как Индия пыталась доставить ровер на Луну
Фото места посадки миссии «Чандраян-3», сделанное модулем «Викрам» сразу после прилунения. Фото: ISRO

Авария была вызвана сбоем в программном обеспечении. Первый этап спуска (фаза резкого торможения) с высоты 30 километров до высоты 7,4 километра над поверхностью Луны прошел, как и планировалось, со снижением скорости с 1683 до 146 метров в секунду. Аномальное отклонение в характеристиках началось на отметке 693,8 секунды с началом фазы так называемой «абсолютной навигации», когда необходимо сохранять фиксированную ориентацию посадочного модуля.

Было обнаружено, что тяга главных двигателей оказалась несколько выше номинальной, и на этом этапе посадочный модуль замедлился больше, чем следовало. Алгоритм управления тягой был настроен на внесение корректировок только в конце фазы, чтобы не допустить погрешностей в навигации. После завершения этой фазы коррекция характеристик модуля была ограничена из-за встроенных ограничений безопасности, таких как максимальная скорость, с которой может меняться положение.

Другими сопутствующими проблемами были грубое дросселирование главных двигателей, неправильный расчет оставшегося времени полета бортовым алгоритмом и очень жесткие требования к приземлению внутри запланированной посадочной площадки размером 500 х 500 метров, независимо от статуса полета.

Вследствие всего этого посадочный модуль «Викрам» увеличил свою горизонтальную скорость до 48 метров в секунду, чтобы достичь места приземления, при этом снижаясь с высокой скоростью 50 метров в секунду. Из-за этого модуль прилунился жестко, зато относительно недалеко от запланированного места.

Впрочем, орбитальный аппарат с восемью научными инструментами на борту продолжает работу — его миссия рассчитана на семь лет.

Миссия номер три — попытка номер два

Неудача не заставила Индию отказаться от планов по доставке ровера на Луну. В миссию «Чандраян-3» включили аналогичные разбившимся посадочный модуль «Викрам» и ровер «Прагъян». Целями миссии «Чандраян-3» заявлялись мягкая посадка на Луну, демонстрация возможностей лунного ровера, включая перемещения по поверхности спутника, изучение состава лунной поверхности для лучшего понимания ее структуры.

Конструкция и инженерные решения существенно отличаются [по сравнению с Чандраяаном-2], что делает его более надежным и позволяет избежать проблем, возникших в прошлый раз.

Доктор Шри Сомнатх, глава ISRO (источник)

Так, посадочный модуль «Чандраяна-3» имеет четыре двигателя переменной тяги, тогда как у «Чандраяна-2» их было пять, причем пятый, установленный в центре, был способен работать только фиксированной тягой. Посадочному модулю позволили контролировать положение и тягу на всех этапах спуска, а допустимую скорость коррекции ориентации увеличили с 10 градусов в секунду до 25. Кроме того, модуль оснащен лазерным доплеровским измерителем скорости, позволяющим измерять ориентацию в трех направлениях.

«Чандраяну-3» расширили зону приземления до квадрата со стороной 4 километра (это удалось сделать благодаря изображениям, полученным камерой высокого разрешения орбитального аппарата «Чандраян-2»). Также инженеры улучшили жесткость конструкции, добавили дополнительные системы на случай непредвиденных обстоятельств для повышения живучести посадочного модуля в случае сбоев во время спуска и посадки.

Тяжкий путь «Познания»: как Индия пыталась доставить ровер на Луну
Ракета-носитель LVM3 c аппаратами миссией «Чандраян-3». Фото: ISRO

В полет

Сперва «Чандраян-3» планировалось отправить к Луне уже в 2020 году, однако впоследствии миссию перенесли на три года — на июль-август 2023-го. 14 июля 2023 года «Чандраян-3» была запущена с космодрома в космическом центре имени Сатиша Дхавана на борту индийской ракеты-носителя LVM3. После серии маневров станция вышла на лунную орбиту 5 августа.

17 августа посадочный модуль «Викрам» отделился от орбитального аппарата, а 23 августа вышел на нижнюю точку своей орбиты и начал снижение. Посадка прошла успешно, посадочный модуль уже передал на Землю первые снимки, а луноход «Прагъян» начал передвижение по Луне.

При помощи «Прагъяна» ученые будут проводить анализ реголита (лунного грунта), что лучше изучить его химический состав и понять, из каких минералов он состоит. Одна из основных целей — поиск воды, которая, как мы уже знаем, точно есть на Луне. «Прагъян» должен обследовать кратеры в районе южного полюса нашего спутника: по одной из версии, именно там может сохраниться лед, ведь они постоянно находятся в тени.

«Прагъян» и «Викрам» проработают на Луне один лунный день, то есть примерно 14 земных. Орбитальный аппарат останется на связи в течение полугода. ISRO уже опубликовало видео того, как ровер выкатывается на поверхность Луны.

Что дальше?

Следующая миссия — «Чандраян-4» — будет осуществлена ISRO совместно с японским агентство аэрокосмических исследований (JAXA). Хотя ни концепция, ни планов миссии еще нет, она прогнозируется на 2026–2028 годы. Предполагается, что JAXA предоставит разрабатываемую сейчас ракету-носитель Н3, а Индия — посадочный модуль и ровер.

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь