Четверг, 25 июля, 2024

16+

В гости к богине Чанъэ: как развивалась китайская лунная программа

Время на чтение 8 мин.

По легенде, Чанъэ выпила напиток бессмертия, который добыл для себя ее супруг, великий стрелок И. После этого богиню забросило на Луну, где она превратилась в жабу и коротает свой бессмертный век в одиночестве.

Названные в честь лунной богини китайские зонды «Чанъэ» уже давно не одиноки: недавно к спутнику успешно слетал уже шестой из них. Да и в жабу они не превратились: каждый успешно выполнил свою миссию, одновременно проложив дорогу своему последователю.

Первые лунные ласточки

Китайская межпланетная автоматическая станция «Чанъэ-1» открыла новую страницу в истории освоения космоса. Запущенная в 2007 году, эта миссия стала первым шагом Китая в исследовании Луны и заложила основу для более амбициозных проектов. «Чанъэ-1» успешно вышла на орбиту Луны и провела ряд важных исследований, включая детальное картографирование лунной поверхности, что позволило получить ценные данные о составе и структуре лунного грунта.

Пожалуй, важнейшим результатом миссии стала точная 3D-карта всей лунной поверхности. Кроме того, «Чанъэ-1» впервые в истории исследовал Луну с помощью микроволнового радиометра.

Зонд «Чанъэ-2» — брат-близнец первого аппарата с незначительными техническими улучшениями — стартовал спустя три года, в 2010-м. С высоты 100 километров над поверхностью он исследовал планируемое место посадки на Луну аппарата «Чанъэ-3». Закончив миссию у земного спутника, станция отправилась к точке Лагранжа L2 системы Земля — Солнце. Во время этого перелета Национальное космическое управление Китая протестировало систему навигации и управления космическими аппаратами. 25 августа 2011 года «Чанъэ-2» достиг расчетной точки и начал передавать оттуда данные. В апреле 2012 года зонд отправился в новое путешествие — на этот раз к астероиду Таутатис, мимо которого на расстоянии 3,2 километра он пролетел в декабре, сделав снимки поверхности с разрешением всего 10 метров.

В гости к богине Чанъэ: как развивалась китайская лунная программа
Снимок астероида Таутатис, сделанный «Чанъэ-2». Фото: CNSA

После этого «Чанъэ-2» продолжил удаляться от Земли, к 2014 году расстояние до него составило уже 100 миллионов километров. Команда зонда протестировала системы связи и управления в глубоком космосе, пока передатчики аппарата перестали справляться со столь большой дистанцией. Но «Чанъэ-2» вернется: ориентировочно в 2027 году он снова пролетит в окрестностях Земли.

«Зайцы» на Луне

Успех «орбитальных» миссий позволил Китаю перейти к следующей фазе лунной программы, целью которой стала мягкая посадка на поверхность спутника. Зонд «Чанъэ-3», прилунившийся 14 декабря 2013 года, стал первым аппаратом на Луне после советской «Луны-24», прибывшей туда в 1976 году. А Китай — третьей страной после США и СССР, совершившей успешную посадку на Луну. «Чанъэ-3» нес на борту луноход «Юйту», названный в честь лунного зайца богини Чанъэ. Шестиколесную машину собрали в Шанхайском институте инжиниринга аэрокосмических систем, она могла передавать видео в реальном времени и проводить простейшие исследования грунта. Планировалось, что «Юйту» проработает на поверхности три месяца, исследовав за это время около трех квадратных километров и проехав около 10 километров. Однако уже в конце января заяц поранил лапу об острые лунные камни и потерял возможность двигаться. Впрочем, луноход оставался на связи с Землей и передавал данные до марта 2015 года.

В гости к богине Чанъэ: как развивалась китайская лунная программа
Место посадки «Чанъэ-3», снятое с орбиты аппаратом LRO. Фото: NASA

Спустя шесть лет на Луну в районе кратера фон Кармана бассейна Южный полюс — Эйткен сел зонд «Чанъэ-4» с луноходом «Юйту-2». Впервые в истории человечества межпланетная станция совершила посадку на обратную сторону спутника. Перед этим на гало-орбиту в точке Лагранжа L2 системы Земля — Луна вышел спутник-ретранслятор «Цюэцяо-1», который обеспечил связь обоих аппаратов с центром управления.

В гости к богине Чанъэ: как развивалась китайская лунная программа
Ровер «Юйту-2» на поверхности Луны. Фото: CNSA

В специальной камере на борту «Чанъэ-4» впервые в истории на другом небесном теле проросли семена хлопчатника, рапса и картофеля. «Юйту-2» с помощью георадара впервые позволил составить послойную карту структуры спутника на глубину до 300 метров. Хотя планировалось, что луноход проработает лишь три месяца, он побил рекорд советского «Лунохода-1» (321 день) и проехал по поверхности более 1,5 километра.

Китай открыт каждому

Сейчас это трудно представить, но во время миссий «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4» китайское космическое управление активно сотрудничало… с NASA! Астрономы США и Китая согласовывали планы исследований, обмен информацией, а также согласовали использование ретранслятора «Цюэцяо» для будущих американских лунных миссий. А «Чанъэ-3» передавал данные через зонд Lunar Reconnaissance Orbiter.

В целом, Китай всегда позиционировал свою лунную программу как открытую к международному участию. Получение данных и контроль первых двух аппаратов обеспечивали наземные станции дальней связи Европейского космического агентства, также на АМС были установлены европейские научные инструменты. «Чанъэ-4» обогревался за счет российского радиоизотопного источника энергии, а научные приборы для него изготовили в Нидерландах, Германии, Швеции и Саудовской Аравии. Первая миссия по доставке лунных образцов «Чанъэ-5», о которой пойдет речь ниже, полагалась на данные телеметрии от центров наблюдения, расположенных в Европе, Аргентине, Намибии и Пакистане. А доступ к образцам грунта получили научные группы из Австралии, Великобритании, России, США, Франции и Швеции.

«Чанъэ» доставляет

Пятая лунная миссия, стартовавшая в 2020 году, обозначила переход к фазе сбора образцов. «Чанъэ-5» впервые с 1976 года (когда это сделала АМС «Луна-24») доставил на Землю два килограмма образцов реголита из Океана Бурь возле пика Рюмкера — довольно молодого покрытого базальтами региона возрастом около 1,2 миллиарда лет. В реголите нашли новый минерал, названный чанъэзит в честь модуля.

В гости к богине Чанъэ: как развивалась китайская лунная программа
Сборка зонда «Чанъэ-5». Фото: CNS

Орбитальный модуль «Чанъэ-5», сбросив образцы, продолжил полет к точке Лагранжа L1 системы Земля — Солнце, совершил два орбитальных маневра и два маневра по коррекции траектории, совершил облет Луны и вышел на далекую ретроградную орбиту вокруг спутника. Все эти операции команда миссии провела для подготовки будущих полетов.

Наконец, совсем недавно последняя на данный момент китайская лунная миссия «Чанъэ-6» завершилась успешно: впервые в истории на Землю доставили образцы грунта с обратной стороны Луны. Кроме того, на орбиту Луны вышел второй спутник-ретранслятор «Цюэцяо-2», который обеспечит связью седьмую и восьмую миссии.

В гости к богине Чанъэ: как развивалась китайская лунная программа
Пробирки с образцами реголита, собранными «Чанъэ-5». Фото: nature.com

Что дальше?

Лунная программа Китая вступила в четвертую фазу, которая предполагает создание автоматической исследовательской станции в районе южного полюса спутника. Ожидается, что в 2026 году станция «Чанъэ-7» доставит на Луну ровер и небольшой прыгающий зонд. Основная задача миссии — обстоятельное изучение этого региона в поисках природных ресурсов.

Спустя два года к Луне отправится «Чанъэ-8», которая отработает технологии, использующие природные ресурсы Луны для строительства и поддержания жизнедеятельности будущей базы на спутнике.

Эти технологии будут масштабированы на этапе пилотируемых полетов, которые запланированы на 2029–2030 годы. А затем совместно с Россией начнется строительство Международной научной лунной станции и масштабное освоение нашего спутника.

Китайская лунная программа является примером того, как стратегический и организованный подход к исследованию космоса приводит к значительным достижениям. Отправка зондов на окололунные орбиты, мягкая посадка на Луну, возвращение образцов грунта на Землю — каждый из этих этапов требовал сложных технологических решений и обеспечил ценные знания для дальнейших исследований.

1 COMMENT

  1. На консультации в МАИ сказали, что основной эффект создания силы тяги реактивного двигателя (РД) заключается в достижении полного сгорания топлива в сопле. То есть создав ТОЧКУ ОПОРЫ по срезу сопла, по реакции на стенки сопла можно рассчитать силу тяги реактивного движителя. Но ТОЧКУ ОПОРЫ можно создать и двумя симметрично, противоположно направленными на одной оси соплами РД с закреплёнными (приваренными) к ним на выхлопе под углом 45 градусов рабочими лопатками — активный двигатель (АД). Тогда, по расчёту, при полёте корабля до скорости 0,5 от скорости выхода газов из сопла эффективнее использовать реактивные движители, а при большей скорости активные движители.
    В МЭИ проводили опыты по компенсации теплоты расширения в теплоте парообразования центробежными силами на внутренней поверхности вращающегося цилиндра. Переход пара в состояние перегретой жидкости (коллапс пара начинался на радиусе примерно один метр), по расчёту, должен происходить на радиусе 1,05 метра. Тогда можно создать цикл паросиловой установки с двухфазным насосом (ДН); ДН, пароперегреватель, турбопривод, АД, с атомной теплогенерацией. Правда останутся потери при переносе теплоносителя по инерциальным системам и внутренние потери в турбоприводе – примерно 30%.
    Слушай https://youtu.be/ujXlDAPNJig Давление сжатия и давление веса
    https://youtu.be/xHUU2ePvgtM Давление сжатия и давление веса в двухфазном насосе
    https://youtu.be/oDUl7qnS5To Давление сжатия и давление веса в активном двигателе с двухфазным насосом
    Читай со Стр. 84 … https://euroasia-science.ru/wp-content/uploads/2016/11/euroasia_25_p2_6-152.pdf

Оставьте ответ

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