В космической отрасли — настоящая «лунная лихорадка»: к спутнику Земли летит уже третий с начала года аппарат. У него необычный двигатель — на криогенном топливе. В чем риски? И чем будут уникальны фотографии Млечного Пути от модуля Nova-C?
С самого начала 2024 года мировая космическая индустрия словно затеяла «штурм» Луны автоматическими межпланетными станциями: только за январь к спутнику Земли отправились американский модуль «Перегрин» (неудачно) и японский аппарат SLIM (удачно, хотя и не без проблем). Теперь пришла очередь еще одного проекта из США — Nova-C. Этот посадочный аппарат — разработка частной компании Intuitive Machines, созданная под патронажем NASA. Старт ракеты-носителя «Фалькон 9» с Nova-C намечен примерно на девять утра по московскому времени 15 февраля. Главная технологическая особенность самого модуля — двигатель на криогенном топливе, который создает риски для миссии, но и повышает ее ценность в случае успеха. В чем особенность такого топлива? Какую полезную нагрузку «забросит» на Луну Nova-C (и при чем тут художник Джефф Кунс)? И почему нам наверняка понравятся сделанные станцией фотографии лунного неба? Рассказываем о миссии подробно.
Как появился проект Nova-C? В чем его главная технологическая особенность? И какой запланирована миссия модуля?
Так же как и «Перегрин», аппарат Nova-C создавался частной компанией по заказу NASA в рамках программы CLPS (Commercial Lunar Payload Services). Эту программу запустили в 2018 году, чтобы создать в США несколько коммерческих стартапов, способных выполнять заказы государственного агентства по доставке полезной нагрузки на Луну. CLPS предполагает выделение 2,6 миллиарда долларов в течение 10 лет для разных компаний, и к 2024 году подоспели первые ее финалисты, получившие более 70 миллионов на свои посадочные аппараты.
- Первый аппарат, созданный по контракту CLPS — тот самый «Перегрин» компании Astrobotic, — оказался неудачным и сгорел над водами Тихого океана.
- Второй аппарат — Nova-C, созданный компанией Intuitive Machines, — стартует утром 15 февраля (по московскому времени).
Позже в течение года обе компании планируют новые запуски. У Intuitive Machines в планах еще два старта в 2024-м. А Astrobotic этой осенью попытается посадить на Луну более тяжелый, чем «Перегрин», аппарат «Гриффин» с луноходом «Вайпер» от NASA. Наконец, возможно, в этом же году еще одна американская компания — FireFly Aerospace — запустит на Луну свой аппарат Blue Ghost.
Каждый производитель разрабатывает лунные аппараты в сотрудничестве и под контролем NASA, но все они опираются на различные технологии. Так, Nova-C отличает то, что в ее двигательной установке применяются топливные компоненты метан и кислород. Это так называемое криогенное топливо, то есть топливо, имеющее крайне низкую температуру в баках, около −180 °C. Его ранее редко применяли в межпланетном пространстве.
Проблема криогенного топлива — в длительном периоде его хранения при полете в дальний космос. Солнечный свет и включение ракетных двигателей способно разогреть топливо выше точки кипения, что может привести к разрушению топливного бака. Излишки газа можно стравливать в космос, но тогда топливо будет расходоваться впустую — и длительность работы аппарата будет заметно ограничена. Тем не менее конструкторы Nova-C нашли оптимальное, по их мнению, технологическое решение, которое частично нивелирует эти риски.
Nova-C должна провести в полете семь-восемь дней, совершить посадку и проработать на Луне около 14 дней. В ходе активной работы на поверхности, планируются «подскоки», то есть двигатель снова будут включать, чтобы аппарат поднялся на несколько метров или десятков метров и сменил место посадки. Все это время топливо должно удерживаться в баках и не перегреваться. Вероятно, из-за массивной двигательной системы аппарат оказался значительно тяжелее своего «соседа» по программе CLPS «Перегрина». Его собственная масса в четыре раза больше, при этом масса полезной нагрузки лишь немногим превосходит таковую для «Перегрина» — 100 килограммов против 90.
Что полезного доставит на Луну Nova-C? Чем будут уникальны сделанные в рамках миссии фотографии звездного неба? И какая скульптура Джеффа Кунса скоро окажется на спутнике Земли?
NASA оплатила доставку на Nova-C четырех элементов полезной нагрузки на Луну, а также отделение наноспутника класса Cubesat на низкой окололунной орбите. Поскольку у Intuitive Machines нет опыта посадки на Луну, приборы NASA выполняют тоже в основном испытательные функции — на них не возлагается серьезных научных задач.
- Так, две стереокамеры будут изучать воздействие посадочной ракетной струи на лунный грунт и разброс пыли во время посадки.
- Лазерный радар будет испытываться на способность обеспечивать точную и мягкую посадку с высоты пять километров.
- Лазерный ретрорефлектор можно будет использовать для определения точного места посадки и зондирования с окололунной орбиты.
- Радиочастотный топливный датчик будет испытываться на способность с высокой точностью определять содержание криогенного топлива в баках.
- И лишь один прибор обращен собственно к Луне — он будет собирать данные об электронной оболочке Луны и радиовсплесках в Солнечной системе используя для этого радиоприемник низкой частоты.
Более интересные широкой общественности приборы установлены на аппарате по инициативе некоммерческого проекта Ассоциации международной лунной обсерватории (ILOA). ILOA разместила две камеры для наблюдения лунного небосвода и астрономических съемок. Одна камера «всего неба» имеет настолько широкий угол обзора, что способна в одном кадре охватить весь лунный небосвод и линию горизонта, а вторая более узкоугольная, но также с довольно широким обзором.
Это будут, конечно, не первые астрономические приборы на поверхности Луны: ранее американцы в рамках экспедиции Apollo 16 и китайцы на беспилотном аппарате Changʼe 3 доставляли сюда ультрафиолетовые телескопы. Кроме того, на китайском аппарате Changʼe 4 установлен радиотелескоп сверхдлинноволнового диапазона. Однако камеры ILOA должны показать звездное лунное небо в привычном для человеческого глаза диапазоне и цвете, поэтому стоит подождать их результатов.
Кроме научных приборов, на борту Nova-C имеется нагрузка рекламного характера, датчик радиации Университета Луизианы, «Капсула времени» проекта Lunaprise и скульптурная композиция «Фазы Луны» американского художника Джеффа Кунса. «Скульптура» представляет собой 125 металлических шариков диаметром 2,5 сантиметра (один дюйм), раскрашенных в виде Луны в разных фазах. Отдельный аппарат EagleCam Университета аэронавтики Эмбри-Риддла будет сброшен перед самой посадкой и попытается сфотографировать Nova-C в процессе посадки и после нее.
Если посадка пройдет успешно, то следующие аппараты Intuitive Machines будут запускаться уже с более сложными приборами и инструментами, включая буровое устройство и сбрасываемый передвижной исследовательский модуль.
«Медуза»