Китайская беспилотная станция «Чанъэ-4» совершила мягкую посадку в районе Южного полюса Луны. Это первый космический аппарат, прилунившийся на обратной стороне спутника Земли. Связь с ним поддерживается через орбитальный ретранслятор «Цюэцяо». На борту станции находится луноход, который обследует место посадки, проведет геологические и астрофизические эксперименты, опыты по выращиванию живых организмов в условиях малой силы тяжести.
Историческая миссия
Новости партнеров
Аппарат «Чанъэ-4» запущен 7 декабря 2018 года. Через 112 часов он достиг орбиты спутника и находился там, готовясь к прилунению. Посадку приурочили к началу лунного дня. Порядка десяти земных суток посадочный модуль и луноход смогут работать от солнечных батарей.
«Чанъэ-4» прилунился в кратере Карман, в бассейне Южный полюс — Эйткен. Это самая крупная и одна из древнейших ударных структур на Луне. Согласно данным спектрометров, здесь на поверхность выходит вещество верхней мантии: габбро, нориты, бедные кальцием пироксены. Они помогут ученым пролить свет на происхождение спутника Земли.
«Южный полюс — Эйткен давно привлекает ученых. Космические аппараты для посадки туда разрабатывали с конца 1990-х и у нас, и в США. Но Китай всех опередил, первый в мире отправил аппарат на обратную сторону Луны», — рассказывает Евгений Слюта, заведующий лабораторией Луны и планет Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН.
#China‘s Chang’e-4 probe sends back world’s first close shot of moon’s far side after historic soft landing on uncharted area https://t.co/OckokVjnh8 pic.twitter.com/ReORkkPcq3
— CGTN (@CGTNOfficial) 3 января 2019 г.
По его словам, российские специалисты готовили для этой космической миссии инженерную модель поверхности и лунного грунта, ведь у китайских ученых не было опыта непосредственного исследования Луны — их программа стартовала только в 2004 году. Воспользовавшись советскими и американскими наработками, китайцы успешно отправили два аппарата на орбиту спутника: «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2». Причем зонд «Чанъэ-2», разведав место для будущей посадочной миссии, отправился в точку Лагранжа L2 системы Солнце — Земля, а потом улетел фотографировать астероид Таутатис.
Новости партнеров
В 2013 году посадочный модуль «Чанъэ-3» доставил на Луну ровер «Юйту». После долгого перерыва на лунной поверхности вновь оказался земной аппарат. Последней там была советская станция «Луна-24» в 1976 году.
«Ничего особо нового для науки та экспедиция не дала, но для китайцев это серьезный шаг. А фактически это означает возвращение землян к Луне», — продолжает Слюта.
Сложный эксперимент, уникальные задачи
«Чанъэ-4» — брат-близнец предыдущей миссии. Посадочный аппарат и луноход дооснастили двумя европейскими приборами, для чего с лунохода пришлось снять манипулятор и спектрометр для определения элементного состава грунта.
Уникальность экспедиции в том, что зонд совершил посадку на обратной стороне Луны, которая никогда не видна с Земли. Чтобы решить проблему радиосвязи, в мае минувшего года китайцы запустили спутник-ретранслятор в точку L2 системы Земля — Луна. Его орбита находится в области видимости и с Земли, и с обратной стороны Луны.
«В программе «Аполлон» американцы тоже хотели прилуниться на обратной стороне, но для пилотируемой миссии это оказалось слишком сложной задачей. Китайцы первыми провели этот действительно непростой эксперимент. Российский аппарат «Луна-ресурс-2″ повторит его позже. Он тоже прилунится в районе Южного полюса и задействует схему ретрансляции через спутник», — уточняет Евгений Слюта.
Луна очень привлекательный для науки объект. Лунная кора образовалась 4,4 миллиарда лет назад. На Земле горные породы такого возраста не сохранились из-за геологических процессов. Самые древние у нас — около 3,7 миллиарда лет.
«Ранняя история Земли окончательно стерта, а на Луне все в первозданном виде. Луна поможет раскрыть тайну образования Земли», — подчеркивает планетолог.
Новости партнеров
Ученым нужны образцы грунта из разных мест Луны, причем из скважин. Это запланировано на следующем этапе лунной программы Китая — в миссии «Чанъэ-5», которая совершит посадку на видимой стороне, на горе Рюмкера. Аппарат оборудован буровой установкой, керны доставят на Землю.
Лунный грунт-реголит — слоистый. Каждый слой образовался в результате выброса породы от удара метеорита и подвергся облучению солнечным ветром — плазмой от коронарных выбросов и жесткими космическими лучами. В результате в частицах реголита накопились разные изотопы и соединения, которых нет в минералах коры и мантии. В самых древних кратерах Луны толщина слоя рыхлого грунта превышает десять метров.
Реголит расскажет, когда в земной атмосфере стал накапливаться кислород от жизнедеятельности организмов (обедненный изотопом 16O). Дело в том, что газовый поток с нашей планеты, так называемый земной ветер, попадает на спутник, когда тот находится с противоположной стороны по отношению к Солнцу, и так было всегда с момента возникновения первичной атмосферы на Земле. Состав ее буквально отпечатался в слоях лунного грунта.
«По летучим соединениям в слоях реголита мы можем сказать, когда на Земле образовалась магнитосфера. С ее появлением содержание земных газов в лунном грунте изменилось, поскольку сильное магнитное поле значительно ослабило воздействие на земную атмосферу солнечного ветра, который ионизирует и сдувает газы из верхних слоев», — объясняет ученый.
Колонка лунного грунта с обратной стороны Земли — это еще и ключ к определению точной даты, когда Луна стала вращаться синхронно с Землей и повернулась к нам только одной стороной. Об этом также сообщат земные газы в более древних слоях реголита — ученым известно, что наш спутник раньше вращался гораздо ближе к планете и с другим периодом. Правда, эти образцы на Земле появятся не раньше 2023 года, на следующем этапе китайской лунной программы.
«Луна — первая ступень для исследования дальнего космоса. Там нужны астрофизическая и биологическая обсерватории, научная база, хотя бы периодически посещаемая, лунный полигон для экспериментов», — подчеркивает Евгений Слюта. По его мнению, без этого невозможно разработать методы разведки, технологию добычи и обогащения местных полезных ресурсов, в первую очередь кислорода и водорода, необходимых для жизнеобеспечения и создания ракетного топлива.
Первая лунная биосфера
В китайской научной программе — множество экспериментов и сбор данных на поверхности Луны. На борту посадочного модуля и лунохода установлены три камеры для цветной и 3-D съемки высокого разрешения, инфракрасный спектрометр для изучения лунного грунта и газов, радар для зондирования недр, радиоспектрометр для приема низкочастотных сигналов из космоса, радиационный дозиметр, анализатор солнечного ветра.
Аппарат доставил на Луну небольшой цилиндрический контейнер с семенами картофеля и резуховидки Таля, яйцами шелкопряда, чтобы наблюдать за их развитием в условиях гравитации, в шесть раз меньшей, чем на Земле. Это важно для самообеспечения будущей лунной базы.
Идея в том, что из яиц разовьются червячки, которые будут вырабатывать углекислый газ, а растения дадут кислород. Таким образом в контейнере сформируется мини-биосфера. Самое сложное — поддерживать внутри температуру, ведь снаружи — от плюс 110 до минус 173 градусов Цельсия. Контейнер надежно изолирован, оборудован световыми трубками, фотокамерой и датчиками.
Амбиции есть, возможностей нет
Игорь Лисов, редактор-обозреватель журнала «Новости космонавтики», оценивает успех миссии «Чанъэ-4» и китайской лунной программы в целом очень высоко.
«Лунная программа КНР включает в себя три этапа: спутник, луноход, доставка грунта. Первые два выполнены, и запуск «Чанъэ-4» уже вне плана. Миссия «Чанъэ-5» для доставки грунта отложена — помешала авария носителя «Чанчжэн-5» на втором пуске. Тем не менее сейчас больше ни у одной страны мира нет пяти действующих аппаратов на Луне и вблизи нее.
Предполагается, что, если «Чанъэ-5» привезет грунт, запасную станцию «Чанъэ-6″ отправят в Северный полярный кратер, где может обнаружиться лед. На 2023 год предварительно запланирована доставка грунта с обратной стороны Луны. В 2025-м посадочный аппарат с луноходом отправят в район Южного полюса, а на 2027-й намечается посадка в районе Северного полюса с задачей отработки использования лунных ресурсов. Потом на спутнике Земли может быть создана китайская автоматическая научная обсерватория», — комментирует эксперт.
Построить лунную базу самостоятельно, по его словам, китайцы, в принципе, способны, так же как Россия и США, но ни у одной из стран пока нет средства доставки туда грузов.
«Сверхтяжелый носитель у Китая находится на этапе рисования картинок и первых огневых испытаний отдельных компонентов двигателей. В любом случае сначала — орбитальная космическая станция «Тяньгун» со сроком эксплуатации десять лет, примерно до 2032 года, а потом — Луна», — заключает Лисов.
