Полярник на Луне: российские ученые готовят амбициозную экспедицию

Экваториальные и умеренные пояса, где садились пилотируемые и автоматические аппараты, откуда были доставлены центнеры грунта и где работали луноходы, оказались далеко не самыми интересными. Обнаружилось, что главные ценности Луны скрываются в опасных, сильно изрезанных областях ближе к ее полюсам. «Луна так сориентирована относительно Солнца, что районы полюсов, начиная примерно с 65-й параллели и выше, остаются чрезвычайно холодными», – объяснил нам Игорь Митрофанов, глава отдела Ядерной планетологии Института космических исследований (ИКИ) РАН.

Солнечные лучи падают сюда под очень острыми углами и некоторых участков поверхности не достигают никогда. Склоны кратеров, валуны и скалы отбрасывают длинные непроницаемые и неисчезающие тени, которые действуют словно естественные морозильники. Летучие частицы, носящиеся в разреженной атмосфере Луны, попав в такие ледяные ловушки, оседают и замерзают, сохраняясь неопределенно долгий срок. Доставленное кометами вещество может накапливаться здесь сотнями миллионов, а возможно, и миллиардами лет, дожидаясь ученых – и колонистов.

Помимо прочего, этот грунт содержит большие количества водного льда, который может стать бесценным ресурсом для будущей обитаемой лунной базы, обеспечивая ее не только водой, но и кислородом и водородом, превосходным источником энергии. Первыми в 2009 году лунные запасы влаги нашли орбитальные аппараты – индийский Chandrayaan-1 и американский LRO, который, кстати, использовал для этого созданный в ИКИ РАН детектор нейтронов LEND. Но первая экспедиция, которая отправится прямо в эти суровые края, имеет все шансы оказаться российской.

«По меркам тех сроков, которые требуются для подготовки космических миссий, эти важные находки были сделаны не так давно, около десяти лет назад, поэтому новые полярные проекты еще не завершены, – говорит Игорь Митрофанов. – Что до времен лунной гонки, то она была прежде всего политической, а не научной, и полюса людей тогда мало интересовали. Летали туда, куда было удобней и безопасней. Лишь теперь становится очевидным, что полноценное освоение Луны начнется именно с полюсов».

Согласно планам, закрепленным в программе освоения Луны до 2040 года, именно в окрестностях южного полюса будут сосредоточены главные усилия российских ученых и конструкторов. «Луна-25» должна стать первой в череде полярных миссий: следующий аппарат проведет полный обзор спутника с орбиты и станет ретранслятором связи; «Луна-27» сядет еще на несколько шагов ближе к полюсу и проведет бурение мерзлого реголита; «Луна-28» отправит образцы местного грунта для анализа на Землю; наконец, сюда прибудет луноход – и уже в 2030-х начнется возведение базы.

Пока же мы следим за судьбой «Луны-25». Как когда-то антарктический поход Беллинсгаузена и Лазарева окончательно подтвердил слухи о существовании южного континента, так и этот аппарат сможет первым напрямую прощупать южные приполярные области Луны. Уже в марте 2021 года должна быть завершена сборка космического аппарата, после чего он отправится на испытания, а осенью того же года стартует к цели. «Все работы идут по графику, – заверил нас Игорь Митрофанов, – и пока мы совершенно уверены, что запуск состоится, как назначено, первого октября».

Стоит вспомнить, что на реализацию российских лунных проектов сильно повлияла потеря космического аппарата «Фобос-Грунт», который погиб при выходе на перелетную траекторию к Марсу в 2012 году. Почти готовая миссия «Луна-Глоб» была перенесена, а затем и вовсе пересмотрена. Но если название и платформа для «Луны-25» использованы новые, то научная нагрузка в целом осталась той же, что задумывалась еще в 2011-м. Сегодня изготовление приборов завершено, и они переданы в НПО им. Лавочкина, головному производителю аппарата.

Планируется, что, стартовав с Байконура, «Луна-25» за пять суток доберется до Луны и еще несколько дней будет совершать витки вокруг нее, выходя на оптимальную для посадки траекторию. С высоты 12–18 км, сориентировавшись по звездам, аппарат должен замедлиться, используя тормозной двигатель, до 1,5–3 м/с, мягко опуститься на выдвижные опоры, развернуть направленную антенну и выйти на связь. Со стороны может показаться, что зонд сел на бок.

Дело в том, что панели солнечных батарей «Луны-25» расположены не горизонтально, а по сторонам модуля, чтобы ловить низкое полярное солнце. И наоборот, отводящие лишнее тепло радиаторы находятся не сбоку, а сверху. «Энергии, как и денег, достаточно не бывает, – говорит Игорь Митрофанов. – Тем не менее ее хватит для работы всех предусмотренных научных приборов». Солнечные батареи обеспечат их в течение лунного дня (около 14,5 наших суток), а на ночь аппарат будет отключаться, следя за временем с помощью часов, получающих питание от небольшого радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГа) на 6,5 Вт.

Для посадки и работы «Луны-25» определены две области в окрестностях южного полюса. Основное место – чуть севернее кратера Богуславский, резервное (если по какой-то причине от первого придется отказаться) – близ кратера Манцини. Это еще не «крайний юг», но уже приполярная область – около 70° южной широты. Примерно там, где на Земле начинается берег Антарктиды. Ближе к полюсам территория становится более сложной для посадки, и эта задача отложена для будущих лунных миссий. Но ворота «лунной Антарктики» именно то, что нужно ученым сейчас.

«Мы уже знаем, из чего состоит лунный реголит и вблизи экватора, и на умеренных широтах, – говорит Игорь Митрофанов. – Теперь же необходимо выяснить, чем отличается полярный грунт, кроме воды. Какие еще летучие вещества найдутся в нем?» Этот интерес подпитывается не только будущими выгодами для лунной базы. Ведь кометы, вещество которых должно сохраняться в вечной мерзлоте приполярных районов, считаются чем-то вроде «капсул времени», состав которых практически не изменился с момента их образования в молодой Солнечной системе.

Не исключается, что вода, а то и сама жизнь была занесена на Землю именно кометами, и выяснить это можно, лишь изучая их состав. Недаром разработчики и США, и Европы, и Японии тратят столько усилий на отправку сложнейших и очень долгих миссий по перехвату комет и доставке их образцов на Землю. «Луна-25» может стать так любимым в России «асимметричным ответом» – одновременно и шагом в сторону освоения спутника, и сравнительно доступным способом изучить состав загадочного межпланетного вещества.