Лунная парочка: Орбитальный и ударный
Обычно столкновение с небесным телом и полное разрушение аппарата — последнее, чего желают своему детищу разработчики космических миссий. Но именно так поступают разработчики ударных зондов, в том числе и одной из новых миссий NASA, которые должны сегодня отправиться в район Южного полюса Луны.
«До сих пор мы никогда не отправляли к Луне сразу два аппарата, и это весьма захватывает. Это самый амбициозный "лунный" проект со времен миссий Apollo», — рассказывает Энтони Колапрет (Anthony Colaprete), глава группы разработчиков зонда LCROSS. В паре с орбитальным модулем LRO он должен быть отправлен на орбиту с мыса Канаверал на ракете-носителе Atlas V. Это первая лунная экспедиция NASA за последние 11 лет, и обошлась она более чем в полмиллиарда долларов. На что же уйдет столь внушительная сумма?
Модуль LRO должен выйти на селеноцентрическую (окололунную) орбиту и с нее составить карту лунной поверхности с беспрецедентным разрешением — теоретически, его аппаратура достаточно чувствительна для того, чтобы увидеть с орбиты следы, оставленные всевозможными луноходами. Если говорить в цифрах, то разрешение LRO достигает 30 см, тогда как до сих пор Луна была заснята с разрешением около 20 м.
Вся эта информация будет просто бесценна для возведения на Луне постоянной обитаемой базы (об этих планах NASA мы рассказывали в заметке «Первая база»). Помимо того, LRO должен собрать информацию о радиационном фоне и химическом составе областей, которые рассматриваются в качестве кандидатов на место будущей стройки. Полностью зонд должен охватить Луну и оба ее полюса примерно за год, но миссия его должна продлиться около 5 лет: аппарат будет служить еще и промежуточным узлом для коммуникаций «прилуняемых» аппаратов с Землей.
Ну а на боку зонда поместится ударный модуль LCROSS. У этого «автостопщика» своя задача: упасть в один из кратеров близ Южного полюса Луны, причем сила удара составит 1,5 тонны в тротиловом эквиваленте. Скорее всего, это будет глубокий кратер Шеклтона, хотя окончательная цель зависит от конкретного времени старта миссии. Как мы уже рассказывали в заметке «Сухая Луна», именно здесь, в глубокой тени, под слоем пыли ученые надеются найти замороженную воду, которая способна решить сразу множество проблем, стоящих перед проектами освоения Луны. Вода пригодится и для людей, и для растений, для работы некоторых инструментов и даже для выработки ракетного топлива.
Конечно, LCROSS — далеко не единственный аппарат, который исследует Луну таким «ударным» образом. Лишь на прошлой неделе японский зонд Kaguya был направлен прямо на поверхность спутника, а перед тем такая же судьба ждала китайский модуль Chang′e 1. «Идея бомбардировать Луну с научными целями появилась еще до моего рождения», — делится руководитель проекта LCROSS Дэниел Эндрюс (Daniel Andrews).
Предыдущие исследования показали, что полюса Луны содержат достаточные количества водорода, который может служить признаком наличия воды. Впрочем, окончательно подтвердить это пока не удается — и в этом смысле на LCROSS возлагаются большие надежды. На самом деле, полюса нашего спутника куда менее исследованы, чем, скажем, поверхность Марса.
Разработчики LCROSS делают все, чтобы удар получился внушительным. Вместо того, чтобы напрямую отправиться к Луне, как его собрат LRO, зонд за 110 дней дважды по длинной дуге обогнет Землю, используя ее притяжение в качестве «гравитационной пращи». Только получив дополнительное ускорение, ближе к октябрю LCROSS направится на Луну.
Сам по себе этот аппарат состоит из двух частей: разгонного модуля Centaur, который должен доставить его к цели, и управляющего модуля, который направит разгонный модуль в нужную точку, после чего сам отделится от него. По расчетам ученых, 2,3-тонный Centaur должен упасть на Луну под углом 85 градусов, на скорости около 9 тыс. км/ч. Как ожидается, такой внушительный снаряд должен поднять вверх, на высоту до 50 км, до 350 тыс. тонн лунной пыли и оставить на лунном лике след — воронку глубиной 4 и диаметром 25 м.
Тем временем экспонометр управляющего модуля быстро и точно замерит яркость самого взрыва, который произойдет при столкновении и должен продлиться буквально десятые доли секунды. Эти данные позволят сказать, как глубоко проник модуль в результате удара, а значит — и уточнить плотность грунта в этом районе. Модуль пролетит сквозь пылевое облако и всеми 5-ю бортовыми камерами и 3-мя спектрометрами изучит его в видимом, ближнем и среднем инфракрасном диапазонах, пытаясь найти воду и другие соединения.
Затем настанет черед и самого управляющего модуля. Примерно через 4 минуты после ракетной ступени он сам упадет в другой области Луны, в 3 км от первой точки. Для ученых это — разумный способ использовать модуль и получить дополнительную возможность наблюдать за столкновением, а значит — и новую информацию о ситуации в окрестностях Южного полюса спутника.
«Мы вытащим на свет божий материю, скрывавшуюся в глубине кратера уже пару миллиардов лет, — обещает Энтони Коларпет. — Впервые мы сможем наблюдать ее, узнать ее состав и, возможно, открыть новые тайны». Действительно, облако «мусора», которое поднимется в результате удара, будет внимательно изучаться наземными и орбитальными обсерваториями, и управляющим модулем, который отсоединится от Centaur перед ударом. Кстати, отсветы солнечного света на этом облаке должны быть видны даже в любительские домашние телескопы; мы предупредим вас, когда придет пора.
По публикации Space.Com