Главная страница >  Имена 

Лунные полеты

В настоящее время список космических аппаратов, направленных Европейским космическим агентством к Луне, включает в себя лишь одну позицию. Первым европейским аппаратом, вышедшим на орбиту Луны, стал запущенный в 2003 году экспериментальный аппарат SMART- SMART-1

Лунные зонды Европейского космического агентства

Предварительные проектные работы по программе создания экспериментального зонда были начаты весной 1997 года. Готовый проект создания экспериментальной автоматической станции (АМС) был утвержден Комитетом по научным программам ЕКА на заседании 9-10 ноября 1999 года. А уже 1 декабря 1999 года Шведской космической корпорации (SSC) был выдан первый контракт на сумму около 33 млн евро ($34 млн) на разработку АМС SMART- Название SMART (Small Missions for Advanced Research in Technology - Малые миссии для перспективных исследований в области технологии) буквально переводится на русский язык с английского как «быстрый», «ловкий» или «сообразительный». Общая стоимость проекта в ценах 2001 года оценивалась в 100 млн евро.

ОПИСАНИЕ

Научно-технологическое оборудование станции (Scientific and Technology Payload) состояло из семи приборов общей массой 14.65 кг, три из которых относились к «научным», остальные были «технологическими».

Целью программы SMART являлась отработка ряда новых технологий для будущих европейских АМС. В частности, на SMART-1 была проверена работа электрореактивной двигательной установки (ДУ), питаемой от солнечных батарей. В качестве ДУ использовался стационарный плазменный двигатель французской компании SNECMA с ксеноном в качестве рабочего тела. Научной задачей миссии являлось изучение происхождения системы Земля - Луна, роли процессов аккреции в формировании планет, различий между видимой и обратной стороной Луны, долгосрочной вулканической и тектонической активности Луны, тепловых и динамических процессов, отвечающих за ее эволюцию, а также внешних факторов, действующих на поверхность Луны.

Станция SMART-1 весом 367 кг была запущена 27 сентября 2003 года в 23:14 UTC европейской ракетой-носителем Ariane 5 вместе с двумя спутниками связи и выведена на геопереходную орбиту высотой 656 км в перигее и 35844 км в апогее. 30 сентября 2003 года было проведено первое пробное включение электрореактивного двигателя PPS-1350-G, а через месяц уже аппарат успешно поднимал свою орбиту с его помощью. Двигательная установка работала до 15 часов в сутки, в зависимости от длительности тени.

Рентгеновский спектрометр D-CIXS (диапазон 0.5-10 кэВ) предназначен для картирования основных породообразующих элементов (Si, Mg, Fe, Mg, Na, O и C) с разрешением 30 км из перицентра орбиты, а также для мониторинга переменных рентгеновских источников на этапе перелета. Для абсолютной калибровки в состав прибора включен солнечный рентгеновский монитор. ИК-спектрометр SIR позволит распознать пироксены, оливины и полевые шпаты. Данные микрокамеры AMIE служили в интересах минералогии лунной поверхности и геологии. Наблюдение полярных районов в условиях постоянной тени и квазипостоянной освещенности должно было позволить подтвердить или опровергнуть наличие полярных льдов. ЗАПУСК И ПОЛЁТ К ЛУНЕ

18 января 2004 года была включена и сделала первый снимок Луны с расстояния более 300 000 км камера AMIE. 23 января она отсняла Плеяды, а 29 января - снова Луну.

К середине ноября электрореактивная двигательная установка (ЭРДУ) давала приращение перигея примерно на 150 км в сутки. 11 декабря 2003 года двигательная установка SMART-1 преодолела рубеж в 1000 часов работы, а к 16 декабря наработала уже 1050 часов. За это время аппарат олучил приращение скорости 740 м/с, причем перигей вырос с 656 до 8097 км, а апогей с 35844 до 44118 км. В период с 23 декабря по 2 января 2004 года ЭРДУ опять работала постоянно - более 240 часов подряд, и 7 января SMART-1 достиг плановой отметки 20 000 км, если измерять расстояние от центра Земли. Это означало, что станция окончательно ушла из радиационных поясов, израсходовав за более чем 1500 часов разгона 24 кг ксенона. Дальнейший подъем апогея осуществлялся за счет работы ЭРДУ на перигейном участке. Разгон продолжался до 30 января, и если 4 января апогей был равен 50 059 км, то к 1 февраля вырос до 59 491 км. Период обращения превысил сутки и достиг 24 час 53 мин.

В июле 2004 года начался третий этап полета станции - подъем орбиты в режиме лунного резонанса (с использованием энергии орбитального движения Луны для изменения вектора скорости сближающегося с ней КА) и подготовка условий для выхода на орбиту вокруг Луны. В конце июля и всю первую половину августа станция продолжала разгон с целью выйти в точку первого гравитационного резонанса с Луной. Период обращения вокруг Земли достиг уже четырех суток.

К 5 апреля 2004 года расстояние от центра Земли в апогее достигло 78 469 км (что соответствовало апогею 72 091 км), к 9 мая - 98 999 км, к 6 июня - 121 731 км, к 12 июля - 161 511 км. Период обращения увеличился до 81 часа. К 3 июля ЭРДУ включалась уже 248 раз, проработала 2643 часа, израсходовала 41,6 кг ксенона (в баках оставалось еще 42,4 кг) и дала приращение скорости 1930 м/с. Расход гидразина от начала полета и до 6 июня составил 0,14 кг, в баках его оставалось еще 7,95 кг. 15 июля SMART-1 делал свой 314-й виток вокруг Земли.

2 ноября 2004 года в 07:28 UTC аппарат в последний раз прошел перигей околоземной орбиты и в 4-й раз направился к Луне. Путь станции лежал через область между Землей и Луной, где их влияние сравнивается: находящийся здесь аппарат не может считаться ни спутником Земли, ни спутником Луны, и просчитать его движение можно лишь при тщательном учете притяжения обоих тел. Баллистики называют это место областью динамической нестабильности - едва заметный разброс параметров, с которыми сюда приходит земной аппарат, полностью изменяет его судьбу: при одних он вернется к Земле, при других - пойдет к Луне, при третьих - вообще покинет систему Земля - Луна и уйдет на орбиту спутника Солнца. Пройдя этот район 11 ноября около 10:30 UTC, станция стала приближаться к естественному спутнику Земли. ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧЕЙ ОРБИТЫ

19 августа 2004 года в 17:56 UTC в апогее своей орбиты SMART-1 находился в 230 000 км от Земли и 197 000 км от Луны - практически в середине пути. Совместное действие лунного резонанса и работы двигателя через четыре витка вновь вывело станцию к Луне. Второй лунный резонанс имел место 15 сентября в 01:07 UTC в апогее, которого станция достигла на расстоянии 280 000 км от Земли. На этот раз изменились не только перигей и апогей орбиты, но и ее наклонение, которое увеличилось с 7° до 12.5°. Сделав еще три витка, 12 октября в 03:18 UTC SMART-1 сблизился с Луной в третий раз. В период сближения с Луной, 10 - 14 октября, аппарат выдал почти 100-часовой импульс с помощью бортовой ЭРДУ, а 25 октября включил двигатель еще на четыре часа. Этот 289-й импульс был последним перед выходом SMART-1 на орбиту вокруг Луны. Всего за период с 30 сентября 2003 г. по 26 октября 2004 г. бортовая ЭРДУ проработала 3648 часов (152 сут), израсходовала 58.8 кг ксенона и обеспечила приращение скорости 2737 м/с.

На следующих витках SMART-1 продолжал торможение с целью приблизить свою орбиту к поверхности Луны. 5 декабря в 05:08 UTC станция закончила свой восьмой виток вокруг Луны. Параметры орбиты на этом витке составили: Наклонение 83.035° Периселений 5 455 км Апоселений 20 713 км Период обращения 37.3 час

15 ноября 2004 года в 17:47:39 UTC аппарат SMART-1 в первый раз сблизился с Луной примерно до 6 700 км - это был первый периселений станции. Еще на подходе к цели, в 05:23 UTC, он начал торможение с помощью ЭРДУ, продолжал его в течение всего первого витка и закончил уже в начале второго, 19 ноября в 17:48 UTC. Второй периселений был пройден 19 ноября в 10:58 UTC. Параметры орбиты захвата на этот момент приведены ниже: Наклонение 81.077° Периселений 6 704 км Апоселений 53 208 км Период обращения 129.2 час

Штатная программа работы станции была рассчитана всего на шесть месяцев - с конца января до конца июля 2005 года. Вскоре после этого из-за возмущений со стороны Земли аппарат продолжил бы неуправляемое снижение и упал на поверхность Луны. Чтобы избежать гибели станции и продлить ее работу, нужен был дополнительный маневр, возможность осуществления которого зависела от количества остатков ксенона в баках станции. 10 февраля было принято решение о продлении миссии SMART-1 на год: вместо августа 2005 года работа станции должна была завершится в августе 2006 года.

К началу января 2005 года орбита аппарата была «округлена» до высоты примерно 1000 x 5000 км над поверхностью Луны, а в середине января 2005 года ЕКА начало проверку и тестирование всех научных систем станции на лунной орбите, определяя его готовность к полноценной работе.

2 августа 2005 года в целях проделния эксплуатации аппарата было начато его переведение на более высокую и стабильную орбиту. Для этого на период со 2 августа по 14 сентября были спланированы четыре периода включения ЭРДУ. Окончательно выключена ЭРДУ была 17 сентября в 18:45 UTC. РАБОТА НА ОРБИТЕ ЛУНЫ

9 февраля SMART-1 продолжил торможение и к 27 февраля был выведен на рабочую орбиту высотой 471 x 2880 км над поверхностью Луны с перицентром над 74°ю.ш. В течение нескольких месяцев в результате естественной эволюции периселений снизился до 300 км, а апоселений вырос до 3000 км.

15 апреля 2005 года ЕКА опубликовало снимки Северной полярной области за 29 декабря и 19 января, вблизи зимнего солнцестояния для Северного полушария Луны. Судя по всему, на этих снимках присутствует так называемый «пик вечного света» - это вал кратера у самого полюса, постоянно освещенный Солнцем. Существование таких мест было предсказано еще Камиллом Фламмарионом, и они очень удобны для размещения лунной базы - тем более что на дне кратера, куда никогда не падают солнечные лучи, может находиться водяной лед.

28 апреля 2005 года специальная комиссия ЕКА констатировала о готовности станции SMART-1 к штатной работе на окололунной орбите, но первые изображения Луны камерой AMIE были сделаны еще в конце декабря 2004 года. 29 и 30 декабря аппарат отснял с расстояния 4000-5500 км полосу Северного полушария Луны, на которую попал крупный кратер Пифагор, диаметром 120 км. В январе съемка была продолжена.

1 октября 2005 года, после завершения коррекции орбиты аппарта, научные измерения возобновились в полном объеме. С 20 октября по 19 декабря, когда Солнце находилось в пределах 30° от плоскости орбиты, станция вела съемку Луны в режиме «постоянного сканирования» (push-broom). Для этого приемная матрица камеры AMIE была разделена на четыре зоны: одну без светофильтра и три с фильтрами красного и инфракрасного диапазона. Съемка велась вдоль наземной трассы КА с такими значениями выдержки, чтобы один и тот же участок Луны последовательно попадал на четыре зоны матрицы. Это позволяло построить синтезированное псевдоцветное изображение, пригодное для минералогической оценки лунных пород. Со второй половины апреля и до 16 июня 2006 года состоялся второй цикл съемки луны камерой AMIE в режиме «постоянного сканирования».

19 мая 2005 года ЕКА сообщило о первом дистанционном обнаружении кальция с орбиты вокруг Луны. Рентгеновская камера D-CIXS сделала это 15 января, во время солнечной вспышки, которая инициировала ответное излучение лунной поверхности. Помимо кальция, прибор зафиксировал в Море Кризисов такие элементы, как алюминий, кремний и железо.

В марте 2006 года при планировании последних дней полета станции выяснилось, что SMART-1 упадет на невидимой стороне Луны. По просьбе ученых было принято отсрочить падение на Луну с 17 августа на 3 сентября, что обеспечивало падение на неосвещещенную часть видимой стороны.

SMART-1 работал до последнего дня. 29 августа 2006 года камера AMIE отсняла Землю и проходящую перед ней Луну. 1 и 2 сентября, когда аппарат проходил в тени на минимальной высоте над Луной, AMIE была нацелена на лунный горизонт и регистрировала свечение пылевой оболочки нашего спутника. Свои последние снимки камера сделала 2 сентября с 17:19 до 19:34 UTC. Последние данные с борта аппарата были получены всего за 13 мин до падения. ОКОНЧАНИЕ РАБОТЫ И ПАДЕНИЕ НА ЛУНУ

3 сентября 2006 года в 05:42:21.759 UTC принимаемый наземной станцией Нью-Норсия (New Norcia) в Австралии сигнал оборвался - на скорости около 2050 м/с под углом в один-два градуса станция SMART-1 ударила по поверхности Луны в районе Озера Превосходства (Lacus Excellentiae). Канадско-франко-гавайский телескоп CFHT на Гавайях зарегистрировал короткую, менее секунды, вспышку и разлет выброшенного материала. Координаты точки падения составили 34.4° южной широты и 46.2° западной долготы. Не исключено, однако, что аппарат срикошетил от лунной поверхности и упал несколько дальше.

Маневры по подъему периселения проводились с 19 июня по 2 июля. Гидразиновые двигатели включались для разгрузки специально раскручиваемых бортовых маховиков - на 65 витках на трехчасовых интервалах вблизи апоселения. Всего было обеспечено 520 эпизодов разгрузки, и благодаря несимметричной работе двигателей достигалось небольшое приращение скорости в направлении движения КА, которое в сумме составило около 12 м/с и подняло периселений на 90 км; расход гидразина составил 2.5 кг. Дополнительные коррекции были выполнены 27 и 28 июля.


№ КА Дата и время старта РН Дата выхода на орбиту Луны Дата падения на Луну Координаты точки падения 1 SMART-1 2003.09.27 23:14 Ariane 5 2004.11.15 2006.09.03 05:42:21.759 34.4° ю.ш., 46.2° з.д. Lacus Excellentiae





Далее:
Страшная тайна советской космонавтики.
Владимир Груздев.
Umberto Guidoni.
Рудольф Алексеевич Гуляев.
Dzugderdemidin Gurragcha.
Jean-Pierre Haignere.
Nie Haisheng.
Ham, Kenneth Todd.
Michael Anthony Hamel.


Главная страница >  Имена