Наука и технологии 21 августа 2023

Прекратил существование, столкнувшись с Луной

Космический аппарат «Луна-25» не смог выйти на посадочную орбиту и разбился о поверхность Луны. О том, как использовать негативный опыт и попытаться удержаться «в седле» разворачивающейся новой лунной гонки, рассказал в интервью «Стимулу» историк космонавтики Александр Железняков
Прекратил существование, столкнувшись с Луной
19 августа «Роскосмос» официально подтвердил потерю аппарата «Луна-25»
«Роскосмос»

Эффектный старт, выход на лунную орбиту, первые полученные снимки Луны, официальное сообщение «Роскосмоса» о нештатной ситуации вечером 19 августа, 17 часов тревожного ожидания, когда телеграм-каналы бурлили самыми разными вариантами происшедшего от «все наладится» до «аппарат погиб» и, наконец, официальное подтверждение «Роскосмоса» о потере аппарата: «19 августа в соответствии с программой полета КА “Луна-25” была предусмотрена выдача импульса для формирования его предпосадочной эллиптической орбиты. Около 14:57 мск связь с КА “Луна-25” прервалась. По результатам предварительного анализа, аппарат перешел на нерасчетную орбиту и прекратил свое существование в результате столкновения с поверхностью Луны». «Стимул» писал о том, что неудач в лунных программах СССР, США и других стран было довольно много, и сейчас попытался разобраться, что же пошло не так с «Луной-25» и к каким последствиям это может привести.

Главная из обсуждаемых экспертами версий — при переводе космического аппарата на более низкую орбиту система двигателей не отключилась вовремя. Дело в том, что на Луне нет атмосферы и тормозить приходиться двигателем. В результате от начала торможения до посадки станция должна проходить заранее заданную траекторию, которая определяет высоту включения двигателя, чтобы сформировать орбиту с минимальной высотой от Луны. На такой низкой орбите можно летать несколько дней, выбирая точку посадки, долго на ней находиться не стоит, так как у Луны куда более неоднородное гравитационное поле, чем у Земли. У «Луны-25» высота посадочной орбиты составляла 18‒19 км, у индийского аппарата «Чандраян-3», который сейчас готовится к посадке на Луну, — 25 км. Эксперты отмечают, что эта разница не принципиальна, хотя чем ниже посадочная орбита, тем более точный расчет требуется для успешной посадки. На формирование такой орбиты шли раньше и пойдут в будущем все посадочные аппараты. Этот шаг настолько привычен, что на этом этапе никто не ожидал нештатных ситуаций. Проблема «Луны-25» была не в самой орбите и ее высоте, а в том, что двигатели станции сделали больший импульс, чем требовалось. При таких условиях любой спускаемый аппарат бы разбился.

Тот факт, что два космических аппарата — российский и индийский — оказались на лунной орбите примерно в одно и то же время, связан с «астрономическим» окном — временем, когда полет к Луне проходит по оптимальной траектории и на это расходуется минимальное количество горючего. Это окно открыто с 21 по 24 августа и открывается снова каждый месяц, в соответствии с ритмом вращения Луны вокруг Земли.


ЖЕЛЕЗНЯКОВ.jpg
Александр Борисович Железняков, инженер, участник проектов по созданию ракетно-космической техники
Wikipedia

Потеря «Луны-25» побудила экспертов вспомнить о чрезвычайной редкости запуска российских космических аппаратов в дальний космос — примерно раз в десять лет, как и о том, что все три таких пуска — два к Марсу и один к Луне — оказались неуспешными. И это на фоне 86 безаварийных пусков подряд начиная с 2017 года. Историк космонавтики Александр Железняков уверен, что инцидент изменит российскую лунную программу. Он поделился со «Стимулом» своим видением того, как можно использовать негативный опыт на пользу для будущих российских полетов к Луне

— Александр Борисович, в эти дни очень много говорится про посадочное окно с 21 по 24 августа. Насколько такие окна редки?

— Посадочные, или их еще иногда называют астрономические, окна обусловлены небесной механикой. Они обеспечивают наиболее благоприятный и наиболее экономичный вариант посадки, связанный с наименьшими затратами топлива: в период с 21 по 24 августа станция могла бы совершить посадку по наиболее благоприятной траектории с учетом того, что прилунение «Луны-25» планировалось в районе Южного полюса Луны. У индийской станции точка посадки также выбрана в этом районе, и астрономическое окно у них совпадает.

Такие окна бывают каждый месяц. Если вспомнить историю, когда мы отрабатывали свою первую посадку на поверхность Луны, мы каждые два месяца отправляли свою станцию к Луне, теоретически могли бы и каждый месяц.

— Наиболее распространенная среди экспертов версия — об импульсе, в полтора раза превысившем необходимый, при переводе «Луны-25» на более низкую орбиту. Вы ее поддерживаете?

— В 14:10 был выдан импульс на коррекцию орбиты. Станция была на более высокой — около 400 километров — эллиптической орбите, а должна была перейти на почти круговую посадочную орбиту. «Луна-25» должна была заходить на посадку с орбиты с минимальной высотой 18‒19 километров, максимальной — 100 километров и совершить посадку 21 августа. Чтобы сформировать эту орбиту, нужно было провести несколько включений двигателей. Станцию «Луна-25» оснастили набором двигателей, предназначенных для совершения различных операций и маневров.

magnifier.png Возможно, двигатель не отключился в нужное время, тогда станция получила большее приращение скорости, чем нужно, в результате она вышла не на запланированную орбиту, а на незамкнутую орбиту, которая пересекала поверхность Луны, и разбилась

Итак, в 14:10 19 августа были включены двигатели. Вероятнее всего, в этот момент что-то произошло на станции. Что именно — никаких выводов еще нет, их предстоит сделать аварийной комиссии. Нет результатов анализа телеметрической информации. Возможно, двигатель не отключился в нужное время, тогда станция получила большее приращение скорости, чем нужно, в результате она вышла не на запланированную орбиту, а на незамкнутую орбиту, которая пересекала поверхность Луны, и разбилась. В 14:57 пропала связь. Вероятнее всего, именно в этот момент станция и ударилась о поверхность Луны.

— Какие варианты причин наиболее вероятны, на ваш взгляд?

— Мог произойти сбой в программном обеспечении, некорректная работа системы управления работой двигателя, мог произойти сбой в самом двигателе. Выдвигается версия попадания в станцию метеорита, который привел к каким-то поломкам, и дальше это вылилось именно в эту ситуацию. Когда аварийная комиссия закончит работу, мы узнаем наиболее вероятную версию случившегося.

В распоряжении комиссии есть телеметрия, вся конструкторская документация по станции. Я думаю, что будут проверять и программное обеспечение, и те технические решения, которые были применены на этой станции, будет проводиться математическое моделирование, может быть, натурные испытания на Земле. Никаких обломков в распоряжении комиссии нет. Поэтому я и говорю о наиболее вероятной версии. Истинную причину определить практически невозможно.


МАРШРУТ.jpg
Траектория полета космического аппарата «Луна-25»
«Роскосмос»

— И у нас, и у американцев, да и у других стран уже накоплен опыт неудачных пусков к Луне. Стоит ли к таким инцидентам относиться как к норме?

— Иногда что-то получалось с первого раза. В начале космической эры действительно было много неудачных попыток. Мы осваивали космическую технику, учились летать к Луне, научились в конце концов, к сожалению, потом это дело забросили. При отправке первых десяти станций у нас было семь аварий, из второго десятка уже пять, из третьего — четыре. Аварийность снижалась. Это говорит и о том, что все причины произошедших аварий анализировались, учитывались и сказывались на дальнейшей программе. Мы от неудачи шли к успеху, потом к новому успеху. Это нормальная работа. Но космос очень непредсказуем. Мало когда повторялись одни и те же причины аварий, всегда возникали новые. Инженеры работали над этим, устраняли недостатки.

В блогосфере и в СМИ была высказана версия о системной причине потери «Луны-25»: из-за малого количества полетов мы оказываемся раз за разом в роли новичков в исследовании дальнего космоса, так как кадровый состав меняется и каждый полет готовит сильно изменившаяся команда.

— Пожалуй, я соглашусь с этим. Мы действительно делаем очень мало попыток, раз в десятилетие. Подобный старт, как бы к нему ни готовиться, получается слишком сложным. Отмечалось, что главная цель «Луны-25» — вновь научиться садиться на Луну, но получилось, что мы помимо этого еще поставили на аппарат много научной аппаратуры, поставили цель найти воду в полярной области Луны.

magnifier.png Первую удачную посадку совершила «Луна-9». Но это была двенадцатая аналогичная станция, которая отправилась в космос. Только с двенадцатого раза мы совершили посадку на Луне, а сейчас, конечно, ждать, что после потери определенных компетенций мы с первого раза это сможем сделать, очень сложно

А если вспомнить историю советской лунной программы, мы сначала учились садиться на Луну. Первую удачную посадку совершила «Луна-9». Но это была двенадцатая аналогичная станция, которая отправилась в космос. Только с двенадцатого раза мы совершили посадку на Луне, а сейчас, конечно, ждать, что после потери определенных компетенций мы с первого раза это сможем сделать, очень сложно.

— Активно циркулирует также тезис о «прагматичном космосе» как косвенной причине неудачи в реализации амбициозных целей.

— Да, это тоже близко к истине. В одном из интервью я говорил, что время романтиков прошло, пришло время прагматиков, но я не считаю, что этому нужно потакать. Космос, если посмотреть на тех, кто работает над созданием космических станций, кто занимается популяризацией науки, — это в первую очередь романтики. А прагматики принимают решения, выделяют деньги, и получается дисбаланс, который приводит в том числе и к такому печальном результату.

В советской лунной программе были пуски, признанные частично успешными. «Луну-25» можно отнести к этой категории, ведь часть программы выполнена вполне нормально?

— Можно найти какие-то положительные моменты в этой истории, начиная с проектирования. Специалисты, которые занимались ее разработкой и созданием, получили определенный опыт, который можно использовать при создании следующих станций. Запуск прошел успешно, но в этом ничего необычайного нет, с 2018 года не имеем аварийных стартов. То, что мы смогли перевести станцию на траекторию полета к Луне, — это тоже хорошо, но нельзя назвать чем-то выдающимся. И то, что мы вышли на окололунную орбиту, тоже хороший результат, но и он не выдающийся. Мы уже делали это неоднократно, и сейчас многие страны, которые имеют гораздо меньше космического опыта, уже прошли и этот путь: те же индийцы не первую станцию выводят на окололунную орбиту, и израильтяне это делали. Это все хорошо, все это опыт, но нельзя, на мой взгляд, сказать что это выдающееся достижение. И потом, надо учитывать, что главной задачей «Луны-25» была посадка на Луну, и с этим мы не справились. Поэтому какой бы опыт мы ни приобрели, в истории этот полет будет значиться как неудачный.


ПОВЕРХНОСТЬ.jpg
Снимок, сделанный с орбиты Луны КА «Луна-25»
Институт космических исследований РАН

При старте «Луны-1» в расчетах была ошибка, и станция стала спутником Солнца. Тогда журналисты окрестили ее планетой Мечта. Сейчас такие трюки, наверное, уже не пройдут?

— «Луна-1» полетела в 1959 году, и это был первый в истории выход в дальний космос. «Луна-25» никаких прорывов не совершила.

Потеря «Луны-25» скажется на российской лунной программе?

— Конечно! Было бы просто абсурдно, если бы это событие на нее не повлияло. Придется учиться не только на чужих ошибках, но и на своих, к сожалению. И то, что мы упустили при создании станции «Луна-25», нужно обязательно учитывать при создании следующих станций. Какие конкретно шаги нужно предпринимать, покажут выводы аварийной комиссии.

А нужно ли увеличивать количество пусков, размещать ретрансляторы телеметрического сигнала на лунной орбите, чтобы не терять запущенную станцию из вида ни на минуту?

— На мой взгляд, да. Это точка зрения романтика, а не прагматика. Прагматики будут говорить, что надо оставить все как есть, не увеличивать количество станций, а более тщательно подходить к испытаниям тех, что сейчас готовятся.

magnifier.png Главной задачей «Луны-25» была посадка на Луну, и с этим мы не справились. Поэтому какой бы опыт мы ни приобрели, в истории этот полет будет значиться как неудачный

Думаю, чтобы вновь освоить мягкую посадку, нам необходимо запустить две-три простейшие станции, которые будут ориентированы только на эту операцию.

Сеть ретрансляторов на лунной орбите никто никогда не размещал. Китайцы расположили ретранслятор в точке Лагранжа, которая постоянно видна с Земли и постоянно находится в зоне видимости с обратной стороны Луны. У нас прежде не было необходимости.

— А сейчас?

— Если мы собираемся осваивать обратную сторону Луны, то однозначно такая необходимость есть, если мы будем садиться в районе Южного полюса, тоже нелишне иметь такой ретранслятор, но все будет зависеть от того, какая программа исследований Луны будет сформулирована. В случае «Луны-25» ретранслятор не сильно бы помог. Может быть, было бы больше телеметрической информации.

Возможно ли найти место удара — рассчитать возможные траектории, найти кратер? Например, могут ли это сделать астрономы?

— Боюсь, что астрономы ничего не увидят, слишком маленький ударный кратер возник после падения «Луны-25». Но есть возможность примерно рассчитать район падения.

А индийская станция, которая висит на орбите и готовится к посадке, могла бы что-то увидеть и дать материал нашей комиссии?

— Теоретически, конечно, могла, но, чтобы увидеть что-то реально, ее камеры в тот момент должны были быть сориентированы именно в тот район падения. Но может быть, случайно что-то попало.
Еще по теме:
22.07.2024
Столетие со дня рождения выдающегося нейрофизиолога Натальи Бехтеревой отметили фотовыставкой и публикацией книги о ней
17.07.2024
Миниатюрные фотопреобразователи помогут бесконтактно передавать энергию между космическими аппаратами и наземными объект...
11.07.2024
11 июля 1916 родился выдающийся российский физик Александр Прохоров, лауреат Нобелевской премии по физике за фундаментал...
02.07.2024
Ученые из Петрозаводска изучили феномен белых ночей с точки зрения вреда и пользы для организма и обнаружили, что это во...
Наверх