| 25 января 1994 - старт 3 февраля 1994 года - включён РБ 5 февраля 1994 года - гравипролёт Земли 15 февраля 1994 года - гравипролёт Земли 19 февраля 1994 года - выход на орбиту ИС Луны 3 мая 1994 года - запуск ДУ для перелёта к астероиду Географ 7 мая 1994 года - компьютерный сбой, потеря топлива 20 июля 1994 года (случайный) пролёт Луны, выход на гелиоцентрическую орбиту 20 февраля - 10 мая 1995 года - удалось держать связь |
 Рис. 1. Космический аппарат "Клементина-1" |
25 января в 08:34 по тихоокеанскому зимнему времени (PST), т.е. в 16:34 по Гринвичу, с полигона Ванденберг в Калифорнии выполнен запуск космического аппарата "Клементина-1"(Clementine-1, рис. 1). Программа полета включает исследования Луны и астероида Географ. В первый раз после прекращения в 1972 году полетов по программе "Аполлон" США направляют к Луне свой космический аппарат.
В течение нескольких часов перед стартом, а затем и после него над Ванденбергом шел дождь, но к моменту запуска погода улучшилась. На отметке Т-3 мин запуск был задержан на восемь минут. Уйдя со стартового комплекса SLC-4, Titan-23G вывел АМС на расчетную промежуточную орбиту искусственного спутника Земли с наклонением 67.0° и высотой 255x299 км. В соответствии с программой, спустя примерно 4 часа после старта со станцией была установлена связь. В тот же день, однако, наземная станция потеряла контакт с "Клементиной". На борт не удалось передать команду на отключение некоторых приборов и устройств, и в результате сильно разрядились аккумуляторы станции. При этом "Клементина" перешла в режим "самосохранения" и отключила все системы, за исключением компьютера. Вторая наземная станция в этот период была неисправна, и использовать ее было невозможно. Спустя 24 часа операторам удалось восстановить управление АМС, сориентировать панели солнечных батарей на Солнце и подзарядить аккумуляторы.
"Клементина"- совершенно необычный космический аппарат. Являясь с точки зрения баллистической схемы полета автоматической межпланетной станцией, она была создана не как межпланетная станция и не предназначалась для исследования небесных тел. АМС разработана специалистами Военно-морской исследовательской лаборатории по заданию Технического директората Организации по осуществлению СОИ (ныне - по защите от баллистических ракет) Министерства обороны США в рамках совместной с НАСА программы "Эксперимент с датчиками в дальнем космосе"(Deep Space Program Sensor Experiment, DSPSE). Станция была призвана испытать в длительном полете компоненты, которые могут быть использованы в военно-космических программах, а также продемонстрировать "конверсионное"использование военных технологий.
Первоначально предполагалось выполнить эту программу на околоземной орбите, но выведение станции на межпланетную траекторию сделало возможным провести испытания систем в условиях, "приближенных к боевым": при реальных относительных скоростях объектов и в условиях воздействия космической радиации. Стоимость же проекта возросла незначительно. В полете "Клементины" будут испытаны (без нарушения Договора по ПРО) разработанные для обнаружения баллистических ракет сверхлегкие миниатюрные датчики и легкие компоненты космических аппаратов, исследовано влияние космической радиации на микроэлектронные схемы. ИТАР-ТАСС со ссылкой на журнал "Авиэйшн уик энд Спейс текнолоджи" сообщает, что на борту "Клементины" находятся также датчики, которые Пентагон планирует устанавливать на ракетах-перехватчиках создаваемой системы противоракетной обороны страны.
В качестве своеобразного "подарка" ученым станция выполнит очень интересную научную программу.
Менеджером программы от Организации по защите от баллистических ракет является полковник ВВС США Педро Рустан (Pedro Rustan), его заместителем - д-р Стюарт Нозетт (Stuart Nozette). Военно-морская исследовательская лаборатория отвечает за разработку, изготовление и интеграцию космического аппарата и руководит полетом. Менеджером программы в Лаборатории является Пол Реджн (Paul Regeon). Реализация проекта " Клементина" заняла два года.
НАСА активно участвует в проекте, обеспечивая навигационные данные, связь и управление станцией через свою сеть дальней связи. Кроме этого, НАСА сформировало международную группу обработки научных данных. Проект "Клементина" вполне соответствует новой философии НАСА - осуществлять космические программы "быстрее, дешевле и лучше" .
Станция имеет близкую к цилиндрической форму. Длина ее равна 1.9 м, а диаметр - 1.14 м. С нижней стороны к аппарату пристыкован твердотопливный разгонный двигатель Star-37 FM. На верхней стороне находится двигатель маневрирования тягой 50 кгс на монометилгидразине и азотном тетраксиде. Благодаря использованию легких металлов и пластических материалов сухая масса аппарата составляет всего 224 кг, а вместе с топливом двигательной установки - 423 кг. Семь датчиков "Клементины" разработаны Ливерморской национальной лабораторией им. Лоуренса и ее подрядчиками. В их число входят два звездных датчика с широким полем зрения (29°х43°) и инерциальный измерительный блок с кольцевым лазерным гироскопом ("Хонивелл Корп." ). Масса звездного датчика составляет 370 гр, а инерциального измерительного блока (гироскоп, акселерометры и компьютер!) - 600 гр. Второй гироскоп - интерферометрический волоконно-оптический прибор фирмы "Литтон" - весит 650 гр.
АМС несет три оптические системы. Две из них предназначены для дистанционного зондирования в различных диапазонах инфракрасного излучения: камера близкого ИК-диапазона (Near Infrared Camera, "Эмбер инжиниринг") и камера высокого разрешения (High Resoution Camera), снабженная устройством компенсации сдвига изображения. Третья камера (Ultraviolet/Visible Medium Resolution Camera) среднего разрешения предназначена для съемки в ультрафиолетовом и видимом диапазонах и будет использована для минералогических исследований. Камера весит всего 440 гр. На борту "Клементины" установлен также инфракрасный лазерный локатор (лидар), предназначенный для измерения высоты полета над Луной. (По принципу своей работы лидар (Laser Image Detection And Ranging) сходен с радаром, однако вместо радиоволн использует лазерное излучение.) Длинноволновая ИК-камера (Long Wave Infrared Camera, "Эмбер инжиниринг" ) будет использована для измерения теплового потока от Луны и Географа. Для обнаружения присутствия и исследования поведения в земном магнитном поле электронов и ионов предназначен телескоп массой всего 200 гр.
 Рис. 2. КА "Clementine-1": 1 - звездный датчик (2 шт.); 2 - антенна S-диапазона (2 шт.); 3 - твердотопливная ДУ; 4 - переходник РН; 5 - переходник для установки КА; 6 - экранно-вакуумная теплоизоляция; 7 - двигатели системы ориентации (12 шт.); 8 - основной двигатель тягой 110 фунтов (49,9кг). |
Помимо совершенных датчиков, "Клементина" оснащена рядом других передовых систем, в число которых входят гиродины фирмы "Болл Аэроспейс", никель-водородные аккумуляторные батареи "Джонсон контролз" емкостью 15 ампер-час с вдвое большим, чем у использовавшихся ранее аккумуляторов, запасом энергии на единицу массы, солнечные элементы («Эпплайд Солар Энержи Корпорейшн", арсенид галлия на германии, 300 Вт/м2) толщиной всего 0.14 мм, 32-битный процессор обработки видеоизображения с RISC-архитектурой ("Теленетикс"), набор интегральных микросхем сжатия изображения ("Матра-Маркони Спейс"), твердотельное устройство хранения данных емкостью в 1.9 Гбит ("Сеакр инжиниринг") и фиксированная сотовая композитная остронаправленная параболическая антенна фирмы "Пасифик Рэйдомз" .
В течение 7-10 дней "Клементина" останется на орбите спутника Земли. В этот период предполагается проверить системы станции и выбрать оптимальное время включения твердотопливного разгонного двигателя. Затем она будет переведена на петлеобразную траекторию перелета к Луне, и 20 февраля при помощи собственного двигателя маневрирования выйдет на орбиту спутника Луны. На переходной орбите высотой 500x160000 км останется переходник с размещенным на нем дополнительным набором радиационных экспериментов.
Станция пробудет более двух месяцев на двух различных орбитах ИСЛ. С рабочей полярной орбиты высотой 399 км АМС выполнит съемку всей поверхности Луны в видимом и инфракрасном диапазонах с недостижимой ранее точностью и выполнит измерения высот при помощи лидара. За это время будет передан такой же объем данных, как и за восьмимесячный цикл работы "Магеллана" у Венеры. Данные помогут значительно лучше понять геологию и минеральный состав Луны. Будет выполнен также эксперимент по автономной навигации.
3 мая "Клементина" сойдет с окололунной орбиты, облетит Землю, выполнит второй пролет Луны с гравитационным маневром, в результате которого выйдет на траекторию встречи с астероидом группы Аполлона Географ (№1620). В ночь с 31 августа на 1 сентября, находясь в 8.5 млн км от Земли, станция пройдет на расстоянии 95-120 км над теневой стороной поверхности этого астероида, крохотного небесного тела длиной в четыре километра и шириной в полтора. Относительная скорость станции и астероида в момент встречи составит 11 км/с. Ожидается получение нескольких сот снимков с разрешением 45 м для камеры близкого ИК-диапазона, 30 м для камеры видимого и УФ-диапазона и до 5 метров для камеры высокого разрешения. По этим данным предполагается уточнить форму и размеры Географа, оценить свойства материалов поверхности, получить данные о геологической истории и возрасте малой планеты и составить минералогическую карту.
Большая часть снимков Географа будет выполнена всего за несколько минут. Возможно, эти снимки помогут определить способы уничтожения астероидов, пересекающих орбиту Земли и упражняющих с ней столкнуться. Встречей с Географом научная программа "Клементины" завершается.
Как отметил астроном и геолог из Геологического управления США (и один из лучших в мире "ловцов комет") Юджин Шумейкер, возглавляющий научную программу полета станции, информация о поверхности Луны, которую надеются получить ученые с помощью "Клементины", является "огромным шагом вперед" по сравнению с данными, полученными ко времени завершения программы "Аполлон". Возможно, "Клементина" поможет найти ответы на фундаментальные вопросы, связанные с образованием планет. "По существу, - сказал Шумейкер в интервью газете "Бостон Глоб" , - всему научному сообществу преподнесён подарок. Если бы не военные со своими экспериментами, у нас еще долгое время не было бы такой уникальной возможности" .
Станция запущена с помощью РН Titan-23G, переоборудованной в космический носитель из стратегической МБР. Ракета была изготовлена в 1962 году (!), и в течение многих лет находилась на боевом дежурстве в шахтной пусковой установке в штате Арканзас. Дооборудование "Титана" в космический носитель и его запуск обошлись в 20 млн $, что на порядок дешевле закупки новой ракеты. Стоимость разработки космического аппарата составила 55 млн $, что также существенно ниже обычной стоимости научного космического аппарата НАСА. Расходы на управление полетом "Клементины" в эту сумму не входят.
Новости космонавтики 1994 №2:
И.Лисов по сообщениям АП, Франс Пресс и данным Дж.Мак-Даэулла. 3 февраля 1994 года космический аппарат "Клементина-1" был переведен на высокоапогейную орбиту ИСЗ. Твердотопливный двигатель Star 37 FM был включен по команде специалистов Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) в 06:28 GMT. Представитель ВВС отказался назвать 3 февраля высоту апогея новой орбиты "Клементины". Однако, по данным Дж.Мак-Дауэлла, станция вышла на орбиту с наклонением 66.8°, высотой в перигее 168 км и высотой в апогее 128095 км.
Маневр предполагалось выполнить 2 февраля, но из-за отказа аппаратуры наземной станции Министерства обороны в районе Вашингтона не удалось передать на станцию программу маневра. 24-часовая отсрочка позволила персоналу восстановить работу аппаратуры и выполнить дополнительную проверку программы маневра. Это уже второе подобное происшествие в полете "Клементины". Вскоре после запуска 25 января в ходе сеанса связи были включены несколько подсистем станции, но из-за потери контакта наземной станции с космическим аппаратом выключить их не удалось. Это привело к значительному разряду буферных бортовых батарей и переходу аппарата в защитный режим.
Космический аппарат должен совершить еще два с половиной витка вокруг Земли, причем с каждым прохождением мимо нее орбита будет изменяться. 19 (по другим данным - 20 или 21) февраля в апогенной части третьего витка станция встретится с Луной и при помощи собственного двигателя перейдет на орбиту ее спутника. В результате отсрочки выполненного маневра станции потребуется затратить несколько большее количество топлива, но это не должно привести к срыву программы полета.
Интересная подробность, связанная с названием станции. Космический аппарат, навсегда покидающий Землю, получил свое имя в честь женщины из народной американской песни, чей любовник утверждал, что она "ушла и потеряна навсегда".
Новости космонавтики 1994 №4:
16 февраля. Лос-Анжелес. И.Лисов по сообщениям АП. 15 февраля космический аппарат "Клементина-1" в последний раз выполнил пролет вблизи Земли и перешел на траекторию полета к Луне. По сообщению представителя Организации по защите от баллистических ракет МО США Майкла Степпа, станция работает отлично. 19 февраля АМС должна выйти на орбиту спутника Луны, а 20 февраля перейти на рабочую орбиту, с которой будет производиться картографирование лунной поверхности.
21 февраля. Лос-Анжелес. АП. Около полудня по местному времени 19 февраля АМС "Клементина" перешла на начальную эллиптическую орбиту спутника Луны.
"Клементина" покинет орбиту спутника Луны после двух месяцев работы, выполнит гравитационный маневр у Земли и направится к астероиду Географ, встреча с которым должна состояться 31 августа.
Новости космонавтики 1994 №5:
2 марта. И.Лисов по сообщениям АП, Рейтер. Космический аппарат "Клементина-1" передает на Землю цветные фотографии поверхности Луны с высоким разрешением. Снимки с высоты около 2200 км, усиленные компьютерной обработкой, были впервые продемонстрированы сегодня на пресс-конференции в Министерстве обороны США. На одной из фотографий был снят район посадки лунного модуля КК "Аполлон-17". "Клементина" сняла также Землю с лунной орбиты. Менеджер программы от Министерства обороны полковник П.Рустан объявил полет "Клементины" успешным.
Военным было чем гордиться: станция действительно оказалась "быстрее, дешевле и лучше", чем любой аналогичный аппарат. От принятия концепции до реализации прошло менее двух лет, а стоимость проекта составила только 75 млн $.
"Клементина" вышла на орбиту спутника Луны 19 февраля. Согласно данным, приведенным Дж.Мак-Дауэллом (США), орбита станции имеет наклонение i = 89.3° и высоту 2171x4658 км. 3 мая станция покинет орбиту спутника Луны и отправится к астероиду Географ. По пути она будет наблюдать падение на Юпитер обломков кометы Шумейкера-Леви 9. 31 августа "Клементина" должна сделать более 2000 снимков астероида с разрешением до 5 метров.
Новости космонавтики 1994 №6:
От редакции НК: подробные данные о полете АМС "Клементина" не распространяются ни Министерством обороны США, являющимся хозяином аппарата, ни НАСА. В связи с этим информация запаздывает и не всегда носит официальный характер, за что мы приносим извинения читателям "НК".
Согласно сведениям, предоставленным Д.Бейкерисом из Военно-морской исследовательской лаборатории США, "Клементина" начала торможение для перехода на орбиту спутника Луны 19 февраля в 12:51 GMT. Торможение длилось 6 минут. Сутки спустя, 20 февраля в 12:42 GMT, был выполнен маневр перехода на рабочую орбиту. Высоты, приведенные в "НК" №5, 1994, в действительности являлись расстояниями от центра Луны. Уточненные Д.Бейкерисом параметры орбиты составляют: наклонение i = 89.7°, высота над радиусом Луны (1738 км) - 401x2952 км. Период составляет около 5 часов. Периселений по состоянию на 5 марта находился над 20°ю.ш. над видимым полушарием в районе Моря Восточного, в связи с чем время прохода от Южного полюса до Северного составляло 1.5, а от Северного до Южного полюса - 3.5 часа. Смещение трассы "Клементины" составляет 2.3° к западу за виток.
Новости космонавтики 1994 №7:
25 и 26 марта выполнены коррекции орбиты АМС "Клементина", в результате которых периселений орбиты был перемещен с 30° южной на 30° северной широты. На новой орбите "Клементина" будет иметь лучшие возможности съемки северного полушария Луны.
Новости космонавтики 1994 №9:
3 мая. Нью-Йорк. ИТАР-ТАСС. Американская автоматическая станция "Клементина-1", вышедшая на окололунную орбиту 19 февраля, полностью выполнила свою основную научную задачу - провела многоспектральную съемку поверхности естественного спутника нашей планеты. За два с половиной месяца станция передала на Землю свыше 1.6 млн снимков, что позволит составить полную карту поверхности Луны, включая некоторые полярные районы, которые еще не удавалось заснять в деталях. Самые первые снимки, полученные с "Клементины", были сделаны четырьмя камерами с высоты 1572 км: на них запечатлен район кратера Нансена, находящегося на северном полюсе Луны.
Запуск "Клементины- 1" - первого американского космического аппарата, отправленного к Луне с 1972 года, - был осуществлен 25 января с авиабазы Ванденберг (штат Калифорния) с помощью снятой с боевого дежурства межконтинентальной баллистической ракеты "Титан-2". Создание АМС и вывод ее в космос, на что ушло в общей сложности 75 млн $, финансировались Пентагоном. Конструкторы, работающие на Министерство обороны, хотели, в частности, испытать новые миниатюрные датчики и сверхлегкие материалы, которые предполагается в будущем использовать для строительства космических кораблей и спутников. Согласно данным журнала "Авиэйшн Уик энд Спейс Текнолоджи", на борту "Клементины" находятся также датчики, которые Пентагон планирует устанавливать на ракетах-перехватчиках создаваемой системы противоракетной обороны страны.
Как подчеркивал руководитель научной программы этого полета Юджин Шумейкер, "хотя "Клементина" - это прежде всего испытание новых технологий, а научные исследования стоят на втором месте, со станции поступает исключительно важная новая информация". По его словам, снимки Луны, переданные станцией, - "огромный шаг вперед от того места, где мы оказались после полета "Аполлона-17" в 1972 году".
Сегодня "Клементина" - ее вес составляет примерно 230 кг - с помощью бортовых двигателей должна быть переведена на траекторию, которая приведет ее к астероиду Географос. По оценкам ученых, в конце августа или начале сентября станция пролетит примерно в 100 км от астероида со скоростью 11 км в секунду и произведет съемку его теневой стороны. После этого "Клементина" уйдет в глубины космоса.
"НК". И.Лисов. Согласно сведениям Дина Бейкериса, приведенным Дж.Мак-Дауэллом, космический аппарат DSPSE ("Клементина") выполнил маневр ухода с орбиты спутника Луны 4 мая в 03:24:15 GMT. Станция направилась к Земле, и должна пройти на минимальном расстоянии от нее 8 мая в 05:56 GМТ.
16 мая в 05:30 GMT станция должна достигнуть апогея, где предполагается выполнить коррекцию для обеспечения условий прохождения перигея 24 мая. "Клементина" еще раз пройдет мимо Луны 27 мая и выйдет на гелиоцентрическую орбиту. 31 августа она должна пройти мимо Географа, и, возможно, в октябре 1995 встретится также с недавно открытой малой планетой 1983RD.
На обработку полутора миллионов снимков, включая исследование наличия льда на лунной поверхности, уйдет несколько лет.
Новости космонавтики 1994 №10/11:
10 мая. И.Лисов по сообщению "Франс Пресс" и Ричарда Бюннеке. Ошибка бортового компьютера космического аппарата DSPSE ("Клементина") похоронила надежды ученых на осуществление второй части его научной программы. Сегодня Министерство обороны США сообщило, что станция не сможет выполнить пролет мимо астероида Географ, планировавшийся на ночь с 31 августа на 1 сентября.
По сообщению Ричарда Бюннеке (Richard Н. Buenneke), неисправность на борту космического аппарата возникла 7 мая в 09:39 EDT (13:39 GMT). По предварительным данным, причиной неисправности был отказ бортового компьютера, управляющего основными системами станции. Компьютер, основанный на радиационно-защищенной микросхеме 1750А, не относится к экспериментальным системам "Клементины". За время 20-минутного перерыва телеметрии с борта станции компьютер "успел" несколько раз пустить в ход бортовые двигатели и полностью истощить запасы топлива системы ориентации. Пока неясно, явилось ли это событие следствием ошибки программного обеспечения или отказа электроники.
Организация по защите от баллистических ракет (BMDO) изменила программу полета "Клементины" в сторону первоначальной - продолжения серии военных экспериментов и испытаний 23 передовых технологий. Станция управления в Александрии, штат Вирджиния, осуществляет постоянное наблюдение за аппаратом. Все приборы и системы, за исключением системы ориентации, работают нормально. Разработчики и управленцы "Клементины" изучают несколько вариантов продолжения исследовательской программы. Однако отсутствие топлива системы ориентации не позволяет станции наводить свои камеры и датчики.
Проектом DSPSE управляет Организация по защите от баллистических ракет. Станция изготовлена Морской исследовательской лабораторией, а инструменты и приборы - Ливерморской лабораторией имени Лоуренса и промышленными фирмами.
26 мая. И.Лисов по сообщениям НАСА и Г.Спенсера. Космический аппарат DSPSE ("Клементина"), финансируемый Организацией по защите от баллистических ракет Министерства обороны США, выполнил систематическое картографирование лунной поверхности, на основании которого научная группа НАСА по проекту "Клементина" построила первую детальную глобальную цифровую карту Луны, отражающую топографию и состав основных районов спутника. Основные результаты работы "Клементины" вблизи Луны были представлены сегодня на весеннем собрании Американского геофизического союза в Балтиморе.
Полученные за 71 сутки работы станции на окололунных орбитах цифровые данные охватывают 38 млн кв.км поверхности Луны, снятые в 11 спектральных диапазонах видимой и инфракрасной части спектра.
"Научное значение банка лунных данных от "Клементины" огромно, - заявил научный руководитель программы от НАСА д-р Юрген Раэ (Jurgen Rahe). - Впервые получены многоспектральные изображения с согласованными геометрией, разрешением и условиями освещения для всей Луны. С данных "Клементины" начинается новая эра в развитии планетологии с использованием многоспектральных наборов данных."
Цвет Луны в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного чувствителен к вариациям минерального состава поверхностного материала и длительности его экспонирования в условиях космического пространства. Для двух основных картографических приборов "Клементины" - камеры видимого и ультрафиолетового диапазона и камеры ближнего ИК-диапазона - были подобраны фильтры, позволяющие охарактеризовать общий состав поверхности и выполнить поиск пород, богатых титаном.
Комбинированный набор данных, полученных через 11 фильтров, используется для составления карт распределения типов пород и почв Луны. Предварительные исследования наиболее сложных в геологическом отношении районов, таких как кратер и плато Аристарх, кратеры Коперник и Джордано Бруно, позволят ученым зафиксировать различия между геологическими областями ударной и вулканической природы.
В ходе полета "Клементины" получены десятки тысяч изображений высокого разрешения и температурных изображений среднего инфракрасного диапазона. При помощи лазерного высотомера построены топографические карты Луны. Анализ данных слежения за спутником позволил уточнить данные о гравитационном поле вблизи лунной поверхности. Телескоп заряженных частиц дал информацию о частицах солнечного и магнитосферного происхождения.
"Клементина" получила изображения ранее неизвестных районов Луны и районов, снятых ранее в другой перспективе.
Получены топографические данные по крупным старым ударным объектам, включая наиболее крупный (диаметр 2500 км) и глубокий (более 12 км) ударный бассейн на планетах в Солнечной системе. Предварительный анализ гравитационной структуры молодого бассейна на краю лунного диска показал, что в этом месте произошел подъем из глубины Луны большого объема мантийного вещества.
Используя 1500 снимков, полученных в течение первого месяца съемок, научная группа НАСА получила мозаичное изображение Южной полярной области Луны. Поразительным результатом этой работы явилось открытие крупной депрессии, центр которой находится вблизи полюса. Ученые почти уверены, что этот объект, диаметр которого достигает 305 км, является древним ударным бассейном. Поскольку ось вращения Луны почти перпендикулярна плоскости орбиты Земли вокруг Солнца, значительная часть этой области может никогда не освещаться Солнцем. Если это так, то температура в южнополярной депрессии может составлять -230°С. Следовательно, молекулы воды, входящей в состав падающих на поверхность Луны комет, могут попадать в холодную "ловушку" и накапливаться в ней в течение миллиардов лет в существенных количествах. В ходе бистатического радиолокационного эксперимента ("Клементина" направляла радиосигнал на полярную область, а антенны Сети дальней связи НАСА принимали отраженный сигнал) предполагалось проверить наличие отложений водяного льда. Данные этого эксперимента должны быть тщательно проанализированы и будут опубликованы только через несколько месяцев.
По сообщению Генри Спенсера (Канада), ситуация со льдом в южнополярной впадине выглядит следующим образом. Стюарт Нозетт из научной группы "Клементины" сообщил, что данные первого прохода с радарным зондированием, обработанные немедленно по их получении, показали наличие слабой ("одна сигма"), но отчетливой поляризационной картины ледяного эха. Для твердого заключения необходима совместная обработка данных всех проходов, которую ведут в настоящее время те же сотрудники, которые двадцать лет назад обнаружили лед в полярных районах Меркурия. Первые данные, таким образом, "соблазнительны, но не подтверждены". Возможно, сообщение о результатах будет сделано примерно через месяц. Нозетт также сообщил, что контроль над станцией после ее аварии 7 мая частично восстановлен, но пролет Географа маловероятен.
(Редакция "НК" единогласно постановила, что южнополярной лунной депрессии следует присвоить имя Клементина. Мы не будем удивлены, если так и случится.)
Данные с лазерного высотомера позволили построить почти глобальную топографическую карту лунной поверхности. Наиболее сенсационным результатом этой работы стало подтверждение существования древних, почти стертых ударных бассейнов, случайным образом распределенных по поверхности Луны. Вывод об их существовании впервые был сделан на основании интерпретации немногочисленных кольцеобразных структур, попавших на снимки станций "Лунар Орбитер" в 1960-е годы. Данные лазерного высотомера "Клементины" не только подтвердили существование таких структур, но и показали значительную их глубину - даже для наиболее стертых образований она составляет 5-6 км.
Другое важное открытие "Клементины" состоит в подтверждении существования крупнейшей ударной структуры на Луне - 2500-километрового южнополярного бассейна Айткена (Aitken Basin). Глубина этой гигантской впадины составляет 12 км, и она является наиболее крупным и глубоким из известных кратеров Солнечной системы.
Гравитационная съемка показала, что обнаруженные гигантские провалы лунной коры компенсируются подъемом плотных мантийных пород под каждым из ударных бассейнов.
Информация АМС "Клементина" в сочетании с лунными породами, доставленными на Землю в рамках программ "Аполлон" и "Луна", представляет собой уникальный набор данных, неизвестных ни для какого другого тела Солнечной системы. Возможно, более подробное их изучение даст новые сведения о длительной и сложной эволюции Луны. НАСА предполагает финансировать многолетнюю программу изучения результатов экспедиции "Клементины".
Новости космонавтики 1994 №23:
И.Лисов. НК. Судьба космического аппарата "Клементина-1", в течение нескольких месяцев выполнявшего научную программу на орбите спутника Луны и выработавшего по ошибке в начале мая бортовой запас топлива, к сожалению, долгое время оставалась нам неизвестной. НАСА не распространяло официальной информации о полете этого военно-исследовательского КА.
Как нам стало известно из сообщения "Aviation Week & Space Technology" от 22 августа, еще 20 июля 1994 г. станция выполнила непредусмотренный программой пролет Луны и ушла на орбиту искусственной планеты. Возможность такого развития событий была известна, но неблагоприятный угол освещения КА Солнцем и недостаток электропитания воспрепятствовали маневрированию и не позволили изменить орбиту в достаточной степени для того, чтобы избежать этого. "Позже в 1994 году" освещение солнечных батарей "Клементины" улучшится, и группа управления попытается восстановить связь с ней.
Новости космонавтики 1994 №26:
• Группа управления полетом КА "Клементина" намерена войти в связь со станцией в начале 1995 г. с помощью системы дальней связи НАСА. Планируется продолжить технические испытания аппарата
Новости космонавтики 1995 №4:
* 20 февраля 1995 г. при помощи 70-метровой антенны Сети дальней связи НАСА был проведен прием телеметрии с КА "Клементина" в течение 50 мин. Полученные данные показали, что станция, находящаяся на гелиоцентрической орбите, остается работоспособной.
Новости космонавтики 1995 №8:
По сообщению газеты "Space News". 10 апреля 1995 г. был проведен первый почти за год сеанс управления космическим аппаратом "Клементина", находящимся на гелиоцентрической орбите на расстоянии около 48 млн км от Земли.
Как известно, 7 мая 1994 г. во время полета по промежуточной орбите спутника Земли произошел отказ системы управления аппарата, результатом которого стало почти полное израсходование запаса топлива и быстрое вращение КА. 21 июля после незапланированного пролета Луны станция ушла на орбиту искусственной планеты.
20 февраля 1995 г. члены группы "Клементины" впервые после аварии смогли принять сигналы станции. Во время сеанса 10 апреля были переданы и выполнены команды на включение и выключение подсистем, в том числе датчиков и камер.
В течение нескольких месяцев аппарат находился в чрезвычайно жестких условиях, без питания при температуре -65°С, и тем не менее выжил. Опыт поведения систем КА представляет большой интерес для разработчиков, которые считают, что использованные технологии могут выдержать годы полета. Военно-морская исследовательская лаборатория (NRL) в Вашингтоне разработала, изготовила и управляет полетом "Клементины".
Выполнение первоначальной программы невозможно и сейчас станция неспособна собирать какие бы то ни было данные. Руководители проекта рассматривают возможность замедлить вращение КА или развернуть его путем выдачи импульсов тяги на оставшемся топливе. Хотя изображения, снятые камерой звездного датчика запомнены, они смазаны, вероятно в результате быстрого вращения. Замедлив его, специалисты надеются получить приемлемые изображения. Для этого на станцию надо передать новое программное обеспечение, что будет возможно в начале мая.
Сеансы управления "Клементиной" проводятся через Сеть дальней связи НАСА при наличии времени. Работа с "Клементиной" возможна еще в течение нескольких месяцев, после чего расстояние станет слишком велико. За это время руководители миссии надеются выполнить более подробную проверку камеры, полную проверку подсистем и снять показания с датчиков радиации и заряженных частиц.
Новости космонавтики 1995 №11:
24 мая. И.Лисов по сообщению АП. Результаты исследования химического состава Луны, выполненного в ходе орбитального полета КА "Клементина" весной 1994 г., являются подтверждением теории происхождения Луны, вызванного столкновением с Землей более крупного тела. Такой вывод делается в статье Пола Люси (Paul G. Lucey) из Гавайского университета, опубликованной и журнале "Science" за 26 мая.
В настоящее время существует четыре основных модели образования системы "Земля-Луна . Теория совместного формирования предполагает, что Земля и Луна были образованы и одном и том же месте Солнечной системы из одного и того же материала. В варианте раскола Луна считается частью Земли, некогда отбитой от нее и результате падения крупного метеорита. Две других модели подразумевают независимое формирование Луны, которая затем оказалась на орбите спутника Земли в результате гравитационного захвата или после катастрофического столкновения ее родительского тела с Землей.
Исследование химического состава Луны, которое было выполнено с борта "Клементины" на 93% ее площади, показало, что общее количество железа на Луне значительно ниже, чем предполагалось раньше и чем есть на Земле.
Контрольные проверки инструментов "Клементины" были сделаны на подлинных образцах лунного грунта, доставленных на Землю экспедициями "Аполлонов".
Различие химического состава заставило исследователей исключить общность происхождения Земли и Луны. Этот вывод отсек модели совместного формирования и раскола. Из двух оставшихся гравитационный захват считает возможным незначительная доля ученых. Поэтому результаты геохимических исследований "Клементины" были интерпретированы Полом Люси как подтверждение теории космической катастрофы - удара гигантского небесного тела.
Предполагается, что до столкновения прото-Луна была размером с современный Марс. В результате катастрофы вещества упавшего тела расплавилась, и значительная его часть была выброшена на орбиту и сформировалась в спутник.
Новости космонавтики 1996 №25:
3 декабря. И.Лисов по сообщениям Рейтер, Франс Пресс, ЮПИ. Чеpeз два с половиной года после первых полуофициальных сообщений о том, что американский военно-исследовательский КА "Клементина" обнаружил свидетельства в пользу существования водяного льда в южнополярной области Луны исследователи опубликовали свои выводы и сочли возможным провести официальный брифинг с рассказом об этом открытии, которое после этого немедленно стало сенсацией.
Напомним, что КА "Клементина" (он же DSPSE) был запущен 25 января 1994 г. и был предназначен для проведения серии военных экспериментов и испытания новых технологий. Ученые, финансируемые NASA, параллельно использовали приборы спутника для научных исследований. В феврале аппарат вышел на орбиту искусственного спутника Луны и производил его съемку в течение двух месяцев. 7 мая, в период маневрирования с целью перехода на трассу полета к астероиду Географ, из-за ошибки бортового компьютера КА израсходовал все топливо, и не мог более выполнять полетное задание.
Заявление Министерства обороны США относительно возможного открытия льда на Луне сделал в понедельник 2 декабря представитель МО Дик Ленер (Dick Lehner). Брифинг, на котором были приведены подробности, провел 3 декабря Дуайт Дастон (Dwight Duston), заместитель по технологии директора Организации по защите от баллистических ракет (BMDO), которая финансировала проект "Клементина". Следует отметить, что агентство ЮПИ рассказало об открытии за несколько дней до официального объявления, 28 ноября, ссылаясь на статью д-ра Стюьарта Нозетта (Stewart Nozette) из Лаборатории имени Филлипса ВВС США с соавторами, в число которых входил "отец кометы Шумейкеров-Леви 9" Юджин Шумейкер, в номере журнала "Science" за 29 ноября.
С "Клементины", по предложению заместителя менеджера проекта, сделанному уже в ходе полета, была проведена бистатическая радиолокация Луны - радиосигнал аппарата, излучаемый его штатной антенной, отражался от поверхности Луны и принимался наземными 70-метровыми радиоантеннами Сети дальней связи NASA. При двух проходах над Северным полюсом никаких неожиданностей не встретилось, но при зондировании южнополярного бассейна Айткена на одном проходе из двух имело место четыре случая, когда отраженный сигнал соответствовал по мощности (повышенной) и поляризации тому, который получался ото льда на других небесных телах и на Земле.
Если считать эти наблюдения достоверными, то рассчитанная плотность отражающего вещества позволяет с вероятностью 90% говорить о том, что это водяной лед. (С некоторой долей вероятности речь может идти о других льдах или о сере.) На основании этих данных представители МО заявили теперь (весьма уверенно, если не самоуверенно), что лед, "по-видимому, составляет часть поверхностного слоя Луны вблизи Южного полюса".
Наиболее вероятным источником льда могут быть кометы. Как говорится в сообщении, распространенном на брифинге 3 декабря, большая часть льда, занесенного на Луну в составе каменно-ледяных кометных ядер в течение последних 4 млрд лет, диссоциировала и покинула поверхность нашего спутника. Однако часть молекул могла "мигрировать" по поверхности и в некоторых количествах оседать в постоянно затененной области, где температура близка к абсолютному нулю. В южнополярном бассейне Айткена - крупнейшей на Луне депрессии диаметром около 2400 км и глубиной до 13 км - имеются области, куда никогда не заглядывает Солнце, суммарной площадью примерно 15500 км2. Из нее, как было заявлено, порядка 1% занимает лед. "Ученые не могут определить толщину этого льда, но она, вероятно, составляет несколько метров," - говорится в официальном сообщении.
Несмотря на то, что ученые имели два с половиной года на обработку и интерпретацию данных, они все еще не убеждены в своем открытии. "Мы думаем, что мы нашли лед. Но мы не уверены, - заявил на брифинге д-р Пол Спьюдис (Paul D. Spudis) из Лунно-планетного института при Университете Раиса в Хьюстоне. - Это не снежное поле и не пруд, это не ледяной каток на Луне. В сущности, это лед, смешанный с грязью." По мнению ученого, по внешнему виду "ледяные" области могут выглядеть так же, как и остальная часть Луны, но если их копнуть, обнаружится примешанный к реголиту лед, примерно как в земной тундре. "Это озеро, грязное-грязное озеро," - предложил свою интерпретацию С.Нозетт.
В различных источниках даются сильно отличающиеся оценки общего количества льда, хотя все они сходятся в том, что воды на Луне было бы достаточно только для наполнения небольшого озера. Согласно сообщению Рейтер, Спьюдис и его коллеги оценили общее количество льда примерно в один кубический километр. По информации Франс Пресс, цитирующей заявление МО США, "озеро" имело бы около 400 м в длину и 10-20 м в глубину. Приводилась и еще меньшие величины - суммарный объем льда оценивался в 60-120 тыс м3, а масса - в 81000 тонн.
Надо отметить, что ряд ученых выразил скептическое отношение к сенсации 2-3 декабря. Так, Джон Вуд из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики считает: "Существует сообщество, которое очень хочет говорить о возвращении на Луну и жизни в колонии [на ней], они очень страстны в этом вопросе. Один из ключей к этому предприятию - найти воду, и эти люди будут очень возбуждены. Лично я всегда относился скептически ко всему этому заявлению. Я думаю, в значительной степени желаемое принимается за действительное."
Дж.Вуд безусловно прав в том, что защитники ледяной гипотезы относятся к горячим сторонникам колонизации Луны. Даже если льда на Луне нет, "можно извлекать кислород из поверхностных пород, и можно добыть водород, внесенный "солнечным ветром", из зерен пыли, - говорит тот же П.Спьюдис. Но нахождение водяного льда сделало бы все намного проще."
Кстати, авторы статьи в "Science" столкнулись с трудностями в прохождении предварительной рецензии, которой серьезные научные журналы подвергают предлагаемые к публикации материалы Слишком сенсационными выглядели их выводы.
В то же время известны результаты радиолокации Меркурия, который находится втрое ближе к Солнцу, чем Земля и Луна и на котором тем не менее предполагается наличие ледяных полярных шапок.
Так или иначе, но станция "Lunar Prospector", которую NASA планирует запустить 24 сентября 1997 г. (по другим данным, в октябре), должна подтвердить или опровергнуть информацию "Клементины". Установленный на этой станции нейтронный спектрометр регистрирует медленные нейтроны и может идентифицировать лед со значительно большей степенью уверенности.
Кроме того, как сообщил Юджин Шумейкер в интервью ЮПИ, исследователи из Лунно-планетного института намерены предложить проект запуска космической станции, которая выполнит посадку на Южном полюсе Луны. Луноход, доставленный этой станцией, сможет исследовать лед в местах его залегания. Помимо прямого подтверждения наличия льда, подробное, послойное исследование позволит датировать эпохи кометных бомбардировок и затем сопоставить их с эпохами массового вымирания видов на Земле. Правда, такая экспедиция обещает быть очень сложной - в постоянной тьме южнополярных кратеров невозможно пользоваться солнечными батареями и очень трудно создать механизмы, которые смогли бы работать при дьявольском холоде.
Сомнительно, чтобы объявленный результат повлиял на планы реализации проекта "Клементина-2", который все еще борется за финансирование. Причина состоит в ведомственной конкуренции - "Клементина-2" предложена не BMDO, а ВВС США.
Если данные "Клементины" будут подтверждены, действительно открывается возможность создания на Луне постоянной базы. В обсуждаемом районе имеются как кратеры, на дне которых всегда темно и имеется лед, так горы, которые постоянно освещены и где можно расположить солнечные батареи. Лед можно не только использовать для получения кислорода и питьевой воды для ее системы жизнеобеспечения, но и получать из него компоненты ракетного топлива - кислород и водород, что снимает необходимость завоза топлива для полетов в направлении Луна-Земля, резко уменьшает стоимость базы и ее зависимость от Земли, вплоть до автономии. Правда, оценки показывают, что запаса лунного льда может хватить всего лишь примерно на 50 лет.
Венделл Менделл (Wendell Mendell), физик и астроном из Космического центра имени Джонсона, считает, что при соответствующем финансировании присутствие человека в космосе может быть весьма значительным уже через 10-20 лет. Но вопрос о том, как повлияет на это найденный возможный лед, совсем неясен. "Даже если он там есть, как эксплуатировать и транспортировать его? И он невозобновляем. Если первые люди используют его до конца, следующим ничего не достанется."
Из первых лиц NASA известна реакция д-ра Ввели Хантресса, руководителя Управления космической науки. "Тот факт, что там имеется потенциальный ресурс, очевидно увеличивает желательность [использования] Луны как промежуточной станции в космосе. Если же она не может служить промежуточной станцией, она может быть использована для того, чтобы люди жили и готовились к жизни на планетах."
4 декабря. Рейтер. Писатель-фантаст Артур Кларк приветствовал открытие льда на Луне, сказав, что оно увеличивает шансы на создание постоянной лунной базы.
"Это чрезвычайно важно и вполне возможно," - сказал он корреспонденту Рейтер в столице Шри Ланки Коломбо.
79-летний Кларк - автор десятков романов и нефантастических книг и создатель нескольких документальных фильмов - в течение долгого времени верил в возможность льда на Луне. В 1954 г., за 15 лет до первой высадки людей на Луну, он писал: "Не невозможно, что следы воды и газа, замороженных до твердого состояния, могут существовать в глубоких лунных трещинах, куда никогда не проникают лучи Солнца." (Впоследствии механизм сохранения летучих веществ в холодных "ловушках" неоднократно описывался в научных публикациях - И.Л.)
За прошедшие полвека сбылись десятки предсказаний Кларка, в том числе сомнительный в 1945 г. план сети геостационарных спутников связи.