Китайская «фея» посетит Луну в ближайшие три-пять лет

10 ноября в Пекине главный китайский специалист по исследованиям Луны Оуян Цзыюань (Ou'yang Ziyuan) сообщил некоторые ранее неизвестные детали проекта «Чанъэ»* (НК №5, 2003, с.35 и №10, 2003, с.45). По его словам, работы по проекту ведутся уже несколько лет; последние два года «дополнительные технические проверки проходила схема [полета] и технические системы аппарата. Теперь все идет по плану. Первый запуск к Луне состоится через три года».

* В китайской мифологии – юная фея, отправившаяся на Луну, «чтобы вести там тихую, уединенную и благообразную жизнь».

Как сообщалось ранее, весь проект поделен на три этапа:

① – выход на окололунную орбиту;

② – мягкая посадка на Луну;

③ – возвращение на Землю образцов лунного грунта.

На первом этапе на орбиту вокруг Луны будет выведен КА «Чанъэ-1». Для его создания будут применены, главным образом, уже отработанные технологии. Как отметил Оуян Цзыюань, «там нет ничего непреодолимого с точки зрения [китайской] техники. Однако в силу особенностей проекта требуется время, чтобы разработать оборудование для установки на аппарате и создать системы управления движением по окололунной орбите, мониторинга, получения информации и передачи ее на Землю» [2].

По словам Ван Шуцюаня (Wang Shuquan), заместителя председателя Комитета оборонной науки, техники и промышленности КНР, «путешествие зонда «Чанъэ-1» к Луне займет менее недели» [3].

После выхода на окололунную орбиту аппарат должен выполнить четыре задачи [2]:

Œ Получение трехмерных топографических карт лунной поверхности для точного определения базовых структур и морфологии рельефа. Предполагается исследовать форму, размер и распределение кратеров. Полученные данные послужат для идентификации возраста поверхности Луны и уточнения ранней истории планет земной группы, а также помогут выбрать место для мягкой посадки аппаратов второго этапа проекта «Чанъэ» и развертывания лунной базы.

 Составление карт поверхностной концентрации и распределения химических элементов, главным образом 14 элементов типа титана и железа, которые пригодны для промышленной добычи. В сочетании с первой задачей будут составлены карты залегания лунных минералов, определены области, богатые «полезными ископаемыми», и оценены перспективы разработки и эксплуатации лунных ресурсов.

Спутник DFH-3, на базе которого будет сделан зонд «Чанъэ-1».

Ž Оценка глубинного распределения элементов с помощью микроволнового излучения. Таким образом, предполагается уточнить возраст лунной поверхности и распределение плотности лунного грунта. Эти данные закладывают основу для дальнейших оценок содержания и распределения гелия-3, который может служить топливом для ядерного синтеза в будущем.

 Исследование космической среды между Землей и Луной, в частности «хвостовой» области магнитосферы нашей планеты, солнечных частиц большой энергии, плазмы в солнечном ветре, взаимодействия между солнечным ветром и Луной и между хвостом магнитного поля Земли и Луной.

Сейчас, как и раньше, официальный Пекин практически не дает никакой технической информации о предстоящих проектах. Тем не менее достоверно известно, что «Чанъэ-1» будет построен на платформе спутника связи DFH-3, хорошо проверенной на геостационарной орбите, и запущен с помощью РН «Чан Чжэн-3А» («Великий поход-3А») [1, 6].

Платформа способна обеспечить научным приборам точность наведения, сопоставимую с аналогичным показателем для европейского зонда SMART-1. В июле 2003 г. на 25-м ежегодном конгрессе Международного астрономического союза в Сиднее представитель Шанхайской астрономической обсерватории Е Шухуа (Ye Shuhua) сообщил о некоторых деталях бортового комплекса научных приборов массой 130.4 кг, который будет установлен на «Чанъэ-1». Среди инструментов будут:

– твердотельные камеры и отображающий спектрометр (масса – 31 кг, энергопотребление – 50 Вт) для стереоскопического сканирования лунной поверхности участками по 51x51 км;

– лазерный высотомер (11 кг, 25 Вт), гамма- и рентгеновский спектрометр (35 кг, 15 Вт), микроволновый локатор (30 кг, 42 Вт) для анализа реголита в трех различных диапазонах длин волн;

– датчик частиц высоких энергий (2.4 кг, 3 Вт) и два датчика ионов низких энергий (7 кг, 7 Вт) [4].

Что дальше?
Существуют и другие предложения. В частности, специалисты престижного университета Циньхуа (Tsinghua) разработали проект LunarNet, предусматривающий запуск на полярную окололунную орбиту КА, оснащенного по меньшей мере 16 малогабаритными посадочными аппаратами массой 28 кг каждый, которые будут сбрасываться в равномерно распределенных областях на двух взаимно перпендикулярных орбитальных плоскостях (!?). Посадочная система, использующая наддутые газом мешки (как у посадочных лунных станций «Луна-9» и -13), гарантировала бы выживание приборов при контакте с поверхностью со скоростью 12…22 м/с. Каждый посадочный аппарат будет нести камеру, датчики температуры и космических лучей, пенетрометр, прибор для измерения магнитных свойств почвы и другие инструменты.

Для передачи информации на Землю предполагается использовать спутник-ретранслятор, выведенный на сильно вытянутую околоземную орбиту перигеем около 6000 км и апогеем, расположенным за лунной орбитой. Во время частых облетов Луны этот спутник должен собирать данные от орбитального и посадочных аппаратов и передавать их на Землю.

Другое предложение названо «Лунный кролик» (Moon Rabbit) в честь героя китайской народной сказки. Этот зонд массой 330 кг и «стоимостью не более 30 млн $», запущенный на переходную к геостационарной орбиту (ПГО) с космодрома Сичан, на следующий день после запуска перейдет на траекторию полета к Луне, используя бортовой двухкомпонентный ЖРД.

Далее зонд будет переведен на окололунную орбиту высотой от 100 до 200 км, где разделится на два компонента. Первый, предположительно созданный на базе научного спутника Double Star, будет выполнять орбитальную миссию, используя твердотельные камеры видимого и ИК-диапазонов, радиолокационный высотомер и радиометр. Второй совершит посадку на Луну, затормозившись с помощью РДТТ. Этот аппарат будет нести только камеру и реализует алгоритм оптимального управления, ранее не раз обсуждавшийся в китайской научной литературе. Опустившись на поверхность, он раскроет китайский флаг площадью полотнища 60 м², видимый с Земли в хороший телескоп.

Таким образом, оба предложения сочетают черты первого и второго этапов проекта «Чанъэ».

Модель шасси лунохода, разрабатываемого Харбинским политехническим университетом.

В КНР исследовались также более сложные варианты беспилотных лунных миссий: небольшой орбитальный КА, стабилизированный вращением; зонд массой 300 кг с ионным двигателем, разработанный в рамках «Проекта 863»; посадочные аппараты массой от 600 до 4000 кг. Кроме того, изучались системы с солнечным парусом и пенетраторы.

Как упоминалось выше, одной из проблем китайской программы зондирования Луны будет связь. Поскольку КНР пока не обладает налаженной системой дальней космической связи, частично ее роль может сыграть большой радиотелескоп с пятисотметровой апертурой FAST (Five hundred meters Aperture Spherical Telescope), напоминающий известную американскую установку в Аресибо, который предполагается построить в природной впадине (рецессии) области Гуйчжоу (Guizhou). Затраты на строительство этого прибора составят до 1 млрд $.

Китайские специалисты упоминали также об использовании наземных станций слежения в Кирибати и Намибии и о возможном привлечении трех плавучих НИПов «Юань Ван», которые применялись для поддержки запусков космических кораблей «Шэнь Чжоу».

Для работы перспективных аппаратов на поверхности Луны китайцы планируют активно использовать вездеходы и роботы, которые, судя по публикациям в прессе, представляют для них значительный интерес. Опытный образец вездехода был продемонстрирован университетом Циньхуа в начале 2001 г.

Судя по описанию профессора Чжу Цзи Хуна (Zhu Ji Hong), аппарат очень напоминает марсоход Sojourner (NASA): имеет шесть колес с независимым электроприводом и аналогичными балансирными тележками, способен преодолевать препятствия высотой до 18 см. Вездеход оборудован панелями солнечных батарей, имеет четыре прожектора и трехмерную камеру для получения «навигационных изображений и панорам, которые будут переданы на Землю» [4].

Как уже сообщалось (НК №5, 2003, с.35), для выполнения первого этапа проекта «Чанъэ» годятся практически все ныне используемые китайские носители типа «Чан Чжэн»; аппараты для мягкой посадки на Луну могут быть запущены с помощью РН серии CZ-2E, CZ-3A или CZ-3B. Для третьего этапа необходим более мощный носитель (или «нетривиальные» – с китайской точки зрения – методы реализации миссии). Хуан Чуньпин (Huang Chunping), руководитель направления ракет-носителей программы пилотируемой космонавтики КНР, отметил, что «технология и грузоподъемность отечественных РН достигли того уровня, который имели ракеты Соединенных Штатов и Советского Союза в начале исследований Луны четыре десятилетия назад». Странно слышать, ведь сейчас у КНР есть носители стартовой массой около 480 т, в т.ч. оснащенные криогенными ступенями и способные послать к Луне аппараты массой свыше 2.5 т. В 1963 г. возможности СССР и США были гораздо скромнее... Тем не менее, по словам Хуан Чуньпина, аппарат для возвращения лунного грунта может быть запущен РН «Чан Чжэн-2F», используемой для выведения на орбиту КК «Шэнь Чжоу», при условии, что на ней будет установлена дополнительная ступень [5].

Зачем Поднебесной Луна?
Ответ на этот вопрос дал заместитель председателя Комитета оборонной науки, технологии и промышленности КНР и директор Китайской национальной космической администрации CNSA (China National Space Administration) Луань Эньцзе (Luan Enjie) в интервью корреспонденту газеты «Жэньминь Жибао» (People's Daily).

Прежде всего, Луань Эньцзе кратко напомнил историю «лунной гонки» между СССР и США конца 1950-х – начала 1970-х годов, в ходе которой обе страны запустили к Луне 45 КА.

В 1995 г. США сформулировали новую комплексную лунную программу, ориентированную на XXI век. В 1994 г. ЕКА разработало детальный план «возвращения на Луну» и создания лунной базы. В 2003 г. к Луне был запущен первый европейский зонд SMART-1. В это же время свои планы систематических исследований нашей небесной соседки составили Япония и Индия.

На вопрос, чем объясняется нынешняя вспышка интереса к Луне, Луань Эньцзэ ответил: «Сейчас планы имеют более четкие цели. Исследования Луны могут стать «инкубатором идей» в науке и технике и породить новую технологическую революцию. «Возвращение на Луну» и постройка там постоянных баз – важный шаг человечества в разработке космических ресурсов и расширении обжитого космоса. Через этот проект людям будет позволено изучить, как «оставить земную родину», построить постоянные исследовательские станции того же типа, как антарктические полярные, и развернуть производство вне Земли».

По поводу значения проекта зондирования Луны для развития науки, техники и экономики Китая Луань Эньцзе сказал: «Реализация этого плана станет началом крупных достижений в исследовании Китаем дальнего космоса. Это даст скачок космической инновационной технологии, поможет выполнить принцип «омолаживания страны через науку и образование», а также развить новые технологии и фундаментальные дисциплины. В настоящее время, когда мировая «программа возвращения на Луну» еще не полностью оформилась, мы должны перехватить инициативу и начать китайский проект лунных исследований как можно быстрее, чтобы наша страна получила подобающее место в международной деятельности в области исследования Луны».

На вопрос, чем отличается подход КНР при освоении Луны от аналогичных работ, проведенных в СССР и США, Луань Эньцзе ответил, что в китайском плане с самого начала будут пропущены такие этапы, как близкий пролет Луны, «жесткая посадка» и другие, характерные для американской и советской программ начала 1960-х годов. В Китае сразу же приступят к исследованиям с окололунной орбиты, например подсчету ресурсов гелия-3, что никогда не выполнялось другими странами. Трехмерные карты и планы залегания полезных ископаемых также были сделаны далеко не для всей поверхности Луны [5].

Источники:

1. Сообщение агентства Синьхуа на русском языке от 3 ноября 2003 г.

2. Сообщение агентства Синьхуа на английском языке от 10 ноября 2003 г.

3. People's Daily, October 6, 2003.

4. Сайт Паоло Уливи http://utenti.lycos.it/ paopoulivi/chinamoo.html, независимого итальянского эксперта, посвященный разработкам в области межпланетных исследований, проводимых в КНР, сделанный путем анализа всех доступных на сегодня источников.

5. Xinhua News Agency March 9, 2003, People's Daily, March 4, 2003.