Ракета Falcon 9 стартовала 15 января 2025 года, чтобы отправить на Луну сразу два посадочных зонда — Blue Ghost Mission 1 и Hakuto-R Resilience. Верхняя ступень ракеты-носителя по очереди «отпустила» их в самостоятельный полет через 65 и 93 минуты после старта соответственно и стала неуправляемым космическим мусором.
Интересно вспомнить о верхних (третьих) ступенях ракет «Сатурн-5», которые запускали миссии «Аполлон». Большинство из них после отделения лунных кораблей тоже улетали в межпланетное пространство, причем именно на траекторию падения на Луну. Их туда направляли намеренно: астронавты размещали на поверхности сейсмометры, с их помощью можно было «слушать» лунотрясения в моменты ударов.
К сожалению, те сейсмометры давно не работают, и для Falcon задача добиться целенаправленного крушения на Луну не ставилась — так вышло само собой. Ступень после отстыковки космических аппаратов продолжила движение по инерции и стала курсировать вокруг планеты по очень высокой орбите. Самая дальняя ее точка (апогей) располагалась на расстоянии 510 тысяч километров. Напомним, это заметно дальше Луны: до нее в среднем 384 тысячи километров.
Несколько месяцев спустя появились подозрения, что естественному спутнику Земли предстоит неожиданное столкновение с искусственным объектом. Предполагаемое место падения расположено в районе кратера Эйнштейн на обратной стороне Луны, у самого левого края лунного диска. Так что на фоне ночного неба есть шанс различить поднявшийся от удара пылевой шлейф.
Недавно исследователи из Университета Техаса в Остине (США) попытались составить максимально точное представление о том, как этот шлейф может выглядеть, и показали полученную картину в статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org. Они создали детальную модель ступени Falcon 9 с учетом ее полой структуры — корпус с тонкими стенками высотой 13,8 метра и диаметром 3,7 метра, а внутри — тяжелый двигатель, пустые топливные баки, всевозможные трубопроводы, электроника. Все это вместе, по оценкам, имеет массу около 3,9 тонны.
В расчетах исходили из того, что ступень будет падать вертикально, двигателем вниз, со скоростью 2,43 километра в секунду. Это примерно в семь раз медленнее падающего на Луну среднестатистического метеорита. Моделирование показало, что в момент удара поднимется шлейф необычного вида: широкое низкое облако (диаметр — 366 километров, высота — 15-20 километров) с центральной «иглой» — узким вертикальным, примерно 50-километровым столбом пыли. Этот столб будет содержать в себе лишь сотую долю подброшенного ударом вещества, но именно он останется заметным дольше всего — примерно 10 минут.
Ученые признали, что в реальности картина может и отличаться в зависимости от угла падения ступени. Снимков этого события астрономы ждут от самых мощных обсерваторий типа «Хаббл». В любительские телескопы рассмотреть упавшую на Луну ракетную ступень надежды практически нет. Отметим, что в Москве на момент удара будет 09:34, к тому же Луна будет находиться невысоко над горизонтом, где земная атмосфера особенно сильно мешает наблюдениям.