• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19.01.2024, 18:22
Александр Березин
13
11 487

Японский космический аппарат впервые смог мягко сесть на Луну

❋ 5.3

До 2024 года мягко сесть на Луну получалось у аппаратов только четырех стран: России, США, Китая и Индии. При этом последние попытки такого рода у «Роскосмоса», американской частной компании Astrobotic, а также частных израильских и японских игроков закончились крушениями. Японское космическое агентство стало пятым в списке тех, кто смог это сделать, показав нетривиально высокий уровень компетентности.

Посадочный аппарат SLIM в представлении художника. Слева от него, в прыжке, отделяется лунопрыг, специфическая японская разновидность планетохода / © Wikimedia Commons / Автор: Наталья Федосеева

Smart Lander for Investigating Moon («Умный посадочный аппарат для изучения Луны», SLIM) изначально планировали запустить в 2021 году, но на практике это удалось лишь 6 сентября 2023-го. В отличие от многих других аппаратов для посадки на Луну, он использовал времязатратные траектории, поэтому достиг окололунной орбиты только 25 декабря. С 17 января 2024 года аппарат начал постепенно тормозиться, понижая высоту полета над Селеной. К 19-му числу нижняя точка этой орбиты достигла 15 километров, после чего SLIM начал посадку на земной спутник. В 18.20 по Москве он мягко прилунился.

Место посадки аппарата — 13-й градус южной широты видимой стороны Луны, близ небольшого, 300-метрового, кратера Сиори, находящегося внутри более крупного кратера Кирилл. Это резко отличает миссию от прошлогодней индийской, севшей в южных приполярных широтах Луны, чтобы лучше изучить район, где грунт потенциально богат водой.

© YouTube

Выбор Сиори обусловлен тем, что японская миссия специально подбирала место, где можно безопасно сесть только при исключительно высокой точности посадки. Дело в том, что разработчики SLIM считают возможный размер «посадочного пятна» для своего аппарата равным 100 метрам. Для сравнения: посадка последнего из лунных пилотируемых модулей миссий «Аполлонов» шла в посадочный эллипс 15 на пять километров. При посадке отклонение от предполагаемой точки прилунения составило 400 метров — даже несмотря на существенный опыт, накопленный Соединенными Штатами Америки к тому моменту.

До сих пор самую высокоточную посадку на Луне продемонстрировали китайцы: у них посадочное пятно было шесть на шесть километров. И они смогли отклониться от его центра лишь на 89 метров. У «Чандраян-3», севшего в прошлом году, посадочное пятно было четыре на 2,5 километра, но при посадке отклонение составило уже 350 метров от центральной точки.

Точности посадочного пятна в 100 метров японский аппарат должен достичь не ради престижа, а потому, что будущие миссии на Луну планируются в район южного полюса, где множество очень сложных ландшафтов. Громадные валуны, склоны и тому подобное означают, что небольшая ошибка с точностью места посадки может стать фатальной для миссии. Даже прилунение аппарата на склон кратера Шеклтон — в силу крутизны его склонов, превышающих 30 градусов — может привести к заваливанию на бок, после чего нормальная работа (и выживание) уже не получится.

Оранжевым показано место, куда должен сесть SLIM, масштаб на фото дан в правом нижнем углу  / © Wikimedia Commons

Чтобы отработать посадку в столь сложных условиях, японцы выбрали для посадки SLIM местность с наклоном до 15 градусов (склон кратера). Это весьма рискованно для аппарата с «сухой» массой в 120 килограммов. Кроме точности, она требует довольно специфических посадочных ног: они спроектированы преднамеренно разрушающимися при посадке, причем деформация этих алюминиевых опор должна погасить часть энергии удара.

Кроме того, аппарат использует уникальную методику посадки, своего рода заваливание набок при прилунении. Без нее ему было бы сложно обеспечить правильную ориентацию солнечных батарей по Солнцу в условиях посадки на сильно наклонную поверхность.

Углы наклона близ кратера Шеклтон у южного полюса Луны. Хорошо видно, что даже если проигнорировать валуны, углы поверхности здесь часто очень непростые для посадки. Японское космическое агентство  / © Wikimedia Commons

Для обеспечения высокой точности аппарат будет уточнять свое конкретное положение во время посадки с помощью камер высокого разрешения. Сравнивая данные от них с картами лунной поверхности в своей памяти, он вносит коррективы в работу посадочных двигателей в реальном времени. Такая задача была крайне сложной, поскольку требуемая для этого производительность бортового компьютера очень высока, а слишком производительный компьютер потребляет слишком много энергии.

Среди полезной нагрузки аппарата — не только приборы для анализа состава лунного грунта в районе посадки, но и сразу два лунохода. Причем первый из них, Lunar Excursion Vehicle 1, уникальной конструкции. Его точнее было бы назвать «лунопрыгом», поскольку он должен перемещаться по поверхности спутника прыжками. Это чрезвычайно полезная технология, поскольку, как Naked Science уже писал, стандартные планетоходы обладают исключительно низкой проходимостью. Причем эту проблему практически невозможно решить на колесных и даже гусеничных машинах (реголит Луны и даже Марса имеет слишком специфические свойства).

Lunar Excursion Vehicle 2 массой в 250 грамм для движения должен поменять форму со сферической до вот такой. Достоверно неизвестно, чем было вызвано такое необычное техническое решение  / © Wikimedia Commons

Между тем значимые научные результаты часто требуют попадания в максимально пересеченную местность — например, на крутые склоны кратеров, куда не достают солнечные лучи и где сохранилось больше легких элементов (вплоть до вечномерзлотных грунтов). Для попадания в открытые части огромных лунных пещер (лавовых трубок) колесно-гусеничные машины в принципе не годятся, а вот «лунопрыги», в силу низкой местной гравитации, потенциально пригодны. Разумеется, первый лунопрыг будет иметь ограниченную приборную нагрузку и энергетические возможности — от него требуется лишь продемонстрировать устойчивое передвижение по склонам.

Второй бортовой луноход, Lunar Excursion Vehicle 2, в каком-то смысле еще экзотичнее. Его масса — 250 граммов, по исходной форме он шар диаметром в восемь сантиметров. За счет подвижных частей луноход способен менять форму и передвигаться по реголиту до двух часов (потом кончится заряд батареи). Разработчиком этого довольно необычного изделия стал японский производитель детских игрушек.

Upd. Судя по предварительным данным, несмотря на мягкую посадку, аппарат вряд ли ждет долгая и продуктивная работа. Из-за слишком сложной схемы прилунения (с запланированным заваливанием набок, чтобы не упасть на склоне) SLIM либо перевернулся, либо встал под незапланированно большим углом к поверхности. Из-за этого солнечные батареи не удалось сориентировать на Солнце под нужным углом. А без этого аппарат скоро потеряет нужный уровень зарядки аккумулятора и выйдет из строя.

Пока SLIM продолжает вести передачу, которую принимают на Земле, но надолго его батареи в таком положении не хватит. Как минимум первый луноход удалось развернуть, однако неясно, сможет ли он передавать данные заметное время (его собственная система связи довольно маломощная, что может помешать эффективно доставать до Земли без посредничества базового модуля SLIM).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Заместитель главного редактора Naked Science. Автор специализируется на популяризации в области истории, космологии, астрономии, медицины, климата, макроэкономики и техники. Лауреат премии «Научный журналист года-2021».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
15 июля, 13:19
Юлия Тарасова

Чемоданы оказались настоящими рассадниками микробов. Как выяснилось, на отдельных частях дорожных сумок может обитать в 58 раз больше бактерий, чем на сиденьях унитазов в общественном туалете.

16 июля, 10:28
Адель Романова

По мнению ученых, наблюдаемые в атмосфере спутника Сатурна Титана сложные органические молекулы могут соединяться в подобия внутриклеточных органелл — везикул. Более того, в дальнейшем эти структуры способны становиться еще более сложными и образовывать не что иное, как протоклетки.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

13 Комментариев
Valerij Zviozdkin
19.01.2024
-
0
+
К спускаемому аппарату можно крепить кевларовые мячики,что бы уменьшить вероятность поломки спускаемого аппарата при посадке.Изучение Луны может быть экономически выгодным,интересным и возможно принести пользу будущим поколениям людей,спасибо.Японцы всегда ставились своей аккуратностью.
Alex D.
19.01.2024
-
5
+
Увы, не России, а СССР. Почувствуйте разницу.
    Alex D., Согласен Россия ни каких посадок на Луну не совершала, СССР совершал
    Valerij Zviozdkin
    20.01.2024
    -
    0
    +
    Alex D., конечно Роскосмосу не помешал бы умный руководитель(ну или на крайней сотрудник) вроде меня,конечно если я сумел бы адаптироваться как то,выучить русский,экстерном сдать физику,механику и подучить электронику.Вообщем шизануться умом:(
    Affidavit Donda
    20.01.2024
    -
    1
    +
    Alex D., всё лучшее, что было в СССР, спущено в унитаз по воле нынешних кумиров офисных хомячков.
    +
      ещё комментарии
      Mikhail Kravchenko
      21.01.2024
      -
      0
      +
      Affidavit Donda, Ботоксный не столько офисных кумир, о чём вы? Ботоксного поставил Алкоголик, но даже при Алкоголике целый МКС ещё умудрились запустить... Так что по вине цепных псов режима :)))
re SHTO
19.01.2024
-
1
+
Ух, камеры высокого разрешения, мощная начинка. Интересно какое там железо, неужели что-то с тонким техпроцессом типо 7нм TSMC?)
Абсолютная точность посадки, или посадка в строго расчётную точку, не нужна. В расчётной точке может быть большой камень, трещина, и тп нехорошая деталь. Те же Аполлоны выбирали точку посадки непосредственно на месте, с осмотром местности, и правильно делали. Сесть в пределах назначенной площади это да, но не более того. Нет смысла бороться за назначенные на Земле метры, ибо на местности часто виднее, что и как. А если нельзя определить, что будет в десяти и двадцати метрах от расчётной точки, то борьба за эти десятки метров теряет смысл.
Sam Dowson
19.01.2024
-
0
+
Самураи с астероида грунт брали. Луна для них так, разминка...
-
2
+
Странно что в статье не поместился сам лунопрыг
-
0
+
Пишут, успех миссии все еще под вопросом. Прилунение есть, но возможно не совсем штатное.
    -
    0
    +
    Лана Пренципал, сами луноходы отделяются перед прилунением и действуют самостоятельно. Проблемы возникли с основным модулем у которого что-то не так с солнечными батареями. На работу луноходов это не влияет.
    Лана Пренципал, доводилось при приземлении растягивать голеностопный сустав. По-моему, дажы дважды, техника приземления у меня была не всегда правильная, порою отвлекался). Тем не менее считаю их успешными, раз пишу сейчас это.) аппарат приземлился и на связи, а если что не штатное, так хоть можно разобраться, в чем дело, если связь есть. Не труп — уже очень хорошо. Остальное детали. Посадят значит ещё раз, и ещё раз, и ещё много-много раз... Даже просто повторяя сценарий получившейся посадки.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно