История исследования Луны — РИА Новости, 02.03.2020

Следующая станция «Луна-2» стартовала 12 сентября 1959 года. Успешно выполнив программу научных исследований, она достигла лунной поверхности 14 сентября. Станция врезалась в Луну со скоростью 3,3 километра в секунду и разлетелась на части. Впервые в истории был осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело. Исследования, проведенные «Луной-2» подтвердили данные о том, что Луна не имеет заметного магнитного поля, что вокруг нее нет радиационных поясов.

4 октября 1959 года была запущена АМС «Луна-3», которая совершила облет Луны и сфотографировала ее невидимую с Земли сторону. Снимки, сделанные на расстоянии 60-70 тысяч километров от лунной поверхности и переданные по радиоканалу на Землю, дали первые представления о большей части этой стороны Луны.

Изучение естественного спутника Земли впоследствии было продолжено с помощью советских автоматических станций серии «Зонд» и «Луна», а также американских — серии «Пионер» (Pioneer) и «Рейнджер» (Ranger).

В результате проведенных научных исследований была получена ценная научная информация, в частности, она позволила советским ученым составить первую полную карту и первый глобус Луны.

Качественно новый этап в изучении природы Луны начался 3 февраля 1966 года, когда станция «Луна-9», запущенная 31 января, впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Океана Бурь. Она стала также первым в мире аппаратом, находящемся на поверхности другого небесного тела, с которым были проведены сеансы радиосвязи.

«Луна-9» передала на Землю первую в мире круговую фотопанораму лунной поверхности в районе посадки станции, а также произвела измерения интенсивности радиации, обусловленной воздействием космических лучей и излучением лунного грунта. По полученным снимкам были определены особенности микрорельефа поверхности Луны и, в частности, не обнаружено пыльного слоя значительной толщины. Продолжительность активного существования станции на поверхности Луны составила 75 часов.

Эти исследования были продолжены автоматической станцией «Луна-13», запущенной 21 декабря 1966 года, место посадки которой было расположено на обширной равнине «морского» типа, тогда как станция «Луна-9» опустилась в непосредственной близости от окраины материкового щита. На основе подробного изучения шести панорам, переданных станциями «Луна-9» и «Луна-13», была определена микроструктура грунта, а также получен ряд макрохарактеристик районов посадки.

АМС «Луна 10», запущенная 31 марта 1966 года, 3 апреля вышла на орбиту вокруг Луны и первой стала ее искусственным спутником. На борту станции находился ряд научных приборов, которыми были выполнены комплексные орбитальные исследования Луны и окололунного пространства.

Впервые были получены данные об общем химическом составе естественного спутника Земли по характеру гамма-излучения ее поверхности. Анализ возмущений траектории станции позволил провести предварительное определение параметров гравитационного поля Луны. За время активного существования станция дважды пересекала «хвост» магнитосферы Земли, что было зафиксировано научными приборами.

Связь со станцией поддерживалась до 30 мая. За 56 дней активного существования «Луна-10» совершила 460 оборотов вокруг Луны, было проведено 219 сеансов радиосвязи. Исследования Луны с орбит искусственных спутников были продолжены советскими станциями «Луна-11,-12,-14 и —15». Они дали возможность получить детальные снимки больших площадей видимой и невидимой с Земли сторон Луны, уточнить ее конфигурацию, определить аномалии ее гравитационного поля, изучить метеоритную и радиационную обстановку в окрестностях Луны, а также получить общие сведения селенохимического характера.

США с 1966 года по 1968 год вывели на орбиту вокруг Луны пять станций «Лунар-Орбитер» (Lunar Orbiter) и станцию «Эксплорер» (Explorer). Для посадки на Луну проводились в то же время запуски семи аппаратов «Сервейер» (Surveyor).

Три последних аппарата этой серии («Сервейер-5, —6 и —7») имели в составе научной аппаратуры прибор для определения содержания ряда химических элементов в веществе грунта поверхности Луны. Этим было положено начало измерению химического состава лунного грунта непосредственно на поверхности Луны.

Задача возвращения из космоса на Землю научных лабораторий была решена в ходе полетов советских автоматических станций «Зонд-5» (сентябрь 1968 года) и «Зонд-6» (ноябрь 1968 года). Эти аппараты, совершив облет Луны и успешно выполнив программу намеченных научных экспериментов, благополучно возвратились на Землю, совершив посадку в заданных районах земного шара.

21 декабря 1968 года был запущен американский космический корабль «Аполлон-8» (Apollo 8) с тремя астронавтами на борту, который облетел 10 раз вокруг Луны и вернулся на Землю.

Экипаж космического корабля «Аполлон-10», стартовавшего в мае 1969 года и также совершившего облет Луны, во время полета отработал операции, связанные с обеспечением посадки на Луну и возвращением астронавтов на Землю.

20 июля 1969 года состоялась посадка на Луну пилотируемого модуля космического корабля «Аполлон-11» с двумя астронавтами США. В это время третий член экипажа оставался в орбитальном модуле. Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на Луну. Астронавты провели фотографирование лунной поверхности, сбор и доставку на Землю лунных образцов. 24 июля они вернулись на Землю.

При последующих запусках кораблей «Аполлон» на Луне побывали еще 10 человек. Астронавты доставили на Землю несколько сотен килограммов образцов и провели на Луне ряд исследований: измерения теплового потока, магнитного поля, уровня радиации, интенсивности и состава солнечного ветра (потока частиц, приходящих от Солнца).

Одновременно проводились исследования Луны советскими АМС «Луна». 24 сентября 1970 года была совершена первая автоматическая доставка на Землю лунного вещества станцией «Луна-16». Грунтозаборное устройство, впервые примененное на станции, осуществило бурение лунной поверхности на глубину 35 сантиметров, забор грунта и транспортировку образцов в контейнер возвращаемого аппарата.

10 ноября 1970 года была запущена АМС «Луна-17», доставившая 17 ноября на Луну самоходный аппарат «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 метров и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информацию.

Установленный на нем французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра.

Управлял передвижным аппаратом на Луне с помощью телевизионной картинки экипаж из Центра космической связи в Симферополе. В состав экипажа входили водитель, оператор остронаправленной антенны, штурман, бортинженер и командир.

Последний сеанс с луноходом состоялся 14 сентября 1971 года. Затем наступила лунная ночь, после которой 30 сентября аппарат не вышел на связь.

В феврале 1972 года АМС «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Луны. В январе 1973 года АМС «Луна-21» доставила на Луну «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал пять лунных дней (четыре месяца), прошел расстояние около 37 километров. Работа аппарата была прекращена раньше запланированного срока из-за перегрева аппарата и выхода его из строя.

В декабре 1972 года лунная программа США завершилась шестой высадкой «Аполлона-17», а в августе 1976 года была запущена станция «Луна-24», ставшая последним космическим аппаратом, запущенным к Луне в СССР.

Главным результатом полета «Луны-24» стала доставка на Землю образцов лунного грунта массой 170 грамм, при этом номинальное погружение буровой коронки в грунт соответствовало 225 сантиметрам (с наклоном), а фактическая длина колонки составила около 160 сантиметров.

С этого времени изучение естественного спутника Земли практически не велось.

Лишь через два десятка лет, в 1990 году, свой искусственный спутник «Хитен» (Hiten) послала к Луне Япония, ставшая третьей «лунной державой». Затем было еще два американских спутника — «Клементина»(Clementine, 1994 год) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector, 1998). На этом полеты к Луне вновь были приостановлены.

В конце сентября 2003 года Европейское космическое агентство (ЕКА) с космодрома Куру (Французская Гвиана, Африка) запустило зонд «Смарт-1» (SMART-1), который приступил к реализации программы научных исследований Луны в марте 2005 года, а завершил свою исследовательскую миссию, разбившись 3 сентября 2006 года о поверхность естественного спутника Земли.

Согласно сообщению ЕКА, благодаря работе лунного зонда ученым «впервые удалось обнаружить присутствие кальция и магния» на Луне, а также «произвести картографические съемки лунной поверхности, включая ее темную сторону».

В октябре 2007 года был запущен первый китайский лунный спутник «Чанъэ-1», который проработал на орбите Луны 16 месяцев и успешно прилунился в марте 2009 года. Собранные им данные позволили китайским ученым создать, в частности, первую тепловую карту Луны.

В октябре 2008 года с космодрома имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота был запущен первый индийский лунный зонд «Чандраян-1» (Chandrayaan 1). Космический аппарат проработал на орбите Луны 312 дней, совершив 3,4 тысячи витков вокруг нее. Он передал на Землю тысячи фотографий поверхности и данные о химическом составе Луны. 29 августа 2009 года «Чандраян» передал на Землю последний пакет данных, после чего связь с ним прервалась.

В конце июня 2009 года на американской ракете-носителе Atlas 5, оснащенной российскими двигателями третьей ступени, были выведены в космос космические аппараты LRO («орбитальный зонд разведки Луны») и LCROSS («зонд наблюдения и исследования лунных кратеров»), которые подтвердили, что в лунных полярных областях залегает лед.

1 октября 2010 года был запущен китайский спутник зондирования Луны «Чанъэ-2». Одной из основных его задач стал сбор необходимых сведений для осуществления успешной посадки «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4» на поверхность Луны. Завершив работу по передаче снимков высокого разрешения лунной поверхности, 13 декабря 2012 года «Чанъэ-2» пролетел мимо астероида Таутатис и сделал его снимки.

В сентябре 2013 года был запущен в космос американский аппарат LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), который 20 ноября вышел на низкую окололунную орбиту — от 12 до 60 километров над поверхностью спутника, и начал выполнять основную научную программу по изучению разреженной атмосферы Луны. Предполагалось, что этой работой он будет заниматься 100 дней, но он проработал 128 суток. 18 апреля 2014 года LADEE прекратил свое существование после соударения с поверхностью Луны.

В ночь 15 декабря 2013 года на Луну произвел посадку китайский аппарат «Чанъэ-3», который доставил на поверхность спутника Земли луноход «Юйту» («Нефритовый заяц»). В задачи аппарата входило исследование геологической структуры и вещества на поверхности спутника Земли. Планировалось, что луноход будет работать три месяца, но 25 января 2014 года были выявлены неполадки в его системе.

В феврале «Нефритовый заяц» вернулся к жизни. Луноходу удалось передавать данные на протяжении семи лунных ночей, что составляет примерно 101 земной день.

В США разрабатывается космический корабль, который в рамках исследовательской миссии без астронавтов на борту должен будет облететь Луну и вернуться на Землю в 2018 году.

В России в Федеральную космическую программу на 2016-2025 годы включена подготовка к пилотируемой миссии на Луну. Полет российских космонавтов и высадка на Луну планируется на 2029 год.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Россия отправит на Луну автоматическую станцию для исследований — Российская газета

До запуска космического аппарата «Луна-25» к естественному спутнику Земли осталось недолго.

Предполагается, что ракета-носитель «Союз-2.1б» с космодрома Восточный отправится к Луне в ближайшее время. Это будет первая лунная миссия в истории новой России: предыдущая «Луна-24» состоялась аж 45 лет назад, в далеком 1976-м. Но в отличие от экспедиций советских предшественников, нынешнему аппарату предстоит прилуниться не в экваториальной части единственного спутника Земли, а ближе к Южному полюсу, в окрестностях кратера Богуславского или Манцини (резервная точка посадки). Планируется, что зонд будет работать на поверхности Луны не менее года и на Землю не вернется. Основные задачи миссии — отработка технологии мягкой посадки, контактные исследования лунного реголита. Также «Луна-25» начнет новую эпоху исследований спутника отечественными станциями.

Романтика и гравитационный щит

Луна… Как много в этом слове… Кто не гулял с любимым человеком под романтичной Луной всю ночь напролет? Кто не любовался острым месяцем новой Луны, не скрипел зубами от бессонницы в полнолуние? Луна волновала умы людей еще задолго до появления современной астрономии. О ней складывали легенды, ее прославляли поэты, живописали художники. Еще в древности были подмечены многие особенности «поведения» ночного светила: она управляет морскими приливами и отливами, влияет на самочувствие людей и поведение животных, на клев рыбы, рост волос и ногтей и на многие другие аспекты нашей жизни.

И возможно, самое главное, что единственный естественный спутник защищает Землю от космических бомбардировок, принимая на себя удары тысяч метеоритов и астероидов. Кратеры на ее поверхности — это шрамы от столкновения с другими небесными телами, некоторые из которых в диаметре превышали 300 километров. Почему-то совсем не хочется представлять, что было бы на Земле, прилети сюда такой раскаленный «камушек»… И чтобы этот гравитационный щит не ослаб, изучать Луну мы будем бережно и с благодарностью…

Миссия выполнима

«Луна-25» представляет собой посадочный аппарат, целью запуска которого являются отработка технологий мягкой посадки, квалификация облегченной посадочной платформы, обладающей базовыми возможностями для обеспечения посадки на Луну, а также проведение исследований на поверхности Луны в околополярной области, — сообщили в Госкорпорации «Роскосмос». — Реализация космической экспедиции «Луна-25″ является важным шагом в освоении космического пространства, который позволит на качественно новом уровне взглянуть на перспективы освоения планет Солнечной системы, понять механизмы зарождения планет, появления воды и, следовательно, жизни на Земле».

Успешная реализация российского проекта «Луна-25», добавили эксперты Роскосмоса, позволит создать технологический задел для реализации последующих лунных миссий, начать исследования Луны с новым качеством, впервые в мире исследовать ее грунт в области Южного полюса.

Успешная реализация российского проекта «Луна-25» позволит создать технологический задел для реализации последующих лунных миссий

На борту зонда установлены 8 камер, которые будут вести съемку перелета, а также панорам лунной поверхности с места посадки. Зонд будет непрерывно работать в течение года, даже в условиях полярной ночи при температуре, доходящей до минус 170 градусов. Для этого разработана сложная система терморегуляции.

Задачи аппарата — изучение внутреннего строения и разведка природных ресурсов, в том числе воды, в околополярной области Луны, а также исследование воздействий на поверхность Луны космических лучей и электромагнитных излучений.

Испытания продолжаются

В рамках подготовки к лунной миссии в НПО Лавочкина испытания космического аппарата идут полным ходом.

Масса летного изделия в заправленном виде — 1750 килограммов. Сам зонд состоит из двух основных конструктивных частей.

Нижняя — посадочное устройство, представляющее конструкцию с амортизационными опорами, обеспечивающими мягкую посадку. На нем же закреплена двигательная установка станции, с помощью которой производится коррекция траектории перелета к Луне, торможение при сходе с орбиты и собственно прилунение.

Здесь же смонтированы топливные баки, устройство для забора лунного грунта, датчики, антенны. Верхняя часть — негерметичный приборный отсек. На нем находятся панели солнечных батарей, радиаторы системы терморегулирования, электронное оборудование, научные приборы, источник энергии. Всего на борту станции размещены девять различных научных приборов общей массой 30 кг.

Луна притягивает к себе взгляды землян не первое тысячелетие, и ее тайны предстоит открыть. Фото: РИА Новости www.ria.ru

Комплект приборов имеет большой спектр задач. Главная, конечно, это исследование грунта контактным методом. Для этого предназначен манипулятор с ковшом, который возьмет лунный грунт с глубины 15-30 сантиметров и подаст его в специальный прибор-анализатор.

На Землю грунт не полетит, состав реголита будет определяться на месте. Цель — подтвердить наличие воды, точнее, льда, который обнаружен по совокупности косвенных методов. Наличие следов воды очень важно для последующего освоения Луны, считают ученые, поскольку это — ценнейший ресурс. Если вода будет найдена, появится возможность построения обитаемых лунных баз.

Отличный от других

Назревает, конечно, вопрос: а почему верхний отсек негерметичный? Не навредит ли это научным приборам? «Это как раз одно из отличий «Луны-25» от предыдущих аппаратов, — объяснили в Роскосмосе. — Это позволяет уменьшить вес конструкции и соответственно освободить дополнительную массу для научных приборов. Сами приборы не пострадают от перепада температур: они размещены на термостабилизированной панели. Во время лунного дня лишнее тепло отводится в космос специальными радиаторами. А ночью избежать замерзания помогут радиоизотопные источники тепла».

Ну а о втором отличии мы уже упоминали: все советские лунные станции осуществляли посадку в экваториальных районах, а «Луна-25» впервые будет садиться у Южного полюса. «Для посадки наши коллеги в РАН выбрали две точки: основная — к северу от кратера Богуславский и резервная — к юго-западу от кратера Манцини. Каждое место посадки имеет вид эллипса 30х15 километров с уклонами не более 15 градусов», — сообщили в Роскосмосе.

«Луна-25» начнет новую эпоху исследований спутника Земли отечественными станциями, зонд будет работать на поверхности Луны не менее года

Прилуниться там будет намного труднее из-за сложного рельефа местности: там скалы, большие камни, поэтому выбор площадки для посадки — важная научная задача. Этим объясняется и небольшая в принципе масса и количество приборов на борту: помимо исследований реголита задача станции — отработать посадку именно на пересеченной местности. Сложность еще в том, что, кроме рельефа, надо учитывать много других факторов: в месте прилунения должна быть большая вероятность наличия льда, должны соблюдаться требуемые условия освещенности и радиосвязи.

Смотрим в будущее

В научной программе задействовано более 25 организаций Госкорпорации «Роскосмос». Так, уникальные приборы разработали специалисты Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН). Причем ученые уже смотрят в будущее и трудятся над оборудованием для следующих лунных экспедиций. Ведь миссией «Луна-25» программа изучения спутника Земли не ограничивается: она станет демонстратором возможностей сложной посадки. Следующий зонд «Луна-26» будет орбитальным, а вот «Луна-27» станет тяжелой посадочной автоматической станцией для самого глубокого изучения соседки Земли. «Для миссии «Луна-27″ мы создали специальный прибор, который входит в состав газоаналитического комплекса и работает на основе диодно-лазерной спектроскопии. Его задача — сделать пиролиз лунного грунта и по его летучим компонентам — вода, углекислый газ и т.д. — определить состав реголита в окрестностях Южного полюса Луны», — говорит заведующий лабораторией экспериментальной спектроскопии отдела физики планет и малых тел Солнечной системы ИКИ РАН Имант Виноградов. А его коллега, научный сотрудник отдела ядерной планетологии ИКИ РАН Дмитрий Головин добавляет: «В месте посадки «Луны-25» ожидается довольно сухой грунт и низкое содержание воды. А вот аппарат «Луна-27″ осуществит посадку в более интересном месте спутника Земли с точки зрения содержания воды в грунте. Там ожидаются бОльшие значения, и это очень перспективно для поиска новых полезных ископаемых на Луне».

Уникальная задача

В основном все предыдущие миссии были нацелены на исследование экваториальных районов. В случае успешной реализации программы мы будем пионерами в этой области исследований. Районы посадки лунной станции «Луна-25» и последующей «Луна-27» могут превратиться в зоны российских национальных интересов, с которых начнется практическое освоение Луны и, в перспективе, создание лунной базы.

По утверждению специалистов Роскосмоса, в первую очередь знания и сведения о Луне необходимы Российской академии наук в интересах фундаментальных космических исследований. Немаловажно и то, что материалы и технологии, которые получают при разработке космической техники, в том числе и при создании лунных космических аппаратов, в дальнейшем найдут применение в других областях — в медицине, на транспорте, в электронной промышленности и т.д. То есть одним своим существованием космические исследования способствуют продвижению других отраслей.

Первый советский самоходный аппарат «Луноход-1» стал мировой сенсацией в ноябре 1970 года. Фото: РИА Новости www.ria.ru

По мнению же ученых ИКИ РАН, полярные области Луны — наиболее перспективные для проведения исследований. Данные, которые были получены в нулевых годах нашего века, в том числе и с российского нейтронного телескопа LEND, установленного на американском орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter, показали, что в полярном реголите есть много летучих соединений космического происхождения, начиная с воды и заканчивая сложными молекулами. Эти соединения на Луну приносили кометы. Полюс на Луне можно сравнить с природным холодильником, где в холодных ловушках полярного реголита сотни миллионов лет накапливались и сохранялись слои инея всех космических летучих веществ, когда-либо попадавших на спутник Земли. Научные приборы «Луны-25» будут изучать состав этих веществ, проведут оценку массовой доли замерзшей воды в реголите. Ее наличие в будущем освободит космонавтов от необходимости доставки воды с Земли. Также она понадобится для добычи кислорода, а в более удаленной перспективе — и водородного горючего.

Из истории вопроса

Эпоха изучения Луны космическими средствами началась в январе 1959 года, когда СССР произвел запуск автоматической межпланетной станции «Луна-1». С помощью этой АМС были получены данные о радиационной обстановке и газовой составляющей межпланетного вещества в окололунном пространстве.

«Луна-2», стартовавшая в сентябре того же года и через три дня совершившая жесткую посадку на Луне, стала первым космическим аппаратом с Земли, достигшим другого небесного тела. Миссия подтвердила гипотезы ученых, что Луна не имеет сильного магнитного поля и что вокруг нее нет радиационных поясов.

А менее чем через месяц третья экспедиция на Луну смогла добыть снимки ее обратной стороны, благодаря чему советские ученые смогли сделать первый глобус нашего естественного спутника.

Первую мягкую посадку на Луну совершила АМС «Луна-9» уже зимой 1966 года. В течение трех с лишним суток аппарат передавал телепанораму поверхности спутника, измерял уровень радиации и пыли — последний, кстати, оказался меньше ожидаемого. АМС «Луна-10», запущенная в марте 1966-го, вышла на орбиту Луны и стала ее первым искусственным спутником. Анализ траектории станции позволил провести предварительное определение параметров гравитационного поля Луны.

В сентябре 1970 года «Луна-16» доставила советским ученым 101 грамм лунного грунта. Той же осенью в ходе миссии «Луны-17», доставившей на спутник первый управляемый с Земли луноход, было определено среднее расстояние между Землей и Луной, которое составило 384 467 километров.

В ходе последней в советской истории 24-й лунной миссии в 1976 году на Землю был доставлен лунный грунт с глубины более полутора метров.

Что интересно, программы освоения Луны были свернуты в СССР и США почти одновременно. Летать на естественный спутник Земли оказалось очень дорого, кроме того, было непонятно, зачем: вроде бы о Луне было известно все. Впрочем, исследования нашей соседки продолжали проводить Китай и Индия.

И снова здравствуйте

После того как в 2009 году упомянутый выше нейтронный российский телескоп LEND «узрел» признаки льда в районах полюсов Луны, интерес к Луне возобновился, так как, по словам представителей Роскосмоса, в случае наличия достаточного количества льда позволит в перспективе создавать обитаемую инфраструктуру на поверхности Луны.

И, готовя к запуску «Луну-25», в Роскосмосе одновременно готовят следующие миссии. Так, сообщили нам в ведомстве, «Луна-26» будет орбитальным аппаратом.

Он станет работать на орбите Луны и проводить дистанционные исследования ее поверхности, в том числе картографирование минералогического состава Луны, изучение структуры подповерхностных слоев, картирование распределения водяного льда на поверхности Луны.

«Луна-27» — это уже тяжелый посадочный аппарат для извлечения с глубины и анализа образца лунного льда. «Он будет оснащен системой высокоточной и безопасной посадки. То есть в процессе снижения аппарат на определенной высоте будет сканировать поверхность Луны и выбирать наиболее подходящее место для совершения посадки, — пояснили в Роскосмосе. — Также аппарат будет оснащен криогенной глубинной бурильной установкой, которая сможет бурить на глубину до 2 метров. Анализировать грунт аппарат будет на месте.

Место проведения исследований, так же как и в миссии «Луна-25», — район Южного полюса. А доставка грунта из района Южного полюса на Землю запланирована в ходе следующих миссий.

Кстати

В 1608 году мастер Иоанн Липперсгей соорудил свой первый телескоп. С его помощью ученые смогли более подробно рассмотреть космический спутник нашей планеты. И сейчас Луна является наиболее изученным космическим телом, а также первым, на котором побывал человек с Земли. Развитие космонавтики в прошлом столетии позволило людям увидеть наконец обратную сторону Луны (из-за равенства орбитальной скорости вращения Луны вокруг Земли и угловой скорости вращения Луны вокруг своей оси естественный спутник всегда повернут к нам одной и той же стороной).

Несмотря на то что люди знают о Луне очень многое, ночное светило тем не менее является объектом наиболее пристального изучения астрономов. И, между прочим, ученые до сих пор ведут спор, а является ли Луна планетой? Ведь от классического определения планеты ее отличает несколько признаков: она не вращается вокруг звезды, имеет довольно маленькое ядро и силу притяжения.

Но среди остальных спутников Солнечной системы она уникальна. Прежде всего, у нее слишком большая масса (если сравнивать с другими спутниками). Также Луна располагается на довольно большом расстоянии от Земли, чтобы быть «захваченной» ее гравитационной силой. И вдобавок ко всему она вращается вокруг Земли не в плоскости экватора, что опять-таки нехарактерно для «настоящих» спутников. Так кто же ты, Луна?

Миссия «Луна»: когда и как начнется колонизация спутника Земли

Космические агентства обсуждают отправку людей на Луну и создание первых колоний. До реальной высадки может пройти еще 10 лет, но технологии по добыче воды, обработке реголита, созданию жилых модулей — уже не фантастика

По обновленным планам, в 2025 году NASA совместно с коммерческими компаниями и международными партнерами, включая ESA, JAXA и CSA, планирует высадить на Луну первую женщину и мужчину в рамках программы Artemis. Этот шаг для агентства, в отличие от разовых миссий «Аполлона» в XX веке, — начало устойчивого присутствия человека на Луне. Китай и Россия в рамках инициативы ILRS стремятся к тому же — как ожидается, первые космонавты на спутнике Земли появятся после 2030 года. Обе программы видят конечной целью создание лунной базы, которая может стать отправной точкой для дальних полетов в космос.

Новая гонка за Луну

В 2020 году NASA представила многоэтапный план Artemis, названный в честь Артемиды — богини охоты, плодородия и Луны. Программа стартует с участием роботов (первый запуск намечен на февраль 2022 года). Сначала две миссии доставят на Луну научные грузы, включая луноход Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER). В 2025 году начнется этап с участием людей. Четыре человека прилетят на корабле Orion к космической станции на орбите Луны Gateway (аналог МКС, главным подрядчиком по доставке грузов которой будет SpaceX Илона Маска).

После этого люди, наконец, высадятся на поверхность спутника и пробудут там неделю. Они разобьют базовый лагерь, а к 2028 году на Луне появится небольшая станция Lunar Surface Asset — первая база с постоянным экипажем.

Основной конкурент NASA в лунной гонке — Россия и Китай с совместной программой IRLS (Международная лунная исследовательская станция). Дорожную карту «Роскосмос» и Китайское национальное космическое управление представили летом 2021 года на форуме GLEX.

В рамках IRLS запланировано 14 миссий. В 2021 году начался этап разведки, к 2025 году ученые выберут место для лунной базы, строительство которой пройдет с 2026 по 2035 гг., с 2036 года начнется полноценная работа с участием людей. Поддерживать базу, как и у NASA, будет орбитальная станция в окололунном пространстве, через которую будет происходить сообщение между Землей и ее естественным спутником.

Строительство первых баз

Планы NASA по освоению планеты на данный момент связаны с районом в окрестностях кратера Шеклтона на Южном полюсе Луны диаметром 20,9 км и глубиной 4,2 км. Исследования начнет луноход VIPER. Он будет искать ресурсы, которые понадобятся для колонии, в первую очередь воду. Когда ученые получат данные от лунохода, они смогут скорректировать свои планы.

Перед созданием полноценной базы Lunar Surface Asset NASA планирует организовать малый лагерь Artemis Base Camp, который будет состоять только из трех частей.

• Двухместного негерметичного вездехода (Lunar Terrain Vehicle). Астронавты смогут перемещаться в нем на небольшие расстояния (до 20 км) в новых скафандрах Exploration Extravehicular Mobility Unit.
• Высокотехнологичного фургона, который называют «мобильной обитаемой платформой» (Habitable Mobility Platform). Он будет герметичным, с системами жизнеобеспечения. Люди смогут проводить в нем до 45 дней. Предназначен для дальних поездок за пределы лагеря.
• Неподвижной платформы (Foundation Surface Habitat), которая сможет разместить до четырех астронавтов для жизни на Луне по несколько месяцев.

С каждой новой миссией базовый лагерь будет разрастаться. Конечный вид не определен — он зависит от технологий и результатов исследований. Инициатива Lunar Surface Asset предполагает раскопки и производство энергии, а значит размещение техники, солнечных батарей и реакторов.

Концепт базового лагеря на Южном полюсе Луны (Фото: NASA)

В лагере и его окрестностях будет много исследовательских роботов-помощников, похожих на миниатюрный хоппер Micro-Nova, который разрабатывает Университет Аризоны, и специальной техники по типу робота-экскаватора RASSOR, умеющего копать в условиях, близких к невесомости. Российско-китайская программа тоже делает ставку на рои мини-роботов (группы машин, объединенные одной задачей), прыгающих роботов, планетоходы.

Со временем в базовом лагере может появиться управляемый грузовик, который будет доставлять грузы по всей Луне. Европейское космическое агентство (ESA) разрабатывает многофункциональный грузовой модуль, который сможет спускать с орбиты до 1,5 тонны груза (этап исследования закончится в 2022 году). В планах — установка радиотелескопа на «заднем дворе», пишет NASA, имея в виду обратную сторону Луны. Им будут управлять удаленно.

Фото: ESA

Есть и другие идеи, как развивать инфраструктуру на Луне — они касаются вопросов логистики. Так, в октябре 2021 года группа ученых из Международного космического университета предложила использовать многоразовый корабль SpaceX Lunar Starship, разработанный компанией Илона Маска, и его систему приземления HLS в качестве фундамента лунной базы. Преимущество проекта в том, что он позволит астронавтам относительно быстро (за 180 дней) развернуть полноценный жилой модуль объемом 2500 м³ (в 2,5 раза больше МКС).

Британские архитекторы Foster + Partners обратились к 3D-печати, которую тестировали на МКС в 2014 году: космонавтам отправили по e-mail проект торцевого ключа, который они напечатали на принтере. На Луне материалом для печати может стать реголит, грунт с поверхности спутника. Технологии уже позволяют печатать объекты в невесомости, также есть лазеры, которые можно установить на луноходы и создавать из расплавленного реголита универсальные элементы для будущих конструкций.

Концепт лунного модуля (Фото: Foster + Partners)

Не исключено, что к 2050 году появятся не только базы на поверхности, но и подземные станции. В 2010 году на Лунной конференции в Пекине группа ученых представила план многомодульной станции с научным центром и теплицей для выращивания овощей и зерновых. Слой реголита над модулями будет защищать людей от солнечной радиации. План может быть проще в реализации, если строить станцию в уже существующих на Луне пещерах и лавовых трубах, которые возникли там в результате древней вулканической активности.

Одну такую пещеру в 2017 году обнаружил японский аппарат SELENE, она образовалась 3,5 млрд лет назад, имеет высоту 100 м и глубину 50 км. Европейское космическое агентство планирует в будущем исследовать другие перспективные пещеры с помощью шарообразного зонда и роя роботов.

Газета Wall Street Journal также предрекает строительство дорог («базовой технологии человечества»), но это скорее всего случится лишь через десятки лет.

Добыча ресурсов

Запуск 1 кг материалов на низкую околоземную орбиту стоит в среднем $10 тыс. NASA оценила затраты на программу Artemis до 2025 года в $93 млрд, один запуск ракеты Orion с Земли обойдется в $4,1 млрд. Поэтому для устойчивого развития на Луне базы должны быть близки к самоокупаемости.

Так, в рамках существующих программ обсуждают концепцию «in situ resource utilisation» (ISRU) — добычи ресурсов на месте. Первое, что понадобится на Луне и что, несомненно, там есть, — это вода, энергия и строительные материалы.

Вода

При колонизации Луны вода станет ключевым ресурсом: ее можно использовать для питья, орошения в теплицах, а также расщеплять на водород и кислород и применять в качестве топлива и для жизнеобеспечения.

Кратер Шеклтона на Южном полюсе Луны выбрали для размещения станции не случайно. Ученые считают, что в нем есть вода в виде льда. Гипотезу косвенно подтвердили данные индийского орбитального аппарата Chandrayaan-1, который обнаружил лед в 40 кратерах диаметром 2–15 км, и данные Chandrayaan-2. Последний нашел лед, смешанный с грунтом, в кратерах Пири на Северном полюсе и Кабео недалеко от Южного полюса.

Экипажу из четырех человек нужно незначительное количество воды — несколько десятков тонн в год, считает Джордж Сауэрс, ученый-аэронавт из Колорадской горной школы. На полюсах Луны, по последним данным, может храниться более 600 млн тонн воды.

Правда, эту воду сначала необходимо добыть. В кратерах температура опускается до –250 °C, поэтому потребуется много энергии, чтобы растопить лед. Упростить процесс могут гигантские зеркала, расположенные по периметру кратера — они направят солнечный свет на дно, после чего астронавтам нужно будет собрать либо водяной пар, либо мягкий грунт, смешанный со льдом. Конденсированная вода будет отправляться на перерабатывающий завод и расщепляться на водород и кислород. Также лед можно будет транспортировать в лагерь и плавить в резервуарах.

Энергия

В своей программе NASA отводит большую роль Солнцу. На Южном полюсе, возможно, есть пики вечного света, которые обеспечат непрерывную работу солнечных батарей. Однако такие точки, скорее всего, немногочисленны, поэтому ученые думают о том, как спроектировать системы Artemis с учетом чрезвычайно холодных лунных ночей (−170 °C). Они наступают раз в синодический месяц (время от одного новолуния до другого) и длятся, как и лунный день, 14 земных суток (но в определенных точках на полюсах могут длиться меньше — пять суток).

NASA совместно с министерством энергетики США рассматривает еще один постоянный источник энергии. Ученые разработали компактный наземный энергоблок на основе урана с мощностью 10 кВт — этого достаточно для питания нескольких домохозяйств на Земле, пишет агентство. Небольшая электростанция сможет питать элементы лагеря в течение 10 лет и обеспечит большую гибкость при планировании миссий.

Иллюстрация портативного атомного энергоблока (Фото: NASA)

Реголит

Если лед для производства топлива все же окажется недоступным, для получения воды и других ресурсов можно будет использовать поверхностный слой сыпучего лунного грунта — реголит. Он содержит кремнезем и оксиды металлов, на 43% состоит из кислорода; по данным NASA, на 5% — из воды, еще на 5% — из летучих веществ, в том числе метана, аммиака, водорода, углекислого и угарного газов. Реголит рассматривают как потенциальный строительный материал для 3D-принтеров, которые первые колонисты могут привезти с собой.

В перспективе реголит может стать источником других ресурсов, например, гелия-3 (3He), который попадает на спутник с солнечным ветром и копится миллиарды лет. Его можно использовать как топливо в термоядерных реакторах. На Земле он встречается редко и стоит $16,6 млн за кг. В лунном реголите, по грубым оценкам, его около 1,1 млн тонн — хватит, чтобы обеспечивать нашу планету электричеством 10 тыс. лет. Уже есть планы доставить на Землю 300 кг изотопа к 2028 году.

Тому, как выделить из реголита металлы, воду, кислород посвящено много исследований. Но помимо потенциальной пользы он несет и очевидный вред. Реголит, который по структуре схож с песком, при малой гравитации (1,62 м/с² на Луне против 9,8 м/с² на Земле) легко отрывается от поверхности от любых воздействий и несет опасность для оборудования и космонавтов. Учитывая, что люди планируют регулярно совершать посадки на Луну в одних и тех же местах, ученые ищут способ расчистить район лагеря. Одним из решений может стать глубокое спекание реголита с другими материалами и создание на его основе посадочных платформ. Ту же технологию можно будет в дальнейшем использовать при строительстве дорог.

Сельское хозяйство

В условиях ограниченных ресурсов эффективнее всего создавать закрытые экосистемы, в которых растения будут перерабатывать органические отходы и превращать углекислый газ в кислород. Такую систему под названием «Лунный дворец» уже испытывают китайские ученые. В 2018 году они завершили эксперимент, в ходе которого две группы студентов 370 дней выращивали зерновые культуры (включая пшеницу), овощи, клубнику и мучных червей как источник белка и питались по 4-дневной диете на 2900 калорий. Краткий итог: экосистема в состоянии поддерживать комфортную жизнь экипажа в замкнутой среде длительное время.

На МКС уже едят выращенный в космосе салат и другую зелень. У NASA есть программа Veggie и похожие направления, которые изучают, как отсутствие гравитации влияет на рост и генетику растений. Долгосрочная задача — понять, как выращивать сельскохозяйственные культуры в реголите. Если это удастся, на Луне могут появиться небольшие фруктовые деревья.

Что после колонизации?

Базовыми целями колонизации станут изучение лунной топографии, геоморфологии, химии, геологии и возможность наблюдения за космосом. Многие технологии, которые испытывают применительно к лунным программам, найдут применение и на нашей планете: в энергетике, строительстве, транспорте, добыче ресурсов.

После того, как на Луне появятся города со своей экосистемой, отдаленно напоминающие те, что были показаны в фильме «К звездам» (Ad Astra), человечество, скорее всего, будет готово к следующему шагу. Одна из идей программы Artemis заключается в том, чтобы превратить Луну в полигон для испытания технологий и смоделировать предстоящий полет на Марс. Затем лунные базы станут отправной точкой для миссий на Красную планету — ведь это обойдется в разы дешевле, чем запуск с Земли.

Луны далеких миров: как ученые впервые увидели рождение спутника планеты

Международная команда астрономов отчиталась в журнале Astrophysical Journal Letters о замечательном открытии. Ученые обнаружили вокруг планеты PDS 70с, которая тысячекратно младше Земли, дискообразное облако вещества. Именно из таких дисков, как считают теоретики, образуются спутники планет. Таким образом, мы впервые можем наблюдать за рождением новых лун. Открытие примечательно еще и тем, что до сих пор ни у одной экзопланеты (планеты за пределами Солнечной системы) не были достоверно обнаружены спутники.

Как планеты обзаводятся семьями

В Солнечной системе восемь планет, и все они, кроме Меркурия и Венеры, имеют спутники. Планета может обзавестись компаньоном несколькими путями. Так, история образования Луны весьма драматична: согласно популярной среди специалистов теории, в молодую Землю некогда врезалась планета Тейя. Эта катастрофа выбросила в космос гигантские массы вещества, из которых и сформировалась Луна. Другой способ заполучить спутник — захватить своей гравитацией пролетающий мимо астероид (именно так, согласно одной из гипотез, появились луны Марса).

Свалка на орбите: почему космический мусор становится все опаснее

Реклама на Forbes

Однако большинство спутников в Солнечной системе, по мнению экспертов, зародились иначе. Они образовались из дискообразного облака вещества, окружавшего новорожденную планету. Такое облако называется околопланетным диском (circumplanetary disk). Этот процесс похож на формирование Солнечной системы в миниатюре, ведь и планеты возникают из протопланетных дисков, окружающих звезду.

Луны Солнечной системы появились миллиарды лет назад. Ученые могут строить теории о далеком прошлом и проверять их фактами настоящего. Но это не сравнится с возможностью буквально увидеть рождение новых спутников.

Нетривиальная задача

Однако Вселенная не ограничивается Солнечной системой. Сегодня астрономам известно почти 4800 экзопланет. Нет никакой причины, по которой планеты Солнца должны быть богаты спутниками, а миры других звезд — нет. Так что у многих экзопланет наверняка есть луны. Правда, проверить это при сегодняшнем уровне техники почти невозможно. Планеты малы по сравнению со звездами и не испускают собственного света, обнаруживать их — весьма нетривиальная задача. Именно поэтому подавляющее большинство известных экзопланет находится в радиусе всего лишь тысячи световых лет от Земли, хотя Галактика гораздо больше. Что уж говорить о наблюдении за спутниками, которые намного меньше самих планет. На сегодняшний день есть лишь немногие косвенные свидетельства существования экзолун.

Типовое жилье: насколько уникальна Солнечная система

Однако обнаружить огромный (хотя и разреженный) околопланетный диск гораздо проще, чем плотные маленькие луны, которые из него в итоге образуются. Именно это и удалось авторам недавнего исследования.

Новые планеты

Звезда PDS 70 находится почти в 400 световых годах от Земли. Она примечательна своей молодостью: ей (а значит, и ее планетам) всего-то около 5 млн лет. То есть система PDS 70 примерно в тысячу раз моложе Солнечной.

В 2018 году, наблюдая PDS 70 в инфракрасных лучах, астрономы обнаружили планету PDS 70b. При этом использовался VLT — самый большой оптический и инфракрасный телескоп на Земле. Через год была открыта вторая планета системы — PDS 70c. Обе — гиганты, с массами 7±2 и 4±1 масс Юпитера, соответственно. Эти космические сестры стали одними из немногих экзопланет, которые можно буквально увидеть на изображениях, пусть даже и в инфракрасных лучах (в видимом же свете астрономам пока не удалось разглядеть вообще ни одну экзопланету). Обычно для открытия далеких миров используются более изощренные методы, связанные с влиянием планеты на родительскую звезду.

Крупный план «лунообразующего» диска вокруг PDS 70c, молодой экзопланеты – газового гиганта типа Юпитера·ALMA

Более того, PDS 70b и PDS 70c — самые молодые из «сфотографированных» в инфракрасных лучах экзопланет и, по всей видимости, самые молодые планеты, в существовании которых ученые твердо уверены. Им всего 5 млн лет, их формирование даже еще не закончено. Поэтому эти объекты, строго говоря, нужно именовать протопланетами.

Две тысячи новых миров: что открыла космическая обсерватория TESS

Поясним, что астрономы наблюдают вокруг молодых звезд множество газопылевых дисков, в которых, вероятно, образуются планеты. Их так много, что для классификации изображений приходится привлекать волонтеров и искусственный интеллект. Но одно дело — увидеть диск, и совсем другое — сами образующиеся в нем протопланеты. Лишь изредка наблюдателям удается зафиксировать борозды, которые новорожденные миры прочерчивают в облаке газа и пыли. Но и эти структуры не обязательно говорят о существовании протопланет: следы в протопланетном диске могут образоваться и каким-нибудь другим образом.

А вот протопланеты системы PDS 70 видны на инфракрасных снимках. Неудивительно, что они привлекают самое пристальное внимание исследователей. Тщательно изучая эту систему, специалисты надеются вызнать секреты образования планет. И, похоже, ученые нашли больше, чем искали. Они обнаружили, что могут наблюдать еще и формирование лун планеты PDS 70c. По крайней мере, наблюдатели обнаружили околопланетный диск — предполагаемую колыбель новых спутников.

Дети новорожденных

В 2019 году астрономы обнаружили нечто похожее на околопланетный диск вокруг планеты PDS 70b. Эта команда использовала VLT и инфракрасные волны. В других исследованиях такой диск предположительно обнаруживался и вокруг второй планеты — PDS 70c. Но все эти данные были собраны на пределах возможностей инструментов и не выглядели достаточно убедительными.

На сей раз ученые использовали ALMA — телескоп, работающий на границе инфракрасного и радиодиапазонов. Инструмент улавливал тепловое излучение пыли, окружающей молодую звезду PDS 70 и все еще оседающей на ее формирующиеся планеты. Астрономы тщательно просканировали окрестности светила. Разрешение телескопа позволяло разглядеть детали размером в 1–2 астрономических единицы (а. е. — равна расстоянию от Земли до Солнца).

Никакого околопланетного диска вокруг мира PDS 70b не обнаружилось. Зато он нашелся вокруг планеты PDS 70c. Она, видимо, и стянула на себя своей гравитацией всю доступную пыль, оставив космическую сестру с носом. И на сей раз, впервые в истории, этот диск был обнаружен достаточно надежно.

Великий SKAO: зачем строится самый большой в мире телескоп

Реклама на Forbes

«Результат нашей работы — четкая регистрация диска, в котором могут образовываться спутники планеты, — отмечает первый автор работы Мириам Бенисти из Гренобльского университета во Франции и университета Чили. — Наши наблюдения на ALMA были выполнены с таким великолепным разрешением, что мы впервые смогли уверенно идентифицировать связанный с планетой диск и оценить его размеры».

Диаметр этого диска около 1,2 а.е. — примерно столько, сколько и ожидалось для околопланетного диска планеты с массой PDS 70c. Определить массу самого диска сложнее: оценки колеблются от 0,6 до 2,5 масс Луны. Этого хватило бы на один крупный спутник или на множество мелких.

Триумф или ошибка: как поиски воды на Марсе привели к неожиданному открытию

«Получается, что эта система предоставляет нам уникальную возможность наблюдать и изучать процессы формирования планет и их спутников», — подытоживает соавтор исследования Стефано Факкини из Европейской южной обсерватории.

Правда, ALMA не может разглядеть в околопланетном диске вокруг молодой экзопланеты сами зарождающиеся луны (если, конечно, они там действительно есть). Этот телескоп «видит» только диск как таковой. Однако астрономическая техника развивается. 30-40 лет назад открытие экзопланет казалось фантастикой, а сегодня оно стало обычным делом. Возможно, в ближайшие десятилетия зрение человечества станет достаточно острым, чтобы обнаружить и экзолуны.

Реклама на Forbes

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора

Самый богатый человек Земли Джефф Безос побывал в космосе. Фоторепортаж

15 фото

Могут ли у Луны быть спутники?

Во-первых, считается, что у нас совершенно субъективное представление о том, что такое спутник. Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути, который вращается в Местной группе галактик, являющейся частью сверхскопления Девы. Движения объектов в космосе действуют как набор матрешек – вещи вращаются вокруг вещей, которые в свою очередь вращаются вокруг других вещей. Поэтому, возможно, лучше спросить: может ли любой из спутников Солнечной системы иметь свои собственные спутники? На самом деле, один может.

Прямо сейчас, Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд) НАСА, удачно вращается вокруг Луны, фотографируя местность в высоком разрешении. Но люди послали его к Луне, и, как и все искусственные спутники, отправленные туда в прошлом, он обречен. Ни один спутник, отправленный к Луне, никогда не облетал ее дольше нескольких лет, прежде чем ударится о лунную поверхность. В теории, можно получить спутник, кружащийся несколько сотен лет вокруг Луны.

Но почему? Почему мы не можем сделать спутник для нашей Луны? Это все сводится к тяжести и приливным силам. Каждый объект во Вселенной находится в окружении невидимой сферы тяжести. Все, что внутри этой силы, называемое астрономами «сфера Хилла», будет иметь тенденцию к вращению вокруг объекта.

Так что, если Луна расположится где-то в космосе без каких-либо взаимодействий, она легко может иметь несколько спутников, вращающихся вокруг нее. Но возникают проблемы, когда есть перекрывающие сферу влияния. Сила тяжести от Земли связывается с действием силы тяжести Луны.

Хотя космический аппарат может вращаться вокруг Луны некоторое время, но он просто не стабилен. Приливные силы заставляют орбиту космического корабля распадаться, пока аппарат не упадет. Но далее в Солнечной системе есть крошечные астероиды с еще более крошечными спутниками. Это возможно из-за того, что они так далеки от Солнца. Если перенести эти астероиды ближе к Солнцу — кто-то потеряет спутник.

Объектом с наибольшей сферой Хилла в Солнечной системе является Нептун. Потому что он так далеко от Солнца, и он настолько массивный, что может по-настоящему существенно влиять на свое окружение.

НАСА рассматривает миссию по захвату астероида и помещение его на орбиту вокруг Луны. Это безопаснее, чем на орбите Земли, и достаточно близко, чтобы извлекать ресурсы. Но без какой-либо орбитальной поддержки эти приливные силы, в конечном счете, уронят его на Луну.

Ново над Луной: в РФ разработали четырехместную орбитальную станцию спутника Земли | Статьи

В МГТУ им. Н.Э. Баумана разработали проект лунной орбитальной станции, на которой могут находиться до четырех человек. При необходимости посадочный модуль доставит людей или грузы на поверхность спутника. Разработка предусматривает несколько решений для снижения массы станции, в том числе надувные грузовые модули. Также интересно, что ученые предусмотрели возможность переработки льда с поверхности Луны в криогенные компоненты ракетного топлива. Эксперты считают, что станцию можно использовать как для исследования Луны, так и для марсианских миссий.

Вокруг спутника

В МГТУ им. Н.Э. Баумана разработали проект станции на окололунной орбите. Она получила название «Асгард». Согласно проекту, на станции смогут жить и проводить научные эксперименты четыре человека. Разработкой руководят профессор кафедры «Аэрокосмические системы» Георгий Щеглов и старший преподаватель Алексей Минеев.

Здание Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

Фото: TAСС/Михаил Джапаридзе

«Асгард» состоит из четырех модулей — лабораторного, жилого, коммуникационно-управляющего и топливно-энергетического (ТЭМ).

Разработчики предложили несколько решений для снижения массы станции, которые должны облегчить ее доставку к Луне.

— К станции крепятся два дополнительных надувных грузовых модуля, — рассказал Алексей Минеев. — Они предназначены для хранения вещей, не требующих поддержания атмосферных условий. Допустим, на станцию прибывают некие грузы, и их можно в этих модулях хранить. Это снижает общий вес конструкции и позволяет освободить пространство в основных модулях.

На лабораторном и топливно-энергетическом модулях предусмотрено универсальное крепление для внешних автоматических манипуляторов, — их можно снимать и ставить снова в зависимости от задач. Это позволит избежать установки нескольких креплений, ведь, как известно, в космосе идет борьба за каждый грамм доставляемой на орбиту массы.

Предполагается, что космонавты смогут высадиться на Луну с орбитальной станции. Ученые предусмотрели модульную систему для посадочного аппарата в пассажирской и грузовой конфигурации, которые доставляются на поверхность спутника с помощью модульной ракетной ступени. Аппарат делится на три части — ракетную ступень, пассажирский и грузовой модули. В исходном состоянии компоненты разъединены. Это решение позволит «сэкономить» ракетную ступень: одно устройство будет применяться как для грузовых, так и для пассажирских перевозок.

Пассажирский и грузовой модули пристыкованы к жилому модулю станции, а ракетная ступень — к ТЭМ, и служит основным двигателем орбитальной станции. Если нужно будет спуститься на поверхность Луны, ракетная ступень отсоединится от ТЭМ и с помощью манипулятора и пристыкуется к нужному модулю. Затем ракетная ступень с грузовым или пассажирским отсеком опустится на поверхность Луны.

Фото: Global Look Press/Esa

Энергию планируется получать от солнечных батарей, блоки которых будут установлены на каждый модуль. Также технические возможности «Асгарда» должны обеспечить переработку льда, взятого с поверхности Луны, в криогенные компоненты ракетного топлива.

Сейчас разработчики завершили компьютерное моделирование проекта станции и занимаются подбором материалов, а также подробными расчетами прочностных характеристик конструкции.

Человек против робота

Луну важно изучать как для выполнения задач как фундаментальной науки, так и развития технологий, отметили эксперты, комментируя разработку.

— Несмотря на то что на Луне уже были и роботы, и люди, неизвестного там намного больше, чем уже исследованного, — отметил ведущий научный сотрудник отдела космической динамики и математической обработки информации Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. — Например, совершенно неизученными остались приполярные районы Луны. Интересны эти области тем, что там могут быть обнаружены горные породы, которые в меньшей мере подвергались воздействию солнечного света. Благодаря этому они сохранили больше информации об эволюции нашего спутника.

Эксперт выразил сомнения в отправке людей на Луну. Впрочем, экспедиции на спутник помогут отработать технологии для более амбициозного проекта — полета на Марс, полагает Натан Эйсмонт. По его мнению, это самая главная составляющая лунных проектов.

Заведующий отделением исследований Луны и планет Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ Владислав Шевченко считает, что хотя основная нагрузка ляжет на роботов, присутствие человека на Луне для получения новой информации о спутнике Земли принципиально.

Фото: Global Look Press/NASA

— Креативные способности, образование и опыт людей не могут быть заменены автоматами, — сказал эксперт. — Поэтому смысл отправки человека на окололунную станцию есть.

В последнее время вектор исследований Луны смещается из чисто научных изысканий к поиску практической пользы, которую можно извлечь из освоения спутника Земли. Запас редкоземельных металлов (основной материал для производства в области высоких технологий) на Земле истощается, и совсем иссякнет в течение полувека, полагает Владислав Шевченко. На Луне же эти элементы есть, и их запас возобновляется за счет «занесения» на поверхность спутника метеоритов и астероидов, указала эксперт. Кроме того, ресурсы находятся на поверхности и их добыча не будет сложной.

Луна — спутник Земли

Луна – естественный  спутник Земли, жизнь без которого была бы совсем иной. Диаметр его 3474 км, а период обращения 27,3 суток. Луна вращается вокруг Земли, но и та, испытывая притяжение спутника, движется по малой орбите, огибая общий центр масс — 1700 км от земной поверхности.

Масса Луны невелика – всего 0,1 от земной, а среднее расстояние от Земли около 380000 км. Скорость движения Луны по орбите 1 км/сек, и она обращена к Земле всегда одной стороной. Дневные и ночные температуры колеблются от +120°C до -160°C.

Лунная поверхность двух бывает типов: гористая, старая, с многочисленными вулканами, и помоложе, ровная, с гладкими лунными морями. Моря – кратеры от столкновений с крупными небесными объектами, позднее залитые лавой.

По теории Гигантского столкновения, от удара о Землю планетарного тела высвободилось некоторое количество вещества, из которого и получилась Луна.

Несколько любопытных фактов

1. Луна очень медленно (4 см в год), но неотвратимо отдаляется от Земли.
2. Луна и Солнце выглядят в небе одинаковыми по размерам. Это вызвано удивительным совпадением: земной спутник в 400 раз меньше светила, но оно, в свою очередь, в 400 раз дальше.
3. От лунной поверхности отражается всего 7% света, полученного от Солнца.

Влияние Луны

Луна влияет и на Землю, и на её обитателей. Важнейший и мощнейший эффект – отливы и приливы. Спутник Земли своим притяжением приподнимает океанские воды, тем самым вызывая отлив их от берегов. На противоположной стороне планеты вода в океанах наоборот, вдавливается, вызывая приливы.

Биоритмы человека значительно связаны с её 28-суточным циклом. Гравитация спутника воздействует на органы и кровеносную систему. Человеческая психика тоже испытывает давление небесного тела. Причём, интенсивность влияния Луны зависит от её фаз.

Исследования

Предлагаем посмотреть очень интересную лекцию В.Г. СурдинаСурдин, Владимир ГеоргиевичСтарший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, доцент физического факультета МГУ. Лауреат Беляевской премии и премии «Просветитель» за 2012 год об исследовании и полёте на луну:

В силу своей доступности, земной спутник исследован достаточно полно. Первый лунный вездеход, первый отпечаток человеческой ноги на лунной поверхности уже имеются. У Луны нет атмосферы, поэтому там нет ветров, и след человека будет неизменен миллионы лет.  Всего ближайший к нам спутник посетили 12 человек. Мало это или много? Марианскую впадину посетили всего три человека.

Земная Луна — Исследование Солнечной системы НАСА

Лунные факты

Факты о Луне

• Луна — единственный естественный спутник Земли и пятая по величине луна в Солнечной системе.
• Присутствие Луны помогает стабилизировать колебания нашей планеты и смягчить климат.
• Расстояние от Луны до Земли составляет около 240 000 миль (385 000 км).
• Луна имеет очень тонкую атмосферу, называемую экзосферой.
• Поверхность Луны покрыта кратерами и изрыта от ударов комет и астероидов.

Земная Луна — единственное место за пределами Земли, где ступала нога человека.

Самый яркий и большой объект на нашем ночном небе, Луна делает Землю более пригодной для жизни планетой, смягчая колебания нашей родной планеты вокруг своей оси, что приводит к относительно стабильному климату. Он также вызывает приливы, создавая ритм, которым люди руководствуются тысячи лет. Луна, вероятно, образовалась после столкновения тела размером с Марс с Землей.

Луна Земли является пятой по величине из более чем 200 лун, вращающихся вокруг планет в нашей Солнечной системе.

Единственный естественный спутник Земли называется просто «Луна», потому что люди не знали о существовании других спутников, пока Галилео Галилей не обнаружил четыре спутника, вращающихся вокруг Юпитера в 1610 году.

В настоящее время у НАСА есть три роботизированных космических корабля, исследующих Луну — лунный разведывательный орбитальный аппарат и двойной космический корабль ARTEMIS (не путать с новой программой NASA Artemis по отправке астронавтов обратно на Луну).

Исследование земной Луны в глубине ›

10 фактов о Луне, которые нужно знать

10 вещей, которые нужно знать о Луне

1

Маленький компаньон

Если поставить одну зеленую горошину рядом с буквой U.С. никель, у вас должно быть довольно хорошее представление о размере Луны по сравнению с Землей.

2

Постоянный компаньон

Луна — единственный естественный спутник Земли. Он проходит вокруг Земли на расстоянии около 239 000 миль (385 000 километров).

3

Взаперти

Земля и Луна связаны приливами. Их вращение настолько синхронизировано, что мы видим только одну сторону Луны. Люди не видели обратную сторону Луны, пока советский космический корабль не пролетел мимо в 1959 году.

Просмотр Коперника

4

Может стоять на нем

Луна имеет твердую каменистую поверхность, изрытую кратерами и ямками от ударов астероидов, метеоритов и комет.

5

Принесите скафандр

Луна имеет очень тонкую и разреженную атмосферу, называемую экзосферой. Это не дышащий.

8

Много посетителей

Для исследования Луны запущено более 105 автоматических космических аппаратов.Это пока единственное небесное тело за пределами Земли, которое посещают люди.

9

Потенциал для жизни?

Слабая атмосфера Луны и недостаток жидкой воды не могут поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.

10

Луноходы

астронавтов программы «Аполлон» доставили на Землю в общей сложности 842 фунта (382 кг) лунных пород и грунта. Мы все еще изучаем их.

Ботинок Аполлона-11

Исследование

Разведка

Луна была первым местом за пределами Земли, куда люди пытались добраться, когда в конце 1950-х началась космическая эра. С тех пор более 100 роботов-исследователей из более чем полудюжины стран отправили космические корабли на Луну. На Луну и обратно было совершено девять миссий с экипажем.

Благодаря цветам Earth Blue, Rocket Red и Lunar Silver каждая часть идентичности имеет значение. Кредит: НАСА

Бывший Советский Союз добился первых успехов в своей программе «Луна», начиная с «Луны-1» в 1959 году. Затем НАСА выпустило серию автоматических космических кораблей «Рейнджер» и «Сюрвейер», которые выполняли все более сложные задачи, которые позволили первым людям ходить по поверхности Земли. Луна в 1969 году.

Двадцать четыре человека совершили путешествие с Земли на Луну. Двенадцать ходили по его поверхности. Последний человек побывал на поверхности Луны в 1972 году.

Теперь НАСА готовится к созданию постоянного лунного присутствия на Луне. Программа Artemis отправит первую женщину и следующего мужчину на Луну, создаст устойчивое присутствие человека на Луне и подготовит почву для дальнейших исследований человека на Марсе.

Программа получила свое название от сестры-близнеца Аполлона и богини Луны в греческой мифологии.Artemis 1, ранее называвшаяся Exploration Mission-1, является первой в серии все более сложных миссий, которые позволят человеку исследовать Луну и Марс.

Подробнее

Часто задаваемые вопросы: что такое лунное затмение?

Часто задаваемые вопросы: что такое лунное затмение?

Во время лунного затмения Земля оказывается между Солнцем и Луной, блокируя попадание солнечного света на Луну. Есть два вида лунных затмений:

• Полное лунное затмение происходит, когда Луна и Солнце находятся на противоположных сторонах Земли.
• Частное лунное затмение происходит, когда только часть тени Земли покрывает Луну.
• Путеводители НАСА по лунным затмениям: 2021-2030 гг.

Во время некоторых стадий лунного затмения Луна может казаться красноватой. Это связано с тем, что единственный оставшийся солнечный свет, достигающий Луны в этой точке, исходит от краев Земли, если смотреть с поверхности Луны. Оттуда наблюдатель во время затмения увидел бы все восходы и закаты Земли сразу.

Все о лунных затмениях ›

Составление семи изображений показывает полную Луну в перигее или суперлуние во время полного лунного затмения в воскресенье, 9 сентября.27 декабря 2015 года в Денвере. Предоставлено: НАСА/Билл Ингаллс. Популярная культура

Поп-культура

Наш лунный сосед стал источником вдохновения для историй с тех пор, как первые люди взглянули на небо и увидели его серую, покрытую кратерами поверхность. Некоторые наблюдатели видели среди кратеров форму лица человека, поэтому в рассказах упоминается загадочный «человек на Луне». Более голодные наблюдатели сравнивали кратеры с сыром и мечтали о целой сфере из вкуснейших молочных продуктов.

Луна дебютировала в кино в черно-белом немом французском фильме 1902 года под названием «Le Voyage Dans la Lune» («Путешествие на Луну»).А за год до того, как астронавты ступили на Луну, «2001: Космическая одиссея» (1968) рассказывала историю астронавтов на аванпосте на Луне. Спустя десятилетия он по-прежнему считается одним из лучших когда-либо созданных научно-фантастических фильмов.

американских астронавтов установили на Луне шесть американских флагов. Но это не значит, что на это претендовали Соединенные Штаты; Фактически, международный закон, принятый в 1967 году, запрещает какой-либо одной стране владеть планетами, звездами или любыми другими природными объектами в космосе.

Луна для детей

Луна для детей

Большинство планет в нашей Солнечной системе и некоторые астероиды имеют спутники. Земля имеет одну луну. Мы называем ее «Луной», потому что долгое время она была единственной, о которой мы знали. Во многих языках есть красивые названия нашей Луны. Это «Luna» на итальянском, латинском и испанском языках, «Lune» на французском, «Mond» на немецком и «Selene» на греческом.

Наша Луна подобна пустыне с равнинами, горами и долинами. Он также имеет множество кратеров, дыр, образовавшихся, когда космические камни ударяются о поверхность на высокой скорости. На Луне нечем дышать.

Луна движется вокруг Земли по овальной орбите. Ученые считают, что Луна сформировалась давным-давно, когда Земля столкнулась с объектом размером с Марс.

Мы всегда видим с Земли одну и ту же сторону Луны. Вы должны отправиться в космос, чтобы увидеть другую сторону.

Посетите космический центр НАСА, чтобы узнать больше интересных для детей фактов.

NASA Space Place: все о земной Луне › Ресурсы

Ресурсы

NASA Space Place – NASA Science for Kids

Суперлуние, Кровавая луна, Голубая луна и Урожайная луна

Узнайте о разных названиях, которые у нас есть для полнолуния!

проводить исследования

Все о Луне

Самая большая планета в нашей Солнечной системе

проводить исследования

Сделай лунные фазы Oreo!

На Новолуние ты должен съесть всю кремовую начинку!

делать

Построй лунную среду обитания!

Помогите астронавтам вернуться на Луну.

Приготовьте лунное печенье без выпечки!

Они вкусные и не нуждаются в выпечке!

делать

Почему на Луне есть кратеры?

Это не потому, что на Луну чаще падают метеоры…

проводить исследования

Что такое фазы Луны?

Узнайте о фазах Луны!

проводить исследования

Как Солнце полностью закрывается во время затмения?

Все дело в расстоянии между Землей и Солнцем и Землей и Луной.

проводить исследования

Как далеко Луна?

Это дальше, чем вы можете себе представить.

проводить исследования

Насколько страшен космос?

Взгляните на эти девять неземных кошмаров, которые могут происходить прямо сейчас в нашей собственной галактике.Эй!

проводить исследования

Лунные и солнечные затмения

Какая разница?

проводить исследования

PDF-файлы о деятельности Space Place

Готовые к печати PDF-файлы с увлекательными практическими занятиями, которые можно загрузить.

делать

лунных фаз и затмений | Луна Земли — Исследование Солнечной системы НАСА

Быстрые факты

Что такое лунные фазы и затмения?

Лунный свет, который мы видим на Земле, — это солнечный свет, отраженный от серовато-белой поверхности Луны. Количество Луны, которую мы видим, меняется в течение месяца — лунных фаз — потому что Луна вращается вокруг Земли, а Земля — вокруг Солнца.Все движется.

Во время лунного затмения Земля оказывается между Солнцем и Луной, блокируя солнечный свет, падающий на Луну. Земная тень покрывает всю или часть лунной поверхности.

Что такое Текущая фаза Луны?

Текущая фаза Луны

Используйте этот инструмент, чтобы увидеть текущую фазу Луны и заранее спланировать другие виды Луны. Кредит: НАСА Что такое лунные фазы?

Что такое лунные фазы?

Наша Луна не светит, она отражает. Как и днем ​​здесь, на Земле, солнечный свет освещает Луну.

Предоставлено: НАСА/Билл Данфорд.

Просто мы не всегда можем это увидеть.

Когда солнечный свет падает на обратную сторону Луны — сторону, которую мы не можем видеть без помощи космического корабля с Земли — это называется новой Луной .

Когда солнечный свет отражается от ближней стороны, мы называем это полной Луной .

В остальное время месяца мы видим части дневной стороны Луны, или фазы. Эти восемь фаз, по порядку, New Moon , , , первого квартала , воском Gibbous , Waxing Mion , Waning Gibbous , Третий квартал и третья четверть и .Цикл повторяется один раз в месяц (каждые 29,5 дней).

Что такое лунное затмение?

Что такое лунное затмение?

Во время лунного затмения Земля оказывается между Солнцем и Луной, блокируя солнечный свет, падающий на Луну.

Лунные затмения бывают двух видов:

• Полное лунное затмение происходит, когда Луна и Солнце находятся на противоположных сторонах Земли.
• Частное лунное затмение происходит, когда только часть тени Земли покрывает Луну.

Во время некоторых стадий лунного затмения Луна может казаться красноватой. Это связано с тем, что единственный оставшийся солнечный свет, достигающий Луны в этой точке, исходит от краев Земли, если смотреть с поверхности Луны. Оттуда наблюдатель во время затмения увидел бы все восходы и закаты Земли сразу.

Составление семи изображений показывает полную Луну в перигее или суперлуние во время полного лунного затмения в воскресенье, 27 сентября 2015 года, в Денвере. Предоставлено: НАСА/Билл Ингаллс.

Понимание лунных затмений

Лунное затмение происходит, когда Луна проходит через тень Земли, точно так же, как солнечное затмение происходит, когда часть Земли проходит через тень Луны.

Так почему затмения не бывают два раза в месяц?

Причина в том, что орбита Луны вокруг Земли наклонена относительно орбиты Земли вокруг Солнца.

Но если это так, то почему вообще происходят затмения?

В течение года наклон орбиты Луны остается фиксированным по отношению к звездам, а это означает, что он изменяется по отношению к Солнцу. Примерно два раза в год это ставит Луну в правильное положение, чтобы пройти через тень Земли, вызывая лунное затмение.

Когда Луна входит в центральную часть земной тени, называемую тенью, она резко темнеет. Оказавшись полностью в тени, Луна кажется тускло-красной из-за солнечного света, рассеянного через атмосферу Земли.

На самом деле, если бы вы наблюдали затмение с поверхности Луны, вы бы увидели, как Солнце садится за всю Землю, купая вас в теплом красном сиянии. Вернувшись домой, вам придется поздно ложиться спать, чтобы наблюдать за лунным затмением, но если вы это сделаете, вы увидите Луну в редкой форме и мельком увидите длинную тень нашей собственной планеты.

Нечасто нам выпадает шанс увидеть тень нашей планеты, но лунное затмение дает нам мимолетное представление. Во время этих редких событий полная Луна быстро темнеет, а затем светится красным, когда входит в тень Земли. Подробнее и варианты загрузки › Сфотографировать Луну

Сфотографировать Луну

Съемка Луны камерой — один из самых увлекательных и сложных проектов, доступных фотографу, работающему на открытом воздухе. Вот 10 советов, как максимально использовать лунную ночь с камерой.

Как лунные затмения влияют на космические аппараты?

Как лунные затмения влияют на космический корабль?

Лунные затмения могут быть научным благом и инженерной задачей для орбитальных космических аппаратов, таких как Лунный разведывательный орбитальный аппарат НАСА. Орбитальный аппарат на солнечной энергии также попадает в тень Земли, отрезая ее от источника энергии. Контроллеры миссии отключили большинство инструментов для экономии энергии.

Команда улетает на одном приборе под названием «Прорицатель», который может наблюдать, как лунная поверхность реагирует на быстрое изменение температуры, вызванное лунным затмением. Данные помогают ученым лучше понять состав и свойства поверхности.

Дополнительные ресурсы

Видеозатмения

Затмение Действия

• Как наблюдать затмение и заставить учащихся наблюдать за Луной
• Оценка лунного затмения (3–12 классы) — учащиеся используют Данджонскую шкалу яркости лунного затмения, чтобы проиллюстрировать диапазон цветов и яркости, которые Луна может принимать во время полного лунного затмения.
• Наблюдение за Луной (классы K-6) — Учащиеся определяют положение Луны на небе и записывают свои наблюдения в журнал в течение цикла лунных фаз.
• Фазы Луны (1–6 классы) — учащиеся узнают о фазах Луны, разыгрывая их. За 30 минут они разыграют один полный 30-дневный лунный цикл.
• Измерение суперлуния (5–12 классы) — учащиеся проводят измерения Луны во время ее полной фазы в течение нескольких лунных циклов, чтобы сравнить и сопоставить результаты.
• Моделирование системы Земля-Луна (6-8 классы) – Учащиеся узнают о масштабных моделях и расстояниях, создавая систему Земля-Луна размером с классную комнату.
• Создайте календарь и калькулятор фаз Луны. Подобно колесу-дешифратору Луны, этот календарь покажет вам, где и когда можно увидеть Луну и каждую фазу Луны в течение года!

Подробнее

ESA — Лунные спутники

Применение

11030 просмотров 65 лайков

С незапамятных времен люди с удивлением смотрели на Луну. Его нежный свет наводит на мысли о романтике, его крепкие объятия приводят в движение приливы и отливы, и его даже иногда обвиняют в безумии.

Когда-то Луна была владением богов; во многих мифологиях есть лунные божества. Но люди — исследователи, отправляющиеся в плавание, чтобы открывать новые миры, и пять десятилетий назад естественный спутник Земли принял первых посетителей.

Теперь, когда международные группы по всему миру разрабатывают планы повторного посещения Луны, ЕКА разрабатывает, как лучше всего облегчить это исследование.

Смелые амбиции

Луна — наш ближайший сосед в космосе. Его заманчивая близость делает его естественным местом для проверки того, как люди могут сделать следующие шаги на Марс и дальше.

Смелые амбиции предусматривают исследование лунных полярных регионов в рамках международного сотрудничества, с десятками самых разных коммерческих и институциональных миссий на Луну, уже запланированных на это десятилетие.

Программа НАСА Artemis планирует вернуть людей на Луну к 2024 году и в сотрудничестве с ЕКА и другими партнерами намеревается разместить шлюз с жилыми помещениями для астронавтов на лунной орбите.Gateway станет домом для европейских астронавтов, а также для астронавтов со всего мира, и на нем будет установлен коммуникационный модуль, разработанный ЕКА.

ЕКА работает над планами европейского большого логистического посадочного модуля для обеспечения различных типов беспилотных миссий, от снабжения астронавтов Артемиды до автономных роботизированных научных и технологических демонстрационных миссий и даже миссии по возвращению на Луну для доставки образцов в лаборатории на Земной шар. Он предусматривает регулярные запуски, которые начнутся в конце этого десятилетия и продолжатся до 2030-х годов.

До этого должен быть запущен космический корабль Lunar Pathfinder, предназначенный для предоставления доступных услуг связи для лунных миссий, возможно, к концу 2022 года. миссии, которые без прямой видимости Земли в противном случае должны были бы закупать свои собственные космические корабли-ретрансляторы.

Европейский посадочный модуль планируется в ближайшие 10 лет

Многие другие инициативы исходят от основных космических учреждений Китая, Индии, Японии и России, а также от частных организаций по всему миру.

Проект Лунный свет

Логотип лунного света

Для успеха каждого из этих амбициозных планов требуются надежные навигационные и телекоммуникационные возможности. Строить их самостоятельно было бы дорого, сложно и неэффективно.

Если бы эта работа была передана консорциуму космических компаний, которые могли бы разместить группу спутников вокруг Луны, каждая отдельная миссия стала бы более рентабельной.

Наличие одной системы, предназначенной для лунных телекоммуникаций и навигации, может снизить сложность конструкции, освобождая миссии для концентрации на своей основной деятельности.

Поскольку миссии могли полагаться на эти специализированные телекоммуникационные и навигационные услуги, они были бы легче. Это освободит место для большего количества научных инструментов или другого груза.

Точная и надежная телекоммуникационная и навигационная служба позволит миссиям приземляться в любом месте.Радиоастрономы могли бы создать обсерватории на обратной стороне Луны. Роверы могли двигаться по лунной поверхности быстрее. Это может даже обеспечить дистанционное управление марсоходами и другим оборудованием с Земли.

В течение последних трех лет ЕКА работало вместе с промышленными партнерами над изучением лунного рынка. В рамках инициативы под названием «Лунный свет» ЕКА в настоящее время проводит глубокий анализ запланированных лунных миссий и разрабатывает возможные решения, как технические, так и связанные с бизнесом, для предоставления телекоммуникационных и навигационных услуг на Луну.

Освещение возможностей

Орбита Луны приливно привязана к Земле, а это означает, что она совершает один оборот за один оборот вокруг планеты. В результате он всегда обращен к Земле одним и тем же лицом.

Созвездие лунных спутников позволит миссиям поддерживать постоянный контакт с Землей, даже находясь на обратной стороне Луны. Это созвездие также могло бы обеспечить лунную навигацию в районах, недоступных для прямой видимости с Земли, поддерживая, например, посадку научного оборудования именно там, где они намеревались, независимо от того, насколько удалено это место.

Это позволит миссиям в полярные районы Луны поддерживать связь с Землей и любой лунной базой.

Представление художника о том, как могла бы выглядеть лунная база

Наконец, снижение стоимости билетов на исследование Луны могло бы позволить более широкой группе государств-членов ЕКА запустить свои собственные национальные лунные миссии. Даже при относительно небольшом бюджете развивающаяся космическая держава сможет отправить на Луну научную миссию кубсат, вдохновив следующее поколение ученых и инженеров.

Лунные спутники будут обеспечивать связь и навигационные сигналы для всех этих миссий, обеспечивая адекватные услуги позиционирования и постоянную связь для наземного контроля и для ученых на Земле.

Поиск решений

За последние несколько лет ЕКА провело несколько технико-экономических обоснований, как внутри компании, так и в сотрудничестве с промышленностью, чтобы понять лунный рынок, его пользовательские и бизнес-параметры, а также изучить возможные технические реализации такой инфраструктуры.

Предварительные концепции включают несколько спутников на разных орбитах вокруг Луны, обеспечивающих лунные миссии надежными услугами связи и навигации в режиме реального времени.

Навигационные службы могут поддерживать критически важные операции, такие как выход на лунную орбиту, посадку на Луну, управление вездеходом в реальном времени и восхождение на Луну.

Пропускная способность передачи данных между Землей и Луной постепенно превысит несколько сотен мегабит в секунду для агрегированных ретрансляционных услуг, что позволит лунным миссиям передавать данные, которые хорошо сравнимы с домашним телевидением и потоковой передачей фильмов.

Прогнозируется, что спрос на данные резко возрастет после 2028 года.

Следующие шаги

ЕКА пригласило компании, которые готовы изучить и спроектировать лунное созвездие, выразить свою заинтересованность в инициативе Moonlight. Агентство вступило в переговоры с заинтересованными сторонами, которые в настоящее время подготовили краткие предложения, в которых подчеркивается их опыт и опыт, а также объясняется их предлагаемая модель бизнеса и обслуживания, предложение о партнерстве и проект концепции системы.Это первая часть двухэтапного тендера. На втором этапе агентство пригласит отобранные компании для участия в финальном тендере на детальное определение сквозной услуги.

Предусмотрено до двух параллельных полностью финансируемых контрактов с ESA. Ожидается, что эти контракты будут заключены в начале 2021 года.

Лунный свет: соединение Земли с Луной
Нравится

Спасибо за лайк

Вам уже понравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!

ESA продвигает свой план спутников вокруг Луны

Agency

20. 05.2021 6446 просмотров 41 лайков

Смелое предложение по созданию коммерчески жизнеспособной группировки лунных спутников стало на шаг ближе.

ЕКА поддержит два консорциума компаний для разработки подробных определений того, как предоставлять телекоммуникационные и навигационные услуги для миссий на Луну в рамках инициативы агентства Moonlight.

Такая прочная лунная связь позволит устойчиво исследовать космос.

ЕКА отправляется на Луну вместе со своими международными партнерами, включая НАСА.

Десятки международных, институциональных и коммерческих команд отправляют миссии на Луну, которые предусматривают постоянное присутствие на Луне.Это будут регулярные полеты к естественному спутнику Земли, а не разовые экспедиции

. Многие из этих инициатив исходят от основных космических институтов Китая, Индии, Японии и России, а также от других космических держав, а также от частных лиц по всему миру.

Логотип лунного света

Надежная и специализированная лунная служба связи и навигации позволит миссиям приземляться в любом месте. Радиоастрономы могли бы создать обсерватории на обратной стороне Луны.Роверы могли двигаться по лунной поверхности быстрее. Это может даже обеспечить дистанционное управление марсоходами и другим оборудованием с Земли.

Использование общей телекоммуникационной и навигационной службы уменьшит сложность проектирования будущих отдельных миссий и сделает их легче, высвободив место для большего количества научных инструментов или другого груза, что сделает каждую отдельную миссию более рентабельной.

Снижение стоимости билетов на исследование Луны может позволить более широкой группе государств-членов ЕКА запустить свои собственные национальные лунные миссии.Даже при относительно небольшом бюджете развивающаяся космическая держава сможет отправить научную миссию CubeSat на Луну, вдохновив следующее поколение ученых и инженеров.

Коммерческие организации могут использовать инновационные технологии, разработанные для Луны, для создания новых услуг и продуктов на Земле, которые создадут новые рабочие места и повысят благосостояние. Они также могут идентифицировать новые услуги и продукты с поддержкой Луны, такие как игры виртуальной реальности, в которых игроки управляют лунными роботами или видят глазами лунных астронавтов.

ЕКА предоставляет несколько сервисных модулей для программы NASA Artemis по возвращению людей на Луну к 2024 году, включая модуль связи ESPRIT для жилых помещений лунных ворот для астронавтов. Вместе со своим европейским промышленным партнером ЕКА помогает построить Lunar Pathfinder, демонстрируя предоставление услуг лунной связи, предоставляя начальные услуги для первых лунных миссий, включая полную демонстрацию лунной навигации на орбите.

Инициатива «Лунный свет» основывается как на модуле связи ESPRIT, так и на «Лунном следопыте».

Два консорциума точно сформулируют, как установить прочную связь с Луной.

Surrey Satellite Technology Limited возглавит первый консорциум, как в сфере обслуживания основных мощностей через свой бренд лунных услуг SSTL Lunar, так и в качестве производителя спутников. В консорциум также входят: производитель спутников Airbus; провайдеры спутниковых сетей SES, базирующаяся в Люксембурге, и Kongsberg Satellite Services, базирующаяся в Норвегии; земная станция Гунхилли в Великобритании; и британская компания спутниковой навигации GMV-NSL.

Второй консорциум возглавит Telespazio и будет работать с производителем спутников Thales Alenia Space; спутниковый оператор Inmarsat, базирующийся в Великобритании; Канадская компания космических технологий MDA; дочерняя компания Telespazio в Германии и OHB Systems; испанский спутниковый оператор Hispasat; и Итальянская компания по разработке аэрокосмических логистических технологий (ALTEC), аэрокосмическая инженерная компания Argotec, Nanoracks Europe, Миланский политехнический университет и Коммерческий университет Луиджи Боккони.

Контракты были подписаны от имени ЕКА Элоди Вио, директором по телекоммуникациям и интегрированным приложениям, в присутствии Дэвида Паркера, директора ЕКА по исследованиям человека и роботов, и Пола Верхуфа, директора ЕКА по навигации.

Элоди Виау сказала: «Прочная связь с Луной обеспечивает устойчивое исследование космоса для всех наших международных партнеров, включая коммерческие космические компании. Используя поддерживаемую ЕКА телекоммуникационную и навигационную службу для Луны, исследователи смогут плавно перемещаться и передавать на Землю все знания, полученные в ходе этих лунных миссий.

«Надежная, надежная и эффективная телекоммуникационная и навигационная система сделает десятки отдельных миссий, запланированных на Луну, более рентабельными и позволит небольшим странам стать космическими державами, вдохновляя следующее поколение ученых и инженеров».

Нравится

Спасибо за лайк

Вам уже понравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!

Город в Китае хочет запустить в космос искусственную луну

Это может звучать как заговор, придуманный мультяшным злодеем, но город на юго-западе Китая стремится запустить в космос искусственную луну, которая могла бы заменить уличные фонари, омывая поверхность в «сумеречном сиянии».

Городские власти Чэнду заявили, что планируют запустить так называемый спутник освещения в 2020 году, сообщает китайский новостной сайт People’s Daily. Смелый план был озвучен Ву Чуньфэном, председателем частной компании Chengdu Aerospace Science and Technology Microelectronic System Research Institute, на мероприятии 10 октября в Чэнду.

Город Чэнду является столицей провинции Сычуань на юго-западе Китая. Lintao Zhang / Getty Images file

В интервью China Daily Ву сказал, что зеркальный внешний вид спутника будет отражать солнечный свет на Землю, создавая свечение примерно в восемь раз ярче. чем луна.Искусственная луна, которая, по его словам, будет вращаться на высоте около 500 километров над Землей, может сэкономить 174 миллиона долларов на электроэнергии от уличных фонарей.

Мало что известно о спутнике освещения, включая его размер и стоимость. Также неясно, повлияет ли введение еще одного источника света в небе на местное население или дикую природу — возможно, из-за нарушения дневного цикла свет-темнота.

Связанные

Это не первый раз, когда выдвигается идея запуска новых источников света в космос.

В 1920-х годах немецкий физик Герман Оберт предложил идею использования космического зеркала для отражения света на Землю. Из этой идеи ничего не вышло. Но семь десятилетий спустя, 4 февраля 1993 года, российские космонавты выпустили небольшое экспериментальное зеркало с космической станции «Мир», сообщил в электронном письме NBC News MACH Брюс Хант, доцент истории Техасского университета в Остине.

Зеркало, получившее название «Знамя», ненадолго отразило на Землю луч света, который был в два-три раза ярче Луны, как сообщала в то время The New York Times.Через несколько дней зеркало сгорело, когда оно снова вошло в атмосферу Земли.

Но, несмотря на давний интерес к подобным идеям, Хант, специализирующийся на истории науки и техники, с сомнением относится к китайскому проекту.

«Я не думаю, что космические зеркала были бы очень практичными, потому что я сомневаюсь, что их можно было бы надежно направить для освещения только нужных областей, они создавали бы большое световое загрязнение (астрономы были бы очень недовольны ими), и даже тогда они не будет давать достаточно света, чтобы устранить потребность в освещении на уровне земли», — сказал Хант. «Космические зеркала кажутся мне решением в поисках проблемы».

Уильям Шонберг, профессор гражданского строительства в Университете науки и технологии Миссури, сказал, что он заинтригован этой идеей, но выразил аналогичные опасения.

«Что происходит, когда «свет» перегорает (т. е. отражатель деградирует до такой степени, что он больше не работает)?» Шонберг сообщил MACH по электронной почте. «Что касается окружающей среды, то это беспокойство по поводу светового загрязнения. Неужели жители освещенного города больше не смогут видеть ночное небо? Сколько будет утечки в соседние города, и как это повлияет на их «ночное зрение»?»

Хотите больше историй о Луне?

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА NBC NEWS MACH НА TWITTER, FACEBOOK И INSTAGRAM.

Луноподобный силикатный материал образует квазиспутник Земли (469219) 2016 HO3 Kamoʻoalewa

1.

de la Fuente Marcos, C., de la Fuente Marcos, R. & Asteroid (469219) 2016 HO ₃ , самый маленький и ближайший к Земле квазиспутник. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 462 , 3441–3456 (2016).

Артикул КАС Google Scholar

2.

Центр малых планет Международного астрономического союза.(469219) Камооалева. https://minorplanetcenter.net/db_search/show_object?object_id=469219.

3.

Джин, В. и др. . Моделирование глобальной оценки GM астероида (469219) 2016 HO ₃ для будущей астероидной миссии Китая. EPSC 2019, EPSC-DPS2019-1485. (2019)

4.

Li, X., Qiao, D., Huang, J., Han, H. & Meng, L. Динамика и управление операциями сближения для миссии по исследованию астероидов. Науч. Грех. физ. мех. Астрон 49 , 084508 (2019).

Артикул Google Scholar

5.

Venigalla, C. et al. Миссия по исследованию и наблюдению околоземных астероидов (NEACO) к астероиду (469219) 2016 HO3. JSpRo 56 , 1121–1136 (2019).

Google Scholar

6.

Чодас, П. Орбита и будущее движение квази-спутника Земли 2016 HO ₃ . утра. Астрон. соц. Знакомство с ДПС . 48 , 311.04 (2016).

7.

Connors, M. et al. Открытие квазиспутника Земли. Метеорит. Планета. Sci 39 , 1251–1255 (2004).

КАС Статья Google Scholar

8.

Миккола С., Иннанен К., Вигерт П., Коннорс М. и Брассер Р. Пределы устойчивости квазиспутниковой орбиты. Пн. Нет. Р. Астрон. Soc 369 , 15–24 (2006).

Артикул Google Scholar

9.

Вайер, П. Динамическая эволюция квазиспутников Земли: 2004 GU9 и 2006 FV35. Икар 209 , 488–493 (2010).

Артикул Google Scholar

10.

Федорец Г. и др. Установление популяции мини-спутников Земли посредством характеристики астероида 2020 CD3. Астрон. J. 160 , 277 (2020).

КАС Статья Google Scholar

11.

Найду, С.П. и др. Наблюдения до обнаружения подтверждают время захвата астероида 2020 CD3 как мини-луны Земли. Астрофиз. Дж. Летт. 913 , Л6 (2021).

Артикул Google Scholar

12.

Pogge, R.W. et al. Многообъектные двойные спектрографы для Большого бинокулярного телескопа. SPIE 7735 , 77350A (2010 г.).

Google Scholar

13.

Редди, В. и др. . Наземная характеристика квазиспутника Земли (469219) 2016 HO3. утра. Астрон. соц. Знакомство с ДПС . 49 , 204.07 (2017).

14.

Толен, Д. Дж., Раманджоулу, Ю., Форинг, Д., Хунг, Д. и Микели, М. Попурри наблюдений околоземных астероидов. утра. Астрон. соц. Знакомство с ДПС . 48 , 311.05 (2016).

15.

Levine, S.E. et al. Состояние и производительность телескопа Discovery Channel во время ввода в эксплуатацию. SPIE 8444 , 844419 (2012).

Google Scholar

16.

Thirouin, A. et al. Кратковременная переменность выборки из 29 транснептуновых объектов и кентавров. Астрон. Астрофиз. 522 , А93 (2010).

Артикул Google Scholar

17.

Thirouin, A. et al. Миссия «Обзор доступных околоземных объектов» (MANOS): первые фотометрические результаты. Астрон. J. 152 , 163 (2016).

Артикул Google Scholar

18.

Thirouin, A. et al. Исследование доступных для миссии объектов, сближающихся с Землей: четыре года фотометрии. Астрофиз . J. Приложение. сер. 239 , 4 (2018).

Артикул Google Scholar

19.

Ху, С., Ричардсон, Д. К., Чжан, Ю. и Цзи, Дж.Критические периоды вращения связных астероидов из обломков размером менее километра: зависимости от параметров материала. Пн. Нет. Р. Астрон. Соц . 502 , 5277–5291 (2021).

Артикул Google Scholar

20.

Li, X. & Scheeres, D. J. Форма и поверхностная среда 2016 HO3. Икар 357 , 114249 (2021).

Артикул Google Scholar

21.

Редди, В. и Санчес, Дж. А., Спектры астероидов главного пояса Редди, версия 1.0. EAR-A-I0046-3-REDDYMBSPEC-V1.0. Система планетарных данных НАСА (2016 г.).

22.

Бус С. и Бинзел Р. П., 63 Ausonia CCD Spectrum. EAR-A-I0028-4-SBN0001/SMASSII-V1.0:63_01_TAB. Система планетарных данных НАСА (2003 г.).

23.

ДеМео, Ф. Э., Бинзель, Р. П., Сливан, С. М. и Бас, С. Дж. Расширение таксономии астероидов Буса в ближнем инфракрасном диапазоне. Икар 202 , 160–180 (2009).

КАС Статья Google Scholar

24.

Sanchez, J.A. et al. Фазовое покраснение околоземных астероидов: значение для минералогического анализа, космического выветривания и таксономической классификации. Икар 220 , 36–50 (2012).

Артикул Google Scholar

25.

Сливан, С. М. Классификация спектра астероидов с использованием таксономии Баса-ДеМео.Департамент наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института. http://smass.mit.edu/cgi-bin/busdemeoclass-cgi.

26.

Binzel, R. P. et al. Распределение состава и эволюционные процессы для популяции объектов, сближающихся с Землей: результаты спектроскопического исследования объектов, сближающихся с Землей, Массачусетский технологический институт на Гавайях (MITHNEOS). Икар 324 , 41–76 (2019).

Артикул КАС Google Scholar

27.

Бинзель, Р.П. и др. Спектральные наблюдения объектов, сближающихся с Землей, включая потенциальную цель 4660 Nereus: результаты дистанционных наблюдений Медона на Инфракрасном телескопе НАСА (IRTF). Планета. Космические науки. 52 , 291–296 (2004).

Артикул Google Scholar

28.

Cloutis, E.A. et al. Смеси силикатов металлов: спектральные свойства и приложения к таксономии астероидов. JGR 95 , 8323–8338 (1990).

Артикул Google Scholar

29.

Фишер, Э. М. и Питерс, К. М. Состав и возраст экспозиции Аполлона-16 областей Кэли и Декарта по данным Клементины: нормализация оптических эффектов космического выветривания. Ж. Геофиз. Рез. Планеты 101 , 2225–2234 (1996).

КАС Статья Google Scholar

30.

Гэффи, М.J. Космическое выветривание и интерпретация спектров отражения астероидов. Икар 209 , 564–574 (2010).

Артикул Google Scholar

31.

Pieters, C.M. Прочность элементов минерального поглощения в проходящем компоненте ближнего инфракрасного отраженного света: первые результаты RELAB. Ж. Геофиз. Рез. Solid Earth 88 , 9534–9544 (1983).

Артикул Google Scholar

32.

Питерс, К.М., Хирои, Т., Питерс, К.М. и Хирои, Т. RELAB (Лаборатория экспериментов по отражению): Многопользовательская установка спектроскопии НАСА. ЛПИ 1720 (2004).

33.

Милликен, Р. Э., Хирои, Т. и Паттерсон, В. Лаборатория экспериментов по отражению НАСА (RELAB): прошлое, настоящее и будущее. 47-я лунная планета. науч. Конф. . 2058 (2016).

34.

Консорциум по характеристике лунного грунта. Двунаправленные спектры отражения лунных грунтов.http://www.planetary.brown.edu/relabdocs/LSCCsoil. html.

35.

Лин Х. и др. Оливин-норитовая порода, обнаруженная луноходом Юту-2, вероятно, кристаллизовалась из расплавленной ванны, образовавшейся в результате удара СПА. Нац. науч. Ред. 7 , 913–920 (2020).

КАС Статья Google Scholar

36.

Davis, D.R. and Neese, C., Eds. Астероид Альбедос V1.0. урна: НАСА: pds: compil.ast.albedos:: 1.0. Система планетарных данных НАСА; https://дои.org/10.26033/crmc-j056. (2020).

37.

Намуни, Ф. Вековые взаимодействия коорбитирующих объектов. Икар 137 , 293–314 (1999).

Артикул Google Scholar

38.

Дермаван, Б. Временные коорбитальные типы астероидов 2016 HO ₃ . J. Phys. конф. сер. 1127 , 012038 (2019).

Артикул Google Scholar

39.

Резки, М. и Сугиартини, Э. Орбитальная динамика астероида 469219 Камо’Оалева. J. Phys. конф. сер. 1523 , 012019 (2020).

Артикул Google Scholar

40.

Тиан, В., Тиан и Орбит, В. Определение астероида (469219) Камо’Оалева и анализ его ошибок. AcASn 62 , 16 (2021).

Google Scholar

41.

Гурьянов С. А., Галушина Т. Ю. Исследование динамики астероида Камо-Оалева. Рус. физ. J. 2021 6311 63 , 1989–1996 (2021).

Google Scholar

42.

Мораис, М.Х.М. и Морбиделли, А. Популяция околоземных астероидов, находящихся в коорбитальном движении с Землей. Икар 160 , 1–9 (2002).

Артикул Google Scholar

43.

Малхотра, Р. Дело о глубоком поиске троянских астероидов Земли. Нац. Астрон. 2019 33 3 , 193–194 (2019).

Google Scholar

44.

Markwardt, L. et al. Поиск троянцев L5 Earth с помощью DECam. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 492 , 6105–6119 (2020).

Артикул Google Scholar

45.

Гладман Б.Дж., Бернс, Дж. А., Дункан, М. Дж. и Левисон, Х. Ф. Динамическая эволюция выброса лунного удара. Икар 118 , 302–321 (1995).

Артикул Google Scholar

46.

Холсаппл, К. А. и Мишель, П. Приливные нарушения: II. Теория континуума для твердых тел, обладающих прочностью, с приложениями к Солнечной системе. Икар 193 , 283–301 (2008).

Артикул Google Scholar

47.

де ла Фуэнте Маркос, К. и де ла Фуэнте Маркос, Р. Использование коорбитальных орбит Марса для оценки важности событий распада YORP, вызванных вращением, в коорбитальном пространстве Земли. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 501 , 6007–6025 (2021).

Артикул Google Scholar

48.

Ито Т. и Малхотра Р. Асимметричные удары околоземных астероидов о Луну. Астрон. Астрофиз. 519 , А63 (2010).

Артикул Google Scholar

49.

Галлант, Дж., Гладман, Б. и Чук, М. Текущая бомбардировка системы Земля-Луна: акцент на асимметрии кратеров. Икар 202 , 371–382 (2009).

Артикул Google Scholar

50.

Ломб, Н. Р. Частотный анализ неравномерно распределенных данных методом наименьших квадратов. Астрофиз. Сп. науч. 1976 392 39 , 447–462 (1976).

Google Scholar

51.

Белли, С., Контурси, А. и Дэвис, Р. И. Пламя: Гибкий конвейер обработки данных для ближней инфракрасной и оптической спектроскопии. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 478 , 2097–2112 (2018).

КАС Статья Google Scholar

52.

Horne, K. Оптимальный алгоритм выделения для ПЗС-спектроскопии. Опубл. Астрон.соц. Тихоокеанский 98 , 609 (1986).

КАС Статья Google Scholar

53.

Ван Россум Г. и Дрейк Ф. Л. Справочное руководство по Python 3 . (CreateSpace, 2009).

54.

Bohlin, R.C. et al. Методы и обзор калибровки абсолютного потока от ультрафиолетового до среднего инфракрасного диапазона. PASP 126 , 711 (2014).

Google Scholar

55.

Брэдли, Л. и др. . астропия/фотоутилиты: 1.0.2. (2021). https://doi.org/10.5281/ZENODO.4453725.

56.

Robitaille, T. P. et al. Astropy: пакет сообщества Python для астрономии. Астрон. Астрофиз. 558 , А33 (2013).

Артикул Google Scholar

57.

Price-Whelan, A.M. et al. Проект Astropy: создание открытого научного проекта и статус базового пакета версии 2.0*. Астрон. J. 156 , 123 (2018).

Артикул КАС Google Scholar

58.

Правек, П. и Харрис, А. В. Население двойных астероидов: 1. Содержание углового момента. Икар 190 , 250–259 (2007).

Артикул Google Scholar

59.

Тейлор, Л. А., Питерс, К. М., Келлер, Л. П., Моррис, Р. В. и Маккей, Д.S. Почвы лунных морей: космическое выветривание и основные эффекты поверхностно-коррелированной нанофазы Fe. Ж. Геофиз. Рез. Планеты 106 , 27985–27999 (2001 г.).

КАС Статья Google Scholar

60.

Парк, Р. С., Фолкнер, В. М., Уильямс, Дж. Г. и Боггс, Д.