В чем миссия «Луны-25»: Россия запустила первую за 47 лет лунную станцию

11 августа с космодрома Восточный ракетой-носителем «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» запущена автоматическая станция «Луна-25». 16-го она выйдет на орбиту, а 21-го, если все пойдет по плану, будет на Луне. В чем заключается первая в современной истории российская лунная миссия, мы спросили академика Льва Зеленого — научного руководителя Института космических исследований РАН, председателя секции «Экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика» Национального центра физики и математики (НЦФМ).

— В последний раз отечественный космический аппарат достиг лунной поверхности без малого полвека назад. Какие эксперименты планируются на Луне сейчас?

— Я надеюсь, мы сядем в околополярную область Луны и проведем первые прямые эксперименты для поиска и изучения запасов водяного льда на Южном полюсе. Надо понять, откуда взялся лед: занесли ли воду кометы или поток ионов водорода, протонов, солнечного ветра прореагировал с лунным грунтом и окислился до воды. Есть некоторые косвенные данные, которые мы надеемся подтвердить с помощью «Луны-25».

— Для чего это нужно?

— Ключевую роль в освоении Луны будет играть наличие воды — самого важного ресурса для жизни. Экспериментов, нацеленных на поиск воды на Луне, было много. Но решающими стали данные российского телескопа ЛЕНД (Lunar Exploration Neutron Detector, лунный исследовательский нейтронный детектор. — «СР»). С 2009 года он работает на борту орбитальной станции НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter. Благодаря ЛЕНДу удалось получить довольно подробную карту распределения водяного льда на Луне. Более того, было показано, что вода есть не только в «холодных ловушках» — постоянно затененных местах внутри полярных кратеров, что, в принципе, довольно ожидаемо, но и за их пределами. Много споров вызвало то, какие процессы привели к такому распределению. Мы оперативно предложили исследования полярной Луны, получили поддержку руководства страны и начали в 2011–2012 годы разработку программы. От изучения строения Луны в интересах фундаментальной науки перешли к практическому изучению запасов лунной воды.

— Почему станция называется «Луна-25»? Еще будет «Луна-26», «Луна-27» и «Луна-28». Чем займутся они?

— Это отсылка к серии советских станций. Первой в 1966 году прилунилась «Луна-9». Кстати, я горжусь, что соблюсти традицию в названиях предложил я.

«Луна-25» планируется первым аппаратом в новой серии. «Луна-26» — искусственный спутник для комплексного исследования Луны с орбиты. «Луна-27» — более сложная посадочная станция с бурильной установкой. «Луна-28» должна доставить на Землю лунный грунт, сохранив летучие компоненты, в том числе водяной лед. Если брать образцы грунта так, как советские «Луны», то при нулевом окружающем давлении на Луне вода просто улетучится, и мы не поймем, была она образце или нет.

— В середине июля в космос отправилась индийская станция «Чандраян-3», по расчетам, она прилунится 22 августа. Американцы заключили контракты на доставку к Луне посадочных станций с 14 компаниями. Есть своя лунная программа у китайцев. В связи с чем такой ажиотаж?

— Это ожидаемо. Техника созрела. Хрущев и Кеннеди соперничали за то, кто первым будет на Луне, но это было состязание не столько техники, сколько политических систем. «Аполлоны» и «Луноходы», конечно, послужили науке, но были в каком-то смысле преждевременными. Планомерного освоения Луны не последовало, почти на 40 лет все замерло. С 2000-х начался медленный возврат на Луну, но уже на совершенно другом техническом уровне.

Наши китайские друзья свою программу, как и мы, затачивают на полярную Луну, индийский аппарат тоже должен сесть вблизи полюса. Южная приполярная область становится местом активной конкуренции, ведь удобных площадок для инфраструктуры на Луне не так много: и рельеф должен быть подходящим, и запасы водяного льда большими, и солнечное освещение хорошим. Я ожидаю, что за эти места будет жесткое соперничество.

— Вы говорите о строительстве поселений?

— Да, думаю, нынешнее поколение наяву увидит воплощение фантастических романов: на Луне построят базы.

Там нет атмосферы, нет магнитного поля, абсолютная электромагнитная тишина — оазис для радиоастрономических наблюдений. Многое указывает на то, что недалеко от поверхности есть включения редкоземельных металлов, необходимых промышленности, а на Земле они скоро могут быть исчерпаны. Я недавно делал доклад об этом в «Гиредмете» (институт «Росатома». — «СР»). Это уже к разговору о коммерческом освоении Луны.

Мы в НЦФМ создаем уникальную лабораторную установку для изучения влияния лунной пыли на инженерные системы космических аппаратов, костюмы космонавтов и оборудование. С этими знаниями ученые разработают методы защиты от пыли, которая стала одной из серьезных проблем пилотируемой программы «Аполлон». Острые, как бритва, частицы — из-за отсутствия ветра и воды их грани не сглаживаются, остаются зазубренными — налипали на скафандры, космические аппараты, выводили из строя оборудование.

Аппаратура на борту

Лунный манипуляторный комплекс (ЛМК) ученые называют изюминкой станции. Этой полутораметровой механической рукой с ковшом и грунтозаборным устройством можно брать пробы реголита с разной глубины. Тесты обнадеживают: ЛМК справится не только с рыхлым сыпучим реголитом, но и с «вечной мерзлотой», которая вполне может встретиться в лунном «заполярье».

Лазерный масс-анализатор (ЛАЗМА-ЛР) будет нагревать лунный реголит, испарять и ионизировать лазером. Анализ ионов позволит выяснить химический и изотопный состав реголита в месте посадки «Луны-25».

Лунный инфракрасный спектрометр с телевизионной поддержкой рабочего поля манипулятора (ЛИС-ТВ-РПМ) будет анализировать минералогический состав реголита по инфракрасному спектру.

Активный детектор нейтронов и гамма-лучей (АДРОН-ЛР) будет обстреливать реголит нейтронами из встроенного импульсного генератора. Это плод давнишнего и чрезвычайно успешного сотрудничества Института космических исследований РАН с Всероссийским научно-исследовательским институтом автоматики им. Духова «Росатома». Анализ спектра выбиваемых из реголита частиц позволит выяснить, есть ли в грунте водяной лед, оценить его количество и понять, как он распределяется по глубине.