Нептун в противостоянии!

News image

5 сентября 2017 года ледяной гигант Нептун вступает в противостояние Солнцу. Это означает, что в данный момент наступят наилучшие условия видимости планеты, так как расстояние от Земли наименьшее, а следовательно видимый размер Нептуна на небе будет наибольший в году. Дистанция от Земли до Нептуна в момент противостояния составит 4 млрд 329 млн километров, что в 29 раз дальше расстояния от Земли до Солнца. Период наилучших наблюдений в 2017 году длится от точки стояния планеты 16 июня, когда Нептун начал попятное движение на небосводе, и до 22 ноября, когда планета вновь...

Подробнее

АМС Солнечной системы. Часть 5. Покорение Луны.

Интересное

Индекс материала
АМС Солнечной системы. Часть 5. Покорение Луны.
Страница 2
Все страницы

luna9Первая дошедшая до нас карта Луны датирована 1603 годом, на ней видны первые попытки присвоить имена лунным деталям. Галилео Галилей направил свой первый телескоп на Луну в 1609 году и обнаружил на ней горы. Все лунные атласы, публикуемые до середины 20 века, были составлены по зарисовкам, сделанные астрономами при непосредственном наблюдении в телескоп. С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.

Сегодняшний обзор будет об исследованиях спутника Земли автоматическими межпланетными станциями и астронавтами, которые после длительного перерыва возобновились в ХХI веке.


ИСТОРИЯ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛУНЫ

В период с 1958 по 1976 год Луна подвергалась интенсивным исследованиям с помощью АМС. В эти годы две космические державы, СССР и США, с переменным успехом пытались "покорить Луну". Обе страны стремились обогнать другую во всем: первой облететь спутник Земли, мягко посадить на ее поверхность космический аппарат и первой высадить на Луну космонавтов/астронавтов. В "лунной гонке" главным было соображение политического престижа и демонстрация экономической мощи, что порой научная составляющая часть миссий отодвигалась на второй план.

Программы осуществлялись в три этапа:
1) облет Луны, фотографирование поверхности и составление подробных карт;
2) посадка на нее космических аппаратов;
3) высадка на поверхность Луны космонавтов и возвращение на Землю.


Для достижения этих целей в СССР реализовывались две программы: "Луна" (1958-1976) и "Зонд" (1964-1970).

АМС "Луна" (СССР)
Luna_10_Musee_du_Bourget_P1010504

С помощью аппаратов "Луна" впервые была произведена съемка обратной стороны Луны ("Луна-3", 1959), первая мягкая посадка ("Луна-9", 1966), выведен первый ИСЛ ("Луна-10", 1966), осуществлена первая доставка образцов лунного грунта на Землю ("Луна-16", 1970), а также первый самоходный радиоуправляемый лунный аппарат "Луноход-1" ("Луна-17", 1970) приземлился в Море Дождей.

"Луноход-2" с помощью АМС "Луна-21" (1973) сел на окраину Моря Ясности, и кроме всего прочего доставил на спутник лазерную мишень, которая до сих пор используется для определения орбиты Луны. "Луноход-1" работал 10,5 земных месяцев, "Луноход-2" — 4,5 земных месяцев. Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.

Луноход (СССР, 1970)
Lunokhod_hires

В рамках программы "Луна" было осуществлено 33 запуска, но успешными оказались только 8 (неудачи в основном наступали на первом этапе запуска из-за отказа двигателей ступеней РН).

Еще менее удачной была программа по подготовке пилотируемого полета советских космонавтов к Луне "Зонд" (1964-1970) - тяжелых лунных кораблей серии "Союз 7К-Л1". Из-за конкуренции двух конструкторских бюро Королева и Челомея, внезапной смерти С.П.Королева в 1966 году, а также некоторых организационных и технических просчетов, почти все запуски лунных "Зондов" закончились неудачами на разных стадиях полета.

Но стоит отметить полеты кораблей "Зонд-3" (1965), "Зонд-5" (1968) и "Зонд-7" (1969). По фотографиям сделанным АМС "Луна-3" и "Зонд-3", Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга был выпущен "Атлас обратной стороны Луны" с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных образований. "Зонд-5" - это первый аппарат, обогнувший Луну с живыми существами (черепахами) на борту, правда посадка на Землю была нештатная, с большими перегрузками. "Зонд-7" - единственный полностью успешный полет к Луне и обратно (с биологическим контейнером), но месяцем раньше американские астронавты высадились на Луну, "лунная гонка" полностью проиграна, поэтому после еще одного полета "Зонда-8" в 1970 году, подготовка советских космонавтов по лунно-облетной и лунно-посадочной программе была прекращена по политическим мотивам.

Карта Луны, на которой изображены места прилунения аппаратов
Moon_landing_map

США начали реализовыввать собственную лунную программу в 1958 году. После ряда неудачных запусков АМС "Pioneer" (1958-1959) к Луне, было решено разработать новый тип корабля. "Ranger"ы (1961—1965) в ходе своей миссии должны были разбиться о поверхность Луны, до последнего передавая телеизображения в NASA, а другая научная аппаратура должна была пережить столкновение с лунной поверхностью и посылать в течении месяцев данные о сейсмической активности. Из 9 запусков АМС "Ranger" только последние три ("Ranger 7-9") смогли выполнить свое предназначение. Снимки "Ranger" с близкого расстояния показали, что Луна выглядит вполне надежной, теперь предстояло отработать схему мягкой посадки.

Попытки посадить "мягко" аппарат начались еще в 1963 году, но только в 1966 году сначала это удалось СССР ("Луна-9"), а затем и американской АМС "Surveyor-1" со многими научными приборами на борту (телекамера, акселерометр, сейсмометр, бур и анализатор почвы, газового состава атмосферы Луны, давления и магнитного поля). Программа "Surveyor" (1966—1968) оказалась довольно удачной для NASA: из семи запусков было потеряно только два аппарата.

Аппараты окончательно доказали, что Луна прочная и не радиоактивная, и по ней вполне сможет пройтись человек в скафандре. Теперь нужна была подробная карта, чтобы выбрать места для посадки космических кораблей. Для детального исследования всей поверхности спутника Земли, параллельно с программой "Surveyor", в 1966—1967 гг. на окололунной орбите успешно отработали американские зонды "Lunar Orbiter 1-5", тщательно закартографировав 99% лунной поверхности. На основе этих снимков NASA выбрало места для посадок пилотируемых экспедиций по программе "Аполлон" и подготовила новые лунные атласы.

АМС Lunar orbiter (NASA, 1966—1967)
Lunar_orbiter

Надо сказать, что снимки "Lunar Orbiter" в начале 21 века были оцифрованы (Lunar Orbiter Image Recovery Project, галерея снимков и сайт LOIRP). Обработав современными методами, специалисты получили значительно более детальные фотографии, значительно улучшив их качество.

Теперь США оставалось сделать последний рывок, чтобы выиграть в "лунной гонке". С этим с большим успехом справилась программа пилотируемых миссий NASA "Apollo" (1968-1972). Прежде чем лететь на Луну, NASA решило провести три испытательных пилотируемых полета "Аполлонов" на околоземной орбите, но состоявшиеся в СССР успешные запуски "Зонда-5" (с черепахами) и "Зонда-6" осенью 1968 года, заставили пересмотреть их планы, и "Аполлон-8" в декабре 1968 года идет на риск и совершает облет Луны с экипажем (Джеймс Ловелл, Уильям Андерс, Фрэнк Борман). Захватив это первенство, "Аполлон-9" (в марте 1969 г. на околоземной орбите) и "Аполлон-10" (в мае 1969 г. на окололунной орбите) спокойно продолжили испытывать системы командного модуля и лунного корабля.

Астронавт Базз Олдрин на Луне. В шлеме отражается Нил Армстронг, лунный модуль и Земля в небе.
AS11-40-5903

В июле 1969 года человек впервые ступил на поверхность Луны. Это сделал экипаж "Аполлона-11": Нил Армстронг, Эдвин Базз Олдрин и Майкл Коллинз. Армстронг и Олдрин (Коллинз на орбите в командном модуле) высадились в Море Спокойствия и провели там 21,6 часа, взяв с собой пробы грунта (22 кг) и проведя несколько экспериментов. Это послужило началом успешной эпопеи "американцев на Луне", советская же программа пилотируемого полета к Луне фактически тут же закрылась. Еще могла спасти престиж СССР "Луна-15", запущенная тремя днями ранее "Аполлона-11", с целью первыми доставить лунный грунт на Землю, но неудачная посадка советской АМС в Море Кризисов, окончательно закрепила проигрыш СССР в "лунной гонке".

В рамках миссий "Аполлон" планировалось еще 8 пилотируемых запусков, а также строительство обитаемой лунной и орбитальной базы в 1980-х годах. Но этим мечтам не дано было сбыться, так как финансирование стало стремительно перекидываться на войну американцев во Вьетнаме. На Луну удалось слетать только экипажам "Аполлонов 11-17" (1969-1972) ("Аполлон-13" в 1970 году в связи с аварией на корабле только облетел Луну), затем программа была свернута, тем более что теперь русские развивали свою лунной программу только в сторону доставки лунного грунта с помощью АМС на Землю.

Экспедиция Аполлона-15. Лунный ровер.
Scott_on_the_Rover_-_GPN-2000-001306

Американские астронавты за последние экспедиции "Аполлонов" научились работать на лунной поверхности, отработали технику посадки по заданным координатам, провели несколько научных экспериментов, исследовали близлежащие кратеры, опробовали ходовые качества лунного ровера ("Аполлон 15-17", 1971-1972), собрали около 400 кг лунного грунта и камней. После стыковки командного и лунного модуля, третья ступень РН дополнительным импульсом отправлялась своим путем на Луну, где падала на поверхность, давая ценные данные о внутреннем строении с помощью сейсмографов, установленными предыдущими экспедициями.

Астронавт Ч.Конрад у АМС "Surveyor-3". Вдалеке - лунная кабина "Apollo-12".
Surveyor_3-Apollo_12

"Аполлон-12" (1969) доставил на Землю части АМС "Сервейор-3" (который прилунился в 1967 г.) для исследования деталей аппарата, побывавшего на другом небесном теле в течении нескольких лет. По программе "Аполлон" были совершены 6 успешных высадок 12 астронавтов на Луну. Фотогалерея миссий "Аполлон" на Луне.

После окончания советской программы "Луна" (1958-1976) и американской "Аполлон" (1968-1972) исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены и работы по ее картографированию значительно сократились. О Луне забыли на 11 лет, пока дважды (1990 и 1992 гг.) мимо нее, на пути к Юпитеру, не пролетела АМС "Галилео" (США). NASA воспользовалась ситуацией и получила цветные снимки обратной стороны Луны и ее северной полярной области. Получить высококачественные снимки Луны удалось также АМС "Нозоми" (Япония) в 1998 году по пути к Марсу и АМС "Кассини" (США) в 1999 году по пути к Сатурну.

Первым искусственным спутником Луны (ИСЛ) после длительного перерыва стал японский спутник "Hiten" в 1990 году, запустив новый виток в исследовании спутника Земли межпланетными аппаратами. Два американских космических аппарата "Clementine"(1994) и "Lunar Prospector" (1998-1999) проводили геологическое и геохимическое исследования на лунной орбите. АМС "Clementine" впервые составила глобальную карту элементного состава Луны и в частности обнаружила большие запасы льда на её южном полюсе. С помощью АМС "Lunar Prospector" создана модель гравитационного поля Луны, было обнаружено несколько новых масконов (мест с аномальной гравитацией).

Карта гравитационных аномалий (масконов) на Луне, составленная АМС "Lunar Prospector"
MoonLP150Q_grav_150
Credit: Mark A. Wieczorek

При управляемом падении "Lunar Prospector" ученые надеялись по выбросу материалов во время удара точно установить содержание льда в кратере, но ни один крупный телескоп на Земле не заметил вспышку, и эксперимент не удался. Аналогичный эксперимент был повторен ESA в 2006 году с АМС "SMART-1" (2003-2006), тогда слабую вспышку в месте удара зарегистрировал лишь один крупный телескоп на Гавайях.

14 сентября 2007 года Япония запустила АМС для исследования Луны SELENE (Selenological and Engineering Explorer - Селенологический и технологический исследовательский аппарат), более известный как "Кагуя" (Kaguya, JAXA, 2007-2009), названный в честь принцессы из древней японской сказки, а 24 октября 2007 года в "лунную гонку" официально вступила и КНР, запустив первый китайский спутник Луны "Chang'e-1" (2007-2009), названный в честь богини китайского эпоса.

Kaguya (JAXA, 2007-2009)
KAGUYA

"Кагуя" создала "Топографическую карту Луны" с точностью выше построенных по данным "Clementine" (NASA, 1994), а при помощи вспомогательного спутника "Окина" удалось составить карту распределении сил тяжести на обратной стороне Луны. Также полученные данные позволили отодвинуть период затухания вулканической активности на Луне до 2,5 миллиардов лет назад.

С помощью снимков "Chang'e-1" Китай создает глобальную цифровую модель рельефа Луны, а также произведена оценка возможности промышленной разработки лунных месторождений железа и гелия-3.

22 октября 2008 года был запущен индийский аппарат "Chandrayaan-1" (ISRO, 2008-2009). Аппарат состоял из орбитального модуля для изучения элементного состава Луны и ударного зонда. Данные полученные при жёсткой посадке ударного зонда будут использованы для мягкой посадки будущего индийского лунохода, доставка которого на Луну запланирована в ходе полёта следующего зонда "Chandrayaan-2".


НА ОРБИТЕ ЛУНЫ. НАШИ ДНИ.

На сегодняшний день на орбите Луны проводят свои исследования три АМС: американские LRO (NASA, 2009) и GRAIL (NASA, 2012), и китайский спутник Chang'e 2 (CNSA, 2010).

Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд, NASA) — искусственный спутник Луны, вышедший на полярную лунную орбиту 23 июня 2009 года, телекамеры которого показывают поверхность с разрешением 0,5 метра. На борту нес с собой суб-спутник Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) - космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров.

 

Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, NASA, 2009 - ...)
LRO

 

LRO и LCROSS являются "новой лунной программой" NASA по возвращению на Луну: "Lunar Precursor Robotic Program" (LPRP, Предшествующая программа по изучению Луны автоматами). С этой целью LRO будет заниматься составлением трехмерхных карт лунной поверхности, измерение освещенности лунной поверхности и его изменения в течение суток, измерением уровней солнечной радиации и оценкой воздействия ее на биологические объекты, поиск лучших мест посадки для будущих экспедиций.

Особенно ученых интересовала возможность залежей водяного льда в околополярных районов, которые сейчас считаются наиболее перспективными для организации обитаемой базы. Для этого суб-спутник LCROSS с разгонным блоком "Центавр" совершили запланированное падение в кратер Кабеус (англ. Cabeus), расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 9 октября 2009 года в 11:31:19 UTC в результате падения "Центавра" было выброшено облако газа и пыли. Следом за ним сквозь выброшенное облако частиц пролетел LCROSS, анализируя вещество, поднятое со дна кратера, и передавая на Землю результаты исследований. LCROSS упал в тот же кратер в 11:35:45 UTC.

За падением аппаратов с лунной орбиты следил зонд LRO, с околоземной - космический телескоп Хаббл и европейский спутник "Odin", а с Земли все доступные крупные обсерватории. Была возможность увидеть вспышку от падения и астрономам-любителям с большими апертурами телескопов, для них NASA предоставила все необходимые данные и карты, где можно будет увидеть падение. Также NASA TV организовала прямую трансляцию с аппарата LCROSS.

 

Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS, NASA, 2009) с разгонным блоком "Центавр"
LCROSS_Centaur

 

Высота облака частиц от взрыва оказалась существенно ниже рассчитанной — 1,6 км вместо 10, так что шлейф от взрыва оказался недоступен для наблюдения наземными телескопами, но выброшенного количества породы хватило для её анализа LCROSS. После столкновения с Луной "Центавра" поднялось облако пара, температура которого составляла 826,85 °C. Вслед за ним поднялось облако пыли. LCROSS зарегистрировал наличие порядка 143—167 килограммов воды в виде пара и льда в поднятом облаке. Это позволило оценить массовую долю льда в реголите примерно в 2,7—8,5 %. Особенно неожиданным для учёных стало наличие на Луне большого количества ртути и серебра.

К 40-летию полёта Аполлона-11, LRO в период с 11 по 15 июля LRO произвела съёмку и передала на Землю первые в истории детальные снимки самих лунных модулей, посадочных площадок, элементов оборудования, оставленных экспедициями на поверхности и, даже, следов самих землян от тележки и лунного ровера.

 

АМС Луна-23 совершил посадку на неожиданной скорости и упал на бок.
Увеличенный аппарат - в левой нижней вставке;
D - посадочная ступень, А - взлётная ступень.
luna23_figure_LRO
Credit: NASA / GSFC / Arizona State University

Место посадки Аполлона-12, сфотографированное Lunar Reconnaissance Orbiter в 2011 году. Видны следы астронавтов, посадочная ступень лунного модуля Intrepid, оставленное научное оборудование (ALSEP) и КА Surveyor-3.
apollo-12_LRO
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University

 

Работа LRO была расчитана на 1 год. Теперь же в рамках расширенной миссии Лунный зонд опустился на более низкую орбиту для более детальной съемки памятных мест посадки пилотируемых экспедиций "Аполлон" и стоянок "Луноходов". Также планируется использовать лунный зонд в качестве ретранслятора для будущих лунных спускаемых аппаратов и луноходов.

Официальный сайт проекта http://lunar.gsfc.nasa.gov/ и страничка LCROSS

 

Чанъэ-2 (Chang'e 2, CNSA) — второй китайский спутник зондирования Луны, запущенный 1 октября 2010 года с космодрома Сичан в юго-западной провинции Сычуань при помощи ракеты-носителя "Чанчжэн-3С". В основную задачу "Чанъэ-2" входит получение четких фотоснимков, которые определят подходящие места для посадки лунного аппарата "Чанъэ-3" в 2013 году и последующих космических аппаратов Китая. 27 октября аппарат начал фотосъемку участков Луны, приблизившись на расстояние 15 км к лунной поверхности (в перицентре).

 

Чанъэ-2 (Chang'e 2, CNSA, 2010 - ...)
Change_2_satellite


Сайт Китайского национального космического управления CNSA

Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL, Лаборатория по изучению гравитации и недр) — два лунных зонда были запущены в паре 10 сентября 2011 года. Зонды GRAIL-A и GRAIL-B двигаются вокруг Луны на высоте около 55 километров над поверхностью и на расстоянии ~200 км друг от друга, и облетают Луну примерно за 2 часа. По итогам конкурса среди школьников аппараты получили имена "Ebb" (прилив) и "Flow" (отлив).

 

GRAIL (NASA, 2012)
GRAIL

 

Основной миссией GRAIL будет измерение поле силы тяжести и составление подробной карты зон с аномальной гравитацией, изучение внутреннего строения Луны и распределении ее массы, а также реконструкция ее тепловой истории. Низкая орбита обеспечит более высокую точность измерений по сравнению с предыдущими исследованиями. Работа аппаратов расчитана на 3-4 месяца, прежде чем они упадут на поверхность Луны.

На GRAIL установлены небольшие камеры MoonKAM, которыми будут управлять школьники, оставляя заявки для съемки интересующих их мест. Просматривать снимки можно будет прямо на сайте миссии.

Официальный сайт проекта https://moonkam.ucsd.edu/



ПЛАНЫ НА БУДУЩЕЕ

Возможно, когда Китай в начале 21 века представил свою программу освоения Луны, это подтолкнуло остальные космические державы опять развернуть свои лунные программы. Снова заговорили о постройке обитаемых лунных баз. Вполне вероятно, что вскоре Китай станет второй страной, обеспечившей высадку человека на Луну. Китай планирует пилотируемые полёты к Луне около 2024-2025 гг. и строительство лунной базы к 2050 г. Из-за затянувшегося экономического кризиса в мире, лунные планы космических держав постоянно пересматриваются и передвигаются на более поздние сроки.

Китайское национальное космическое управление (CNSA) планирует в 2013 году высадить лунный аппарат ("Chang'e-3").

 

Китайский луноход Chang'e-3
Change-3

 

Американский проект LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) по исследованию лунной атмосферы и пылевого окружения её орбиты запланирован на 2013 год. На нем также отработают технологию Lunar laser Communication (лунная лазерная связь).

 

LADEE (NASA)
LADEE

 

Индийская организация космических исследований (ISRO) планирует с помощью посадочного аппарата, разработанного Роскосмосом "Луна-Ресурс", доставить на Луну индийский автоматический луноход в 2015 году. Запуск посадочного модуля "Луна-ресурс" с ровером будет произведен с космодрома Шрихарикота на индийской ракете-носителе GSLV-2 в связке с орбитальным модулем "Chandrayaan-2".

 

Проект посадочной ступени "Луна-Ресурс" (Роскосмос) с индийским луноходом.
Luna-Resurs_with_indian_rover

 

Российский проект "Луна-Глоб" (Роскосмос) по изучению Луны и выбора площадок для посадки будущих спускаемых аппартов из-за аварии "Фобос-грунта" был перенесен на 2015-2016 годы.

С 2007 года также идет конкурс Google Lunar X PRIZE на создание недорогого лунохода. В конкурсе допускаются команды из любых стран. Условия конкурса (полная миссия) включает 3 основных задания: мягкая посадка на лунную поверхность, передвижение (мобильность) по лунной поверхности, передача на Землю изображения и других данных. Первый этап конкурса завершится 31 декабря 2012 года. Всего на 1 января 2012 года участвуют 29 команда из 17 стран мира. С российской стороны участвует команда "Селеноход".

Что ж, пожелаем им всем удачи!

 

По материалам свободных источников
Фотографии и иллюстрации NASA, JAXA, CNSA, ISRO, Роскосмос

2017
Сентябрь
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 

МЫ ВКОНТАКТЕ:

ЖУРНАЛЫ:

РЕКОМЕНДУЕМ

Интернет-магазин оптики 4glaza.ru

ПОГОДА В БРАТСКЕ:

Всемирное время

CURRENT MOON

Следи за МКС!

Текущее положение МКС

© Heavens-Above

Поверхность Солнца:

© SDO/HMI Intensitygram

Атмосфера Солнца:

© SDO/AIA 304

Окрестности Солнца:

© SOHO/LASCO C3

Северное сияние:

© NOAA

ГЕОЛОКАЦИЯ ПОСЕТИТЕЛЕЙ:

Каталог сайтов Братска cat.zie.ru Рейтинг астрономических ресурсов от ASTROLAB.ru

© Astro-bratsk.ru 2010-2017
Перепечатка материалов приветствуется при активной гиперссылке на http://astro-bratsk.ru
Связаться с нами можно по e-mail: admin@astro-bratsk.ru и через группу ВКонтакте