Чандраян-2 ( санскр. चंद्रयान्-२ «Лунный корабль») — вторая (после « Чандраян-1 ») автоматическая межпланетная станция (АМС) Индийской организации космических исследований (ISRO) для исследования Луны .

Целью миссии является достичь орбиты спутника Земли и проводить его изучение с высоты 100 км инструментами орбитального аппарата, совершить мягкую посадку на лунную поверхность и исследовать Луну с помощью научных инструментов посадочного аппарата и лунохода « Прагъян ».

Запуск миссии «Чандраян-2» состоялся 22 июля 2019 года. 20 августа станция вышла на окололунную орбиту.

2 сентября от орбитального аппарата «Чандраян-2» отделился посадочный модуль «Викрам», с луноходом «Прагъян» на борту. 6 сентября «Викрам» стал проводить спуск на поверхность Луны. В полночь 7 сентября, во время заключительного этапа торможения аппарата на высоте около 2,1 километра, «Викрам» отклонился от намеченной траектории, и на высоте примерно 400 метров от лунной поверхности связь с посадочным модулем была утеряна .

По сообщению НАСА от 27 сентября 2019 года, посадочный модуль совершил « жёсткую посадку » .

Спустя четыре года миссия была повторена, на этот раз успешно: спускаемый аппарат станции Чандраян-3 сел вблизи южного полюса Луны .

История

Изначально, проект планировалось реализовать совместно с Российским космическим агентством . Соглашение между космическими агентствами двух стран было подписано 12 ноября 2007 года. Предполагалось, что индийская сторона будет ответственна за орбитальный аппарат и луноход, а российская сторона предоставит посадочный аппарат. Миссия была утверждена правительством Индии в сентябре 2008 года .

В августе 2009 года ISRO совместно с российскими коллегами завершила проект конструкции станции. На тот момент старт миссии планировался на конец 2012 года .

В августе 2010 индийское космическое агентство утвердило список научных инструментов для орбитального аппарата и лунохода для запуска миссии в течение 2013 года. Для запуска аппарата Индия планировала использовать собственную ракету-носитель GSLV .

Однако, после неудачи с аппаратом Фобос-Грунт в 2011 году, Роскосмос сообщил, что полностью пересмотрит технические аспекты, связанные с этим проектом, которые также использовались в совместной лунной миссии, что приведёт к увеличению массы посадочного аппарата. Российское агентство выдвинуло ряд дополнительных требований, в том числе по массе лунохода, сроки миссии были перенесены на 2015—2017 годы . В 2013 году, когда стало понятно, что по ряду причин, в том числе финансовых, посадочный аппарат не может быть предоставлен Россией и к 2015 году, Индия решила запускать миссию самостоятельно . Старт был перенесён на конец 2017 — начало 2018 года .

Запуск, запланированный на март 2018 года, был перенесён на октябрь для завершения дополнительных испытаний . 4 августа 2018 года телеканал NDTV сообщил, что ISRO перенесла отправку к Луне миссии «Чандраян-2» на первую половину 2019 года .

Во время испытаний в феврале 2019 года были незначительно повреждены две опоры посадочного аппарата , внесение необходимых корректив сдвинуло запуск на июль 2019 года.

Пуск ракеты-носителя GSLV III с зондом с Космического центра имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота был намечен на 15 июля 2019 года в 02:51 по местному времени . За 56 минут до старта пуск был отменён из-за технической неполадки в работе ракеты-носителя .

Задачи миссии

Станция «Чандраян-2» состояла из орбитального и посадочного аппаратов, с небольшим автоматическим луноходом « Прагьям ».

Орбитальный модуль проводил картографирование поверхности Луны с полярной орбиты высотой около 100 км .

Посадочный модуль «Викрам» должен был совершить мягкую посадку на поверхности Луны. Район для посадки станции был определён по результатам исследований поверхности со станции « Чандраян-1 ». «Викрам» планировалось посадить в районе южного полюса Луны между кратерами Манцини C и Симпелий N , на участке с координатами 70,9° южной широты 22,8° восточной долготы. Это самое близкое к южному полюсу Луны место, на которое когда-либо в истории садился посадочный аппарат. В случае успешной посадки, Индия могла стать четвёртой страной, мягко посадившей космический аппарат на поверхности Луны, после СССР , США и Китая . Предполагалось, что он сможет проработать на Луне две—три недели. На посадочном модуле имеелся сейсмометр для регистрации лунотрясений .

Посадочный модуль должен был доставить на поверхность луноход «Прагьям» («Мудрость»), который в течение 14 дней собирал бы образцы для анализа и делать снимки, передавая их на Землю .

Посадка посадочного модуля «Чандраян-2» завершилась потерей связи с ним (и, вероятно, крушением), поэтому все связанные с ним планы были перенесены на следующую миссию, « Чандраян-3 », запуск которой был осуществлен в 2023 году.

Конструкция и инструменты

Во время запуска и полёта к Луне орбитальный и посадочный аппараты «Чандраян-2» интегрированы между собой, посадочный аппарат расположен над орбитальным. Луноход находится внутри посадочного аппарата. Суммарный вес станции при запуске составил 3850 кг. Размеры — 3,1 × 3,1 × 5,8 м .

Орбитальный аппарат

Орбитальный аппарат «Чандраян-2» предназначен для работы на окололунной полярной орбите высотой около 100 км в течение как минимум одного года, возможно продление его миссии до 2 лет. Размеры — 3,2 × 5,8 × 2,2 м. Полная масса аппарата — 2379 кг, из них 1697 кг составляет топливо. Двигательная установка орбитального аппарата обеспечивала маневрирование интегрированной станции на протяжении всего полёта к Луне до отстыковки посадочного модуля «Викрам». Солнечные батареи продуцируют до 1000 Вт электроэнергии. Через орбитальный аппарат производится связь с наземным контрольным центром возле (округ Бангалор , Индия) — , также через него ретранслируется сигнал от посадочного аппарата .

На орбитальном аппарате размещено 8 инструментов :

• Terrain Mapping Camera-2 (TMC-2) — камера для картографирования поверхности Луны с разрешением 5 м и полосой захвата 20 км для создания 3D-карты лунной поверхности;
• Chandrayaan-2 Large Area Soft X-ray Spectrometer (CLASS) — рентгенофлуоресцентный спектрометр для выявления присутствия таких химических элементов как магний, алюминий, кремний, кальций, титан, железо, натрий;
• Solar X-ray monitor (XSM) — измеряет интенсивность рентгеновского излучения Солнца и поддерживает работу инструмента CLASS;
• Orbiter High Resolution Camera (OHRC) — камера, выполняющая снимки посадочной площадки с разрешением 0,32 м. Снимки выполняются с разных ракурсов в течение двух витков по орбите Луны перед отстыковкой посадочного аппарата для создания объёмной модели посадочной площадки, чтобы убедиться в отсутствии больших камней и значительных неровностей рельефа.
• Imaging IR Spectrometer (IIRS) — инфракрасный спектрометр для исследования поверхности луны в широком спектральном диапазоне с целью изучения минералогии Луны , выявления молекул воды и гидроксильных групп ;
• Dual Frequency L and S band Synthetic Aperture Radar (DFSAR) — радар с синтезированной апертурой L- и S-диапазонов будет производить картографирование полярного региона Луны, количественную оценку водяного льда в этом регионе, а также оценку толщины реголита и его распределение по поверхности;
• Chandrayaan-2 Atmospheric Compositional Explorer 2 (ChACE-2) — масс-спектрометр для детального изучения лунной экзосферы ;
• Dual Frequency Radio Science (DFRS) — эксперимент по изучению временной эволюции электронной плотности в лунной ионосфере .

Посадочный аппарат

Внешние видеофайлы

Посадочный аппарат «Викрам» («Доблесть») назван в честь Викрама Сарабхая , индийского учёного и отца-основателя индийской космической программы. Спроектирован для работы в течение одного лунного дня (14 земных суток) и способен поддерживать связь напрямую с наземным центром управления, с орбитальным аппаратом и луноходом.

Размеры аппарата — 2,54 × 2,0 × 1,2 м. Стартовая масса — 1471 кг, из которых 845 кг составляет топливо — гидразин и тетраоксид диазота . Двигательная установка посадочного аппарата состоит из 5 дросселируемых жидкостных ракетных двигателей с тягой 800 Н каждый, которые должны снизить скорость аппарата с 1,6 км/с до нуля в ходе финального торможения и мягкой посадки, а также 8 двигателей с тягой 50 Н, для управление положением в пространстве. Для помощи при посадке «Викрам» оборудован HD-камерой, навигационной камерой, камерами для определения горизонтальной скорости и выявления угрозы посадке, тремя альтиметрами . Сенсоры на 4 посадочных опорах определяют момент касания к поверхности и отключают центральный посадочный двигатель. «Викрам» способен безопасно приземлится при уклоне поверхности до 12°. Две панели солнечных батарей, размещённых на боковых сторонах аппарата способны производить до 650 Вт электроэнергии .

На посадочном аппарате размещены 3 научных инструмента :

• Radio Anatomy of Moon Bound Hypersensitive Ionosphere and Atmosphere (RAMBHA) — зонд Ленгмюра для измерения плотности и колебаний плотности плазмы около лунной поверхности;
• Chandra’s Surface Thermo-physical Experiment (ChaSTE) — термальный зонд для измерения температурного градиента и теплопроводности лунной поверхности;
• Instrument for Lunar Seismic Activity (ILSA) — сейсмометр для изучения лунотрясений в районе посадки.

Также на посадочном аппарате размещены ретрорефлекторы , предоставленные NASA для измерения точного расстояния между лунной поверхностью и спутниками на окололунной орбите .

Одна из боковых стенок аппарата представляет собой раскладывающийся трап, на котором размещён луноход «Прагьям», который должен спустится на поверхность после посадки .

Луноход

Внешние видеофайлы

Автоматический луноход «Прагьям» («Мудрость») размерами 0,9 × 0,75 × 0,85 м и массой 27 кг. Оснащён раскладывающейся панелью солнечных батарей, производящих до 50 Вт электроэнергии. Шесть колёс на подвеске системы позволят ему преодолеть дистанцию до 500 м на скорости 1 см в секунду. Как и посадочный аппарат, луноход спроектирован для работы в течение 14 земных суток, не ожидается, что он переживёт лунную ночь . Две камеры на передней части лунохода будут обеспечивать изображение окружающей местности для оператора на Земле, который будет передавать команды для движения. Связь с луноходом производится через посадочный аппарат .

На 2 задних колёсах нанесены герб Индии и логотип ISRO, которые должны отпечатываться на лунной пыли по ходу движения лунохода .

На борту лунохода размещены 2 инструмента для изучения химического состава лунного грунта :

• Laser induced Breakdown Spectroscope (LIBS) — лазерно-искровый эмиссионный спектрометр ;
• Alpha Particle Induced X-ray Spectroscope (APXS) — APXS -спектрометр.

Ход миссии

Внешние видеофайлы

Успешный пуск ракеты-носителя GSLV III с АМС «Чандраян-2» состоялся в 14:43 по местному времени (09:13 UTC) 22 июля 2019 года . Изначально ожидалось, что станция будет выведена на орбиту с параметрами 170 × 39 120 км , но аппарат был выведен на 6 тыс. км выше, чем планировалось. Это позволит аппарату совершить меньше манёвров и сэкономить топливо при полёте к Луне .

24 июля выполнен первый манёвр для повышения околоземной орбиты. Благодаря более высокой, чем планировалось орбите выведения, потребовалось только 48-секундное включение главного двигателя для размещения аппарата на орбите 230 × 45 163 км .

26 июля выполнен второй манёвр повышения орбиты, аппарат выведен на орбиту 251 × 54 829 км . Время включения двигателя составило 883 секунды .

29 июля выполнен третий манёвр, «Чандраян-2» выведен на орбиту 276 × 71 792 км . Продолжительность работы двигателя — 989 с .

2 августа состоялся четвёртый манёвр, 646-секундным включением двигателя аппарат выведен на орбиту 277 × 89 472 км .

3 августа «Чандраян-2» сделал первые снимки Земли, выполненные с помощью камеры LI4 посадочного аппарата «Викрам», при пролёте в нескольких тысячах километров на поверхностью .

6 августа выполнен последний пятый манёвр повышения околоземной орбиты, аппарат выведен на орбиту 276 × 142 975 км после 1041-секундного включения основного двигателя .

13 августа «Чандраян-2» успешно выведен на транслунную траекторию, во время манёвра двигатель аппарата работал в течение 1203 секунд . Ожидаемые параметры орбиты — 266 × 413 623 км .

20 августа станция приблизилась к Луне, после чего, выполнив 1738-секундное включение основного двигателя, разместилась на окололунной орбите 114 × 18 072 км .

21 августа выполнен второй окололунный манёвр, «Чандраян-2» выведен на орбиту 118 × 4412 км . Двигательная установка работала в течение 1228 секунд . В тот же день был выполнен первый снимок Луны, выполненный камерой LI4 посадочного аппарата «Викрам» с высоты 2650 км. Снимок демонстрирует часть обратной стороны Луны , включая ударные кратеры Море Восточное и Аполлон .

23 августа с высоты 4375 км камерой Terrain Mapping Camera 2 (TMC-2) «Чандраян-2» сделал снимки кратеров в северном полушарии Луны, находящихся как на видимой, так и на обратной стороне Луны . Первый снимок отображает участок поверхности в северном полушарии обратной стороны Луны, с ударными кратерами Джексон , Мах , Митра , Королёв . Второй снимок демонстрирует область северного полюса Луны, включая ударные кратеры Пласкетт , Рождественский , Эрмит , Зоммерфельд и Кирквуд .

28 августа был выполнен третий окололунный манёвр, 1190-секундным включением основного двигателя достигнута орбита 179 × 1412 км .

30 августа выполнен четвёртый окололунный манёвр, аппарата выведен на орбиту 124 × 164 км . Продолжительность работы двигательной установки — 1155 с .

1 сентября состоялся последний, пятый окололунный манёвр продолжительностью 52 секунды, разместивший аппарат на орбите 119 × 127 км .

2 сентября состоялось отделение посадочного аппарата «Викрам» от орбитального аппарата «Чандраян-2» .

3 сентября (в 03:20 и 22:12 UTC ) посадочный аппарат выполнил два манёвра продолжительностью 4 и 9 секунд соответственно, снизив свою орбиту до 35 × 101 км . Орбитальный аппарат «Чандраян-2» продолжает свою миссию на текущей орбите 96 × 125 км .

6 сентября 2019 года в 20:07 UTC включились 4 угловых посадочных двигателя аппарата, начав фазу «грубого торможения». «Викрам» снижал скорость с начальных 1600 м/с и высоту с начальных 30 км, приближаясь к месту посадки. Данная фаза завершилась на высоте 7,4 км, где аппарат должен был использовать камеры и альтиметры для подтверждения безопасности посадки, после чего снизиться до высоты 400 метров и зависнуть перед финальным торможением центральным двигателем. На высоте 2,1 км с посадочным аппаратом пропала связь . Позже, премьер-министр Индии подтвердил утрату аппарата во время снижения к поверхности Луны.

8 сентября 2019 года глава Индийской организации космических исследований Кайласавадиву Сиван сообщил, что попытки установить связь с посадочным модулем «Викрам» будут продолжаться ещё 14 дней. Также он сообщил, что топлива в орбитальном аппарате хватит на 7 лет работы вместо запланированного одного года, благодаря точному запуску и аккуратному маневрированию на пути к Луне .

Положение посадочного модуля удалось найти с помощью инфракрасного спектрометра IIRS , установленного на орбитальной станции, но степень серьёзности его повреждений в ISRO оценить не смогли, как и не опубликовали этих изображений Викрама . Возможно, это была жёсткая посадка .

17 сентября 2019 года американский зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) совершил пролёт над предполагаемым местом падения Викрама в 595 километрах (370 милях) от южного полюса Луны между кратерами Манцини С и Симпелий N (широта 70,8 ° ю. ш., долгота 23,5 ° в. д.), сделал детальные снимки поверхности Луны в этом месте, но не обнаружил посадочный модуль . Возможно, Викрам находился в это время тени, отбрасываемой формами лунного рельефа, так как снимки делались во время захода Солнца. Детальная мозаика снимков опубликована на сайте миссии LRO .

14 октября 2019 года LRO опять не удалось найти посадочный модуль Викрам, хотя условия освещения были более благоприятными. LRO повторит попытку обнаружить Викрам в середине ноября, когда тени сократятся ещё больше. Исследователь проекта НАСА «Lunar Reconnaissance Orbiter» Ной Петро считает, что, возможно, «Викрам находится в тени или за пределами области поиска» .

3 октября 2019 года индийский инженер Шанмуга Субраманян обратился к учёным NASA и сообщил, что смог отыскать на снимках обломки посадочного модуля «Викрам» в точке с координатами 70,8810 °S 22,7840 °E. После этого LRO провёл съёмку зоны крушения 14, 15 октября и 11 ноября 2019 года. Сравнив снимки, сделанные 11 ноября, со старыми снимками, учёные подтвердили место крушения посадочного модуля. 11 ноября были наилучшие условия наблюдения, так как в это время высота Солнца над горизонтом составляла 72 °, что позволило получить разрешение порядка 0,7 метра на пиксель. На этом снимке зелёными точками обозначены более 20 мест с обломками посадочного модуля (буквой S обозначен обломок, найденный индийским инженером), синими — места повреждения реголита, вызванные падением «Викрама» .

Фотогалерея

• 
• 
• 
• 

См. также

• Чандраян-3 (повторение миссии «Чандраян-2»: 23 августа 2023 года спускаемый модуль совершил мягкую посадку в полярном районе Луны )

Примечания

Ссылки

• // Популярная механика
• // РГ , 5.08.2018
• // , 11 December 2010 (англ.)
• . (September 9, 2012) (англ.) /вебархив/
• // India Times (англ.)

Предыдущий полёт: Чандраян-1	Чандраян-2	Следующий полёт: Чандраян-3