Чому досі так важко висадитися на Місяць?

Цього року і ізраїльська організація SpaceIL, і індійське космічне агентство пережили сумні фінали своїх запланованих місячних місій, коли кожен з їхніх апаратів врізався в Місяць. Зважаючи на квантові стрибки, які ми зробили в обчислювальній техніці, штучному інтелекті та інших технологіях за останні десятиріччя, здається, що висадка на Місяць має стати простішою. Але нещодавні невдачі демонструють, що ми все ще далекі від надійної посадки на Місяць.

• Чому посадка пов’язана з п’ятнадцятьма хвилинами жаху
• Велика невідомість: посадкова поверхня
• Були там, робили це
• Важливість резервування
• Майбутнє місячних посадок
• Громадська думка має значення Показати ще 1 пункт

Через п’ятдесят років після того, як ми відправили людину на Місяць, ми поговорили з двома космічними експертами, щоб зрозуміти, чому висадки на Місяць все ще залишаються такими складними через десятиліття після першої.

Чому посадка пов’язана з п’ятнадцятьма хвилинами жаху

При всіх складнощах будь-якої космічної місії, відправити об’єкт з Землі на орбіту навколо Місяця сьогодні відносно легко. “Траєкторії між Землею і Місяцем добре вивчені, їх легко передбачити і пролетіти в наші дні”, – сказав Крістофер Райлі, режисер фільму “В тіні Місяця” (2007) і автор книги “Там, де ми колись стояли” (2019), про історію місії “Аполлон-11”.

• Звуки старої техніки збережені в рамках масштабного аудіопроекту
• Ноутбук Framework офіційно сертифіковано за стандартом Thunderbolt 4
• Нові веб-камери Logitech – альтернатива Apple Desk View

Справжнім викликом є доставка апарату з орбіти до місця посадки на поверхню Місяця. Через затримку зв’язку між Землею і Місяцем, люди на Землі не можуть вручну керувати кораблем, щоб безпечно посадити його. Апарат повинен приземлятися автономно, запускаючи свої спускові двигуни, щоб сповільнити його з тисяч кілометрів на годину до сотень, а потім до безпечної посадкової швидкості близько 1 метра на секунду.

Ось чому глава Індійської організації космічних досліджень (ISRO) описав фінальний спуск як “п’ятнадцять хвилин жаху”, тому що після того, як апарат розпочав процедуру приземлення, центр управління польотами мало що може зробити. Люди на Землі можуть лише спостерігати і сподіватися, що все пройде правильно, що сотні команд будуть виконані правильно, і що автономні системи спускового апарату м’яко опустять його вниз.

Велика невідомість: посадкова поверхня

Одним з найбільших викликів на фінальній фазі спуску є власне поверхня Місяця. Хоча у нас є такі інструменти, як Місячний розвідувальний орбітальний апарат (LRO), апарат на місячній орбіті, який може робити вражаюче детальні знімки Місяця, це дає лише приблизне уявлення про те, чого очікувати, коли посадковий модуль фактично наблизиться до поверхні Місяця, але це не означає, що він не зможе здійснити посадку.

Навіть з наявними сьогодні даними зйомки, “деякі місця посадки все ще матимуть невідомі уламки”, – сказав Райлі. Він зазначив, що місія “Аполлон-11” мала перевагу, якої не мають сучасні безпілотні кораблі – людина могла спостерігати за місцевістю, коли корабель приземлявся: “Відомо, що Армстронг помітив поле уламків, до якого вів його комп’ютер Ігл, і вручну відвів корабель від нього”.

Нерівне посадочне поле спричинило чимало проблем під час минулих місячних місій, таких як Аполлон-15, який також мав проблемну посадку. Астронавтам цієї місії було сказано, що важливо вимкнути двигуни, як тільки вони контактують з поверхнею, щоб уникнути всмоктування пилу в двигуни і ризику вибуху зворотної тяги. Але апарат впав у кратер, тому одна його нога контактувала з поверхнею раніше за інші. Коли екіпаж вимкнув двигуни, апарат жорстко приземлився, рухаючись зі швидкістю 2,1 метра в секунду. Він приземлився під певним кутом, і хоча врешті-решт благополучно приземлився, він був близький до перекидання, що могло б стати катастрофою.

Це піднімає ще один ускладнюючий фактор при посадках на Місяць: місячний пил. Місяць вкритий дрібним пилом, який піднімається в повітря при будь-якому русі і покриває все, з чим стикається. Коли космічний апарат наближається до поверхні, він викидає величезні шлейфи пилу, які заважають що-небудь побачити і можуть становити небезпеку для електроніки та інших систем. Ми досі не маємо рішення, як вирішити проблему пилу.

Були там, робили це

Були там, робили це

“Ми переконані, що відправили Ніла і Базза”, – сказав Девід, маючи на увазі Ніла Армстронга і Базза Олдріна, двох астронавтів, які побували на Місяці під час місії “Аполлон-11”. Отже, коли мова заходить про місячні місії, ставлення громадськості може бути таким, що “були там, робили це”.

Але насправді ми ще так багато не знаємо про Місяць, особливо з точки зору довготривалих місій. Зараз, з п’ятдесятирічним розривом між висадкою Аполлона і майбутнім проектом НАСА “Артеміда”, знання були втрачені, оскільки інженери і експерти пішли на пенсію.

“Нам потрібно знову стати на ноги в глибокий космос”, – сказав Девід. “Ми не сходили з низької навколоземної орбіти з 1972 року з Аполлоном-17. Зараз НАСА вже не та організація, яка відправляла людей на Місяць. З’явилося ціле нове покоління контролерів місій”.

Важливість резервування

Важливість резервування

За словами Девіда, залучення приватних компаній до висадки на Місяць має свої переваги, такі як підвищення рівня інновацій. Проте компанії перебувають під тиском необхідності заощаджувати кошти. І це може призвести до відсутності резервних систем, необхідних на випадок, якщо щось піде не так. Місячні кораблі зазвичай мають два або навіть три шари резервних систем, і він побоюється, що у приватних компаній виникне спокуса урізати ці надлишки, щоб заощадити витрати.

“Я не хочу бути надто драматичним, але я думаю, що ми бачили щось подібне з людською капсулою Dragon Ілона Маска, яка згоріла на майданчику через невдалий тест”, – сказав Девід, маючи на увазі квітневий тест, який пішов не так, як планувалося, без людей на борту. “Це своєрідне попередження про те, що все може піти не так”. Він порівняв цей інцидент з відлунням пожежі на “Аполлоні-1”, під час якої загинуло троє астронавтів під час випробувань у 1967 році.

Ще однією проблемою, пов’язаною з відсутністю резервних систем, є брак інформації, коли щось йде не так. У випадку з нещодавньою спробою посадки, здається, що аварія SpaceIL була спричинена людською помилкою. Але незрозуміло, що пішло не так у випадку невдалої посадки Чандраян-2 ISRO, і без систем на борту спускового апарату для запису і передачі даних ми можемо ніколи цього не дізнатися. Без цієї інформації набагато важче запобігти виникненню проблем наступного разу.

Майбутнє місячних посадок

Майбутнє місячних посадок

Якщо ми зможемо створити довгострокову або навіть постійну місячну базу, то буде набагато легше висаджувати туди апарати. Посадочні майданчики можна буде вирівнювати на місячному ґрунті, уникаючи невідомих факторів сміття в зоні посадки. Наприклад, в Космічному центрі НАСА ім. Кеннеді проводяться дослідження з використання мікрохвиль для розплавлення місячного ґрунту – відомого як реголіт – в тверду основу, яка може бути використана як стартовий і посадочний майданчик. Європейське космічне агентство вивчає можливості використання 3D-друку для створення посадкових майданчиків та інших споруд на Місяці.

Інші ідеї включають використання лідарних систем (подібних до радарів, але з використанням лазерів замість радіохвиль) для посадочних апаратів, оскільки ця технологія забезпечує більш точні показники, а також використання мережі супутників GPS для допомоги у керуванні кораблями під час посадки.

Громадська думка має значення

Наскільки важливою є технологія, настільки ж важливою є зацікавленість і підтримка громадськості для того, щоб програма висадки на Місяць була успішною. “Ресурси “Аполлона” були величезні, можливо, з ними сьогодні можуть зрівнятися лише китайці”, – зазначив Райлі. Пам’ятайте, що на борту “Аполлона” були найкращі комп’ютери, які тільки можна собі уявити – людський мозок”. Не кажучи вже про елемент чистого везіння, який присутній в будь-якій посадці.

Існує також питання про те, які втрати будуть прийнятними для громадськості. “Я вважаю, що ми повинні серйозно поставитися до того, що ми, ймовірно, втратимо людей, – сказав Девід. Існує реальна можливість того, що пілотований місячний корабель може зазнати аварії і вбити астронавтів на борту. Американська громадськість продовжувала підтримувати НАСА, незважаючи на втрати і невдачі в програмі “Аполлон”, але в той час існував цілком реальний тиск конкуренції з СРСР. Без нагальності космічної гонки, чи будуть люди продовжувати підтримувати місії, навіть якщо вони коштуватимуть людських життів?

Хоча важко переоцінити потенційні вигоди від активної місячної програми. У фільмі 2001 року астронавти в місячному контейнері “Клавіус

Source: digitaltrends.com