Юра, мы всё запустили. Зачем Россия отправила на Луну автоматическую станцию впервые за 46 лет

Сегодня с космодрома Восточный стартовала 300-тонная ракета «Союз», несущая на борту межпланетную станцию «Луна-25». Через десять дней станция прилунится в полярной области и целый год будет вести там исследования, в том числе искать воду. Управлять аппаратурой будут учёные с Земли. Коротко рассказываем, что они рассчитывают найти.

11 августа в 02:11 по московскому времени с космодрома Восточный стартовала ракета «Союз-2.1б» с автоматической межпланетной станцией «Луна-25» в качестве полезной нагрузки. В 4:27 «Роскосмос» сообщил в своём телеграм-канале, что станция успешно отделилась от разгонного блока «Фрегат» и взята на управление. 

Выход автоматической станции на окололунную круговую орбиту высотой 100 километров запланирован на 16 августа, посадка на поверхность Луны — 21 августа, приоритетное место посадки — в районе к северу от кратера Богуславский. Станции предстоит выйти на эллиптическую посадочную орбиту с минимальной высотой 18 километров, прилуниться и затем провести на спутнике год.

Предыдущую автоматическую станцию «Луна-24» отправляли в далёком 1976 году. У той станции был возвращаемый модуль, который доставил на Землю 170 граммов лунного грунта реголита. «Луна-25» возвращаемого модуля не имеет, все исследования будет проводить на борту, а на Землю отправлять результаты: данные и снимки.

Станция весит 1,8 тонны и состоит из посадочной платформы и негерметичного приборного контейнера. Она будет работать как от солнечных батарей, так и от радиоизотопного источника. Среди приборов станции — полутораметровый манипуляторный комплекс с ковшом, антенны связи, восемь камер, детектор для поиска воды, лазерный анализатор состава лунного грунта, инфракрасный спектрометр и другая аппаратура общим весом 31 килограмм. Управлять ею будут с Земли.

Все предыдущие лунные станции — и советские, и других стран, — прилунялись в районе экватора. В полярной области не садились из-за сложной навигации и неудобного рельефа местности. Однако важен именно полюс Луны, потому что именно здесь орбитальные спутники обнаружили в составе грунта наибольшее количество воды.

Первая задача экспедиции — отработать технологию мягкой посадки. При СССР удачно посадить на Луну удалось лишь девятый аппарат в 1966 году, первые восемь разбивались или пролетали мимо. Аварии случаются и сейчас: в 2019 году разбилась при посадке индийская станция «Чандраян-2», а совсем недавно, в апреле 2023-го — японский лунный модуль «Хакуто-Р».

Вторая задача миссии — попробовать найти воду, понять её распределение в грунте и изучить состав. Советские учёные, исследовав реголит, ещё в 70-х предположили, что он может содержать до 0,1% воды по массе. С 2009 года российский детектор ЛЕНД, способный распознавать наличие атомов водорода под поверхностью небесных тел, с борта американского спутника на окололунной орбите собрал данные, позволившие составить целую карту распределения воды на Луне. По данным детектора, доля водного эквивалента водорода в грунте растёт в районе кратеров до 0,2%-0,3%, в кратере Кабеус — до 0,54%. Лёд на Луну падает с кометами, которые переносят вещества по Вселенной, изучение его состава поможет получить новые данные об истории Луны и Земли. 

Сейчас никто точно не знает, сколько льда содержится под лунной поверхностью: детекторы «видят» лишь слой в метр-полтора. Если этой и будущим автоматическим станциям удастся найти значимые запасы воды, это освободит будущие обитаемые станции от необходимости доставлять воду с Земли, что крайне трудоёмко и дорого. Так, РБК писал, что стоимость доставки литра воды на Луну начинается от 500 тысяч долларов — это почти 50 миллионов рублей по сегодняшнему курсу. А ведь в будущем именно в районе полюсов планируют строить свои обитаемые базы Китай, США и Россия.

Кроме чисто научных задач, огонька лунной гонке добавляют оценки содержания в лунном грунте редкоземельных металлов. Это группа из 17 химических элементов, которые, как раньше считалось, редко встречаются в земной коре. Уже в XX веке выяснилось, что руд, содержащих эти металлы, на Земле на самом деле много, в десять раз больше, чем свинца. Однако концентрация ценных элементов в рудах низкая, а распределены залежи неравномерно, поэтому добыча редкоземельных металлов остаётся дорогой.

Редкоземельные металлы критично важны для современной электроники, сверхмощных магнитов и лазеров. Они используются при производстве светодиодов и оптических кабелей, а также при переработке нефти как катализаторы. При этом предварительные исследования показывают, что концентрация редкоземельных элементов на Луне может быть очень большой. РБК писал, что лишь один из упавших на спутник астероидов 1986 DA по оценкам 2013 года может содержать полезные ресурсы стоимостью более 80 триллионов долларов. При этом с 2014 по 2021 год на Луну упало более 220 новых небесных тел. Так что лунные миссии всех стран, кроме чисто научных задач, озадачены ещё и разведкой ценных ресурсов.

Российская лунная программа утверждена в 2018 году и включает три этапа: «Вылазка», «Форпост» и «База». Согласно программе, вслед за «Луной-25» к естественному спутнику Земли полетят станции под номерами 26, 27 и 28, на орбите разместится базовый модуль окололунной станции, пройдут испытания пилотируемого корабля «Орёл».

В 2025-2035 году, на втором этапе, российские космонавты проведут пилотируемые полёты с облётом Луны, а затем высадятся на её поверхность на полмесяца и разместят там первые элементы посещаемой базы. После 2035 года на Луне достроят базу и две астрономические обсерватории, а на орбиту выведут навигационные аппараты для управления работающей на поверхности техникой.

При этом США и Китай имеют не менее амбициозные лунные программы, а в спину им дышит Индия. 14 июля индийскую станцию «Чандраян 3» с луноходом отправили в ту же полярную область, что и «Луну-25», так что, если посадка пройдёт успешно, аппараты будут работать неподалёку друг от друга.

Фото, видео: Роскосмос, космический центр «Восточный»