Сегодня наука о космосе не стоит на месте: увеличив запуск космических аппаратов на другие небесные тела, стало возможным изучать их более подробно. Одним из объектов изучения, на котором смогли достичь новых результатов, стал спутник планеты Земля — Луна.
Эксперименты по изучению Луны проводились разными странами и раньше, но недавним скачком в открытии космических наук стала высадка китайской автоматической станции Chang’e-4, на обратной стороне Луны. Со стороны Земли всегда видно только одно полушарие Луны — это связано с вращением Луны вокруг своей оси и одновременным вращением её вокруг Земли. Период этих вращений синхронизирован. До этого эксперимента были попытки высадки человека на Луну и запуск техники разными странами, и надо сказать много удачных, правда, территориально это происходило со стороны видимой её части. Это не первый проект китайских ученых, в котором было проведено изучение Луны и посадки космических аппаратов с луноходами на неё. Первыми были космические зонды Chang’e-1 и 2, которые изучали окололунное пространство орбиты. Следующий лунный модуль Chang’e-3 был успешно прилунен с видимой стороны луны. Луноход “Юйту”, который также называют лунный или нефритовый заяц, приступил к своей работе на спутнике. Его деятельность продлилась около 40 дней, после чего он перестал передвигаться. Некоторое время он еще функционировал, но вскоре разрушился.
Chang’e-4
После удачного эксперимента китайские ученые решили пойти дальше, конечно учтя ошибки прошлого и усовершенствовав своего лунного зайца. В этот раз целью прилунения автоматической станции Chang’e-4 с луноходом на борту, была намечена обратная сторона Луны, которая недоступна для изучения из-за недоступности связи с центром управления полетами, потом что эта часть спутника удалена от Земли. В 2018 году, по весне, Китай запустил спутник-ретранслятор, который вскоре вышел на гало-орбиту, находящуюся возле точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна. Расстояние от этой ретрансляционной установки до системы Земля-Луна составляет приблизительно 65-80 тысяч километров. В зоне прямой видимости расположены три объекта: спутник-ретранслятор, который находится на поверхности Луны, Земля и автоматическая станция Chang’e-4. С помощью ретранслятора будет проводится управление станцией и луноходом, который находится в ней.
В начале декабре 2018 года в Китае стартовал запуск самой станции с луноходом на борту с помощью ракеты-носителя, и 3 января произошло её прилунение на поверхности Луны, с невидимой её стороны. Посадка была произведена в древнем кратере, который образовался при ударе от падения небесного тела, размеры которого меньше его. Название кратера — Фон Карман, он расположен в южном полушарии с невидимой стороны Луны. Посадка была удачной и мягкой.
Оснащение станции
Вместе со станцией были запущены два мини-спутника: один из которых (Лунцзян-1) не смог выйти на окололунную орбиту из-за выхода из строя; а второй (Лунцзян-2) успешно выполняет свою работу. Он наблюдает за небом в радиодиапазоне и делает снимки. Сам аппарат оборудован системой, с помощью которой ему удалось удачно сесть. Это инновационная система, с её помощью происходит сканирование поверхности Луны и выбирается безопасная посадка. Космический аппарат, благодаря международному сотрудничеству, оснащен такими приборами как:
1. Посадочная платформа оснащена немецкими приборами, что разработали ученые из Кильского университета. По мнению ученых, этот прибор позволит проводить измерения лунного грунта на предмет радиации. Это измерение необходимо для будущих миссий астронавтов. Также предоставляет информацию о воде на спутнике, что делает возможным в будущем планировать колонизацию Луны.
2. Анализатор нейтральных атомов необходим для взаимодействия солнечного ветра с поверхностью Луны. Его разработкой занимались в Швейцарии.
3. На спутнике-ретрансляторе установлен прибор для проведения низкочастотных радиоизлучений из Ранней Вселенной. Этот прибор разработали совместно Китай с Нидерландами.
4. Миникамера для фотографирование поверхности спутника была установлена на мини-спутнике “Лунцзян-2”. Её изготовила Саудовская Аравия.
Также посадочный модуль оснащен различными камерами и другим оборудованием. Данные приборы будут изучать происхождение спутника, его внутреннюю структуру почвы и эволюцию.
Задачи эксперимента и результаты
Одна из важных задач, которые стоят перед китайскими учеными, — это изучение грунта скрытой части Луны.
Были взяты образцы почвы, чтоб узнать минеральный состав поверхности. Грунт скрытой части спутника отличается от грунта той части, которая открыта Земле. Лунную почву (реголит) замерили радаром на глубину 40 метров, в том месте где приземлился Chang’e-4. Реголит состоит из рыхлого, пористого и податливого материала, с булыжниками, что находится внутри него. Судя по всему, это обломки пород. Поверхность данной стороны полна глубоких кратеров, расселин и холмов.
Взятые образцы реголита показали наличие минеральных веществ, таких как оливин и пироксен. Это породообразующие минералы, что находятся в мантии Земли, магматических вулканических горных породах. Слой реголита на невидимой части спутника толще и пористее, чем с видимой стороны — это свидетельствует о том, что с этой стороны было больше падений остатков небесных тел.
Замеры почвы показали слоистость грунта. Реголит разделен на три слоя. Верхний — однородный, и его толщина 12 метров; средний содержит в себе больше булыжников разных размеров; последний прослоен булыжниками и риолитом, похожим на песок.
Были сделаны замеры притяжения Луны, по которым видно, что её невидимая часть легче, чем видимая с Земли сторона. Одна из гипотез палеонтологов на эту тему построена на падении небесного тела на Луну при её зарождении, что и породило такие различия в полушариях спутника.
В миссию данного эксперимента также входило изучение биоматериала, находящегося в контейнере на борту станции. В контейнере было все необходимое для выращивания растений, включая семена хлопчатника, картофеля и резуховидки Таля. Также для естественного процесса, в ходе которого должен был происходить обмен кислорода и углекислого газа, дополнительно были поселены дрожжевые грибы и яйца дрозофилов. В результате эксперимента хлопку удалось прорасти, но при наступлении лунной ночи растение погибло от холода.
Этот опыт сделал прорыв в космической науке. Данные, что собрали ученые с помощью лунохода Юйту-2 с лунной почвы, помогут в дальнейшем в изучении ближайшего спутника нашей планеты — Луны. Наработки по выращиванию помогут учесть ошибки и повторить эксперимент с биоматериалом, потому что его цель — создание замкнутой биосферы в экстремальных условиях.
Молодцы трудолюбивые китайцы. И на Луне они первые.