Корабль прилетел за водой и железом

Запущенный 22 октября индийский зонд «Чандраян-1», название которого переводится как «Лунный корабль», постепенно приближается к цели своего путешествия. К 3 ноября двигатель аппарата выдал два разгонных импульса, в два приёма подняв вершину (астрономы называют её апогеем) его орбиты до 386 тысяч км. А в прошедшие выходные, когда рядом с этой вершиной в своём беге вокруг Земли оказалась Луна, включился тормозной двигатель. Это позволило гравитационному полю естественного спутника Земли «захватить» исследовательский аппарат.

Все системы «Чандраяна-1» работают нормально, его характеристики контролируются центром управления полетом. Ко вторнику после нескольких дополнительных включений двигателя зонд должен выйти на свою окончательную почти круговую орбиту вокруг Луны высотой примерно в 100 км от её поверхности. Вскоре от аппарата отделится небольшой зонд, который упадёт на Луну, собирая по дороге информацию о крайне разрежённой атмосфере небесного тела, и, как надеются учёные, до самого последнего момента будет передавать кадры падения.

Чтобы не терять времени даром, специалисты Индийской сети дальней космической связи в Баялалу ещё 29 октября проверили работу картографической камеры TMC (Terrain Mapping Camera), сфотографировав с высоты 9000 км северное побережье Австралии. Через 4,5 часа пришла очередь южного побережья, но сам аппарат к тому времени уже отлетел по орбите до высоты в 70 тысяч километров.

Анализ первых изображений, обработанных Индийским центром космических научных данных (ISSDC), подтвердил превосходную работу камеры.

На 100-километровой лунной орбите TMC сможет различать детали лунной поверхности размером всего в 5 метров.

Пока зонд добирается до Луны, индийские ученые делятся своими соображениями о целях и задачах миссии. Они отмечают, что после полетов советских «Лун» и американских «Аполлонов» интерес к исследованиям спутника Земли заметно угас. После того как в августе 1976 года советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, следующий аппарат – весьма примитивный японский исследовательский зонд «Хитэн» – полетел к Луне лишь через 14 лет. За 1990-е годы туда отправлялись всего два американских космических аппарата – Clementine в 1994 году и Lunar Prospector в 1998-м.

Однако в XXI веке интерес к лунным исследованиям вспыхнул с новой силой. В 2003 году Европа запустила SMART-1, в прошлом году на окололунные орбиты были выведены японская станция «Кагуя» и китайский зонд «Чанъэ-1», а в начале следующего года США планирует послать «лунный орбитальный разведчик» LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter).

Так что еще осталось найти?

«Мы знаем о Луне много больше, чем обо всех остальных мирах, за исключением нашего. И все же мы только начали разгадывать ее бесчисленные тайны, – говорится в докладе американского Национального исследовательского совета от 2007 года. – Луна – свидетель четырех с половиной миллиардов лет истории Солнечной системы... Нигде больше мы не можем всматриваться в прошлое с такой ясностью, в те времена, когда Земля и другие планеты земной группы только формировались, а жизнь едва зарождалась».

Но, главное, близость Луны делает ее гораздо более доступной для изучения.

В подходах США и Индии к исследованию Луны есть существенная разница. «Американцы заинтересованы поиском ресурсов, которые могли бы поддерживать будущее освоение Луны, но это не [наша] магистральная цель, – говорит Джитендранат Госвами, директор Физической исследовательской лаборатории в Ахмедабаде. – Мы по-прежнему ощущаем, что, несмотря на результаты более ранних миссий, наше понимание многих аспектов Луны еще в зачаточном состоянии».

Для углубленного изучения этих аспектов и создан «Чандраян-1», который в течение двух лет будет передавать на Землю поток данных с 11 научных приборов. Индийцы надеются, что эта информация прольет новый свет на многие загадки ночного светила.

Само происхождение Луны пока еще окончательно не установлено. Сейчас наиболее приемлемой считается гипотеза, согласно которой тело размером с Марс (иногда его называют Тейя) ударилось о Землю вскоре после формирования планеты. Обширное облако обломков и испарившегося материала, выброшенного в космос, как считается, позже слилось и сформировало Луну.

Считается, что в «юности» наш спутник был покрыт расплавленной магмой. Лёгкие минералы, сформировавшиеся при её затвердевании, «всплыли» к поверхности ночного светила. Однако, по словам ведущего индийского ученого-планетолога Нарендры Бхандари, мы не знаем, покрывал ли океан магмы всю Луну и насколько глубоким он был. Для ответа на эти вопросы пригодятся подробные сведения о химическом и минералогическом составе и его изменении с глубиной. Специалисты, изучающие Луну, хотели бы знать, сколько уровней образуют ее кору и каков состав оболочки ниже коры. Именно для получения данных такого рода и предназначен «Чандраян-1».

Еще один важнейший вопрос – есть ли на Луне вода.

По мнению ученых, вода могла осаждаться на Луне кометами и метеоритами, которые падали на нее в прошлом и, вероятно, раз в несколько миллионов лет врезаются и сейчас. Несомненно, обнаружение воды крайне важно для поддержания постоянно действующей пилотируемой лунной базы.

Некоторое время назад группа американских исследователей сообщила в журнале Nature, что они нашли следы присутствия воды в образцах лунного грунта, доставленного на Землю во времена экспедиций «Аполлонов». В свое время Clementine и Lunar Prospector нашли серьезные признаки того, что вода в форме льда может присутствовать в постоянно затененных областях вблизи полюсов. Но вот на дне кратера Шеклтон, с которым были связаны основные надежды учёных, как недавно выяснилось, открытых залежей льда нет.

Чем поможет «Чандраян»

Основное преимущество индийского зонда заключается в том, что его приборы могут исследовать Луну сразу в нескольких диапазонах электромагнитного спектра: видимом, ультрафиолетовом, инфракрасном, рентгеновском, в радиоволнах и гамма-лучах низкой энергии. С их помощью можно получить не только детальное изображение поверхности Луны, но и составить точную и очень подробную карту залегания химических элементов и минеральных веществ, которые ее составляют.

Например, во время солнечных вспышек возбуждённые солнечным излучением атомы железа в лунных минералах излучают рентгеновские кванты с энергией, которую может регистрировать спектрометр IXS (Imaging X-ray Spectrometer), установленный на борту «Чандраяна-1». Так можно будет увидеть, где на поверхности Луны «лежит» железо.

Эту же информацию можно использовать и для калибровки данных, получаемых от других приборов – например, гиперспектрального блока формирования изображений или минералогической лунной картографической камеры. При этом можно будет определить соотношение концентраций железа и магния – это ключевой показатель, по которому ученые надеются прояснить многие вопросы из ранней истории Луны. Если все пойдет хорошо, «Чандраян-1» должен получить эту информацию с повышенной точностью и с не доступным прежде разрешением.

Установленный на «Чандраяне-1» американский миниатюрный радар апертурного синтеза специально предназначен для обнаружения водяного льда на полюсах.

В том числе при глубине залегания в несколько метров. Правда, по данным японского зонда «Кагуя», глубина может быть и сотни метров – речь всё о том же кратере Шеклтон.

Зонд также будет искать признаки того, что летучие вещества диффундируют вдоль горячей, освещенной солнцем поверхности Луны в сторону полюсов. Для этого служит высокоэнергетический рентгеноспектрометр, который будет использоваться для детектирования слабых гамма-лучей, испущенных при распаде радиоактивного изотопа радона.

С Россией на Луну, а дальше к Марсу

Постепенно становятся известны подробности будущих межпланетных миссий индийских зондов. Директор проекта «Чандраян-1» Милсвами Аннадурай, заявил, что следующий аппарат будет готов в 2012–2013 годах. Оснащенный луноходом российской разработки, «Чандраян-2» должен исследовать лунный грунт «на месте». «В то время как «Чандраян-1» – аппарат дистанционного зондирования для определения местонахождения химических элементов и минеральных веществ в лунном грунте, «Чандраян-2» будет на месте выполнять анализ лунного грунта для поиска химических элементов и гелия-3», – отметил Аннадурай.

Возможно также, что в недалеком будущем Индия запустит межпланетный зонд к Марсу.

Как признался председатель Индийской организации космических исследований Мадхаван Наир, планирование миссии по посылке индийского аппарата к Марсу уже началось. Зонд, вероятно, будет запущен ракетой-носителем геосинхронных спутников GSLV, способной отправить к Марсу аппарат массой около тонны.

По словам Наира, техническая возможность отправки зонда существует, и планирование миссии началось: «Мы смотрим на предложения от научного сообщества [по установке научно-исследовательской аппаратуры на борту летящего к Марсу зонда]. Как только мы их получим их, определимся и [окончательно] запланируем нашу миссию к Марсу».