Китай готовится запустить миссию «Чанъэ-7» (Chang’e-7) к южному полюсу Луны, чтобы получить прямые измерения наличия замёрзшей воды и летучих веществ внутри кратеров, куда не проникает солнечный свет. Ракета «Чанчжэн-5» должна вывести миссию с космодрома Вэньчан на острове Хайнань; согласно уведомлениям о закрытии воздушного пространства, окно запуска откроется примерно в 20:00 по восточному времени 23 августа, то есть в 00:00 по всемирному времени 24 августа.
Ракету вывезли на стартовую площадку 19 августа. Космический аппарат прибыл в Вэньчан по воздуху в апреле, а предназначенная для миссии ракета с обозначением Y14 прибыла морем в июле. Согласно заявлению Китайского управления пилотируемой космонавтики от 19 августа, финальная подготовка включает функциональные проверки, совместные испытания и заправку топливом.
Многокомпонентная миссия в сложный район
«Чанчжэн-5» выведет комплекс «Чанъэ-7» на траекторию к Луне. Он состоит из орбитального аппарата, посадочного аппарата, лунохода и прыгающего аппарата, способного совершать короткие перелёты над поверхностью. Ожидается, что примерно через пять дней после запуска аппараты выйдут на первоначальную лунную орбиту, после чего орбитальный аппарат начнёт съёмку потенциальных мест посадки у южного полюса.
Китайские власти пока не определили дату посадки; она может состояться через несколько месяцев после выхода на орбиту. Предположительно, выбор будет сосредоточен на районе «вершины возле Шеклтона», связанном с крупным кратером Шеклтона, с учётом рельефа поверхности, ровности и относительной высоты посадочных площадок, что обеспечит более длительные периоды солнечного освещения, а также близости к постоянно затенённым районам, где могут находиться летучие вещества.
Южная лунная среда делает точную посадку чрезвычайно сложной: Солнце там поднимается не выше нескольких градусов над горизонтом, и даже небольшие элементы рельефа могут отбрасывать тени длиной в десятки метров. Согласно технической статье, опубликованной в 2023 году, подходящие освещённые посадочные площадки могут иметь ширину всего около 100 метров, тогда как аппарат нацелен на посадку с погрешностью менее 100 метров.
Бурение и анализ образцов из тёмных кратеров
Прыгающий аппарат серией перелётов войдёт в затенённые кратеры, а затем использует свои опоры, чтобы удалиться от места посадки и потенциальных источников загрязнения. Аппарат оснащён анализатором молекул воды в лунном грунте (LUWA), который исследует поверхность с помощью лазерного спектрометра с расстояния от 30 до 80 сантиметров в поисках инея и признаков возможного присутствия воды.
Затем бур извлечёт образец с глубины около одного метра, где, как предполагается, под поверхностью может находиться «грязный лёд». Образец массой не более одного грамма поместят в герметичную нагревательную камеру, которую сначала будут поддерживать при температуре ниже минус 20 градусов Цельсия, а затем нагреют до более чем 200 градусов Цельсия, чтобы высвободить воду и летучие вещества. Масс-спектрометры и лазерный спектрометр измерят количество воды и изотопную сигнатуру водорода, что может помочь определить, происходит ли лёд от солнечного ветра, комет или астероидов.
Почему эта миссия важна?
Предыдущие измерения воды и летучих веществ у южного полюса Луны по-прежнему в основном основываются на дистанционном зондировании, без прямых измерений или образцов, полученных на месте. Поэтому «Чанъэ-7» может показать не только наличие воды, но и её количество, распределение и доступность — сведения, непосредственно связанные с возможностями будущих пилотируемых исследований.
Орбитальный аппарат, посадочный аппарат и луноход, а также ретрансляционный спутник «Цюэцяо-2» (Queqiao-2) несут приборы, включая сейсмометр, камеры для панорамной и топографической съёмки, магнитометры, спектрометры и радар для зондирования лунного грунта. По мнению Katherine Joy, профессора наук о Луне и планетах Манчестерского университета, многообразие компонентов миссии может обеспечить значительную научную отдачу, если ей удастся приземлиться возле кратера Шеклтона.
Результаты миссии будут сопоставлены с данными других ожидаемых экспедиций в этом районе, включая луноход VIPER NASA, запуск которого с посадкой планируется не ранее 2027 года на борту аппарата Blue Moon компании Blue Origin, а также буровой прибор PROSPECT Европейского космического агентства, для которого пока не определён носитель.
«Чанъэ-7» является этапом китайской серии, начавшейся в 2007 году и включавшей орбитальные аппараты, посадочные аппараты и луноходы, а также миссии по доставке образцов «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6» в 2020 и 2024 годах. Китай планирует запустить «Чанъэ-8» примерно в 2029 году для испытания использования лунных ресурсов на месте, а также намерен высадить первых китайских астронавтов на Луне до 2030 года в рамках программы, прокладывающей путь к Международной лунной исследовательской станции.