Посадочный модуль — это космический корабль , который спускается к поверхности астрономического тела, отличного от Земли, а затем останавливается на ней . [1] [ нужна страница ] В отличие от ударного зонда, который совершает жесткую посадку , которая повреждает или разрушает зонд при достижении поверхности, посадочный модуль совершает мягкую посадку , после которой зонд остается работоспособным.
Для тел с атмосферой приземление происходит после входа в атмосферу . В этих случаях посадочные аппараты могут использовать парашюты, чтобы замедлить их настолько, чтобы поддерживать низкую конечную скорость . В некоторых случаях небольшие посадочные ракеты будут запускаться непосредственно перед столкновением, чтобы уменьшить скорость посадочного модуля. Посадка может быть осуществлена путем управляемого снижения и установки на шасси с возможным добавлением механизма крепления после приземления (например, механизма, используемого Филе ) для небесных тел с низкой гравитацией. В некоторых миссиях (например, «Луна-9» и «Марс-следопыт ») для смягчения удара посадочного модуля использовались надувные подушки безопасности, а не более традиционное шасси.
Когда намеренно планируется высокоскоростное столкновение с целью изучения последствий удара, космический корабль называется ударником. [2]
Несколько земных тел подвергались исследованию с помощью спускаемого аппарата или ударного аппарата. Среди них Луна Земли ; планеты Венера , Марс и Меркурий ; спутник Сатурна Титан ; астероиды ; и кометы .
Начиная с «Луны-2» в 1959 году, первыми космическими кораблями, достигшими поверхности Луны, были ударные аппараты, а не спускаемые аппараты. Они были частью советской программы «Луна» или американской программы «Рейнджер» .
В 1966 году советская «Луна-9» стала первым космическим кораблем, совершившим мягкую посадку на Луну и передавшим на Землю фотографические данные. Программа American Surveyor (1966–1968) была разработана, чтобы определить, где Аполлон может безопасно приземлиться. В результате для этих роботизированных миссий потребовались мягкие посадочные аппараты для отбора проб лунного грунта и определения толщины слоя пыли, которая была неизвестна до «Сервейора».
Лунные модули «Аполлон» с экипажем из США (1969–1972 гг.) с марсоходами (1971–1972 гг.) и поздние советские большие роботизированные спускаемые аппараты (1969–), луноходы (1970–1973 гг.) и миссии по возврату образцов (1970–1976 гг.) использовали ракетный спускаемый двигатель. для мягкой посадки космонавтов и луноходов на Луну.
Китайская миссия «Чанъэ-3» и ее вездеход «Юйту » (« Нефритовый кролик ») приземлились 14 декабря 2013 года. В 2019 году китайская миссия « Чанъэ-4 » успешно посадила марсоход « Юйту-2» на обратной стороне Луны . [3] «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6» предназначены для миссий по возвращению образцов. [4] «Чанъэ-5» в настоящее время запланирован на 2020 год, а «Чанъэ-6» запланирован на 2023 год [5] или 2024 год . [4] Миссия «Чанъэ-5» приземлилась на Луне 1 декабря 2020 года, Китай завершил миссию « Чанъэ». Миссия e 5 16 декабря 2020 года с возвращением примерно 2 килограммов лунного образца.
6 сентября 2019 года спускаемый аппарат «Викрам» на Чандраян-2 пытался приземлиться в южной полярной области Луны. Из-за сбоя программного обеспечения он потерял связь и разбился за несколько мгновений до приземления. [6] [7]
Примерно четыре года спустя, 23 августа 2023 года, спускаемый аппарат «Викрам» на Чандраян-3 успешно приземлился на южном полюсе Луны, недалеко от кратера Манзинус U. Это сделало его первым спускаемым аппаратом, совершившим мягкую посадку на южном полюсе Луны. [8] [9]
Советская программа «Венера» включала в себя ряд спускаемых аппаратов на Венеру , некоторые из которых были разбиты во время спуска, как и «посадочный модуль» Галилея на Юпитере, а другие успешно приземлились. «Венера-3» в 1966 году и «Венера-7» в 1970 году стали первым ударом и мягкой посадкой на Венере соответственно. Советская программа «Вега» также разместила в атмосфере Венеры в 1985 году два воздушных шара, которые стали первыми воздушными инструментами на других планетах.
Советский Союз «Марс 1962Б» стал первой миссией, предназначенной для столкновения с Марсом в 1962 году. В 1971 году спускаемый аппарат зонда « Марс-3 » совершил первую мягкую посадку на Марс, но связь была потеряна через минуту после приземления, которое произошло во время одного из самые сильные глобальные пылевые бури с начала телескопических наблюдений Красной планеты. Три других спускаемых аппарата, «Марс-2» в 1971 году, «Марс-5 » и «Марс-6» в 1973 году, либо разбились, либо даже не смогли войти в атмосферу планеты. Все четыре посадочных модуля использовали тепловой экран, похожий на аэрооболочку, во время входа в атмосферу . Посадочные аппараты «Марс-2» и «Марс-3» перевозили первые небольшие марсоходы, передвигающиеся на лыжах , ПрОП-М , которые не работали на планете.
Советский Союз планировал тяжелую миссию «Марсоход Марс 4НМ» в 1973 году и миссию по возврату образцов на Марс « Марс 5НМ» в 1975 году, но ни того, ни другого не произошло из-за необходимости в супер-пусковой установке Н1 , которая так и не была успешно запущена. Миссия по возврату образца советского корабля «Марс 5М» (Марс-79) с двойным запуском была запланирована на 1979 год, но была отменена из-за сложности и технических проблем.
«Викинг-1» и «Викинг-2» НАСА были запущены соответственно в августе и сентябре 1975 года, каждый из них состоял из орбитального корабля и спускаемого аппарата. «Викинг-1» приземлился в июле 1976 года. «Викинг-2» — в сентябре 1976 года. Марсоходы программы «Викинг» были первыми успешными функционирующими марсианскими спускаемыми аппаратами. Миссия завершилась в мае 1983 года, после гибели обоих посадочных модулей.
«Марс-96» стал первой комплексной постсоветской российской миссией с орбитальным аппаратом, посадочным модулем и пенетраторами. Запланированный на 1996 год, он потерпел неудачу при запуске. Запланированное повторение этой миссии «Марс 98» было отменено из-за отсутствия финансирования.
Американский Mars Pathfinder был запущен в декабре 1996 года, а первый действующий марсоход на Марсе Sojourner выпустил в июле 1997 года. Он работал до сентября 1997 года.
Полярный посадочный модуль Марса прекратил связь 3 декабря 1999 года, прежде чем достичь поверхности, и предположительно разбился.
Посадочный модуль European Beagle 2 успешно развернулся с космического корабля Mars Express, но сигнал, подтверждающий приземление, которое должно было произойти 25 декабря 2003 года, не был получен. Никакой связи так и не было установлено, и 6 февраля 2004 года «Бигль-2» был объявлен потерянным. Предложенная в 2009 году миссия британского спускаемого аппарата «Бигль-3» по поиску жизни в прошлом или настоящем не была принята.
Американские марсоходы Spirit и Opportunity были запущены в июне и июле 2003 года. Они достигли поверхности Марса в январе 2004 года с помощью посадочных модулей с подушками безопасности и парашютами для смягчения удара. Spirit прекратил работу в 2010 году, более чем на пять лет после проектного срока службы. [10] По состоянию на 13 февраля 2019 года Opportunity был объявлен фактически мертвым, поскольку его трехмесячный расчетный срок службы превысил более чем на десять лет. [11]
Американский космический корабль «Феникс» успешно совершил мягкую посадку на поверхность Марса 25 мая 2008 года, используя комбинацию парашютов и ракетных двигателей.
Марсианская научная лаборатория , в которой находился марсоход Curiosity , была запущена НАСА 26 ноября 2011 года. Она приземлилась в районе Эолиды Палуса кратера Гейла на Марсе 6 августа 2012 года.
Китай запустил миссию «Тяньвэнь-1» 23 июля 2020 года. В ее состав входят орбитальный аппарат, посадочный модуль и марсоход массой 240 кг. Орбитальный аппарат был выведен на орбиту 10 февраля 2021 года. Чжуронг успешно приземлился 14 мая 2021 года и был развернут 22 мая 2021 года.
Кликабельное изображение: при нажатии на метки откроется новая статья.Хотя несколько пролетов, проведенных марсианскими орбитальными зондами, предоставили изображения и другие данные о марсианских спутниках Фобосе и Деймосе , лишь немногие из них намеревались приземлиться на поверхность этих спутников. Два зонда по советской программе «Фобос» были успешно запущены в 1988 году, однако в 1989 году запланированные посадки на Фобос и Деймос не состоялись из-за сбоев в системе космического корабля. Постсоветский российский зонд «Фобос-Грунт» планировался для возвращения образцов на Фобос в 2012 году, но потерпел неудачу после запуска в 2011 году.
В 2007 году Европейское космическое агентство и EADS Astrium предложили и разработали миссию на Фобос до 2016 года с спускаемым аппаратом и возвратом образцов, но она осталась в виде проекта. С 2007 года Канадское космическое агентство рассматривает возможность миссии на Фобос под названием Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME), которая будет включать в себя орбитальный аппарат и посадочный модуль. Недавние предложения включают в себя миссию по возвращению образцов Фобоса и Деймоса в Исследовательском центре Гленна НАСА в 2008 году, Phobos Surveyor в 2013 году и концепцию миссии OSIRIS-REx II .
Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) планирует в 2024 году запустить миссию по исследованию марсианских лун (MMX) — миссию по возвращению образцов, нацеленную на Фобос. [12] MMX несколько раз приземлится и соберет образцы с Фобоса, а также развернет марсоход, совместно разработанный CNES и Немецким аэрокосмическим центром (DLR). [13] Используя механизм отбора керна, космический корабль стремится получить минимум 10 г проб. MMX вернется на Землю в 2029 году. [14]
Зонд «Гюйгенс» , доставленный к спутнику Сатурна Титану «Кассини » , был специально разработан для того, чтобы выдержать посадку на землю или на жидкость. Он был тщательно протестирован на падение, чтобы убедиться, что он выдержит удар и продолжит функционировать в течение как минимум трех минут. Однако из-за удара на низкой скорости он продолжал предоставлять данные еще более двух часов после приземления. Посадка на Титан в 2005 году стала первой высадкой на спутники планеты за пределами Луны.
Предлагаемая американская миссия Titan Mare Explorer (TiME) рассматривала посадочный модуль, который приводнился бы в озере в северном полушарии Титана и плавал бы на поверхности озера в течение нескольких месяцев. Предлагаемая Испанией миссия Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer (TALISE) аналогична посадочному аппарату TiME, но имеет собственную двигательную установку для управления судоходством.
«Веста» , многоцелевая советская миссия, была разработана в сотрудничестве с европейскими странами для реализации в 1991–1994 годах, но отменена из-за распада Советского Союза. Он включал пролет Марса, куда Веста должна была доставить аэростат (воздушный шар или дирижабль) и небольшие посадочные модули или пенетраторы, а затем пролеты Цереры или Весты- 4 и некоторых других астероидов с ударом большого пенетратора по одному из них. [ нужны разъяснения ]
Первая посадка на малое тело Солнечной системы (объект Солнечной системы, не являющийся луной, планетой или карликовой планетой) была совершена в 2001 году зондом NEAR Shoemaker на астероиде 433 Эрос , несмотря на то, что NEAR изначально не проектировался. чтобы иметь возможность приземлиться.
Японский зонд Хаябуса предпринял несколько попыток приземлиться на 25143 Итокава в 2005 году с переменным успехом, включая неудачную попытку развернуть марсоход . Созданный для встречи и посадки на тело с низкой гравитацией, «Хаябуса» стал вторым космическим кораблем, приземлившимся на астероид, а в 2010 году — первой миссией по возвращению образцов с астероида.
Зонд «Розетта» , запущенный 2 марта 2004 г., 12 ноября 2014 г. доставил первый автоматический спускаемый аппарат « Фила» на комету Чурюмова-Герасименко . Из-за чрезвычайно низкой гравитации таких тел система посадки включала гарпунную пусковую установку, предназначенную для закрепления кабеля в комете. поверхность кометы и опустите спускаемый аппарат.
В 2014 году JAXA запустило космический зонд-астероид «Хаябуса-2» для доставки нескольких посадочных частей (в том числе посадочных модулей Minerva II и German Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT), а также малого пенетратора с переносным ударным механизмом (SCI)) в 2018–2019 годах для возвращения образцов на Землю 2020.
Китайское космическое агентство разрабатывает миссию по поиску образцов с Цереры, которая состоится в 2020-х годах. [15]
Миссия ЕКА BepiColombo к Меркурию , запущенная в октябре 2018 года и, как ожидается, достигнет Меркурия в декабре 2025 года, изначально была разработана с учетом поверхностного элемента Меркурия (MSE). Посадочный модуль должен был нести полезную нагрузку массой 7 кг, состоящую из системы визуализации (камера спуска и наземная камера), пакета теплового потока и физических свойств, рентгеновского спектрометра альфа-частиц , магнитометра , сейсмометра , устройства для проникновения в почву. (крот) и микро-ровер. Аспект миссии MSE был отменен в 2003 году из-за бюджетных ограничений. [16]
Несколько зондов Юпитера предоставили множество изображений и других данных о его спутниках. Некоторые предложенные миссии с высадкой на спутники Юпитера были отменены или не приняты. Небольшой посадочный модуль «Европа» с ядерной установкой был предложен в рамках миссии НАСА « Юпитер-ледяные луны» (JIMO), которая была отменена в 2006 году.
ЕКА запустило миссию «Исследователь ледяной луны Юпитера » (JUICE) в 2023 году. Кроме того, НАСА предложило ЕКА возможность спроектировать спускаемый аппарат или импактор для полета вместе с предложенным НАСА орбитальным аппаратом в миссии Europa Clipper , запланированной на 2025 год. Предполагается, что Европа Под ледяной поверхностью Луны отправляются миссии для исследования ее обитаемости и оценки ее астробиологического потенциала путем подтверждения существования воды на Луне и определения ее характеристик.
Зонд -ударник Deep Space 2 должен был стать первым космическим кораблем, проникшим под поверхность другой планеты. Однако миссия провалилась из-за потери базового корабля Mars Polar Lander , который потерял связь с Землей во время входа в атмосферу Марса 3 декабря 1999 года.
Комета Темпель 1 была посещена зондом НАСА Deep Impact 4 июля 2005 года. Образовавшийся ударный кратер имел ширину примерно 200 м и глубину 30–50 м, и ученые обнаружили присутствие силикатов , карбонатов , смектита , аморфного углерода и полициклических ароматических углеводородов . [17] [18]
Зонд Moon Impact Probe (MIP), разработанный Индийской организацией космических исследований (ISRO), национальным космическим агентством Индии, представлял собой лунный зонд, запущенный 14 ноября 2008 года орбитальным аппаратом дистанционного зондирования Луны Chandrayaan-1 ISRO . «Чандраян-1» был запущен 22 октября 2008 года. Он привел к открытию наличия воды на Луне . [19] [20]
Спутник наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS) представлял собой роботизированный космический корабль , управляемый НАСА для выполнения более дешевых способов определения природы водорода , обнаруженного в полярных регионах Луны . [21] Основной целью миссии LCROSS было исследование наличия водяного льда в постоянно затененном кратере вблизи полярной области Луны. [22] LCROSS был запущен вместе с Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 18 июня 2009 года в рамках общей робототехнической программы Lunar Precursor . LCROSS был разработан для сбора и передачи данных о ударе и шлейфе обломков, возникшем в результате удара отработавшей верхней ступени ракеты- носителя «Кентавр » о кратер Кабеус возле южного полюса Луны. «Кентавр» успешно атаковал 9 октября 2009 года в 11:31 по всемирному координированному времени . «Космический корабль-пастух» (несущий полезную нагрузку миссии LCROSS) [23] спустился сквозь шлейф обломков «Кентавра», собрал и передал данные, а затем столкнулся через шесть минут в 11:37 UTC. Проект увенчался успехом по обнаружению воды в Кабеусе. [24]
Миссия НАСА MESSENGER (поверхность Меркурия, космическая среда, геохимия и определение дальности) к Меркурию стартовала 3 августа 2004 года и вышла на орбиту вокруг планеты 18 марта 2011 года . 30 апреля 2015 г. Столкновение космического корабля с Меркурием произошло около 15:26 по восточному поясному времени 30 апреля 2015 г., в результате чего образовался кратер диаметром 16 м. [26] [27]
Концепция миссии AIDA ЕКА будет исследовать последствия столкновения космического корабля с астероидом. Космический корабль DART столкнулся с астероидом 65803, спутником Дидимоса, Диморфосом, в 2022 году, а космический корабль Гера прибудет в 2027 году для исследования последствий столкновения. [28]
СМИ, связанные с посадочными модулями (космическим кораблем) на Викискладе?