Посадка на Луну или лунная посадка — это прибытие космического корабля на поверхность Луны , включая как пилотируемые, так и роботизированные миссии. Первым рукотворным объектом, коснувшимся Луны, была Луна-2 в 1959 году. [3]
В 1969 году Apollo 11 стал первой пилотируемой миссией, совершившей посадку на Луну. [4] Было шесть пилотируемых посадок между 1969 и 1972 годами и многочисленные беспилотные посадки. Все пилотируемые миссии на Луну были проведены в рамках программы Apollo , последняя покинула лунную поверхность в декабре 1972 года. После Luna 24 в 1976 году не было мягких посадок на Луну до Chang'e 3 в 2013 году. Все мягкие посадки происходили на ближней стороне Луны до января 2019 года, когда Chang'e 4 совершил первую посадку на обратной стороне Луны . [5]
.png/1280px-The_Soviet_Union_1966_CPA_3317_stamp_(Luna_9_on_Moon's_Surface_and_1st_Television_Program_of_Moon_Pictures_on_February_4).png)
Шесть правительственных космических агентств, Interkosmos , NASA , CNSA , ISRO , JAXA и ESA , достигли Луны с помощью беспилотных миссий. Три частные/коммерческие миссии, Beresheet (жесткая посадка), Hakuto-R (жесткая посадка) и Odysseus (мягкая посадка) также достигли лунной поверхности (см. #Коммерческие посадки). Советский Союз (Interkosmos), Соединенные Штаты (NASA), Китай (CNSA), Индия (ISRO) [6] и Япония (JAXA) [7] являются единственными пятью странами, которые успешно осуществили мягкую посадку.
Советский Союз осуществил первую жесткую посадку на Луну («жесткую» означает, что космический корабль намеренно врезался в Луну на высокой скорости) с помощью космического корабля «Луна-2» в 1959 году; этот подвиг США повторили в 1962 году с помощью аппарата «Рейнджер-4» .
После своих первых жестких посадок на Луну шестнадцать советских, американских, китайских и индийских космических аппаратов использовали тормозные ракеты ( реактивные двигатели ) для совершения мягких посадок и проведения научных операций на поверхности Луны. В 1966 году Советский Союз осуществил первые мягкие посадки и сделал первые снимки с поверхности Луны во время миссий Луна-9 и Луна-13 . Затем последовали США с пятью мягкими посадками Surveyor . Продолжающаяся китайская программа «Чанъэ» приземлялась 4 раза с 2013 года, достигнув роботизированного возврата образцов почвы и первой посадки на обратной стороне Луны.
23 августа 2023 года ISRO успешно посадила свой модуль Chandrayaan-3 в районе южного полюса Луны , сделав Индию четвертой страной, успешно совершившей мягкую посадку на Луну. [8] Chandrayaan-3 осуществил успешную мягкую посадку своего посадочного модуля Vikram и марсохода Pragyan в 18:04 по восточному времени (12:34 по Гринвичу), что стало первой беспилотной мягкой посадкой в малоисследованном регионе. [9]
19 января 2024 года JAXA успешно посадило свой посадочный модуль SLIM , сделав Японию пятой страной, успешно совершившей мягкую посадку. [10]
Две организации предприняли попытку осуществить мягкую посадку, но ей это не удалось: частное израильское космическое агентство SpaceIL с космическим аппаратом Beresheet (2019 г.) и японская компания ispace с аппаратом Hakuto-R Mission 1 (2023 г.).
22 февраля 2024 года аппарат Odysseus компании Intuitive Machine успешно приземлился на Луну после старта на ракете SpaceX Falcon 9 15 февраля 2024 года в рамках миссии NASA , SpaceX и Intuitive Machines , что стало первой мягкой беспилотной посадкой США на Луну за более чем 50 лет. Это событие ознаменовало первую успешную посадку частного космического корабля на Луну. [11] [12]
Всего на Луну высадились двенадцать астронавтов . Это было достигнуто двумя пилотами-астронавтами, управлявшими лунным модулем в каждой из шести миссий НАСА . Миссии охватывали 41-месячный период, начавшийся 20 июля 1969 года с Нила Армстронга и Базза Олдрина на Аполлоне-11 и закончившийся 14 декабря 1972 года с Джином Сернаном и Харрисоном Шмиттом на Аполлоне-17 . Сернан был последним человеком, сошедшим с поверхности Луны.
Во всех лунных миссиях «Аполлона» на борту командного модуля оставался третий член экипажа .
Чтобы добраться до Луны, космический корабль должен сначала покинуть гравитационный колодец Земли ; в настоящее время единственным практическим средством является ракета . В отличие от воздушных транспортных средств, таких как воздушные шары и реактивные самолеты , ракета может продолжать ускоряться в вакууме за пределами атмосферы .
При приближении к целевой луне космический аппарат будет притягиваться все ближе к ее поверхности с возрастающей скоростью из-за гравитации. Чтобы приземлиться неповрежденным, он должен замедлиться до скорости менее 160 километров в час (100 миль в час) и быть усиленным, чтобы выдержать удар «жесткой посадки», или он должен замедлиться до незначительной скорости при контакте для «мягкой посадки» (единственный вариант для людей). Первые три попытки США выполнить успешную жесткую посадку на Луну с усиленным сейсмометрическим пакетом в 1962 году все потерпели неудачу. [13] Советы первыми достигли рубежа жесткой посадки на Луну с усиленной камерой в 1966 году, за которым всего несколько месяцев спустя последовала первая беспилотная мягкая посадка на Луну США.
Скорость аварийной посадки на ее поверхность обычно составляет от 70 до 100% от скорости убегания целевой луны, и, таким образом, это общая скорость, которая должна быть сброшена гравитационным притяжением целевой луны для мягкой посадки. Для Луны Земли скорость убегания составляет 2,38 километра в секунду (1,48 миль/с). [14] Изменение скорости (называемое дельта-v ) обычно обеспечивается посадочной ракетой, которая должна быть доставлена в космос исходной ракетой-носителем как часть общего космического корабля. Исключением является мягкая посадка на Титан , осуществленная зондом Гюйгенс в 2005 году. Поскольку это луна с самой плотной атмосферой, посадки на Титан могут быть выполнены с использованием методов входа в атмосферу , которые, как правило, легче по весу, чем ракета с эквивалентными возможностями.
Советскому Союзу удалось совершить первую аварийную посадку на Луну в 1959 году. [15] Аварийные посадки [16] могут происходить из-за неисправностей в космическом корабле, или они могут быть преднамеренно организованы для транспортных средств, не имеющих на борту посадочной ракеты. Было много таких лунных катастроф , часто с контролируемой траекторией полета для удара в точные места на лунной поверхности. Например, во время программы «Аполлон» третья ступень S-IVB ракеты «Сатурн V» , а также отработанная ступень подъема лунного модуля были намеренно разбиты на Луне несколько раз, чтобы обеспечить регистрацию ударов как лунотрясения на сейсмометрах , которые были оставлены на лунной поверхности. Такие аварии сыграли важную роль в картировании внутренней структуры Луны .
Чтобы вернуться на Землю, необходимо преодолеть скорость убегания с Луны, чтобы космический корабль покинул гравитационный колодец Луны. Для того чтобы покинуть Луну и вернуться в космос, необходимо использовать ракеты. После достижения Земли используются методы входа в атмосферу, чтобы поглотить кинетическую энергию возвращающегося космического корабля и уменьшить его скорость для безопасной посадки. Эти функции значительно усложняют миссию по посадке на Луну и приводят ко многим дополнительным эксплуатационным соображениям. Любая ракета для отправления на Луну должна сначала быть доставлена на поверхность Луны ракетой для посадки на Луну, что увеличивает требуемый размер последней. Ракета для отправления на Луну, более крупная ракета для посадки на Луну и любое оборудование для входа в атмосферу Земли, такое как тепловые экраны и парашюты, должны, в свою очередь, подниматься исходной ракетой-носителем, что значительно увеличивает ее размер в значительной и почти запретительной степени.
Политический контекст 1960-х годов помогает проанализировать усилия как Соединенных Штатов, так и Советского Союза по высадке космических кораблей, а в конечном итоге и людей, на Луну. Вторая мировая война принесла с собой много новых и смертоносных инноваций, включая внезапные атаки в стиле блицкрига , использованные при вторжении в Польшу и Финляндию , а также при нападении на Перл-Харбор ; ракету V-2 , баллистическую ракету , которая убила тысячи людей при атаках на Лондон и Антверпен ; и атомную бомбу , которая убила сотни тысяч людей при атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки . В 1950-х годах усилилась напряженность между двумя идеологически противоборствующими сверхдержавами, Соединенными Штатами и Советским Союзом , которые вышли победителями из конфликта, особенно после разработки обеими странами водородной бомбы .
4 октября 1957 года Советский Союз запустил Спутник-1 в качестве первого искусственного спутника на орбиту Земли и таким образом положил начало космической гонке . Это неожиданное событие стало источником гордости для Советов и шоком для США, которые теперь могли быть потенциально внезапно атакованы советскими ракетами с ядерными боеголовками менее чем за 30 минут. [17] Корабль также был едва виден невооруженным глазом, поскольку ровный писк радиомаяка на борту Спутника-1 , пролетавшего над головой каждые 96 минут, был широко расценен обеими сторонами [18] как эффективная пропаганда для стран третьего мира , демонстрирующая технологическое превосходство советской политической системы по сравнению с американской. Это восприятие было подкреплено чередой последующих стремительных советских космических достижений. В 1959 году ракета Р-7 была использована для запуска первого выхода из гравитации Земли на солнечную орбиту , первого столкновения с поверхностью Луны и первой фотографии никогда ранее не виденной обратной стороны Луны . Это были космические аппараты «Луна-1» , «Луна-2» и «Луна-3» .
Ответом США на эти советские достижения стало значительное ускорение ранее существовавших военных космических и ракетных проектов и создание гражданского космического агентства NASA . Военные усилия были инициированы для разработки и производства большого количества межконтинентальных баллистических ракет ( МБР ), которые должны были преодолеть так называемый ракетный разрыв и обеспечить политику сдерживания ядерной войны с Советами, известную как взаимное гарантированное уничтожение или MAD. Эти недавно разработанные ракеты были предоставлены гражданским лицам NASA для различных проектов (которые имели бы дополнительное преимущество в демонстрации полезной нагрузки, точности наведения и надежности американских МБР для Советов).
После распада Советского Союза в 1991 году были опубликованы исторические записи, позволяющие вести истинный учет советских лунных усилий. В отличие от американской традиции присваивать определенное название миссии до запуска, Советы присваивали публичный номер миссии « Луна » только в том случае, если запуск приводил к выходу космического корабля за пределы околоземной орбиты. Такая политика имела эффект сокрытия неудач советских лунных миссий от общественности. Если попытка терпела неудачу на околоземной орбите до отправления на Луну, ей часто (но не всегда) присваивался номер околоземной орбитальной миссии « Спутник » или « Космос », чтобы скрыть ее цель. Взрывы при запуске вообще не признавались.
США не смогли достичь Луны с помощью программ «Пионер» и «Рейнджер» , при этом пятнадцать последовательных американских беспилотных лунных миссий с 1958 по 1964 год потерпели неудачу в своих основных фотографических миссиях. [19] [20] Однако «Рейнджеры-4» и «Рейнджеры-6» успешно повторили советские лунные удары в рамках своих второстепенных миссий. [21] [22]
Три миссии США [13] [21] [23] в 1962 году пытались совершить жесткую посадку небольших сейсмометрических пакетов, выпущенных основным космическим аппаратом Ranger. Эти поверхностные пакеты должны были использовать тормозные ракеты , чтобы пережить посадку, в отличие от родительского аппарата, который был разработан для преднамеренного падения на поверхность. Последние три зонда Ranger выполнили успешные миссии по высотной лунной разведке во время преднамеренных столкновений на скорости от 2,62 до 2,68 километров в секунду (от 9400 до 9600 км/ч). [24] [25] [26]
Три различных конструкции лунных зондов Pioneer были запущены на трех различных модифицированных МБР. Те, которые были запущены на ускорителе Thor , модифицированном верхней ступенью Able, несли инфракрасную сканирующую телевизионную систему с разрешением 1 миллирадиан для изучения поверхности Луны, ионизационную камеру для измерения радиации в космосе, диафрагменно-микрофонный узел для обнаружения микрометеоритов , магнитометр и терморезисторы для контроля внутренних тепловых условий космического корабля. [27] [28] [29] Первая миссия, которой руководили ВВС США , взорвалась во время запуска; [27] все последующие лунные полеты Pioneer проводились под руководством NASA в качестве ведущей организации. Следующие два вернулись на Землю и сгорели при входе в атмосферу после того, как достигли максимальной высоты около 114 000 километров (71 000 миль) [28] и 1530 километров (950 миль) [29] соответственно, что намного меньше примерно 400 000 километров (250 000 миль), необходимых для достижения окрестностей Луны.
Затем НАСА сотрудничало с Агентством по баллистическим ракетам армии США для запуска двух чрезвычайно маленьких конусообразных зондов на МБР «Юнона» , несущих только фотоэлементы , которые будут активироваться светом Луны, и эксперимента по лунной радиационной среде с использованием детектора трубки Гейгера-Мюллера . [30] [31] Первый из них достиг высоты всего около 100 000 километров (62 000 миль), собрав данные, которые установили наличие радиационных поясов Ван Аллена, прежде чем вернуться в атмосферу Земли. [30] Второй прошел мимо Луны на расстоянии более 60 000 километров (37 000 миль), вдвое дальше запланированного и слишком далеко, чтобы активировать какой-либо из бортовых научных приборов, но все же стал первым американским космическим аппаратом, достигшим солнечной орбиты . [31]
Окончательный проект лунного зонда Pioneer состоял из четырех солнечных панелей « гребного колеса » , простирающихся от сферического вращательно-стабилизированного корпуса космического аппарата диаметром один метр, оборудованного для получения изображений лунной поверхности с помощью телевизионной системы, оценки массы Луны и топографии полюсов , регистрации распределения и скорости микрометеоритов, изучения радиации, измерения магнитных полей , обнаружения низкочастотных электромагнитных волн в космосе и использования сложной интегрированной двигательной системы для маневрирования и вывода на орбиту. [32] Ни один из четырех космических аппаратов, построенных в этой серии зондов, не пережил запуск на своей МБР Atlas, оснащенной верхней ступенью Able. [33] [34] [35]
После неудачных зондов Atlas-Able Pioneer, Лаборатория реактивного движения NASA приступила к программе разработки беспилотного космического корабля, модульная конструкция которого могла бы использоваться для поддержки как лунных, так и межпланетных исследовательских миссий. Межпланетные версии были известны как Mariners ; [36] лунные версии были Rangers . JPL предполагала три версии лунных зондов Ranger: прототипы Block I, которые должны были нести различные детекторы радиации в испытательных полетах на очень высокую околоземную орбиту, которая не приближалась бы к Луне; [37] Block II, который должен был попытаться совершить первую посадку на Луну путем жесткой посадки пакета сейсмометров; [38] и Block III, который должен был упасть на поверхность Луны без каких-либо тормозных ракет, делая при этом очень высокоразрешающие широкоугольные фотографии Луны во время своего спуска. [39]
Миссии Ranger 1 и 2 Block I были практически идентичны. [40] [41] Эксперименты с космическими аппаратами включали телескоп Лайман-альфа , рубидиевый магнитометр , электростатические анализаторы, детекторы частиц среднего энергетического диапазона , два телескопа тройного совпадения, интегрирующую ионизационную камеру космических лучей , детекторы космической пыли и сцинтилляционные счетчики . Цель состояла в том, чтобы поместить эти космические аппараты Block I на очень высокую околоземную орбиту с апогеем 110 000 километров (68 000 миль) и перигеем 60 000 километров (37 000 миль). [40]
С этой точки зрения ученые могли проводить прямые измерения магнитосферы в течение многих месяцев, пока инженеры совершенствовали новые методы для регулярного отслеживания и связи с космическими аппаратами на таких больших расстояниях. Такая практика считалась жизненно важной для обеспечения захвата широкополосных телевизионных передач с Луны в течение одноразового пятнадцатиминутного временного окна в последующих лунных спусках Block II и Block III. Обе миссии Block I потерпели неудачу из-за новой верхней ступени Agena и так и не покинули низкую околоземную парковочную орбиту после запуска; обе сгорели при входе в атмосферу всего через несколько дней.
Первые попытки совершить посадку на Луну были предприняты в 1962 году во время миссий Рейнджерс 3, 4 и 5, запущенных Соединенными Штатами. [13] [21] [23] Все три базовых аппарата миссии Блок II были высотой 3,1 м и состояли из лунной капсулы, покрытой ударостойким бальзовым деревом, диаметром 650 мм, однокомпонентного двигателя средней траектории, тормозной ракеты с тягой 5050 фунтов-силы (22,5 кН) [21] и позолоченного и хромированного шестиугольного основания диаметром 1,5 м. Этот посадочный модуль (кодовое название Tonto ) был разработан для обеспечения амортизации ударов с помощью внешнего покрытия из сминаемого бальзового дерева и внутреннего пространства, заполненного несжимаемым жидким фреоном . Металлическая сфера полезного груза весом 42 кг (93 фунта) и диаметром 30 сантиметров (0,98 фута) плавала и могла свободно вращаться в резервуаре с жидким фреоном, содержащемся в посадочной сфере. [42]
«Все, что мы делаем, должно быть действительно связано с тем, чтобы попасть на Луну раньше русских. ...Мы готовы потратить разумные суммы денег, но речь идет о фантастических расходах, которые разрушат наш бюджет и все эти другие внутренние программы, и единственным оправданием, по моему мнению, является то, что мы надеемся их обогнать и продемонстрировать, что, отставая от них на пару лет, как мы это сделали, мы, ей-богу, их обогнали».
— Джон Ф. Кеннеди о запланированной высадке на Луну, 21 ноября 1962 г. [43]
Эта сфера полезной нагрузки содержала шесть серебряно- кадмиевых батарей для питания пятидесятимилливаттного радиопередатчика, температурно-чувствительный генератор с регулируемым напряжением для измерения температуры поверхности Луны и сейсмометр, разработанный с чувствительностью, достаточно высокой для обнаружения удара метеорита весом 2,3 кг (5 фунтов) на противоположной стороне Луны. Вес был распределен в сфере полезной нагрузки таким образом, чтобы она вращалась в своем жидком одеяле, чтобы поместить сейсмометр в вертикальное и рабочее положение независимо от окончательной ориентации внешней посадочной сферы. После посадки должны были быть открыты пробки, позволяющие фреону испариться, а сфере полезной нагрузки установиться в вертикальном положении со сферой посадки. Размеры батарей были рассчитаны на то, чтобы обеспечить до трех месяцев работы сферы полезной нагрузки. Различные ограничения миссии ограничивали место посадки Океаном Бурь на лунном экваторе, которого посадочный модуль в идеале должен был достичь через 66 часов после запуска.
На посадочных модулях Ranger не было камер, и во время миссии не планировалось делать никаких снимков с лунной поверхности. Вместо этого на 3,1-метровом (10 футов) базовом корабле Ranger Block II была установлена телевизионная камера с 200 строками развертки для съемки изображений во время свободного падения на лунную поверхность. Камера была спроектирована так, чтобы передавать изображение каждые 10 секунд. [21] За несколько секунд до удара, на высоте 5 и 0,6 км (3,11 и 0,37 мили) над лунной поверхностью, базовые корабли Ranger сделали снимки (которые можно посмотреть здесь).
Другими приборами, собиравшими данные до того, как материнский корабль врезался в Луну, были гамма-спектрометр для измерения общего химического состава Луны и радиолокационный высотомер. Радиолокационный высотомер должен был подать сигнал на выброс посадочной капсулы и ее твердотопливной тормозной ракеты за борт материнского корабля Block II. Тормозная ракета должна была замедлить движение, а посадочная сфера полностью остановиться на высоте 330 метров (1080 футов) над поверхностью и отделиться, позволив посадочной сфере снова свободно упасть и удариться о поверхность. [44]
На Ranger 3 отказ системы наведения Atlas и ошибка программного обеспечения на борту верхней ступени Agena в совокупности привели к тому, что космический корабль направился на курс, который должен был пройти мимо Луны. Попытки спасти лунную фотографию во время пролета Луны были сорваны отказом бортового компьютера в полете. Вероятно, это произошло из-за предварительной тепловой стерилизации космического корабля путем поддержания его выше точки кипения воды в течение 24 часов на Земле, чтобы защитить Луну от заражения земными организмами. Позже Ranger 3 начал вращаться вокруг Солнца по так называемой гелиоцентрической орбите. [45] Тепловая стерилизация также была причиной последующих отказов в полете компьютера космического корабля на Ranger 4 и подсистемы питания на Ranger 5. Только Ranger 4 достиг Луны в результате неконтролируемого столкновения с обратной стороной Луны. [46]
Зонды Block III заменили посадочную капсулу Block II и ее ретроракету на более тяжелую, более мощную телевизионную систему для поддержки выбора места посадки для предстоящих миссий по высадке на Луну с экипажем Apollo. Шесть камер были разработаны для того, чтобы сделать тысячи фотографий с большой высоты в последний двадцатиминутный период перед падением на поверхность Луны. Разрешение камеры составляло 1132 строки сканирования, что намного выше, чем 525 строк, которые можно было найти в типичном домашнем телевизоре США 1964 года. В то время как Ranger 6 потерпел неудачу в этой системе камеры и не вернул ни одной фотографии, несмотря на в остальном успешный полет, последующая миссия Ranger 7 в Mare Cognitum была полностью успешной.
Прервав шестилетнюю череду неудач в попытках США сфотографировать Луну с близкого расстояния, миссия Ranger 7 рассматривалась как национальный поворотный момент и сыграла важную роль в том, чтобы ключевые бюджетные ассигнования NASA 1965 года прошли через Конгресс США без изменений, без сокращения финансирования программы пилотируемой высадки на Луну Apollo. Последующие успехи Ranger 8 и Ranger 9 еще больше укрепили надежды США.
Космический аппарат «Луна-9» , запущенный Советским Союзом , совершил первую успешную мягкую посадку на Луну 3 февраля 1966 года. Подушки безопасности защищали его 99-килограммовую (218 фунтов) катапультируемую капсулу, которая выдержала удар со скоростью более 15 метров в секунду (54 км/ч; 34 мили в час). [47] «Луна-13» повторила этот подвиг, совершив аналогичную посадку на Луну 24 декабря 1966 года. Оба аппарата прислали панорамные фотографии, которые стали первыми видами с поверхности Луны. [48]
Луна-16 был первым роботизированным зондом , который приземлился на Луне и благополучно вернул образец лунного грунта на Землю. [49] Это была первая миссия по возвращению лунного образца Советским Союзом и третья миссия по возвращению лунного образца в целом после миссий Аполлон-11 и Аполлон-12 . Эта миссия была позже успешно повторена Луна-20 (1972) и Луна-24 (1976).
В 1970 и 1973 годах два автоматических лунохода « Луноход» («Луноход») были доставлены на Луну, где они успешно проработали 10 и 4 месяца соответственно, пройдя 10,5 км (6,5 миль) ( Луноход 1 ) и 37 км (23 мили) ( Луноход 2 ). Эти миссии луноходов проводились одновременно с сериями миссий «Зонд» и «Луна» по облету Луны, орбитальным миссиям и посадке на нее.
Американская программа роботов Surveyor была частью усилий по поиску безопасного места на Луне для высадки человека и испытания в лунных условиях радара и посадочных систем, необходимых для осуществления настоящего управляемого приземления. Пять из семи миссий Surveyor завершились успешными беспилотными посадками на Луну. Через два года после посадки на Луну Surveyor 3 посетил экипаж Apollo 12. Они забрали его части для исследования на Земле, чтобы определить последствия длительного воздействия лунной среды.
В течение четырех месяцев друг от друга в начале 1966 года Советский Союз и Соединенные Штаты осуществили успешные посадки на Луну с помощью беспилотных космических аппаратов. Для широкой публики обе страны продемонстрировали примерно равные технические возможности, вернув фотографические изображения с поверхности Луны. Эти фотографии дали ключевой утвердительный ответ на важный вопрос о том, выдержит ли лунный грунт будущие пилотируемые посадочные аппараты с их гораздо большим весом.
Однако жесткая посадка Луны-9 с использованием подушек безопасности на баллистической скорости удара 50 километров в час (31 миля в час) имела гораздо больше общего с неудачными попытками посадки Рейнджера 1962 года и их запланированными ударами на скорости 160 километров в час (99 миль в час), чем с мягкой посадкой Сервейера-1 на три опорных площадки с использованием его управляемого радаром тормозного двигателя с регулируемой тягой. Хотя Луна-9 и Сервейер-1 были крупными национальными достижениями, только Сервейер-1 достиг места посадки, используя ключевые технологии, которые были необходимы для пилотируемого полета. Таким образом, с середины 1966 года Соединенные Штаты начали опережать Советский Союз в так называемой космической гонке за высадку человека на Луну.
Достижения в других областях были необходимы, прежде чем пилотируемые космические корабли смогли последовать за беспилотными на поверхность Луны. Особое значение имело развитие опыта для выполнения полетных операций на лунной орбите. Ranger, Surveyor и первые попытки посадки на Луну Luna Moon осуществлялись напрямую на поверхность без лунной орбиты. Такие прямые восхождения потребляют минимальное количество топлива для беспилотных космических кораблей в одностороннем полете.
Напротив, пилотируемым аппаратам требуется дополнительное топливо после посадки на Луну, чтобы обеспечить экипажу обратный путь на Землю. Оставить это огромное количество необходимого топлива для возвращения на Землю на лунной орбите до тех пор, пока оно не будет использовано позже в миссии, гораздо эффективнее, чем доставлять такое топливо на поверхность Луны при посадке на Луну, а затем снова тащить его обратно в космос, работая против лунной гравитации в обоих направлениях. Такие соображения логически приводят к профилю миссии сближения на лунной орбите для пилотируемой посадки на Луну.
Соответственно, начиная с середины 1966 года и США, и СССР естественным образом перешли к миссиям, в которых лунная орбита была предпосылкой для пилотируемой высадки на Луну. Основными целями этих первых беспилотных орбитальных аппаратов были обширное фотографическое картирование всей лунной поверхности для выбора мест пилотируемой высадки, а для Советов — проверка радиокоммуникационного оборудования, которое будет использоваться при будущих мягких посадках.
Неожиданным крупным открытием первых лунных орбитальных аппаратов стали огромные объемы плотных материалов под поверхностью лунных морей . Такие концентрации масс (« масконы ») могут опасно сбить пилотируемую миссию с курса в последние минуты посадки на Луну, когда она нацелена на относительно небольшую зону посадки, которая является гладкой и безопасной. Было также обнаружено, что масконы в течение более длительного периода времени значительно нарушают орбиты низколетящих спутников вокруг Луны, делая их орбиты нестабильными и вызывая неизбежное столкновение с лунной поверхностью в относительно короткий период от нескольких месяцев до нескольких лет.
Контроль места удара отработавших лунных орбитальных аппаратов может иметь научную ценность. Например, в 1999 году орбитальный аппарат NASA Lunar Prospector был намеренно нацелен на столкновение с постоянно затененной областью кратера Шумейкер вблизи южного полюса Луны. Была надежда, что энергия от удара испарит предполагаемые затененные ледяные отложения в кратере и высвободит струйку водяного пара, обнаруживаемую с Земли. Такого струи не наблюдалось. Однако небольшая ампула с пеплом от тела пионера лунных исследований Юджина Шумейкера была доставлена Lunar Prospector в кратер, названный в его честь, — единственные останки человека на Луне.
«Луна-10» стала первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Луны 3 апреля 1966 года.
Можно направить космический корабль с Земли так, чтобы он сделал петлю вокруг Луны и вернулся на Землю, не выходя на лунную орбиту, следуя так называемой траектории свободного возвращения . Такие миссии по окололунной петле проще, чем миссии по лунной орбите, поскольку не требуются ракеты для торможения на лунной орбите и возвращения на Землю. Однако пилотируемый полет по окололунной петле создает значительные трудности, выходящие за рамки тех, которые встречаются в пилотируемой миссии на низкой околоземной орбите, предлагая ценные уроки в подготовке к пилотируемой высадке на Луну. Главными из них являются освоение требований повторного входа в атмосферу Земли после возвращения с Луны.
Обитаемые околоземные орбитальные аппараты, такие как космический челнок, возвращаются на Землю со скоростью около 7500 м/с (27 000 км/ч). Из-за эффектов гравитации возвращающийся с Луны аппарат врезается в атмосферу Земли на гораздо более высокой скорости около 11 000 м/с (40 000 км/ч). Перегрузки на астронавтов во время возникающего торможения могут быть на пределе человеческой выносливости даже во время номинального входа в атмосферу. Небольшие изменения в траектории полета аппарата и угле входа во время возвращения с Луны могут легко привести к фатальным уровням силы торможения.
Достижение пилотируемого полета вокруг Луны перед пилотируемой высадкой на Луну стало основной целью Советов с их программой космических аппаратов «Зонд» . Первые три «Зонда» были автоматическими планетарными зондами; после этого название «Зонд» было перенесено на совершенно отдельную программу пилотируемых космических полетов. Первоначальной целью этих более поздних «Зондов» было обширное тестирование требуемых высокоскоростных методов возвращения в атмосферу. Эта цель не была разделена США, которые вместо этого решили обойти ступеньку пилотируемой миссии вокруг Луны и никогда не разрабатывали отдельный космический аппарат для этой цели.
Первые пилотируемые космические полеты в начале 1960-х годов вывели одного человека на низкую околоземную орбиту во время советских программ «Восток» и американской «Меркурий» . Двухполётное расширение программы «Восток», известное как «Восход», эффективно использовало капсулы «Восток» со снятыми катапультируемыми креслами для достижения первых в СССР космических полетов с несколькими экипажами в 1964 году и выходов в открытый космос в начале 1965 года. Эти возможности были позже продемонстрированы США в десяти миссиях «Джемини» на низкую околоземную орбиту в течение 1965 и 1966 годов с использованием совершенно новой конструкции космического корабля второго поколения, которая имела мало общего с более ранней «Меркурием». Эти миссии «Джемини» продолжили доказывать методы орбитального сближения и стыковки, имеющие решающее значение для профиля миссии по посадке на Луну с экипажем.
После окончания программы «Джемини» Советский Союз начал запускать свой пилотируемый космический корабль второго поколения «Зонд» в 1967 году с конечной целью совершить облет Луны космонавтом и немедленно вернуть его или ее на Землю. Космический корабль «Зонд» был запущен с помощью более простой и уже работающей ракеты-носителя «Протон» , в отличие от параллельной советской попытки высадки человека на Луну, которая также велась в то время на основе космического корабля третьего поколения «Союз», требовавшего разработки усовершенствованного ускорителя Н-1 . Таким образом, Советы считали, что смогут осуществить пилотируемый полет «Зонда» вокруг Луны за годы до высадки человека на Луну в США и таким образом одержать пропагандистскую победу. Однако значительные проблемы с разработкой задержали программу «Зонд», а успех американской программы высадки человека на Луну «Аполлон» привел к окончательному прекращению усилий по «Зонду».
Как и в случае с Zond, полеты Apollo обычно запускались по траектории свободного возвращения, которая возвращала их на Землю через окололунную петлю, если неисправность сервисного модуля не позволяла вывести их на лунную орбиту. Эта опция была реализована после взрыва на борту миссии Apollo 13 в 1970 году, которая является единственной пилотируемой миссией по окололунной петле, выполненной на сегодняшний день. [ когда? ]
Зонд-5 был первым космическим аппаратом, который доставил жизнь с Земли в окрестности Луны и вернулся, положив начало последнему этапу космической гонки с его полезным грузом из черепах, насекомых, растений и бактерий. Несмотря на неудачу, понесенную в последние моменты, миссия Зонда-6 была сообщена советскими СМИ как также успешная. Хотя они были восприняты во всем мире как выдающиеся достижения, обе эти миссии Зонда летели по нештатным траекториям входа в атмосферу, что привело к силам торможения, которые были бы фатальными для людей.
В результате Советы тайно планировали продолжить беспилотные испытания Зонда до тех пор, пока не будет продемонстрирована их надежность для поддержки пилотируемых полетов. Однако из-за продолжающихся проблем НАСА с лунным модулем и из-за сообщений ЦРУ о потенциальном советском пилотируемом полете вокруг Луны в конце 1968 года, НАСА роковым образом изменило план полета Аполлона-8 с испытания лунного модуля на околоземной орбите на лунную орбитальную миссию, запланированную на конец декабря 1968 года.
В начале декабря 1968 года стартовое окно на Луну открылось для советского космодрома в Байконуре , дав СССР последний шанс опередить США в борьбе за Луну. Космонавты были подняты по тревоге и попросили пилотировать космический корабль «Зонд», который тогда находился в заключительном отсчете на Байконуре для первого пилотируемого полета на Луну. В конечном итоге, однако, советское Политбюро решило, что риск гибели экипажа был неприемлемым, учитывая совокупную плохую производительность Зонда/Протона на тот момент, и поэтому отменило запуск пилотируемой советской лунной миссии. Их решение оказалось мудрым, поскольку эта непронумерованная миссия «Зонд» была уничтожена в другом беспилотном испытании, когда она, наконец, была запущена несколько недель спустя.
К этому времени начались полеты третьего поколения американских космических кораблей Apollo . Гораздо более совершенный, чем Zond, космический корабль Apollo имел необходимую ракетную мощность для выхода на лунную орбиту и выхода с нее, а также для корректировки курса, необходимой для безопасного возвращения на Землю. Миссия Apollo 8 осуществила первый полет человека на Луну 24 декабря 1968 года, сертифицировав ускоритель Saturn V для использования с экипажем и совершив не окололунную петлю, а вместо этого полные десять витков вокруг Луны, прежде чем благополучно вернуться на Землю. Затем Apollo 10 провел полную генеральную репетицию высадки экипажа на Луну в мае 1969 года. Эта миссия прошла по орбите в пределах 14,4 км (47 400 футов) от поверхности Луны, выполнив необходимое низковысотное картирование траекторно-изменяющих масконов с использованием заводского прототипа лунного модуля, слишком тяжелого для посадки. После провала попытки советского роботизированного аппарата « Луна-15» по возвращению образцов на Луну в июле 1969 года были созданы условия для миссии «Аполлон-11» .
Планы по исследованию Луны человеком начались во время администрации Эйзенхауэра . В серии статей середины 1950-х годов в журнале Collier's Вернер фон Браун популяризировал идею экспедиции с экипажем для создания лунной базы. Высадка человека на Луну поставила перед США и СССР ряд сложных технических задач. Помимо управления и контроля веса, основным препятствием был вход в атмосферу без абляционного перегрева. После того, как Советы запустили «Спутник» , фон Браун продвигал план для армии США по созданию военного лунного форпоста к 1965 году.
После первых советских успехов , особенно полета Юрия Гагарина , президент США Джон Ф. Кеннеди искал проект, который бы захватил общественное воображение. Он попросил вице-президента Линдона Джонсона дать рекомендации по научному начинанию, которое доказало бы мировое лидерство США. Предложения включали некосмические варианты, такие как масштабные ирригационные проекты в пользу стран третьего мира . В то время у Советов были более мощные ракеты, чем у США, что давало им преимущество в некоторых видах космических миссий.
Достижения в области технологий ядерного оружия США привели к созданию более мелких и легких боеголовок; советские были намного тяжелее, и для их доставки была разработана мощная ракета Р-7 . Более скромные миссии, такие как полет вокруг Луны или космическая лаборатория на лунной орбите (оба были предложены Кеннеди фон Брауну), давали слишком много преимуществ Советам; однако посадка захватила бы воображение мира.
Джонсон отстаивал американскую программу пилотируемых космических полетов с момента появления «Спутника», спонсируя законопроект о создании НАСА, когда он был еще сенатором. Когда Кеннеди попросил его в 1961 году исследовать лучшее достижение, чтобы противостоять лидерству Советов, Джонсон ответил, что у США есть равные шансы обойти их в пилотируемой высадке на Луну, но не за что-то меньшее. Кеннеди ухватился за «Аполлон» как за идеальный фокус для усилий в космосе. Он обеспечил непрерывное финансирование, защитив космические расходы от налогового сокращения 1963 года, но отвлекая деньги от других научных проектов НАСА. Эти отвлечения встревожили лидера НАСА Джеймса Э. Уэбба , который осознавал необходимость поддержки НАСА со стороны научного сообщества.
Высадка на Луну потребовала разработки большой ракеты-носителя «Сатурн-5» , которая достигла идеальных результатов: ни одного катастрофического отказа или сбоя миссии по вине ракеты-носителя в тринадцати запусках.
Для успеха программы ее сторонникам пришлось бы победить критику со стороны политиков как слева (больше денег на социальные программы), так и справа (больше денег на армию). Подчеркивая научную отдачу и играя на страхах советского доминирования в космосе, Кеннеди и Джонсон сумели поколебать общественное мнение: к 1965 году 58 процентов американцев поддерживали «Аполлон», по сравнению с 33 процентами двумя годами ранее. После того, как Джонсон стал президентом в 1963 году , его постоянная защита программы позволила ей добиться успеха в 1969 году, как и планировал Кеннеди.
Советский лидер Никита Хрущев заявил в октябре 1963 года, что СССР «в настоящее время не планирует полет космонавтов на Луну», настаивая при этом, что Советы не вышли из гонки. Только спустя еще год СССР полностью взял на себя обязательство предпринять попытку высадки на Луну, которая в конечном итоге провалилась.
В то же время Кеннеди предлагал различные совместные программы, включая возможную высадку на Луну советских и американских астронавтов и разработку более совершенных спутников для мониторинга погоды, что в конечном итоге привело к миссии «Аполлон-Союз» . Хрущев, почувствовав попытку Кеннеди украсть российские космические технологии, сначала отверг эту идею: если СССР полетит на Луну, то он полетит один. Хотя Хрущев в конечном итоге разогрелся по отношению к этой идее, реализация совместной высадки на Луну была задушена убийством Кеннеди. [50]
Сергей Королев , главный конструктор советской космической программы , начал продвигать свой корабль «Союз» и ракету-носитель Н1 , которые могли бы осуществить высадку человека на Луну. Хрущев поручил конструкторскому бюро Королева организовать дальнейшие космические новшества, модифицировав существующую технологию «Востока», в то время как вторая группа начала строить совершенно новую ракету-носитель и корабль, ускоритель «Протон» и «Зонд», для полета человека к Луне в 1966 году. В 1964 году новое советское руководство поддержало Королева в его усилиях по высадке на Луну и взяло под его руководство все пилотируемые проекты.
Со смертью Королева и провалом первого полета «Союза» в 1967 году координация советской программы посадки на Луну быстро развалилась. Советы построили посадочный корабль и отобрали космонавтов для миссии, которая должна была доставить Алексея Леонова на поверхность Луны, но из-за последовательных неудачных запусков ускорителя Н1 в 1969 году планы по посадке с экипажем сначала были отложены, а затем отменены.
Была начата программа автоматизированных возвращаемых аппаратов в надежде стать первыми, кто вернет лунные камни. Она потерпела несколько неудач. В конечном итоге она увенчалась успехом с Луной-16 в 1970 году. [51] Но это не оказало большого влияния, поскольку к тому времени уже состоялись посадки на Луну Аполлона-11 и Аполлона-12 и возвраты камней.
В общей сложности двадцать четыре американских астронавта побывали на Луне. Трое совершили это путешествие дважды, а двенадцать ходили по ее поверхности. Apollo 8 был миссией только на лунной орбите, Apollo 10 включал расстыковку и выход на орбиту спуска (DOI), за которой следовала ступенчатая установка LM на повторную стыковку CSM, в то время как Apollo 13, изначально запланированный как посадка, закончился как пролет Луны с помощью траектории свободного возвращения ; таким образом, ни одна из этих миссий не совершила посадку. Apollo 7 и Apollo 9 были миссиями только на околоземной орбите. Помимо неотъемлемых опасностей пилотируемых лунных экспедиций, как это было с Apollo 13, одной из причин их прекращения, по словам астронавта Алана Бина, является стоимость, которую это налагает на государственные субсидии. [52]
Президент Ричард Никсон поручил спичрайтеру Уильяму Сафайру подготовить соболезнование в случае, если Армстронг и Олдрин останутся на поверхности Луны и их не удастся спасти. [53]
В 1951 году писатель-фантаст Артур Кларк предсказал, что человек достигнет Луны к 1978 году. [54]
16 августа 2006 года агентство Associated Press сообщило, что в НАСА отсутствуют оригинальные телевизионные записи медленного сканирования (которые были сделаны до преобразования сканирования для обычного телевидения) прогулки Аполлона-11 по Луне. Некоторые новостные агентства ошибочно сообщили о записях SSTV, найденных в Западной Австралии, но эти записи были всего лишь записями данных из пакета ранних экспериментов на поверхности Аполлона-11 . [55] Записи были найдены в 2008 году и проданы на аукционе в 2019 году к 50-летию высадки. [56]
Ученые полагают, что шесть американских флагов, установленных астронавтами, выцвели из-за более чем 40-летнего воздействия солнечной радиации. [57] Используя изображения LROC , было установлено, что пять из шести американских флагов все еще стоят и отбрасывают тени на всех местах, за исключением Аполлона-11. [58] Астронавт Базз Олдрин сообщил, что флаг был сдунут выхлопными газами из подъемного двигателя во время старта Аполлона-11. [58]
Запущен 24 января 1990 года в 11:46 UTC. В конце своей миссии японский лунный орбитальный аппарат Hiten получил команду врезаться в лунную поверхность и сделал это 10 апреля 1993 года в 18:03:25.7 UT (11 апреля 03:03:25.7 JST). [59]
Lunar Prospector был запущен 7 января 1998 года. Миссия завершилась 31 июля 1999 года, когда орбитальный аппарат был намеренно направлен в кратер около южного полюса Луны после того, как было успешно обнаружено наличие водяного льда. [60]
Запущен 27 сентября 2003 года в 23:14 UTC из Гвианского космического центра в Куру, Французская Гвиана. В конце своей миссии лунный орбитальный аппарат ЕКА SMART-1 совершил контролируемое столкновение с Луной на скорости около 2 км/с (7200 км/ч; 4500 миль/ч). Время падения — 3 сентября 2006 года в 5:42 UTC. [61]
Индийская организация космических исследований (ISRO) осуществила контролируемую жесткую посадку своего зонда Moon Impact Probe (MIP). MIP был выведен из лунного орбитального аппарата Chandrayaan-1 и провел эксперименты по дистанционному зондированию во время спуска на лунную поверхность. Он упал около кратера Шеклтона на южном полюсе лунной поверхности 14 ноября 2008 года в 20:31 IST.
Чандраян-1 был запущен 22 октября 2008 года в 00:52 UTC. [62]
Китайский лунный орбитальный аппарат «Чанъэ-1 » совершил контролируемое падение на поверхность Луны 1 марта 2009 года в 20:44 по Гринвичу после 16-месячной миссии. «Чанъэ-1» был запущен 24 октября 2007 года в 10:05 по Гринвичу. [63]
SELENE или Kaguya после успешного нахождения на орбите Луны в течение года и восьми месяцев, главному орбитальному аппарату было поручено совершить посадку на лунную поверхность вблизи кратера Гилл в 18:25 UTC 10 июня 2009 года. [64] SELENE или Kaguya был запущен 14 сентября 2007 года.
Космический аппарат-наблюдатель LCROSS , собирающий данные, был запущен вместе с лунным разведывательным орбитальным аппаратом (LRO) 18 июня 2009 года на борту ракеты Atlas V с верхней ступенью Centaur . 9 октября 2009 года в 11:31 UTC верхняя ступень Centaur врезалась в лунную поверхность, высвободив кинетическую энергию, эквивалентную детонации примерно 2 тонн тротила (8,86 ГДж ). [65] Шесть минут спустя в 11:37 UTC космический аппарат-наблюдатель LCROSS также врезался в поверхность. [66]
Миссия GRAIL состояла из двух небольших космических аппаратов: GRAIL A ( Ebb ) и GRAIL B ( Flow ). Они были запущены 10 сентября 2011 года на борту ракеты Delta II . GRAIL A отделился от ракеты примерно через девять минут после запуска, а GRAIL B последовал за ним примерно через восемь минут. [67] [68] Первый зонд вышел на орбиту 31 декабря 2011 года, а второй — 1 января 2012 года. [69] Оба космических аппарата достигли поверхности Луны 17 декабря 2012 года. [70]
LADEE был запущен 7 сентября 2013 года. [71] Миссия завершилась 18 апреля 2014 года, когда диспетчеры космического корабля намеренно разбили LADEE на обратной стороне Луны , [72] [73] которая, как позже было установлено, находилась вблизи восточного края кратера Сундман V. [74] [75]
Миссия Manfred Memorial Moon Mission была запущена 23 октября 2014 года. Она совершила облет Луны и проработала 19 дней, что в четыре раза дольше, чем ожидалось. Миссия Manfred Memorial Moon Mission оставалась прикрепленной к верхней ступени своей ракеты-носителя (CZ-3C/E). Космический корабль вместе с верхней ступенью врезался в Луну 4 марта 2022 года. [76] [77] [78]
14 декабря 2013 года в 13:12 UTC [79] « Чанъэ-3 » совершил мягкую посадку марсохода на Луну. Это была первая мягкая посадка Китая на другое небесное тело и первая в мире мягкая посадка на Луну со времен «Луны-24» 22 августа 1976 года. [80] Миссия была запущена 1 декабря 2013 года. После успешной посадки посадочный модуль освободил марсоход «Юйту» , который продвинулся на 114 метров, прежде чем был обездвижен из-за неисправности системы. Но марсоход все еще работал до июля 2016 года. [81]
3 января 2019 года в 2:26 UTC «Чанъэ-4» стал первым космическим аппаратом, совершившим посадку на обратной стороне Луны . [82] Первоначально «Чанъэ-4» был разработан как резервная копия «Чанъэ-3». Позже он был скорректирован как миссия на обратной стороне Луны после успеха «Чанъэ-3». [83] После успешной посадки в кратере Фон Кармана посадочный модуль «Чанъэ-4» развернул 140-килограммовый (310 фунтов) марсоход «Юйту-2» и начал первое близкое исследование человеком обратной стороны Луны. Поскольку Луна блокирует связь между обратной стороной и Землей, за несколько месяцев до посадки в точку Лагранжа L2 «Земля-Луна» был запущен ретрансляционный спутник «Цюэцяо» , чтобы обеспечить связь.
Yutu-2 , второй луноход из Китая, был оснащен панорамной камерой, лунным проникающим радаром , спектрометром видимого и ближнего инфракрасного диапазона и усовершенствованным малым анализатором нейтралов. По состоянию на июль 2022 года он прожил более 1000 дней на поверхности Луны и все еще движется, пройдя в общей сложности более 1200 метров. [84] [85]
22 февраля 2019 года израильское частное космическое агентство SpaceIL запустило свой космический корабль Beresheet на Falcon 9 с мыса Канаверал, Флорида, намереваясь совершить мягкую посадку. SpaceIL потеряла связь с космическим кораблем во время последнего спуска 11 апреля 2019 года, и он разбился в результате отказа главного двигателя.
Эта миссия была первой израильской и первой финансируемой из частных источников попыткой высадки на Луну. [86] Несмотря на неудачу, эта миссия представляла собой самое близкое к мягкой посадке на Луну решение, которое частная организация сделала на тот момент. [87]
SpaceIL изначально задумывался в 2011 году как предприятие для участия в конкурсе Google Lunar X Prize . Целевой точкой посадки лунного модуля Beresheet было Море Ясности, обширный вулканический бассейн на северной ближней стороне Луны.
ISRO , Индийское национальное космическое агентство, запустило Chandrayaan-2 22 июля 2019 года. [88] [89] Он имел три основных модуля: орбитальный аппарат, посадочный модуль и марсоход. Каждый из этих модулей имел научные приборы из научно-исследовательских институтов Индии и США. [90] 7 сентября 2019 года связь с посадочным модулем Vikram была потеряна на высоте 2,1 км (1,3 мили) после фазы жесткого торможения. [91] Позже было подтверждено, что Vikram потерпел крушение и был уничтожен.
6 декабря 2020 года в 21:42 UTC «Чанъэ-5» совершил посадку и собрал первые образцы лунного грунта за более чем 40 лет, а затем вернул образцы на Землю. 8,2-тонный стек, состоящий из посадочного модуля, подъемного модуля, орбитального модуля и возвращаемого модуля, был запущен на лунную орбиту ракетой «Чанчжэн-5» 24 ноября. Комбинация посадочного модуля и подъемного модуля была разделена с орбитальным модулем и возвращаемым модулем перед посадкой около горы Рюмкер в Океане Бурь . Позднее подъемный модуль был запущен обратно на лунную орбиту, неся образцы, собранные посадочным модулем, и выполнил первое в истории роботизированное сближение и стыковку на лунной орбите. [92] [93] Затем контейнер с образцами был передан возвращаемому модулю, который успешно приземлился во Внутренней Монголии 16 декабря 2020 года, завершив первую в Китае миссию по возвращению внеземных образцов. [94]
В первой попытке России достичь Луны с 1976 года и с момента распада Советского Союза космический аппарат «Луна-25» потерпел неудачу во время «предпосадочных» маневров и врезался в лунную поверхность 19 августа 2023 года. [95]
.jpg/1280px-Chandrayaan3-landed_(cropped).jpg)
Национальное космическое агентство Индии ISRO запустило Chandrayaan-3 14 июля 2023 года. Chandrayaan-3 состоит из местного посадочного модуля (LM), двигательного модуля (PM) и марсохода Pragyan . Посадочный модуль с марсоходом успешно приземлился вблизи южного полюса Луны в 18:04 IST 23 августа 2023 года. [96] [97]
JAXA запустило миссию Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) 6 сентября 2023 года в 23:42 UTC (7 сентября 08:42 по японскому стандартному времени). Она приземлилась 19 января 2024 года в 15:20 UTC, сделав Японию пятой страной, совершившей мягкую посадку на Луну. [98] Проблемы с ориентацией солнечных панелей и возможные повреждения при посадке осложнили работу космического корабля. [99] [100] [101] Миссия также запустила два марсохода, которые успешно отработали и независимо связались с Землей. [100]
22 февраля 2024 года аппарат Odysseus компании Intuitive Machine успешно приземлился на Луну после старта на ракете SpaceX Falcon 9 15 февраля 2024 года в рамках совместной миссии NASA , SpaceX и Intuitive Machines , что стало первой мягкой беспилотной посадкой США на Луну за более чем 50 лет. Эта миссия также знаменует собой первую посадку частного космического аппарата на Луну и первую посадку с использованием криогенного топлива . [11] [102] Хотя он приземлился успешно, одна из опор посадочного модуля сломалась при посадке, и он наклонился на другую сторону, на 18°, из-за посадки на склоне, но посадочный модуль выжил, и полезные нагрузки функционируют, как и ожидалось. [103] EagleCam не был выброшен до посадки. Позднее он был выброшен 28 февраля, но был частично неудачным, поскольку он вернул все типы данных, за исключением изображений после посадки IM-1, которые были главной целью его миссии. [104]
Китай отправил Chang'e 6 3 мая 2024 года, который осуществил первый возврат лунных образцов из бассейна Аполлона на обратной стороне Луны . [105] Это вторая китайская миссия по возврату лунных образцов, первая была осуществлена Chang'e 5 с ближней стороны Луны четырьмя годами ранее. [106] Он также нес китайский марсоход под названием Jinchan для проведения инфракрасной спектроскопии лунной поверхности и получения изображений посадочного модуля Chang'e 6 на лунной поверхности. [107] Комбинация посадочного модуля, подъемного модуля и марсохода была разделена с орбитальным модулем и возвращаемым модулем перед посадкой 1 июня 2024 года в 22:23 UTC. Он приземлился на поверхность Луны 1 июня 2024 года. [108] [109] Подъемный модуль был запущен обратно на лунную орбиту 3 июня 2024 года в 23:38 UTC, неся образцы, собранные посадочным модулем, и позже выполнил еще одно роботизированное сближение и стыковку на лунной орбите. Затем контейнер с образцами был передан возвращаемому модулю, который приземлился на Внутренней Монголии 25 июня 2024 года, завершив миссию Китая по возвращению внеземных образцов с дальней стороны.
Прогресс в исследовании космоса в 21 веке расширил понятие « посадка на Луну» , включив в него и другие луны Солнечной системы . Зонд «Гюйгенс» миссии «Кассини-Гюйгенс» к Сатурну совершил успешную посадку на Титан в 2005 году. Аналогичным образом советский зонд «Фобос-2» приблизился на 190 км (120 миль) к посадке на спутник Марса Фобос в 1989 году, прежде чем радиосвязь с этим посадочным модулем была внезапно потеряна. Похожая российская миссия по возвращению образцов под названием «Фобос-Грунт» («грунт» означает «почва» на русском языке) была запущена в ноябре 2011 года, но застряла на низкой околоземной орбите. Существует широкий интерес к выполнению будущей посадки на спутник Юпитера Европу для бурения и исследования возможного океана жидкой воды под его ледяной поверхностью. [110]
Lunar Polar Exploration Mission — это концепция роботизированной космической миссии ISRO и японского космического агентства JAXA [111] [112] , которая отправит луноход и посадочный модуль для исследования южного полюса Луны в 2025 году. [ 113] [114] JAXA, вероятно, предоставит услуги по запуску с использованием будущей ракеты H3 , а также будет отвечать за ровер. ISRO будет отвечать за посадочный модуль. После успеха Chandrayaan 3 ISRO также планирует запустить Chandrayaan 4 , миссию по возвращению лунных образцов , которая, возможно, станет первой миссией по возвращению грунта из богатого водой южного полярного бассейна , приземлившись недалеко от Statio Shiv Shakti . Миссия запланирована на конец 2028 года. Обе страны также являются активными участниками программы Artemis . [112] [115]
11 декабря 2017 года президент США Дональд Трамп подписал Директиву о космической политике 1 , которая предписывала НАСА вернуться на Луну с пилотируемой миссией для долгосрочного исследования и использования, а также миссий на другие планеты. [116] 26 марта 2019 года вице-президент Майк Пенс официально объявил, что в миссии будет участвовать первая женщина-астронавт на Луне. [117] Программа Artemis предполагала высадку пилотируемой миссии на Луну в 2024 году и начало устойчивой работы к 2028 году при поддержке запланированного Lunar Gateway . [118] С тех пор миссия НАСА по посадке на Луну была отложена до запуска не ранее сентября 2026 года. [119]
Китайская программа исследования Луны планирует 3 дополнительных беспилотных миссии Чанъэ между 2025 и 2028 годами в рамках активной подготовки к Международной лунной исследовательской станции, которую она планирует построить с Россией, Венесуэлой, Пакистаном и Объединенными Арабскими Эмиратами в 2030-х годах. Кроме того, Китайское пилотируемое космическое агентство намерено провести пилотируемые посадки на Луну к 2029 или 2030 году; готовясь к этим усилиям, различные китайские космические агентства и подрядчики в настоящее время разрабатывают сверхтяжелую ракету-носитель, рассчитанную на человека ( Long March 10 ), новый пилотируемый лунный космический корабль и пилотируемый лунный посадочный модуль . [120]
Роскосмос объявил о планах запустить в 2027 году лунный полярный орбитальный аппарат « Луна -26» .
нашей следующей миссии — Chandrayaan-3 — которая будет осуществлена в сотрудничестве с JAXA (Японское космическое агентство), мы пригласим и другие страны принять участие с их полезными нагрузками.
