В рамках лунной миссии Artemis 1 в космос запустят 10 миниатюрных спутников
Ранее Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США объявило о намерении запустить ракету-носитель Space Launch System с кораблём Orion в первый полёт 29 августа. В ходе миссии Artemis 1 ракета SLS доставит в космос корабль Orion, который в автоматическом режиме отправится в путешествие вокруг Луны и через 42 дня после старта вернётся на Землю. Вместе с этим на орбиту будут выведены 10 миниатюрных спутников (кубсатов).
Источник изображения: Cory Huston / NASA
Несмотря на небольшой размер кубсатов, они имеют важное значение для науки, поскольку предназначаются для сбора данных, которые будут использоваться при реализации будущих космических миссий. Обычно масса таких спутников составляет от 1 до 10 кг, а базовый размер — 1U (10×10×10 см). Большинство аппаратов миссии Artemis 1 имеют размер 6U. Миниатюрные спутники играют важную роль в американской лунной программе, одной из ключевых целей которой является создание инфраструктуры в космосе, на Луне и вокруг неё для выполнения в будущем более длительных миссий.
Спутник Lunar IceCube / Источник изображения: Morehead State University
В предстоящей миссии в космос отправится сразу 10 спутников, одним из которых является Lunar IceCube, который разработан специалистами Государственного университета Морхеда в сотрудничестве с Центром космических полётов имени Годдарда и компанией Busek. Он предназначен для поиска водяного льда и других ресурсов на поверхности Луны и над нею. В будущем это может оказаться очень полезным, если астронавты смогут использовать имеющиеся на спутнике Земли ресурсы для выполнения разных задач, включая освоение дальних объектов Солнечной системы.
В конструкции IceCube имеется ионный двигатель, предназначенный для корректировки траектории движения. Аппарат весом 14 кг будет совершать облёты вокруг Луны каждые 7 часов. Любопытно, что научные инструменты будут открываться и приводиться в рабочее состояние всего на час при каждом новом витке. Это связано с тем, что чувствительная аппаратура может быстро выйти из строя из-за солнечной радиации, поэтому большую часть времени они будут находиться за защитным экраном.
Для сбора данных будет использоваться широкополосный инфракрасный спектрометр Broadband InfraRed Compact High-Resolution Exploration Spectrometer (BIRCHES), предназначенный для поиска воды и анализа мест её распределения. Он также способен обнаруживать частицы воды в разреженной атмосфере Луны. Собранные с его помощью данные помогут учёным понять, как лунный реголит поглощает и выделяет воду.
Спутник LunaH-Map / Источник изображения: Arizona State University
Изучением спутника нашей планеты будут заниматься и несколько других кубсатов. Одним из них станет аппарат Lunar Polar Hydrogen Mapper (LunarH-Map), который создан исследователями и студентами Университета штата Аризона и предназначен для поиска водорода в тёмных областях Луны. Полученные с его помощью данные помогут создать карту распространения водорода в пространственном масштабе около 10 км и оценить количество этого элемента в водяном льде, лежащем в глубоких и тёмных лунных кратерах.
Научная миссия LunarH-Map продлится 60 дней, в течение которых аппарат совершит 141 оборот вокруг Луны, находясь на высокоэллиптической орбите. Он будет пролетать на малой высоте от поверхности спутника (от 4,8 до 9,6 км). основным инструментом аппарата является детектор нейтронов на базе материала Cs2YLiCl6:Ce (CLYC). Ожидается, что LunarH-Map за время работы сможет составить карту содержания водорода на южном полюсе Луны, а также измерит содержание этого элемента в метре под поверхностью спутника.
Спутник LunarIR / Источник изображения: Lockeed Martin
Аппарат компании Lockheed Martin под названием LunIR (кубсат 6U), ранее известный как SkyFire, также выйдет на орбиту Луны и займётся картированием её поверхности. Он будет захватывать изображения поверхности, помогая учёным характеризовать её композитную структуру и то, как она взаимодействует с космосом. Эти данные помогут выбирать посадочные посадки для будущих миссий, а также позволят оценить риски для астронавтов, которые будут прибывать на Луне длительное время. После завершения основной миссии LunIR выполнит серию манёвров и операций, которые помогут в разработке будущих пилотируемых и роботизированных миссий.
Посадочный модуль OMOTENASHI / Источник изображения: JAXA
Аппарат Outstanding Moon exploration Technologies demonstrated by Nano-Hard Impactor (OMOTENASHI) Национального аэрокосмического агентства Японии (JAXA) включает в себя миниатюрный посадочный модуль. Платформа весом 12,6 кг несёт на себе посадочный модуль весом 1 кг, оснащённый твердотопливным 6-килограмовым двигателем. Незадолго до посадки спускаемый аппарат будет снижаться со скоростью 30 м/с. В этот момент двигатель отсоединится и аппарат развернёт подушку безопасности, которая должна смягчить посадку. Оказавшись на поверхности Луны OMOTENASHI (в переводе с японского означает «гостеприимство»), займётся измерением излучения лунной поверхности и её механики.
Спутник NEA Scout / Источник изображения: NASA / JPL-Caltech
Помимо Луны миниатюрные спутники миссии Artemis 1 будут изучать другие объекты. Астероиды, сближающиеся с Землёй (NEA), являются одним из объектов интереса учёных. Наблюдать за одним из них будет аппарат NEA Scout, который развёрнут вскоре после отсоединения корабля Orion от ракеты SLS. После этого кубсат отправится в двухгодовое путешествие к целевому астероиду. Ключевым элементом аппарата является солнечный парус — тонкий и лёгкий материал, использующий солнечные фотоны и их импульс для приведения аппарата в движение.
Несмотря на то, что парус разворачивается из миниатюрной конструкции размером с коробку из-под обуви, в развёрнутом виде его площадь составляет 86 м². Парус поддерживают четыре 7,3-метровые металлические направляющие. Парус такого размера необходим для захвата достаточного количества фотонов для обеспечения тяги. При сближении с целевым астероидом он активирует камеру NEACam (20-мегапиксельный сенсор с CMOS-датчиком с размером матрицы 3840×3840 пикселей), которая будет использоваться для создания снимков астероида и отправки их на Землю.
Спутник EQUULEUS / Источник изображения: JAXA
Аппарат EQUilibriUm Lunar-Earth Point (кубсат 6U), созданный агентством JAXA и специалистами Токийского университета, займётся исследованием излучения в космической среде вокруг Земли. Он использует низкоэнергетические методы управления траекторией полёта для достижения заданной орбиты между Землёй и Луной. Оттуда он будет наблюдать за плазмосферой Земли, областью околоземного пространства над ионосферой, которая сверху ограничена силовыми линиями магнитного поля планеты. Ожидается, что полученные во время работы спутника данные помогут в будущем лучше защищать электронику и астронавтов во время долгосрочных космических миссий.
Спутник BioSentinel / Источник изображения: Daniel Rutter / NASA
Узнать больше о влиянии радиации на организмы поможет спутник BioSentinel, созданный учёными Исследовательского центра Эймса (входит в состав NASA). Исследование будет проведено на основе наблюдения за дрожжами. Оно поможет понять, как высокоэнергетическое излучение вызывает разрывы в ДНК, несущих генетическую информацию в клетках всех живых организмов. Дрожжи были выбраны потому, что исследователи хорошо их изучили и могут эффективно восстанавливать повреждения в их ДНК. Два штамма дрожжей будут расти, как только спутник окажется за пределами магнитосферы Земли. Аппарат BioSentinel весит 13 кг, а его миссия продлится примерно 18 месяцев. Он пролетит мимо Луны и отправится в сторону Солнца.
Спутник CuSP / Источник изображения: NASA
Вокруг Солнца также будет вращаться аппарат CuSP, который займётся изучением излучения звезды, солнечного ветра и других явлений, способных оказывать влияние на Землю и пространство вблизи неё. В его конструкции имеется три научных инструмента, которые помогут фиксировать последствия солнечной активности, способные спровоцировать геомагнитные бури. Аппарат также поможет следить за тем, как меняется космическая среда между Солнцем и Землёй, и как эти изменения влияют на нашей планете.
Спутник Team Miles / Источник изображения: NASA
Спутник Team Miles, созданный гражданскими разработчиками из Miles Space и Fluid & Reason, имеет в оснащении инновационные плазменные двигатели. Он предназначен для демонстрации навигации в дальнем космосе и тестирования программно-определяемой радиосвязи в S-диапазоне. В рамках своего путешествия Team Miles удалится на расстояние около 60 млн км от Земли (несколько дальше Марса).
Спутник AgroMoon / Источник изображения: Argotec
Последним аппаратом миссии Artemis 1 станет кубсат ArgoMoon Итальянского космического агентства (ASI). После развёртывания он станет одним из первых европейских спутников, покинувших орбиту Земли. Цель миссии – предоставить NASA информацию о выполнении операций ракеты-носителя с помощью фотографий.
