Владимир Сурдин - Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

После получения предварительных данных о запасах лунного льда «Лунар Проспектор» перевели на еще более низкую орбиту высотой всего 30 км. Любопытно, что были предложения перевести аппарат на орбиту высотой 10 км.(!), но их отклонили, учитывая, что некоторые лунные горы возвышаются на несколько километров. Напомним, что спутники Земли не могут обращаться на столь низких орбитах из-за наличия атмосферы у нашей планеты.

Анализ данных, полученных с низкой орбиты, подтвердил наличие на Луне соединений водорода. После этого решено было закончить жизнь «Лунар Проспектора» нестандартным образом: 31 июля 1999 г. по команде с Земли он сошел с орбиты и упал в районе южного полюса Луны. Ученые надеялись, что этот удар выбросит в окололунное пространство водяной пар, который можно будет зарегистрировать с Земли в телескоп. Но даже космический телескоп «Хаббл» не смог обнаружить признаки пара после падения зонда на Луну. А ведь этот телескоп очень зоркий: если бы в результате удара о Луну было выброшено всего 30 кг. водяных паров, он бы это заметил…

Неудача эксперимента по добыванию лунной воды не повлияла на решимость ученых продолжать ее поиски. В 2003 г. с помощью собственного спутника начало исследования Луны Европейское космическое агентство (ЕКА). Первый европейский лунный зонд назвали «Смарт-1» (SMART — Small Missions for Advanced Research in Technology, Малые экспедиции для передовых технологических исследований). Это был куб размером около 1 м. и массой 367 кг. с двумя «крыльями» солнечных батарей, раскинувшимися на 14 м. Они выдавали около 2 кВт. электроэнергии, необходимой для работы ионного двигателя малой тяги, проходившего испытания на этом аппарате. «Смарт-1» был выведен в космос 27 сентября 2003 г. в 23:14 UT ракетой «Ариан-5» с космодрома Куру во Французской Гвиане, и его путешествие к Луне было долгим. За первые 80 дней полета перигейная высота орбиты увеличилась лишь до 20 тыс. км. Затем она постепенно возросла до 200 тыс. км., после чего аппарат совершил три гравитационных маневра в поле Земли и Луны: в декабре 2004 г., в январе и феврале 2005 г. В марте 2005 г. аппарат был захвачен Луной на вытянутую полярную орбиту и к апрелю 2005 г. перешел на круговую орбиту. Более года он фотографировал поверхность Луны с высоким разрешением, в особенности полярные области; проводил наблюдения спектра поверхности в инфракрасном диапазоне, направленные на поиски льда и замерзшего углекислого газа. По этим данным была составлена первая глобальная карта химического состава лунной поверхности. «Смарт-1» также провел некоторые исследования Солнца. Затем аппарат был сведен с орбиты и 3 сентября 2006 г. упал на Луну в области Lacus Excellentiae (33° ю.ш., 46° з.д.). Вспышку от удара и мощный выброс пылевого облака с поверхности Луны зафиксировали крупные наземные телескопы.

Для окончательного решения вопроса о лунной воде в США разрабатывают аппарат, способный доставить на Землю вещество с лунного Полюса холода — из глубокого кратера вблизи Южного полюса. А пока продолжаются дистанционные исследования. В Японии создан космический зонд «Кагуя» («KAGUYA», прежнее имя — SELENE, SELenological and ENgineering Explorer) массой около 3 тонн и размером 5×2×2 м. Он стартовал к Луне 14 сентября 2007 г. и спустя несколько дней достиг окрестностей Луны. Зонд будет работать на круговой полярной орбите высотой 100 км. На этом аппарате установлены радар, лазерный альтиметр, рентгеновский- и гамма-спектрометры, магнетометр, приборы для исследования межпланетной плазмы и несколько телекамер, дающих изображение лунной поверхности с разрешением до 10 м.

Выйдя на окололунную орбиту, «Кагуя» выпустил в свободный полет два мини-спутника; масса каждого около 50 кг. Один из них будет служить ретранслятором для связи с основным зондом, когда тот скрыт от нас за диском Луны. А за вторым мини-спутником, снабженным специальным радиопередатчиком, будут наблюдать наземные радиоинтерферометры. Цель этих наблюдений — изучить неоднородности гравитационного поля Луны. Для этого нужно выяснить, насколько сильно спутник отклоняется от идеальной орбиты. До сих пор за движением спутников Луны следили только доплеровским методом, измеряя вариации частоты приходящего радиосигнала. Этот метод позволяет выявлять неоднородности поля (например, области повышенного тяготения — масконы) в центральной области видимого диска, где, поднимаясь или проваливаясь, спутник движется вдоль луча зрения и демонстрирует заметный доплер-эффект. Но вблизи лимба Луны доплеровский метод не работает. Поэтому создатели «Кагуя» решили с помощью радиоинтерферометров следить за угловыми перемещениями спутника. Это позволит изучить гравитационное поле Луны в ее краевых зонах. В дальнейшем Япония намерена изучать Луну с помощью еще более мощных космических аппаратов (на 2012-13 гг. намечен запуск SELENE-2).