Falcon 9 запускает первый лунный спускаемый аппарат от Intuitive Machines⁠⁠

Джефф Фауст, 15 февраля 2024 г.
Первоисточник

КОСМИЧЕСКИЙ ЦЕНТР Кеннеди, Флорида. — Космический аппарат Intuitive Machines выведен на путь к Луне 15 февраля в стремлении компании стать первым коммерческим предприятием, успешно совершившим посадку на поверхность Луны.

Falcon 9 компании SpaceX стартовал в 1:05 по восточному времени со стартового комплекса 39A здесь после 24-часовой задержки. Верхняя ступень ракеты развернула посадочный модуль Nova-C, получивший название Odysseus, примерно 48 минут спустя, после вывода космического аппарат на траекторию, ведущую к Луне.

Посадочный модуль прибудет на Луну 21 февраля, выйдя на орбиту примерно в 100 километрах над Луной. Это подготовит космический аппарат к попытке посадки вблизи кратера Малаперт А, в южной полярной области Луны, поздно вечером (по восточному поясному времени) 22 февраля. Intuitive Machine не раскрыла конкретное время ни для выхода на орбиту, ни для посадки.

Ключевая веха в миссии IM-1 наступит примерно через 18 часов после запуска, когда космический аппарат впервые запустит маршевый двигатель в ходе пусконаладочных испытаний. Этот двигатель, разработанный Intuitive Machines и использующий жидкий кислород и метановое топливо, позже будет использоваться для любых необходимых маневров по коррекции траектории, а также для выхода на орбиту вокруг Луны и самой посадки.

«Это критический маневр, и, если он пройдет успешно, мы на пути к Луне», - сказал Стив Альтемус, исполнительный директор Intuitive Machines, сказал в интервью 12 февраля. «Я думаю, что наш уровень уверенности повысится с 75-80% примерно до 90% после завершения этого маневра по вводу в эксплуатацию».

Спускаемый аппарат был заправлен жидким кислородом и метаном, заправленных за несколько часов до старта. Проблема, связанная с тем, что SpaceX назвала «аномальными температурами метана», не позволила заправить космический аппарат топливом для попытки запуска 24 часами ранее.

Дюжина полезных нагрузок

Основным заказчиком космического аппарата является НАСА, которое выполняет полет шести полезных грузов в рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS) в рамках премии стоимостью около 118 миллионов долларов.

Основное внимание НАСА уделяется разработке технологий, включая доплеровский лидар для сбора данных о скорости и высоте спускаемого аппарата во время его снижения, камеру для изучения столба лунной пыли, создаваемого двигателем при посадке космического аппарата, и прибор, использующий радиочастотную технологию для измерения количества топлива в баках спускаемого аппарата.

«То, что мы запланировали для IM-1, действительно сосредоточено на безопасной посадке», - сказала Сьюзан Ледерер, научный сотрудник проекта CLPS НАСА, во время брифинга 12 февраля. Это включает в себя проблемы, связанные с эксплуатацией в южном полярном регионе, где и солнце, и Земля находятся низко над горизонтом. «Я думаю, что это очень хорошее место для начала с немного более простой полезной нагрузки».

Другие полезные приборы НАСА на IM-1 включают демонстрацию навигационного маяка, который может быть использован как часть будущей лунной навигационной системы, а также лазерного ретрорефлектора для точного определения дальности, который также использовался на других посадочных аппаратах, включая индийский Chandrayaan-3 и японский SLIM.

Одной из научных полезных нагрузок НАСА является радионаблюдения фотоэлектронной оболочки поверхности Луны, или ROLSES, которые будут выполнять низкочастотную радиоастрономию, которую невозможно вести с Земли из-за ионосферы. ROLSES будет измерять различные источники радиошумов от Земли, солнца и самого спускаемого аппарата, а также электрическую оболочку непосредственно над поверхностью Луны, создаваемую солнечным светом.

Космический аппарат также несет шесть полезных нагрузок, не принадлежащих НАСА. Они включают в себя иллюстрацию под названием «Фазы Луны» Джеффа Кунса, архив данных Galactic Legacy Labs, прототип полезной нагрузки лунного центра обработки данных от Lonestar Data Holdings и астрономическую камеру от Международной ассоциации лунных обсерваторий, предшественницу предлагаемой обсерватории на южном полюсе Луны.

Другой коммерческий полезный груз является частью самого спускаемого аппарата: термоотражающий материал Omni-Heat Infinity, разработанный Columbia Sportwear. Материал идентичен тому, который используется в куртках компании для отражения тепла тела.

«Когда мы впервые начали разговаривать с ними, мы были полностью готовы модифицировать этот материал, чтобы сделать его пригодным» для использования на космическом аппарате, - сказал Хаскелл Бекхэм, вице-президент по инновациям Columbia, в интервью. Однако тепловакуумные испытания показали, что материал можно использовать на спускаемом аппарате как есть. Он добавил, что Columbia планирует работать с Intuitive Machines во время своей второй миссии на посадочный модуль, используя как тот же изоляционный материал, так и тестируя новый материал.

Шестой полезной нагрузкой, не принадлежащей NASA, является EagleCam, разработанная студентами Авиационного университета Эмбри-Риддл. Это устройство размером примерно со спутник cubesat формата 1.5, которое катапультируется из спускаемого аппарата во время его спуска и делает снимки спускаемого аппарата, когда он приземляется поблизости. EagleCam передаст эти изображения на посадочный модуль для отправки обратно на Землю.

EagleCam была разработана более чем двумя десятками студентов ERAU в течение четырех лет после того, как Альтемус, выпускник университета, предложил студенту совершить полет с полезной нагрузкой, если он сможет сфотографировать спускаемый аппарат. «Мы взяли идею и реализовали ее», - сказал Тейлор Йоу, один из руководителей студенческой команды EagleCam, на брифинге 12 февраля. «Весь проект был разработан студентами и построен ими самими».

Получение единственного изображения приземления можно было бы квалифицировать как успешную миссию, сказал Трой Хендерсон, научный консультант EagleCam. Но, добавил он, «если мы получим все данные, которые мы ожидаем, у нас будет пять с лишним лет аспирантских диссертаций».

Принятие риска

И Intuitive Machines, и НАСА осознают риски, с которыми сталкивается посадочный модуль Nova-C при попытке приземлиться на Луну. Показатели успешности посадок на Луну в целом составляют менее 50%, а три неправительственные организации — Astrobotic, ispace и SpaceIL — потерпели неудачу в попытках высадки на Луну за последние пять лет.

«Высадка на Луну - непростая задача», - сказал Альтемус, особенно когда компания «снизила стоимость доступа к Луне». Он указал на технологические достижения компании при разработке спускаемого аппарата, включая его двигатель на метане / жидком кислороде.

«То, что я ищу с точки зрения управления ожиданиями, на самом деле - это чувство отказоустойчивости в сообществе», - сказал он. «Давайте продолжать попытки, даже если у нас произойдет сбой в миссии, вероятность которого существует. Нам нужно продолжать расширять этот рубеж».

Джоэл Кернс, заместитель администратора по исследованиям в управлении научных миссий НАСА, также признал риски, но сказал на брифинге 13 февраля, что НАСА остается приверженным программе CLPS, несмотря на аварию Astrobotic, и продолжит поддерживать ее в случае аварии IM-1.

«Мы всегда рассматривали эти первоначальные поставки CLPS как своего рода учебный опыт», - сказал он. «Мы не верили, что успех был гарантирован».

Команда EagleCam также осознает трудности, связанные с попытками разработать космический аппарат, способный выжить на поверхности Луны, сказал другой руководитель студенческой группы, Дэниел Посада. «Каждый аспект Луны хочет попытаться уничтожить все, что вы пытаетесь на нее посадить».