Хабрахабр

Израильский зонд летит на Луну

Израиль готовится стать четвертым государством чей космический аппарат сядет на естественный спутник Земли. Автоматическая межпланетная станция Beresheet со звездой Давида на борту стартовала к Луне на американской ракете. Станция разработана и построена, в основном, на частные средства, ей предстоит множество маневров, а полет займет несколько недель, зато на поверхности работа продлится всего два земных дня.

Аппарат требовалось мягко высадить на Луну, преодолеть по поверхности 500 метров и передать на Землю 500 мегабайт данных. В 2007 году стартовал конкурс Google Lunar XPrize по условиям которого до $25 млн могла получить команда создавшая на частные средства лунный космический аппарат. Дополнительные призы обещали выплатить за съемку мест и объектов предыдущих посадок, за интернациональный состав команды, дальность пробега и длительность активного существования.

Команду назвали SpaceIL, и она занялась разработкой легкого и простого зонда, способного выполнить условия конкурса. В 2009 году три молодых израильских инженера решили достичь Луны и подали заявку на участие в конкурсе. лунным транспортным средством, а перемещение на 500 метров предполагалось совершить одним прыжком за счет ракетных двигателей мягкой посадки. В отличие от большинства своих конкурентов, включая российский «Селеноход» SpaceIL не занималась луноходом, т.е.

В основном команды подходили к конкурсу как к инженерной задаче: проектировали и собирали прототипы луноходов и посадочных систем, пытаясь уложиться в заявленный бюджет. Также, в отличие от большинства команд, израильские инженеры с другой стороны подошли к задаче. Команда подняла на флаг национальную идею достижения Израилем Луны и развитие инженерных наук в стране. SpaceIL оформилась как общественная организация, занялась популяризацией космонавтики, и позиционировала свой проект как образовательный: отправилась в школы и институты.

SpaceIL нашла серьезную поддержку в лице южноафриканско-израильского мецената Морриса Кана, который вложил в проект суммарно $40 млн, потом пришла поддержка от миллиардера Шелдона Адельсона, который выделил $24 млн и еще нескольких крупных спонсоров. Дорога на Луну через школу и национальную идею оказалась выбрана удачно. Государство профинансировало проект сначала на $2 млн, затем еще на $7,5 млн. Увидев, что команда настроена серьезно, проект поддержали и израильское космическое агентство, и госкорпорация IAI (Israel Aerospace Industries), которая занимается разработкой космической техники. Кроме этого проводились и краудфандинговые кампании (собрано $283 тыс), и сейчас каждый желающий может поддержать проект через их сайт.

Всего на разработку, производство и запуск космического аппарата потребовалось около $100 млн, включая широкую образовательную и пиар кампанию, прежде всего в Израиле. IAI взяло на себя техническую реализацию проекта — разработку и изготовление космического аппарата и подготовку его к запуску. Причем $10 млн SpaceIL еще должна за космический аппарат, но IAI не торопится взыскивать долг, понимая, что весь проект — это реклама их продукции.


Инфографика Ynet.co.il, перевод Leon Rosenblum.

От попытки усадить на Луну трехкилограммовый кубсат быстро отказались — аппарат стал больше. Предполагаемый облик зонда менялся. Несколько лет перед стартом команда демонстрировала устройство, над которым явно больше работали дизайнеры, чем конструкторы.

Однако готовый зонд, который в это время производило IAI, всё же отдаленно напоминает заявленный «дизайн-макет».

Сначала команда предлагала Hopper — «попрыгунчик», затем Sparrow — «воробей», но за полгода до запуска в ходе открытого онлайн-голосования выбрали Beresheet — «В начале» — по первым словам Священного писания. Название тоже менялось.

Сухая масса 150 кг. Beresheet представляет из себя малую спускаемую платформу, классической четырехногой компоновки, массой 585 кг в заправленном состоянии. Для старта с Земли были выбрана ракеты Falcon 9, которая попутной нагрузкой выводила аппарат на вытянутую околоземную орбиту высотой до 60 тыс км.

Там тоже предполагается несколько включений уже для понижения орбиты с финальной мягкой посадкой. Далее предусмотрено несколько включений двигателя, для повышения орбиты на высоту около 380 тыс км, где маневр торможения позволит перейти на окололунную орбиту.

Восемь вспомогательных двигателей малой тяги однокомпонентные гидразиновые. Аппарат оснащен двумя типами двигателей: маршевая двигательная установка двухкомпонентная, на топливной паре гидразин/смешанные оксиды азота. Во время посадки они будут также обеспечивать стабилизацию и помогать маршевому двигателю гасить скорость. Во время перелета они выступают в роли двигателей ориентации и стабилизации, поддерживая нужное направление включения маршевого двигателя.

Кронштейны двигателей мягкой посадки разработаны методом топологической оптимизации и изготовлены 3D печатью металлом. Конструкция Beresheet, в основном, базируется на опробованных технологиях, однако не обошлось и без новизны.

Фактически его задача просто сесть на Луну, даже планируемого подскока скорее всего не будет. В отличие от большинства государственных межпланетных космических аппаратов Beresheet несет очень мало полезной нагрузки. Также NASA разместила на израильском аппарате уголковый отражатель, который позволит вести лазерный мониторинг с окололунной орбиты или с Земли. Из научных приборов на аппарате только магнитометр, который будет измерять напряженность остаточного магнитного поля в окололунной среде и месте посадки.

Это пакет тонких никелевых пластин, на которые лазерной гравировкой нанесена информация. В качестве не научной, а культурной полезной нагрузки, на Beresheet разместили «капсулу времени». Команда SpaceIL сообщила, что записала на пластины тексты государственных документов, национальных культурных произведений, рисунки, подготовленные энтузиастами миссии, информацию об участниках проекта.

Идея «капсулы времени» принадлежит «Фонду Архивной миссии» (Arch Mission Foundation), чья цель — сохранение информации о человеческой цивилизации. На самом деле там намного больше информации. Отправленный на Луну пакет содержит 25 пластин толщиной 40 нанометров. Используя технологию NanoArchival они документируют наиболее важную информацию о человечестве. просто микроскопические фотографии, инфографики, тексты на различных языках. Первые четыре пластины несут информацию записанную в аналоговом формате, т.е. Для их прочтения достаточно мощного микроскопа.

Там дается базовая информация о Земле и землянах, лингвистические данные о земных языках, а также информация по декодированию нижележащих цифровых записей.

Далее идет 21 пластина, которая представляет уже DVD запись с более плотно упакованными данными об обитателях Земли и их достижениях: википедия, художественные произведения, технические и научные справочники и др. Именно в этих пластинах содержатся израильские материалы. Всего закодировано около 200 гигабайт информации.

Видимая сторона Луны выбрана из соображений удобства радиосвязи. Любопытен процесс выбора места посадки. Beresheet старается держаться дальше от экватора, по требованиям обеспечения теплового режима. Для облегчения этой задачи посадка не предполагается близко к краю видимого диска Луны. Единственный научный прибор — магнитометр — требует посадки в регионе где достаточно сильна остаточная намагниченность поверхности. Под прямыми лучами солнца есть опасность перегрева.

Однако запланированное место посадки находится в сотнях километров от следов прежних экспедиций, а израильский аппарат обладает только широкоугольными посадочными камерами, которые не позволят ему увидеть столь мелкие детали на таком расстоянии. В российских СМИ проскакивала информация, что Beresheet попытается снять места посадок Apollo 17 или «Лунохода-2» поскольку для прилунения выбрано то же Море Ясности куда садились и они. Так, что можно ожидать желтые заголовки в русскоязычных СМИ вроде «Израильский зонд не нашел следов американцев на Луне».

Используя сеть 70-метровых антенн NASA Deep Space Network израильтяне смогут передать больше информации на Землю. Всего за несколько месяцев до старта SpaceIL подписали партнерское соглашение с NASA, по которому американское космическое агентство поможет команде с передачей данных на Землю. Правда объем уже не так важен, конкурс Google Lunar XPrize фактически закрылся, и никаких призов команда уже не ждет.

Уже выявился сбой работы звездного датчика и произошла непредвиденная перезагрузка компьютера, которая не позволила в нужный момент включить двигатели, и вынудила уйти на новый круг. Посадка Beresheet ожидается в середине апреля, возможно даже 12-го, если всё пойдет как задумано. С тех пор прошло еще несколько запланированных включений двигателя и программа полета развивается успешно.

В межпланетном пространстве это первый израильский космический аппарат и один из первых частно-финансируемых. Впрочем, проект можно уже назвать успешным, ведь это единственная команда конкурса, которая всё-таки дошла до запуска.

Задаваясь вопросом, почему в SpaceIL смогли то, что не смогли или не успели еще три десятка команд со всего мира, можно выделить несколько отличительных признаков:

Повезло с меценатом. 1. Техническая простота. Моррис Кан (Morris Kahn) с раннего этапа и до критической ситуации, когда готовому аппарату не хватало денег на запуск, поддерживал проект своими десятками миллионов и своим авторитетом, подчеркивая веру в команду и технику.
2. Создание полноценного колесного или шагающего лунохода — интересный и творческий процесс, который привлекал многих разработчиков, но для его посадки требуется еще спускаемый аппарат, т.е. В рамках конкурса, команда с самого начала выбрала простейшую из возможных схем посадки и передвижения. Идеология. выбор лунохода приводит к задаче создания двух космических аппаратов, а не одного.
3. Опора на существующие технологии и производства. Команда провозгласила цель, которая является понятной и важной в Израиле — достичь новых высот под флагом со звездой Давида, развивать молодые инженерные кадры, которые обеспечат будущее технологическое развитие страны.
4. Это позволяло экономить средства, но порождало недоверие к качеству создаваемой техники со стороны потенциальных инвесторов или партнеров. Большинство участников конкурса пыталось создавать космические аппараты своими силами, зачастую «на коленке». SpaceIL решили проблему деньгами, но передача всей технической работы на аутсорс госкорпорации обеспечило надежность аппарата и высокую уверенность в успехе.

Выражаю признательность Leon Rosenblum за помощь с поиском информации и своевременное освещение хода миссии.

S. P. Здесь больше информации по технической части. Оказалось, что по Beresheet недавно уже был пост.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть