В ноябре мы сообщали, как удар китайской ракеты-носителя «Великий поход» на Луну привел к образованию необычного двойного кратера. Некоторые исследователи полагали, что для того, чтобы одиночный ускоритель создал двойной кратер, на переднем конце ускорителя, напротив ракетных двигателей, должна была быть дополнительная – возможно, секретная – полезная нагрузка. Но это не обязательно так.
Другие исследователи считают, что дополнительная масса не является чем-то секретным, а, возможно, представляет собой инертную структуру, такую как адаптер полезной нагрузки, добавленный к ракете для поддержки основной полезной нагрузки миссии.
«Чанъэ 5-Т1» — экспериментальный роботизированный космический корабль, запущенный 23 октября 2014 года Национальным космическим управлением Китая (CNSA) для проверки конструкции возвращаемой капсулы, запланированной для использования в будущей миссии «Чанъэ-5», первой китайской миссии. когда-либо усилия по возврату образцов. «Чанъэ-5» приземлился на Луне в ноябре 2020 года и успешно собрал лунные образцы из региона Лунного океана бурь, а 16 декабря 2020 года контейнер вернулся на Землю.
Прежде чем приступить к первой в стране операции по возврату образцов (и впервые за более чем сорок лет), Китай хотел протестировать процедуры и свою капсулу возврата образцов. Это была одна из целей миссии 5 Т-1.
«Ракета несла спутник «Сервисный модуль» с прикрепленной капсулой для возврата образцов», — сказал Филип Стук, почетный профессор Университета Западного Онтарио, в электронном письме Universe Today. «Для поддержки массы от вибрации и ускорения при запуске потребуется довольно прочная опорная конструкция (называемая адаптером полезной нагрузки).
Стук объяснил, как служебный модуль облетел Луну и вернулся на Землю, где выпустил капсулу, чтобы проверить ее способность пережить повторный вход в атмосферу. Затем служебный модуль направился обратно в точку L2 Земля-Луна, оставаясь там несколько месяцев, прежде чем выйти на низкую лунную орбиту, возможно, для выполнения миссии по гравитационному картированию. Служебный модуль все еще находится на лунной орбите.
«Комбинация служебного модуля и капсулы имела массу 2500 кг – 2,5 тонны, – сказал Стук, – поэтому она не может просто сидеть на топливных баках ракеты. Я не могу угадать массу [of the payload adapter] но это было бы весьма существенно».
Адаптеры полезной нагрузки для полезной нагрузки среднего размера могут весить от 135 кг (300 фунтов) до 225 кг (500 фунтов) и более.
У «Чанъэ 5-Т1» также была дополнительная полезная нагрузка, но она была небольшой (и, как известно, находилась на борту) и не могла учитывать массу, достаточно большую, чтобы образовать второй кратер. Эти две полезные нагрузки представляли собой небольшой эксперимент по радиационному воздействию на бактерии и растения, а также первую коммерческую полезную нагрузку на Луну, названную миссией 4M (Manfred Memorial Moon Mission) для немецкой компании космических технологий OHB System в честь основателя компании, Манфред Фукс, умерший в 2014 году. Эта полезная нагрузка весила всего 14 килограммов, но содержала два научных прибора: радиомаяк для проверки нового подхода к обнаружению космических кораблей и дозиметр радиации (предоставленный испанской компанией iC-Málaga) для непрерывного измерения уровня радиации. на протяжении всего полета спутника вокруг Луны. Миссия 4М монтировалась в аппаратном отсеке ракеты-носителя.
«Не было бы никаких оснований подозревать, что к ракете было прикреплено что-то еще, кроме 4М и обычной полетной электроники», — сказал гражданский ученый Скотт Тилли, который следит за орбитами искусственных спутников Земли и Луны. «Также будет некоторая дополнительная масса для поддержки адаптера полезной нагрузки и соответствующей конструкции для поддержки пакета полезной нагрузки, что, вероятно, было на пределе возможностей ракеты. Учтите, что это первая миссия, которую они запустили к Луне со штабелированной полезной нагрузкой. Вероятно, его было бы сложнее смонтировать и закрепить, чем другие полезные нагрузки, которые были более автономными».
Продолжающиеся дебаты о лишней массе и о том, чем она может быть, не последовали бы, если бы не две вещи: необычный двойной кратер, образовавшийся в результате удара этой ракеты-носителя, и отрицание чиновниками министерства иностранных дел Китая того, что космический мусор и удар произошли от их ракеты. . Они настаивают на том, что ракета «Чанъэ 5Т-1» уже сгорела во время обратного полета на Землю в 2014 году. Однако 1 марта 2022 года Космическое командование Министерства обороны США, которое отслеживает космический мусор на низкой околоземной орбите, опубликовало заявление, в котором говорится, что китайская ракета 2014 года так и не ушла с орбиты.
Кроме того, китайские официальные лица никогда не комментировали природу двойного кратера.
Кратер был сфотографирован лунным разведывательным орбитальным аппаратом НАСА (LRO).
«Обычно масса отработавшей ракеты сосредоточена на конце двигателя; остальная часть ступени ракеты в основном состоит из пустого топливного бака», — писал Марк Робинсон, главный исследователь LRO Camera (LROC), еще в июне 2022 года, когда были опубликованы изображения.
Группа исследователей из Университета Аризоны обнаружила заблудившуюся ракету-носитель (первоначально считалось, что это астероид), отслеживая ее движения, чтобы определить, что она прибыла с миссии «Чанъэ 5-Т1». Они также провели спектроскопический анализ объекта на основе наблюдений наземных телескопов во время нескольких пролетов вокруг Земли, который убедительно показал, что объект представляет собой корпус ракеты Long March 3C миссии Chang’e 5-T1. Они смогли приблизительно предсказать, где и когда ракета-носитель столкнется с Луной, поэтому команда LRO смогла найти ударный кратер в своих данных.
Все были удивлены, что в результате удара образовался двойной кратер. Никакие другие удары корпуса ракеты о Луну не привели к образованию двойных кратеров, как видно на этих изображениях кратеров от четырех ракет-носителей Сатурна с Аполлонов 13, 14, 15, 17.
Исследователи из Университета Аризоны заявили, что в передней части корпуса ракеты должна была быть дополнительная, неизвестная масса.
«Результаты байесовского анализа предполагают, что на передней части корпуса ракеты могла быть дополнительная масса», — написали Таннер Кампелл, Вишну Редди и некоторые другие в своей статье «Физическая характеристика лунного ударника WE0913A». «Сравнение изображений этого места до и после удара показывает два расположенных рядом друг с другом отчетливых кратера, оставленных Chang’e 5-T1 R/B. Двойной кратер подтверждает гипотезу о том, что на передней части корпуса ракеты, напротив двигателей, имелась дополнительная масса, превышающая заявленную массу вторичной, постоянно прикрепленной полезной нагрузки».
Отвечая на вопрос об адаптере полезной нагрузки как возможном виновнике избыточной массы, член команды Вишну Редди не захотел делать никаких предположений, не имея дополнительных данных.
«Трудно рассуждать о структуре поддержки, потому что нам не известно ничего подобного об обычных ракетах-носителях, отправляемых на Луну», — сказал он.
Тилли рассказал журналу Universe Today, что как любителям, так и профессиональным наблюдателям за спутниками и ракетами известно, что китайское космическое агентство в прошлом «боролось» со своей целью заставить ракеты-носители этого типа снова войти в атмосферу Земли или быть выброшенными с Земли. -Лунная система для правильной утилизации объекта.
«Китайцы ожидали, что ракета снова войдет в атмосферу Земли», — объяснил Тилли, отметив детали в документе LuxSpace, компании, которая руководила миссией 4M. «Этого не произошло, поэтому, похоже, часть их миссии провалилась, и, вероятно, поэтому китайцы позже отрицали, что это была их ракета».
Однако впоследствии более поздние миссии, такие как ракета-носитель для миссии по возвращению образцов «Чанъэ-5», успешно снова вошли в атмосферу Земли и были должным образом утилизированы.
Еще один вопрос о воздействии — понять динамику того, почему одиночный ускоритель, даже если он имел значительный вес на каждом конце, создал бы двойной кратер.
«Что касается двойного кратера, — объяснил Вишну, — я думаю, что ракета-носитель ударила под почти вертикальным углом, поэтому двигатели создали первый кратер, а вторичная масса опрокинулась и образовала второй кратер». Однако Вишну добавил, что также возможно, что если бы ракета-носитель падала и в момент удара оказалась горизонтальной, это могло бы создать два кратера.
Но, как и в большинстве случаев в этой необычной космической драме, вопросы все еще остаются.
«Вот почему мы оставляем реальный механизм для будущей статьи, когда у нас будут более качественные данные для моделирования», — сказал Вишну.
