На этой фотографии, сделанной орбитальным модулем миссии «Чанъэ 5-Т1», видна обратная сторона Луны на фоне далекой Земли. Фото: Китайское национальное космическое агентство и Китайская академия наук.
В марте 2022 года несуществующая часть космической ракеты упала на поверхность Луны и врезалась в кратер Герцшпрунг — огромное ударное образование на обратной стороне Луны, которое никогда не видно напрямую с Земли.
Любопытно, что в отличие от любого другого космического оборудования, оказавшегося на поверхности Луны, этот оставил после себя не один, а два кратера, что вызвало предположения о том, что именно нашло свое последнее пристанище на поверхности Луны, по словам Таннера Кэмпбелла, исследователя докторант кафедры аэрокосмической и машиностроительной инженерии Аризонского университета и первый автор исследования.
В статье, опубликованной в Planetary Science Journal, группа исследователей из Университета Аризоны приводит окончательное доказательство того, что объект был ракетой-носителем китайской космической ракеты, которая провела несколько лет в космосе. Исследование также показало, что заброшенная ступень ракеты, вероятно, несла нераскрытую дополнительную полезную нагрузку.
Луне не чуждо то, что можно назвать высокотехнологичным мусором — обломками космических кораблей, врезающихся в Луну после того, как они завершили свое космическое путешествие. Несколько ракетных ускорителей миссии НАСА «Аполлон» — это лишь несколько примеров космического оборудования, на которое могут наткнуться будущие астронавты, исследуя холодный, тихий и безвоздушный лунный ландшафт.
Семью годами ранее исследователи из программы Catalina Sky Survey под руководством Университета Аризоны, одной из ведущих мировых программ, занимающихся обнаружением и изучением астероидов, которые могут представлять опасность для Земли, обнаружили объект, который быстро перемещался между Землей и Луной. Ему присвоили обозначение WE0913A, но его личность неизвестна.
Судя по его маршруту по небу, WE0913A первоначально считался заблудшей ракетой-носителем SpaceX Falcon 9, запущенной в 2015 году, с траекторией, которая привела его к столкновению с Луной. Первоначальные наблюдения с помощью телескопа Raptor, построенного студенческой командой, и спектральный анализ вскоре позволили отследить точные световые сигналы, отражающиеся от поверхности объекта.
Они пришли к выводу, что характер отражения света WE0913A и то, как он перемещался в космосе, скорее всего, являются ракетой-носителем Chang’e 5-T1, ракеты, запущенной в 2014 году в рамках программы исследования Луны Китайского космического агентства. В то время как китайское космическое агентство заявило, что ракета-носитель сгорела в атмосфере Земли при входе в атмосферу, Космическое командование США подтвердило, что третья ступень ракеты так и не вошла в атмосферу Земли.
Созданный для пробного запуска миссии по доставке образца лунного грунта на Землю, Chang’e 5-T1 представлял собой экспериментальный роботизированный космический корабль, летевший на вершине ракеты Long March 3C. Третья и самая верхняя ступень этой ракеты — это объект, который позже был идентифицирован как объект WE0913A с помощью Catalina Sky Survey. Ракета-носитель обеспечивала тягу, которая вывела полезные нагрузки на орбиту вокруг Луны. После использования он выбрасывал орбитальный модуль и капсулу возврата образцов и затем предоставлялся самому себе, что является типичной процедурой для ракетных ускорителей после того, как они выполнили свой долг.
Хотя ракетный ускоритель слишком мал, чтобы его можно было рассмотреть даже с помощью мощного телескопа, наблюдения выявили характерную кривую блеска с увеличением и затемнением, вызванную его вращением.
«Пока объект вращается, мы видим изменения в правильном свете, который он отражает, по мере изменения видимой площади поверхности», — сказал Вишну Редди, профессор планетологии в Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны и директор Центра Space4. Редди — один из соавторов статьи и сосоветник Кэмпбелла. «Когда на вас направлена широкая сторона ракеты, вы получаете больше света, а когда она поворачивается, вы получаете меньше света с этой стороны».
Лунный разведывательный орбитальный аппарат НАСА сделал это изображение двойного кратера, оставленного вышедшей из строя ступенью ракеты, когда она врезалась в поверхность Луны возле кратера Герцшпрунг. Место удара простирается примерно на 92 фута в самом длинном измерении. Масштабная линейка равна 164 футам. Фото: НАСА/GSFC/Университет штата Аризона.
Сравнивая данные кривой блеска с компьютерным моделированием тысяч гипотетических объектов, плавающих в космосе, команда смогла определить, что WE0913A не соответствует ожиданиям от ракетного ускорителя.
«Нечто, что находилось в космосе до тех пор, пока подвергалось воздействию сил гравитации Земли и Луны, а также света Солнца», — сказал Кэмпбелл. «Поэтому можно было бы ожидать, что он будет немного покачиваться, особенно если учесть, что корпус ракеты представляет собой большую пустую оболочку с тяжелым двигателем на одной стороне. »
Другими словами, ракетный ускоритель должен был иметь некий противовес двум двигателям, каждый из которых без топлива весит 1200 фунтов.
«Мы знаем, что на верхнем конце ракеты-носителя была установлена приборная панель, но она весит всего около 60 фунтов или около того», — сказал Кэмпбелл. «Мы провели анализ баланса крутящего момента, который показал, что такое количество веса сместило бы центр тяжести ракеты на несколько дюймов — этого было недостаточно, чтобы объяснить ее стабильное вращение. было чем-то более выдвинутым вперед».
Дальнейшие подсказки пришли из самого удара: когда ракетный ускоритель врезался в Луну, вместо одного образовалось два кратера на расстоянии около 100 футов друг от друга. Опять же, по мнению Кэмпбелла, это очень необычно, он отметил, что кратеры, оставленные ракетами «Аполлон», либо круглые, если ударник падал прямо вниз, либо продолговатые, если он падал под небольшим углом.
«Это первый раз, когда мы видим двойной кратер», — сказал он. «Мы знаем, что в случае с Чанъэ 5 T1 его удар был почти прямо вниз, и чтобы получить эти два кратера примерно одинакового размера, вам нужны две примерно равные массы, находящиеся на расстоянии друг от друга».
Исследование иллюстрирует растущую потребность: возможность отслеживать вышедшее из строя космическое оборудование после того, как оно выполнило свою задачу, жизненно важно для продолжения освоения космоса. По словам Роберто Фурфаро, заместителя директора Space4 и сосоветника Кэмпбелла, в этой связи решающую роль играют исследовательские программы, посвященные так называемой осведомленности о космической ситуации, и Центр Space4 Университета Аризоны является частью этих усилий.
Фурфаро — соавтор статьи и профессор кафедры систем и промышленной инженерии. Среди других соавторов статьи из Университета Аризоны Адам Баттл, аспирант Лунной и Планетарной лаборатории, и Нил Пирсон, менеджер лаборатории Редди.
«Как на правительственном, так и на коммерческом уровне существует большое давление на полеты на Луну, — сказал Фурфаро, — и как только вы размещаете на Луне все больше и больше объектов, становится чрезвычайно важно, чтобы мы не только отслеживали объект, но и отслеживали его». также понять, что они собираются делать, когда доберутся туда».
Что касается дополнительной полезной нагрузки ракеты Chang’e 5 T1, то, по словам Кэмпбелла, есть большая вероятность, что ее личность останется загадочной.
«Очевидно, мы понятия не имеем, что это могло быть — возможно, какая-то дополнительная вспомогательная структура, или дополнительные инструменты, или что-то еще», — сказал он. «Вероятно, мы никогда этого не узнаем».
Информация от: Университетом Аризоны
