В настоящее время малочисленные аппараты Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA постигают тайны внутренней области Солнечной системы. Это европейско-японский комплекс для изучения Меркурия BepiColombo, изучающая Венеру станция «Акацуки» и межпланетный зонд «Хаябуса-2».
Вместе с тем существуют предпосылки, что в третьей декаде XXI века «вторжение» Японии в дальний космос усилится. В этой статье речь пойдет о планах Страны восходящего солнца на изучение Луны и других небесных тел автоматическими аппаратами.
В космосе
Сначала «пробежимся» по активным на данный момент аппаратам.
Запущенный 20 октября 2018 г. BepiColombo, включающий европейский орбитальный аппарат MPO и японский орбитальный магнитосферный аппарат MMO («Мио»), 10 апреля 2020 г. «подзарядился» у Земли, пролетев над южной частью Атлантики на высоте почти 12700 км и осуществив первый и единственный гравитационный маневр у нашей планеты.
Маневр с целью изменения траектории межпланетного комплекса и доразгона осуществили с пользой для науки. Например, черно-белые камеры перелетного модуля MTM (Mercury Transfer Module) фотографировали Землю, масс-анализатор электронов и ионов MPPE («Мио») изучал солнечный ветер и земную магнитосферу, а радиометр и тепловой спектрометр MERTIS (MPO) – структуру поверхности Луны. На пути к ближайшей к Солнцу планете осталось «каких-то» 8 гравитационных маневров у Венеры и у Меркурия (последний – в январе 2025 г.). И в декабре 2025 г. «Бепи Коломбо» начнет торможение у цели и впоследствии выйдет на рабочую орбиту.
7 июня 2020 г. минуло ровно четыре с половиной года, как станция «Акацуки» (あかつき, «[Утренняя] заря», «рассвет»; рабочее название VCO (VENUS CLIMATE ORBITER) или PLANET-C) функционирует у обители «сестры». Миссию на околовенерианской орбите планируется завершить в марте 2021 г. (при хорошем «самочувствии» аппарата возможно продление).
3 декабря 2014 г. в космос была выведена «Хаябуса-2» для изучения околоземного астероида Рюгу. 27 июня 2018 г. аппарат достиг цели, и уже 21 сентября на астероид были сброшены поверхностные зонды для первого в истории контактного исследования астероида.
22 февраля 2019 г. «Хаябуса-2» приземлилась на Рюгу для забора образцов грунта. 11 июля аппарат повторил посадку, только возле предварительно созданного импактором SCI ударного кратера, и вновь взял образцы.
19 ноября аппарат отчалил от Рюгу и устремился в направлении Земли. 6 декабря 2020 г. ему предстоит выйти на околоземную орбиту и сбросить возвращаемую капсула. К слову говоря, 6 августа сего года правительство Австралии выдало разрешение на падение капсулы на территории испытательного полигона Вумера.
Кроме того, интересно будет узнать, что в июле 2018 г. с целью расширения международной кооперации в области межпланетных исследований (Луны, Марса, его спутников и т.д.) открылся Международный центр изучения космоса автоматическими межпланетными станциями. Главный офис находится в Аэрокосмическом центре Тёфу, Токио (там же штаб-квартира JAXA).
Добавлю также, что если японскому ЦУПу в Цукубе (преф. Ибараки) «отдано» слежение за спутниками JAXA и полетами грузовиков HTV и эксплуатация модуля «Кибо», то для контроля за дальним космосом (межпланетные станции) используется ЦУП Института космических и астронавтических наук ISAS (г. Сагамихара, преф. Канагава).
Лунная программа Японии
Начнем с ближайшего к нам небесного тела – Луны. Первым японским зондом для изучения Луны стал запущенный в январе 1990 г. «Хитэн» (MUSES-A) с субспутником «Хагоромо» на борту. «Хитэн», также являющийся первым (после советских и американских) лунным орбитальным аппаратом, 11 апреля 1993 года совершил жесткую посадку на Селену.
Результаты наблюдений «Хитэна» вышли довольно скромными, поэтому первым серьезным японским лунным аппаратом — исследователем считается «Кагуя» (SELENE), с октября 2007 г. по июнь 2009 г. сканировавшая наш спутник с окололунной орбиты. В результате была получена полная стереокарта поверхности Селены с 10-метровым разрешением. «Кагуя» наряду с «Чанъэ-1» (КНР), «Чандрааян-1» (Индия) и LRO (США) внесла большой вклад в возрождение интереса к нашему спутнику, став первой крупной лунной программой после эпохи «Аполлонов» (ее запустили 16 августа 2007 г., то есть раньше озвученных выше аппаратов).
В качестве следующего логичного шага японцы хотели реализовать проекты SELENE-II (посадка на Луну) и SELENE-III (возврат лунных образцов), однако ввиду нехватки финансирования и иных проблем из новых многозадачных и дорогих «Кагуй» в отдельный проект «отпочковался» SLIM (Smart Lander for Investigating Moon).
В отличие от горемыки «Хитэна» малогабаритный спутник-демонстратор SLIM, который выведет в космос японская ракета H-IIA, попробует в 2022 ф.г. (финансовый год; в Японии это соответствует 1.04.2022-31.03.2023) осуществить мягкую посадку в Море Нектара, где, возможно, на поверхность пробивается минерал лунной мантии оливин (место точечного прилунения выбрали на основе снимков «Кагуи»). Благодаря новым технологиям – системе распознавания лунной поверхности, которая сканирует ее и автоматически корректирует траекторию полета – SLIM приземлится с точностью до 100 м от цели. Кстати вот, вместе с «Лунным снайпером» в космос отправится японская же рентгеновская обсерватория XRISM.
SLIM, 2022 ф.г.
Впрочем, до SLIM к Луне отправится пара кубсатов – в ноябре 2021 г. (плановая дата) в рамках американской миссии Artemis 1 (первый старт нового носителя SLS) в составе попутной нагрузки перспективного корабля Orion разместят и японские кубсаты размерностью 6U:
— OMOTENASHI (Outstanding MOon exploration TEchnologies demonstrated by NAno Semi-Hard Impactor) для отработки технологии «полужесткого» прилунения и замера уровня радиации в полете. В случае удачи кубсат станет самым малым аппаратом, приземлившимся на Луну. «Омотэнаси» можно перевести как «угощение» или (хороший) «прием» (кого-либо), «обращение» (с кем-либо);
OMOTENASHI.
— EQUULEUS (EQUilibriUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft) для осуществления нескольких пролетов Луны и изучения плазмосферы Земли в ультрафиолете телескопом-рефлектором. Кубсат может стать самым миниатюрным космическим аппаратом, достигшим точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна.
EQUULEUS (Artemis 1), ноябрь 2021
К реализации в 2024 г. находится на рассмотрении совместная с Индийской организацией космических исследований ISRO миссия по изучению залежей воды на южном полюсе Луны (посадочный модуль – индийский, а ровер – японский) Lunar Polar Exploration Mission. Выведение – на перспективном носителе H-III.
Lunar Polar Exploration Mission, 2024
Помимо того, в 2028 г. планируется реализовать японско-канадско-европейский проект лунной транспортной системы HERACLES (Human Enhanced Robotic Architecture and Capability for Lunar Exploration and Science), где будут отработаны технологии будущей высадки человека на Луну и забора поверхностных образцов.
Миссию ЕКА одобрило в ноябре 2019 г. «Геракл», вошедший в следующую фазу европейской программы E3P (European Exploration Envelope Programme), призван оказать поддержку программе NASA по возвращению американцев на Луну «Артемида» (Artemis) и станции Lunar Gateway, сборку коей на окололунной орбите планируется начать в конце 2023 г. Разделение труда «Геракла» таково: Япония смастерит посадочный аппарат, Канада – луноход, а Европа – взлетный модуль для доставки лунной породы на Gateway (с дальнейшей переправкой на Землю), если она к тому времени в каком-то виде будет уже собрана.
HERACLES, 2028
Между прочим, 18 октября 2019 г. на заседании комитета по космической политике кабмина Японии было принято решение об участии страны в Artemis. Япония стала второй (после Канады) страной, на политическом уровне подтвердившей участие в этом проекте. Также 9 июля главы NASA Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии MEXT во время видео-заседания подписали соглашение о намерениях (Joint Exploration Declaration of Intent, JEDI) по совместному исследованию Луны, в котором есть часть, посвященная сотрудничеству с японцами по «Артемиде».
Заканчивая лунную тематику, хочется дополнительно сообщить, что в апреле стало известно о рассмотрении проекта выведения твердотопливной ракетой Epsilon ряда малых спутников на окололунную орбиту в первой половине 20-х годов. Название и детали не раскрыты.
«Ужасно страшная» миссия
С Марсом японцы тоже «на ты» — в июле 1998 года в космос отправилась станция «Нодзоми» (PLANET-B), поместив Японию на третью строчку стран (после СССР и США), отправлявших аппарат к Марсу. К сожалению, вследствие инженерной неопытности станция пролетела мимо Красной планеты.
Следующий аппарат MMX (Martian Moons eXplorer), стартующий в 2024 ф.г. в направлении марсианских лун Фобос (греч. «Страх») и Деймос («Ужас»), представляется весьма необычным.
MMX, 2024
Спустя год после запуска MMX достигнет геосферы Красной планеты, потом выйдет на круговую орбиту вокруг нее – ради прояснения хода эволюции геосферы Марса. А впоследствии перелетит на круговую орбиту Фобоса для проведения наблюдений и выполнения нескольких посадок на спутник, в результате чего ученые получат образцы с поверхности «Страха», а также смогут лучше понять происхождение марсианских спутников и процессы образования воды в первородной Солнечной системе.
Орбита Фобоса пролегает ближе к Марсу, чем орбита Деймоса, значит сила притяжения планеты там сильнее, и если MMX по каким-либо причинам придется экономить энергию, аппарат легко «перекинется» на менее энергозатратную орбиту Деймоса. Однако Фобос с позиции ученых – более ценный объект исследования, так как из-за близости к Марсу на нем постоянно оседает материал с Марса, когда в него врезаются метеориты.
К проекту уже изъявили желание присоединиться некоторые страны. 19 февраля 2020 г. был официально анонсирован переход к стадии разработки аппарата, а 3-4 марта в JAXA проходило уже второе совещание разработчиков MMX.
Существует также совместный проект NASA и ЕКА Mars Sample Return Mission (июль 2026 г.), а также российский космический комплекс «Бумеранг» (после 2026 г.), которые перекликаются с задачами MMX. И если европейско-американская миссия преследует целью взятие и возврат именно грунта Марса, то в нашем проекте, разрабатываемом с целью «реанимировать» неудавшийся проект «Фобос-Грунт» (потерян в 2011 г. при выведении на отлетную траекторию), кроме взятия образцов с Фобоса предусмотрена большая программа изучения системы Марса.
Кроме японского «Фобос-Грунта» в стратегическом научном арсенале JAXA существуют и чисто марсианские миссии. Это, например, сверхмалые спутники для изучение атмосферы Марса в терагерцевом диапазоне TEREX (Tera-hertz Explorer). 2022 г. – год запуска посадочного аппарата TEREX-1, а 2024-й – орбитального (TEREX-2). Также в далеких планах Агентства (после 2030 г.) значится многозадачная исследовательская миссия на Марс.
«Аполлоны» и «троянцы» на мушке
В далеком 1985 г. к комете Галлея наряду с другими зарубежными зондами полетели «Сакигакэ» и «Суйсэй». Первый, кстати, является первой японской автоматической межпланетной станцией и первым межпланетным зондом, созданным не США и СССР.
Однако в «нулевых» Страна восходящего солнца переключилась на астероиды: в июне 2010 г. «Хаябуса» первой в мире привезла частицы с астероида (Итокава), а «Хаябуса-2» в начале зимы нашего года сбросит капсулу с грунтом Рюгу на австралийский полигон Вумера. Казалось бы, сделали пару необычных для мировой истории миссий, и успокоились!
Не тут-то было! У Японии в нашем веке вырисовывается отдельное узкоспециализированное направление космических исследований, которому уделяется достойное внимание – это изучение малых планет и доставка с них образцов.
Поэтому-то JAXA в 2024 ф.г. на ракете Epsilon-6 планирует запустить малый аппарат DESTINY+ (Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage, а «плюс» расшифровывается как Phaethon fLyby and dUst Science) к околоземному астероиду Фаэтон и другим аполлонам.
Во время пролета небесных тел аппарат проанализирует «впитанные» от астероидов пары газов, а также сделает высококачественные снимки. Тем самым японцы хотят узнать, как нагревание астероидных тел от Солнца изменяет их. К тому же существует гипотеза, что Фаэтон не что иное, как выродившаяся комета, которая стала источником метеорного потока геминиды, поэтому можно получить много нового о природе «косматых звезд».
Также к DESTINY+ японцы хотят добавить минизонд, который после очень близкого пролета астероида будет подбираться основным зондом. Таким образом можно обследовать несколько малых тел сблизи.
Затем в 2026 ф.г. ракета H-III выведет на отлетную траекторию аппарат OKEANOS (Oversize Kite-craft for Exploration and AstroNautics in the Outer Solar system) для изучения троянских астероидов Юпитера. Проект на стадии обсуждения, однако он интересен еще и тем, что двигательная установка будет представлять из себя гибрид ионного двигателя и солнечного паруса.
OKEANOS, 2026
Между прочим, солнечный парус впервые был успешно развернут в космосе около околоземной станции «Мир» по российскому проекту «Знамя-2» в 1993 г. И только в 2010 г. японцы первыми в мире благополучно испытали его на практике на аппарате IKAROS, запущенном в мае 2010 г.
В 2028 г. должна начаться любопытная европейская миссия Comet Interceptor («Перехватчик комет»), в коей задумано запустить аппараты с целью изучения долгопериодической кометы или даже межзвездного тела (не открытые на сей день), которое войдет во внутренние области нашей звездной системы.
«Перехватчик комет», 2028
Связка из трех аппаратов «задержится» в точке Лагранжа системы Солнце-Земля L2 и займет на три года выжидательную позицию, чтобы встретить неизвестного гостя или, если это будет комета, гостью. Зонды одновременно «обследуют» незнакомое науке тело с разных точек. В деле «перехвата» Япония разработает несколько приборов: широкоугольную камеру WAC, блок регистрации плазмы PS и устройство формирования изображений при помощи водородной линии Лайман-альфа HI.
Ледяные луны Юпитера
Как видим, Японское агентство старается «включаться» в совместные с другими странами проекты. Не исключение – миссия к крупнейшей планете нашей системы.
Участие, наряду с США, в европейском проекте JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) позволит отправиться в увлекательное путешествие за главный пояс астероидов и побывать в системе Юпитера, детально изучая его атмосферу и магнитосферу. Второй целью задекларировано последовательное исследование трех самых крупных юпитерианских спутников – Каллисто, Европы и Ганимеда (Ио – четвертый крупнейший спутник гиганта в конечном счете будет наблюдаться исключительно дистанционно) на предмет наличия подповерхностных жидких океанов.
JUICE, 2022
Ганимед, кроме того, что является самым крупным спутником не только своей планеты-суверена, но и всей Солнечной системы, еще и единственный спутник в системе, имеющий собственное магнитное поле.
Для JUICE Япония готова предоставить четыре научных аппарата, а в разработке еще двух примет активное участие. Проект в 2012 г. был выбран в качестве миссии основного класса L1 европейской программы Cosmic Vision на 2015-2025 гг. В июне 2022 г. межпланетную станцию выведет в космос ракета Ariane 6. В систему Юпитера аппарат прибудет к 2029 г., а грандиозные наблюдения газового гиганта завершатся в июне 2033 г.
Перейдет ли новый Рубикон?
В июне 2019 г. некий проект CAESAR (для которого японцы хотели изготовить теплозащитный экран и возвращаемую капсулу с образцами) проиграл другой миссии – Dragonfly, отобранной в качестве 4-й миссии NASA по программе New Frontiers («Новые Рубежи»). А пока «Цезарю» остается лишь уповать на одобрение в будущем своего «похода» современным сенатом (NASA или ESA) и готовиться к решительным действиям на космических просторах.
Посмотрим, как в этом десятилетии сложится судьба межпланетных станций – хватит ли финансирования и, самое главное, смогут ли специалисты грамотно отработать, подарив миру новые научные открытия.
Евгений Рыжков
Использованные источники
