31.08.2020

Япония. Межпланетный флот

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..jpg 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.png 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.jpg 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.jpg 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.jpg 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.jpg 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.jpg 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.jpg «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.png 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 

http://www.jaxa.jp/press/2019/03/20190312b_j.htmlhttp://stage.tksc.jaxa.jp/recruit/jaxa/dept10.htmlhttp://www.jaxa.jp/about/centers/cac/index_j.htmlhttps://twitter.com/natsuroke/status/1155022807262064647?fbclid=IwAR1lzl8Q4tGK3KRNu4PeFP8h8QdWcwkjN3...http://www.istellartech.com/7hbym/wp-content/uploads/2019/07/IST-PressRelease_2019072901.pdfЖурнал JAXA. 2019, April, 6-9; October, 12-13. https://japanese.engadget.com/2019/10/21/jaxa/?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ2...https://spacenews.com/japan-to-join-artemis-program/https://news.mynavi.jp/article/ises2019-2/https://www.space.t.u-tokyo.ac.jp/equuleus/https://ispace-inc.com/jpn/project/http://iss.jaxa.jp/future/lunar/http://www.jaxa.jp/press/2019/03/20190328a_j.htmlhttps://spacenews.com/mitsubishi-heavy-industries-mulls-upgraded-h3-rocket-variants-for-lunar-missio...https://fanfun.jaxa.jp/jaxatv/files/20191031_htv-x.pdfhttps://fanfun.jaxa.jp/event/files/event_20190128_ws_02.pdfhttps://news.mynavi.jp/article/20191120-926176/https://mainichi.jp/english/articles/20200101/p2a/00m/0na/006000chttps://mainichi.jp/articles/20191231/k00/00m/030/161000chttps://ja.wikipedia.org/wiki/SELENE-2https://ru.wikipedia.orghttps://en.wikipedia.orghttps://tass.ru/kosmos/6713892https://ria.ru/20200414/1569962968.htmlhttps://ja.wikipedia.org/wiki/DESTINY%2Bhttps://destiny.isas.jaxa.jphttp://mmx-news.isas.jaxa.jp/?,p=476&lang=jahttps://twitter.com/mmx_jaxa_jp/status/1230040353182371840


Поделиться в соц. сетях
492