На илюстрацията: „Лунар Проспектър“ в орбита около Луната. Image credit : NASA/Ames
Предишни статии от поредицата „Забравените мисии“:
Голямата обсерватория „Гранат“ на СССР
Халеевата армада
„Пайъниър Винъс“ и първото американско кацане на Венера
Хитен и японското покоряване на Луната
10 септември 2020 г. 18:20 ч.
Светослав Александров. В днешната статия от поредицата „Забравените мисии“ ще ви разкажа за прелюбопитната роботизирана американска експедиция „Лунар Проспектър“, изстреляна през 1998 г. към Луната. Тази мисия за пръв път открива, че на лунния южен полюс има залежи от воден лед. За съжаление въпреки нейния безспорен успех, мисията днес е непозната за много от космическите ентусиасти.
Може би основната причина, поради която „Лунар Проспектър“ е забравена, се дължи на онова особено десетилетие, 90-те, когато НАСА се намира в труден и ненавиждан от мнозина период. Това е периодът, когато мисиите се разработват според парадигмата „по-бързи, по-добри, по-евтини“. Именно тогава настъпва оня гаф с мисията до Червената планета „Марс Клаймит Орбитър“, при която са объркани имперските с метричните единици и грешката води до катастрофа и загуба на автоматичната междупланетна станция.
Но за да схванем духа на този период, трябва да ви разкажа за цялостния контекст на обстановката, в която НАСА е принудена да работи. Историята е изключително интересна.
Както повечето от вас знаят, в края на 60-те и началото на 70-те години американската космическа агенция изпраща хора на Луната в рамките на проекта „Аполо“. Инициативата е скъпа и трудоемка – трудят се общо 300 000 души от 20 000 предприятия и 200 университета. За да може да се гарантира успех, НАСА използва процеса на т.нар. „системен мениджмънт“, който е взаимстван от военните. Сложните роботизирани междупланетни мисии „Вайкинг“ до Марс и „Вояджър“ до Юпитер, Сатурн и междузвездното пространство са създадени през 70-те чрез същата методология от епохата „Аполо“. Проблемът възниква, когато стилът на работа се запазва през 80-те години, но НАСА вече не разполага с мощна политическа и финансова подкрепа. Следващото поколение мисии „Галилео“ до Юпитер, „Магелан“ до Венера и „Марс Обзървър“ до Червената планета влизат в цикъл на постоянни отлагания. НАСА не успява да изстреля нито една лунна или междупланетна мисия в периода между 1978 и 1989 г., а програмата „космическа совалка“ не смъква цената на пилотираната космонавтика според очакванията на обществото. (Източник: Елизабет А. Франк)
В този контекст през 1992 г. за администратор на НАСА е назначен Даниел Голдин. Намираме се във времената непосредствено след разпадането на СССР, космическата надпревара е приключила, а сериозно финансиране за космонавтика в Щатите не се очертава. Голдин трябва да възстанови научната и междупланетна програма на НАСА според текущите възможности и за щастие той знае много добре каква е диагнозата. Ето какви са неговите думи:
„Има един интересен парадокс тук, благодарение на който сме тръгнали по спиралата надолу. Изстрелването на по-малко космически апарати означава, че учените искат да натоварят всеки възможен инструмент на всичко, на което му предстои да лети. Това увеличава теглото, което от своята страна повишава цената на кораба и на ракетата-носител. По-малко космически апарати води до това да не можем да поемем повече рискове с тези, които успеем да изстреляме, следователно те трябва да притежават резервни системи, които увеличават теглото и цената, и освен това не може да рискуваме да изстреляме нови технологии, така че не произвеждаме модерни технологии“.
Благодарение на реформите на Голдин се работи по две направления – първо, вече се използват съвременни за 90-те години технологии, а не технологиите от епохата на „Аполо“ (от 60-те и 70-те). Второ, сменя се подходът на управлението – разчита се на по-малки проекти, които от своя страна са с по-малки екипи, а малките екипи нямат нужда от скъпо ръководство.
Така НАСА възстановява научно-изследователската си програма, като в периода 1996-1999 г. са изстреляни общо 16 мисии за изучаването на Земята, планетите от Слънчевата система и дълбокия космос. Отново по данни от Франк, общата успеваемост на тези мисии е 63%, като само през 1999 г. са отчетени четири провала. Високото ниво на аварийност води до това епохата на „по-бързите, по-евтините и по-добрите“ мисии да е тъй мразена. До ден днешен, ако се срещнете с експерти на НАСА и споменете горните три думички, вероятно ще се сблъскате с отговора, че можете да си изберете само две от тях – корабите могат да са по-бързи и по-евтини, но няма да са по-добри. Или можете да направите добър кораб за кратко време, но няма да е евтин. Ако ли държите да е евтин и добър, ще трябва повече време за разработка.
Но епохата „по-бързи, по-евтини и по-добри“ е недооценена, защото малцина обръщат внимание на един факт – от първите 10 мисии 9 завършват с успех, което е 90% успеваемост! Проблемите настъпват съвсем в края на 90-те години, когато НАСА предприема все по-амбициозни проекти, но на фона на същото финансиране и без промяна в графика. Ранните успехи водят до свръхувереност, които по-нататък довеждат неизменно до провал.
Изстрелването на „Лунар Проспектър“ на 7 януари 1998 г. Photo credit : NASA
Една от успешните мисии е „Лунар Проспектор“. Тя е реализирана само за $63 милиона, като в това се включват и разходите по изстрелването. За този ограничен бюджет е създаден прост космически апарат с цилиндрична форма, висок 1.2 метра и с диаметър 1.4 метра. Общото тегло е 295 килограма. Апаратът е стабилизиран посредством въртене, а за маневриране са монтирани шест ракетни двигателя. Слънчевите батерии са разположени върху корпуса на апарата, а инструментите върху три радиални пилона, всеки от които е с дължина 2.5 метра. За да се вмъкнат в бюджета, ръководителите на „Лунар Проспектър“ решават апаратът да не е оборудван с компютър, а способностите за съхранение на данни на борда са минимални. Всички дейности се контролират от Земята, а сведенията от инструментите се предават в реално време (Източник: Lunar and Planetary Instutute).
Научните инструменти на борда са:
1. Магнитометър MAG.
2. Електронен рефлектометър ER
3. Неутронен спектрометър NS
4. Гама-спектрометър GRS
5. Алфа-спектрометър APS
Забелязвате ли какво липсва? Камери! НАСА решава мисията „Лунар Проспектър“ да не е оборудвана с фотографска екипировка, тъй като до този момент лунната повърхност е добре заснета от астронавтите на „Аполо“ и от други роботизирани експедиции (включително мисията „Клементин“ през 1994 г., ръководена от Инициативата за стратегическа отбрана с участието на НАСА).
Изстрелването е осъществено на 7 януари 1998 г. в 04:28 ч. българско време посредством ракета „Атина 2“ – четиристепенен носител, като първите три степени са твърдогоривни, а четвъртата работи на хидразин. Около 105 часа след излитането „Лунар Проспектър“ пристига около Луната с параметри на орбитата 92 на 153 километра. След две корекции на 13-ти и 15-ти януари мисията е доведена до перфектна 100-километрова кръгова орбита (източник: НАСА).
През март 1998 г. НАСА официално оповестява, че данните от неутронния спектрометър на „Лунар Проспектър“ доказват наличието на водород както на северния, така и на южния полюс на естествения ни спътник. Водородът най-често се среща като част от молекулата на водата, поради което учените стигат до извода, че на лунните полюси има около 300 милиона тона воден лед. Това е първото директно доказателство, че на Луната има лед!
Месеци по-късно „Лунар Проспектър“ открива силни локализирани магнитни полета, изготвя карта на разпределението на скалите върху лунния грунд и установява, че в центъра на Луната има желязно ядро с диаметър 600 километра.
На 10 декември 1998 г. „Лунар Проспектър“ слиза още по-ниско, на 40-километрова кръгова орбита, а по-късно на 28 януари 1999 г. е проведена още една маневра, след която орбитата става елиптична с периселен (най-ниска точка) 15 километра от лунната повърхност. Следва 7-месечна разширена научна мисия.
Краят на роботизираната експедиция настъпва на 31 юли 1999 г., когато автоматичната станция е умишлено разбита в лунната повърхност. Целта на учените е посредством наземните телескопи да изучат изхвърления материал, за да потърсят още доказателства за характера на водния лед. Уви – този експеримент не е успешен. Чак през 2009 г., когато НАСА провежда нова мисия с разбиване „LCROSS“, опитът е повторен – този път благополучно.
С падането на „Лунар Проспектър“ на Луната са пренесени и кремираните останки на известния учен и планетолог Юджийн Шумейкър. Това е първото в историята на космонавтиката лунно погребение.
Харесвате ли статиите на КОСМОС БГ? Можете да подкрепите Светослав Александров в Patreon, или да направите дарение чрез Epay или Paypal (за повече информация – на този линк).
https://www.space-bg.org/
https://www.cosmos.1.bg/
