К запуску «Луны-25». Об этапах полета автоматической станции
В августе 2023 года с космодрома Восточный ракетой-носителем «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» планируется запустить к естественному спутнику Земли первую в современной истории России автоматическую станцию «Луна-25». Ей предстоит совершить мягкую посадку в окрестности Южного полюса Луны для изучения лунных реголита и экзосферы.
Пресс-служба Научно-производственного объединения имени С.А. Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») подготовила материал об этапах полета автоматической станции.
Чтобы оказаться на естественном спутнике Земли и выполнить все задачи, «Луне-25» необходимо пройти несколько этапов полета.
Первый из них — выведение станции на траекторию перелета к Луне.
Через девять минут после старта с космодрома Восточный ракета-носитель «Союз-2.1б» доставляет разгонный блок «Фрегат» со станцией «Луна-25» на суборбитальную траекторию. Первым включением маршевой двигательной установки «Фрегат» переводится на близкую к круговой орбиту высотой около 200 км, на которой он проводит примерно половину витка вокруг Земли.
Вторым включением маршевой двигательной установки разгонный блок отправляет станцию на траекторию перелета к Луне. Длительность выведения «Луны-25» от старта ракеты-носителя до отделения автоматической станции составляет 1 час 20 минут.
«Фрегат» после отделения «Луны-25» уводится на высокоэллиптическую орбиту существования, которая не попадает в Луну и избегает пересечения с орбитой станции при ее последующих маневрах.
Тем временем, начинается второй этап — перелет «Луны-25» к естественному спутнику Земли. На станции включают, проверяют и настраивают все системы. Для обеспечения восполнения запасов электроэнергии «Луна-25» строит постоянную солнечную ориентацию, при которой разворачивается к Солнцу максимальной площадью панелей солнечных батарей.
Поскольку параметры перелетной траектории, сформированной разгонным блоком, имеют отклонения от значений, рассчитанных при баллистическом проектировании миссии, примерно через полтора суток после старта «Луна-25» проводит первую коррекцию орбиты. За день до выхода на орбиту вокруг Луны станция выполняет вторую коррекцию траектории.
В последние сутки перелета уточняются параметры орбиты «Луны-25» и рассчитывается маневр торможения, который необходим для перехода станции на орбиту искусственного спутника Луны.
С торможения «Луны-25» при помощи двигательной установки начинается третий этап — полет вокруг Луны по круговой околополярной орбите высотой 100 км, который длится три дня. При этом плоскость орбиты станции получается примерно перпендикулярной направлению с Луны на Солнце.
Полет на низкой окололунной орбите характеризуется быстрой эволюцией ее формы из-за сложного гравитационного поля Луны. Поэтому задача группы управления — обеспечить заданный характер этой эволюции для формирования правильных параметров посадочной орбиты. Так как торможение у Луны — большой маневр, соответственно, качество его исполнения сильно влияет на получающуюся орбиту искусственного спутника Луны.
В связи с этим на окололунной орбите предусмотрены две коррекции траектории для перехода «Луны-25» на эллиптическую посадочную орбиту: первая обеспечивает требуемую высоту апоселения (наиболее отдаленная от Луны точка орбиты), вторая — формирует заданную высоту периселения (ближайшая к Луне точка орбиты), который должен находиться над точкой посадки. Во время посадки необходимо, чтобы район прилунения был освещен Солнцем — это позволяет исключить теневые интервалы, что существенно улучшает энергобаланс станции.
В ходе четвертого этапа — полет вокруг Луны по эллиптической посадочной орбите с минимальной высотой 18 км и максимальной 100 км — проводятся измерения параметров движения «Луны-25» для уточнения получившейся орбиты. Также выполняется расчет и ввод полетного задания на программу торможения и осуществления мягкой посадки на лунную поверхность.
Последний и самый важный этап полета — посадка станции в районе Южного полюса Луны. «Луна-25» осуществляет два торможения для схода с орбиты искусственного спутника Луны. Затем следуют вертикализация и свободное падение станции до высоты приблизительно 800 — 1200 м с получением информации от доплеровского измерителя скорости и дальности. После этого идет прецизионное торможение с помощью двигательной установки, работающей сперва в режиме большой тяги, потом — малой. Наконец, «Луна-25» спускается с постоянной скоростью до касания поверхности.
После прилунения и наведения направленной антенны станции на Землю начинается научная работа «Луны-25» на лунной поверхности, которая, как ожидается, продлится в течение одного года.
Версия для печати