Успешная посадка спускаемого аппарата зонда «Чанъэ-5» с образцами лунного грунта 17 декабря стала финалом долгого и интересного пути. До старта план полета был известен только в общем виде, зато сейчас у нас есть не только знание о точном времени выполнения каждого этапа, но и прекрасные кадры, отснятые бортовыми камерами, и другая любопытная информация.
Спускаемый аппарат на месте посадки
Ракета-носитель «Великий поход 5» стартовала в ночь с 23 на 24 ноября, по пекинскому времени 24.11 в 04:30, по UTC 23.11 в 20:30. Спустя 739 секунд третья ступень с зондом вышли на низкую околоземную орбиту. После примерно пятнадцатиминутного ожидания двигатели третьей ступени включились вновь и за 413 секунд перевели «Чанъэ-5» на высокоэллиптическую орбиту с апоцентром (самой высокой точной орбиты) в районе 400 тысяч километров. Зонд отделился от ступени на 37 минуте полета.
Трансляция пуска, старт с 7:45:00, также есть прекрасное видео в 4К первых секунд полета.
Первая коррекция траектории была выполнена 24 ноября в 14:06 UTC, двигатель тягой 3000 Н включили на примерно две секунды. Вторую коррекцию траектории произвели 26 ноября также в 14:06 UTC, но другими двигателями — два меньших двигателя тягой 150 Н проработали 6 секунд. В этот момент аппарат летел уже примерно 41 час и удалился от Земли на 270 тысяч км.
Траекторию аппарата мониторили независимые энтузиасты космонавтики, которые могли, например, заметить включение двигателя по эффекту Доплера и параллельно принимали сигналы от зонда. Вот, например, кадры бортовой камеры, снимающей солнечные панели, полученные англичанами.
Следующим этапом стал выход на орбиту вокруг Луны. На 112 часу полета, в 12:58 UTC 28 ноября «Чанъэ-5» включил маршевый двигатель тягой 3000 Н на 17 минут и вышел на предварительную эллиптическую орбиту высотой примерно 400х5600 км. По плану полета он провел на ней три витка, каждый из которых занял около 8 часов.
План полета
Спустя почти сутки, в 12:23 UTC 29 ноября еще одно включение маршевого двигателя сравнимой длительности перевело аппарат на орбиту высотой примерно 200 км.
29 ноября в 20:40 UTC посадочный аппарат отстыковался от орбитального.
Выполнив два маневра 30 ноября, в районе 14 и 18 часов, посадочный аппарат уменьшил перицентр (нижнюю точку орбиты) до 15 км и приготовился к посадке. После пятнадцатиминутного тормозного маневра благополучное прилунение состоялось 1 декабря в 15:11 UTC в 160 км к востоку от пика Рюмкера, точные координаты 43.05680° с.ш., 51.91648° з.д…
Панорама места посадки
2 декабря было посвящено забору образцов грунта, который был закончен к 14 UTC. Образцы собирались разными способами — бурением колонки глубиной до двух метров и сбором на разных участках поверхности при помощи специального совка. К этому моменту посадочный аппарат провел на поверхности 19 часов. Зонд успешно пережил температуру лунного дня, превышающую 100 градусов Цельсия.
3 декабря в 15:10 UTC взлетный модуль с загруженными образцами стартовал с посадочного, что было зафиксировано оставшейся на Луне камерой посадочного модуля. Спустя примерно 7 минут он вышел на орбиту с апоцентром в районе 200 км и стал фазировать ее для встречи с орбитальным аппаратом.
Орбитальные маневры заняли двое суток, и первая в истории автоматическая стыковка на лунной орбите состоялась 5 декабря в 21:42 UTC. Спустя примерно полчаса капсулу с образцами перегрузили на орбитальный аппарат. 6 декабря в 04:35 UTC взлетный аппарат отстыковался от орбитального и был сведен с орбиты 7 декабря в 22:59 UTC. Китайские СМИ первоначально передали, что он совершил посадку, но доступные знания о конструкции аппарата и запасах топлива говорят, что он разбился о поверхность.
Следующим очевидным этапом стал разгон с лунной орбиты для перехода на траекторию перелета к Земле, который проводился аналогично маневрам по прибытию на лунную орбиту. 12 декабря в 01:54 UTC был произведен первый отлетный маневр, переведший зонд на высокоэллиптическую орбиту высотой примерно 200х5600 км. Спустя сутки или три витка, 13 декабря в 01:51 UTC, произвели второй маневр, и «Чанъэ-5» отправился домой. В обоих маневрах скорость аппарата менялась примерно на 400 м/с, но, из-за уменьшившейся массы аппарата, работали двигатели меньшей тяги, 150 Н.
На обратном пути «Чанъэ-5» провел две коррекции траектории. Первая прошла 14 декабря в 03:13 UTC, когда два двигателя тягой 25 Н включились на 28 секунд. Во время второй коррекции, 16 декабря в 01:15 UTC, они же включились на 8 секунд. Аппарат начал готовиться к торможению в плотных слоях атмосферы и посадке. На высоте 5000 км орбитальный аппарат отделился от спускаемого и ушел в сторону. Он не сгорел в атмосфере, и у китайского космического агентства на него еще есть не объявленные публике планы.
Чанъэ-5 вошел в атмосферу в 17:33 UTC, погрузился, затем, используя подъемную силу несимметрично летящего спускаемого аппарата, снова поднялся выше границы космоса и во второй раз и уже окончательно вошел в атмосферу. Такая траектория позволяет снизить перегрузку при возвращении. Раскрытие парашютов прошло штатно, и в 17:59 UTC спускаемый аппарат совершил мягкую посадку во Внутренней Монголии в точке с координатами 42°20’19’’с.ш., 111°26’20’’в.д. Несмотря на плохую погоду, поисково-спасательные службы обнаружили его еще в воздухе и оказались на месте приземления спустя считанные минуты.
20 декабря появилась информация, что «Чанъэ-5» привез 1731 грамм лунного грунта.
Образцы будут изучаться в специально созданной лаборатории Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук в Пекине.
Автор: Филипп Терехов
