«Чандраян-2» (хинди चंद्रयान्-२ «Лунный корабль-2») — вторая (после «Чандраян-1») автоматическая межпланетная станция (АМС) Индийской организации космических исследований (ISRO) для исследования Луны.
Целью миссии является достичь орбиты спутника Земли и проводить его изучение с высоты 100 км инструментами орбитального аппарата, совершить мягкую посадку на лунную поверхность и исследовать Луну с помощью научных инструментов посадочного аппарата и лунохода «Прагъян».
Запуск миссии «Чандраян-2» состоялся 22 июля 2019 года. 20 августа станция вышла на окололунную орбиту.
2 сентября от орбитального аппарата «Чандраян-2» отделился посадочный модуль «Викрам», с луноходом «Прагъян» на борту. 6 сентября «Викрам» стал проводить спуск на поверхность Луны. В полночь 7 сентября, во время заключительного этапа торможения аппарата на высоте около 2,1 километра, «Викрам» отклонился от намеченной траектории, и на высоте примерно 400 метров от лунной поверхности связь с посадочным модулем была утеряна.
По сообщению НАСА от 27 сентября 2019 года, посадочный модуль совершил «жёсткую посадку»Chandrayaan-2: India Moon probe made 'hard landing', says Nasa , BBC News, 27.09.2019.
Спустя четыре года миссия была повторена, на этот раз успешно: спускаемый аппарат станции Чандраян-3 сел вблизи южного полюса Луны.
История Изначально, проект планировалось реализовать совместно с Российским космическим агентством. Соглашение между космическими агентствами двух стран было подписано 12 ноября 2007 года. Предполагалось, что индийская сторона будет ответственна за орбитальный аппарат и луноход, а российская сторона предоставит посадочный аппарат. Миссия была утверждена правительством Индии в сентябре 2008 года // Наука и технологии России.
В августе 2009 года ISRO совместно с российскими коллегами завершила проект конструкции станции. На тот момент старт миссии планировался на конец 2012 года.
В августе 2010 года индийское космическое агентство утвердило список научных инструментов для орбитального аппарата и лунохода для запуска миссии в течение 2013 года. Для запуска аппарата Индия планировала использовать собственную ракету-носитель GSLV.
Однако, после неудачи с аппаратом Фобос-Грунт в 2011 году, Роскосмос сообщил, что полностью пересмотрит технические аспекты, связанные с этим проектом, которые также использовались в совместной лунной миссии, что приведёт к увеличению массы посадочного аппарата. Российское агентство выдвинуло ряд дополнительных требований, в том числе по массе лунохода, сроки миссии были перенесены на 2015—2017 годы. В 2013 году, когда стало понятно, что по ряду причин, в том числе финансовых, посадочный аппарат не может быть предоставлен Россией и к 2015 году, Индия решила запускать миссию самостоятельно. Старт был перенесён на конец 2017 — начало 2018 года.
Запуск, запланированный на март 2018 года, был перенесён на октябрь для завершения дополнительных испытанийЗапуск второй индийской миссии к Луне — КА «Чандраян-2» — переносится на октябрь 2018 года, не исключены и дальнейшие переносы — индийская газета «The times of India». 4 августа 2018 года телеканал NDTV сообщил, что ISRO перенесла отправку к Луне миссии «Чандраян-2» на первую половину 2019 года.
Во время испытаний в феврале 2019 года были незначительно повреждены две опоры посадочного аппарата, внесение необходимых корректив сдвинуло запуск на июль 2019 года.
Пуск ракеты-носителя GSLV III с зондом с Космического центра имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота был намечен на 15 июля 2019 года в 02:51 по местному времени. За 56 минут до старта пуск был отменён из-за технической неполадки в работе ракеты-носителя.
Задачи миссии Станция «Чандраян-2» состояла из орбитального и посадочного аппаратов, с небольшим автоматическим луноходом «Прагьям».
Орбитальный модуль проводил картографирование поверхности Луны с полярной орбиты высотой около 100 км.
Посадочный модуль «Викрам» должен был совершить мягкую посадку на поверхности Луны. Район для посадки станции был определён по результатам исследований поверхности со станции «Чандраян-1». «Викрам» планировалось посадить в районе южного полюса Луны между кратерами Манцини C и Симпелий N, на участке с координатами 70,9° южной широты 22,8° восточной долготы. Это самое близкое к южному полюсу Луны место, на которое когда-либо в истории садился посадочный аппарат. В случае успешной посадки, Индия могла стать четвёртой страной, мягко посадившей космический аппарат на поверхности Луны, после СССР, США и КитаяИндия планирует в апреле отправить к Луне автоматическую экспедицию «Чандраян-2» // ТАСС. Предполагалось, что он сможет проработать на Луне две—три недели. На посадочном модуле имелся сейсмометр ILSA для регистрации лунотрясений.
Посадочный модуль должен был доставить на поверхность луноход «Прагьям» («Мудрость»), который в течение 14 дней собирал бы образцы для анализа и делать снимки, передавая их на ЗемлюИндия вновь отложила свою миссию на Луну // РГ, 5.08.2018.
Посадка посадочного модуля «Чандраян-2» завершилась потерей связи с ним (и, вероятно, крушением), поэтому все связанные с ним планы были перенесены на следующую миссию, «Чандраян-3», запуск которой был осуществлен в 2023 году.
Конструкция и инструменты
Во время запуска и полёта к Луне орбитальный и посадочный аппараты «Чандраян-2» интегрированы между собой, посадочный аппарат расположен над орбитальным. Луноход находится внутри посадочного аппарата. Суммарный вес станции при запуске составил 3850 кг. Размеры — 3,1 × 3,1 × 5,8 м.
Орбитальный аппарат Орбитальный аппарат «Чандраян-2» предназначен для работы на окололунной полярной орбите высотой около 100 км в течение как минимум одного года, возможно продление его миссии до 2 лет. Размеры — 3,2 × 5,8 × 2,2 м. Полная масса аппарата — 2379 кг, из них 1697 кг составляет топливо. Двигательная установка орбитального аппарата обеспечивала маневрирование интегрированной станции на протяжении всего полёта к Луне до отстыковки посадочного модуля «Викрам». Солнечные батареи продуцируют до 1000 Вт электроэнергии. Через орбитальный аппарат производится связь с наземным контрольным центром возле (округ Бангалор, Индия) — , также через него ретранслируется сигнал от посадочного аппарата.
На орбитальном аппарате размещено 8 инструментов: Terrain Mapping Camera-2 (TMC-2) — камера для картографирования поверхности Луны с разрешением 5 м и полосой захвата 20 км для создания 3D-карты лунной поверхности; Chandrayaan-2 Large Area Soft X-ray Spectrometer (CLASS) — рентгенофлуоресцентный спектрометр для выявления присутствия таких химических элементов как магний, алюминий, кремний, кальций, титан, железо, натрий; Solar X-ray monitor (XSM) — измеряет интенсивность рентгеновского излучения Солнца и поддерживает работу инструмента CLASS; Orbiter High Resolution Camera (OHRC) — камера, выполняющая снимки посадочной площадки с разрешением 0,32 м. Снимки выполняются с разных ракурсов в течение двух витков по орбите Луны перед отстыковкой посадочного аппарата для создания объёмной модели посадочной площадки, чтобы убедиться в отсутствии больших камней и значительных неровностей рельефа. Imaging IR Spectrometer (IIRS) — инфракрасный спектрометр для исследования поверхности луны в широком спектральном диапазоне с целью изучения минералогии Луны, выявления молекул воды и гидроксильных групп; Dual Frequency L and S band Synthetic Aperture Radar (DFSAR) — радар с синтезированной апертурой L- и S-диапазонов будет производить картографирование полярного региона Луны, количественную оценку водяного льда в этом регионе, а также оценку толщины реголита и его распределение по поверхности; Chandrayaan-2 Atmospheric Compositional Explorer 2 (ChACE-2) — масс-спектрометр для детального изучения лунной экзосферы; Dual Frequency Radio Science (DFRS) — эксперимент по изучению временной эволюции электронной плотности в лунной ионосфере.
Посадочный аппарат
Посадочный аппарат «Викрам» («Доблесть») назван в честь Викрама Сарабхая, индийского учёного и отца-основателя индийской космической программы. Спроектирован для работы в течение одного лунного дня (14 земных суток) и способен поддерживать связь напрямую с наземным центром управления, с орбитальным аппаратом и луноходом.
Размеры аппарата — 2,54 × 2,0 × 1,2 м. Стартовая масса — 1471 кг, из которых 845 кг составляет топливо — гидразин и тетраоксид диазота. Двигательная установка посадочного аппарата состоит из 5 дросселируемых жидкостных ракетных двигателей с тягой 800 Н каждый, которые должны снизить скорость аппарата с 1,6 км/с до нуля в ходе финального торможения и мягкой посадки, а также 8 двигателей с тягой 50 Н, для управление положением в пространстве. Для помощи при посадке «Викрам» оборудован HD-камерой, навигационной камерой, камерами для определения горизонтальной скорости и выявления угрозы посадке, тремя альтиметрами. Сенсоры на 4 посадочных опорах определяют момент касания к поверхности и отключают центральный посадочный двигатель. «Викрам» способен безопасно приземлится при уклоне поверхности до 12°. Две панели солнечных батарей, размещённых на боковых сторонах аппарата способны производить до 650 Вт электроэнергии.
На посадочном аппарате размещены 3 научных инструмента: Radio Anatomy of Moon Bound Hypersensitive Ionosphere and Atmosphere (RAMBHA) — зонд Ленгмюра для измерения плотности и колебаний плотности плазмы около лунной поверхности; Chandra’s Surface Thermo-physical Experiment (ChaSTE) — термальный зонд для измерения температурного градиента и теплопроводности лунной поверхности; Instrument for Lunar Seismic Activity (ILSA) — сейсмометр для изучения лунотрясений в районе посадки.
Также на посадочном аппарате размещены ретрорефлекторы, предоставленные NASA для измерения точного расстояния между лунной поверхностью и спутниками на окололунной орбите.
Одна из боковых стенок аппарата представляет собой раскладывающийся трап, на котором размещён луноход «Прагьям», который должен спустится на поверхность после посадки.
Луноход
Автоматический луноход «Прагьям» («Мудрость») размерами 0,9 × 0,75 × 0,85 м и массой 27 кг. Оснащён раскладывающейся панелью солнечных батарей, производящих до 50 Вт электроэнергии. Шесть колёс на подвеске системы rocker-bogie позволят ему преодолеть дистанцию до 500 м на скорости 1 см в секунду. Как и посадочный аппарат, луноход спроектирован для работы в течение 14 земных суток, не ожидается, что он переживёт лунную ночь. Две камеры на передней части лунохода будут обеспечивать изображение окружающей местности для оператора на Земле, который будет передавать команды для движения. Связь с луноходом производится через посадочный аппарат.
На 2 задних колёсах нанесены герб Индии и логотип ISRO, которые должны отпечатываться на лунной пыли по ходу движения лунохода.
На борту лунохода размещены 2 инструмента для изучения химического состава лунного грунта: Laser induced Breakdown Spectroscope (LIBS) — лазерно-искровый эмиссионный спектрометр; Alpha Particle Induced X-ray Spectroscope (APXS) — APXS-спектрометр.
Ход миссии
Успешный пуск ракеты-носителя GSLV III с АМС «Чандраян-2» состоялся в 14:43 по местному времени (09:13 UTC) 22 июля 2019 года. Изначально ожидалось, что станция будет выведена на орбиту с параметрами 170 × , но аппарат был выведен на 6 тыс. км выше, чем планировалось. Это позволит аппарату совершить меньше манёвров и сэкономить топливо при полёте к Луне.
24 июля выполнен первый манёвр для повышения околоземной орбиты. Благодаря более высокой, чем планировалось орбите выведения, потребовалось только 48-секундное включение главного двигателя для размещения аппарата на орбите 230 × .
26 июля выполнен второй манёвр повышения орбиты, аппарат выведен на орбиту 251 × . Время включения двигателя составило 883 секунды.
29 июля выполнен третий манёвр, «Чандраян-2» выведен на орбиту 276 × . Продолжительность работы двигателя — 989 с.
2 августа состоялся четвёртый манёвр, 646-секундным включением двигателя аппарат выведен на орбиту 277 × .