Японска автоматична станция успешно се прилуни и забележител

[valio_98]

Японска автоматична станция успешно се прилуни и забележителната реакция на японските инженери и учени

Вчера Япония стана петата страна, която успешно прилуни автоматична космическа станция, наречена SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) на повърхността на нашия спътник. За което можем да поздравим японската космическа агенция JAXA!
Програмата не беше без проблеми все още не е ясно точно колко от целите на мисията са постигнати, но самото кацане, особено на фона на последните провали с други апарати, е забележителен успех, който прави страната на изгряващото слънце едва петата държава, която е постигнала успешно меко прилуняване.
SLIM е преди всичко инженерна програма, която тя цели да се отработи кацане в определен район, вместо кацане „където и да е“ – както се правеше в повечето случаи до сега. Целта е прилуняването да стане в рамките на 100 метра от поставената цел. До сега нещо подобно е постигано единствено при полета на „Аполо-12“, което каца на 163 метра от автоматичния апарат „Surveyor 3“ в края на ноември 1969 г. Но това е пилотирана управляема мисия, а японците постигнаха – ако са успели, разбира се, това все още предстои да се разбере – всичко с автоматика.
Проблемът на SLIM се оказаха слънчевите батерии. Според разказаното на следполетната пресконференция, те не зареждат апарата с енергия след кацането. Инженерите и учените, които управляват програмата, решиха да използват всичката оставаща в батериите енергия за да изпрати апаратът до Земята всичката информация, по която може да се определи точно къде е кацнал и да се каже дали целта за прецизно кацане е постигната.
За отбелязване е и доста страната схема на кацането – с двигатели, сочещи към хоризонта. Тя е нова, до сега на Луната с е кацаше с „крака“ (споменатите Аполо и Surveyor) или с амортизационни балони (по същество апаратът е в средата на „топка“ и се прилунява като подскача по повърхността – така СССР прави първото меко кацане на Луната с „Луна-9“ на 31.01.1966 година).
Снимки на Луната от апарата педи кацането може да се видят [urlhttps://www.youtube.com/watch?v=gJtu5w5PwqE]тук[/url].
Анимация на кацането може да се види тук.
Запис от кацането и пресконференцията може да се види тук.

*

Освен че е техническо постижение, кацането на SLIM е и културно събитие, част от цайтгайста на Япония, точно както пилотираната космонавтика на Китай е нещо повече от техника и наука, и се превръща в политически инструмент. Подобни процеси не са от вчера – спомнете си какво е била лунната надпревара от преди шестдесет години за СССР и САЩ.
Постиженията на JAXA обаче са интереси от друг аспект. Те изпрахия няколко апарата, които осъществиха с минимални средства уникални мисии, без аналог в други космически програми. При това целите бяха преди всичко научни – например „Хаябуса“ и „Хаябуса 2“, които върнаха на земята проби от астероидите Йотокава и Рюгу. В социалните мрежи можеха да се видят снимките от контролния център, които изглеждаха като да са правени в студентско общежитие – младежи с измачкани тениски, с подути от недоспиване очи редом с кутии от недоядена птица, всичко това излъчващо огромен ентусиазъм. За разлика от снощната пресконференция, на която трима японци едва-едва се усмихваха, неясно дали от недоспиване или от несигурност дали мисията е успяла.
Обаче важното тук е потенциала на тяхната космическа програма, младите хора, които участват в нея и огромното въображение, с което се подхожда към строежа на станциите, управлението на мисиите и решаването на проблемите. Двете„Хаябуси“ имаха уникални йонни двигатели. Те носеха на борда си малки спускаеми апарати, значителна част от които не проработиха от първи път, но дадоха на инженерите безценен опит и при втория полет японците за пръв път получиха снимка от повърхността на астероид. Не по-малко изобретателно беше и връщането на пробите, което изискваше преработка на траекториите в движение. „Хаябуса 2“ все още работи и се очаква да „посети“ още няколко астероида, макар и само за да ги фотографира отблизо. SLIM също е новаторска мисия – дори само със схемата на кацане „на хълбок“, която навярно спестява тегло.
Смея да твърдя, че ако JAXA продължава да върви по същия път, може да не постигне толкова скъпи (финансово) резултати, като самостоятелното изпращане на пилотирани мисии, но ще ни изненада и с други интересни научни апарати. Един пример е MMX (Martian Moons eXploration) – апарат, който се очаква да донесе материал от Марсианския спътник Фобос.
Още веднъж, да пожелаем успех на инженерите и учените от JAXA!

[valio_98]

SLIM е заработил отново! Преди десет дни струващият около 120 милиона долара японски апарат кацна на Луната, в не съвсем щатен режим. Той се е прилунил на около 55 метра от целта, с което постигна главната цел на тази мисия – да се демонстрира кацане на точно определено място (в рамките на 100 м), а не където и да е (макар и последното, само по себе си да е доста голямо предизвикателство). Това е изображение от системата за ориентация при кацането: тук.

Как апаратът успя да заработи отново? Той е ориентиран така, че слънчевите му батерии му сочат на запад, а сега лунният ден завършва и Слънцето е от западната страна на SLIM. Инженерите от JAXA го изключиха около два след кацането, когато зарядът на батериите спадна до 12%. Вероятно през изминалите дни слънчевите батерии са заредили акумулатора и апаратът, следвайки програмата си, се в опитал да се свърже със Земята.

Нещатното събитие при прилуняването е повреда в един от двигателите, която е настъпила още преди апаратът да докосне повърхността и е довела – ни повече ни по-малко, до падането на соплото на двигателя! За щастие в конструкцията на апарата е предвидено дублиране (апаратът има два двигателя): тук, което е спасило станцията от разрушителен удар в повърхността.
Снимка на падналото сопло (и други компоненти): тук.

При прилуняването апаратът трябваше да се завърти на 90 градуса и буквално, да „легне“ на лунната повърхност на една страна. Вероятно поради асиметрията на импулса от главните двигатели SLIM е докоснал повърхността с прекалено голяма хоризонтална скорост, и се е завъртял двойно повече – почти на 180 градуса, при което след прилуняването „носът“ на апарата сочи земята, а слънчевите батерии са почти вертикални, вместо да се хоризонтални добре осветени.

Да се върнем на дублирането. Разбира се, то не е измислено нито вчера, нито от инженерите в Японската космическа агенция. Мъск използва 33 двигателя в Starship, не само за дублиране, а и за да използва предимствата, които дава мащаба. Интересно, че преди повече от половин век нещо подобно се е опитал да направи и Сергей Корольов с ракетата Н-1 с 30 двигателя в първата степен, но някогашната електроника не е била в състояние да се справи с управлението им и се е налагало ако един двигател се повреди, да се спира срещуположния, при което се губи двойно повече тяга, а сега загубата на един двигател може да се компенсира от останалите.

А тук може да се види положението на апарата (самият той е сниман о един от малките луноходи, които носеше на борда си), както и снимка от орбита, на която е показано положението на SLIM и е обозначено какво се вижда на горната снимка: тук

Няколко съобщения за възобновяване на комуникацията със станцията:
https://twitter.com/PI9CAM/status/1751657240728117705
https://twitter.com/coastal8049/status/1751723650372538717
https://twitter.com/PI9CAM/status/1751657240728117705

Повече за SLIM може да се прочете тук и тук.

Накрая за сравнение – индийският апарат Chandrayaan-3, който кацна на Луната на 23.08.2023 година, струва около 91 милиона долара. За себестойността на китайските апарати няма данни.

[valio_98]

Космическата станция, която не искаше да умира – Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) на JAXA преживя втора лунна нощ

Ако за българското селско стопанство опасностите са три – суша, киша и Гриша – то за космическите апарати те са само две (почти): топлина и студ. Топлината е проблем, защото в условията на космическия вакуум единствения начин апаратите да се охлаждат е чрез излъчване (в атмосферата е възможен топлообмен с околния въздух, което е по-ефективно; така работят автомобилните радиатори) и по тази причина те или трябва да осенят радиатори с огромна площ или има опасност да се „изпекат“ от собствената си отпадъчна топлина. Студът е проблем за всякакви подвижни части, както и за електониката. За да се поддържа работна температура понякога се използват радиоизотопни генератори, които отделят достатъчно топлина и работят дълго време – години и десетилетия.
На фона на тези трудности е рядкост някои космически апарат да надживее предвижданията. Примерите са редки: американските Пионе и Вояджер, а сега към тях се присъедини и японският SLIM, който макар да не проработи 45 години като Вояджер-1, преживя втора лунна нощ. Разбира се, ценността на данните, които ни изпраща, намалява с времето, защото той може да наблюдава само една и съща област, но това е преди всичко мисия, целяща да демонстрира технологии, така че ценността ѝ е по-скоро в телеметичните, а не в научните данни, които изпраща.
Поздравления на японските инженери!
Повече за станцията може да се прочете тук и тук.
Видео от прилуняването: https://www.youtube.com/watch?v=nvXLt3ET9mE