Peregrine

Peregrine — это американский автоматический лунный посадочный модуль, разработанный компанией Astrobotic Technology в рамках программы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS). Аппарат предназначен для доставки научных и коммерческих грузов на поверхность Луны, в первую очередь в район Океана Бурь (Oceanus Procellarum). Миссия Peregrine стала первой попыткой частной компании осуществить мягкую посадку на Луну, однако в ходе полёта возникла нештатная ситуация, приведшая к потере аппарата.

История создания

Программа CLPS была запущена NASA в 2018 году с целью привлечения частных компаний к исследованию Луны. Одним из первых контрактов, заключённых в рамках этой программы, стал договор с компанией Astrobotic Technology, основанной в 2007 году профессором Уильямом Уиттакером (Университет Карнеги-Меллон). Первоначально компания разрабатывала концепцию лунного модуля для конкурса Google Lunar X Prize, однако после завершения конкурса в 2018 году переключилась на сотрудничество с NASA.

В мае 2019 года Astrobotic получила контракт на сумму 79,5 миллиона долларов на доставку полезной нагрузки на Луну. Модуль получил название Peregrine в честь сокола-сапсана (Falco peregrinus). Впоследствии сумма контракта была увеличена до 108 миллионов долларов с учётом дополнительного оборудования и задержек.

Конструкция и характеристики

Peregrine представлял собой модуль кубической формы с габаритами примерно 1,9 × 1,9 × 2,5 метра. Его сухая масса составляла около 600 кг, а полная — около 1300 кг с учётом топлива. Корпус был изготовлен из алюминиевых сотовых панелей, покрытых многослойной теплоизоляцией.

Силовая установка

Модуль оснащался двигательной установкой на гиперголическом топливе (монометилгидразин и смесь оксидов азота). Основной двигатель — пять импульсных ракетных двигателей (IRP) тягой по 667 Н каждый, разработанных компанией Frontier Aerospace. Для ориентации использовались 12 малогабаритных двигателей тягой по 5 Н.

Энергоснабжение

Электропитание обеспечивалось двумя раскладными солнечными панелями общей площадью около 8 м², генерирующими до 700 Вт электроэнергии в околоземном пространстве и до 400 Вт вблизи Луны. Энергия запасалась в литий-ионных аккумуляторах ёмкостью 200 А·ч.

Система управления и связь

Бортовой компьютер на базе процессора RAD750 (радиационно-стойкая версия PowerPC 750) обеспечивал управление полётом. Связь с Землёй осуществлялась через антенны S-диапазона и X-диапазона, позволяющие передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с.

Полезная нагрузка

Peregrine нёс 20 единиц полезной нагрузки общей массой около 90 кг. Среди них:

• Пять приборов NASA, включая спектрометры для анализа грунта, детекторы водорода и радиации.
• Грузы коммерческих компаний, в том числе капсулы с прахом людей (услуга «космических похорон» от компаний Celestis и Elysium Space).
• Научное оборудование от университетов (например, лазерный ретрорефлектор от Университета Британской Колумбии).
• Мемориальные предметы (флаги, монеты, послания).

Полёт и нештатная ситуация

Запуск Peregrine состоялся 8 января 2024 года в 02:18 UTC с космодрома на мысе Канаверал (Флорида) с помощью ракеты-носителя Vulcan Centaur (первый полёт этой ракеты). Через 50 минут после старта модуль успешно отделился от разгонного блока и начал самостоятельный полёт.

Однако через несколько часов после отделения, при попытке переориентации солнечных панелей на Солнце, была зафиксирована нештатная ситуация. Телеметрия показала резкое падение уровня топлива в баках, что указывало на утечку. Дальнейший анализ показал, что, вероятно, произошёл разрыв одного из топливных баков из-за неисправности клапана или повреждения при старте.

Из-за утечки топлива двигательная установка не могла обеспечить коррекцию траектории для выхода на лунную орбиту. 9 января 2024 года Astrobotic объявила, что посадка на Луну невозможна. Модуль продолжил движение по эллиптической орбите вокруг Земли, постепенно теряя ориентацию.

Завершение миссии

18 января 2024 года, после 10 дней полёта, остатки топлива в баках были израсходованы. Peregrine вошёл в плотные слои атмосферы Земли и сгорел над южной частью Тихого океана. Координаты падения обломков не установлены, так как аппарат не имел системы управляемого схода с орбиты.

Причины аварии

Расследование, проведённое Astrobotic совместно с NASA, выявило наиболее вероятную причину: отказ клапана в системе наддува топливного бака. По версии инженеров, клапан открылся преждевременно, что привело к разрыву бака. Конкретная причина отказа клапана не установлена, но рассматривались дефект изготовления, вибрационные нагрузки при старте или ошибка в программном обеспечении.

Значение и последствия

Несмотря на неудачу, миссия Peregrine стала важным этапом в развитии частной лунной программы. Она продемонстрировала:

• Возможность запуска лунного модуля на новой ракете Vulcan Centaur.
• Работоспособность многих систем модуля (энергоснабжение, связь, управление) в космосе.
• Необходимость более тщательного тестирования критических узлов (клапанов, баков) перед полётом.

Для Astrobotic неудача стала серьёзным ударом, но компания продолжила разработку следующего модуля — Griffin, предназначенного для доставки на Луну лунохода VIPER (проект NASA). Запуск Griffin запланирован на 2025 год. NASA, в свою очередь, пересмотрело подходы к страхованию и контролю качества в программе CLPS.

Критика и обсуждение

Миссия Peregrine вызвала критику в научном сообществе из-за включения в полезную нагрузку коммерческих грузов, в частности капсул с прахом людей. Некоторые учёные высказывали мнение, что подобные «рекламные» грузы отвлекают ресурсы и снижают научную ценность миссии. Однако представители Astrobotic и NASA подчёркивали, что коммерческие грузы помогали финансировать проект и привлекать внимание общественности к освоению Луны.

Источники

• NASA. Commercial Lunar Payload Services (CLPS) — Overview. 2023.
• Astrobotic Technology. Peregrine Mission One — Mission Overview. 2024.
• Berger, E. Peregrine lunar lander fails after launch — Ars Technica, 2024.
• Foust, J. Astrobotic’s Peregrine lander lost after propulsion failure — SpaceNews, 2024.
• Wall, M. Peregrine moon lander failure traced to faulty valve — Space.com, 2024.