Программа Чандраян-2

Чандраян-2 (санскр. चन्द्रयान-२, «лунный корабль-2») — вторая индийская автоматическая межпланетная станция (АМС), предназначенная для исследования Луны, разработанная и запущенная Индийской организацией космических исследований (ISRO). Миссия включала орбитальный аппарат, посадочный модуль «Викрам» (Vikram) и луноход «Прагьян» (Pragyan). Основной целью программы являлась детальная съёмка поверхности Луны, изучение её минерального состава и поиск водяного льда, а также отработка технологии мягкой посадки в приполярной области.

История и предпосылки

Предшествующая миссия

Первая индийская лунная миссия, Чандраян-1, была запущена в 2008 году и успешно проработала на орбите Луны до августа 2009 года. Она позволила обнаружить молекулы воды (H₂O) и гидроксила (OH) на лунной поверхности, а также подтвердила наличие водяного льда в полярных кратерах. Однако миссия не предусматривала посадку на поверхность.

Разработка Чандраян-2

После успеха Чандраян-1 ISRO приступила к разработке более сложной миссии с посадкой на Луну. Первоначально проект предполагал сотрудничество с Россией (Роскосмос), которая должна была предоставить посадочный модуль, а ISRO — орбитальный аппарат и луноход. Однако после неудачной миссии «Фобос-Грунт» в 2011 году Россия отказалась от участия, и ISRO решила разработать все компоненты самостоятельно. Разработка началась в 2012 году, а окончательная сборка и испытания завершились к середине 2019 года.

Запуск и полёт

Ракета-носитель

Запуск состоялся 22 июля 2019 года в 14:13 UTC (17:43 по московскому времени) с космодрома Сатиш-Дхаван на острове Шрихарикота (штат Андхра-Прадеш, Индия). В качестве носителя использовалась трёхступенчатая ракета-носитель GSLV Mk III (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark III), самая мощная в индийском космическом арсенале. Стартовая масса станции составляла 3850 кг, из которых 2379 кг приходилось на орбитальный аппарат, 1471 кг — на посадочный модуль и 27 кг — на луноход.

Траектория и выход на орбиту Луны

После выведения на опорную орбиту Земли (170 × 45500 км) станция совершила серию из пяти манёвров подъёма апогея, постепенно увеличивая высоту орбиты. 14 августа 2019 года был выполнен транслунный манёвр, и аппарат направился к Луне. 20 августа 2019 года Чандраян-2 успешно вышел на полярную орбиту Луны с высотой 114 × 184 км. В последующие дни орбита была скорректирована до круговой высотой около 100 км.

Посадочный модуль «Викрам»

Конструкция и оснащение

Посадочный модуль «Викрам» (назван в честь доктора Викрама Сарабхая, основателя индийской космической программы) имел четырёхугольную форму с четырьмя посадочными опорами. Его сухая масса составляла около 626 кг, а с учётом топлива — 1471 кг. Модуль оснащался:

• Двигательной установкой: пять жидкостных ракетных двигателей (четыре для торможения и один для ориентации) на топливной паре ММГ/АТ (монометилгидразин/тетраоксид азота).
• Навигационным оборудованием: лазерный высотомер, лазерный доплеровский измеритель скорости, инерциальная навигационная система, камера для распознавания места посадки.
• Научными приборами: прибор для измерения температуры и теплопроводности грунта (ChaSTE), сейсмометр (ILSA), зонд для измерения плотности лунной плазмы (RAMBHA-LP) и ретрорефлектор для лазерной локации (вклад НАСА).

Попытка посадки и её исход

Посадка была запланирована на 6 сентября 2019 года в районе 70° южной широты, между кратерами Манцини и Симпелий, вблизи южного полюса Луны. Снижение началось штатно: модуль выполнил торможение с орбиты 100 км до высоты 2,1 км. Однако на высоте около 2,1 км траектория начала отклоняться от расчётной. На высоте 0,4 км связь с модулем прервалась. Последующие попытки восстановить контакт (в течение нескольких недель) не увенчались успехом. 2 декабря 2019 года ISRO официально признала потерю модуля. Анализ телеметрии показал, что причиной стала ошибка в программном обеспечении системы управления, из-за которой двигатели отработали с превышением скорости, что привело к жёсткому столкновению с поверхностью.

Луноход «Прагьян»

Характеристики

Луноход «Прагьян» (санскр. «мудрость») представлял собой шестиколёсный аппарат массой 27 кг, работающий от солнечных батарей. Он был рассчитан на перемещение со скоростью 1 см/с и мог преодолевать препятствия высотой до 10 см. Ожидаемый срок активной работы — один лунный день (14 земных суток). Луноход нёс два научных прибора:

• APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer) — альфа-протонный рентгеновский спектрометр для определения элементного состава грунта.
• LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscope) — лазерный эмиссионный спектрометр для анализа минералов.

Судьба

Поскольку посадочный модуль не совершил мягкой посадки, луноход не был развёрнут и остался закреплённым на разрушенном модуле. Научные данные с его приборов получены не были.

Орбитальный аппарат

Конструкция и приборы

Орбитальный аппарат Чандраян-2 остался на лунной орбите высотой около 100 км. Его масса составляла 2379 кг, из которых 1696 кг — сухая масса, а остальное — топливо для манёвров. Он оснащён восемью научными приборами:

• TMC-2 (Terrain Mapping Camera-2) — стереокамера высокого разрешения (5 м/пиксель) для создания топографических карт.
• HySI (Hyper Spectral Imager) — гиперспектральный формирователь изображений для изучения минерального состава.
• SIR-2 (Near Infrared Spectrometer) — инфракрасный спектрометр для поиска воды и гидроксила.
• CLASS (Chandrayaan-2 Large Area Soft X-ray Spectrometer) — рентгеновский спектрометр для картирования элементов.
• SAR (Synthetic Aperture Radar) — радар с синтезированной апертурой (L- и S-диапазоны) для поиска водяного льда в полярных кратерах.
• OMC (Orbital High-Resolution Camera) — камера высокого разрешения для детальной съёмки.
• DFRS (Dual Frequency Radio Science) — эксперимент по изучению лунной ионосферы.
• XSM (X-ray Solar Monitor) — монитор солнечного рентгеновского излучения.

Научные результаты

Орбитальный аппарат успешно функционирует и по состоянию на 2025 год продолжает передавать данные. Ключевые результаты:

• Картографирование поверхности: получены детальные изображения южного полюса с разрешением до 5 метров, выявлены новые структуры и кратеры.
• Поиск воды: радар SAR подтвердил наличие водяного льда в постоянно затенённых кратерах, особенно вблизи южного полюса. Оценки объёма льда уточнены.
• Минералогия: обнаружены области с высоким содержанием магния, алюминия и кремния, что указывает на разнообразие лунной коры.
• Ионосфера: зафиксирована слабая ионосфера Луны, плотность которой зависит от солнечной активности.

Значение и последствия

Научное значение

Несмотря на неудачу посадочного модуля, миссия Чандраян-2 считается частично успешной. Орбитальный аппарат предоставил уникальные данные о лунной поверхности, особенно в полярных регионах, которые ранее были слабо изучены. Эти данные используются для планирования будущих миссий, включая российскую «Луна-27» и американскую программу «Артемида».

Технологическое значение

Разработка и запуск Чандраян-2 продемонстрировали способность Индии создавать сложные межпланетные станции. Опыт, полученный при проектировании посадочного модуля (включая анализ ошибки), был использован при подготовке следующей миссии — Чандраян-3, которая была запущена в 2023 году и успешно совершила мягкую посадку на Луну 23 августа 2023 года.

Критика и уроки

Неудачная посадка вызвала критику в адрес ISRO за недостаточное тестирование программного обеспечения в условиях, имитирующих реальные лунные условия. Однако ISRO признала ошибки и провела тщательный анализ, что позволило успешно реализовать Чандраян-3. Миссия также подчеркнула сложность посадки в приполярных районах Луны, где рельеф крайне неровный.

Интересные факты

• Чандраян-2 стала первой индийской миссией, которая попыталась совершить мягкую посадку на Луну.
• Орбитальный аппарат рассчитан на работу в течение 7 лет, но, по оценкам, может функционировать до 10 лет.
• Стоимость миссии составила около 1,4 миллиарда долларов США, что делает её одной из самых бюджетных лунных программ.
• Названия модулей («Викрам» и «Прагьян») выбраны в честь выдающихся индийских учёных и символизируют стремление к знаниям.

Источники

• Отчёт ISRO о миссии Чандраян-2 (2019)
• Научные публикации в журналах Journal of Geophysical Research: Planets и Icarus (2020–2024)
• Данные с официального сайта ISRO (www.isro.gov.in)
• Анализ неудачной посадки в журнале Space Science Reviews (2020)