Полет на Луну - с помощью навигатора, сделанного в Германии
29 августа 2022 г.
Более чем полвека спустя после высадки первого человека на Луну астронавты снова отправятся к спутнику Земли. Возвращение запланировано через два года. А предпосылкой к этому станет беспилотная миссия вокруг Луны под названием "Артемида-1" (Artemis 1), финансируемая правительством США. Как объявило Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), она стартует в понедельник, 29 августа. Именно в этот день ракета-носитель Space Launch System (SLS) с многоцелевым космическим кораблем Orion выйдет на стартовую площадку комплекса 39B Космического центра имени Кеннеди в штате Флорида, чтобы доставить его на орбиту Луны.
А надежным гарантом лунной миссии станет электронно-оптическая система навигации Star Tracker ("Звездный датчик"), разработанная в компании Jena-Optronik в немецком городе Йена, федеральная земля Тюрингия. Это специальное навигационное устройство, установленное на борту космического корабля Orion, не даст ему заблудиться в космосе. Но как работают во Вселенной навигационные приборы? На Земле, например, навигация осуществляется с помощью спутников GPS, вращающихся вокруг нашей планеты на высоте около 22 000 км. Однако Луна находится на расстоянии около 384 400 км от Земли, и спутниковой сети GPS там еще нет… Что же служит космическому навигатору ориентиром?
"Глаза" межпланетного корабля
Космический корабль Orion оснащен двумя датчиками Star Tracker, которые установлены на его внешней стороне. "Star Tracker - это сенсорный датчик, предназначенный для ориентации в пространстве и навигации космических аппаратов. Иными словами, такой прибор, по сути, является "глазами" спутника", - поясняет в интервью mdr.de Аннетт Файге (Annett Feige), официальный представитель Jena-Optronik.
Если на Земле местоположение объекта достаточно точно отражают такие выраженные в градусах географические координаты, как широта и долгота, то ориентироваться в космосе особенно не на что: в космическом пространстве нет таких понятий, как север и юг, восток и запад, центр, верх, низ. Так что в качестве ориентиров используются различные небесные светила: Солнце, Земля, Луна, звезды. Они и служат для навигации в космосе подобно тому, как служили древним мореплавателям в водной пустыне.
На Луну, на Марс - и дальше
Лунная миссия - лишь начало проекта "Артемида". Главная цель этой экспериментальной программы - подготовка к длительному пребыванию человека на Марсе и за его пределами. Стоит ли говорить о том, что в подобного рода космических миссиях точная навигация жизненно важна.
Фотокамеры навигатора Star Tracker делают десять черно-белых снимков в секунду, а встроенное программное обеспечение сразу же сравнивает их со звездными картами. Таким образом определяется местоположение летательного аппарата относительно космических тел и путь его движения. Поскольку во Вселенной могут происходить изменения, навигационная система работает непрерывно.
В рамках программы "Артемида-1" капсула без экипажа проведет 25 дней на орбите вокруг Луны, удалившись на 60 000 км, и вернется на Землю. Начиная с миссии "Артемида-2", предусматривающей облет Луны по траектории свободного возврата, на борту космического корабля Orion будет находиться экипаж в составе четырех астронавтов. И особенно во время этого полета навигационная система должна работать точно и без сбоев.
Между тем с помощью технологии из Йены космическими кораблями можно будет управлять даже за пределами Луны. Поэтому датчики Star Tracker планируется использовать и в будущих космических миссиях - в том числе в межпланетной экспедиции на Марс, целью которой является сбор образцов марсианского грунта и доставка его на Землю для анализа. Если старт этой миссии, являющейся совместным проектом американского NASA и Европейского космического агентства (ESA), состоится, как запланировано, в 2028 году, то на Землю образцы грунта с Марса прибудут, предположительно, в 2033 году.
"Космические" планы
Новые технологии из Йены будут использоваться и во время намеченной ориентировочно на 2026 год космической миссии "Артемида-3" - полета с высадкой экипажа на Луну, когда двое астронавтов останутся на этой планете и будут находиться там примерно неделю.
А еще датчик Star Tracker поможет обеспечить стыковку космического корабля Orion с орбитальной платформой-шлюзом Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) - международной обитаемой окололунной станцией, предназначенной на первом этапе для изучения Луны и дальнего космоса, а затем для использования в качестве станции пересадки для космонавтов, направляющихся на Марс и обратно. Ее строительство должно начаться примерно в 2024 или в 2025 году.
Смотрите также: