15 января в 1:11 по восточному времени США компания Firefly Aerospace отправила к Луне посадочный модуль Blue Ghost. Аппарат стартовал на ракете Falcon 9 от SpaceX и может стать вторым американским устройством после программы “Аполлон”, которому удастся мягко приземлиться на лунную поверхность.
Название миссии – Ghost Riders in the Sky (Призрачные всадники в небе) – отсылает к классической кантри-балладе. В ней к ковбою приходит жуткое видение: стадо дьявольских коров, несущееся по облакам, а за ним – души пастухов, обреченных вечно скакать по небесному пастбищу на огнедышащих конях.
В ближайшие четыре недели космический аппарат будет постепенно удаляться от Земли по все более широкой орбите. На его борту находятся научные приборы NASA. Миссия проходит в рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS), через которую NASA привлекает частные компании к доставке грузов на Луну как часть масштабного проекта “Артемида”.
“Луна – своего рода ворота в Солнечную систему, относительно простое место, где мы оттачиваем навыки работы в космосе”, – объясняет Рэй Алленсворт , директор космической программы Firefly Aerospace. “Базовые научные данные, которые мы собираем в миссиях CLPS, важны не только для Артемиды, но и для освоения других планет”.
Для Firefly, которая уже разработала и запустила собственную ракету, полет к Луне станет первым. Эта миссия также проверит эффективность программы CLPS, в рамках которой NASA готово выделить частным компаниям до 2,6 миллиарда долларов на лунные доставки. Агентство рассчитывает сэкономить: контракт с Firefly, подписанный в феврале 2021 года, составляет 101 миллион долларов – гораздо меньше, чем потребовалось бы на создание собственного посадочного модуля.
“Лунный посадочный модуль, созданный традиционным способом, стоит больше полумиллиарда долларов… Я никогда не видел предложений дешевле”, – отмечает Томас Цурбухен, возглавлявший Директорат научных миссий NASA с 2016 по 2022 год и продвигавший программу CLPS.
NASA также надеется увеличить частоту роботизированных лунных миссий. Blue Ghost – третий аппарат, запущенный по CLPS с января 2024 года, и еще один старт запланирован до конца года.
Однако низкая стоимость и быстрые сроки имеют свою цену – NASA позволяет частным производителями самостоятельно проектировать и управлять аппаратами. Это повышает риск неудачи: с самого старта проекта руководители NASA, включая Цурбухена, подчеркивали, что у каждой первой миссии CLPS шансы на успех примерно 50 на 50.
Прогноз оказался точным. В январе компания Astrobotic из Питтсбурга запустила лунный модуль с грузом NASA и других заказчиков, но вскоре после старта на аппарате произошла критическая неполадка. В следующем месяце роботизированный аппарат Houston-based Intuitive Machines отправился к южному полюсу Луны. Спуск он пережил, но при посадке сломал одну опору и частично накренился.
Blue Ghost от Firefly высотой около двух метров и шириной 3,5 метра – примерно как два Volkswagen Beetle, припаркованных бок о бок – может доставить на поверхность спутника до 150 килограммов груза. В первой миссии модуль несет 10 приборов NASA – рекордное количество оборудования для одного полета по программе CLPS.
Для инженеров Firefly, многим из которых чуть больше 20 лет, создание Blue Ghost стало как уникальной карьерной возможностью, так и серьезным вызовом. “Это поражает воображение”, – признается Алленсворт. “Работа особенная, но порой пугающая – ведь никто из нас раньше не создавал лунные посадочные модули”.
Ярче всего эти сложности проявились при разработке двигателей, отвечающих за прилунение. Вскоре после важного пересмотра проекта в октябре 2021 года инженеры Firefly поняли, что им придется самостоятельно создать системы ориентации, которые контролируют положение космического аппарата и стабилизируют его. К августу 2024 года – менее чем через три года после начала работы – команда под руководством инженера Райана Коула подготовила двигатели к полету.
“По общепринятому мнению, создать такой двигатель меньше чем за три года невозможно”, – говорит Коул. “Но никто из нас не думал, что это невыполнимо”.
Теперь Blue Ghost предстоит примерно шестинедельное путешествие, прежде чем двигатели пройдут решающее испытание. После 25 дней на околоземной орбите модуль потратит четыре дня на полет к Луне. Затем он проведет еще 16 дней на лунной орбите, прежде чем попытается совершить посадку в начале марта. Blue Ghost летит не один – ракета также вывела на орбиту Hakuto-R Mission 2, лунный модуль и ровер японской компании ispace. Первая попытка посадки ispace в апреле 2023 года завершилась неудачей всего в нескольких километрах от поверхности спутника.
По запросу NASA Blue Ghost Mission 1 нацелен на Mare Crisium (Море Кризисов) – темный бассейн диаметром около 560 километров, образовавшийся в древности, когда лунная лава заполнила свежий ударный кратер. Считается, что состав этого района лучше отражает среднюю геологическую композицию, чем места посадки “Аполлонов”. Blue Ghost должен проработать там 14 дней.
Часть оборудования Blue Ghost проверит новые технологии. Один прибор исследует, смогут ли лунные посадочные модули использовать сигналы GPS-спутников с Земли. Другой попытается бороться с лунной пылью – крошечными зазубренными частицами, опасными для астронавтов и техники – сбивая ее с поверхности электрическими полями.
Остальные инструменты изучат внутреннее строение Луны. Прибор LISTER (Lunar Instrumentation for Subsurface Thermal Exploration with Rapidity) измерит, как тепло выходит из его недр. Это поможет понять глубинную структуру нашего естественного спутника и его эволюцию. Устройство представляет собой термометр на конце зонда, который будет бурить грунт на глубину до трех метров выбросами сжатого газа. В случае успеха LISTER установит рекорд самого глубокого проникновения в лунную поверхность.
“В вакууме газ подобен гранате… Мы подумали – почему бы не использовать его для создания глубоких отверстий?”, – объясняет Крис Зацны, вице-президент по системам исследований в Honeybee Robotics, компании, принадлежащей Blue Origin и разработавшей LISTER. “Примерно как направить струю садового шланга в почву, чтобы прорыть канаву”.