ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Институт Космических исследований
Российской Академии Наук

ЛУНА-25/LUNA-25
Открытие новой Луны

«Луна-25» — проект по запуску посадочной автоматической межпланетной станции для исследования верхнего слоя поверхности в районе южного полюса Луны, лунной экзосферы и отработки технологий посадки и забора грунта.

Проект входит в Федеральную космическую программу России на 2016–2025 гг. (ОКР «Луна-Глоб»).

Научные задачи

  • оценить массовую долю воды и летучих соединений в лунном веществе, выяснить элементный и изотопный соста верхнего слоя полярного реголита в районе посадки до глубины ~1 м;
  • выяснить состав приполярной лунной экзосферы и физических процессов, происходящмх в ней;
  • измерить радиационный фон нейтронов и гамма-лучей на лунной поверхности в условиях спокойного и активного Солнца, а также в периоды, когда Луна проходит через хвост земной магнитосферы;
  • отработать элементы перспективной системы высокоточной и безопаной посадки на основе анализа изображений лунной поверхности.

Миссия

В XXI веке наиболее интересными для исследований стали полярные области Луны.

Первые посадочные аппараты 1950–1970 годов, автоматические и пилотируемые, созданные в рамках советской и американской космических программ, садились и исследовали Луну вблизи экватора и в умеренных широтах.

Однако, как показали дистанционные исследования Луны, проведённые на рубеже XX–XXI веков, условия около лунных полюсов значительно отличаются от условий в исследованных ранее районах. Главное отличие — полярный реголит (верхний слой грунта) имеет высокое содержание летучих соединений, основным из которых является вода.

Данные, которые были получены в начале века, в том числе и с российского нейтронного телескопа ЛЕНД (создан в ИКИ РАН и установлен на американском орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter), показали, что в полярном реголите есть много летучих соединений космического происхождения, начиная с воды и заканчивая сложными молекулами. Эти соединения на Луну приносили кометы. Полюс на Луне можно сравнить с природным холодильником, где в холодных ловушках полярного реголита сотни миллионов лет накапливались и сохранялись слои инея всех космических летучих веществ, когда-либо попадавших на спутник Земли.

Это исключительно интересное место для исследований, так как именно здесь могут храниться следы более ранних периодов развития Солнечной системы.

Кроме этого, полярные области начинают представлять интерес для создания постоянной лунной станции, в том числе обитаемой. Наличие замерзшей воды в реголите освободит будущих космонавтов от необходимости доставлять этот ценный ресурс с Земли. Также она понадобится для добычи кислорода, а в более удаленной перспективе — и водородного горючего.

Однако лунные условия могут быть опасны для человека. Будущим космонавтам угрожают не только отсутствие атмосферы и малая гравитация, но и космическая радиация, а также лунная пыль, свойства которой разительно отличаются от свойств земной пыли.

Поэтому в миссии «Луна-25» поставлены не только научные задачи, связанные с разработкой проблем происхождения и эволюции естественного спутника Земли, но более практические, связанные с возможностью освоения Луны в будущем – такие как изучение распределения природных ресурсов (и в первую очередь воды), исследование структуры и состава реголита, пылевых и микрометеоритных условий, радиационной обстановки и др.

«Луна-25» продолжает серию советских автоматических межпланетных станций «Луна» (в 1976 г. АМС «Луна-24» успешно доставила на Землю около 170 граммов лунного грунта) и открывает российскую лунную программу России. За миссией «Луна-25» последуют орбитальный аппарат «Луна-26» и посадочный «Луна-27», после которых планируется начать развертывание на нашем спутнике полноценной научной станции.

Комплекс научной аппаратуры КА «Луна-25»

  • Система технического зрения СТС-Л для проведения телевизионной съёмки поверхности во время посадки, панорамной съёмки поверхности вокруг аппарата, стереосъёмки и построения трехмерной модели участка поверхности
  • Лунный манипуляторный комплекс ЛМК с грунтозаборным устройством для раскопов реголита вблизи аппарата, взятия образцов и их доставки к приборам, для изучения физки-механических свойств реголита
  • Нейтронный и гамма-детектор АДРОН-ЛР для исследований состава реголита на глубину до 1 м
  • Инфракрасный спектрометр ЛИС-ТВ-РПМ для исследования минералогического состава поверхнности Луны
  • Лазерный масс-спектрометр ЛАЗМА-ЛР для прямого исследования образцов реголита, взятых ЛМК
  • Ионный энерго-масс-анализатор АРИЕС-Л для изучения состава лунного реголита
  • Пылевой монитор ПмЛ для исследования плазменно-пылевого приповерхностного слоя освещённой части Луны и вблизи её терминатора
  • Система контроля электропитания, хранения данных научного оборудования и передачи управляющих команд БУНИ
  • Система обеспечения высокоточной посадки PILOT-D. Прототип телевизионной подсистемы служебной аппаратуры «Пилот» для высокоточной околопланетной навигации и уклонения от опасностей при посадке. Разработка ESA

Технические характеристики станции, перелёт и посадка

  • Масса КА: ~1605 кг
  • Масса КНА: ~30 кг

Посадка спускаемого зонда будет проходить по сценарию последних советских посадочных миссий, то есть аппарат будет двигаться по низкой полярной орбите вокруг Луны, а затем совершит торможение и вертикальный спуск. В отличие от посадок советских автоматических станций, последняя из которых имела место в 1976 году, «Луна-25» впервые в истории космонавтики будет направлена в полярный район Луны вблизи 70°. Для сравнения: в северном полушарии Земли на аналогичной широте расположен Норильск, а в южном полушарии — российская антарктическая станция «Новолазаревская».

Районы посадки были выбраны по нескольким условиям. Прежде всего, они должны были достаточно большими (эллипс 30x15 км), так как посадочный аппарат не имеет системы активного маневрирования на этапе посадки. Уклон поверхности в пределах эллипса не может быть больше 15°, поверхность должна быть достаточно гладкой. Линия горизонта не должна скрывать Солнце и Землю надолго, так как в полярных широтах Солнце находится низко над горизонтом. Продолжительность светлого времени лунных суток (лунаций) должна быть не меньше 40%, а интервал радиовидимости с Земли не меньше 50%.

Среди всех районов-кандидатов, удовлетворяющих этим требованиям, были выбраны два, для которых оценки массовой доли воды в верхнем слое поверхности были максимальны:

  • основной район — 69.545 ю.ш. 43.544 в.д. севернее кратера Богуславский
  • резервный район —68.773 ю.ш. 21.210 в.д. юго-западнее кратера Манцини

Заявленный активный срок работы зонда на поверхности Луны — не менее одного земного года.

Головные организации и руководители

  • Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос» (ГК «Роскосмос»)
  • АО «Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина» (АО «НПО Лавочкина»): головная организация
  • Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН): головная организация с российской стороны по научной полезной нагрузке
  • Научный руководитель проекта: академик Лев Матвеевич Зеленый (ИКИ РАН)

Статус: подготовка к запуску

Запуск: 2022, космодром Восточный, РН «Союз-2.1б»/РБ «Фрегат» (предполагаемый)

Головное космическое агентство: ГК «Роскосмос»

Основной сайт: