Ізраїльський зонд летить на Місяць

18


Автоматична міжпланетна станція Beresheet із зіркою Давида на борту стартував до Місяця на американській ракеті. Ізраїль готується стати четвертим державою чий космічний апарат сяде на природний супутник Землі. Станція розроблена і побудована, в основному, на приватні кошти, їй належить безліч маневрів, а політ займе кілька тижнів, зате на поверхні робота триватиме всього два земних дня.
Израильский зонд летит на Луну
У 2007 році стартував конкурс Google Lunar XPrize за умовами якого до $25 млн могла отримати команда створила на приватні кошти місячний космічний апарат. Апарат потрібно м’яко висадити на Місяць, подолати по поверхні 500 метрів і передати на Землю 500 мегабайт даних. Додаткові призи обіцяли виплатити за зйомку місць і об’єктів попередніх посадок, за інтернаціональний склад команди, дальність пробігу і тривалість активного існування.
У 2009 році три молодих ізраїльських інженера вирішили досягти Місяця і подали заявку на участь у конкурсі. Команду назвали SpaceIL, і вона зайнялася розробкою легкого і простого зонда, здатного виконати умови конкурсу. На відміну від більшості своїх конкурентів, включаючи російський «Селеноход» SpaceIL не займалася місяцеходом, тобто місячним транспортним засобом, а переміщення на 500 метрів передбачалося здійснити одним стрибком за рахунок ракетних двигунів м’якої посадки.
Израильский зонд летит на Луну
Також, на відміну від більшості команд, ізраїльські інженери з іншого боку підійшли до завдання. В основному команди підходили до конкурсу як до інженерної задачі: проектували і збирали прототипи місяцеходів і посадкових систем, намагаючись укластися в заявлений бюджет. SpaceIL оформилася як громадська організація, зайнялася популяризацією космонавтики, і позиціонувала свій проект як освітній: вирушила до школи та інститути. Команда підняла на прапор національну ідею досягнення Ізраїлем Місяця і розвиток інженерних наук у країні.
Дорога на Місяць через школу й національну ідею виявилася обрана вдало. SpaceIL знайшла серйозну підтримку в особі южноафриканско-ізраїльського мецената Морріса Кана, який вклав у проект сумарно $40 млн, потім прийшла підтримка від мільярдера Шелдона Адельсона, який виділив $24 млн і ще кількох великих спонсорів. Побачивши, що команда налаштована серйозно, проект підтримали і ізраїльське космічне агентство, і держкорпорація IAI (Israel Aerospace Industries), яка займається розробкою космічної техніки. Держава профінансувала проект спочатку на $2 млн, потім ще на $7,5 млн. Крім цього проводилися і краудфандинговые кампанії (зібрано $283 тис), і зараз кожен охочий може підтримати проект через їхній сайт.
IAI взяло на себе технічну реалізацію проекту — розробку і виготовлення космічного апарата і підготовку його до запуску. Всього на розробку, виробництво і запуск космічного апарату знадобилося близько $100 млн, включаючи широку освітню і піар кампанію, насамперед в Ізраїлі. Причому $10 млн SpaceIL ще повинна за космічний апарат, але IAI не поспішає стягувати борг, розуміючи, що весь проект — це реклама їх продукції.
Израильский зонд летит на Луну
Інфографіка Ynet.co.il, переклад Leon Rosenblum.
Передбачуваний вигляд зонда змінювався. Від спроби посадити на Місяць трикілограмовий кубсат швидко відмовилися — апарат став більше. Кілька років перед стартом команда демонструвала пристрій, над яким явно більше працювали дизайнери, ніж конструктори.
Проте готовий зонд, який в цей час виробляло IAI, все ж віддалено нагадує заявлений «дизайн-макет».
Израильский зонд летит на Луну
Назва теж змінювалося. Спочатку команда пропонувала Hopper — «стрибунець», потім Sparrow — «горобець», але за півроку до запуску в ході відкритого онлайн-голосування вибрали Beresheet — «На початку» — за першими словами Священного писання.
Израильский зонд летит на Луну
Beresheet представляє з себе малу спускаемую платформу, класичної четырехногой компонування, масою 585 кг в заправленому стані. Суха маса 150 кг. Для старту з Землі були обрана ракети Falcon 9, яка попутної навантаженням виводила апарат на витягнуту навколоземну орбіту висотою до 60 тис км.
Израильский зонд летит на Луну
Далі передбачено кілька включень двигуна, для підвищення орбіти на висоту близько 380 тис км, де маневр гальмування дозволить перейти на навколомісячну орбіту. Там теж передбачається кілька включень вже для зниження орбіти з фінальної м’якою посадкою.
Израильский зонд летит на Луну
Апарат оснащений двома типами двигунів: маршова рухова установка двокомпонентна, на паливній парі гідразин/змішані оксиди азоту. Вісім допоміжних двигунів малої тяги однокомпонентні гидразиновые. Під час перельоту вони виступають в ролі двигунів орієнтації та стабілізації, підтримуючи потрібну напрямок включення маршового двигуна. Під час посадки вони будуть також забезпечувати стабілізацію і допомагати маршового двигуна гасити швидкість.
Израильский зонд летит на Луну
Конструкція Beresheet, в основному, базується на випробуваних технологіях, проте не обійшлося і без новизни. Кронштейни двигунів м’якої посадки розроблені методом топологічної оптимізації та виготовлені 3D печаткою металом.
Израильский зонд летит на Луну
Израильский зонд летит на Луну
На відміну від більшості державних міжпланетних космічних апаратів Beresheet несе дуже мало корисного навантаження. Фактично його завдання просто сісти на Місяць, навіть планованого підскоку швидше за все не буде. З наукових приладів на апараті тільки магнітометр, який буде вимірювати напруженість залишкового магнітного поля в навколомісячній середовищі і місце посадки. Також NASA розмістила на ізраїльському апараті уголковий відбивач, який дозволить вести лазерний моніторинг з навколомісячній орбіти або з Землі.
Як не наукової, а культурній корисного навантаження, на Beresheet розмістили «капсулу часу». Це пакет тонких нікелевих пластин, на які лазерним гравіруванням нанесено інформацію. Команда SpaceIL повідомила, що записала на пластини тексти державних документів, національних культурних творів, малюнки, підготовлені ентузіастами місії, інформацію про учасників проекту.
Израильский зонд летит на Луну
Насправді там набагато більше інформації. Ідея «капсули часу» належить «Фонду Архівної місії» (Arch Mission Foundation), чия мета — збереження інформації про людської цивілізації. Використовуючи технологію NanoArchival вони документують найбільш важливу інформацію про людство. Відправлений на Місяць пакет містить 25 пластин товщиною 40 нанометрів. Перші чотири пластини несуть інформацію записану в аналоговому форматі, тобто просто мікроскопічні фотографії, інфографіки, тексти на різних мовах. Щоб їх прочитати достатньо потужного мікроскопа.
Израильский зонд летит на Луну
Там дається базова інформація про Землі і землян, лінгвістичні дані про земних мовах, а також інформація по декодуванню нижчих цифрових записів.
Саме в цих пластинах містяться ізраїльські матеріали. Далі йде 21 пластина, яка представляє вже DVD запис з більш щільно упакованими даними про мешканців Землі та їх досягнення: вікіпедія, художні твори, технічні і наукові довідники та ін. Все закодовано близько 200 гігабайт інформації.
Израильский зонд летит на Луну
Цікавий процес вибору місця посадки. Видима сторона Місяця вибрано з міркувань зручності радіозв’язку. Для полегшення цієї задачі посадка не передбачається близько до краю видимого диска Місяця. Beresheet намагається триматися далі від екватора, за вимогами забезпечення теплового режиму. Під прямими променями сонця є небезпека перегріву. Єдиний науковий прилад — магнітометр — вимагає посадки в регіоні де досить сильна залишкова намагніченість поверхні.
Израильский зонд летит на Луну
У російських ЗМІ проскакувала інформація, що Beresheet спробує зняти місця посадок Apollo 17 або «Місяцехода-2» оскільки для примісячення вибрано те ж Море Ясності куди сідали і вони. Однак заплановане місце посадки знаходиться в сотнях кілометрів від слідів попередніх експедицій, а ізраїльський апарат володіє тільки ширококутними посадочними камерами, які не дозволять йому побачити настільки дрібні деталі на такій відстані. Так, що можна очікувати жовті заголовки в російськомовних ЗМІ на кшталт «Ізраїльський зонд не знайшов слідів американців на Місяці».
Израильский зонд летит на Луну
Всього за кілька місяців до старту SpaceIL підписали партнерську угоду з NASA, за яким американське космічне агентство допоможе команді з передачею даних на Землю. Використовуючи мережу 70-метрових антен NASA Deep Space Network ізраїльтяни зможуть передати більше інформації на Землю. Правда вже не так важливий, конкурс Google Lunar XPrize фактично закрився, і ніяких призів команда вже не чекає.
Посадка Beresheet очікується в середині квітня, можливо навіть 12-го, якщо все піде за планом. Вже виявився збій роботи зоряного датчика і неочікувана перезавантаження комп’ютера, яка не дозволила в потрібний момент включити двигуни, і змусила піти на нове коло. З тих пір минуло ще кілька запланованих включень двигуна і програма польоту розвивається успішно.
Втім, проект можна вже назвати успішним, адже це єдина команда конкурсу, яка все-таки дійшла до запуску. В міжпланетному просторі це перший ізраїльський космічний апарат і один з перших приватно-фінансуються.
Израильский зонд летит на Луну
Задаючись питанням, чому в SpaceIL змогли те, що не змогли чи не встигли ще три десятка команд зі всього світу, можна виділити кілька характерних ознак:
Пощастило з меценатом. Морріс Кан (Morris Kahn) з раннього етапу і до критичної ситуації, коли готовому апарату не вистачало грошей на запуск, підтримував проект своїми десятками мільйонів і своїм авторитетом, підкреслюючи віру в команду і техніку.
Технічна простота. В рамках конкурсу, команда з самого початку вибрала найпростіший з можливих схем посадки і пересування. Створення повноцінного колісного або крокуючого місяцехода — цікавий і творчий процес, який приваблював багатьох розробників, але для його посадки потрібно ще спусковий апарат, тобто вибір місяцеходу приводить до задачі створення двох космічних апаратів, а не одного.
Ідеологія. Команда проголосила мету, яка є зрозумілою і важливою в Ізраїлі — досягти нових висот під прапором із зіркою Давида, розвивати молоді інженерні кадри, які забезпечать майбутнє технологічний розвиток країни.
Опора на існуючі технології і виробництва. Більшість учасників конкурсу намагався створювати космічні апарати своїми силами, часто «на коліні». Це дозволяло економити кошти, але породжувало недовіру до якості створюваної техніки з боку потенційних інвесторів або партнерів. SpaceIL вирішили проблему грошима, але передача всієї технічної роботи на аутсорс держкорпорації забезпечило надійність апарату і високу впевненість в успіху.