Обратная сторона Луны долгое время оставалась одним из самых загадочных и недосягаемых мест в ближнем космосе. Постоянно обращённая к Земле своей видимой стороной, Луна словно держит в секрете свою тёмную половину.
Связь с ней невозможна напрямую: радиосигналы не могут огибать лунный шар. До 2019 года ни один аппарат не осмеливался приземлиться там. Ни США, ни СССР и Россия, ни Европа - никто не отваживался провести столь дорогостоящую и технически-сложную космическую операцию.
Первым, кто решился, стал Китай, с размахов включившийся в космическую гонку, где раньше было только два участника - СССР-Россия и США. И не просто прилунился по итогу, а сделал это с небывалой научной точностью, технической изощрённостью и философским восточным подходом, оставив далеко-далеко позади все предыдущие миссии.
3 января 2019 года, в 05:26 по московскому времени, на поверхности Луны, в 177,6° восточной долготы и 45,4° южной широты, в кратере фон Карман, расположенного внутри гигантского бассейна Южный полюс — Эйткен, мягко коснулся грунта аппарат «Чанъэ-4». Это был исторический прорыв: впервые в истории человечества автоматическая станция совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны.
Никаких флагов, никаких громких заявлений — только тишина космоса и первый снимок, переданный через ретранслятор «Цюэцяо». На изображении — камни, пыль, кратер и тень от посадочного модуля. Но за этим простым кадром — революция в космических технологиях.
Архитектура невидимой миссии
Миссия «Чанъэ-4» — это целая система, спроектированная как единый организм. Она включает три ключевых компонента: посадочный модуль, луноход «Юйту-2» и ретрансляционный спутник «Цюэцяо». Без последнего ни о какой связи не могло быть и речи. «Цюэцяо» (в переводе — «Сорочий мост») был запущен ещё 20 мая 2018 года и выведен на гало-орбиту вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля—Луна — уникальное гравитационное «равновесие», где аппарат может стабильно висеть, оставаясь в постоянной видимости как с Земли, так и с обратной стороны Луны.
Этот спутник стал невидимым проводником между молчаливым ландшафтом кратера фон Карман и наземными центрами управления в Пекине. Через него передавались команды, научные данные, изображения и даже телеметрия с биологического эксперимента. Без «Цюэцяо» «Чанъэ-4» остался бы один на один с вечной тишиной. Его запуск на «Чанчжэн-4C» стал первой в истории миссией, специально подготовленной для обеспечения связи с обратной стороны Луны.
Важно, что вместе с ним были запущены два микроспутника — «Лунцзян-1» и «Лунцзян-2», разработанные Харбинским политехническим университетом. Один из них, «Лунцзян-2», успешно вышел на орбиту и проводил радиоастрономические наблюдения в метровом диапазоне недоступном с Земли из-за ионосферы. Это был первый китайский микроспутник, работающий на лунной орбите, и он просуществовал почти год, передавая данные.
Запуск и путь к Луне
7 декабря 2018 года, в 17:00 UTC, с космодрома Сичан стартовала ракета-носитель «Чанчжэн-3B», унося на борту «Чанъэ-4» — аппарат массой 3800 кг, включая посадочный модуль (1200 кг) и луноход (120 кг). Это был не первый запуск в рамках китайской лунной программы, но самый амбициозный. Предыдущая миссия, «Чанъэ-3», в 2013 году успешно доставила луноход «Юйту» на видимую сторону Луны, но задача «Чанъэ-4» была на порядок сложнее: посадка в условиях полной радиоизоляции.
После выхода на траекторию перелёта, 12 декабря 2018 года аппарат вышел на орбиту вокруг Луны. Важнейшим этапом стало установление связи с «Цюэцяо» — 19 декабря 2018 года было подтверждено успешное соединение. Это означало, что канал связи работает, и можно готовиться к посадке. 30 декабря 2018 года «Чанъэ-4» перешёл на низкую эллиптическую орбиту — 15 × 100 км, что стало финальной подготовкой к посадке.
Сама посадка проходила в полностью автономном режиме. Ни один оператор на Земле не мог вмешаться в процесс: задержка сигнала — около 1,3 секунды туда и обратно — делала ручное управление невозможным.
Система навигации использовала данные лазерного и микроволнового дальномеров, а также оптические камеры для выбора безопасного участка. Прилунение началось с высоты 15 км, и в последние минуты аппарат завис на 100 метрах, чтобы оценить рельеф, после чего совершил мягкую посадку на склоне кратера диаметром 25 метров.
Место выбрано не случайно: кратер фон Карман — часть бассейна Южный полюс — Эйткен, самого древнего и крупного ударного бассейна в Солнечной системе, возрастом около 4 миллиардов лет.
Научные цели: копать глубже
Выбор бассейна Южный полюс — Эйткен не случаен. Его глубина — до 13 км ниже среднего уровня поверхности Луны. Это позволяет предполагать, что при его формировании ударная волна могла выбросить на поверхность материалы из верхних слоёв лунной мантии. Именно это и интересовало геологов: возможность изучить состав глубин естественного спутника Земли, который никогда не был доступен на видимой стороне.
«Чанъэ-4» оснащён комплексом приборов, включая низкочастотный радиотелескоп, спектрометр, георадар и детектор нейтральных атомов. Луноход «Юйту-2» несёт видимый и ближний инфракрасный спектрометр (VNIS), позволяющий анализировать минеральный состав грунта. Уже в первые месяцы работы он обнаружил следы ортопироксена и оливина — минералов, характерных для мантии. Это могло быть прямым доказательством того, что удар, сформировавший бассейн, действительно вскрыл глубокие слои Луны.
Георадар на борту «Юйту-2» позволил впервые провести глубинное зондирование реголита на обратной стороне. Данные показали слоистую структуру грунта на глубину до 40 метров, включая слои выбросов из разных кратеров. Это дало возможность реконструировать историю ударных событий в регионе — своего рода «лунную геохронологию».
Энергия в условиях экстремальных температур
Одной из ключевых инженерных задач стала работа в условиях экстремальных температур. Лунная ночь длится около 14 земных суток, и температура на поверхности может опускаться до -190 °C. Чтобы выжить в таких условиях, «Чанъэ-4» и «Юйту-2» используют не только солнечные панели, но и радиоизотопные источники тепла.
Тепловые блоки, использующие альфа-распад плутония-238, были разработаны в Российском федеральном ядерном центре — ВНИИЭФ, а их корпуса изготовлены из композиционных материалов в АО «НИИграфит». Эти устройства не генерируют электричество, но поддерживают критически важные системы в рабочем состоянии, предотвращая замерзание электроники и аккумуляторов. Это редкий пример международного научно-технического сотрудничества в области космонавтики, особенно учитывая, что Китай традиционно делает ставку на автономное развитие.
Солнечные панели лунохода — двухсекционные, складные — раскрываются каждый лунный день. После посадки «Юйту-2» съехал с аппарата по наклонной рампе 3 января 2019 года в 17:22 мск и начал движение. Каждый лунный день (около 14 земных суток) он работал, передвигаясь, анализируя грунт и передавая данные. Затем, с наступлением ночи, оба аппарата переходили в «спящий режим» — отключались все системы, кроме термостатирования.
Луноход с характером
«Юйту-2» — автономный исследователь с элементами искусственного интеллекта. Длиной 1,5 м, шириной 1 м и высотой около 1,1 м, он оснащён шестью колёсами с индивидуальным приводом, что позволяет ему преодолевать уклоны до 20° и объезжать препятствия. На корпусе — четыре панорамные камеры, способные формировать 3D-изображения местности. Они работают в паре с системой автоматического обхода препятствий.
Однако уже на пятом лунном дне возникла нештатная ситуация: солнечный свет, отражаясь от элементов корпуса, «засвечивал» сенсоры обхода. Луноход начал «видеть» препятствия там, где их не было. Решение нашли дистанционно: перепрограммировали алгоритмы обработки сигнала и перезагрузили систему. С тех пор «Юйту-2» стал ещё устойчивее.
За первые несколько месяцев он прошёл более 200 метров, к концу 25-го лунного дня — уже 600,55 метра. Это делает его самым долгоживущим луноходом в истории — был значительно превышен изначальный трёхмесячный срок миссии. Американские «Луноходы» программы «Аполлон» проехали больше, но работали всего по несколько дней. «Юйту-2» продолжает движение и по сей день, медленно, но неуклонно, прочерчивая след на карте обратной стороны Луны.
Биосфера в контейнере
Одним из самых неожиданных элементов миссии стал биологический эксперимент. На борту «Чанъэ-4» находился герметичный цилиндрический контейнер диаметром 173 мм и высотой 198 мм, содержащий замкнутую экосистему из шести видов организмов: семена хлопчатника, рапса, картофеля, резуховидки (Arabidopsis thaliana), яйца дрозофилы и дрожжевые грибки. Всё это — в условиях микрогравитации и радиации, при контролируемой температуре 25 °C.
3 января, сразу после посадки, семена были политы водой. 15 января было объявлено: одно из семян хлопка проросло. Затем — рапс и картофель. Это был первый в истории случай, когда растения проросли на поверхности другого небесного тела. Однако радость была недолгой: с наступлением лунной ночи, 12 января, система была отключена из-за холода. Температура в контейнере упала, и все организмы погибли. Эксперимент длился всего девять дней, но он доказал принципиальную возможность роста растений в лунных условиях — при наличии тепла, света и воды.
Долгая жизнь на краю вечности
Уже к 2020 году «Чанъэ-4» и «Юйту-2» давно превысили расчётный срок службы. Каждый лунный день — это новый вызов: холод, пыль, радиация. Тем не менее, аппараты продолжают работать. Правда, с периодизацией запуска. Например, 12 сентября 2020 года, после долгого отдыха модуль возобновил работу на 22-й лунный день. А 22 декабря 2020 года, отработав 25-й цикл, снова ушёл в спящий режим.
Каждый раз, когда посадочный модуль «просыпается» — в 11:56 по пекинскому времени, как 11 октября 2020 года — это событие отмечается коротким сообщением от CNSA. Никакой драмы. Только факты: «аппарат стабильно работает, все приборы в норме». Но за этими сухими строками — история выживания в одном из самых враждебных мест в Солнечной системе.
С уважением, Иван Вологдин
Подписывайтесь на канал «Культурный код», ставьте лайки и пишите комментарии – этим вы очень помогаете в продвижении проекта, над которым мы работаем каждый день.
Прошу обратить внимание и на другие наши проекты - «Танатология» и «Серьёзная история». На этих каналах будут концентрироваться статьи о других исторических событиях.
