Южная Корея исследует Луну, и впереди еще больше миссий

Недатированная фотография, предоставленная Корейским институтом аэрокосмических исследований, на финальном осмотре корабля «Данури» в Тэджоне, Южная Корея, перед его отправкой во Флориду.  (Корейский институт аэрокосмических исследований через The New York Times)

Недатированная фотография, предоставленная Корейским институтом аэрокосмических исследований, на финальном осмотре корабля «Данури» в Тэджоне, Южная Корея, перед его отправкой во Флориду. (Корейский институт аэрокосмических исследований через The New York Times)

Южная Корея отправилась на Луну в четверг. Но не хочет останавливаться на достигнутом.

«Мы также рассматриваем возможность использования Луны в качестве форпоста для исследования космоса», — заявил Квон Хён Чжун, генеральный директор по космосу и ядерной энергии Министерства науки Южной Кореи, в письменном ответе на вопросы. «Хотя мы надеемся исследовать саму Луну, мы также признаем ее потенциал в качестве базы для дальнейшего исследования дальнего космоса, такого как Марс и не только».

Южнокорейский лунный космический корабль под названием Danuri был запущен на ракете SpaceX Falcon 9 из Флориды по окольному, но экономичному пути, по которому он прибудет на Луну в середине декабря. Там он выйдет на орбиту на высоте 62 мили над поверхностью Луны. Основная миссия рассчитана на один год.

Подпишитесь на информационный бюллетень The Morning от New York Times

Первоначально известная как Korea Pathfinder Lunar Orbiter, миссия получила название Danuri после того, как стала победителем в конкурсе имен. Это сочетание корейских слов «луна» и «наслаждение».

Данури присоединится к космическим кораблям НАСА, Индии и Китая, которые в настоящее время исследуют спутницу Земли. Как и Объединенные Арабские Эмираты, которые отправились к Марсу на японской ракете в 2020 году, Южная Корея является последней страной с небольшой, но амбициозной космической программой, отправившейся на низкую околоземную орбиту. А также, как и орбитальный аппарат ОАЭ «Надежда», миссия «Данури» предназначена для внесения значимого научного вклада в глобальные усилия по исследованию и пониманию Солнечной системы.

Квон сказал, что основной целью миссии Данури была разработка базовых технологий, таких как проектирование орбитальных траекторий, навигация в дальнем космосе, двигательная установка большой тяги и 35-метровая антенна для связи с удаленными космическими кораблями.

Но научная полезная нагрузка космического корабля сложна и поможет ученым в Южной Корее и во всем мире изучать магнитное поле Луны, измерять количество элементов и молекул, таких как уран, вода и гелий-3, и фотографировать темные кратеры на лунных полюсах, где никогда не светит солнце. В дополнение к предоставлению одного из инструментов, называемого ShadowCam, НАСА выбрало девять ученых для участия на Данури.

Одним из важнейших научных инструментов является магнитометр. Недра Луны больше не генерируют магнитное поле, но когда-то оно было, и это изначальное поле сохранилось в потоках лавы, затвердевших в ту эпоху.

Ян Гаррик-Бетелл, профессор планетологии Калифорнийского университета в Санта-Круз и участник миссии Данури, сказал, что раннее магнитное поле, по-видимому, было удивительно сильным — потенциально даже в два раза сильнее земного. текущее магнитное поле.

Гаррик-Бетелл сказал, что это озадачивает, что «такое маленькое железное ядро ​​могло генерировать такое сильное магнитное поле».

Он надеется, что после того, как основная годовая миссия космического корабля будет завершена, Южная Корея сможет переместить Данури намного ближе к поверхности Луны, в пределах 12 миль или меньше, где магнитометр сможет лучше рассмотреть намагниченные породы.

«Даже несколько проходов на таких малых высотах могут помочь определить, насколько сильно намагничены эти камни», — сказал он.

Гаррик-Бетелл также планирует использовать магнитометр для изучения магнитных полей, генерируемых на Луне, когда она подвергается ударам солнечного ветра, потока заряженных частиц, исходящих от Солнца.

Повышение и понижение силы магнитного поля в солнечном ветре индуцирует электрические токи на Луне, а эти электрические токи, в свою очередь, генерируют магнитные поля, которые будут измеряться Данури. Характеристики магнитного поля дадут намеки на структуру и состав недр Луны.

Эта работа также требует объединения измерений с измерениями, сделанными двумя космическими аппаратами НАСА, THEMIS-ARTEMIS P1 и P2, которые летают вокруг Луны по высокоэллиптическим орбитам, поэтому они могут измерять изменения солнечного ветра, в то время как Данури измеряет индуцированные магнитные поля ближе к Луне. поверхность.

«То, что мы узнали бы из этого, — это своего рода глобальная карта внутренней температуры и, возможно, состава и, возможно, даже содержания воды в глубоких частях Луны», — сказал Гаррик-Бетел.

Ученые будут использовать другой прибор Данури, гамма-спектрометр, для измерения количества различных элементов на поверхности Луны. Устройство Данури может улавливать более широкий спектр гамма-лучей с более низкой энергией, чем аналогичные приборы в более ранних лунных миссиях, «и этот диапазон полон новой информации для обнаружения элементов на Луне», — сказал Наоюки Ямасита, ученый из Нью-Мексико, который работает для Планетарного научного института в Аризоне. Он также является ученым, участвующим в исследовании Данури.

Ямасита интересуется радоном, образующимся при распаде урана. Поскольку радон — это газ, он может перемещаться из недр Луны на ее поверхность. (Этот же процесс иногда вызывает накопление радона, который также является радиоактивным, в подвалах домов.)

По словам Ямасита, количество радиоактивных элементов может дать объяснение истории, когда различные части поверхности Луны охлаждались и затвердевали, помогая ученым выяснить, какие из потоков лавы на Луне старше или моложе.

По словам Квона, Корейский институт аэрокосмических исследований, аналог НАСА в Южной Корее, будет использовать камеру высокого разрешения Данури для разведки лунной поверхности в поисках потенциальных площадок для миссии роботизированного спускаемого аппарата в 2031 году.

Вторая камера будет измерять поляризованный солнечный свет, отражающийся от лунной поверхности, раскрывая детали о размере частиц, составляющих лунный грунт. Поскольку постоянная бомбардировка солнечным ветром, радиацией и микрометеоритами разрушает почву, размер зерен, найденных в кратере, может дать оценку его возраста. (Меньшие зерна указывают на более старый кратер.)

Данные поляризованного света также будут использоваться для картирования изобилия титана на Луне, который однажды можно будет добывать для использования на Земле.

НАСА предоставило одну из камер, ShadowCam, которая достаточно чувствительна, чтобы уловить несколько фотонов, которые отражаются от поверхности в темных, постоянно затененных кратерах Луны.

Эти кратеры, расположенные на полюсах Луны, всегда остаются холодными, ниже минус 300 градусов по Фаренгейту, и содержат водяной лед, который накапливался на протяжении тысячелетий.

Лед может обеспечить застывшую историю Солнечной системы возрастом 4,5 миллиарда лет. Это также может быть щедрым вознаграждением за ресурсы для будущих астронавтов. Механизмы на Луне могли бы извлекать и плавить лед для получения воды. Затем эту воду можно было бы разделить на кислород и водород, что обеспечило бы как воздух для дыхания астронавтов, так и ракетное топливо для путешественников, стремящихся отправиться с Луны в другие места.

Одно из основных назначений ShadowCam — поиск льда. Но даже со сложными инструментами Данури это может оказаться сложной задачей. Шуай Ли, исследователь из Гавайского университета и участвующий ученый Данури, считает, что концентрации могут быть настолько низкими, что они не будут явно ярче, чем области, не содержащие льда.

«Если вы не посмотрите на него внимательно, вы можете не увидеть его», — сказал Ли.

Жан-Пьер Уильямс, планетолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и еще один ученый, участвовавший в миссии Данури, надеется создать подробные температурные карты кратеров, объединив изображения ShadowCam с данными, собранными лунным разведывательным орбитальным аппаратом НАСА.

Орбитальный аппарат НАСА, изучающий Луну с 2009 года, несет на себе прибор, регистрирующий температуру лунной поверхности. Но эти измерения размыты на довольно большой площади, около 900 футов в поперечнике. Разрешение ShadowCam составляет около 5 футов на пиксель. Таким образом, изображения ShadowCam, используемые вместе с компьютерными моделями, могут позволить выявить колебания температуры на поверхности.

«С этими данными мы можем составить карту местных и сезонных температур», — сказал Уильямс. Это, в свою очередь, может помочь ученым понять стабильность льда из воды и углекислого газа в кратере.

Исследователям придется ждать несколько месяцев, пока наука не начнется. Космический корабль движется к Луне по длинному и энергоэффективному маршруту. Сначала он направляется к Солнцу, а затем возвращается обратно, чтобы быть захваченным на лунной орбите 16 декабря. Эта «баллистическая траектория» занимает больше времени, но не требует запуска большого двигателя, чтобы замедлить космический корабль, когда он достигнет Луны.

Южная Корея имеет обширную военную ракетную программу и разместила несколько спутников связи и наблюдения за Землей на низкой околоземной орбите с момента запуска своего первого спутника в 1992 году. Кроме того, она расширяет свои внутренние возможности запуска ракет, чтобы в будущих миссиях, возможно, не нужно было полагаться на SpaceX. , или на другие страны, чтобы попасть в космос. В июне Корейский институт аэрокосмических исследований успешно вывел на орбиту несколько спутников с помощью второго полета собственной ракеты «Нури».

«Мы возьмемся за сложные проекты, такие как лунные посадочные модули и исследование астероидов», — сказал Квон.

© 2022 Компания Нью-Йорк Таймс

Leave a Comment