Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ай бетіне қонуға арналған ғарыш кемесі
Spacecraft intended to land on the surface of the Moon
Айға қондырушы немесе Ай қондырғышы – Айдың бетіне қонуға арналған ғарыш кемесі. 2024 жылға дейін Аполлон Ай модулі адаммен ғарышқа ұшқан жалғыз Ай қондырғышы болып табылады, ол АҚШ-тың Аполлон бағдарламасы аясында 1969 жылдан 1972 жылға дейін алты рет Айға қонды. Бірнеше роботтық қондырғыштар Ай бетіне жетті, ал кейбіреулері Жерге үлгілер әкелді. Осы қондырғыштардың жобалау талаптары пайдалы жүктеме, ұшу жиілігі, қозғалтқыш талаптары және конфигурация шектеулері сияқты факторларға байланысты. Басқа маңызды жобалау факторларына жалпы энергия талаптары, миссия ұзақтығы, Ай бетіндегі миссия операцияларының түрі және экипаж болған жағдайдағы өмірді сақтау жүйесі кіреді. Айдың салыстырмалы түрде жоғары гравитациясы (барлық белгілі астероидтерден жоғары, бірақ Күн жүйесіндегі барлық планеталардан төмен) және атмосфераның болмауы аэротормозды қолдану мүмкіндігін жоққа шығарады, сондықтан қондырғыш жылдамдықты төмендету және жұмсақ қону үшін қозғалтқышты пайдалануы тиіс.
A lunar lander or Moon lander is a spacecraft designed to land on the surface of the Moon. As of 2024, the Apollo Lunar Module is the only lunar lander to have ever been used in human spaceflight, completing six lunar landings from 1969 to 1972 during the United States' Apollo Program. Several robotic landers have reached the surface, and some have returned samples to Earth. The design requirements for these landers depend on factors imposed by the payload, flight rate, propulsive requirements, and configuration constraints. Other important design factors include overall energy requirements, mission duration, the type of mission operations on the lunar surface, and life support system if crewed. The relatively high gravity (higher than all known asteroids, but lower than all Solar System planets) and lack of lunar atmosphere negates the use of aerobraking, so a lander must use propulsion to decelerate and achieve a soft landing.
1958-1976 жылдар
Луна бағдарламасы – 1958-1976 жылдар аралығында Кеңес Одағы ұшырған роботтық соқтығыштар, жанынан өтетін аппараттар, орбиталық станциялар және қондыру аппаратларының сериясы. Луна 9 – 11 сәтсіз әрекеттен кейін 1966 жылдың 3 ақпанында Айға жұмсақ қонуға қол жеткізген алғашқы ғарыш кемесі. 1972-1976 жылдары үш Луна ғарыш кемесі Ай топырағының үлгілерін Жерге әкелді. 1970 және 1973 жылдары Лунаның тағы екі ғарыш кемесі Луноход роботтық Ай роверін жұмсақ қондырды. Луна 27 қондыру әрекетінің ішінде жеті рет сәтті қонуға қол жеткізді. Америка Құрама Штаттарының Surveyor бағдарламасы алғаш рет Surveyor 1-ді 1966 жылдың 2 маусымында жұмсақ қондырды, бұл бастапқы табысқа тағы төрт сәтті қону ілесіп келді, соңғысы 1968 жылдың 10 қаңтарында болды. 1968 жылдың 10 қаңтарына дейін Surveyor бағдарламасы жеті қондыру әрекетінің бесiн сәтті аяқтады. Surveyor 6 тіпті Ай бетінен қысқаша секіріп өтті. Apollo Lunar Module – АҚШ-тың Apollo бағдарламасы үшін Айға қондыру аппараты. 2024 жылға дейін ол экипажбен Айға қонған жалғыз аппарат болып табылады. Apollo бағдарламасы 1969 жылдан 1972 жылға дейін алты рет Айға сәтті қонды; Apollo бағдарламасының жетінші қондыру әрекеті Apollo 13-тің қызметтік модулінің оттегі резервуарларынан жарылғыш газ шығуынан кейін тоқтатылды. LK Ай модулі – бірнеше советтік пилотирленетін Ай бағдарламаларының бөлігі ретінде Кеңес Одағы әзірлеген Айға қондыру аппараты. Бірнеше LK Ай модульдері экипажсыз Жердің төменгі орбитасында ұшты, бірақ LK Ай модулі ешқашан Айға ұшпады, өйткені Айға ұшуға қажетті N1 зымыран-тасымалдағыш құрылғысын әзірлеу қиындықтарға тап болды (бірнеше ұшыру сәтсіздіктерімен қоса), ал алғашқы адам Айға қонғаннан кейін АҚШ, Кеңес Одағы N1 зымыраны және LK Ай модулі бағдарламаларын одан әрі дамытпай тоқтатты.
The Luna program was a series of robotic impactors, flybys, orbiters, and landers flown by the Soviet Union between 1958 and 1976. Luna 9 was the first spacecraft to achieve a soft landing on the Moon on February 3, 1966, after 11 unsuccessful attempts. Three Luna Spacecraft returned lunar soil samples to Earth from 1972 to 1976. Two other Luna spacecraft soft landed the Lunokhod robotic lunar rover in 1970 and 1973. Luna achieved a total of seven successful soft landings out of 27 landing attempts. The United States' Surveyor program first soft landed Surveyor 1 on June 2, 1966, this initial success was followed by four additional successful soft landings, the last occurring on January 10, 1968. The Surveyor program achieved a total of five successful soft landings out of seven landing attempts through January 10, 1968. Surveyor 6 even did a brief hop off the lunar surface. The Apollo Lunar Module was the lunar lander for the United States' Apollo program. As of 2024, it is the only crewed lunar lander. The Apollo program completed six successful lunar soft landings from 1969 until 1972; a seventh lunar landing attempt by the Apollo program was aborted when Apollo 13's service module suffered explosive venting from its oxygen tanks. The LK lunar module was the lunar lander developed by the Soviet Union as a part of several Soviet crewed lunar programs. Several LK lunar modules were flown without crew in low Earth orbit, but the LK lunar module never flew to the Moon, as the development of the N1 Rocket Launch Vehicle required for the lunar flight suffered setbacks (including several launch failures), and after the first human Moon landings were achieved by the United States, the Soviet Union cancelled both the N1 Rocket and the LK Lunar Module programs without any further development.
2013-2023 жылдар
Қытайдың Айды зерттеу бағдарламасы (сонымен қатар Чанъэ жобасы деп аталады) роботтық қондырғыштар, роверлер және үлгілерді қайтару элементтерін қамтиды. Бағдарлама 2013 жылдың 14 желтоқсанында Чанъэ-3 ғарыш кемесімен алғашқы сәтті Айға жұмсақ қондыруды жүзеге асырды. 2023 жылға қарай CLEP үш қондыру әрекетінің барлығында үш сәтті жұмсақ қондыруға қол жеткізді, атап айтқанда Чанъэ-3, Чанъэ-4 және Чанъэ-5. Чанъэ-4 Айдың артқы жағына адамзат тарихында алғаш рет жұмсақ қондыру жасап, тарихқа енді. Израильдің SpaceIL 2019 жылдың 4 сәуірінде Beresheet қондырғышымен роботтық Айға қондыруға тырысты, бірақ әрекет сәтсіз аяқталды. 2023 жылы SpaceIL Beresheet 2 деп аталатын жаңа роботтық қондырғышпен тағы бір жұмсақ қондыруға әрекеттенуді жоспарлап отыр. Үндістанның Чандраян бағдарламасы 2019 жылдың 6 қыркүйегінде Чандраян-2 ғарыш кемесінің құрамында Айға роботтық қондыруға сәтті болмады, қондырғыш Ай бетіне құлады. 2023 жылдың 23 тамызында бағдарламаның Чандраян-3 қондырғышы Үндістанның алғашқы роботтық жұмсақ қондыруын жүзеге асырды, ал 2023 жылдың 3 қыркүйегінде Чандраян-4 деп аталатын үнділік Ай үлгілерін қайтару миссиясы үшін қажетті технологияларды сынау мақсатында қысқаша секіру жасады. Жапонияның ispace (Қытайдың i Space компаниясымен шатастырмаңыз) 2023 жылдың 25 сәуірінде Hakuto-R Mission 1 роботтық қондырғышымен Айға жұмсақ қондыруға тырысты. Әрекет сәтсіз аяқталды және қондырғыш Ай бетіне құлады. Компания 2024 жылы тағы бір қондыруға әрекеттенуді жоспарлап отыр. Ресейдің Luna Glob бағдарламасы, Кеңес Одағының Luna бағдарламасының жалғасы, 2023 жылдың 10 тамызында Luna-25 Ай қондырғышын ұшырды. Ғарыш зондының мақсатты орны Айдың оңтүстік полюсіне жақын болды, бірақ 2023 жылдың 19 тамызында қондырғыш Ай бетіне құлады. Жапонияның Айды зерттеуге арналған Smart Lander қондырғышы 2024 жылдың 19 қаңтарында дұрыс емес бағытта, сигналдың әлсіз болуымен және тіпті түсіру кезінде бір қозғалтқышын жоғалтса да, қону орнына жақын жерге сәтті қонды. Ол SLIM қондырғысы қонғанға дейін екі кішкентай LEV роверін бөлек орналастырды. Бұл қондыру Жапонияны Айға жұмсақ қондыруды сәтті жүзеге асырған бесінші ел етті.
The Chinese Lunar Exploration Program (also known as the Chang'e project) includes robotic lander, rover, and sample return components; the program realized an initial successful lunar soft landing with the Chang'e 3 spacecraft on 14 December 2013. As of 2023, the CLEP has achieved three successful soft landings out of three landing attempts, namely Chang'e 3, Chang'e 4 and Chang'e 5. Chang'e 4 made history by making humanity's first ever soft landing on the far side of the moon. Israel's SpaceIL attempted a robotic lunar landing by its Beresheet lander on 4 April 2019; the attempt failed. As of 2023, SpaceIL has plans for another soft landing attempt using a follow up robotic lander named Beresheet 2. India's Chandrayaan Programme conducted an unsuccessful robotic lunar soft landing attempt on 6 September 2019 as part of its Chandrayaan 2 spacecraft with the lander crashing on the Moon's surface. On 23 August 2023, the program's follow up Chandrayaan 3 lander achieved India's first robotic soft landing and later conducted a brief hop on 3 September 2023 to test technologies required for Indian lunar sample return mission called Chandrayaan 4. Japan's ispace (not to be confused with China's i Space) attempted a lunar soft landing by its Hakuto R Mission 1 robotic lander on 25 April 2023. The attempt was unsuccessful and the lander crashed into the lunar surface. The company has plans for another landing attempt in 2024. Russia's Luna Glob program, the successor program to the Soviet Union's Luna program, launched the Luna 25 lunar lander on 10 August 2023; the probe's intended destination was near the lunar south pole, but on 19 August 2023 the lander crashed on the Moon's surface. Japan's Smart Lander for Investigating Moon made a successful lunar landing with wrong attitude, bleak signal bandwidth and even after losing one of its engines during descent but within of its landing spot on 19 January 2024. It carried two small LEV rovers on board deployed sepqrately, just before SLIM's touchdown. It's landing made Japan the 5th country to soft land on the moon.
2024 жыл
2024 жылдың қаңтарында НАСА қаржыландыратын CLPS бағдарламасының бірінші миссиясы – Peregrine Mission One, ұшырылғаннан кейін бірнеше сағат өткен соң жанармайдың ағып кетуіне ұшырады. Нәтижесінде, аппараттың кеңістіктегі бағытын сақтап тұру және батареясын зарядтау мүмкіндігі жойылды, бұл оның Ай орбитасына жетуіне және қону әрекетіне кедергі келтірді. Зонд Жер атмосферасында жанып кетті. Екінші CLPS зонды – Odysseus, 2024 жылдың 22 ақпанында Айға сәтті қонды, бұл АҚШ-тың 50 жылдан астам уақыттан бері Айға алғашқы ұшқышсыз, жұмсақ қонуы болды. Бұл миссия – Айға қонған алғашқы жеке NASA серіктестігі және криогендік отынды қолдана отырып жасалған алғашқы қону. Дегенмен, миссия кезінде кейбір аномалиялар тіркелді, оның ішінде Ай бетінде бір жаққа қарай иілуі; номиналдан тыс бастапқы Ай орбитасы, LIDAR қондыру құралының жұмыс істемеуі және байланыс жолағының нашар болуы. Кейіннен хабарланғандай, сәтті қонғанмен, қондырғының бір тірегі қону кезінде сынған және оның еңкейісі 18 градусқа жеткен, себебі аппарат беткейге қонған. Бірақ қондырғы аман қалды және жүктер күтілгендей жұмыс істеп жатыр. EagleCam қону алдында шығарылмады. Ол кейін 28 ақпанда шығарылды, бірақ IM 1 қонғаннан кейінгі суреттерді қоспағанда, барлық деректерді қайтарды, ал осы суреттер миссияның басты мақсаты болған еді. 3 мамырда Қытай "Чанъэ-6" ғарыш кемесін ұшырды, ол Айдың ең қауырсынынан алғашқы үлгілерді алып келеді. Бұл Қытайдың екінші Ай үлгісін қайтару миссиясы, алғашқысы 4 жыл бұрын "Чанъэ-5" ғарыш кемесімен Айдың жақын жағынан жүзеге асырылған.
In January 2024, the first mission of the NASA funded CLPS program, Peregrine Mission One, suffered a fuel leak several hours after launch, resulting in losing the ability to maintain attitude control and charge its battery, thereby preventing it from reaching lunar orbit and precluding a landing attempt. The probe subsequently burnt up in Earth's atmosphere. The second CLPS probe Odysseus landed successfully on 22 February 2024 on the Moon, marking the United States' first unmanned lunar soft landing in over 50 years. This mission is the first private NASA partnership to land on the Moon and the first landing using cryogenic propellants. However, the mission experienced some anomalies, including tipping over on one side on the lunar surface; an off nominal initial lunar orbit, a non functioning landing LIDAR instrument, and apparently low communication bandwidth. Later it was revealed that, though it landed successfully, one of the lander's legs broke upon landing and it tilted up on other side, 18° due to landing on a slope, but the lander survived and payloads are functioning as expected. EagleCam was not ejected prior to landing. It was later ejected on 28 February but was partially failure as it returned all types of data, except post IM 1 landing images that were the main aim of its mission. China sent Chang'e 6 on 3 May, which will conduct the first lunar sample return from the far side of the Moon. This is China's second lunar sample return mission, the first was achieved by Chang'e 5 from the lunar near side 4 years ago.
Айға қонудың ерекше қиындықтары
Күн жүйесінің кез келген денесіне қону сол денеге тән ерекше қиындықтармен қатар жүреді. Айдың тартылыс күші астероидтар мен кометаларға, сондай-ақ басқа планеталардың серіктеріне қарағанда жоғары, және онда маңызды атмосфера жоқ. Практикалық тұрғыдан алғанда, қазіргі технологиямен жеткілікті итеру күшін қамтамасыз ете алатын жалғыз түсу және қону әдісі – химиялық ракеталарға негізделген. Бұған қоса, Айдың күнге қарай айналу периоды ұзақ. Қондырғылар бірден екі аптадан астам уақыт тікелей күн сәулесінде болады, содан кейін тағы екі апта толығымен қараңғылықта қалады. Бұл жылуды реттеуде маңызды мәселелер тудырады.
Landing on any Solar System body comes with challenges unique to that body. The Moon has relatively high gravity compared to that of asteroids or comets—and some other planetary satellites—and no significant atmosphere. Practically, this means that the only method of descent and landing that can provide sufficient thrust with current technology is based on chemical rockets. In addition, the Moon has a long solar day. Landers will be in direct sunlight for more than two weeks at a time, and then in complete darkness for another two weeks. This causes significant problems for thermal control.
Атмосфераның болмауы
2019 жылға қарай ғарыш зондтары Жерден өзге, қатты беттері мен атмосферасы аэробрекинг жасауға жеткілікті тығыз үш денеге қонды: Марс, Венера және Сатурнның серігі Титан. Бұл зондтар қонған денелердің атмосферасын пайдаланып, парашюттар арқылы түсу жылдамдығын төмендетіп, тасымалдауға қажетті отын мөлшерін азайтты. Бұл өз кезегінде, белгілі бір мөлшердегі отынмен осы денелерге үлкенірек жүктерді қондыруға мүмкіндік берді. Мысалы, 900 кг салмақты Curiosity марсоходы Марсқа 2400 кг массасы бар (Марс атмосферасына кірген сәтте) аппаратпен қонды, оның ішінде 390 кг ғана отын болды. Ал, 1967 жылы Айға қонған 292 кг салмақты "Сурвейер-3" аппаратына шамамен 700 кг отын қажет болды. Алайда, атмосфераның болмауы Айға қондыру аппаратының қорғаныш қабатына (жылу қалқанына) қажеттілікті жояды, сондай-ақ аппаратты жобалау кезінде аэродинамикалық ерекшеліктерді ескермеуге мүмкіндік береді.
as of 2019, space probes have landed on all three bodies other than Earth that have solid surfaces and atmospheres thick enough to make aerobraking possible: Mars, Venus, and Saturn's moon Titan. These probes were able to leverage the atmospheres of the bodies on which they landed to slow their descent using parachutes, reducing the amount of fuel they were required to carry. This in turn allowed larger payloads to be landed on these bodies for a given amount of fuel. For example, the 900 kg Curiosity rover was landed on Mars by a craft having a mass (at the time of Mars atmospheric entry) of 2400 kg, of which only 390 kg was fuel. In comparison, the much lighter (292 kg) Surveyor 3 landed on the Moon in 1967 using nearly 700 kg of fuel. The lack of an atmosphere, however, removes the need for a Moon lander to have a heat shield and also allows aerodynamics to be disregarded when designing the craft.
Жоғары ауырлық
Айдың тартылыс күші Жерге қарағанда әлдеқайда аз болғанымен, ол төмен түруді айтарлықтай баяулатуды талап ететіндей жеткілікті деңгейде жоғары. Бұл кішкентай астероидтерден өзгеше, онда "қону" көбінесе "қосылу" деп аталады және жылдам түсуді тоқтатудан гөрі, кездесу және жылдамдықтарды теңестіру маңыздырақ. Ракеталық технология түсіру және қону үшін қолданылатындықтан, Айдың тартылыс күші астероидтерге қону үшін қажетті отыннан гөрі көп отынды қажет етеді. Шындығында, Аполлон бағдарламасының Айға қонуын жобалаудағы басты шектеулердің бірі – Айға қону және одан ұшу үшін қажетті масса болды (өйткені массаның артуы қону үшін көбірек отын қажеттілігін білдіреді).
Although it has much less gravity than Earth, the Moon has sufficiently high gravity that descent must be slowed considerably. This is in contrast to a small asteroid, in which "landing" is more often called "docking" and is a matter of rendezvous and matching velocity more than slowing a rapid descent. Since rocketry is used for descent and landing, the Moon's gravity necessitates the use of more fuel than is needed for asteroid landing. Indeed, one of the central design constraints for the Apollo program's Moon landing was mass (as more mass requires more fuel to land) required to land and take off from the Moon.