Простыми словами: 5 дилетантских вопросов астроному о станции «Луна-25»

Отечественный аппарат «Луна-25», стартовавший с космодрома Восточный в Амурской области, спустя неделю добрался до орбиты спутника. Все системы автоматической станции функционируют штатно, связь с ней устойчивая, передает Российское космическое агентство.

С какой скоростью двигается «Луна-25»? Зачем ей кружить вокруг Луны несколько дней? И верно ли говорить, что станция на время сама стала спутником спутника? Об этом мы спросили Юрия Бондаренко — астронома, специалиста по небесной механике, грантополучателя Российского научного фонда.

Накануне в Роскосмосе сообщили, что станция вышла на орбиту искусственного спутника Луны. Что это означает?

В данном случае имеется в виду, что космический аппарат (КА) «Луна-25» стал спутником Луны (искусственным, естественно). То есть теперь КА движется по определенной траектории (орбите) вокруг Луны под действием ее гравитации. Это произошло после ряда коррекций величины и направления скорости во время межорбитального перелета от Земли к Луне, как показано на схеме Роскосмоса.

Для того, чтобы КА стал искусственным спутником планеты, его скорость в сфере Хилла (пространства вокруг планеты, в котором она способна удерживать свой спутник, несмотря на притяжение объекта, вокруг которого обращается сама) должна превысить так называемую «первую космическую скорость», а для выхода из сферы Хилла его скорость должна превысить «вторую космическую скорость». Эти скорости зависят от массы и размера планеты и составляют порядка 7,9 км/с и 11,2 км/с в сфере Хилла Земли, и 1,7 км/с и 2,4 км/с в сфере Хилла Луны соответственно.

Таким образом, при входе в сферу Хилла Луны скорость КА необходимо было замедлить, установив ее в пределах от 1,7 км/с до 2,4 км/с относительно центра Луны, что и было сделано при помощи корректирующего тормозного двигателя.

Откуда у Луны искусственные спутники? Кто и зачем их запустил?

Искусственные спутники Луны отправляют космические агентства разных стран для решения определенных задач. На сегодняшний день вокруг луны вращается Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), запущенный НАСА в 2009 году с целью планирования будущих миссий на Луну. Научная аппаратура LRO проводит картирование поверхности Луны и определяет местонахождение потенциальных ресурсов и безопасные места для посадки.

Также сегодня вокруг Луны вращается индийский КА «Чандраян-3», который был запущен 14 июля 2023 года и имеет схожие с российской миссией «Луна-25» научные цели по исследованию южного полюса Луны.

Станция будет какое-то время кружить вокруг Луны. Почему она не может сразу прилуниться?

Как я говорил выше, чтобы выйти на орбиту Луны, и уж тем более прилуниться в определенные координаты на поверхности, необходимо значительно изменить величину и направление скорости КА. На практике сразу прилуниться сложно, поскольку это одномоментно потребует слишком большого количества топлива. Эта проблема решается выходом на орбиту Луны, что позволяет постепенно, виток за витком, изменять вектор скорости аппарата, расходуя при этом значительно меньше горючего.

Какова средняя скорость «Луны-25»?

Если считать среднюю скорость КА как расстояние, которое он пролетел до Луны, деленное на время его движения, то мы получим величину порядка 4300 км/ч. Эта скорость обусловлена тяговыми характеристиками ракеты-носителя «Союз-2.1б», разгонного блока «Фрегат», корректирующего двигателя КА, массами всех этих составляющих, а также орбитальной конфигурацией перелета.

Весь полет до поверхности Луны должен занять около недели. Можно ли было быстрее и что для этого нужно было сделать?

Наверное, можно было и быстрее, но вопрос, с какой целью? Основными задачами миссии Луна-25 являются обеспечение перелета до Луны, мягкая посадка, отработка технологии работы на поверхности Луны и проведение научных исследований дистанционными и контактными методами. Ни одна из этих целей не требует ускоренной доставки КА на Луну.