Skoczek poleci na biegun Księżyca. Ma zajrzeć tam, gdzie nigdy nie świeci Słońce

Na dnie kraterów przy biegunie południowym Księżyca są miejsca, w które światło słoneczne nie dotarło od miliardów lat. Temperatura spada tam do minus 233 stopni Celsjusza. Jeśli na Księżycu jest woda, to właśnie tam — i dlatego wszystkie programy księżycowe celują dziś w ten sam fragment powierzchni.

Problem polega na tym, że do takiego krateru nie da się wjechać. Ściany są zbyt strome dla łazika, a na dnie nie ma słońca, więc panele fotowoltaiczne nie mają z czego pracować. Odpowiedź konstruktorów jest prosta i nie ma precedensu: skoczek.

Czwarty pojazd

Chang'e 7 to cztery pojazdy w jednej misji: orbiter, lądownik, łazik i 飞跃器, czyli pojazd przelotowy — nazywany po prostu skoczkiem. Cała sonda waży przy starcie 8,2 tony i wiezie 21 instrumentów naukowych.

Skoczek ma na pokładzie jeden przyrząd: analizator cząsteczek wody w regolicie. Schemat działania wygląda tak, że pojazd ładuje akumulatory na oświetlonym grzbiecie, następnie wykonuje lot nad powierzchnią, opada na dno zacienionego krateru, pobiera próbki i mierzy. Zaplanowano co najmniej trzy takie loty. Konstruktorzy z Piątej Akademii koncernu CASC mówią o aktywnym układzie amortyzacji, który ma radzić sobie z lądowaniem na nachylonym gruncie.

Lądowanie ma nastąpić w okolicy krateru Shackleton, na współrzędnych około 88°48′ szerokości południowej i 123°24′ długości wschodniej — czyli około 36 kilometrów od samego bieguna. To miejsce wybrano ze względu na oświetlenie: na wyniesionych krawędziach kraterów słońce świeci przez znaczną część roku, choć w skali całego roku dni z pełnym światłem jest tam około stu.

Orbiter ma pracować na orbicie polarnej o parametrach 190 na 55 kilometrów. Łączność z Ziemią po niewidocznej stronie zapewnia satelita przekaźnikowy Queqiao 2, wystrzelony już w marcu 2024 roku. Precyzja lądowania ma wynieść około 100 metrów, dwa razy lepiej niż w poprzednich misjach programu Chang'e.

Kto jeszcze leci

Na pokładzie znalazło się sześć zagranicznych instrumentów: z Egiptu, Bahrajnu, Szwajcarii, Tajlandii, Włoch i Rosji. Rozkład ładunku naukowego to osiem przyrządów na orbiterze — między innymi kamera stereoskopowa, radar, spektrometr podczerwony, spektrometr neutronów i magnetometr — siedem na lądowniku, w tym sejsmometr, reflektor laserowy i czujnik pyłu, oraz pięć na łaziku: spektrometr Ramana, radar penetrujący grunt, magnetometr i analizator lotnych składników.

Spektrometr neutronów i analizator lotnych składników są w tym zestawie najważniejsze dla głównego pytania misji. Neutrony spowalniane przez wodór zdradzają obecność związków wodoru w gruncie — orbitalne pomiary tego typu przez lata dostarczały poszlak, ale nie rozstrzygnęły, czy chodzi o lód wodny, czy o wodór związany w minerałach. Chang'e 7 ma to sprawdzić na miejscu.

Kiedy start

Sonda dotarła do kosmodromu Wenchang na Hainanie w kwietniu, transportem lotniczym i drogowym. Rakieta Długi Marsz 5 w egzemplarzu Y14 przyjechała 13 lipca. Oficjalny komunikat agencji podaje ostrożnie: start „w drugiej połowie roku, w wybranym terminie". Kalendarze misji i serwisy branżowe wskazują na 24 sierpnia, ale dopóki nie ma komunikatu o rozpoczęciu odliczania, tę datę należy traktować jako planowaną, nie potwierdzoną.

To część większego harmonogramu

Chang'e 7 nie jest osobnym przedsięwzięciem. Program księżycowy prowadzi dwie rzeczy równolegle: bezzałogowe badanie bieguna południowego i przygotowanie załogowego lądowania przed 2030 rokiem.

Na tym drugim torze najważniejszym wydarzeniem tego roku była próba z 11 lutego. Z Wenchangu wystartował wtedy prototyp rakiety Długi Marsz 10 w konfiguracji do lotu na niskiej wysokości, a jednocześnie przeprowadzono pierwszą taką próbę awaryjnego oddzielenia załogowego statku Mengzhou przy maksymalnym ciśnieniu dynamicznym. Kapsuła wodowała na Morzu Południowochińskim — to również pierwsze takie odzyskanie statku z wody w tym programie.

Sama rakieta jest większa od wszystkiego, co dotąd startowało z Wenchangu: 92,5 metra wysokości, 5 metrów średnicy, masa startowa 2189 ton, ciąg 2678 ton i co najmniej 27 ton wynoszone na trajektorię w stronę Księżyca. Scenariusz misji załogowej przewiduje dwa takie starty — jeden ze statkiem Mengzhou, drugi z lądownikiem Lanyue — i spotkanie obu pojazdów już na orbicie księżycowej.

Chang'e 7 ma w tym planie rolę zwiadowcy. Jeśli skoczek znajdzie lód w kraterze, zmieni to nie tylko naukową wartość bieguna południowego, ale i rachunek ekonomiczny każdej przyszłej bazy — bo woda na miejscu to woda, której nie trzeba dźwigać z Ziemi.

Źródła: China Manned Space, Xinhua, China Daily, Global Times, China News Service.