Лунная миссия «Берешит» — 4 апреля 2019 совершен переход на лунную орбиту, впереди 7 дней полета, 6 маневров и 1 посадка04.04.2019 18:34

Под девизом «Прощай Земля, маневрируем и ловим Луну», аппарат «Берешит» начал самую сложную часть своего полета — лунные гравитационные маневры для перехода с орбиты Земли на орбиту Луны.

У инженеров была только одна попытка выполнить этот переход, при любой ошибке или их просчете, при нештатной работе бортового компьютера и двигателей — аппарат бы промахнулся мимо Луны и улетел в открытый космос, без возможности вернуться обратно.

Он прыгал, прыгал (шесть маневров совершил на орбите Земли) и допрыгнул до орбиты Луны!

Внимание, внутри очень много картинок.

Основные характеристики миссии и лунного аппарата «Берешит»:

— начало миссии: 22 февраля 2019 года;

— планируемое окончание миссии: посадка 11 апреля 2019 года, потеря связи с аппаратом 14 апреля 2019 года;

— траектория движения до Луны (фактически — максимальная из возможных): сложная, изменяемая путем выполнения серии маневров (включение двигателей на несколько секунд или даже минут) для увеличения апогея своей эллиптической обиты после каждого витка вокруг Земли;

— высота аппарата «Берешит» составляет около 1,5 метра, диаметр 2 метра (2.3 метра между посадочными опорами);

— масса 530 килограмм с топливом (масса топлива — 380 кг), 150 кг без топлива;

— двигательная установка представлена химическим ракетным двигателем семейства LEROS (LEROS 2b). Топливо аппарата «Берешит» — 380 килограмм монометилгидразина, окислитель — смесь оксидов азота (MON). Эти же компоненты используют маневровые двигатели малой тяги. Топливные баки изготовлены по специальному заказу для аппарата «Берешит» в США.

— основного элемента бортового компьютера: двухядерный процессор Gaisler HiRel GR712RC;

— шесть 8-мегапиксельных камер Imperx Bobcat B3320C с оптикой Ruda;

— научные приборы: магнетометр, массив лазерных уголковых отражателей.

Аппарат «Берешит» разработан организаций SpaceIL, которая поддерживается в основном частными инвесторами, в том числе американским магнатом Шелдоном Адельсоном и миллиардером Моррисом Каном, которые так же являются соучределями Amdocs (DOX), одной из крупнейших компаний Израиля.

Силами и средствами лишь одной небольшой частной компании отправить в космос лунный аппарат невозможно, но с помощью международного космического сообщества можно превратить идею в реализуемый на данный момент полноценный проект.

Участники проекта, задействованные в миссии «Берешит»:

— команда молодых израильских ученых и инженеров из компании SpaceIL,

— NASA (США),

— ISA (израильское космическое агентство),

— IAI (концерн «Авиационная промышленность Израиля»‏),

— компания Spaceflight Industries (США, организатор вывода аппарата «Берешит» на орбиту),

— компания SpaceX (США, ракета-носитель Falcon 9),

— Шведская космическая корпорация (Swedish Space Corporation),

— компания Cobham (Швеция),

— компания Ramon Chips (Израиль).

Ведь SpaceIL — это по мировым меркам небольшая организация, в ее штат входят порядка 200 человек, причем большая часть из них — это добровольцы-ученые и инженеры, которые «стремятся содействовать развитию технологического и научного прогресса в Израиле».

Инженеры проекта:

Первые наброски-чертежи аппарата «Берешит» и расчеты:

Как собирали аппарат «Берешит» инженеры SpaceIL и Israel Aerospace Industries‏ (IAI)

Стендовая сборка каркаса без топливных баков:

Первый бак:

Второй бак:

Четыре бака:

Платформа с 4-мя топливными баками:

Установка каркаса и верхней части:

Транспортировка в место установки дополнительного оборудования:

Монтаж кабелей и элементов:

Монтаж опор:

Проверка бортового компьютера:

Монтаж элементов:

Монтаж солнечных панелей:

Для монтажа дополнительных элементов рампу с аппаратом поворачивали:

Почти готово:

На тестирование дальше в лаборатории и камеры:

После сборки и подготовки — упаковка аппарата для транспортировки до космодрома:

Также, проводились испытания функциональности механизмов посадки на прототипе аппарата.

Тестирование опор и структуры корпуса аппарата в режиме посадки:

Много труда вложено в этот проект, сотни бессонных ночей инженеров, тысячи часов было потрачено на проектирование, разработку, сборку и тестирование аппарата «Берешит» на Земле, а потом еще 47 дней полета — круглосуточное дежурство персонала в ЦУПе, а ведь подготовка и корректировка траектории после каждого маневра — это сутки расчетов, создание основных и запасных решений для передачи новых алгоритмов работы на бортовой компьютер аппарата «Берешит». И еще будет 2-е суток на лунной поверхности, когда от аппарата «Берешит» будут получать данные, пока он не уснет навсегда.

О месте посадки аппарата «Берешит»:

По расчетным данным аппарат «Берешит» должен совершить мягкую посадку 11 апреля 2019 года на темной лавовой равнине, известной как Море Ясности, недалеко от региона, в котором 11 декабря 1972 прилунились астронавты миссии «Аполлон-17».

В SpaceIL обещали записать посадку на видео и показать через некоторое время в открытом доступе.

Планируемый район посадки аппарата «Берешит»:

У аппарата «Берешит» нет тепловой защиты и систем охлаждения, расчетное время работы на поверхности Луны примерно двое земных суток (трое суток максимум), потом его электроника выйдет из строя из-за перегрева, связь с аппаратом будет потеряна, и он станет новым лунным памятником в Море Ясности, рядом с Луноходом-2 (миссии Луна-21) и модулями миссии Аполлона-17.

Дата 11 апреля 2019 года выбрана исходя из того, что на поверхности Луны в зоне посадки в это время будет солнечно, но не жарко. А ведь температура на лунной поверхности достигает +127°С в зависимости от степени освещенности.

Таким образом, посадку аппарат «Берешит» должен произвести в северной части Моря Ясности через 48 часов после рассвета в этом регионе, когда температура будет относительно небольшой.

При посадке бортовой компьютер аппарата «Берешит» в автоматическом режиме найдёт наиболее подходящий безопасный для посадки участок (ограничение все же есть: площадь планируемой зоны посадки 30 квадратных километров).

С помощью двигателей аппарат «Берешит» уменьшит свою скорость до 0, после чего на высоте пяти метров над поверхностью Луны будет произведено полное отключение двигателей.

Далее, аппарат «Берешит» начнёт медленное свободное падение на лунную поверхность с последующим касанием. Если всё пройдет гладко, то в этот момент аппарат «Берешит» станет первым частным космическим аппаратом на Луне.

Планируемое место посадки аппарата «Берешит» находится в этом районе поверхности Луны:

Почему же выбрали место для посадки именно в море Ясности?

Критерии выбора площадки для посадки аппарата «Берешит»:

— большая безопасная площадь в зоне для посадки с возможностью по необходимости маневрировать при снижении и совершить посадку с первого раза;

— площадка с относительно небольшим количеством кратеров, отдельно стоящих камней или крутых склонов в зоне приземления;

— наличие в зоне посадки магнитных аномалий для использования магнитометра.

Видео о траектории полета аппарата «Берешит»:

31 марта 2019 года аппарат «Берешит» совершил последний облет Земли и на расстоянии 16000 км сделал вот такую замечательную фотографию (видны Арабский полуостров и северо-восточная часть Африки):

Таблица выполненных маневров аппарата «Берешит» на орбите Земли:

Таблица лунных маневров аппарата «Берешит»:

Планируемые 3–4 апреля маневры по приближению к Луне:

Планируемые 4–5 апреля маневры на лунной орбите:

Как переход на лунную орбиту визуально выглядит:

Красная точка и траектория — Луна, синяя точка и траектория — аппарат «Берешит»

Тоже, но еще добавлены в других плоскостях графики:

Расчетная траектория аппарата «Берешит» на лунной орбите:

Расчетные «прыжки» около Луны:

И самый главный момент перехода на Лунную орбиту, когда нужно будет успеть попасть в небольшое окно прыжка между орбитами и выполнить маневр включения двигателей для ухода с Земной орбиты:

Фактические события, происходящие с аппаратом «Берешит»:

1 апреля 2019 года аппарат «Берешит» совершил новый маневр для выполнения синхронизации своего положения с орбитой Луны, были включены двигатели аппарата на 72 секунды.

Вот как проходил этот маневр (буква Z получилась) около Луны:

2 апреля 2019 года — аппарат «Берешит» удаляется от Земли:

3 апреля 2019 года:

Расстояние до Луны 87400 километров, у аппарата «Берешит» скорость 382 м/c:

4 апреля 2019 года:

7 часов до перехода (ниже на картинке время указано UTC +5):

За 4 часа:

За 1 час до маневра:

Менее 1000 километров до лунной поверхности:

Траектория сорокадневного полета аппарата «Берешит»:

Инженеры в ЦУПе SpaceIL и Israel Aerospace Industries‏ (IAI) подготовили для лунного маневра финальную версию последовательности команд для бортового компьютера аппарата «Берешит», прогнали несколько раз на симуляторе данный маневр, заодно наготове несколько запасных планов, которые могут пригодиться на случай разных нештатных ситуаций на борту.

Окно перехода аппарата «Берешит» на лунную орбиту — 4 апреля 2019 года 14.18 UTC, в это время уже будет активирована основная последовательность включения двигателей, топлива на борту аппарата «Берешит» достаточно (более 250 кг).

Началась онлайн трансляция из ЦУПа:

Дата посадки:

Проблемы и решения, которые были в космосе (было много перезагрузок БК!):

Какие пройдены этапы уже:

А теперь поднимается экран, и видим инженеров ЦУПа за работой:

Маневр начинается:

Еще немного:

Да! Получилось!

Позади более 5.5 миллионов километров космического путешествия.

Итак, более 40 дней находился аппарат «Берешит» в космическом пространстве, прыгая все дальше и дальше по орбитам Земли.

4 апреля 2019 года аппарат «Берешит» по официальным данным вышел на лунную орбиту!

Первая эллиптическая лунная орбита аппарата «Берешит» имеет апогей 10000 км и перигей 450 км.

Основные вехи миссии «Берешит» пройдены, осталась крайняя — посадка 11 апреля 2019 года.

Не забываем следить за миссией «Берешит» с помощью:

— онлайн ресурса с симулятором и данными в реальном времени, о текущем состоянии миссии «Берешит»;

— онлайн симулятор NASA «Eyes on the Solar System».

Так же, оказывается, есть еще такой вот интересный портал для изучения миссии «Берешит» и мониторинга параметров аппарата: «Where is Beresheet Probe».

© Habrahabr.ru