Два тижні космічного холоду: чи здатен апарат Blue Ghost пережити місячну ніч

16 березня Сонце почало заходити над місцем посадки апарата Blue Ghost. Він зазнімкував місячний захід Сонця, а потім передав на Землю своє фінальне повідомлення. Після цього компанія Firefly Aerospace повідомила про завершення місії.

Місце посадки Blue Ghost. Можна побачити тінь, яку відкидає апарат, а також Землю на місячному небі.  Джерело: Firefly Aerospace

Утім, інженери залишили формальну можливість не ставити остаточну крапку в цій місії. Після того як Сонце знову зійде над Морем Криз (саме там сів Blue Ghost), вони почнуть прослуховувати ефір, сподіваючись вловити його сигнали. Але наскільки великі шанси, що апарат зможе пережити ночівлю на Місяці?

Два тижні темряви

Із заходом Сонця температура місячної поверхні починає стрімко зменшуватися й швидко досягає -130° C. Утім, це в районі екватора, а так на Місяці можна знайти й куди холодніші ділянки. Наприклад, температура дна полярних кратерів, які ніколи не освітлюються Сонцем, може сягати позначки в – 253°C.

Південний полюс Місяця.  Джерело: LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter) and ShadowCam teams with images provided by NASA/KARI/ASU

Оскільки Blue Ghost сів відносно недалеко від екватора (у точці з координатами 18,56° пн. ш. і 61,81° сх. д.), для зручності можна вважати, що температура в місці його посадки вночі знизиться до -130° C. З чим можна її порівняти? З Марсом — щоправда, з деякими уточненнями. Оскільки Червона планета має атмосферу, а нахил осі обертання схожий на земний, температура на її поверхні протягом місцевого року помітно варіюється. Але під час зими нічні температури в екваторіальних регіонах Марса цілком схожі з місячними.

Навряд чи варто пояснювати, що вплив температури в -130° C не найкращим чином позначається на електроніці. Звідси виникає логічне запитання: у чому різниця? Чому апарати, які перебувають на поверхні Марса та отримують енергію від сонячних батарей, все ж таки справляються з ніччю, тоді як для місячних апаратів на сонячних батареях вона є майже нездоланним випробуванням? Відповідь проста: вся справа в її тривалості. Марсіанська доба триває 24 години 39 хвилин. Тож, тривалість ночі на Марсі можна порівняти з її тривалістю на Землі та, якщо не рахувати полюсів, вимірюється годинами. На Місяці ніч триває два тижні. Це занадто великий термін, щоб накопиченої протягом дня енергії потім вистачило для обігріву електроніки.

Спускальна платформа «Чан’е-4» на поверхні Місяця.  Джерело: CNSA/CLEP

Звичайно, у цієї проблеми є рішення. Щоб не дати електроніці замерзнути, можна використати радіоізотопні обігрівачі — пристрої, які виділяють тепло внаслідок розпаду радіоактивних елементів. Їх, наприклад, встановлювали на «Місяцеходах», а також на стаціонарних платформах китайських місій «Чан’е-3» і «Чан’е-4».

Однак усе це державні місії, тоді як Blue Ghost був побудований приватною компанією, у якої немає дозволу на роботу з радіоізотопними обігрівачами. І навіть якби така можливість була, далеко не факт, що конструктори б нею скористалися. Адже до запуску апарата з ядерними матеріалами висуваються набагато жорсткіші вимоги з безпеки. Їх виконання, найімовірніше, призвело б до істотного подорожчання місії та затягування термінів її запуску.

Успішні та невдалі ночівлі на Місяці

Усе це підводить нас до наступного запитання. Чи можна пережити ніч на Місяці без використання ядерних обігрівачів?

Апарат Surveyor 3.  Джерело: NASA

Насправді подібний прецедент був встановлений ще в 1960-х кількома американськими апаратами Surveyor, які успішно прокидалися після місячної ночі. Однак треба мати на увазі, що їхня електроніка була досить примітивною, що багато в чому і пояснює їхнє виживання.

Якщо говорити про місячні місії останніх років, то похвалитися успіхом поки що може лише японський SLIM. Він сів на Місяць минулого року. Попри те, що посадка відбулася в позаштатному положенні (на бік), на подив фахівців SLIM зміг пережити чотири місячні ночі. Залишається лише гадати, скільки б SLIM зміг пропрацювати, якби була вдалою.

Положення апарата SLIM після посадки. Знімок був зроблений ровером LEV-2.  Джерело: JAXA

А ось індійському «Вікраму», а також апаратам Odysseus і Athena компанії Intuitive Machines не пощастило — їм не вдалося пережити ніч. Хоча у двох останніх випадках свою роль могло зіграти те, що під час посадки зонди завалилися на бік і отримували набагато менше світла, ніж передбачав план польоту.

З урахуванням усього вищесказаного, шанси Blue Ghost на виживання не можна назвати особливо великими. Два тижні без обігріву за температури -130°C, це все ж дуже значний термін. Так що навряд чи хтось звинуватить інженерів, якщо дива не станеться, і Blue Ghost більше не вийде на зв’язок. Водночас приклад SLIM дає певну надію на те, що сучасна електроніка може вижити за таких температур. Сонце знову зійде над місцем посадки Blue Ghost 1 квітня. Тоді ми й дізнаємося відповідь на запитання, чи вдалося йому впоратися з випробуванням космічним холодом.

Новини інших медіа
Компанія Astroscale U.S. заправить два супутники Космічних сил США
Дволика планета: космічний апарат показав два «обличчя» Марса
Величезна хокейна шайба: астрономи визначили форму астероїда, що загрожує Місяцю
Кілька кілограмів: учені оцінили потенціал біомаси океану Титана
Межа вічної темряви: чому в найтемніших ділянках Всесвіту відсутні зорі
Місячну місію Artemis 2 продовжують готувати до старту
Зелену комету SWAN25F вже видно в бінокль: як спостерігати космічну мандрівницю
Місячний пил стане джерелом енергії для космічних баз
Космічна загроза: російські супутники здійснюють загадкові маневри на висоті 500 км
Померла Світлана Герасименко. Вона відкрила всесвітньо відому комету