Луна

Обратная сторона Луны: как китайский аппарат раскрыл тайны спутника Земли

8 декабря 2018 года к Луне отправился аппарат «Чанъэ-4», который позже стал первым в истории, совершившим посадку на обратной стороне спутника. Благодаря миссии ученые узнали, как выглядит и устроена часть, недоступная для наблюдений с Земли.
Автор Наука Mail
Запуск Чанъэ-4 к дальней стороне Луны
Запуск миссии «Чанъэ-4» стал началом первого в истории полета к дальней стороне Луны и отправной точкой масштабной программы ее изученияИсточник: CNS

8 декабря 2018 года к обратной стороне Луны отправилась китайская межпланетная станция «Чанъэ-4». Ракета Long March 3B взмыла в ночное небо, неся посадочный аппарат и ровер к той области, где еще не бывала ни одна станция. Этот запуск стал кульминацией многолетней работы инженеров и открыл новую страницу в исследовании скрытого полушария нашего спутника.

Исследования обратной стороны Луны

Луна-3 и первые снимки обратной стороны Луны
Станция «Луна-3» впервые показала, как выглядит невидимая часть Луны, открыв путь к будущим миссиям вроде «Чанъэ-4»Источник: Wikimedia

Дальняя сторона Луны оставалась неизвестной, пока в 1959 году советская станция «Луна-3» не передала первые снимки невидимого полушария. Выяснилось, что на той части спутника отсутствуют моря; лишь плотные кратерные поля и древний рельеф, переживший гораздо больше ударных событий.

Но «Луна-3» лишь впервые «показала» поверхность. Полноценное исследование, включающее посадку и изучение грунта, стало возможным только с развитием ретрансляционной связи и автоматической навигации.

Когда Китай высадился на Луну

Кратер Карман в бассейне Южный полюс-Эйткен
Кратер Карман расположен внутри древнего бассейна Южный полюс-Эйткен — ключевого региона для изучения глубинных пород ЛуныИсточник: Wikimedia

После почти месячного полета «Чанъэ-4» совершила мягкую посадку в кратере Карман — области внутри гигантского бассейна Южный полюс-Эйткен. Это одно из самых древних ударных образований Луны, что делает его ценным объектом исследования.

Посадка стала историческим событием: аппарат впервые оказался на стороне, куда не поступает прямой радиосигнал с Земли. Кратер назван в честь Теодора фон Кармана, создателя аэродинамической школы, что символически связывает миссию с научным наследием XX века.

Спутник «Цюэцяо» и связь через точку Лагранжа L2

Связь Чанъэ-4 через спутник Цюэцяо в точке L2
Спутник «Цюэцяо»​​​​​​​ создал стабильный канал связи между Землей и дальней стороной ЛуныИсточник: Wikimedia

Главная техническая трудность — отсутствие прямой связи. Чтобы ее преодолеть, Китай запустил спутник «Цюэцяо», выведенный в окрестность точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна.

В этой области спутник стабильно «видит» и Землю, и дальнюю сторону Луны, обеспечивая передачу данных. Это решение стало ключевым условием успешной посадки и работы ровера.

Что нашел китайский аппарат на обратной стороне Луны

Ровер Юйту-2 исследует дальнюю сторону Луны
Ровер «Юйту-2» стал первым мобильным исследователем дальней стороны Луны, изучив ее грунт и скрытые подповерхностные слоиИсточник: CNS

«Юйту-2» стал первым в истории луноходом, работавшим на дальнем полушарии. Его оснащение включало георадар и спектрометр, которые позволили изучать состав грунта и слои под поверхностью.

Одним из важнейших результатов стало обнаружение минералов, характерных для мантии Луны. Это подтвердило гипотезу, что гигантский удар, сформировавший бассейн Южный полюс-Эйткен, мог выбросить на поверхность вещество из глубин.

Научные результаты миссии «Чанъэ-4»

Научные результаты миссии Чанъэ-4 на дальней стороне Луны
Данные «Чанъэ-4» позволили изучить строение реголита, состав пород и особенности условий на дальней стороне ЛуныИсточник: CNS

После посадки миссия начала собирать данные, которые стали основой нового взгляда на дальнюю сторону Луны.

Минералы, пришедшие из глубин Луны

Спектрометр ровера «Юйту-2» обнаружил породы, содержащие минералы, которые обычно формируются в более глубоких слоях лунных недр. Это стало важным подтверждением идеи, что удар, создавший бассейн Южный полюс-Эйткен, мог пробить внешнюю кору. На поверхность вышли более древние и глубинные материалы — редкая возможность исследовать внутреннее строение Луны без бурения или пилотируемых миссий.

Слоистый реголит и следы космических катастроф

Слоистая структура реголита по данным Чанъэ-4
Измерения георадара показали сложную многослойную структуру реголита, сформированную серией древних ударных событийИсточник: ГЕОХИ РАН

Данные георадара показали, что под поверхностью скрывается сложная «многослойная летопись». Каждый слой образован древними ударами астероидов, которые перемешивали грунт. Эти наблюдения помогают ученым восстановить историю формирования кратеров и понять, как со временем менялась поверхность на дальней стороне.

Холодные ночи и поведение летучих веществ

Посадочный модуль отметил, что ночи здесь значительно холоднее, чем на видимой стороне Луны. В таких условиях летучие вещества, например вода, удерживающаяся в частицах реголита, испаряются медленнее и сохраняются дольше. Это делает дальнюю сторону интересным регионом для будущих миссий, которые будут искать ресурсы непосредственно на месте.

Первые ростки на Луне

На борту аппарата находилась маленькая герметичная «теплица». Внутрь были помещены семена хлопчатника, и вскоре после посадки они дали первые в истории ростки на поверхности другого небесного тела. Эксперимент был недолгим — наступление лунной ночи остановило развитие растений — но сам факт прорастания показал, что даже в условиях низкой гравитации жизнь может начинаться при правильно созданной среде.

«Чанъэ» в контексте лунной программы Китая

Лунная программа Китая в миссиях Чанъэ
Лунная программа Китая развивается серией миссий «Чанъэ», каждая из которых расширяет масштаб исследований и технологийИсточник: CNS

Миссия стала частью многолетнего цикла, включающего орбитальные аппараты, посадочные модули и проекты по доставке грунта.

«Чанъэ-5» доставила на Землю образцы молодой лавы с видимой стороны, а «Чанъэ-6» впервые привезла материал с дальнего полушария. Следующие миссии направлены на изучение южного полюса и тестирование технологий строительства на месте.

Значение «Чанъэ-4» для мировой науки

Маршрут ровера Юйту-2 в миссии Чанъэ-4
Начиная с весны 2024 года «Юйту-2» перестал передвигаться. По снимкам с орбиты видно, что ровер стоит неподвижно — похоже, его ходовая система вышла из строя. Несмотря на это, за почти шесть лет работы он собрал уникальные данные, и его участие стало рекордным по длительности для луноходовИсточник: CNS

«Чанъэ-4» объединила сразу несколько прорывов: первую посадку на дальней стороне, прямые данные о минералогии глубоких слоев, новые наблюдения температурных условий и уникальный эксперимент с ростками растений.

Этот день стал точкой, когда человечество впервые перешло от наблюдений к полноценному исследованию скрытой поверхности Луны. Миссия открыла путь к новым программам, которые рассматривают спутник не только как объект наблюдений, но и как научную платформу будущего.

Ранее Наука Mail рассказала о том, как образцы с Рюгу раскрыли тайны органики, возникшей еще до рождения Солнечной системы, и почему несколько граммов космического вещества способны переписать историю планет.