Organización | Roscosmos |
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Constructor | Lavochkin |
Programa | Programa Luna |
Campo | Estudio del suelo lunar |
Tipo de misión | módulo de aterrizaje lunar |
Estado | En desarrollo |
Otros nombres | Luna-Glob |
Lanzamiento | 1 de octubre de 2021 |
Lanzacohetes | Soyuz 2.1b / Fregat-M |
Esperanza de vida | 1 año |
Sitio | lg.cosmos.ru |
Misa en el lanzamiento | 1750 kilogramos |
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Instrumentos de masa | ~ 20 hasta 30 kg |
Propulsión | Químico |
Ergols | UDMH y peróxido de nitrógeno |
Masa propulsora | 975 kilogramos |
Fuente de energía | Paneles solares y RTG |
Orbita | Órbita de transferencia lunar luego órbita lunar |
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Aterrizaje | 13 de octubre de 2021 |
Localización | 69.545 ° Norte, 43.544 ° Este |
Luna 25 (ruso: Луна-25 ) o anteriormente Luna-Glob (ruso: Луна-Глоб , " globo lunar ") es un módulo de aterrizaje lunar ruso para aterrizar enOctubre de 2021cerca del Polo Sur lunar . La misión será lanzada desde el cosmódromo de Vostochnyi , en el Lejano Oriente ruso , por un lanzador Soyuz 2.1b equipado con una etapa superior Fregat-M . Después de su lanzamiento, Luna 25 se convertirá en la primera sonda lunar lanzada por la URSS / Rusia desde la misión de retorno de muestras Luna 24 en 1976 . También se convertirá en el primer objeto ruso en aterrizar en un cuerpo que no sea la Tierra . Dedicada a realizar diversos experimentos y demostraciones tecnológicas, la misión debería allanar el camino para el lanzamiento de otras misiones lunares más ambiciosas, como Luna 26 , 27 o 28 .
Luna 24 , lanzada en 1976, es la última misión espacial de la era soviética para explorar la luna . A pesar de un intento fallido de lanzar un Lunokhod final (misión Luna 25A), ningún otro proyecto lunar soviético verá la luz del día. Después de la desintegración de la Unión Soviética a principios de la década de 1990, los jóvenes astronautas rusos sufrieron todo el peso de la consiguiente crisis económica y el colapso de los programas espaciales dependientes del presupuesto estatal. Durante este período de recesión, la única misión lunar se propuso en 1997. El proyecto consiste en colocar, utilizando un cohete Molniya , o Soyuz U / Fregat entonces en desarrollo, una pequeña nave en órbita alrededor de la Luna. Este lleva tres penetradores de 250 kg cada uno que se liberan y se hunden bajo la superficie lunar. Cada uno de estos dispositivos tiene un sismómetro y un instrumento que mide el flujo de calor. La energía es suministrada por isótopos nucleares. Los datos proporcionados por los tres penetradores permiten detectar y localizar mediante lectura trigonométrica el origen de la actividad sísmica de la Luna. Durante los años siguientes, las características del proyecto sufren modificaciones pero no se le asigna presupuesto. El proyecto pasa a llamarse Luna Glob (" Globo Lunar "), lo que sugiere la naturaleza global de la red de sismómetros que se instalará.
A mediados de la década de 2000, la exploración de la Luna volvió a ocupar un lugar destacado en la escena espacial internacional con el desarrollo de orbitadores en China ( Chang'e 1 se lanzó en 2007), India ( Chandrayaan-1 2008) y Japón ( SELENE 2007). . Estados Unidos lanzó al mismo tiempo el programa Constellation que planea traer a los hombres de regreso a la superficie de la Luna alrededor de 2020. Los funcionarios rusos desean mantener su presencia en un área en la que se han destacado en el pasado. Ennoviembre de 2004, el director del instituto Vernadsky GEOKhI, que está tratando de encontrar fondos en el marco de la cooperación internacional, inicia conversaciones con los responsables del proyecto japonés Lunar-A que han avanzado mucho en el desarrollo de penetradores equipados con sismómetros pero que no no tienen el presupuesto necesario para lanzar sus naves espaciales. Las discusiones comenzaron a fusionar los proyectos japonés y ruso, pero no tuvieron éxito y el proyecto Lunar-A fue abandonado en 2007. En 2006, funcionarios de la Agencia Espacial Rusa del Instituto Vernadsky GEOKhI y el Instituto de Física de la Terre presentan el Luna Glob proyecto.
La misión, cuya arquitectura fue definida por el fabricante de las sondas espaciales soviéticas y rusas Lavotchkine , se basa en una nave nodriza que pesa aproximadamente 1500 kg que transporta 10 penetradores de 30 kg que son lanzados sobre el Mar de la Fertilidad. Y forma, después de haber penetrado en el suelo, dos círculos distintos con un diámetro de 5 y 10 km respectivamente con una distancia de varios kilómetros entre cada máquina. La nave nodriza debe dejar caer otros dos penetradores más pesados en los sitios de aterrizaje de Apolo 11 y 12 para reconstituir la red de estaciones sísmicas establecida en 1969 por la NASA . Finalmente, un módulo de aterrizaje de 250 kg se desprende de la nave nodriza para aterrizar sin problemas cerca del Polo Sur. Esta estación polar lleva un sismómetro y dos espectrómetros para detectar la presencia de hielo de agua. La nave nodriza sirve como relé de comunicaciones entre las 13 estaciones lunares establecidas y la Tierra. Si la misión tiene éxito, se debe lanzar un rover de 700 kg alrededor de 2015-2016 seguido de una misión de retorno de muestra. Este último incorpora los principios arquitectónicos de misiones soviéticas similares de la década de 1970 al tiempo que aligera el conjunto.
El programa espacial ruso se beneficia de la recuperación económica del país a mediados de la década de 2000 y los funcionarios, después de anunciar en 2006 que Luna-Glob se lanzaría en 2012, adelantan la fecha hasta 2009. Las características del proyecto se han revisado a la baja en el tiempo. . La sonda espacial lunar tiene ahora una masa de 2125 kg, incluye un orbitador que llevará a cabo una misión científica de 3 años y lleva 4 penetradores. El módulo de aterrizaje ya no está a la orden del día. Pero el desarrollo de los propios penetradores está resultando problemático. Las pruebas han demostrado que podrían soportar una velocidad máxima de impacto de la superficie de 1,5 km / s, pero esta es de 2,5 km / s. Por lo tanto, los penetradores deberían frenarse, pero los ingenieros de Lavotchkine no desarrollaron el sistema de frenado basado en un cohete sólido y los penetradores se retiraron del proyecto en una fecha anterior a 2010. Un segundo proyecto de misión robótica lunar, llamado Luna-Resours, desarrollado a partir de 2007 como parte de una colaboración con India . Los dos proyectos convergen alrededor de 2010 y ambos se basan en un módulo de aterrizaje desarrollado por Lavotchkine. La principal instrumentación del módulo de aterrizaje Luna-Glob (PsM) se centra en el muestreo y análisis de núcleos de suelo realizados con un taladro, mientras que Luna-Resours lleva un rover desarrollado por India.
A principios de la década de 2010, el calendario de lanzamiento de las dos misiones seguía sin estar claro: las fechas propuestas son en 2012/2013 sin saber qué misión tiene prioridad sobre la otra. A finales de 2010, la fecha de lanzamiento de Luna-Glob se pospuso para 2014 después de Luna-Resours. La sonda espacial Luna-Glob incluye un orbitador que debe transportar 120 kilogramos de equipo científico. El orbitador tiene una masa esperada de 1.630 kg, mientras que la del tren de aterrizaje alcanza los 1.260 kg. La misión marciana Fobos-Grunt , desarrollada por Lavotchkine y lanzada en 2011, es un fracaso total que pone de relieve la pérdida de habilidades de la industria rusa en el campo de la exploración espacial, así como problemas organizativos particularmente agudos que serán confirmados por fallas posteriores. Como resultado, los lanzamientos de las misiones lunares Luna-Resours y Luna-Glob ya no están planeados antes de 2016-2017. Además, se retira la participación india en el proyecto y la misión no despegará en GSLV Mk II como estaba previsto, sino en Soyuz 2.1b . Enjunio 2012, los funcionarios deciden dividir la misión Luna-Glob separando el orbitador (que debería volar en 2016) y el módulo de aterrizaje previsto para 2017. Además, se decidirá revisar por completo la arquitectura del módulo de aterrizaje, que hasta entonces se basaba en el de Fobos-Grunt .
A principios de 2012, tras el fallo de Fobos-Grunt, el módulo de aterrizaje Lunar-Glob volvió a la fase de diseño preliminar. La computadora de a bordo que estaba basada en la de Phobos-Grunt se abandona y el sistema de telecomunicaciones se revisa a la luz de los fallos de la misión marciana. Para esta fecha, Lunar-Glob debe llevar una carga científica mínima, siendo su principal objetivo el desarrollo de técnicas de aterrizaje suave. La precisión esperada es de 30 kilómetros. La carga útil , inicialmente de 30 kilogramos, se reduce a 17-19 kg para hacer frente a los problemas de sobrepasar la masa vacía e incluye unos quince instrumentos científicos. En este momento, el proyecto planea incorporar un brazo de control remoto que lleve algunos de los instrumentos y un generador termoeléctrico de radioisótopos desarrollado por el centro de investigación nuclear Sarov que se agrega a los paneles solares. Luna-Glob debe preceder a la misión Luna-Resours, mucho más sofisticada, que llevará 35 kg de instrumentación científica. En 2016, el costo del módulo de aterrizaje Luna-Glob se estima en 2.980 millones de rublos.
En 2014, los funcionarios rusos anunciaron que la misión se lanzaría entre 2017 y 2019. Comenzó la construcción de un prototipo y se planificó una serie de pruebas para 2015. El conflicto de Rusia con Ucrania en 2014 provocó un embargo de los sistemas occidentales de las naciones sobre las entregas de componentes electrónicos. que requiere revisión de equipos electrónicos y de telecomunicaciones. Enagosto de 2016, Lavochkin anuncia que ha completado la construcción de equipos destinados a simular las condiciones de un aterrizaje en la Luna. A finales de año se inició la fabricación de los primeros componentes del modelo de vuelo. También es durante este período que se anunciarán los lugares de aterrizaje seleccionados. El sitio objetivo principal es el cráter Bogouslavsky, pero Luna 25 también puede aterrizar en un sitio de reserva, el cráter Manzini. Esta elección se hizo tomando en cuenta varios factores, como la proximidad al Polo Sur , el interés científico de los lugares, la exposición al sol , o la inclinación de la superficie en el lugar de aterrizaje, que debe ser menor a 10 °.
Durante 2017, el fabricante reveló que el módulo de aterrizaje estaba luchando por mantenerse al día con la estimación de masa y energía. La misión que iba a ser lanzada desde el cosmódromo de Vostochnyi ahora debe lanzarse desde Baikonur, sin duda para ahorrar los costos de construcción de equipos dedicados a la preparación de la misión. Esta decisión finalmente se revisará y la sonda partirá del nuevo cosmódromo ruso. El calendario del proyecto, que ahora prevé un lanzamiento en 2019, es muy ajustado y lo pone en competencia con los desarrollos de Lavotchkine para el módulo de aterrizaje y el rover ExoMars , realizados con la Agencia Espacial Europea . Para mantener la estimación de masa, los jefes de proyecto deciden eliminar el instrumento Termo-L. En 2018, los diversos elementos de la sonda avanzaban al ritmo esperado, excepto el instrumento llamado BIB, la unidad de medida inercial de la sonda. Proporcionado por NPO IT, el BIB tiene una misión crucial, a saber, recopilar toda la información necesaria para que la computadora de a bordo guíe al módulo de aterrizaje en su viaje a la superficie lunar. Al señalar que el instrumento no estaría listo a tiempo para su lanzamiento en 2019, NPO Lavotchkin intentará reemplazarlo con un equivalente europeo, llamado ASTRIX, construido por Airbus . Sin embargo, este intercambio resultará imposible debido a la presencia de varios componentes estadounidenses, sujetos a las reglas del ITAR . Finalmente, se instalará un equivalente ruso, BIUS-L. Este retraso planteará problemas al equipo sueco responsable de suministrar el instrumento LINA-XSAN, que se acerca a su fecha de caducidad. Eventualmente se decidirá que el instrumento sueco no volará en Luna 25, sino en la misión china Chang'e 4 . La28 de abril de 2020, Roscosmos dice que el lanzamiento de la sonda está programado para1 er de octubre de 2021. De julio a septiembre de 2021, Luna 25 se somete a pruebas de vacío en Peresviett, en el NIT RKP. En febrero de 2021, el módulo de aterrizaje pasa las pruebas de vibración en RKK Energiya .
El Luna 25 será puesto en órbita por un lanzador Soyuz 2.1b / Fregat-M , disparado desde el cosmódromo de Vostochnyi . El lanzador colocará la sonda, junto con otros CubeSats a bordo de este vuelo, en órbita terrestre baja , antes de que la etapa Fregat maniobre para enviar todo a la órbita de transferencia lunar después de una breve fase de crucero. Solo son posibles unas pocas ventanas de lanzamiento, la misión debe viajar con un mínimo de maniobras correctivas para realizar, al configurar el sistema Tierra-Luna en particular. El viaje a nuestro satélite tardará entre 4,5 y 5,5 días, antes de entrar en la órbita lunar polar, a una altitud de unos 100 kilómetros. La sonda permanecerá allí durante 5 días, durante los cuales bajará gradualmente su órbita, para reducir su periseleno a solo 12 kilómetros de altitud, por encima de su lugar de aterrizaje, antes de aterrizar cerca del Polo Sur (en el sitio principal de Bogouslavsky o en el sitio de la reserva Manzini ), por un período inicial de un año. La precisión de aterrizaje esperada es una elipse de 30 x 15 km, y no se espera que el módulo de aterrizaje pueda corregir su curso por sí solo. El módulo de aterrizaje debe tocar abajo en touchdown a una velocidad entre 1,5 m / s y 3 m / s . Luna 25 se convertirá así en la primera misión de exploración espacial soviético-rusa lanzada a la Luna desde 1976.
Los experimentos y comunicaciones con la Tierra se llevarán a cabo durante los días lunares (que duran 14,5 días terrestres). Durante la noche lunar, un generador termoeléctrico de radioisótopos suministrará electricidad a la sonda, para que mantenga una temperatura estable. Luego, todos los experimentos se desactivan.
La misión principal de Luna 25 no es el estudio científico de la Luna, sino sobre todo la demostración tecnológica de un aterrizaje lunar y varios otros elementos que se pueden reutilizar en futuras misiones. Así, los objetivos puramente científicos se clasifican como objetivos secundarios. Tecnológicamente, los objetivos de la misión son:
Los principales objetivos científicos de la misión Luna 25 son los siguientes:
Luna 25 es parte de un programa de exploración lunar cuyo objetivo final es resolver importantes cuestiones científicas (origen y evolución de la Luna, características de las regiones polares, presentes volátiles, exosfera y radiación) y proporcionar los elementos esenciales (conocimiento de campo, explotables). recursos) para futuras misiones tripuladas. El programa ruso de exploración lunar, tal como se definió en 2016, prevé misiones robóticas de complejidad creciente, teniendo en cuenta el nivel de dominio técnico de los ingenieros rusos y las limitaciones presupuestarias. En última instancia, el programa debería permitir la instalación de un observatorio del sistema solar y del espacio profundo y laboratorios científicos. Para cumplir con estos objetivos, están previstas las siguientes misiones robóticas (proyección realizada en 2016):
Luna 25 tiene una masa de 1750 kg, incluidos 975 kg de propulsores. Se divide en dos partes, la parte inferior, que comprende la unidad de propulsión, el brazo manipulador y algunas antenas, y la parte superior, agrupando los sistemas embarcados y experimentos científicos. El módulo de aterrizaje tiene un sistema de cámara PILOT-D suministrado por la Agencia Espacial Europea que debe proporcionar imágenes en tiempo real durante el aterrizaje.
El tren de aterrizaje tiene cuatro patas, compuestas por un amortiguador, un puntal de retención en forma de V y una estructura de soporte principal. Estos pies tienen pequeños sensores que permiten cortar automáticamente la propulsión de la sonda cuando esta última toca el suelo lunar. Los amortiguadores son capaces de soportar un impacto de 750 kg y pueden retraerse 914 mm . Una vez en el suelo, la masa de Luna 25 empuja naturalmente los amortiguadores 260 mm hacia abajo .
PropulsiónLuna 25 está equipado con varios motores propulsores líquidos, utilizados durante las diferentes fases de la misión:
La regulación térmica de la sonda comienza mientras aún se encuentra en el cosmódromo de Vostochnyi , varias semanas antes de su despegue, durante la instalación del generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) en Luna 25. Este sistema de regulación se compone de dos partes distintas:
Luna 25 está equipado con una computadora central, denominada BIVK-R, responsable de la toma de decisiones y ejecución del programa de vuelo. También es él quien se encarga de gestionar la realización de los experimentos, o de realizar diagnósticos de los sistemas de tren de aterrizaje. Varios instrumentos y sistemas están directamente vinculados a él:
Luna 25 es la primera sonda espacial en intentar un alunizaje en latitudes lunares tan altas. El ángulo máximo del Sol sobre el horizonte es de solo 16,3 °, sabiendo que el módulo de aterrizaje puede aterrizar hasta 10 ° hacia un lado, lo que podría limitar o aumentar su exposición. Si se utiliza el lugar de aterrizaje de respaldo (cráter Manzani), entonces el Sol se elevará más de 13 °. Por lo tanto, los paneles solares de la máquina se dimensionaron en consecuencia, ya que proporcionan la mayor parte de la electricidad de la sonda. El sistema eléctrico de la sonda comienza a operar inmediatamente después de la separación de la etapa Fregat . Está compuesto por paneles fotovoltaicos, una batería de iones de litio , una unidad encargada de gestionar la distribución de energía por ordenador y un RTG.
Esta batería de iones de litio, llamada 8LI-70, en realidad está compuesta por ocho baterías LIGP-70 conectadas en serie, todas las cuales deben poder proporcionar 529 W de potencia durante las condiciones óptimas de orientación solar. Estas baterías se cargan a una corriente de 10 A y la descarga de 25 A . La energía eléctrica para este último es suministrada por cinco paneles fotovoltaicos de arsénico-halógeno, con una superficie total de 4.515 m 2 . Cuatro paneles están ubicados en la sección superior, alrededor de la plataforma que contiene los diversos equipos Luna 25. Un quinto panel se despliega horizontalmente después del aterrizaje, ubicado en el lado del tanque de combustible de la sonda, en la sección inferior.
Sistemas de comunicaciónLa comunicación con el tren de aterrizaje está asegurada a través de radio de banda X antenas . Permiten, en particular, la recepción, decodificación y transmisión de comandos desde la Tierra al ordenador de a bordo, la ejecución de diversas medidas con las estaciones terrestres, la recepción de información de telemetría procedente de los instrumentos y los sensores para ellos. a las estaciones terrestres. Luna 25 tiene dos antenas de recepción de haz bajo, dos antenas de transmisión de haz bajo y una antena de transmisión orientable, así como tres interruptores . Todo esto asegura la comunicación con la sonda en un rango de entre 200 km y 420.000 km . Luna 25 transmite en dos rangos de frecuencia, 7,145–7,235 MHz y 8,400–8,500 MHz , con una velocidad de 4 megabits / segundo.
La lista de instrumentos científicos para equipar la sonda ha sido modificada muchas veces antes de ser fijada definitivamente en 2016. Sin embargo, desde esa fecha se han producido dos cambios importantes, a saber, la eliminación de dos instrumentos. TERMO-L fue transferido de Luna 25 a Luna 27 en 2017, debido a que su masa era demasiado grande para mantener los márgenes de la misión. Asimismo, el detector de iones sueco LUNA-XSAN fue trasladado a la misión Chang'e 4 , que aterrizó en el lado opuesto de la Luna en 2019, debido a la inminente caducidad de ciertos componentes, haciendo que su compatibilidad con Luna 25, muchas veces retrasada. , imposible.
Uno de los principales elementos de esta misión es el brazo manipulador LMK, encargado de tomar muestras de regolito, cuyo tamaño de partícula puede llegar a los 2,8 mm . LMK recogerá al menos 30 muestras durante su período operativo, con un volumen de 2 cm 3 cada una. El radio máximo del brazo manipulador es de 1,5 metros.
Instrumento | Descripción | Masa | Proveedor | Nota |
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ADRON-LR | Análisis de la composición del regolito mediante análisis de neutrones y gamma. | 6,7 kilogramos | IKI RAN | Descripción detallada (en ruso) del instrumento |
ARIES-L | Estudio de regolito , mediante medición de plasma y partículas neutras | 4,6 kilogramos | IKI RAN | |
BUNIE | Sistema de control de sonda (almacenamiento de datos científicos) | 2,3 kilogramos | IKI RAN | |
LAZMA-LR | Espectrómetro de masas láser para estudios minuciosos de muestras lunares | 2,7 kilogramos | IKI y Universidad de Berna (Suiza) | |
LIS-TV-RPM | Espectrómetro-generador de imágenes mineral infrarrojo remoto | 2,0 kilogramos | IKI RAN | Video (en ruso) que explica cómo funciona |
LMK | Brazo manipulador capaz de recolectar muestras de suelo | 5,5 kilogramos | IKI RAN | Permite el funcionamiento de LAZMA-LR y LIS-TV-RPM |
PmL | Medición de polvo y micrometeoritos | 0,9 kilogramos | IKI RAN | |
STS-L | Sistema de cámara para proporcionar una panorámica en 3D del lugar del alunizaje | 4,6 kilogramos | IKI RAN | |
Catadióptrico láser | Medición de los movimientos de libración de la Luna y la distancia Tierra-Luna | 0,1 kilogramos | NPO SPP | |
LINA-XSAN | Medición de iones y neutrones | 0,7 kilogramos | ISP (Suecia) | Instrumento cancelado, voló en Chang'e 4 |
TERMO-L | Medida de las características termofísicas del regolito. | 1,2 kilogramos | GEOCHI | Instrumento cancelado, volará en Luna 27 |