В тот момент, когда посадочный модуль автоматической межпланетной станции «Чанъэ-4» коснулся обратной стороны Луны, руководитель миссии Чжан Хэ, закрыла лицо руками и не смогла сдержать слёз. Академик Е Пэйцзянь молча подошёл, и крепко сжал её руку. Этот снимок облетел весь мир. Однако за фотографией скрывается драматическая история, о которой долгое время почти никто не знал.
Восьмое декабря 2018 года. В 2 часа 23 минуты черноту ночи прорезает ракетный след: с космодрома Сичан стартует ракета-носитель «Чанчжэн-3B». На борту АМС «Чанъэ-4» с луноходом «Юйту-2». Через несколько минут ЦУП фиксирует отделение аппарата от ракеты-носителя, раскрытие солнечных батарей: путешествие началось. Станция сразу выводится на прямую траекторию перелёта Земля—Луна. В центре управления настроение почти праздничное: старт прошёл идеально. Никто ещё не знает, что через несколько часов миссия окажется под угрозой.
День первый. Около 9 часов утра группе управления поступает тревожная телеметрия: падение давления в одном из баков, аномальный расход топлива. Начинается экстренный анализ данных. Через несколько минут становится ясно: произошла реальная утечка топлива. Атмосфера в зале резко меняется. Вместо обсуждения штатной коррекции траектории начинается борьба за спасение всей миссии.
(По словам академика Е Пэйцзяня, в программе «鲁健访谈» в 2021 году, произошло ошибочное открытие клапанов топливной системы. Хотя клапаны быстро закрыли, примерно за 20 секунд аппарат потерял от 10 до 20 килограммов топлива. Для лунной миссии это огромная величина.)
На экстренное совещание созываются баллистики, специалисты по двигателям, проектировщики аппарата, руководство миссии. Все смотрят на одни и те же цифры и понимают одно и то же: по исходному плану лететь нельзя — топлива не хватит для коррекций и выхода на окололунную орбиту. В воздухе повисает главный вопрос: сможет ли «Чанъэ-4» вообще добраться до обратной стороны Луны? Кто-то из инженеров предлагает забрать около 10 кг. из резерва посадочного этапа. Чжан Хэ отрезает «Нет!». Ни десяти килограммов. Ни одного грамма. Этот резерв — это сама возможность посадки. В этот момент принимается историческое решение: полностью пересмотреть всю схему полёта. Задача: сохранить дату посадки, сохранить район посадки, сократить расход топлива на каждом этапе. Примерно через два часа появляется первый рабочий вариант новой траектории. Начинается то, что позже в книге назовут «операцией по спасению Чанъэ-4». Специалисты фактически переходят на круглосуточный режим работы.
Второй — четвёртый дни полёта (9–11 декабря). Станция движется по перелётной траектории. В центре управления постоянно проверяются расчёты, многие инженеры не уходят домой. По воспоминаниям участников, люди спали прямо на диванах и раскладушках в служебных помещениях. Пересчитываются резервы, уточняются траектории, моделируются аварийные сценарии. Пришлось отменить запланированное включение основного двигателя для калибровки тяги. Из-за этого никто не знает точных характеристик двигателя. При неверной тяге аппарат может не выйти на орбиту, а попросту врезаться в Луну.
12 декабря. В 08:45 по пекинскому времени начинается манёвр торможения. Изначальный план полёта предполагал выход с перелётной траектории на круговую орбиту. Пересмотренная баллистиками схема стала многоступенчатой. Да, и ещё одна проблема. Зонд имеет четыре бака — два с окислителем и два с топливом. Из-за утечки топлива с одной стороны центр масс аппарата сместился. Каждая коррекция должна одновременно менять орбиту и выравнивать центр масс. Это крайне сложная баллистическая задача. Вместо прямого выхода на окололунную орбиту решено делать это в несколько шагов. Сначала орбиту изменили с 100 × 430 км. , затем на 100 × 260 км., и наконец перевели станцию на почти круговую орбиту 100 × 100 километров. При каждом включении двигателя использовались баки с той стороны, где требовалось уменьшить массу. «Чанъэ-4» успешно выходит на орбиту Луны. Для внешнего мира всё выглядит абсолютно штатно. Однако внутри команды сохраняется тревога: неясно, насколько сильно утечка всё же изменила баланс масс, есть риск потери устойчивости во время посадки. Каждый день специалисты уточняют характеристики двигателя, пересчитывают траекторию и моделируют аварийные сценарии.
30 декабря, 22 день полёта. Успешно проходит одна из важнейших операций – перевод станции на орбиту подготовки к посадке. Цифры начинают складываться. Для многих инженеров именно этот день становится первым моментом осторожного оптимизма: миссия имеет шанс.
31 декабря. Новый год команда встречает в центре управления. Большинство специалистов остаётся на рабочих местах. Идёт непрерывная проверка навигации, двигательной установки, связи через спутник-ретранслятор «Цюэцяо». Для многих это самый нервный Новый год в жизни. После путешествия в сотни тысяч километров и преодоления технических проблем станция достигла заданной точки управляемого спуска над кратером фон Кармана всего на 19 секунд раньше запланированного времени. Фактически она прибыла точно по графику. Посадочный модуль оснащён высокоточными гироскопами и акселерометрами, позволяющими ему контролировать своё положение, скорость и ориентацию. Однако важнейшим условием успешной посадки являются точные начальные параметры для режима управляемого спуска. После очередной серии расчётов выясняется, что ошибка по широте составляет около 0,01°. Формально это уже лучше требований миссии. Но баллистики решают продолжить работу: ещё один прогон, ещё одна итерация. Ошибка уменьшается в десять раз, до 0,001°.
2 января. Последняя ночь перед посадкой. Практически никто из руководителей миссии не спит. Финальные проверки телеметрии, оценка остатков топлива, контроль положения центра масс. Когда начинается этап снижения — у аппарата ещё около трёх килограммов топлива сверх расчётной нормы. Посадочный резерв не тронут. Ни грамма.
3 января 2019 года. В 10:15 Пекинский центр управления передаёт команду на начало снижения. Начинается самый опасный этап всей миссии. Высота около 15 километров, начальная скорость 1,7 км/с, управление полностью переходит к бортовой автоматике. Аппарат сам строит карту поверхности, сам выбирает площадку, зависает над ней и садится. Сигнал идёт через ретранслятор с задержкой, и, если что-то пойдёт не так, с Земли уже не помочь.
В 10:26 «Чанъэ-4» мягко касается поверхности кратера фон Кармана. Исторический момент: впервые в истории земной аппарат садится на обратной стороне Луны. В центре управления — мёртвая тишина. И лишь когда приходит подтверждение зал взрывается: аплодисменты, крики, слёзы. Люди, нормально не спавшие двадцать шесть суток, обнимают друг друга. В этот момент фотограф нажимает на кнопку. В кадре — Чжан Хэ, закрывшая лицо руками. И академик Е Пэйцзянь, который молча берёт её за руку.
https://yandex.ru/video/preview/8159798554096522203
(видео посадки)
Источники: «Путешествие на обратную сторону Луны» (月背征途:中国探月国家队记录人类首次登陆月球背面全过程), издание Пекинского центра управления. ISBN: 9787571412203, Гл. 4 «Посадка на обратной стороне Луны, захватывающие 72 часа». Интервью Е Пэйцзяня — руководителя программы «Чанъэ», Чжан Хэ — исполнительного директора проекта «Чанъэ-4» и других участников событий.
ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1042580/