Indie stały się czwartym krajem, który wylądował miękko na powierzchni Księżyca. Sonda Chandrayaan-3 dotknęła powierzchni Srebrnego Globu 23 sierpnia 2023 r. w pobliżu bieguna południowego.
Misja Chandrayaan-3 wystartowała 14 lipca 2023 r. Rakieta LVM3 wystrzeliła zestaw z kosmodromu Satish Dhawan. Lot trwał kilka tygodni. Aby osiągnąć orbitę okołoksiężycową wymagane było wykonanie wielokrotnie manewrów podnoszenia orbity. W końcu 5 sierpnia moduł napędowy zestawu wyhamował w pobliżu Księżyca umieszczając się wraz z lądownikiem na wstępnej orbicie wokółksiężycowej.
W serii kolejnych 4 manewrów orbita wokół Księżyca była stopniowo zmniejszana. 17 sierpnia moduł napędowy zakończył pracę i odłączył się od lądownika. Zaczęła się ostatnia faza lotu. 18 i 19 sierpnia już przy użyciu napędu lądownika wykonano manewry wejścia na niską orbitę przed lądowaniem. Deorbitacja i manewr lądowania został wykonany 23 sierpnia.
Vikram do zejścia z orbity użył swoich czterech głównych silników. Najpierw po zejściu z orbity leciał poziomo aż do osiągnięcia wysokości 7 km. Następnie zorientował się pionowo stopniowo zmniejszając prędkość opadania przy użyciu pary z czterech głównych silników. Gdy znalazł się na wysokości 150 m zawisnął na chwilę, by oprogramowanie sondy mogło znaleźć na zdjęciach najbezpieczniejsze miejsce do lądowania i policzyć parametry lotu.
Potem lądownik kontynuował obniżanie. Krótko po tym za pomocą dwóch z czterech silników głównych miękko wylądował na powierzchni Księżyca. Nogi lądownika dotknęły księżycowego regolitu o 14.32 czasu polskiego.
Miejsce lądowania to płaskowyż na północny-zachód od Krateru Bogusławskiego. Miejsce to znajduje się na 69 st. szerokości geograficznej południowej. Na Ziemi możemy to porównać do północnych krańców Antarktydy. To pierwszy statek, który ląduje w rejonie podbiegunowym Księżyca.
Łazik Pragyan zjeżdżający z rampy lądownika Vikram. Źródło: ISRO.
Historia programu Chandrayaan
Chandrayaan-3 to już 3. indyjska misja księżycowa. Pierwsza Chandrayaan-1 składała się z orbitera, który w latach 2008 - 2009 wykonywał mapy Księżyca, ustalając skład chemiczny powierzchni i topografię terenu. Chandrayaan-1 dostarczył dowodów na istnienie cząsteczek wody w minerałach księżycowego regolitu.
W 2019 r. Indie wysłały misję Chandrayaan-2, w skład której wchodził orbiter, lądownik i niewielki łazik. Nie powiodła się misja lądowania, ale statek nadal orbituje wokół Księżyca, wykonując wieloletnią misję obserwacji powierzchni w wysokiej rozdzielczości, badania składu powierzchni, poszukiwania wody, badań korony słonecznej i środowiska kosmicznego.
Chandrayaan-3 to druga próba miękkiego lądowania Indii na powierzchni Księżyca. Tym razem zrezygnowano z orbitera. W skład zestawu wchodzą więc lądownik Vikram i niewielki łazik Pragyan, będący niemal kopią poprzednika.
Co zrobi misja Chandrayaan-3?
Misja Chandrayaan-3 potrwa tylko dwa tygodnie. Lądownik nie został przystosowany do pracy w warunkach nocy księżycowej. Przyziemił po wschodzie słońca, a dzień księżycowy trwa 14 dni. Słońce jest potrzebne do ogrzewania sprzętu misji i dostarczania energii do paneli słonecznych lądownika i łazika.
Lądownik Vikram został wyposażony w trzy instrumenty naukowe: próbnik ciepła ChaSTE do pomiaru przewodności cieplnej pod powierzchnią, sejsmometr ILSA do wykrywania wstrząsów oraz sondę Langmuira do pomiarów zimnej plazmy tuż nad powierzchnią Księżyca.
Łazik Pragyan posiada spektrometr rentgenowski APXS to pomiarów składu chemicznego i mineralnego powierzchni księżycowej oraz spektroskop LIBS do wykrywania na odległość wybranych pierwiastków w skałach i księżycowym regolicie.
Zdjęcie z orbitera Chandrayaan-2 pokazujące lokalizację lądownika Chandrayaan-3. Źródło: ISRO.
W ostatnich dekadach badanie bieguna południowego Księżyca zyskuje na znaczeniu. Poprzedni hinduski lądownik Chandrayaan-2 także próbował lądować w tym obszarze, rosyjska sonda Łuna 25 również za cel miała lądowanie w tym rejonie. Misje załogowe programu Artemis za swój cel również obierają miejsca w obrębie bieguna. Dzieje się tak z kilku powodów.
Jednym z ważniejszych odkryć dotyczących Księżyca w ostatnich latach jest potwierdzenie obecności lodu wodnego w kraterach bieguna południowego. Z uwagi na ich położenie część tych kraterów pozostaje w wiecznym cieniu, co sprawia, że przeniesiony prawdopodobnie przez komety lód nie uległ sublimacji i może znajdować się w sporych ilościach. Woda będzie niezbędnym zasobem dla przyszłych misji, zarówno dla załóg jak i na potrzeby wytworzenia paliwa rakietowego do misji powrotnych czy dalszych misji np. na Marsa. Obecność wody to też oczywiście wartość naukowa sama w sobie. Informacje o składzie mineralnym tego miejsca mogą dostarczyć nowych informacji na temat historii Księżyca, procesów geologicznych, a także ewolucji naszej planety.
Obszar biegunowy Księżyca jest też bardzo zróżnicowany topograficznie. Z powodów głównie technicznych pierwszy boom eksploracji Księżyca w latach 60. i 70. skupiał się na bardziej dostępnym obszarze okołorównikowym. Najłatwiej było te miejsca sfotografować z wysoką rozdzielczością, a wysoko wznoszące się Słońce dawało dogodne warunki oświetleniowe dla prostszej elektroniki sprzed pół wieku.
Fakt istnienia zasobów wodnych i tego, że każde potęga kosmiczna chce eksplorować i użytkować ten obszar sprawia, że jeszcze bardziej region południowy zyskuje na strategicznym znaczeniu. Obecne porozumienia w użytkowaniu obszarów pozaziemskich w praktyce sprawiają, że kto pierwszy ten lepszy.
Podsumowanie
Indie lądowaniem misji Chandrayaan-3 przechodzą do historii jako pierwszy kraj, który osiągnął biegun południowy Księżyca i tylko jeden z czterech, który w ogóle wylądował na naszym naturalnym satelicie. To powód do dumy narodowej, ale też warto podkreślić, że w przypadku indyjskiej misji mamy do czynienia z szeroką współpracą międzynarodową z Zachodem. NASA pomaga w komunikacji z sondą, a na pokładzie lądownika znajduje się amerykański retroreflektor do dokładnych pomiarów położenia Księżyca. W śledzeniu misji pomaga też europejska sieć stacji naziemnych ESTRACK.
Najbliższe lata zdominują w kwestii Księżyca Stany Zjednoczone i Chiny. Indie wyrastają tu jako dodatkowy gracz, podkreślając swoje możliwości naukowe i technologiczne.
Opracował: Rafał Grabiański
Na podstawie: ISRO/NASA
Na zdjęciu: Rejon lądowania sondy Chandrayaan-3. Widać nogę lądownika. Zdjęcie wykonano tuż po przyziemieniu. Źródło: ISRO.
