В Институте космических исследований (ИКИ) РАН разработали оптическую систему с углом обзора 180 градусов. Ее планируется использовать в ходе будущей миссии «Луна-27». Комплекс позволит максимально точно определить орбиту аппарата и найдет безопасное место для его посадки.
Разработка сверхширокоугольной навигационной камеры началась в 2015 году. Уже закончен этап эскизного проектирования, сейчас устройство проходит тесты.
— Отдельные задачи автономной оптической навигации решались в космических проектах и ранее, — рассказал «Известиям» старший научный сотрудник ИКИ РАН Борис Жуков. — Но впервые в отечественной лунной миссии многофункциональная система обеспечит точный выход в район посадки, выбор для нее безопасного места и приведение туда аппарата.
Российская посадочная станция «Луна-27» с криогенной глубинной бурильной установкой отправится на южный полюс естественного спутника Земли в 2021–2022 годах. Основной посадочный аппарат будет проводить исследования только в зоне прилунения. Российские ученые планируют пробурить грунт на метровую глубину и изучить его состав бортовыми научными приборами.
Добиться посадки в зоне, представляющей наибольший научный интерес, можно только за счет автономной оптической навигации по ориентирам на поверхности Луны.
В камере обзора системы посадки (КОСП) применен сверхширокоугольный объектив типа «рыбий глаз» (fisheye). Система позволит приблизить аппарат к нужному району прилунения с точностью лучше 100 м. Это примерно в 100 раз выше точности без использования оптической информации. После выхода в район посадки с высоты около 2 км начнется вертикальный спуск космического аппарата (КА). На этом этапе КОСП найдет безопасную площадку, где отсутствуют кратеры, валуны и опасные наклоны поверхности, и обеспечит приближение к ней КА.
В ИКИ РАН отметили, что новая камера может быть использована при полетах к другим планетам и малым телам Солнечной системы.
— Это работа на перспективу. Лунные миссии — не единственные будущие космические проекты, — добавил Борис Жуков. — Разработка может быть полезна для полетов в дальний космос.
По словам популяризатора космонавтики Виталия Егорова, сканирование поверхности сверхширокоугольной камерой и точный машинный анализ полученных данных важны для изучения небесных тел.
— Возможность ориентации на поверхности важна для повышения точности посадки, — рассказал «Известиям» Виталий Егоров. — Это критически необходимая функция для строительства лунной базы, роботизированной или обитаемой. Это также требуется для близкого изучения космических тел — астероидов, комет, малых спутников планет. При этом оперативная передача команд с Земли невозможна.
Работы по автономной оптической навигации начались в ИКИ РАН в рамках проекта автоматической межпланетной станции «Фобос-Грунт». Эта система предназначалась для доставки образцов грунта со спутника Марса на Землю. Для нее была разработана система навигации и наблюдения. Однако станция в 2011 году не смогла покинуть окрестности Земли и сгорела в плотных слоях ее атмосферы.
В российской Федеральной космической программе предусмотрены три миссии к естественному спутнику Земли — посадочного аппарата «Луна-25» (запуск в 2019 году), орбитального «Луна-26» (2021 год) и второго посадочного «Луна-27» (2021–2022 годы).