Станет ли Израиль третьей после США и СССР страной, сумевшей отправить и посадить свой космический аппарат на Луну? Если все сложится удачно, то не позже, чем через два года, впервые с 1976-го, когда советская станция «Луна 24» совершила мягкую посадку на поверхность спутника, по Луне прокатится сделанный людьми механизм и установит на его поверхности израильский флаг.
Всё началось пять лет назад, в сентябре 2007-го, когда Фонд X-Prize и компания Google учредили специальную премию «Google Lunar X PRIZE», пообещав 20 млн долларов неправительственной организации, которая сумеет первой отправить на Луну аппарат, способный опуститься на поверхность спутника, проехать по его поверхности не менее 500 метров и отослать информацию, в том числе изображения и видео высокого качества, обратно на Землю.
По словам нью-йоркского предпринимателя Питера Диамандиса, главы и основателя фонда X-Prize, организаторы решили стимулировать развитие «недорогих методов для автоматизированного исследования космоса» и создание «новых типов компаний и аппаратов», что в итоге должно привести к значительному сокращению стоимости изучения космического пространства.
Поначалу в борьбу за приз включились 33 команды, из которых теперь осталось лишь 22: шесть групп из США, три международных команды и по одной из ещё 13 стран – Бразилии, Венгрии, Германии, Индии, Испании, Италии, Канады, Малайзии, России, Румынии, Чили, Японии и Израиля.
Израильская команда сложилась осенью 2010-го. Ярив Баш (32 года), студент Междисциплинарного центра в Герцлии, кинул клич в социальной сети Facebook. Ему отозвались специалист по компьютерной связи Кфир Дамари (30 лет) и инженер спутниковых систем Йонатан Вайнтрауб (26 лет). Трое встретились в пабе в городе Холон возле Тель-Авива и тут же на салфетке набросали список ключевых вопросов.
Вскоре нашёлся и первый спонсор – миллионер и предприниматель в области высоких технологий Янки Маргалит. Именно он выложил первые 50 тыс. долларов, которые были необходимы для регистрации на конкурсе. Так возникла команда SpaceIL.
Группа была зарегистрирована как некоммерческая общественная организация. Учредители объявили о том, что если сумеют добиться приза — все деньги пойдут на развитие технологического и научного образования среди детей. Собственно, это и стало второй целью — заинтересовать наукой как можно больше юных израильтян. Параллельно с основной работой, представители SpaceIL проводят лекции для школьников, рассказывая им о целях проекта. В планах привлечь к программе более 25 тысяч детей со всей страны.
Самые маленькие вырезают из картона и склеивают модель будущего израильского корабля. Те же, кто постарше, ведут настоящую работу. Более 200 старшеклассников в рамках программы «Увлеченная наукой молодёжь» при Тель-Авивском Университете исследовали карты лунной поверхности в поисках подходящего для посадки места.
Всего в проект вовлечено теперь около 250 человек, из них 95% — добровольцы. Поддержку оказывают крупнейшие предприятия израильской авиакосмической индустрии, ведущие компании в области телекоммуникации, научные и исследовательские учреждения: Израильское космическое агентство, институт Вейцмана, Технион, Тель-Авивский университет, Беер-Шевский университет им. Бен-Гуриона, Междисциплинарный центр в Герцлии.
Команде помогают адвокаты, специалисты в области маркетинга и рекламы. Фактически проект стал первым в своём роде беспрецедентным опытом совместного сотрудничества представителей многочисленных организаций, связанных с израильской аэрокосмической промышленностью.
Первоначальный план был необыкновенно дерзок, как, впрочем, большинство израильских инновационных проектов — уложиться в 8 млн долларов, запустив механизм размером с бутылку кока-колы.
Однако вскоре стало ясно, что и габариты, и расходы будут значительно больше. Сегодня речь идёт о 120-килограммовом аппарате размером со стиральную машину. Да и стоимость проекта выросла примерно до 30 млн долларов. Всё же с затратами, которые вкладывают государства в подобные космические программы, эта сумма несопоставима. Уже собрано около 23 млн долларов.
Чем меньше вес аппарата, тем меньше нужно брать с собой горючего. Три четверти веса корабля – это его топливо. Объявленный на прошлой неделе конкурс между инженерами команды состоит в том, чтобы найти лучший вариант для уменьшения веса аппарата. Победителю достанется бутылка виски с выдержкой, соответствующей количеству сокращённых фунтов топлива.
Вообще ключевым в проекте является слово «мини». Все здесь миниатюризировано настолько, насколько позволяют израильские передовые разработки. Недаром хайтек компании еврейского государства в котировках NASDAQ уступают лишь фирмам США и Китая.
В 2009 году политолог Дэн Сенор и журналист Сол Сингер из США назвали израильтян «нацией стартапов», а Израиль — «страной, порождающей инновации», выпустив под эгидой Совета по международным отношениям, влиятельного американского «мозгового треста», книгу с одноименным названием.
В полном соответствии с описанием авторов, лунный проект команды SpaceIL изобилует неожиданными и оригинальными решениями.
Израильтяне решили действовать в соответствии с японской пословицей — «даже если ты каждый день ешь яичницу, не обязательно заводить себе курицу». На околоземную орбиту корабль будет выведен… «автостопом», верхом на большом коммерческом спутнике.
Покинув атмосферу Земли, аппарат отсоединится от спутника. В этот момент будет проведена корректировка маршрута, требующая точности, подобной продеванию нитки в иголку с высоты 5-го этажа. Ошибка может привести к тому, что корабль либо пролетит мимо Луны, либо врежется в неё.
Затем аппарат включит ракетные двигатели и понесётся к Луне, преодолевая расстояние в 384 тыс. километров. Навигация корабля будет осуществляться с помощью уникальных оптических систем. По сути, машина будет «смотреть» и решать сама, как ей нужно скорректировать движение.
SpaceIL разработала оптический датчик «Земля-Луна» с камерой и фото-процессором, который фотографирует и Землю, и Луну и даёт возможность аппарату определять своё местоположение относительно обоих небесных тел.
Другим оригинальным инструментом является оптическая навигационная система «OPNAV». Технологически она сходна с той, что позволяет боевым ракетам, обладающим сантиметровой точностью попадания, с расстояния в 20 км влетать в небольшое окно дома. Наконец третьей разработкой является «Star tracker» — камера, связанная с процессором, содержащим карту звёзд, также способная определять положение в пространстве.
Если все пройдет удачно, корабль достигнет земного спутника через 30 дней и выйдет на орбиту на высоте 100 километров над поверхностью. Спуск займет ещё примерно две недели. Облетев Луну, корабль снизится со 100 до 15 километров. Лишь с этой высоты начнётся непосредственная посадка.
Торможение со скорости 2 километра в секунду, то есть в восемь раз быстрее обычного реактивного самолёта, затрудняется тем, что атмосферы, в которой можно было бы воспользоваться парашютом, просто нет.
Опускаясь, корабль перевернётся, используя для замедления реактивные двигатели. Лишь в 10 метрах над поверхностью двигатели будут отключены, и он опустится на Луну.
Посадка едва ли не самый критический этап проекта. Здесь также понадобился целый ряд инновационных решений. Среди них «SLAM» (Simultaneous Localization Mapping) – алгоритм, решающий проблему неопределённости времени и точного положения в момент контакта с лунной поверхностью, и «IMU» (Inertial Measurement Unit) – датчик, определяющий положение объекта без связи с внешними данными, по сути, аналог датчика, которым обладает любой современный Смартфон.
Время для спуска корабля выбрано на восходе солнца над лунной поверхностью. Это позволит максимально использовать оптимальный температурный режим. Есть опасность, что топливные баки взорвутся, когда температура на поверхности Луны достигнет 50 градусов, это произойдет на третий день посадки, когда миссия уже будет завершена. Посадка на рассвете удобна ещё и тем, что при низком положении солнца даже самые небольшие камни отбрасывают заметную тень, необходимую для распознавания оптическими системами корабля.
Фактически использование исключительно оптики, а не радаров, во время посадки также является уникальной технологией. При этом лидером команды, разрабатывающей систему оптического распознавания, является врач, специалист в области процессов управления мозга, наделяющий корабль почти человеческими качествами.
Наконец, чтобы с одной стороны выполнить условие конкурса и переместиться вдоль поверхности Луны на 500 метров от места посадки, а с другой — не нагружать себя лишней машиной и топливом, изобретатели предложили совершенно неожиданное решение. После посадки аппарат «подпрыгнет» на 220 метров вверх и перелетит на необходимое расстояние, исполнив тем самым задание.
Ну а если команде не удастся победить? В SpaceIL считают, что в этом случае привлечение тысяч молодых израильтян к научным исследованиям и технологическим разработкам само по себе станет успехом. По словам участников проекта, в 1969-ом успешная посадка американского космического корабля «Аполлон-11» на Луну разожгла воображение множества молодых людей.
В SpaceIL уверены, что им удастся вдохновить новое поколение ученых, технологов, инженеров и математиков, необходимых стране для будущего научно-технического прогресса.
И последний забавный штрих. Когда в декабре 2011-го проект стартовал, присутствовавший на церемонии открытия президент страны Шимон Перес получил в подарок символический билет на первый израильский полет на Луну. И кто знает, возможно, даже несмотря на солидный возраст президента, ему ещё доведётся отправиться в путешествие. В любом случае, вероятно, в Израиле трудно было бы найти более подходящую кандидатуру для космического полёта.
Автор: Александр Непомнящий
Последнее: 26.07. Спасибо!
