В своих интересах: какие проекты в космосе предпочитает развивать Япония

Японское агентство аэрокосмических исследований 1 июля осуществило запуск нового космического аппарата Advanced Land Observing Satellite 4 (ALOS 4). Это усовершенствованный спутник для наблюдения за поверхностью Земли (с помощью бортового радара с синтезированной апертурой типа L-диапазона с фазированной антенной решеткой — PALSAR 3). Он сможет, например, обеспечивать Японию радиолокационными данными для мониторинга районов, пострадавших от стихийных бедствий.

В связи с запуском спутника хотелось бы поговорить о современной космонавтике Японии, какими проектами она занята в настоящее время и каких успехов удалось достичь.

Четкий фокус

Думаю, не секрет, что на космонавтику Японии сильно повлияло плотное сотрудничество с США. Хорошие отношения последних десятилетий позволили японской космонавтике отказаться от нескольких сложных и затратных программ и сосредоточиться на более актуальных для себя. Так, у Японии, например, нет собственной национальной пилотируемой программы, в настоящее время космонавты используют американские корабли. Нет и собственной спутниковой группировки для геопозиционирования — страна невелика по размеру, видимо, проще пользоваться американским GPS, нежели создавать свой аналог.

Япония больше сконцентрировалась на научных задачах и создании космических аппаратов для телекоммуникаций, геонаблюдений, а также космической разведки. В этих нишах японцы смогли показать себя во всей красе. У меня в принципе сложилось впечатление, что если уж японские специалисты чем-то занимаются, то делают это с максимальной отдачей. Так, Япония участвует в работе Международного сегмента МКС наравне, например, с Европейским космическим агентством (ЕКА) и Канадой, однако вклад Токио в создание и развитие станции куда весомее — 12,8% против 8,3% у ЕКА (учитываются вложенные средства, трудозатраты, создание разных аппаратов, модулей и т.д.).

Наука Страны восходящего солнца

Но еще лучше у Японии получаются собственные научные миссии. В некоторых аспектах удалось продвинуться даже дальше американского NASA. Наиболее интересны и показательны в этом отношении миссии "Хаябуса" и "Хаябуса-2" (хоть их реализация и не была лишена проблем).  

Запущенный 9 мая 2003 года японской ракетой-носителем М-5 космический аппарат "Хаябуса" был рассчитан на четырехлетнюю миссию. Планировалось, что он вернется на Землю в июне 2007 года, доставив капсулу с образцами грунта астероида Итокава. Через два года аппарат достиг астероида и приступил к исследованиям, однако поломка двух из трех гироскопов поставила под угрозу всю миссию. Несмотря на эти трудности, операторы попытались выполнить первоначальный план. Высадка на астероид и бурение грунта оказались практически невозможными из-за низкой силы тяжести. Поэтому для забора образцов конструкторы придумали весьма оригинальный способ — аппарат практически "падал" на астероид грунтозаборным устройством, а затем отпружинивал назад. "Хаябуса" успел выполнить несколько успешных ударов и справиться с программной ошибкой. Однако во время сближения с астероидом он повредил ионный двигатель. Это удлинило обратный путь на три года, и лишь в 2010 году аппарат сбросил капсулу с грунтом, которая приземлилась в районе полигона Вумера на юге Австралии.

В 2014 году стартовала миссия "Хаябуса-2", целью которой стал забор образцов грунта с астероида Рюгу. Тут японцы реализовали еще более интересные и сложные манипуляции для получения образцов пород. Космический аппарат выстреливал в астероид стержнем из тантала, после чего собирал в грунтозаборник разлетевшиеся осколки грунта. Чтобы получить образцы с глубины астероида, аппарат с расстояния 500 м произвел выстрел медной болванкой с помощью заряда взрывчатого вещества весом 4,5 кг. Специальная капсула с астероида Рюгу прибыла на Землю в 2020 году.

Кроме этого, "Хаябуса-2" осуществил высадку на астероид посадочных модулей-роботов Rover 1A и Rover 1B (предназначены для тестирования перемещения по астероиду при помощи небольших прыжков), а также модуля MASCOT (нужен для поиска органических молекул на поверхности, обеспечивает съемку поверхности в микромасштабе при помощи специальной камеры). Сам же "Хаябуса-2" после отстрела капсулы с образцами тоже продолжил работу — предполагается, что до 2031 года он сблизится и сфотографирует еще два астероида.  

Маленький лунный самурай

У Японии успешной по итогу можно назвать и работу лунной научной станции Smart Lander for Investigating Moon. SLIM была отправлена в космос 6 сентября 2023 года. Основной ее задачей была демонстрация технологии точной посадки — совершить мягкое приземление с беспрецедентной точностью до 100 м. Для сравнения: точность посадки лунного модуля "Аполлон-11" составляла около 20 км.

Посадка модуля SLIM на лунную поверхность состоялась 19 января 2024 года в восточной части кратера Кирилл. Во время спуска на Луну посадочный модуль использовал систему распознавания лунных кратеров, основанную на сверточных нейросетях, и определял свое текущее местоположение, используя данные наблюдений лунного орбитального аппарата SELENE ("Кагуя"), запущенного Японией в 2007 году. SLIM отклонился от цели всего на 55 м, сделав Японию пятой страной в мире, посадившей свой аппарат на естественный спутник Земли.

Правда, оказалось, что на высоте около 50 м произошел сбой (и он почти разрушился) в одном из двух основных двигателей. Из-за этого посадка происходила с сильным боковым движением, в результате чего космический аппарат перевернулся при прилунении. В связи с этим солнечные батареи SLIM работали неэффективно, заряжаясь лишь в небольшом промежутке в конце лунного дня. Но, несмотря на отсутствие обогрева, аппарат смог пережить три лунные ночи и продолжал работу — к удивлению многих специалистов. Лишь 27 мая SLIM перестал выходить на связь.

Дела земные

В вопросах создания космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли можно упомянуть спутник японской частной компании — Active Debris Removal by Astroscale-Japan (ADRAS-J), впервые показанный широкой публике в сентябре 2023 года.

Целью миссии стала верхняя секция ракеты-носителя среднего класса H-IIA №15 (мол, как первая часть миссии по уборке космического мусора), которая была запущена Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в 2009 году (в настоящее время перемещается вокруг Земли со скоростью около 8 км/с на орбите с параметрами 622×557 км и наклонением 98,2° к экватору). За последние недели ADRAS-J произвел несколько сближений со ступенью и сделал четкие фотографии объекта.

Часть экспертов предполагают, что подобный аппарат может в принципе использоваться в качестве спутника-инспектора для работы на орбите. На борту ADRAS-J размещено несколько камер высокого разрешения и лазерные дальномеры. На мой же взгляд (и не только), если рассматривать этот стартап с точки зрения борьбы с космическим мусором, то выглядит он пока не идеально, а вот как спутник-инспектор двойного назначения — гораздо более перспективен. Вполне может оказаться, что именно ради этого его и создают, а разговоры про космический мусор только удобное прикрытие.

Высокотехнологичный космос?

Для Японии космос — это чаще всего не история про бизнес, так как стоимость ракет и спутников очень высока. Страна не может конкурировать с другими государствами в этом аспекте. К примеру, ракета-носитель H-II была разработана с целью завоевания доли рынка в области коммерческих запусков спутников. Однако при стоимости пуска €188 млн — в два раза большей, чем у конкурентов (российского "Протона" и европейской Ariane), японская ракета-носитель не смогла здесь добиться успеха.

При этом отмечу в противовес устоявшемуся мнению, что, мол, в Японии все крайне высокотехнологично и чуть ли не на каждом шагу можно столкнуться с невиданными в других странах роботами. Современная космонавтика во всех государствах имеет свою специфику, при этом сказать, что японская отличается какой-то особенной инновационностью и прогрессивностью, мне сложно. Хоть действительно в разработке сложных модулей орбитальных станций, уникальных миссий в дальнем космосе японская космонавтика и показывает отличные результаты. А одна только история космического аппарата "Хаябуса", семь лет добиравшегося до Земли с образцами грунта с астероида, могла бы стать основой для любопытного научно-фантастического фильма.