A japán űrügynökség, a JAXA első holdi leszállóegysége péntek délután landolt a Holdon, de egy energiaellátásiprobléma azzal fenyeget, hogy küldetés hamar véget fog érni. A Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) nevű egység két hidrazinüzemű hajtóművel hagyta el a Hold körüli pályát, hogy megkezdje a 20 perces végső ereszkedést. Közben 500 méteres, majd 50 méteres magasságban is sikeresen lebegésre váltott, a hajtóműveket tökéletesen függőlegesre igazítva, hogy aztán 15:20-kor (UTC) elérje a felszínt.
A JAXA illetékesei a landolás után körülbelül két órával tartott sajtótájékoztatón megerősítették, hogy az űreszköz sikeresen elérte a felszínt, a jelek szerint elég közel kötött ki a célpontjához is. A cél az volt, hogy a landolóegység a Hold felénk eső oldalán, egy Shioli nevű, közel 270 méteres kráter közelében érjen földet. A földi irányítók azonban azt is rögtön észlelték, hogy a leszállóegységgel gondok vannak. Napelemes rendszere a leszállás után nem kezdett energiát termelni, és ennek hiányában a szakértők arra számítanak, hogy a SLIM néhány óra alatt lemeríti az akkumulátorát. Ez azóta valószínűleg meg is történt, ugyanis péntek óta nem sikerült újra kapcsolatba lépni az egységgel.
A küldetés utolsó aktív óráiban az irányítók a SLIM által már begyűjtött adatok letöltését helyezték előtérbe, beleértve az ereszkedés során készült képeket és a Hold felszínéről esetlegesen készített új felvételeket. A jelentések szerint a SLIM és a földi állomások között a megszakadásig jó volt a kommunikációs kapcsolat.
„Minimális siker”
Még ha a SLIM küldetése a vártnál hamarabb véget is ér, a küldetés a minimális célját elérte, mondták el a JAXA képviselői. A SLIM elsődleges célja ugyanis a holdraszálláshoz szükséges technológiák tesztelése volt, különösen annak egy új, precíziós landolást lehetővé tevő, vizuális adatokon alapuló navigációs rendszernek a kipróbálása.
A SLIM egyik fő célja az volt, hogy a kitűzött célterület közepéhez képest 100 méteren belül landoljon.
Ennek sikeres megvalósítása figyelemre méltó előrelépés lenne a holdraszállások pontosságában, ahol eddig általában annak is örültek, ha mérföldes/kilométeres pontossággal sikerült eltalálni a kívánt területet. A leszállások pontosságának növelése nagyon fontos lehet a jövőbeli holdi küldetésekhez, például megteremtené az alapot ahhoz, hogy az űreszközök jóval közelebb tudjanak leszállni a holdi erőforrásokhoz, mondjuk a vízjéghez.
Kuninaka Hitosi, a JAXA űrkutatási igazgatója elmondta, hogy a szakértőknek körülbelül egy hónapba telik, amíg a SLIM adatait teljeskörűen elemzik és a leszállás pontosságát meghatározzák. Ugyanakkor az élő közvetítésből az látszott, hogy a SLIM követte a tervezett pályát, így valószínűleg többé-kevésbé sikerült nagy pontosságú, 100 méteren belüli leszállást elérni.
Kuninaka azt is elmondta, hogy a földi irányítók nem láttak a SLIM napelemtáblájának sérülésére utaló jeleket. Lehetséges, hogy a leszállóegység egyszerűen olyan helyzetben ért felszínt, hogy a napelemek nem a Nap felé néznek. A SLIM minden más komponense, beleértve a meghajtó-, hő- és kommunikációs rendszereket, úgy tűnik, jól működik.
A SLIM szeptember 6-án egy japán H-IIA rakéta segítségével indult útjára egy röntgencsillagászati teleszkóppal együtt. Az űreszköz hosszú utat tett meg a Holdig, a lassú, de energiatakarékos utazást választva, hogy megőrizze a pénteki leszállási kísérlethez szükséges hajtóanyagot. December 25-én állt Hold körüli pályára, majd számos manővert hajtott végre, hogy alacsony magasságú pályára pozicionálódjon, előkészítve a felszínre való leszállást.
A SLIM sikeres landolásával a Szovjetunió, az Egyesült Államok, Kína és India után Japán lett az ötödik ország, amelyik irányított leszállást hajtott végre a Holdon.
Hogy ez mennyire nem egyszerű feladat még manapság sem, azt jól jelzi, hogy elmúlt öt évben három, a SLIM-hez hasonló méretű kereskedelmi leszállóegység próbálkozott sikertelenül biztonságosan elérnie a Hold felszínét.
Ezek közül az egyiket ráadásul egy japán cég, az ispace fejlesztette. Ami a nem kereskedelmi küldetéseket illeti, augusztusban egy orosz leszállóegység zuhant a Holdra, 2019-ben pedig India első holdi leszállóegysége vallott kudarcot. India tavaly újra megpróbálta, és történelmet írt, amikor a Chandrayaan 3 biztonságosan landolt kísérőnkön.
A leszállás új módja
A japán SLIM küldetést, ahogy már említettük, elsősorban új irányítási algoritmusok és érzékelők tesztelésére tervezték, vagyis nem a tudományos célok voltak előtérben. A most kipróbált technológiákat a Holdra tartó jövőbeli űreszközökön lehet majd felhasználni. A SLIM megtervezése, fejlesztése és megépítése a JAXA közleménye szerint mintegy 18 milliárd jenbe (121 millió dollár) került a japán kormánynak. Az űreszköz egyébként egyáltalán nem nevezhető aprónak: közel 2,4 méter magas és 2,7 méter átmérőjű, tömege pedig hajtóanyag nélkül nagyjából 200 kilogramm.
A landolás során az űrszonda először azért gyújtotta be két hajtóművét, hogy eléggé lelassuljon ahhoz, hogy a holdi gravitáció a felszín irányába húzza. Miközben lelassult, olyan pozícióba fordult, amely lehetővé tette a felszín függőleges megközelítését. E folyamat során a SLIM fejlett irányítórendszere egy radartól és egy optikai távolságmérőtől kapott élő adatokat: ezek jelezték az irányítórendszernek, hogy milyen magasan van a felszínhez képest.
A leszállóegység vizuális alapú navigációs rendszere innentől autonóm módon irányította a SLIM-et a leszállási célzóna felé. A SLIM fedélzeti számítógépére feltöltötték a leszállóhelyet körülvevő kráterek térképét és képeit, az orbitális űreszközök által gyűjtött korábbi felvételeket használva.
A SLIM lefelé néző kamerája maga is képeket készített a Hold felszínéről, és a számítógép az ezeken látható kráterek helyét folyamatosan összevetette a régebbi képeken látható helyzetekkel.
A rendszer ilyen módon elvileg nemcsak a nagyon pontos leszállásra képes, de olyan veszélyeket és akadályokat is el tud kerülni, mint például egy útban levő szikla vagy meredek fal. A SLIM-mel tesztelt precíziós navigációs technológia nyomán a japán űrhajózási szakértők csak „holdi mesterlövésznek” becézik az űreszközt.
„Régen oda szálltunk le, ahová tudtunk, most megpróbálunk oda leszállni, ahová akarunk”
– mondja Jamakava Hirosi, a JAXA vezetője. „Ez a projekt jelmondata, tehát ha a 100 méteres pontosság sikeres volt, akkor a technológia bizonyított. Ez lehet a világon a legelső alkalom, hogy ezt sikerült elérni.”
Ahhoz, hogy a Holdon érdekesebbnél érdekesebb helyekre juthassanak el, a jövőbeli leszállóegységeknek képesnek kell lenniük arra, hogy biztonságos leszállási zónákba navigálják magukat a kráterek, hegygerincek vagy hegyek között. Számos korábbi holdraszállási küldetés során elve az ilyen zord tereptárgyaktól távoli helyeket céloztak meg, hogy nagy kiterjedésű hely legyen a biztonságos leszálláshoz, ami sokáig az elsődleges cél volt.
Minirobotok
A leszállás előtti utolsó pillanatokban a SLIM két kis robotot is megkísérelt a Hold felszínére juttatni. A terv az volt, hogy ezek a robotok le is fényképezik a leszállóegységet a Holdra érkezés pillanatában. A Lunar Excursion Vehicles (LEV) nevű robotok egyike ugráló mechanizmussal rendelkezik van, amelyet arra terveztek, hogy rövid távolságokat tegyen meg a holdi tájon. A másik LEV pedig egy 80 milliméter átmérőjű gömb, amely egy transzformerhez hasonlóan képes megváltoztatni az alakját. (A párhuzam egyébként jelen esetben nem is lehetne helyénvalóbb, hiszen japán Tomy Company játékgyártó, a Transformers márka alapítója is együttműködött a holdi robot fejlesztésében a japán űrügynökséggel.) A JAXA pénteki közlése szerint a robotok kibocsátása sikerült, és az ugráló robot a jelek szerint jól működik, a holdi transzformerről pedig egyelőre még nincsenek információik.
A mindössze 3 méterrel a leszállóhelye fölött a SLIM rövid ideig lebegésre váltott, mielőtt leállította fő hajtóműveit, hogy a kisebb fúvókákkal finomítsa pozícióját. A cél az volt, hogy az öt összecsukló láb közül a hátsó érje először a felszínt, ezt követően pedig az űreszköz előre billenjen, az első lábakkal fékezve „esését”, mielőtt stabilizálódna a holdfelszínen. Alapesetben a szintén felszerelt hátsó támasztólábak nem érnek a felszínhez, de egy trükkösebb leszállás esetén ezek megakadályozhatják az oldalirányú megbillenést. Ez az újszerű kétlépcsős leszállási szekvencia hasznos lesz a jövőbeni űreszközök biztonságos leszállásához, akár meredek lejtőkön is.
A küldetés irányítói a SLIM leszállóhelyét körülbelül 6–7 fokos meredekségűre becsülték.
Kuninaka elmondása szerint a küldetésirányítók azt remélik, hogy a kéthetes holdi nappal alatt végül éri annyi napfény a napelemet, hogy a SLIM akkumulátora feltöltődjön, és akkor ismét sikerülhet felvenni vele a kapcsolatot, és munkára bírni az egységet. A küldetés azonban semmiképp nem lesz hosszú, mivel a SLIM-et nem arra tervezték, hogy túléljen a következő hideg, kéthetes holdi éjszakát.
Viszlát, Peregrine!
Ami a másik holdi vonatkozású hírt illeti, január 8-án indult útjára az Astrobotic vállalat Peregrine nevű leszállóegysége a Hold felé, amely az első sikeres kereskedelmi landolást hajthatta volna végre kísérőnkön. Sajnos azonban ez a küldetés hajtóanyagszivárgás miatt félbeszakadt, és a Peregrine-t biztonsági okokból visszairányították a Föld légkörébe, ahol 10 nappal az indítás után megsemmisült.
A Peregrine január 8-án indult a United Launch Alliance Vulcan Centaur rakétájával, és a tervek szerint február végén landolt volna a Holdon. Az űrszonda azonban már a korai fázisban meghajtási problémáktól szenvedett, ami hamar szertefoszlatta az Astrobotic reményeit, hogy az első kereskedelmi cégként landoljanak a Hold felszínén.
„Mindig emlékezni fogok ezekre a pillanatokra a ULA irányítóközpontjában: a tökéletes indítás utáni eufóriára, és a mélypontra, amikor megtudtuk, hogy az űreszköznek nincs meg a holdraszállás megkísérléséhez szükséges meghajtása”
– mondta el John Thornton, az Astrobotic vezérigazgatója a pénteken tartott sajtótájékoztatón.
A hajtóanyagszivárgás ellenére a Peregrine több mint 10 napig kitartott az űrben, és még a fedélzeti műszereit is sikerült bekapcsolnia. Az 1283 kilogrammos űreszköz három űrügynökség 24 különböző műszerét hordozta, köztük a NASA-tól 11 eszközét, valamint számos magáncég műszereit is a Holdra juttatta volna.
A leszállóegység a tesztek szerint stabil és működőképes volt, de semmi esély nem volt arra, hogy a Holdon irányítottan tudjon landolni. Ennek tudatában az Astroboticnak nehéz döntést kellett hoznia: hagyják, hogy a Peregrine ilyen körülmények is folytassa útját a Hold felé, vagy visszairányítják a Föld felé, és megsemmisítik az eszközt. Végül az utóbbi mellett döntöttek, mivel attól féltek, hogy ha a szonda a Hold felé indul, és irányítás nélkül marad, ott katasztrofális helyzetet idézhet elő, ha egy aktív űreszközzel ütközik.
Az Astrobotic az év végén tervezi újra megpróbálni a holdraszállást, a Griffin nevű küldetéssel. Ahogy Thornton elmondta:
„Máris nagyon várom, és elmondhatom, hogy magabiztosabb vagyok, mint valaha, hogy a következő küldetésünk sikeres lesz, és leszáll a Hold felszínére.”
