Окололунную орбитальную станцию разместят на гало-орбите

NASA и ESA утвердили гало-орбиту, близкую к прямолинейной, в качестве траектории будущей окололунной орбитальной станции Lunar Orbital Platform — Gateway, сообщается в пресс-релизе ESA. Эта орбита совмещает в себе несколько преимуществ, в том числе относительно легкий доступ к Земле и Луне, постоянную видимость Земли для связи, а также небольшие затраты на поддержание орбиты.

Lunar Orbital Platform — Gateway представляет собой орбитальную станцию, которую NASA вместе с ESA, «Роскосмосом» и JAXA планирует начать развертывать возле Луны в 2022 году. Она будет использоваться для пилотируемых экспедиций на поверхность Луны, научных исследований, а также в качестве проекта для отработки технологий для будущих марсианских миссий. Подробности об этом проекте можно узнать из нашего материала «Промежуточная станция».

Выбор орбиты часто является сложным этапом подготовки миссии, но в случае с посещаемой орбитальной станцией возле Луны он еще сложнее. Дело в том, что орбита должна удовлетворять сразу нескольким параметрам, в том числе она должна обладать низкими характеристическими скоростями для перелета с Земли и Луны. Кроме того, желательно, чтобы станция всегда обладала возможностью связаться с центром управления полетами. Также орбита должна быть достаточно стабильной, чтобы на ее поддержание не приходилось тратить много топлива. Наконец, существует еще один неочевидный параметр — величина теплового потока, возникающего из-за отражения солнечного света Луной.

Специалисты NASA еще несколько лет назад провели расчеты, сравнив различные орбиты, и пришли к выводу, что по сумме ключевых параметров оптимальной будет гало-орбита, близкая к прямолинейной (near-rectilinear halo orbit). Обычно под гало-орбитой подразумевается орбита вокруг одной из точек Лагранжа вдали от обоих небесных тел этой системы. Предложенная орбита является частным случаем гало-орбиты вокруг точки L₂, но фактически она похожа на обычную высокую эллиптическую орбиту вокруг Луны. Тем не менее, из-за взаимодействия с системой Земля-Луна плоскость этой орбиты будет поворачиваться вместе с Луной, благодаря чему она всегда будет повернута к Земле и доступна для прямой связи без необходимости в ретрансляционном спутнике наподобие китайского «Цюэцяо».

Орбита, выбранная специалистами NASA и ESA, имеет перицентр 3000 километров и апоцентр 70000 километров. Период обращения станции вокруг луны будет составлять почти семь дней. Это является недостатком орбиты по сравнению с орбитами миссий «Аполлон», потому что стартовое окно для взлета с Луны и перелета на станцию будет открываться раз в семь дней.

Ожидается, что развертывание станции начнется в 2022 году с прибытия первого служебного модуля. В 2024 году должна состояться первая пилотируемая экспедиция на станцию с помощью космического корабля Orion. До этого корабль совершит одну беспилотную и одну пилотируемую миссию с облетом Луны. В конце 2018 года NASA получило от ESA служебный модуль для первого полета, а недавно система аварийного спасения корабля успешно прошла испытания в полете.

Григорий Копиев