Тайна «Луны-9»: найдется ли место первой посадки на Луне спустя 60 лет?

Ученые, возможно, приближаются к обнаружению давно утерянного места посадки советской станции «Луна-9» — первого в истории человеческого объекта, совершившего мягкую посадку на Луну.

3 февраля 1966 года «Луна-9» опустилась в Океан Бурь в западной части видимой стороны Луны и передала первые в истории снимки, сделанные с поверхности другого небесного тела. В то время ученые все еще спорили о том, не является ли лунная поверхность слишком рыхлой, чтобы выдержать посадочный модуль или будущих астронавтов. Снимки, переданные «Луной-9», показавшие твердый грунт, помогли разрешить этот вопрос и открыли путь для будущих миссий.

Однако спустя шесть десятилетий точное местонахождение зонда остается неизвестным. NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) с 2009 года составил карту почти всей Луны с удивительной детализацией. Но «Луна-9» крошечная — размером с пляжный мяч — что затрудняет ее отличие от камней и теней, разбросанных по лунной поверхности.

*Надувные амортизаторы на посадочной капсуле «Луны-9» помогли смягчить удар о Луну. (Фото: NASA)*

Теперь две независимые группы исследователей заявляют, что, возможно, сузили зону поиска.

Местоположение, предложенное одной группой, находится примерно в 5 километрах от официальных координат посадки, указанных Советским Союзом. Другая группа называет место, отстоящее примерно на 25 км. Однако сами официальные координаты были неточными: их определили методом триангуляции радиосигнала аппарата с помощью антенн на Земле. Эта техника помещала «Луну-9» в область поиска диаметром около 100 км.

Исследователи говорят, что новые снимки с индийского орбитального аппарата «Чандраян-2», который должен пролететь над этим районом в марте и оснащен камерой, способной делать снимки лунной поверхности с более высоким разрешением, чем LRO, могут помочь определить, какое из мест (если вообще какое-либо) является верным.

«Во время своих пролетов, я полагаю, камера будет немного лучше и сможет уловить детали с разрешением в 2-4 раза выше и действительно получить четкое изображение места посадки», — рассказал Льюис Пино, исследователь из Центра планетарных наук Университетского колледжа Лондона / Биркбека, который руководил одной из недавних попыток.

Возвращение к 60-летней тайне

Прибытие «Луны-9» на Луну сильно отличалось от современных лунных посадок. При приближении к поверхности сферическая капсула, обернутая надувными амортизаторами, была отделена от аппарата и несколько раз подпрыгнула, прежде чем остановиться. Для устойчивости она раскрыла четыре лепестковых панели, словно металлический цветок, в то время как более тяжелая двигательная установка разбилась неподалеку.

Эта необычная последовательность посадки могла привести к разбросу нескольких фрагментов оборудования на небольшой территории, которые исследователи сейчас пытаются идентифицировать на снимках с лунной орбиты.

Одно из предполагаемых мест посадки было определено Виталием Егоровым, научным коммуникатором, ведущим блог Zelenyikot, который на протяжении многих лет пытался отыскать «Луну-9». Недавно он возобновил поиски как общедоступный краудсорсинговый проект, собирая средства и ведя прямые трансляции процесса, чтобы волонтеры могли помочь в прочесывании орбитальных снимков в поисках небольших аномальных пикселей, которые могут указывать на место посадки.

Используя LROC QuickMap, интерфейс, напоминающий Google Street View для снимков LRO, он сравнил оригинальные панорамы поверхности, сделанные «Луной-9» в 1966 году, с орбитальными данными. Сопоставляя дальние холмы, валуны и характерные узоры выбросов, видимые на обоих наборах данных, он сузил поиск до участка, находящегося примерно в 25 км от координат, указанных в советскую эпоху, согласно сообщению в блоге Zelenyikot от 7 февраля.

Примерно в то же время команда Пино подошла к разгадке тайны с помощью искусственного интеллекта.

В статье, опубликованной 21 января в журнале npj Space Exploration, команда сообщила о скоплении объектов вблизи исторически зарегистрированного района посадки, которые могут соответствовать «Луне-9» и оборудованию, сброшенному во время спуска.

Вместо ручного просмотра миллионов снимков исследователи обучили модель машинного обучения на изображениях LRO мест посадки «Аполлонов», где местоположение аппаратов хорошо задокументировано. Чтобы проверить систему, они предоставили ей ранее не виденные снимки места посадки «Аполлона-17», сделанные при разном освещении и ракурсах. Согласно исследованию, модель успешно обнаружила и локализовала посадочную ступень «Аполлона-17», а также независимо идентифицировала место посадки «Луны-16» на снимках LRO, которые она ранее не анализировала.

Затем исследователи поручили системе проанализировать снимки в районе предполагаемого места посадки «Луны-9». Алгоритм выделил основной объект примерно в 5 км от заявленных координат, а также несколько более мелких близлежащих объектов на расстоянии менее 200 метров друг от друга.

В исследовании отмечается, что те же самые объекты были обнаружены при различных условиях освещения — что является убедительным признаком того, что система выделяла реальные структуры, а не тени или артефакты освещения.

«Машина неутомима, верно? — сказал. — Она может просмотреть множество изображений и просто остановиться и сказать: „Это отличается“».

«В случае сфокусированного внимания человека, — добавил он, — мелкие артефакты, скорее всего, были бы полностью пропущены».

Модель может обнаруживать тонкие комбинации нарушений реголита, геометрии развертывания и теневых сигнатур, которые люди-наблюдатели могут не осознавать, сказал Пино. «Машина устанавливает корреляции, которые, по крайней мере на данный момент, мы не до конца понимаем».

Луна становится все более многолюдной

Команда признает, что модель, изначально разработанная для идентификации микрометеороидов на фотографиях, действительно давала ложные срабатывания, включая по крайней мере один случай, когда предполагаемое «оборудование» оказалось камнем. Однако, как отмечается в исследовании, исследователи намеренно настроили систему на выявление многообещающих кандидатов для проверки человеком, а не на риск пропустить едва заметные улики.

Обе команды теперь надеются, что камера «Чандраяна-2» будет достаточно четкой, чтобы различить капсулу «Луны-9», а также ее лепестковые панели.

Если новые снимки ясно покажут эту форму, сказал Пино, «я бы поднял руку и сказал: „Ух ты, либо кто-то подбросил картонный макет, чтобы обмануть нас, либо это великий артефакт истории освоения космоса человечеством“».

Однако предстоящая миссия NASA Artemis 2 вряд ли поможет.

Artemis 2 совершит высокоскоростной гравитационный маневр вокруг Луны, прежде чем вернуться на Землю. В точке максимального сближения четыре астронавта на борту корабля Orion пройдут на высоте около 6000-7000 км над лунной поверхностью, что намного выше, чем несколько сотен километров, на которых летают LRO или «Чандраян-2».

Даже если Океан Бурь окажется в зоне видимости — что Пино назвал «везением» — Artemis 2 будет слишком далеко, чтобы различить объект размером с «Луну-9».

В долгосрочной перспективе поиск «Луны-9» с помощью ИИ дает представление о том, как искусственный интеллект мог бы помочь отслеживать все более загромождаемую артефактами Луну в ближайшие десятилетия, сказал Пино.

С программой NASA Artemis, планами Китая по долгосрочному присутствию на Луне и растущим числом коммерческих миссий по всему миру, направляющихся к Луне, лунная поверхность накапливает больше оборудования, чем когда-либо прежде. Системы ИИ, подобные той, что использовала команда Пино, в конечном итоге смогут работать непосредственно на борту космических аппаратов, идентифицируя лунные объекты почти в реальном времени, помогая каталогизировать и отслеживать поверхностное оборудование, а также отслеживать, как выхлоп ракет и удары воздействуют на пылевидные частицы лунного реголита.

«Здесь есть хорошая научная перспектива», — сказал Пино.

Несмотря на оптимизм, связанный с предстоящими снимками «Чандраяна-2», окончательное подтверждение может потребовать еще более тщательного анализа или даже будущих миссий на поверхность. Даже если индийский орбитальный аппарат сделает снимки с высоким разрешением, отличить небольшой исторический зонд от окружающих камней может быть непросто. Однако уникальная форма «Луны-9» с ее четырьмя лепестками должна выделяться на фоне естественного лунного ландшафта.

Поиск «Луны-9» — это не просто удовлетворение исторического любопытства. Это также проверка возможностей новых технологий, таких как ИИ, для работы в экстремальных условиях космоса. Успешное обнаружение аппарата подтвердит, что автоматизированные системы могут эффективно искать и идентифицировать объекты на других планетах, что будет критически важно для будущих миссий по сбору образцов или обслуживанию оборудования.

Кроме того, точное определение места посадки позволит ученым лучше понять динамику посадки аппаратов такого типа и их долгосрочное воздействие на лунную поверхность. Изучая район, где «Луна-9» и ее фрагменты покоятся уже почти 60 лет, исследователи смогут получить ценные данные о том, как космическая эрозия и микрометеориты влияют на оставленные человеком объекты. Это знание поможет в планировании будущих долговременных баз и сохранении исторического наследия человечества на Луне.

Таким образом, охота за крошечным зондом, открывшим эру лунных посадок, продолжается, объединяя энтузиастов, профессиональных ученых и передовые технологии в стремлении прикоснуться к истории и заглянуть в будущее.