Кейсы

Лунная гонка: как мировые державы собираются присвоить себе спутник Земли

Далее

Интерес к спутнику Земли — Луне — за последние несколько лет снова возобновил космическую гонку. Ведущие державы и новички в освоении космоса создают собственные программы по изучению Луны. Причин несколько — полезные ископаемые, энергетика, дальнейшее освоение космоса и марсианские миссии. Президент ГК «Галактика» Алия Прокофьева специально для «Хайтека» рассказала о национальных программах освоения Луны, причинах начавшегося соперничества и перспективах человечества на естественном спутнике Земли.

 

Если на Луну летают, значит, это кому-нибудь нужно. И дело не только в том, что это небесное тело — наш ближайший сосед по космосу. Помимо короткой дистанции, у космических держав хватает более прагматических причин, чтобы выделять огромные бюджеты на лунные программы. Вот три наиболее существенные из них.

Энергетическая сказка

Луна — потенциальный источник редких или практически отсутствующих на Земле полезных ископаемых. Основа лунного реголита — кислород и кремний. Кроме того, в его составе в заметных количествах присутствуют алюминий, железо, магний и кальций, в небольших — титан, вольфрам, молибден, золото, платина. Понятно, что на начальных стадиях освоения Луны добывать ископаемые, чтобы транспортировать их на Землю, вряд ли будет рентабельно. Однако использовать их для переработки на месте для создания элементов инфраструктуры лунных баз и космических кораблей для дальних миссий очень даже можно.

 

 

Еще одно достоинство спутника Земли — наличие запасов водяного льда, обнаруженных около полюсов. Доставлять лунную воду на Землю себе дороже, но она пригодится в процессе колонизации спутника. К тому же может служить источником водорода — одного из ключевых компонентов топлива для жидкостных ракетных двигателей.

Ну и, наконец, — гелий-3. Он содержится в лунном реголите и считается самым перспективным на данный момент термоядерным топливом. Запасы гелия-3 на Луне, в зависимости от методов оценки, могут составлять от 100 тыс. до 2,5 млн т. Но даже минимального количества хватит землянам надолго: по подсчетам специалистов Института геохимии и аналитической химии РАН, чтобы полностью удовлетворить годовые потребности населения нашей планеты в энергии, достаточно 30 т этого изотопа. Есть и дополнительные бонусы: в процессе применения гелия-3 не возникает «долгоиграющих» радиоактивных отходов.

 

 

 

 

Здесь может быть ваша реклама: НАСА планирует заработать на космосе миллионы

 

 

 

 

Однако для того, чтобы эта энергетическая сказка стала явью, предстоит решить пару серьезных проблем. Первая — недостаточный уровень технологий. Для запуска реакции с участием гелия-3 необходимо создать температуру около 1 млрд градусов Цельсия, а наши возможности пока ограничиваются сотнями миллионов. Тем не менее, большинство экспертов отрасли сходятся во мнениях, что достижение этого порога — вопрос недалекого времени.

Второе препятствие — уровень содержания гелия-3 в лунном реголите составляет примерно 0,01 г на тонну породы. Чтобы добыть пресловутые 30 т изотопа, предстоит перелопатить не менее 300 млн т реголита. Чтобы понимать масштабы: за весь 2017 год на Земле было добыто 1,93 млрд т железной руды. Вывод очевиден: теоретически задача выполнима, но пока нам явно не по силам. Потребуется как минимум одна полномасштабная стационарная база и серьезная горнодобывающая техника, способная работать в лунных условиях.

Оптическая свобода

Луна — ближайшая к нам база для исследования других космических объектов и полетов к ним. Кроме того, она не отделена от них атмосферной преградой. С точки зрения астрономии это преимущество трудно переоценить. Рефракция, экстинкция, неравномерность рассеивания, турбулентность — эти свойства и явления земной атмосферы мешают телескопам получать достоверную картинку высокой четкости. И даже размещение обсерваторий в высокогорных районах не решает проблему.

 


 

Рефракция, преломление — изменение направления луча, возникающее на границе двух сред, через которые этот луч проходит, или в одной среде, но с меняющимися свойствами, — в которой скорость распространения волны неодинакова. Феномен преломления объясняется законами сохранения энергии и сохранения импульса.

Экстинкция — поглощение и рассеяние электромагнитного излучения веществом, находящимся в межзвездном пространстве между излучающим астрономическим объектом и наблюдателем. Ее впервые описал Роберт Джулиус Трюмплер в 1930 году.

 


 

Лишенная атмосферы Луна автоматически освобождена от этих недостатков. Размещение телескопа на лунной поверхности позволит астрономам не только получать более четкие изображения, но и вести наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Не случайно американский стартап Moon Express, один из лидеров частной лунной гонки, определил приоритетной задачей доставку на естественный спутник Земли компактного телескопа. С точки зрения космонавтики отсутствие атмосферы и низкая гравитация делают Луну оптимальной стартовой площадкой для дальних миссий.

 

 

Достаточно вспомнить несколько общеизвестных фактов: первая космическая скорость, необходимая для вывода объекта на низкую орбиту, для Земли составляет 7,9 км/с, для Луны — 1,7 км/с. Вторая космическая, которая требуется для ухода с орбиты и преодоления гравитационного притяжения, — 11,2 км/с и 2,4 км/с соответственно. Несложные подсчеты показывают: для выполнения этих маневров космическому аппарату, стартующему с Луны, потребуется почти в шесть раз меньше топлива, чем при земном запуске. Результат: лунный старт позволит радикально увеличить полезную нагрузку КА.

Луна — одновременно объект и площадка для исследований с целью создания новых материалов, технологий и производств. Конечная цель — создание на Луне самодостаточных обитаемых станций и промышленных объектов. Главная задача на ранних стадиях — обеспечить безопасность лунных баз и снабдить их ресурсами первой необходимости. Уже сейчас параллельно в нескольких земных лабораториях ведутся работы над технологиями спекания лунного реголита, которые позволят создать эффективную защиту от солнечной радиации и микрометеоритов. Разработаны решения, позволяющие извлекать из лунного грунта кислород. Отработаны проекты изготовления высокоэффективных солнечных батарей из «подножных» лунных ресурсов.

 

 

 

 

Космос — наш дом: что осталось решить ученым, чтобы поселить человека за пределами Земли

 

 

 

 

Если говорить о производственном потенциале естественного спутника Земли, эксперты в первую очередь делают ставку на отрасли, которым для достижения заданных результатов необходим вакуум. Это выращивание кристаллов, производство сверхчистых сплавов, микро- и наноэлектроника. На Земле вакуум для этих процессов приходится создавать «вручную», тогда как на Луне крайняя разреженность атмосферы обеспечивает его «в готовом виде».

Кроме того, в перспективе логично переместить с Земли на Луну вредные производства. Выгоды очевидны: нет атмосферы — значит, нечего загрязнять.

Лунный календарь

После захватывающего противостояния между США и СССР в прошлом веке, когда программа «Аполлон» подарила миру первого человека на Луне, интерес к естественному спутнику Земли на какое-то время угас. Но сегодня он снова в тренде: космические державы соревнуются между собой современными программами изучения и освоения Луны, не отстают и менее опытные игроки рынка.

 

 

Россия для затравки собирается в ближайшие годы последовательно запустить три исследовательских космических аппарата.

  • «Луна-25» (посадка). Место прилунения — южный полюс, срок активной эксплуатации — один год. Цели миссии: изучение лунной поверхности, проверка и отработка технологических решений для миссии «Луна-27» и последующих.
  • «Луна-26» (орбита). Цели: дистанционная разведка ресурсов, картографирование. В течение года аппарат будет находиться на орбите высотой 200 км, дважды за этот срок кратковременно спустится на 50-километровую высоту для более детальных исследований.
  • «Луна-27» (2021 год, посадка). Место прилунения — южный полюс. Цели: изучение лунного реголита, в том числе — с помощью бурения на глубину до 2 м и анализа добытых образцов.

Следующие миссии, как ожидается, доставят на Землю образцы лунного вещества и обеспечат высадку российского лунохода.

Также Роскосмос вынашивает планы начать в 2030-х годах развертывание стационарной лунной базы, которая будет полностью готова к эксплуатации к 2050 году. Однако в этой сфере пока нет полной ясности ни с технологическими решениями, ни с финансированием.

США готовит запуск к Луне SLS — сверхтяжелой ракеты с космическим кораблем Orion. Из-за технических неполадок старт, запланированный изначально на 2018-й, перенесен более чем на год, на декабрь 2019-го. Предполагается, что в течение трех недель космический аппарат совершит облет Луны и вернется на Землю. В случае успеха беспилотной миссии за ней последует пилотируемый полет.

Кроме того, американцы активно педалируют проект международной лунной орбитальной станции The Gateway, руководить которой, само собой, будет НАСА. Помимо исследовательской нагрузки, станция позиционируется как перспективная промежуточная база для марсианской экспедиции. Первая ласточка — силовой модуль — будет доставлена на орбиту Луны в 2022 году, в 2023-м за ней последуют топливный и логистический модули, а также рука-манипулятор для сборочных работ. Жилые модули будут интегрированы в станцию не ранее 2024 года.

 

 

В проекте, помимо США, принимают участие ЕС, Канада, Япония и РФ. Однако России отведена столь малозначительная роль (изготовление шлюзового отсека), что недавно глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин озвучил вероятность отказа России от участия в The Gateway: «Мы не можем себе позволить участвовать на второстепенных ролях».

Не отстает от лидеров теневой фаворит лунной гонки — КНР. На вторую половину 2018 года намечен запуск китайской автоматической станции «Чанъэ-4», которая совершит первую в истории мягкую посадку на обратной стороне Луны и обеспечит ее исследование силами стационарного модуля и лунохода. Уже запущен спутник-ретранслятор, который обеспечит связь станции с Землей. Параллельно Китай активно работает над созданием сверхтяжелой ракеты «Чанчжэн-9» («Большой поход»). Если все пойдет по плану, китайские астронавты отправятся на ней к Луне в конце следующего десятилетия. Кроме того, КНР ведет подготовительные работы над проектом обитаемой лунной базы. В частности, уже состоялись предварительные переговоры с Европейским космическим агентством о сотрудничестве в этой области.

 

 

 

 

Колонизация отменяется: почему терраформирование невозможно на Марсе

 

 

 

 

Собственный проект лунной миссии вынашивает Индия. Станция «Чандраяна-2», которая будет доставлена к Луне ракетой-носителем GSLV Mk II, займется в течение года изучением поверхности спутника Земли стационарным блоком приборов и миниатюрным (всего 20 кг) луноходом. Запуск уже дважды откладывался по техническим причинам и сейчас запланирован на 2019 год.

Старт японской лунной миссии, которая получила название SLIM, или Smart Lander for Investigating Moon, намечен на 2021 год. Местом прилунения выбрано Море Нектара, расположенное рядом с экватором. Главная задача SLIM — выяснить, насколько соответствует истине теория, объясняющая появление Луны столкновением с нашей планетой крупного небесного тела.

 

 

Список лунных проектов не ограничивается государственными инициативами: свою нишу на многообещающем рынке стремятся занять частные компании. Наиболее близко к конкретному результату продвинулись участники международного конкурса по отправке первого частного космического аппарата к поверхности Луны Lunar X Prize, который до недавнего времени спонсировался Google. Уже подведен промежуточный итог соревнования. В число финалистов попали американский проект Moon Express, японский Hakuto, израильский SpaceIL, индийский Team Indus и международный Synergy Moon. Все они планируют отправить к Луне посадочные модули, оснащенные передвижными исследовательскими аппаратами, в промежутке между 2019 и 2023 годом.

Луна и закон

Количество и качество лунных проектов ставят перед их организаторами непростую задачу: договориться между собой о механизме разграничения поверхности спутника Земли между государствами-участниками лунной гонки.

Повод задуматься об этом дал Белый дом, выпустивший в марте 2018 года документ «Защита и охрана посадочных площадок и артефактов космической программы „Аполлон“ на территории Луны». В нем аппарат президента США напоминает мировой общественности, что на поверхности естественного спутника Земли находятся объекты и оборудование, оставшиеся от программы APOLLO и являющиеся американской собственностью. Чтобы обеспечить их сохранность и не допустить ущерба, который могут нанести этим объектам лунные миссии других государств, американские власти требуют согласования с ними всех подобных миссий. И если что не так, будьте добры внести корректировки. Юридическую состоятельность подобных требований предстоит оценить юристам.

Другой юридический казус заключается в том, что многие жители Земли совершенно серьезно считают себя владельцами лунных территорий. Дело в том, что еще в прошлом веке хитроумный американец Деннис Хоуп объявил своей собственностью Луну и все остальные планеты Солнечной системы, кроме Земли, и начал распродавать лунные участки направо и налево по сходной цене.

 

 

Стоит ли опасаться судебного преследования организаторам лунных миссий? В самом деле, не успел ты прилуниться, а Том Хэнкс, Мик Джаггер или Александр Розенбаум (все они — владельцы лунных участков) уже выставляют тебе многомиллионный иск за вторжение на частную территорию. На самом деле юристы давно уже доказали, что претензии Хоупа и всех его покупателей на обладание лунной поверхностью безосновательны от слова «совсем». Пожалуй, наиболее серьезно этот вопрос проработал известный российский юрист Дмитрий Огородов. Если абстрагироваться от деталей, суть его аргументации сводится к следующему. Статья II Договора по космосу от 1967 года содержит формулировку, ставшую фундаментальной нормой международного космического права: «Космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами». Это автоматически означает невозможность присвоения Луны на более низком уровне — в форме приобретения права собственности на ее поверхность. То есть даже если какая-нибудь сумасбродная претензия все-таки возникнет, ни один суд — российский, американский или любой другой страны — технически не сможет признать истца, кем бы он ни был, собственником лунной недвижимости.

С большой долей вероятности можно предположить, что первые лунные станции будут создаваться по принципу государственной принадлежности. Де-факто эти объекты станут анклавами земных метрополий, хотя де-юре в рамках существующего законодательства лунная поверхность под ними останется ничьей. По мере развития инфраструктуры неизбежно возникнут территориальные претензии, конфликты и споры. Так что рано или поздно желающим получить свой кусок лунного пирога придется сесть за стол переговоров, чтобы разделить его между собой. Интересно, как будут делить: по совести или по справедливости.

 

Загрузка...