;
Кейсы 5 июля 2019

Зачем мы вернулись на Луну: почему началась «Лунная гонка 2.0» и причем тут Марс

Далее

5 ноября 2007 года космический аппарат «Чанъэ-1» успешно вышел на орбиту вокруг Луны. Это была далеко не первая лунная миссия в истории и не самая продвинутая. Но было одно отличие этого проекта от остальных: до Луны добрался новый игрок — Китай. Эту дату можно условно считать началом «Лунной гонки 2.0». «Хайтек» рассказывает о том, как человечество осваивает спутник Земли, и объясняет, зачем члены «лунного клуба» решили вернуться на Луну.

Люди отправили первый в истории межпланетный зонд к Луне еще в январе 1959 года — это была советская станция «Луна-1». На спутник тогда не попали, аппарат пролетел мимо и вышел на орбиту вокруг Солнца. СССР и США быстро вступили в соревнование, кто первым отправит человека на Луну. Как известно, проиграл Советский Союз. В этом году исполняется ровно 50 лет с момента первых шагов человека по лунной пыли.

Межпланетный зонд «Луна-1»

По инерции, пилотируемые миссии «Аполлон» и автоматические советские станции серии «Луна» запускались еще несколько лет после этого. И они принесли огромное количество ценнейшей научной информации не только о Луне, но и о ранней истории Земли и Солнечной системы. Но в декабре 1972 года «Аполлон-17» поставил точку в пилотируемой лунной программе НАСА, а 1976 году с Луны вернулся и последний советский лунный робот — «Луна-24». Он доставил третью колонку грунта в руки советских ученых. После чего интерес мировой космонавтики к Луне, казалось бы, иссяк.

Только в 1990 году окрестности спутника посетила японская автоматическая станция Hiten. Так, третья держава в истории вступила в элитный «лунный клуб» — в число тех государств, которые располагают настолько высоким уровнем инженерно-технического потенциала, что могут отправлять автоматические или пилотируемые экспедиции на Луну.

В 1990-е годы к Луне отправлялись несколько американских миссий, чьим главным вкладом в наши знания о спутнике Земли стало обнаружение залежей кометного льда на дне кратеров у лунных полюсов. Особенно значительные запасы этого ценнейшего ресурса находятся на южном полюсе Луны.

4 фазы китайского наступления на Луну

В нулевые в окрестностях Луны вдруг стало тесновато. США, Япония, Китай и Индия отправили на лунные орбиты свои зонды. Индия присоединилась к лунному клубу в 2008 году, вскоре после Китая, отправив на окололунную орбиту свой первый межпланетный аппарат — «Чандраян-1». Он успешно проработал почти год, подтвердив наличие залежей водяного льда на северном и южном полюсах спутника.

Сегодня Китай планомерно занимается исследованием Луны, ставя все более сложные инженерные задачи и успешно выполняя их. Китайские лунные роботы завоевывают спутник Земли в четыре фазы:

  • лунные орбитальные миссии;
  • посадочные миссии с луноходами;
  • доставка образцов лунного грунта на Землю;
  • лунные исследовательские автоматические станции в районе южного полюса Луны.
Китайский аппарат «Чанъэ-4» впервые в истории совершил мягкую посадку на обратной стороне Луны. Фото: CLEP/CNSA

Первая фаза уже пройдена («Чанъэ-1 и 2»), вторая как раз в разгаре («Чанъэ-3» и «Чанъэ-4»). Третья же фаза по планам наступит уже в декабре этого года, когда возвращаемая капсула «Чанъэ-5» должна привезти в руки китайских ученых целых два килограмма отборного лунного грунта.

Напомним, что раньше лунное вещество доставляли только СССР и США.

Четвертая фаза включает в себя еще три миссии — «Чанъэ-6, 7, 8». Это будут долговременные роботизированные исследовательские станции у южного полюса Луны.

После этого китайцы нацелены сменить роботов тайконавтами, и сделать это хотят уже к началу 2030-х годов. Конечно же, пилотируемые миссии в разы сложнее технически и дороже, чем автоматические, но китайцы выразили желание сделать свою базу у южного полюса Луны международным проектом.

У Индии планы насчет Луны пока чуть менее амбициозные, но тоже весьма перспективные: уже в июле этого года запланирован старт миссии «Чандраян-2»: посадочный аппарат «Викрам» доставит все к тому же южному полюсу, в район 70-го градуса южной широты, первый индийский луноход «Прагьян». Посадка должна состояться в начале сентября. Примечательно, что и в первой индийской лунной миссии, и в этой участвуют научные приборы других стран, в частности, НАСА.

В частные руки

У «Лунной гонки 2.0» есть и еще одна особенность: впервые за «членство» в «лунном клубе» борются частники. Израильский аппарат Beresheet, созданный частной компанией SpaceIL при поддержке израильского правительства, в апреле этого года успешно вышел на орбиту вокруг Луны. Но дальше ему не повезло: он разбился при попытке совершить мягкую посадку. Впрочем, израильтян это не остановило, и сразу же после аварии они объявили о начале работ над Beresheet 2.

Израильский аппарат Beresheet, попытавшийся совершить посадку на Луну

В ближайшие годы можно ожидать наплыва небольших легких частных аппаратов у Луны. Особой научной пользы от них вряд ли дождемся — это так называемые «демонстраторы технологий». Недавно глава компании Blue Origin Джефф Безос представил концепт тяжелого посадочного аппарата для доставки грузов и людей на поверхность Луны. Таким образом, крупные космические частники также начали борьбу за кусок лунного пирога.

НАСА планирует пользоваться услугами частных компаний для решения транспортно-логистических задач лунной программы. В будущем сравнительно недорогие частные аппараты могут создать достойную альтернативу большим дорогостоящим орбитальным и посадочным станциям государственных агентств.

Зачем Трампу Луна

Самые масштабные и близкие к реализации планы по новому штурму на сегодня у США. Есть несколько причин, почему НАСА вновь интересуется Луной. Попробуем кратко проанализировать их. Во-первых, политическая. В 2017 году американский президент Трамп объявил Новую космическую директиву, в которой планируется возвращение США на Луну, но, в отличие от программы «Аполлон», НАСА должно действовать в тесном сотрудничестве с коммерческими партнерами. Проще говоря, некоторые функции, такие, например, как доставка грузов на лунную поверхность, перейдут к частникам. Луна была объявлена важным шагом на пути к Марсу, причем упор теперь делается не на «прилететь, воткнуть флаг и убраться восвояси». Луна рассматривается как место постоянного присутствия человека.

Врезка

Во-вторых, экономическая. Для пилотируемой миссии на Марс нужны куда большие капиталовложения, а счастливые 60-е, когда годовой бюджет НАСА мог достигать 4% от бюджета страны, давно прошли. Самая недорогая цель за пределами околоземных орбит — спутник нашей планеты.

В-третьих, технологическая. Пилотируемая миссия на Марс — это технически крайне сложная, хотя и выполнимая при современном уровне технологий задача. Луна нужна как полигон, «песочница», чтобы отработать технологии и подготовить экипажи для будущей миссии на Марс.

А что же по железу? До Луны ведь на бумаге не улетишь. С этим дело обстоит неплохо. У НАСА остался задел в виде пилотируемого корабля «Орион», который изначально должен был стать частью программы Constellation Джорджа Буша — младшего, преследовавшей ту же цель — вернуть человека на Луну. Программу отменил Обама в 2010-м, но уже начавший обрастать плотью корабль бросать было жалко, и НАСА продолжило его разработку и испытания.

Космический аппарат «Орион». Фото: NASA

В 2014 году спускаемый аппарат (отсек экипажа) «Ориона» прошел испытания в космосе (миссия EFT-1), совершив два витка вокруг Земли с максимальным удалением (апогеем) около 5 тыс. км — намного выше орбиты МКС (400 км). Также не обойтись без сверхтяжелой ракеты носителя, способной доставить более 95–130 т полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту и 26–37 т на окололунную орбиту (в зависимости от модификации ракеты). У НАСА не было носителя такого класса еще со времен, когда отправили на пенсию ветерана первых лунных миссий, «Сатурн V». Пришлось создавать ракету Space Launch System (SLS), которая сможет выводить пилотируемый корабль и один из модулей будущей окололунной станции одним пуском. Не все в ее разработке идет гладко, однако первый пуск ожидается уже в 2020 году.

«Орион» задуман как маршрутное такси для глубокого космоса, которое сможет доставлять в окрестности Луны четырех членов экипажа. Но как будет называться остановка? Окололунная орбитальная станция, или Lunar Gateway — эта небольшая станция задумана как форпост человечества в окололунном пространстве. Основную роль в ее создании американское агентство оставляет себе, однако приглашает к участию своих старых партнеров по МКС, в том числе и Роскосмос.

Международная окололунная станция Gateway. Ее строительство планируется начать в 2022 году с двигательно-энергетического модуля, создаваемого компанией Maxar по заказу НАСА. Фото: NASA

Но станция — не самоцель. К ней планируется пристыковать двухступенчатый посадочный корабль, в котором на поверхность Луны будут отправляться исследовательские миссии. Новая лунная программа НАСА носит название Artemis («Артемида»), по имени греческой богини Луны и сестры бога Аполлона, причем первая посадка запланирована уже на 2024 год (миссия Artemis 3).

НАСА планирует вернуть людей на поверхность Луны уже в 2024 году. На этот раз в экипаже будет первая женщина на Луне. Фото: NASA

Сроки в космонавтике рутинно сдвигаются вправо, поэтому поживем — увидим. Непонятно также, будет ли в проекте участвовать Россия. НАСА предложило нам сделать вклад в станцию в виде многоцелевого модуля (шлюза).

Китайцы тоже планируют оставить свои следы в лунной пыли. Сегодня они активно работают над сверхтяжелым носителем Long March 9 («Великий поход 9»). Испытательный пуск назначен на 2028 год. Грузоподъемность у новой китайской ракеты будет внушительная — 140 т на низкую околоземную орбиту, 44 т к Луне. Это сравнимо с «Сатурном V» и новой ракетой NASA SLS. Такой козырь позволить китайцам наравне с США запускать пилотируемые миссии к Луне и доставлять модули для базы на ее поверхности.

Мы не зря назвали запуск первого китайского лунного аппарата к Луне началом новой космической «гонки», хотя Япония, а не Поднебесная, стала третьей страной, запустившей лунную миссию. Японцы в пилотируемой космонавтике склонны не конкурировать, а сотрудничать. Вот и в проекте Gateway они, скорее всего, будут создавать свой модуль. Также в Gateway сделают свой вклад Канада (рука-манипулятор Canadarm 3) и Европа (несколько модулей плюс служебный модуль корабля «Орион»).

Российский след на Луне и пилотируемый корабль «Федерация»

Программа по изучению Луны была составлена Институтом космических исследований РАН (ИКИ РАН) еще в 2014 году. Она состоит из автоматической и пилотируемой частей. В Федеральной космической программе на 2016–2025 годы предусмотрено создание не менее пяти автоматических аппаратов для исследования Луны и доставка образцов лунного грунта на Землю. На данный момент запуск первого из них — тяжелой посадочной станции «Луна-25», которая должна исследовать район южного полюса Луны, еще не состоялся. Он несколько раз переносился и сейчас намечен на 2021 год.

Первый этап российской лунной программы включает в себя четыре автоматические орбитальные и посадочные миссии. Фото: pvsm.ru

Также в программе указано «развертывание работ, связанных с ракетой-носителем тяжелого класса для выведения тяжелых автоматических космических аппаратов, пилотируемых кораблей и орбитальных модулей на траектории полета к Луне, облета Луны и лунных орбит». Предусмотрено не менее трех пусков нового пилотируемого транспортного корабля для его летной отработки.

С точки зрения российской академии наук, обратная сторона Луны крайне удобна для размещения там радиотелескопов, поскольку туда не доходят радиопомехи от Земли. Также там можно размещать станции для предупреждения астероидной и кометной опасности.

В выступлении главы Роскосмоса Дмитрия Рогозина в мае 2019 года сказано, что первый полет транспортного пилотируемого корабля «Федерация» запланирован на 2022 год, а уже на 2028-й — первый запуск корабля на полярную окололунную орбиту.

По нашим оценкам, пилотируемой высадки на поверхность российских космонавтов следует ждать уже после 2030 года. Здесь ключевой фактор — сроки создания и успешных испытаний сверхтяжелого носителя для лунных пилотируемых миссий, работа над которым сейчас ведется. Также понадобится лунный взлетно-посадочный комплекс и разгонный блок для доставки связки из пилотируемого корабля «Федерация» и посадочного модуля к Луне.

Также интересным пунктом выступления стала перспективная идея использовать антропоморфных (человекоподобных) роботов-аватаров на поверхности Луны, управляемых операторами с расстояния.

Много раз с начала 2000-х годов озвучивалась перспективность полетов на Луну для российской космонавтики. Остается надеяться, что запланированные автоматические миссии состоятся и за ними все-таки последуют пилотируемые полеты к другому небесному телу. Это достижение позволит сильно поднять престиж нашей космонавтики и привлечь молодые кадры в отрасль.

Завершая этот обширный экскурс по лунной космонавтике первой половины XXI века, надо подчеркнуть, что сам термин «Лунная гонка 2.0», конечно, немного шуточный. Спустя полвека после настоящей геополитической гонки новые лунные проекты отличает кооперация разных стран в деле научных исследований нашего спутника. Надеемся, что наша страна сможет сделать свой достойный вклад в эту общую задачу. А дальше нас всех ждет Марс.

Загрузка...