Американцы стремятся к Луне с программой Artemis
Почему нам нужна Луна?
Основной вопрос от скептиков: зачем человечеству вообще добиваться освоения Луны? Один раз американцам удалось (если это действительно так), и этого достаточно. На Луне нечего делать. На Земле множество актуальных проблем. Это правда, но есть несколько моментов. Лунная гонка XX века, ставшая настоящим вызовом для американцев, привела к множеству полезных результатов. Назовем их побочными продуктами Лунной программы.
Наиболее известным являются первые в мире массовые интегральные микросхемы, созданные для Apollo Guidance Computer (AGC). В связи с программой Apollo требовалось так много микросхем от Intel, что компании пришлось значительно увеличить объемы производства. С массовым производством цена упала – с 1000 долларов за изделие до 25. Всего за восемь лет начиная с 1960 года. С тех пор интегральные микросхемы стали доминировать в мире.
В процессе длительной работы над лунной программой американцы освоили создание программного обеспечения с высокой надежностью, усовершенствовали (для своего времени, конечно) водородные топливные элементы и разработали технологические прототипы сотовой связи, Wi-Fi и Bluetooth. Нельзя утверждать, что эти технологии не появились бы вовсе, но сроки их создания однозначно сместились бы.
Среди менее значительных побочных технологий, возникших в рамках Apollo, можно упомянуть тефлон, который использовался для покрытия подшипников. По оценкам NASA, на каждый доллар, вложенный в Apollo, к 1980-м вернулось 7–14 долларов в виде новых технологий и продуктов. К 2020-м эта цифра возросла до 20–30 долларов благодаря долгосрочным эффектам. В конечном итоге, что бы человечество ни осваивало в космосе, со временем это обязательно окупится.
В XX веке лунная программа США, как и советский проект по освоению околоземной орбиты, стали технологическими вызовами, которые необходимо было создать. Сейчас наблюдается определенный застой технологий и замедление прогресса. Ощущается острый дефицит амбициозных задач, для решения которых потребуется объединение усилий всего государства.
Человек возвращается на Луну. Так решили в США и Китае. Почему? Кроме вышеизложенного, Луна предлагает множество значительных преимуществ. Геологи стремятся изучить на примере спутника историю формирования Земли. Низкая гравитация и вакуум создают идеальные условия для исследований в области материаловедения, биологии и фундаментальной физики. Далёкая сторона Луны – единственное место в ближнем космосе, полностью защищенное от земных радиопомех. А ещё там имеется много воды, что означает наличие кислорода, водорода и топлива.
Существует и более практический интерес. В лунном реголите скопилось до миллиона тонн гелия-3 – потенциального топлива для термоядерного синтеза. Один полёт космического грузовика туда и обратно мог бы принести топлива на триллион долларов. Хотя коммерческий синтез ещё далек от реальности, Китай и Индия уже резервируют участки для добычи. В общем, возможности есть, нужно лишь поработать.
Кто станет вторым
В последние годы успехи в освоении Луны связаны не с Россией и даже не с США. На передний план вышли индийцы и китайцы. В 2023 году автоматическая станция «Чандраян-3» успешно приземлилась у южного полюса и выпустила миниатюрный (26 кг) луноход «Прагьян». Годом позже китайская станция «Чанъэ-6» мягко села на обратной стороне Луны и также доставила луноход.
История, которую хочется забыть: 19 августа 2023 года на поверхность Луны со скоростью 1,7 км/с упал модуль «Луна-25». Сбой в бортовой электронике нарушил работу тормозных двигателей во время спуска. Однако «Роскосмос» не унывает и уже озвучивает планы на будущее. В 2028 году к Луне должна отправиться орбитальная станция «Луна-26», которая определит подходящее место для посадки на обратной стороне спутника. Затем, последовательно в 2029 и 2030 годах, на южный полюс приземлится «Луна-27.1», а на северный — «Луна-27.2». Через три года миссия «Луна-28» должна доставить в Россию образцы лунного грунта. К середине 2030-х годов на естественном спутнике уже будет работать тяжелый (около 3 тонн) луноход в рамках миссии «Луна-30».
Стоит отметить, что россияне не планируют приземляться даже при самом оптимистичном сценарии. У «Роскосмоса» исключительно беспилотная программа – это дешевле и не менее эффективно. Политические дивиденды, скорее всего, будут менее значительными. В Институте геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН продолжается работа над роботизированными машинами «Геолог-Разведчик» и «Робот-Геолог». В следующем году обещают представить подробную концепцию освоения Луны от Российской Академии наук.
Это не всё. С 2009 года в России разрабатывается многоразовый корабль «Орел», который должен стать основным элементом лунной миссии – на этом аппарате группа людей сможет облететь естественный спутник Земли. Мощная ракета «Ангара» будет выводить полезную нагрузку за пределы земной орбиты. На этом, собственно, и всё.
Перспективные российские луноходы — «Геолог-Разведчик» и «Робот-Геолог»
Что же у конкурентов? У американцев программа Artemis, запущенная NASA в 2017 году, представляет собой многоступенчатый план по возвращению астронавтов на Луну. В центре внимания – южный полюс, регион, богатый водяным льдом, который, как упоминалось ранее, может стать ресурсом для производства топлива и кислорода.
На данный момент Artemis столкнулся с несколькими задержками из-за технических проблем. Беспилотный полет Artemis I в ноябре 2022 года успешно протестировал ракету SLS (Space Launch System) и капсулу Orion, хотя выявил недостатки в теплозащитном экране, требующие доработок. Artemis II — первый пилотируемый облёт Луны — запланирован на апрель 2026 года с экипажем из четырёх астронавтов. Это будет проверка систем жизнеобеспечения и связи. Вероятно, сроки снова будут сдвинуты, как это уже не раз происходило. Например, планируемое прилунение Artemis III отложено до 2027 года. Всё дело в ракете Starship Илона Маска, которая пока не соответствует требованиям NASA по уровню надежности. Но даже если американцы приземлятся на два-три года позже, они всё равно опередят всех.
Средства на это выделены значительные – к началу 2026 года бюджет Artemis составит сотни миллиардов долларов. К 2028 году Artemis IV будет работать совместно с лунной орбитальной станцией Lunar Gateway, которая позиционируется как международный проект. В 2023 году Artemis VII планирует осуществить пятую пилотируемую высадку на Луну, в ходе которой на её поверхность будет доставлена ракетой SLS Block 1B обитаемая мобильная платформа Lunar Cruiser («Лунный крейсер»). Это будет лунный транспорт, в котором экипаж из нескольких астронавтов сможет находиться до сорока пяти дней. Далее в планах – создание полноценной лунной станции.
Чанъэ-5
Китайская лунная программа, названная в честь богини Луны Чанъэ, представляет собой проект CNSA (China National Space Administration), разделённый на три этапа. Вначале орбитальные миссии, затем – приземления, возвращение образцов и строительство базы. В 2026–2027 годах китайцы планируют высадку на Южный полюс Луны для поиска ресурсов. «Чанъэ-8» к 2029 году должен дойти до стадии демонстрации технологий в рамках проекта Международной лунной исследовательской станции. Кстати, КНР реализует эту программу совместно с Россией. Отечественные инженеры отвечают, в том числе, за малогабаритные энергетические установки. Разумеется, на ядерном топливе. Исследователи из упоминаемого Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского также участвуют в международном проекте. Издание «Монокль» сообщает:
В Институте тестируют технологию создания строительных материалов для будущей базы из аналога лунного грунта. В качестве сырья используется имитатор реголита VI-T из пепла и золы камчатского вулкана Толбачик, максимально приближенный к оригиналу по химическому и минеральному составу. «Аналог лунного грунта производится методом лазерного спекания, при котором мощный и тонкий луч направленного света сплавляет частицы исходного материала. В результате получается образец размером 5 на 15 миллиметров с характеристиками твердости, достаточными для применения в условиях космоса», — объясняет младший научный сотрудник лаборатории геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН Иван Агапкин. По его словам, технология позволяет оперативно создавать небольшие изделия сложной формы: винтики, болты, кольца и прочие малогабаритные конструкции. Однако метод энергозатратен, поэтому его применение возможно только после появления на Луне развитой энергетики.
Но это всё отдалённое будущее, а к 2030 году первый тайконавт окажется на Луне. Доставить его (вероятно, не одного) должен космический корабль «Ланьюз». И сделает это Пекин совершенно без помощи России.
- Евгений Федоров