Американцы стремятся вернуться на Луну с программой Artemis
Почему Луна важна?
Основной вопрос от скептиков: зачем человечеству вообще заниматься освоением Луны? Один раз у американцев это удалось (если это действительно так), и этого достаточно. Зачем там находиться? На Земле хватает неразрешимых проблем. Это правда, но есть несколько нюансов. Лунная гонка XX века, ставшая для США настоящим испытанием, привела к множеству полезных результатов. Их можно назвать побочными продуктами Лунной программы.
Наиболее известными являются первые в мире массовые интегральные микросхемы, созданные для Apollo Guidance Computer (AGC). Для программы Apollo потребовалось столько интегральных микросхем от Intel, что компании пришлось значительно увеличить объемы производства. С увеличением массовости цена на единицу упала — с 1000 долларов до 25. Всего за восемь лет с 1960 года. С тех пор интегральные микросхемы стали определяющими для мира.
В процессе длительной работы над лунной программой американцы освоили создание программного обеспечения с высоким уровнем надежности, усовершенствовали (для своего времени) водородные топливные элементы, а также разработали технологические прототипы сотовой связи, Wi-Fi и Bluetooth. Нельзя утверждать, что эти технологии не появились бы вообще, но сроки их появления явно сдвинулись бы.
Из менее значительных побочных технологий, возникших в рамках Apollo, можно отметить тефлон, которым покрывались подшипники. По оценкам NASA, каждый доллар, вложенный в Apollo, к 1980-м годам вернул 7–14 долларов в виде новых технологий и продуктов. К 2020-м эта сумма возросла до 20–30 долларов благодаря долгосрочным эффектам. В общем, что бы земляне ни осваивали в космосе, это в конечном итоге принесет свои плоды.
В XX веке лунная программа США, подобно советскому проекту освоения околоземной орбиты, стала технологическим вызовом, который следовало бы создать. В настоящее время наблюдается определенный технологический застой и замедление прогресса. Явно не хватает амбициозных задач, для решения которых требуется объединение усилий всего государства.
Человек снова отправляется на Луну. Так решили в США и Китае. Зачем? Помимо всего вышесказанного, Луна предлагает множество значительных преимуществ. Геологи планируют исследовать на примере Луны историю формирования Земли. Низкая гравитация и вакуум создают идеальные условия для экспериментов в материаловедении, биологии и фундаментальной физике. Дальняя сторона Луны является единственным местом в ближнем космосе, полностью защищенным от земных радиопомех. Кроме того, там имеется большое количество воды, что означает наличие кислорода, водорода и топлива.
Существует и более прагматичный интерес. В лунном реголите содержится до миллиона тонн гелия-3 — потенциального топлива для термоядерного синтеза. Один полет космического грузовика туда и обратно может принести топлива на триллион долларов. Хотя коммерческий синтез еще далек от реальности, Китай и Индия, например, уже резервируют участки для добычи. В общем, возможности есть, нужно лишь приложить усилия.
Кто станет вторым?
В последние годы успехи в изучении 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 высадилась у южного полюса и выпустила миниатюрный (26 кг) луноход «Прагьян». Годом позже китайская станция «Чанъэ-6» мягко приземлилась на обратной стороне Луны и также доставила луноход.
История, которую не хочется вспоминать: 19 августа 2023 года модуль «Луна-25» упал на поверхность Луны со скоростью 1,7 км/с. Сбой в бортовой электронике нарушил работу тормозных двигателей во время спуска. Однако «Роскосмос» не теряет надежды и уже озвучивает планы на будущее. В 2028 году к Луне должна отправиться орбитальная станция «Луна-26», задача которой — выбрать правильное 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». Спустя три года миссия «Луна-28» должна обеспечить доставку образцов лунного грунта в Россию. К середине 2030-х годов на естественном спутнике должен работать тяжелый (около 3 тонн) луноход в рамках миссии «Луна-30».
Следует отметить, что россияне не планируют приземляться даже в самом оптимистичном сценарии развития событий. У «Роскосмоса» исключительно беспилотная программа — это дешевле и не менее эффективно. Политические дивиденды, конечно, будут менее значительными. В Институте геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН ведутся работы 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 отвечать за вывод полезной нагрузки за пределы орбиты Земли. На этом, в общем-то, и всё.
Перспективные российские луноходы — «Геолог-Разведчик» и «Робот-Геолог»
Что же у конкурентов? У американцев программа Artemis, запущенная NASA в 2017 году, представляющая собой многоступенчатый план возвращения астронавтов на Луну. Основное внимание уделяется южному полюсу — региону, богатому водяным льдом, который, как уже упоминалось, может стать ресурсом для получения 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 были выявлены дефекты теплозащитного экрана, требующие доработки. Artemis II — первый пилотируемый облёт Луны — запланирован на апрель 2026 года с экипажем из четырех астронавтов. Это будет тестирование систем жизнеобеспечения и коммуникаций. Вероятно, сроки снова сдвинутся. Например, вариант Artemis III, прилунение которого перенесли на 2027 год. Все дело в ракете Starship Илона Маска, которая пока не соответствует требованиям NASA по надежности. Но даже если очередное прилунение американцев произойдёт на два-три года позже запланированного, они всё равно опередят всех.
На это у США выделено немало средств — к началу 2026 года бюджет Artemis достигнет ста миллиардов долларов. К 2028 году Artemis IV будет работать в паре с лунной орбитальной станцией Lunar Gateway, которую представляют как международный проект. В 2023 году Artemis VII планирует осуществить пятую пилотируемую высадку на Луну, в ходе которой на ее поверхность будет доставлена ракетой SLS Block 1B обитаемая мобильная платформа Lunar Cruiser («Лунный крейсер»). Это будет лунный автомобиль, позволяющий экипажу из нескольких астронавтов совершать поездки продолжительностью до сорока пяти дней. В дальнейшем в планах создание полноценной лунной станции.
Чанъэ-5
Китайская лунная программа, названная в честь богини Луны Чанъэ, — это проект CNSA (China National Space Administration), разделенный на три этапа. Сначала орбитальные миссии, затем — высадки, возвращение образцов и строительство базы. В 2026–2027 годах китайцы планируют посадку на Южный полюс Луны для поиска ресурсов. «Чанъэ-8» к 2029 году должен перейти к 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 упомянутого Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского также включены в международный проект. Одно из изданий сообщает:
В Институте тестируют технологию создания строительных материалов для будущей базы из аналога лунного грунта. В качестве сырья используется имитатор реголита VI-T, который максимально похож на оригинал 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 быстро создавать небольшие изделия сложной формы: винтики, болты, кольца и другие малогабаритные конструкции. Однако метод требует значительных энергетических затрат, поэтому его применение возможно только после создания развитой энергетики на Луне.
Но это всё в далеком будущем, 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