Желанная Луна - кто собирается туда и почему

50 лет назад Советский Союз и США соревновались между собой в гонке на Луну. Но после завершения полетов «Аполлонов» вокруг спутника Земли все утихло. Сегодня снова поднимается вопрос освоения Луны, и некоторые страны уже имеют свои амбициозные лунные программы. Это начало новой лунной гонки?

Когда 4 октября 1957 года с российского космодрома Байконур на околоземную орбиту был запущен небольшой шар диаметром 58 см под названием «Спутник», это событие послужило стартовым сигналом для «лунной» гонки. Запад был шокирован известием, что русским удалось вывести спутник на околоземную орбиту до американцев. Это произошло в самом начале холодной войны, и, таким образом, конкуренция между системами была перенесена в космос.

Почему были прекращены миссии «Аполлонов»

Амбиции обеих стран способствовали активизации их космических программ. Уже в сентябре 1959 года русские доставили на Луну космический зонд «Луна-2», а в 1961 году Юрий Гагарин первым совершил полет вокруг Земли на космическом корабле. Однако первая успешная высадка людей на Луну была осуществлена американцами. В рамках полета «Аполлона-11» Нил Армстронг рано утром 21 июля 1969 года вышел на Луну в «Море спокойствия», за ним последовал его коллега-астронавт Базз Олдрин. После пяти последующих полетов "Аполлонов", в результате которых к декабрю 1972 года на Луне побывало в общей сложности 12 астронавтов, данная программа была прекращена.

С тех пор ни один человек более не ступал на Луну и споры вокруг спутника Земли прекратились. Соперничество двух стран закончилось ввиду слишком высоких финансовых расходов - его сменили другие проекты, новые темы и миссии в области космических исследований, такие как:
• Исследования Марса,
• Международная космическая станция с ее научными проектами и жизнедеятельностью,
• Запуск программ для спутников связи и другие.

В исследованиях космоса стали принимать участие новые страны, и с недавнего времени на сцену вышли серьезные частные космические компании.

Луна как плацдарм для прыжка в дальний космос

В настоящее время снова появился интерес к исследованиям спутника Земли. Значительно возросло и количество конкурентов. К счастью, несмотря на конкуренцию, политические предзнаменования изменились – сегодня почти всегда в центре внимания находится глобальное сотрудничество. Люди поняли, что сообща можно достигнуть большего, особенно в сфере космоса.

Цели запуска лунных программ также изменились. Сегодня мы понимаем, что Луна – это наш учебник по истории. Исследования спутника помогают нам лучше понять происхождение Земли и Солнечной системы. Кроме того, любознательный взгляд человека все больше и больше направлен в глубины космоса, в первую очередь на Марс. Для США, например, Луна объявлена опытным полем для полетов на Марс. Этот промежуточный шаг позволит разработать необходимые технологии для пилотируемой программы исследования Марса.

США: Политическое давление толкает NASA вперёд

Американцы уже с нетерпением ждут следующей посадки на Луну. В марте 2019 года вице-президент США Майк Пенс в своей речи в Национальном космическом совете в рамках космической политики объявил о возвращение астронавтов на Луну в 2024 году. После того, как в декабре 2017 года президент США Дональд Трамп уполномочил NASA отправить астронавтов на Луну, политическое давление на космическое агентство значительно возросло. По словам Пенса, NASA долгое время работала слишком медленно и в течение последних 15 лет не проводила конкретных исследований отдаленных областей космоса. Предыдущий график, предусматривающий высадку человека на Луну в 2028 году, посчитался неудовлетворительным. Ведь полвека назад на подготовку полета на Луну ушло всего восемь лет.

Многие однако сомневаются, что политические цели могут быть реализованы таким образом. Надо учитывать то, что у США все еще нет обеспеченного финансирования лунной программы, нет ни лунного спускаемого корабля, ни лунных аппаратов для передвижение по поверхности спутника. Хотя космический корабль «Орион», в котором астронавты должны облететь Луну, почти готов, но строительство сверхтяжелой ракеты SLS, спроектированной для дальних полетов, затягивается все больше и больше. Ранее сообщалось, что полет SLS к Луне NASA планировала в 2019 году.

Новый план NASA предусматривает высадку на Луну в 2024 году

Тем временем NASA представила совершенно новый график: 37 рейсов до 2028 года и первую пилотируемую высадку на Луну в 2024 году. Параллельно будет начато строительство новой космической станции – «Lunar Orbital Platform-Gateway» (LOP-G) – вблизи Луны. С этого форпоста, который, в отличие от МКС, не будет постоянно обитаемым, астронавты могли бы высаживаться на Луну для краткосрочного пребывания. Затем планируется строительство первых, пригодных для проживания поселений для людей.

Уже в июне 2019 года NASA публично призвало представителей космической промышленности представить идеи о том, каким образом будущая космическая станция может быть обеспечена инструментами, материалами и научными данными в ходе строительства и эксплуатации. По данным NASA, стоимость контракта на все услуги Gateway в течение 15 лет составит $7 млрд.

Китай: «Богиня Луны» хочет принести в дар Земле образцы пород спутника

3 января 2019 года китайский зонд «Chang'e 4» осуществил посадку на обратную сторону Луны. Этим сложным техническим шагом молодое космическое государство Китай показало, что от него можно ожидать. Примерно 11 лет назад Китай объявил о своей амбициозной лунной программе. Первым орбитальным аппаратом стала «Чанъэ?-1» (Chang'e 1) – китайская автоматическая межпланетная станция, названная в честь богини Луны, которая была запущена 24 октября 2007 года. Зонд вращался вокруг Луны около 16 месяцев, составил карту спутника в формате 3D и, наконец, врезавшись в поверхность Луны в районе Моря Изобилия (Mare Fecunditatis) он собрал данные о составе лунного грунта. Другие зонды «Чанъэ?-2» в 2010 и «Чанъэ?-3» в 2013 годах (КНР стала третьей страной после СССР и США, создавшей технологию для посадки на Луну) предоставили снимки лунной поверхности с высоким разрешением и, наконец, миссия «Чанъэ?-4» доставила луноход «Юйту-2» (Yutu – «Нефритовый заяц») на поверхность. В течение 31 месяца «Нефритовый заяц» исследовал лунную поверхность, обнаружив на Луне новые грунтовые породы.

Следующим шагом китайцев будет зонд «Chang'e 5», который планируется отправить на Луну в декабре 2019 года. «Чанъэ-5» будет первой китайской возвращаемой экспедицией, в ходе которой предполагается доставить на Землю до 2 килограммов лунного грунта и образцов горных пород. Если эта миссия будет успешной, Китай станет третьей страной, которая вернет лунные образцы после США (1969-1972) и СССР (1971-1976) на Землю. За пятой миссией последует шестая. «Чанъэ-6» – это еще одна миссия по возвращению проб горной породы, запланированная на 2023 или 2024 год.

Пилотируемая высадка на Луну и строительство «Лунного замка»

Все миссии «Chang'e» выполняются в автоматическом режиме. В конечном итоге, они должны послужить подготовкой к высадке человека на Луну в 2030-х годах. Целью этих миссий будет строительстве пилотируемого научного форпоста на южном полюсе Луны. В течение многих лет Китай проводит тест на жизнь в «Лунном замке» (Lunar Palace) – прототипе лунной базы, которую планируется построить за более чем 350 тысяч километров от Земли. Люди, животные, растения и микроорганизмы будут существовать в замкнутой экосистеме, в которой кислород, вода и продукты питания будут рециркулироваться для создания земных условий посреди лунного пространства.

Хотя Китайское национальное космическое управление CNSA (China National Space Administration) сотрудничает с такими партнерами, как ESA и другими странами, университетами и частными космическими компаниями, в остальном оно стремится к независимости. Большинство компонентов CNSA строит в собственной стране.

«Лунная деревня» – все европейцы под одной крышей

Европейское космическое агентство ESA внесло важный вклад в создание американского космического корабля «Orion», предназначенного для исследования Луны и глубин космоса. Сервисный модуль (European Service Module) длиной 4,5 метра был создан 20 европейскими компаниями. Модуль должен обеспечивать энергией, водой, воздухом для дыхания и электричеством команду из четырех человек. Сервисный модуль так же будет создавать в космосе необходимую тягу. Service Module является частью соглашения ESA и США о компенсации расходов, связанных с участием в финансировании МКС.

Но европейцы так же имеют свои планы насчет Луны. «Лунная деревня» (Moon Village) – это название будущего поселения на поверхности нашего спутника.

«В Лунной Деревне мы хотим объединить возможности различных космических держав, будь то в форме роботов или астронавтов. Участники этой постоянной лунной базы смогут работать в самых разных областях: научных и фундаментальных исследованиях, коммерческой деятельности, таких как, например, добыча сырья или туризм», – говорит генеральный директор ESА Иоганн-Дитрих Вёрнер. Проект «Moon Village» будет разработан в рамках ассоциации «Moon Village Association» – неправительственной организации, тесно сотрудничающей с ESA.

Подготовка к условиям лунной среды

Шеклтон (Shackleton) – это ударный кратер на видимой стороне Луны в непосредственной близости от Южного полюса Луны. Благодаря своему особому расположению, некоторые пики на краю кратера всегда освещены Солнцем, в то время как внутренняя часть кратера постоянно затенена.

Поэтому кратер обсуждается как одно из возможных мест для строительства лунной базы, так как солнечные батареи, установленные на его вершине, позволят обеспечить постоянное электроснабжение. Внутри кратера возможно существует водяной лед, который обеспечит поселенцев водой, кислородом и пойдет на производство топлива. Для жилья предусмотрены конструкции типа надувных модулей, оболочки для защиты от радиации, экстремальных температур и ударов астероидов.

В рамках подготовки к борьбе с враждебной лунной средой на Земле в течение многих лет проводятся тренировки. Например, на Канарском острове Лансароте, поверхность которого очень похожа на Луну. Немецкий астронавт ESA Матиас Маурер уже трижды побывал там, отрабатывая процесс сбора проб горных пород. С 2020 года имитация жизни на Луне так же будет отрабатываться в учебном центре «Luna», который в настоящее время строится вблизи Европейского центра астронавтов (EAC) в Кельне в рамках совместного проекта ESA и Германского аэрокосмического центра (DLR). Во время тренировок космонавты будут подвешиваться на веревках, чтобы уменьшить массу тела до одной шестой части, как на Луне, а вместо риголита пол в помещении будет посыпан вулканическим порошком.

ESA делится ноу-хау с частным сектором

Сотрудничество ESA с частным сектором развивается быстрыми темпами. В Берлине находится штаб-квартира новой космической компании PTScientists (Ученые с неполным рабочим днем), основанной в 2008 году и имеющей70 сотрудников. Ученые – многие из которых уже перешли на полный рабочий день – планируют и разрабатывают космический аппарат «ALINA» и ровер, которые будут использоваться на Луне. Проект финансируется и поддерживается частными компаниями, такими как Audi, Nokia и Vodafone. Если все пойдет хорошо, первый рейс состоится в 2021 году.

Европейское космическое агентство предоставит компании PTScientists экспертные знания и опыт. Например, эксперты Европейского центра управления спутниками ESA в Дармштадте проконсультируют по вопросам динамики полетов и управления полетами.

«Мы помогаем компании развивать ноу-хау, в тоже время и ESA заинтересована результатами сотрудничества. На самом деле, обе стороны могут извлечь выгоду из сотрудничества», – заявила недавно Андреа Акомаццо, глава отдела летных операций миссий изучения Солнца и планет ESA.

К сожалению, планы компании PTScientists стоят под вопросом, поскольку компания 5 июля 2019 года подала заявление о своей временной финансовой несостоятельности. Причиной явились незапланированные задержки в привлечении дополнительных средств инвесторов и субсидий для планируемой лунной миссии. Тем не менее, основатель компании Роберт Бёме уверен, что миссия должна состояться.

«Ходатайство о банкротстве немного отбросит нас назад, – сначала мы должны обеспечить дальнейшее финансирование компании вместе с управляющим процессом банкротства. Но благодаря явному прогрессу и успехам, которые мы смогли продемонстрировать в последние месяцы, у нас есть наилучшие предпосылки для того, чтобы выйти из процесса банкротства и реализовать нашу лунную миссию в соответствии с планом», – сообщает компания на своем вебсайте.

Лазеры PTScientists, расплавляющие лунный реголит

Ровер, на котором PTScientists хотят путешествовать по Луне, будет оснащен специальной лазерной системой. «Moonrise» – так называется этот проект, в котором участвует Лазерный центр Ганновера (LZH - Laser Zentrum Hannovere) и Института космических систем (IRAS) Брауншвейгского технического университета, которому, в свою очередь, оказывает финансовую поддержку фонд Фольксвагена. Цель проекта – расплавление лунной пыли в заранее определенные структуры с помощью лазера. После охлаждения твердый материал может использоваться, например, в качестве строительного материала для « Лунной деревни». В настоящее время проектная группа работает над интеграцией лазера в нишу на нижней стороне ровера.

Израиль: неудачная посадка аппарата «Bereshit»

На короткое время казалось, что Израиль – после США, СССР и Китая – будет четвертым государством, успешно приземлившимся на Луну. 22 февраля 2019 года космический аппарат «Берешит» отправился с авиабазы на мысе Канаверал во Флориде на борту ракеты «Falcon-9» на Луну. По вытянутым элипсоидным орбитам он несколько раз облетел вокруг Земли и, наконец, достиг лунной орбиты. Однако запланированная посадка в Море Ясности (Mare Serenitatis) провалилась, потому что в решающий момент двигатель, который должен был замедлить аппарат, отказал. Несмотря на неудачу прилунения Израиль стал седьмой страной, вышедшей на орбиту Луны.

Индия: побродить по Южному полюсу

Индия сейчас может оказаться четвертой страной, которой удалось посадить свой аппарат на Луну. 15 июля 2019 года был запланирован запуск второй миссии индийского космического агентства ISRO «Чандраян-2» (изначально проект планировалось реализовать совместно с Российским космическим агентством. Однако, после неудачи с аппаратом Фобос-Грунт в 2011 году, Роскосмос выдвинул ряд дополнительных требований, в том числе по массе лунохода, после чего Индия решила запускать аппарат самостоятельно). Запуск несколько раз откладывался, но состоялся 22 июля этого года.

Цель миссии «Чандраян-2» – выяснить, сколько водяного льда содержится в кратерах на обоих полюсах Луны, что является прямым продолжением миссии «Чандраян-1», впервые обнаружившей на Луне воду. В начале сентября 2019 года посадочный аппарат «Vikram» с луноходом должен приземлиться на Луну вблизи Южного полюса. Луноход будет исследовать поверхность. Возврат лунных пород не предусматривается.

Япония: промышленные предприятия и челночные перевозки

Место в ракете «Falcon 9» американской космической компании SpaceX заказала и японская компания iSpace, базирующаяся в Токио. В 2020 году она планирует вывести на стабильную орбиту Луны свой аппарат, а годом спустя посадить ровер «Hakuto-R» на ее поверхность. В долгосрочной перспективе iSpace планирует построить собственный промышленный объект на поверхности Луны с помощью пилотируемых полетов. Этот объект будет главным образом производить топливо для обеспечения регулярного челночного сообщения между Землей и Луной.

Россия: космический корабль «Федерация» заменит «Союз»

А как же Россия, в прошлом крупнейший соперник США в гонке на Луну? Несмотря на то, что первые шаги по Луне в 1969 совершил американец, за три года до этого, Советский Союз совершил мягкую посадку на ее поверхность с космическим аппаратом «Луна-9». Космодром Байконур в Казахстане, с которого в то время был запущен зонд, является не только первым, но и крупнейшим космодромом мира. В настоящее время это единственный некитайский космодром для пилотируемых полетов, а российский корабль «Союз» по-прежнему является самым надежным средством передвижения для всех космонавтов, отправляющихся на МКС.

В рамках проекта «Федерация», который осуществляется в течении 10 лет, российское космическое агентство «Роскосмос» расчитывает построить космический корабль, способный к полетам в глубокий космос и пригодный для пилотируемых полетов на Луну. Его испытательные беспилотные полеты должны начаться в 2022 году. Роскосмос планирует осуществить первый пилотируемый полет к Луне в 2028 году. Россия также планирует участвовать в Gateway – форпосте человечества около Луны.

Перевод: Алевтина Щепеткова

Источник: m.vk.com