В 2022 году "Все собираются на Луну"

Страны стремятся исследовать ближайшего соседа Земли

Во время космической гонки времен "холодной войны" между Советским Союзом и Америкой миссии последней на Луну в основном имели политическую и техническую направленность

Сейчас, спустя полвека после того, как астронавты в последний раз ходили по Луне, наступает новая эра исследования Луны. На этот раз цель состоит не только в том, чтобы доставить людей и оборудование на спутник Земли или поблизости от него, но и в том, чтобы поддерживать там операции.

Все больше стран принимают участие в акции. Первый южнокорейский космический корабль - орбитальный аппарат - должен быть запущен этим летом. Объединенные Арабские Эмираты ( ОАЭ ) надеются осенью стать первой арабской страной, запустившей космический корабль на Луну.

Хотя в этом проекте участвуют другие страны, луноход "Рашид", о котором идет речь, строится Космическим агентством ОАЭ в Дубае. Он будет нести устройство, называемое зондом Ленгмюра, для изучения плазмы заряженных частиц, вызванной появлением на поверхности Луны солнечного ветра.

Космический центр Мохаммеда бин Рашида (ОАЭ) подписал контракт с японским стартапом iSpace. Соглашение предусматривает высадку на Луну первого в истории арабского ровера. Для этого будет использован разрабатываемый iSpace посадочный модуль Hakuto-R.

Hakuto-r также будет нести луноход размером с бейсбольный мяч (на фото) от японского космического агентства Jaxa . Он будет перемещаться в стиле дроидов из «Звездных войн» по поверхности Луны.

И Израиль также может скоро быть представлен Space il, спонсируемая филантропами организация, которая намеревается через пару лет высадить зонд на обратной стороне Луны - событием, совершенный пока только Китаем.

Индия также планирует отправить космический корабль на Луну в этом году - ее первая попытка (как и предыдущая попытка Space il ) разбилась о поверхность Луны в 2019 году.

Еще одна надежда - это Россия. Последний раз она "прилуняла" корабль «Луна-24» на Луну в 1976 году, когда он находился в составе Советского Союза. В наступающем году стартует и «Луна-25».

Однако самые амбициозные усилия по освоению Луны принадлежат Америке. Её космическое агентство НАСА стремится вернуть туда людей к середине десятилетия.

Вместо того, чтобы лететь прямо с Земли, как это сделал "Аполлон", на этот раз планируется построить космическую станцию на лунной орбите, известную как Gateway (Шлюз).

Здесь будет размещен шаттл под названием Human Landing System (HLS), в который астронавты пересядут для спуска на поверхность, где, в конечном счете, будет создан аванпост. После многих лет задержки этот проект, получивший название "Артемида", в честь богини Луны, которая была близнецом бога Солнца Аполлона, начинает продвигаться.

В наступающем году должно состояться по меньшей мере 18 лунных миссий, спонсируемых НАСА, некоторые из которых доставят оборудование и материалы для последующего использования. Запуск самой космической станции Gateway (Шлюз) запланирован на 2024 год.

Небеса не могут ждать

Защитная внешняя оболочка аванпоста жилья и логистики (HALO), как называется жилое пространство Gateway, строится в Турине франко-итальянской фирмой Thales Alenia Space в качестве вклада ESA, Европейского космического агентства.

Он будет отправлен в Америку в октябре. После того, как этот корпус будет прикреплен к остальной части HALO, а HALO, в свою очередь, соединен с силовым и двигательным элементом (PPE), всё жилое устройство будет поднято на околоземную орбиту. Затем (PPE) будет получать энергию от огромных солнечных батарей для питания ионных двигателей, которые будут медленно удалять его от Земли, пока 11 месяцев спустя он не выйдет на орбиту вокруг Луны.

ESA также внедряет ESPRIT, модуль, который позволит дозаправлять Gateway, как только он окажется на лунной орбите.

Канада создает “внешнюю роботизированную систему” станции, механическую руку. И Thales Alenia Space работает над вторым обитаемым модулем I—HAB совместным проектом JAXA и ESA, который также будет прикреплен после того, как ядро станции будет безопасно установлено.

Ожидается, что к ним присоединятся и другие страны. Ибо, помимо престижа, участие дает доступ к HALO астронавтам стран-участниц.

Дейв Оберг, который руководит операциями HALO в Northrop Grumman, главном подрядчике НАСА для этого подразделения, описывает HALO как «первую космическую базу данных» для лунной орбиты.

Начнем с того, что станция будет обитаема астронавтами всего месяц в году. Автоматизированные и дистанционно управляемые системы будут запускать его в другое время. Но в скором времени, по словам г-на Фуллера, появится возможность увеличить этот период до двух месяцев. Некоторые скептики могли бы посчитать это недостаточным периодом.

Международная космическая станция (МКС) непрерывно обитаема уже более 21 года. Но МКС вращается вокруг Земли всего на высоте 400 км или около того.

Дальние лунные операции будет гораздо сложнее поддерживать, не в последнюю очередь потому, что Gateway (Шлюз) и любая предполагаемая наземная база будут находиться вне радиационно-отклоняющих объятий магнитного поля Земли и, следовательно, будут нуждаться в усиленной защите.

Последовательность запуска проектов

Предполагается, что Артемида I, первый крупный запуск проекта, стартует с мыса Канаверал через несколько месяцев. Его научная полезная нагрузка скромна: 13 небольших “кубических спутников” для сбора данных о таких вещах, как обилие лунной воды.

Но его реальная цель - оценить ракету NASA massive Space Launch System (SLS) и связанную с ней капсулу экипажа под названием Orion, которая строится компанией Lockheed Martin. В ходе этой миссии капсула "Орион" без экипажа пролетит 64 000 км за пределы Луны, прежде чем вернуться на Землю и упасть в Тихий океан.

Следующий за этим, Artemis II, запланирован на 2024 год. SLS запустит капсулу Orion с присоединенным к ней сервисным модулем, построенным ESA .

Он доставит четырех астронавтов, один из которых канадский, на орбиту вокруг Земли. После двух витков, чтобы набрать скорость и, следовательно, высоту, космический корабль сбросит свою последнюю ступень. Затем экипаж будет проводить маневры возле этой "выброшенной" ступени, чтобы дать им почувствовать и понять, как на самом деле работает капсула, а также немного попрактиковаться в операциях «сближения и удаления», таких как стыковка.

В рамках этой миссии он доставит астронавтов примерно на 7 400 км за пределы Луны, то есть дальше от Земли, чем люди когда-либо находились за пределами Земли.

Полет Артемиды II, вероятно, продлится десять дней, хотя он может быть продлен до трех недель. И если все пойдет хорошо, то откроется дверь для Артемиды III, высадки на Луну в 2025 году - вероятно, около южного полюса Луны с командой из четырех человек, которые останутся там на шесть дней.

НАСА заявляет, что Artemis III поможет ей установить постоянный «первый плацдарм на лунной границе». Базовый лагерь Артемиды, как он будет называться, однажды должен "похвастаться демонстрацией" поездки астронавтов в негерметичном вездеходе (для коротких поездок в скафандрах), герметичной «обитаемой мобильной платформой» (для длительных путешествий) и жилыми помещениями, которые не являются частью лунного посадочного модуля. В конце концов, он должен быть способен прокормить четырех человек в течение месяца или двух.

Таков, по крайней мере, план. Тем не менее, SLS — уже с опозданием на несколько лет и шокирующим превышением бюджета — может быть опережен в своем первом полете системой звездолетов SpaceX. Многоразовый бустер этого типа более мощный и намного дешевле, чем SLS.

И версия самого звездолета с экипажем была включена в программу Artemis как первый HLS . Также разрабатываются планы на случай непредвиденных обстоятельств: перевод экипажа из капсулы Orion на Starship HLS будет осуществляться напрямую, а не через Gateway , на случай, если станция не будет готова вовремя.

Существование Starship ставит под сомнение весь проект Artemis. Во-первых, подходит ли SLS для запуска. Другая - это ценность окололунной инфраструктуры, такой как Gateway.

Циники рассматривают и то, и другое как каналы для переброски денег влиятельным аэрокосмическим фирмам и политически важным группам, как средства давления для возвращения на Луну - подозрение усиливается тем фактом, что они в значительной степени являются продолжением предыдущих, отмененных программ и стоят миллиарды долларов.

Если Starship проявит себя в 2022 году, контраст будет разительным, и альтернативный подход с использованием его или какой-либо конкурирующей системы частного предприятия и полного отказа от Gateway может показаться весьма привлекательным.

Однако, как бы ни повернулись события, Америка не одинока в своем желании создать аванпосты на Луне и вокруг нее. Примечательным событием стало то, что Китай и Россия объявили в июне 2021 года о своем намерении построить совместную Лунную базу и космическую станцию на лунной орбите — хотя, по словам официальных лиц, Международная лунная исследовательская станция, как в совокупности называются эти орбитальные и наземные аванпосты, не получит людей на борту по крайней мере до 2036 года.

Луна-25 и две последующие миссии в настоящее время являются частью этих усилий. Как и все более сложные миссии Китая в Чанъэ, названные, как и Артемида, в честь богини Луны. Достижения программы Чанъэ выходят далеко за рамки ее деятельности на обратной стороне Луны. Китай использовал радар для зондирования под поверхностью Луны. В 2020 году Чанъэ 5 привез домой несколько образцов. В 2024 году Чанъэ-6 должен приступить к созданию роботизированной исследовательской станции на Луне.

Заметным препятствием для всего этого является радиация, потому что от нее страдают не только люди. Оборудование тоже подвержено разрушению. Как следствие, компоненты, разработанные для использования в спутниках, работающих около Земли и, таким образом, защищенные магнитным полем планеты, скорее всего, быстро выйдут из строя при воздействии суровых условий более глубокого космоса. Чтобы проиллюстрировать эту мысль, Тимоти Чичан, главный дизайнер Lockheed Martin по исследованию космоса, отмечает, что, несмотря на сильную защиту, электроника Orion должна включать в себя такое отказоустойчивое резервирование, что компьютеры капсулы на самом деле очень медленно будут обрабатывать поступающую информацию.

С одной стороны, все это впечатляет. Но и американские, и совместные китайско-российские усилия создадут не более чем лунные плацдармы. Для чего-то существенного и прочного потребуются местные ресурсы.

В частности, могут быть полезны два главных ресурса.

Первый - это вода. Её присутствие в форме льда было подтверждено в 2008 году спектроскопическим анализом шлейфа вещества, выброшенного с поверхности Луны индийским «ударным зондом». Лед Луны сосредоточен на ее полюсах, где находится наибольшее количество мест, где есть постоянная тень, необходимая для предотвращения испарения льда. Но анализ, опубликованный в 2020 году, предполагает, что такие убежища также разбросаны по всей поверхности Луны.

Вода полезна не только для питья. Это интересно с научной точки зрения, потому что определение дат её появления на Луне, любезно предоставленное прилетающими кометами, поможет пролить свет на историю Солнечной системы. И её молекулы могут быть расщеплены на кислород и водород. Первое в буквальном смысле жизненно важно. Последнее может быть использовано в качестве ракетного топлива. А доставка воды с Земли обойдется дорого. На данный момент стоимость доставки килограмма материала с Земли на поверхность Луны составляет около 1,6 миллиона долларов.

Эта стоимость также актуальна для второго ресурса, самой поверхности Луны. Эта дробленая порода, называемая реголитом, еще более измельченная и, возможно, смешанная с соответствующими жидкостями, может быть превращена в «чернила», подходящие для трехмерной печати зданий.

Чанъэ 8, запланированный на 2027 год, проверит эту идею. Одна из проблем заключается в том, что в космическом вакууме жидкости быстро закипают. Чтобы преодолеть это, ESA провело испытания на Земле. Они обнаружили, что приклеивание слоя необработанного реголита к соплу принтера можно предотвратить смахнув после застывания чернил.

Альтернативный подход - полностью отказаться от жидкостей. Некоторые методы трехмерной печати включают спекание сухих порошков с использованием лазеров или микроволн, а не затвердевание суспендированных чернил. наса платит компании icon из Остина, штат Техас, за испытание этого подхода с использованием наземной копии лунного реголита.

Такие усилия вызывают вопрос. Можно ли владеть лунными ресурсами? Договор по космосу, который датируется 1967 годом и был ратифицирован 111 странами, включая Америку, запрещает притязания на суверенитет над небесными телами. Но суверенитет и собственность - это не одно и то же. Поэтому Америка и некоторые другие страны утверждают, что полезные лунные материалы можно забрать.

Однако есть одна загвоздка. Договор предусматривает, что освоение космоса должно осуществляться «на благо и в интересах всех стран». Некоторые считают, что это просто означает, что исследование должно быть мирным. Другие настаивают на более широкой интерпретации: выгоды от внешних ресурсов должны быть разделены на страны, не осуществляющие космических полетов.

Дискуссионная площадка под названием Рабочая группа по управлению космическими ресурсами в Гааге регулярно обсуждает этот вопрос с 2016 года. Однако вместо того, чтобы ждать его выводов, некоторые предпочли действовать. На протяжении многих лет правительства Америки, ОАЭ и Люксембурга (страны, в которой, несмотря на ее небольшие размеры, находится множество компаний, занимающихся космическим бизнесом) приняли законодательство, предоставляющее фирмам право на добычу внеземных ресурсов. В июне 2021 года парламент Японии последовал его примеру.

И Америка, по крайней мере, превращает слова в действия. НАСА подписало контракт с компанией Lunar Outpost, робототехнической компанией в Колорадо, на предоставление средств связи и оборудования, таких как марсоходы на Луне. Если все пойдет хорошо, в конце 2022 года марсоход "Лунный аванпост", несущий оборудование связи 4g для Артемиды, приземлится вблизи южного полюса Луны. В рамках дополнительной сделки он также зачерпнет полную лопату реголита, сфотографирует это и передаст это изображение обратно в НАСА. Утверждается, что этот акт передаст право собственности на Лунную пыль агентству, за что Лунному аванпосту будет выплачена королевская сумма в размере 80 центов. Джулиан Сайрус, руководитель отдела операций фирмы, говорит, что сделка станет первой продажей ресурсов в космосе. Не говоря уже о маркетинговом перевороте.

Америка хочет заинтересовать частный сектор зарождающейся «окололунной» экономикой. Пока это в основном зависит от государственных расходов. Но это может измениться. Так же, как в последнее десятилетие коммерческие возможности на орбите вокруг Земли расширились, некоторые люди надеются, что нечто подобное произойдет и на Луне.

Не так давно разработка роботизированной миссии на Луну занимала около семи лет. «Сейчас три или четыре года - это обычное дело», - говорит Эрик Дюпюи, глава отдела освоения космоса Канадского космического агентства. Он отвечает за кошелек стоимостью 150 млн канадских долларов (117 млн долларов), предназначенный для того, чтобы помочь канадским аэрокосмическим компаниям "окунуть свой хлеб в лунный соус".

Таким образом, лунная лихорадка началась. Но это также влечет за собой геополитические проблемы. Среди европейских космонавтов научные цели по-прежнему имеют вес. В других местах миссии больше связаны с демонстрацией силы в стиле суб-Аполлона.

Ксавье Паско, глава Фонда стратегических исследований, парижского аналитического центра, считает, что Индия, в частности, формирует свои исследования космоса, чтобы получить преимущество перед своими соседями и конкурентами, Пакистаном и Китаем.

Желание Китая подорвать технологическое лидерство Америки в космосе ни для кого не секрет. Что касается России, то Павел Лузин, эксперт по космической политике и безопасности в Санкт-Петербурге, говорит, что его страна рассматривает космическое превосходство как опору национальной мощи, которую может преодолеть только ядерное оружие и вето Совета Безопасности ООН.

Некоторые наблюдатели видят, что космический мир разделяется на два все более противоположных лагеря. Одна из них состоит из Америки и (на данный момент) 13 других стран, присоединившихся к ее лунной программе. Они подписали так называемые Соглашения Артемиды, набор принципов материнства и яблочного пирога, касающихся мирного использования космоса, обмена данными, взаимной помощи и так далее.

Другой, менее формальный лагерь возглавляет Китай, а Россия является младшим партнером. Марко Алиберти из Европейского института космической политики, международного Quango,(кванго), говорит, что страны, которых приглашают присоединиться к этой группе, включают Иран, Пакистан и Саудовскую Аравию.

Существуют также военные риски. Договор по космосу запрещает ядерное или другое оружие массового уничтожения в космосе. Уважение к этому, а также к более общему табу на размещение в космосе других видов оружия может быть оспорено возникающей поляризацией космических стран, говорит Саид Мостешар из Лондонского института космической политики и права.

Со своей стороны, DAPRA, американское военно-исследовательское агентство, назвало окололунное пространство “новой возвышенностью”.

Это может закончиться тем, что ни одна держава добровольно не уступит оппоненту. Возможность дипломатических инцидентов в космосе, хотя и не в этом случае, была проиллюстрирована жалобой Китая в декабре в Управление ООН по вопросам космического пространства о двух предполагаемых близких столкновениях между его космической станцией Тяньгун и спутниками, принадлежащими сети Starlink SpaceX.

Таким образом, Исследовательская лаборатория ВВС США разрабатывает “Систему патрулирования окололунных дорог” для оказания помощи американским космическим силам, новейшему подразделению их военного ведомства. Чиновники уклончивы в деталях. Но эта и аналогичные программы для более глубокого “понимания космической области”, по словам Джейми Стернса, руководителя лаборатории космических аппаратов, помогут обеспечить безопасный проход оборудования на Луну и обратно.

НАСА, похоже, заинтересовано в таких идеях. В 2020 году она подписала соглашение с Космическими силами, среди прочего, о большей защите лунных космических аппаратов.

До недавнего времени командование сил взяло на себя выполнение своих обязанностей в 36 000 км от Земли, на высоте так называемых геостационарных спутников, которые, по-видимому, парят в небе, потому что их орбитальный период составляет 24 часа. Те дни уже прошли. Как отмечалось в соглашении с НАСА, полет на Луну увеличивает объем космического пространства, за которым Министерство обороны должно следить более чем в тысячу раз. Если она когда-либо существовала, значит, эпоха невинности прошла. Осторожно, но сознательно, сейчас отодвигается Последний рубеж.

Перевод с английского

Источник

тэги:

#NASA #Moon #SpaceAgency #ESA