Почему с 1972 года люди не летали дальше Луны, чем отличается полет на МКС от полета на Марс и как Луна может стать тестовой площадкой для полетов в глубокий космос? Об этом на вебинаре, организованном Фондом инфраструктурных и образовательных программ (Группа РОСНАНО) и «Бумагой», рассказал научный журналист, член Федерации космонавтики России и специалист по пилотируемым космическим программам Дмитрий Олиферович.
В воскресенье, 14 июня, пройдет фестиваль Science Bar Hopping Online. Десять лекций можно послушать в петербургском и московском пабликах проекта во «ВКонтакте». На фестивале выступят космонавт-испытатель Марк Серов, ИИ-евангелист компании ABBYY Иван Ямщиков, профессор факультета антропологии Европейского университета Илья Утехин и другие ученые и эксперты.
Дмитрий Олиферович
Специалист по пилотируемым космическим программам
Почему люди не летали дальше Луны
— Главная причина — политика. «Аполлоны» летали на Луну в рамках лунной гонки. Джон Кеннеди поставил американской космонавтике задачу: до 1970 года отправить человека на Луну и безопасно вернуть на Землю. В итоге, когда это было сделано, последующие экспедиции проводились по инерции. Программа «Аполлон» была свернута в 1972 году.
Пилотируемая часть советской лунной программы не удалась, потому что у нас были проблемы с лунной ракетой Н-1. Ее испытания закончились неудачей (из-за проблем в первой ступени ракеты — прим. «Бумаги»), и в 1974 году программа была отменена. В итоге и советская, и американская космонавтика перешли на освоение околоземной орбиты.
В результате из опыта американской и советской космонавтики получилась совместная программа, сначала «Мир» — «Шаттл», а в конце 1990-х началось сооружение орбитальной станции МКС — постоянно населенного форпоста на орбите.
После полета «Аполлона» никто не развивал технологии высадки на другие небесные тела. Соответственно, когда в начале 2000-х администрация Джорджа Буша — младшего объявила программу Constellation по возвращению американских астронавтов на Луну, оказалось, что нужно фактически разрабатывать с нуля сверхтяжелую ракету, которая может вывести к Луне примерно 50 тонн груза, специальный космический корабль для экипажа и взлетно-посадочный комплекс.
В 2010 году эту программу отменили, а в 2019 году NASA объявило о новой лунной программе «Артемида». Эта программа уже качественно другая. Если по программе Constellation предполагалось только высадиться на Луну, то по программе «Артемида» на Луну прилетят, чтобы там остаться.
Зачем возвращаться на Луну
— Автоматы на Луну летают достаточно давно. И СССР, и США запускали много автоматических лунных станций. Они выходили на лунную орбиту, совершали посадку, добывали образцы грунта. Но вскоре, в 1976 году, полеты автоматических станций тоже прекратились.
В 1990 году Япония запустила свой пробный небольшой аппарат к Луне, и таким образом началась новая эра автоматического освоения Луны. Сейчас на обратной стороне Луны работает китайский луноход, на окололунной орбите находится американский зонд LRO, который делает снимки Луны в огромном разрешении и даже смог запечатлеть следы американских астронавтов. В ближайшие годы планируется запуск других автоматических станций. Например, Россия планирует запустить станцию «Луна-25».
Новая американская программы «Артемида» предусматривает не только посадку на Луне, но и создание специальной окололунной станции. По сути, это МКС на окололунной орбите. Ее предлагается создавать тем странам, которые участвуют в МКС. Россия тоже может участвовать. Но главную роль хочет играть NASA. В прошлом году NASA раздало первые контракты на создание модулей этой станции.
Если в 1960-е годы освоение космоса было связано с политикой, и важно было просто доставить туда человека, то сейчас Луна видится как постоянный научно-инженерный полигон, где будут строиться базы и совершаться постоянные экспедиции.
Луна отличается тем, что, с одной стороны, она находится в глубоком космосе, а с другой — достаточно близко от Земли. Это означает, что Луна может стать нашей тестовой площадкой для отработки пилотируемой миссии на Марс. Понятно, что с оговорками, потому что у Луны нет атмосферы, а у Марса есть, на Луне сила тяжести слабее, а на Марсе больше. Но в целом, Луна — это подходящий полигон для будущих пилотируемых миссий в глубокий космос.
Чем полет на Марс отличается от полета на Луну или МКС
— Сейчас люди летают на МКС, а МКС находится, по сути, внутри радиационных поясов Земли (300–400 километров), которые захватывают космическую солнечную радиацию, и поэтому внутри них, на низкой околоземной орбите, достаточно спокойная радиационная обстановка. Она выше, чем на Земле, но при этом, если не находиться там слишком долго — обычная экспедиция длится примерно полгода, человек не получает критическую дозу радиации.
Кроме того, с МКС на Землю людей можно эвакуировать буквально за несколько часов, а если мы полетим, например, на Марс, это уже не получится — он находится на расстоянии как минимум 60 миллионов километров и средняя дорога к нему занимает семь-восемь месяцев.
Причем если стартовать на МКС можно практически в любое время, то на Марс оптимально летать только примерно раз в два года, когда Земля и Красная планета находятся в таком положении относительно друг друга, что можно запустить корабль по оптимальной, так называемой гомановской траектории.
Также на МКС есть постоянная связь с центрами управления полетами в реальном времени. И в случае нештатной ситуации можно сразу же получить помощь. При полетах на Луну связь также доступна. А Марс находится на таком расстоянии, что задержка сигнала будет составлять минимум 8 минут и максимум 40.
Поэтому если мы хотим летать за пределы лунной орбиты, то нам придется придумывать такие протоколы полетов и методы работы экипажа, при которых люди смогут автономно сами починить свой корабль или решить какую-то проблему, не надеясь на помощь с Земли.
Каким будет возвращение на Луну в XXI веке
— До Луны лететь где-то трое суток: расстояние от Земли в среднем 380 тысяч километров. Как туда лететь, мы знаем. Но ракету, корабль и посадочный аппарат нужно создавать заново.
Сейчас NASA создает и испытывает сверхтяжелую ракету SLS. В основе этой ракеты уже используемые технологии. Ее боковые части — это боковые твердотопливные ускорители, как в системе Space Shuttle. Центральная ступень ракеты SLS уже готова к полету, который планируется в ноябре следующего года.
Первая миссия по программе «Артемида» запланирована на 2021 год, космический корабль для нее уже готов. Он полетит без людей, выйдет на окололунную орбиту, будет там находиться в течение нескольких недель, после чего вернется на Землю. Это будет такая генеральная репетиция будущего полета. В 2022 году должна будет состояться миссия «Артемида-2» — облет Луны с экипажем на борту. Тогда, скорее всего, полетят четыре астронавта.
Параллельно планируется строительство окололунной станции Gateway. Она будет находиться на высокой орбите над Луной. Когда Gateway достроят, она будет состоять из целого ряда модулей, созданных разными странами. Возможно, Роскосмос также внесет свой вклад. К этой станции сможет стыковаться космический корабль «Орион» и коммерческие грузовые корабли.
В частности, компания SpaceX недавно получила контракт от NASA для создания грузового корабля для доставки грузов на окололунную станцию Gateway. Эта станция будет частью большой инфраструктуры, которая позволит и NASA, и партнерам совершить посадку и экспедиции на поверхность Луны и даже послужит трамплином для полетов к другим небесным телам, потому что стартовать с орбиты Луны проще, чем с околоземной орбиты: сила тяжести на Луне примерно в шесть раз меньше, чем на Земле.
Но если мы хотим осваивать Луну, нам никак не обойтись только одной окололунной орбитальной станцией, нужно сесть на поверхность. Поэтому NASA объявило конкурс на создание коммерческого взлетно-посадочного корабля, который сможет либо напрямую, либо от станции Gateway садиться к Южному полюсу Луны, а потом и в другие регионы нашего спутника.
Почему Южный полюс? На Луне есть запасы водяного льда, и находятся они на Южном полюсе. На Северном полюсе тоже есть, но меньше. Лед обнаружен на дне кратеров, куда никогда не проникает солнечный свет и всегда тень, и там образуются так называемые холодные ловушки. Это места, где миллионы лет температура составляет минус 150–180 градусов. Если там поблизости построить базу, то можно будет этот лед добывать и превращать в водород и кислород.
Сейчас три компании — SpaceX, Blue Origin и Dynetics — разрабатывают три варианта пилотируемых посадочных кораблей для NASA, первая посадка запланирована на 2024 год.
Свои пилотируемые миссии к Луне планируют и другие страны, например Китай. Он впервые в истории космонавтики уже доставил луноход на обратную сторону Луны. Кроме того, буквально пару недель назад совершил тестовый орбитальный полет их лунный корабль, который, по планам, будет возить людей к Луне. Также в ближайшее время может состояться китайская миссия по доставке образцов лунного грунта.
У Роскосмоса тоже есть своя лунная программа. В следующем году планируется посадка автоматической станции «Луна-25» в район Южного полюса. Она будет исследовать залежи водяного льда. Также планируются пилотируемые миссии, для которых создается корабль нового поколения «Орел» (ранее он назывался «Федерация»), который сможет летать и на МКС, и к Луне. Но пока дело стоит за разработкой сверхтяжелой ракеты.
