В середине января стало известно, что калифорнийский стартап Moon Express привлекает $20 млн – на эти деньги компания рассчитывает отправить аппарат на Луну. Moon Express стал единственной частной компанией, получившей разрешение от американского правительства совершить миссию на другую планету. К концу 2017 года стартап рассчитывает запустить луноход MX-1. Компания борется за приз Google Lunar X Prize — корпорация Google пообещала, что выплатит $20 млн команде, чей луноход сможет проехать по поверхности Луны 500 метров и отправить на Землю фотографии и другую полезную информацию. Какие шансы у частного космоса на успешные проекты в освоении Луны?
Безусловно, выход человека в космос, освоение околоземных орбит и в дальнейшем Луны (как ближайшего к нам небесного тела) – это неизбежный путь экспансии земной цивилизации, подобно освоению различных континентов на Земле. Вопрос только в том, когда это произойдет и каких успехов мы сможем добиться. Например, колонизация Америки реально началась только после путешествий Колумба, а не викингов (которые, вероятно, достигли ее задолго до этого). Этому способствовали перенаселение в южной Европе, новые возможности в судоходном деле, экономический интерес к неизведанным материкам. Конечно, условия на Луне кажутся сегодня совершенно неприемлемыми, но когда-то человек не мог выйти и за пределы тропиков. Всего триста лет назад на месте Петербурга было болото, а сто лет назад на Кольском полуострове – только промысловые поселения. Сегодня в Мурманской области, хотя регион и считается крайним Севером, живет почти миллион человек, а побережье Финского залива уже никто и не считает малопригодным для жилья. И снова: освоению помогли доступность энергии, необходимой для комфортной жизни, заинтересованность государства и коммерсантов той эпохи в развитии региона, возможности завязать торговые связи с поставщиками всего необходимого для жителей.
Несомненно, дойдет дело и до Луны. Сейчас путь ее освоения только начинается. Мы не знаем ответов на многие вопросы. И речь идет не только о колонизации, отправке на Луну «лишних» людей. Современное общество может разрабатывать крупные проекты для долгосрочного использования Луны и в других целях. Например, Луна может стать площадкой для межпланетных перелетов, научной астрономической лабораторией, источником природных ресурсов. Пока все это стоит слишком дорого, но какие цели появятся у человека через 20-30 лет (а именно в такие сроки оценивают разработку технологий и создания поселений на Луне) – неизвестно. Суммируя, освоение Луны – это неизбежность. Какие именно технологии обеспечат наше приближение к ней — новые ракеты или телепортация – посмотрим. Сегодня же лунная программа, скорее, драйвер развития новых технологий. Именно на это и нацелен Google Lunar X Prize. И новаторский подход Moon Express — безусловно, хорошая тому иллюстрация.
«В течение 15 лет Луна станет важной частью экономики Земли, и, потенциально, нашим вторым домом, только представьте», — говорит Навеен Джейн, со-основатель Moon Express. Его партнер, Боб Ричардс, указывает, что «недавнее обнаружение воды на Луне меняет правила игры международной экономики и открывает новый этап для будущего человечества». Что придумали Джейн и Ричардс? Они подписали контракты с Rocket Lab USA (достаточно молодой и пока еще не слишком известной площадкой для запуска, базирующейся в Новой Зеландии), и рассчитывают, что спутник на орбиту доставит ракета-носитель под названием Electron. Оттуда MX-1 полетит к Луне самостоятельно, на своих двигателях. В 2013 году Moon Express уже показала эскизы лунохода: разработчики, например, отказались от опор для посадки – луноход должен аккуратно сесть на равнину прямо на топливный бак. Он будет к моменту посадки пустым, так что как раз амортизирует удар. Двигатели Moon Express будут работать на перекиси водорода, что тоже необычно. Но главное — MX-1 может стать, по заверению его создателем «iPhone для космоса» — он может помочь дозаправлять крупные спутники, собирать космический мусор, осуществлять мониторинг поверхности Земли, служить разгонным блоком для микроспутников.
Получится у них или нет — мы сможем увидеть не в таком далеком будущем. Параллельно за Google Lunar X Prize борются и другие команды – сейчас в шорт-листе осталось пять. С какими сложностями предстоит преодолеть всем им?
Главная проблема – высокая цена килограмма полезного груза на Луне или при возврате на Землю. Вспомним советский возврат лунного грунта. Чтобы привезти 170 грамм грунта в 34-килограммовом возвращаемом аппарате, была запущена ракета «Протон», выводящая на низкую околоземную орбиту 20 тонн. Сейчас вывод на нее готового груза стоит несколько тысяч долларов за килограмм. Сразу обратим внимание — зарабатывающих даже на этом рынке коммерсантов не так много.
Сложный технологический вызов — создание ракетного двигателя. Не зря американцы для многих своих ракет закупают российские двигатели. Илон Маск для своей новой ракеты Falcon разработал достаточно простой и маленький двигатель, поставив на первую ступень сразу девять штук. На американской сверхтяжелой ракете SLS, которая должна полететь в 2018 году, стоит двигатель от Shuttle. Ракетный двигатель при взлете ракеты работает минуты на предельных режимах – мощность «Протона» на старте сравнима с мощностью энергоблока атомной станции. Двигатель для межпланетного полета и посадки еще сложнее – он должен уметь работать в нескольких режимах – по максимуму при разгоне, мягко и медленно — при посадке. Если после вывода на орбиту около Земли еще можно отложить что-то на следующий виток, то при полете на Луну и далее права на ошибку нет, второй раз «повернуть ключ зажигания» или «прочистить клеммы» невозможно., ракета просто упустит единственную возможность сделать нужный маневр.Если просто «стрельнуть» по Луне, то так называемый эллипс посадки – зона возможного попадания — составит несколько десятков километров в поперечнике. Здесь высока вероятность угодить на какую-нибудь неровность и перевернуться. Для точной безопасной посадки нужна система, в реальном времени отслеживающая рельеф и направляющая аппарат в оптимальное место.
Еще один момент – комплексность: космический аппарат гораздо сложнее автомобиля или самолета. Добавьте в «базовую опцию» еще требование полного отсутствия человека: автопилот, систему автономной навигации, автоматическое управление всеми системами. И столь сложный аппарат должен иметь гарантию непрерывной работы на 5-10 лет с вероятностью не менее 95% — и никакой заправки, планового ТО или гарантийного ремонта! Не забудем про перепад температур от плюс 150°C на Солнце до минус 150 °C в тени, вакуум и космическую радиацию.
Абсолютное большинство даже относительно простых околоземных спутников производят либо государственные, либо крупные частные компании. Только в последние 10-15 лет начали появляться средние компании, выпускающие в основном нишевые коммерческие спутники для высокодетальной съемки Земли — в секторе, где есть надежда на какую-никакую, а все-таки серию и на прибыль. В последние пять лет развился рынок «кубсатов» — простейших спутников объёмом 1-3 литра, которые можно сделать буквально на одном столе. Но опять же, наиболее сложные «кубсаты» по факту разрабатывают крупные компании и государственные центры.
Так есть ли шансы реально у коммерческих компаний делать проекты, подобные лунной миссии, и постепенно закрепиться в новой нише? Шансы есть, но небольшие.
Снова повторю, что надо преодолеть технологический барьер. Cейчас есть несколько компаний, разрабатывающих малые ракеты и лунные станции (подобные упомянутой Moon Express). Фактически – это стартапы, пытающиеся сделать малый проект дешево, но пока никто из них успеха не добился. Представляется, впрочем, что эти компании типа слишком малы для успешной деятельности на Луне. Максимум, что им по силам – это запустить демонстратор. Илону Маску понадобилось десять лет, что бы что-то начало получаться. Инженеры Маска немного сократили затраты, умело упростив ракету в нескольких местах, но кардинального прорыва опять же не произошло. Да и будущие доходы Маска условны – кто оценит «ноу-хау» и инженеров, доставшихся ему бесплатно из НАСА и других мест?
Как показывает современный опыт, компания может быть успешной на рынке, даже если годами находится «в минусе» (вспомним пресловутый «Uber» c убытками в $3 млрд, но стоимостью в более $60 млрд). Часть финансирования дадут инвесторы, часть расходов ляжет на плечи государства. Для общества важна не только частная прибыль, но и развитие технологий, полезное воздействие на структуру экономики. Поэтому надо научиться сделать лунное путешествие относительно дешево и понять, чем именно можно заниматься на Луне в ближайшие 10-15 лет: туризмом, наукой, хобби?