Конкуренция за Луну: во что обходится покорение ночного светила
12 апреля, в День космонавтики, мир узнал грустную новость: Израиль не смог с первой попытки войти в клуб космических держав, осуществивших мягкую посадку аппарата на Луну. Ну что ж, зато SpaceX осуществила первый коммерческой запуск сверхтяжелой ракеты Falcon Heavy, которая способна доставлять грузы на орбиту Луны. Планы по изучению спутника есть также у Китая, Индии и России. Все это заставляет предположить, что конкуренция за освоение Луны в ближайшее время может стать весьма острой.
Со своим уставом
Хотя израильский зонд «Берешит» не смог совершить планируемую мягкую посадку на Луну, сам проект показывает интерес к спутнику со стороны стран, которые раньше не решались заглядывать дальше орбиты Земли.
Компания SpaceIL изначально делала аппарат для конкурса Google Lunar X Prize, главным призом в котором было $30 млн. В 2018 году конкурс X Prize объявили несостоявшимся, так как ни один из конкурсантов не смог уложиться в требуемые сроки. Однако в Израиле не растерялись и продолжили работу над проектом, который обошелся в итоге в $100 млн.
Аппарат был оснащен всего двумя исследовательскими инструментами, но его значение не столько научное, сколько имиджевое. В случае успеха Израиль вошел бы в узкий круг держав, совершивших мягкую посадку на Луне. Ранее такое удавалось только СССР, США и Китаю.
Белый дом, серая Луна
Наиболее масштабные планы по освоению Луны вынашивают в США. Американцы хотят не просто продолжать засылать туда автономные аппараты, но начать совершенно новую волну освоения спутника Земли.
Дональд Трамп запланировал для NASA на 2020 финансовый год бюджет размером в $21 млрд. Финансирование аэрокосмического агентства растет на протяжении последних лет, но этот год стал особенным: NASA рассчитывает потратить половину выделенной суммы на лунную программу. В связи с этим организация представила масштабный многолетний план. Следуя ему, США не просто вернутся, но в полной мере закрепятся на спутнике Земли.
Технически идея NASA держится на трех китах — сверхтяжелой ракете SLS, пилотируемом корабле Orion и окололунной станции Lunar Gateway. Она рассчитана на срок до конца 20-х годов XXI века.
Связка SLS-Orion (в которой будет использована модификация ракеты Block 1, способная вывести на орбиту Луны 26 тонн полезной нагрузки), должна осуществить миссию EM1 — пробный непилотируемый полет к Луне. Как отметил позже глава NASA Джим Брайденстайн, этот полет в организации намерены осуществить практически любой ценой: если работа над SLS затянется, то Orion на лунную орбиту выведет коммерческий носитель. Например, для этого могут подойти ракеты компаний SpaceX или ULA, в том числе и стартовавший 12 апреля Falcon Heavy.
В 2023 году, по планам NASA должна состояться миссия EM-2 — полноценный девятидневный полет SLS-Orion на орбиту Луны с экипажем из четырех астронавтов. Посадка на поверхность спутника совершаться не будет.
В середине 2020-х должна начать работу окололунная станция Gateway — аналог МКС на эллиптической орбите Луны будет сближаться со спутником примерно до 1500 километров.
Этот масштабный проект предполагает участие в нем не только NASA, но и Европейского космического агентства, аналогичных ведомств Канады, Японии, а также «Роскосмоса», который будет отвечать за многофункциональный модуль станции.
Также в середине 2020-х на Луне планируется провести тестовые посадки лунных модулей. Уже после публикации плана NASA уточнило, что непилотируемый аппарат на спутнике Земли должен сесть в 2023 году.
В документе NASA отмечает, что серьезным подспорьем в лунных проектах станет частный сектор — по аналогии с МКС, его участие удешевит доставку грузов к Луне и ее поверхности.
Сроки пилотируемой программы в NASA не уточняют, но планируют, что уже к 2028 году астронавты вернутся на поверхность спутника.
Трудности NASA
NASA, как любая государственная организация, зависит от финансирования. Нынешний план организации можно воплотить лишь при сохранении существующих потоков денег и интереса Конгресса, которому только предстоит одобрить бюджет организации на 2020-й финансовый год.
Уже после публикации предполагаемого бюджета NASA вице-президент США Майк Пенс сообщил, что Трамп требует приложить «все необходимые меры» для возвращения астронавтов на Луну до конца 2024 года.
Конечно, президенту США хотелось бы, чтобы возвращение на Луну состоялось во время его предполагаемого второго срока и неразрывно ассоциировалось с ним. Кроме того, это позволило бы Трампу проконтролировать выделение необходимых сумм, чтобы не повторилась ситуация с космической программой Constellation. Последнюю NASA запустило при Джордже Буше-младшем, но она была свернута Бараком Обамой.
Однако сомнительно, что план NASA можно ускорить в 2 раза. Обычно и Россия, и США, и частные компании типа SpaceX выдают оптимистичные планы, которые затем сдвигаются на более поздние сроки. Так что, скорее всего, даже 2028 год — оптимистичная оценка, а 2024-й — просто предвыборный трюк Трампа.
Сейчас по опыту прошлых лет можно рассчитывать, что на 2020 год законодатели даже «добавят» NASA средств, но вместе с этим организация будет еще сильнее зависеть от показываемых ею результатов. Ей уже приходится идти на существенные жертвы, чтобы выделить деньги на лунную программу. Бюджет научных программ урезан на $600 млн, по подсчетам Spacenews, что фактически отменяет другой масштабный проект — космический телескоп WFIRST, который считался одним из важнейших проектов в космической астрономии.
Ядерные планы
Лунная программа NASA тесно переплетается с растущим интересом агентства к ядерным технологиям. Планируется разрабатывать ядерные источники энергии для Луны и Марса. А USA Today сообщила, что в американском космическом ведомстве решили вернуться к наработкам начала космической эры и вновь поднять вопрос о создании ядерных ракетных двигателей. Технология, по данным Popular Mechanics, изучалась в США в 1950-1960-е годы, а работа над ней была приостановлена в начале 1970-х из-за «технологических трудностей» и «отсутствия явной необходимости» в ней.
Теперь NASA переосмысливает накопленный опыт и считает сделанный прогресс возможным вариантом развития носителей будущего. В отличие от нынешних химических ракет ракеты на ядерном двигателе позволят достигнуть Марса за четыре месяца. Для сравнения, последняя миссия к Красной планете (InSight) заняла около 7 месяцев.
На разработку ядерных ракетных двигателей на 2019 год NASA было выделено $100 млн, а демонстрация наработок в этой сфере запланирована на 2024 год. Полученный опыт NASA рассчитывает применять не столько и не только для создания лунных баз, сколько для превращение Луны и окололунной станции в плацдарм для покорения Солнечной системы. В частности, для подготовки миссии к Марсу. Однако это уже планы на следующее десятилетие... и совсем другой уровень денежных затрат.
Кто догонит Америку?
Луна также привлекает и Россию. В «Роскосмосе» намерены не просто сотрудничать с американцами в проекте создания лунной базы, но и развивать собственные носители и корабли.
Как сообщил глава госкорпорации Дмитрий Рогозин, разрабатываемый в РКК «Энергия» пилотируемый корабль «Федерация» будет совершать полеты именно к Луне, в то время как обслуживание МКС останется на «Союзах». Аппарат, способный вместить до четырех космонавтов, будет слишком дорогим для осуществления полетов к Международной космической станции, уточнил Рогозин. Испытания корабля начнутся в 2022 году, а за год до этого госкорпорация намерена запустить к спутнику Земли аппарат «Луна-25» — зонд для исследований в районе южного полюса этого небесного тела.
Также в российской космической госкорпорации рассматривают вариант создания защищенной от радиации версии «Союза», но он потребует затрат в $400 млн, которые пока не выделены.
Уже одобренный президентом проект для освоения Луны — создание сверхтяжелой ракеты «Енисей». Первый запуск запланирован на 2028 год. В госкорпорации рассчитывают, что новый носитель сможет доставить на орбиту Луны полезную нагрузку в 27 тонн. Цена проекта составляет 740 млрд рублей (примерно $11 млрд, в то время как NASA по состоянию на октябрь 2018 года потратило на проект SLS около $12 млрд и выделение средств продолжалось).
Но Россия — не единственный соперник США. В начале 2019 года китайский аппарат «Чанъэ-4» впервые достиг обратной стороны Луны. В мае мягкую посадку на Луну должен осуществить индийский зонд «Чандраян-2».
Среди более дальних планов можно отметить разработку сверхтяжелой ракеты Китаем и высадку тайконавтов в 2020-х годах. Каждая страна старается в меру своих сил: Японское космическое агентство (JAXA) и компания Toyota разработали концепт двухместного лунохода.
Благодаря развитию технологий достижение Луны стало проще и дешевле. Теперь в ее исследовании могут принимать участие даже страны с относительно маленьким бюджетом на космос и частные коллективы. Пока спутник Земли не обещает практической отдачи, но он стал «низковисящим плодом» — наиболее доступным рубежом в дальнейшем покорении космоса. Именно поэтому страны в одиночку или кооперативно пытаются достичь Луны, разведать запасы воды и других веществ, а также провести уникальные научные исследования, которые не принесут денег, но впишут имена первооткрывателей в историю Земли.