Космические масштабы: что Россия и Китай собираются строить на Луне

Президент Владимир Путин подписал закон, ратифицирующий соглашение с Китаем о строительстве международной научной лунной станции. Фактически речь идет о создании долговременной базы на орбите и поверхности Луны. Соглашение между правительствами двух стран было подписано 25 ноября 2022 года. О его ратификации китайской стороной пока не сообщалось.

Что же Россия и Китай собираются построить на Луне? Текст соглашения характеризует проект очень размыто. Станция должна быть создана «на поверхности и (или) на орбите Луны <…> с возможностью длительной беспилотной эксплуатации с перспективой обеспечения присутствия человека на Луне». Никакие сроки и технические детали не обговариваются. Впрочем, это естественно: задача соглашения — подвести под проект правовую и организационную базу. Технические вопросы будут прорабатывать профильные организации — «Роскосмос» и Китайская национальная космическая администрация (КНКА).

Еще в 2021 году «Роскосмос» и КНКА опубликовали дорожную карту проекта. Согласно этому документу, работа разбивается на три этапа: предварительные исследования (до 2030 года), строительство станции (2031-2035 годы) и ее эксплуатация.

На этапе предварительных исследований планируется спроектировать станцию и выбрать для нее место на лунной поверхности. Естественно, выбирать площадку нужно не наугад. На 2027 год намечен запуск российской миссии «Луна-26». Этот зонд выйдет на лунную орбиту. Траектория аппарата выбрана так, чтобы он проходил над полярными областями Луны. Там в вечно затененных кратерах можно найти лед. Позже должна стартовать «Луна-27», которая возьмет образец полярного грунта и изучит его на месте. Наконец, «Луна-28» должна доставить образцы грунта и льда на Землю, дата ее запуска пока не определена. Тем временем уже в 2026-м в район южного полюса Луны должен сесть китайский зонд «Чанъэ-7». Данные всех этих аппаратов планируется использовать в том числе и для выбора площадки под базу. Впрочем, авторы дорожной карты возлагали надежды и на бесславно разбившуюся «Луну-25».

Стройка века

Выбрать площадку — самая легкая часть задачи. Куда сложнее создать технологию безопасного и точного прилунения. Пока посадка на Луну — очень большой риск. Крушение «Луны-25» и нештатное прилунение японского зонда SLIM демонстрируют это вполне отчетливо. И даже при мягкой посадке зонды зачастую отклоняются от запланированной точки на несколько километров. Стоит ли говорить, что для создания долговременной базы такая ситуация неприемлема.

Кроме того, масштабное строительство на Луне требует доставки крупногабаритных грузов. Ни Россия, ни Китай пока не располагают ни ракетами, ни кораблями нужного класса.  Согласно дорожной карте, обе страны планируют создать сверхтяжелые носители на базе семейств «Ангара» и «Чанчжэн». Пока же самые грузоподъемные их представители доставляют на низкую околоземную орбиту (НОО) совсем немного:  «Ангара-А5» — 24 т, «Чанчжэн-7» — менее 14 т. Для сравнения: ракета «Сатурн-5», отправлявшая к Луне «Аполлоны», выводила на НОО до 140 т полезной нагрузки. Ракета SLS, рабочая лошадка новой американской лунной программы «Артемида» — до 130 т.

С 2031 года планируется не менее пяти совместных российско-китайских миссий для строительства станции на лунной орбите и базы на поверхности. Наверняка инженеры постараются максимально автоматизировать строительство. Тем более, что радиосигнал до Луны идет немногим более секунды, так что техникой можно управлять на расстоянии. Да и сама база планируется скорее посещаемой, чем постоянно обитаемой. Тем не менее базе потребуются не только стены, но и воздух, вода, энергия, связь, транспорт, навигация и т.д. Фактически на поверхности Луны придется с нуля создать полноценную инфраструктуру. Это будет невиданное в истории предприятие, расходы на которое пока трудно определить даже приблизительно.

Зачем нам Луна?

Зададимся дерзким вопросом: зачем вообще нужна лунная база? Кроме удовлетворения политических амбиций, разумеется.

Прежде всего ради исследования самой Луны. Да, это самое изученное из всех небесных тел. Но если сравнивать с Землей, данные по лунным минералам, геологическим структурам, внутреннему строению до сих пор отрывочны и приблизительны. Орбитальное сканирование и редкие и краткосрочные вылазки на поверхность не заменяют систематического исследования. Чтобы изучить наш спутник по-настоящему, нужно постоянное присутствие на нем если не людей, то хотя бы дистанционно управляемых роботов.

Обширные и систематизированные данные о Луне лягут в основу новой науки — сравнительной геологии небесных тел. Представим себе, что зоологи изучают только одно животное, скажем, зайца. Наверное, они выяснят о зайце все, что только можно, но много ли узнают о животных в целом? Между тем геологи до сих пор находятся в положении «зайцеведов». Чтобы понять законы, по которым формируются и живут планеты и их спутники, нужно сравнивать разные тела. При этом Луна доступнее для изучения, чем любой другой объект в Солнечной системе.

Следующая цель, заявленная в дорожной карте — астрономические наблюдения с поверхности Луны. Атмосфера Земли мешает наблюдениям, так что астрономы часто выводят телескопы на околоземную орбиту. Как площадка для наблюдений, лунная поверхность не имеет особых преимуществ перед околоземным пространством. Но если уж на Луну будут возить десятки тонн грузов, почему бы не прихватить с собой небольшой телескоп? К примеру, обнаруживший множество планет орбитальный инструмент TESS весит менее 400 кг со всеми вспомогательными системами. К тому же наведывающиеся на базу космонавты могут обслуживать и ремонтировать телескоп, а на орбите помощи ждать неоткуда.

Еще одна цель — изучение окололунного пространства. Луна находится вне магнитосферы Земли, так что магнитные поля, потоки заряженных частиц и другие параметры среды здесь совершенно иные, чем на околоземной орбите.

Наконец, Луна — уникальная площадка для биологических, физических, химических и других экспериментов. Лунная гравитация вшестеро слабее земной. Это промежуточная точка между привычными земными условиями и полной невесомостью. На МКС два с лишним десятилетия изучают, как ведет себя при сниженной гравитации что угодно, от кристаллов и жидкостей до живых организмов. Тем же самым можно заняться и на Луне.

Приземление планов

Российско-китайский проект открыт для участия других стран. К нему уже присоединились 12 государств, включая Объединенные Арабские Эмираты, ЮАР, Пакистан, Белоруссию, Турцию и Египет. Тем не менее основная научная и финансовая нагрузка, очевидно, ляжет на Россию и Китай.

Поднебесная успешно реализует свою лунную программу с 2007 года, когда был запущен зонд «Чанъэ-1». На счету КНР четыре мягкие посадки на Луну, в том числе первая в истории — на обратную сторону нашего спутника. В 2020 году зонд «Чанъэ-5» привез на Землю лунный грунт впервые после советской «Луны-24» в 1976-м. Прямо сейчас «Чанъэ-6» готовится привезти первые образцы с обратной стороны Луны. Так что широкие лунные амбиции Китая понятны и оправданны.

С российской стороны все сложнее. В 1970-х советские аппараты трижды доставляли на Землю лунный грунт. Но после распада СССР Россия не осуществила ни одной успешной посадки на Луну или другое небесное тело. Провал миссий «Марс-96», «Фобос-Грунт» и «Луна-25» заставляет предположить, что советская школа межпланетных полетов уже утрачена, а новая еще не наработана. 

Кроме того, геополитические бури наверняка заставят отрасль перенести акцент на спутники военного и двойного назначения. Первоочередное внимание получат орбитальная разведка, навигация, связь, возможно, даже противоспутниковое оружие. Никто не снимал с повестки дня и строительство отечественной орбитальной станции РОСС. Возможно ли в такой ситуации начать строить лунную базу уже в 2031 году, пусть и совместно с Китаем? Это открытый вопрос — но он очень похож на риторический.