Лунная одиссея становится явью
Подготовка человечества к экспансии за пределы Земли вышла на финишную прямую
Земные проблемы, затянувшие в конфликты крупнейшие страны мира, не остановили подготовку к первой после полувекового перерыва отправке людей на Луну — с новыми задачами и технологиями. В следующем году ракета NASA Space Launch System (SLS) должна доставить к «хозяйке ночного неба» космический корабль Orion с четырьмя астронавтами на борту, которые совершат облет спутника. Аналогичные пилотируемые лунные экспедиции готовят Россия и Китай. Все эти проекты должны показать, смогут ли земляне создать на других небесных телах условия, подходящие для пребывания там людей — хотя бы временного. Это вызов не только для науки и техники, но и для физиологии и психологии человека. С помощью ученых «Монокль» попытался оценить ближайшие внеземные перспективы нашего вида.
Две базы на 46 стран
В высшей степени готовности, как сообщалось на последних брифингах NASA, находится проект «Артемида» (Artemis), который реализует 31 страна-участница под руководством NASA. Это набор миссий возрастающей степени сложности: в 2026 году предполагается совершить пилотируемый облет Луны на корабле Orion, в 2027-м — высадить астронавтов на поверхность спутника, а в 2028-м — создать постоянную базу Gateway на лунной орбите и установить жилой модуль на поверхности в районе южного полюса. Поначалу программу хотели форсировать: еще в первый срок своего президентства Дональд Трамп пообещал высадку на Луне в 2024 году и даже нашел поддержку в NASA, но ближе к часу икс директор космического агентства Билл Нельсон заявил, что это нереально, поскольку командам Artemis требуется больше времени для решения сложных вопросов безопасности. На сегодня США выполнили только первую миссию: в ноябре 2022 года беспилотный корабль Orion с манекеном на борту совершил два тестовых облета спутника и благополучно приводнился в Тихом океане.
Параллельно воплощается проект Международной лунной научной станции (МЛНС), который объединяет 15 стран, в том числе Россию и Китай. Еще в феврале 2021 года РФ и КНР подписали меморандум о совместном строительстве базы на спутнике Земли — как тогда предполагалось, к 2030 году. Недавно к проекту присоединились еще 13 стран, а сроки появления МЛНС были сдвинуты на пять лет. Станцию планируется возвести у южного полюса Луны, поскольку, по расчетам, там имеется ценный ресурс — лед, из которого можно добывать воду, а значит, и энергию с помощью электролиза. Если базу удастся сделать энергонезависимой от земной метрополии, станет возможной колонизация небесного тела, что еще недавно казалось фантастикой.
Темп проекту МЛНС задают по большей части китайцы: тайконавта планируется доставить на Луну уже через четыре года. И судя по тому, что в текущем десятилетии все космические начинания КНР, от посадки спускаемого аппарата на обратную сторону спутника до возвращения на Землю взятых там проб грунта, успешно претворяются в жизнь, это вполне осуществимо. У китайцев под лунный проект уже построен космодром Вэньчан на острове Хайнань, готова ракета «Чанчжэн-10», тестовый полет которой намечен на следующий год, сконструированы пилотируемый корабль «Мэнчжоу» и посадочный аппарат «Ланьюэ» (последние пока не испытаны в космосе), разработаны скафандры для экипажа. Схема высадки повторит проект «Аполлон» 1969 года: корабль доставит «Ланьюэ» на лунную орбиту, тайконавты перейдут в него, после чего спустятся на поверхность. Проведя серию экспериментов, они вернутся в аппарат и взлетят к орбитальному модулю, который отвезет путешественников на Землю. На недавней пресс-конференции представитель Китайского управления пилотируемых программ Чжан Цзинбо заверил, что КНР твердо нацелена отправить людей на Луну до 2030 года.
Сейчас создается инфраструктура для российско-китайской базы. В этом году обе страны подписали меморандум о сооружении лунной электростанции — эти критически важные технологии, связанные с атомной энергетикой, разрабатывают российские ученые. На спутнике команде потребуются источники энергии, которые позволят людям в суровых, по земным меркам, условиях, где день и ночь длятся по 14 земных суток, а температура колеблется от +150 до −150 градусов, заниматься производством и проводить научные эксперименты. Привычные солнечные панели здесь не подходят, их мощности для этих целей недостаточно. Кроме того, в полярных районах солнечные батареи ненадежны: там всегда темно. Кстати, именно по этой причине в данной области могли скопиться запасы льда, на которые так рассчитывают первопроходцы.
Основой лунной энергоустановки станут уже существующие в России модульные малые реакторы, но сначала их придется адаптировать для внеземного пространства. Реакторы должны будут выдержать старт с Земли, перелет, посадку. Кроме того, требуются новые системы охлаждения и работа с размером установки: она должна уместиться в конкретный диаметр ракеты. По словам директора Института космических исследований РАН Анатолия Петруковича, все это в сумме дает довольно большой набор технических проблем, которые сейчас решают ученые-ядерщики.
Параллельно в Институте геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) им. В. И. Вернадского РАН тестируют технологию изготовления стройматериалов для будущей базы из аналога лунного грунта. В качестве сырья используется имитатор реголита VI-T из пепла и золы камчатского вулкана Толбачик, максимально похожий на оригинал по химическому и минеральному составу.
«Аналог лунного грунта производится методом лазерного спекания, при котором мощный и тонкий луч направленного света сплавляет частицы исходного материала. В результате получается образец размером 5 на 15 миллиметров с характеристиками твердости, достаточными для применения в условиях космоса», — объясняет младший научный сотрудник лаборатории геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН Иван Агапкин. По его словам, технология позволяет оперативно создавать небольшие изделия сложной формы: винтики, болты, кольца и прочие малогабаритные конструкции. Однако метод энергозатратен, поэтому его применение возможно только после появления на Луне развитой энергетики.
В России также идет независимая от международных партнеров работа над средствами доставки на спутник людей и грузов. Ключевое звено нашей лунной программы — многоразовый пилотируемый корабль нового поколения «Орел», который строится с 2009 года. Предполагается, что его первый полет состоится в 2029 году. «По сравнению с “Союзом”, на котором космонавты сейчас летают к МКС, “Орел” будет примерно в два раза больше. Соответственно, на нем сможет лететь экипаж не из трех, а из четырех или даже шести человек; кроме того, там большой запас по полезному грузу. Корабль имеет мощные двигатели, предназначенные для межпланетных маневров, а также усиленную термозащиту и многоразовую спускаемую капсулу. Выводить его за пределы атмосферы будет ракет “Ангара”, старт — с космодрома Восточный», — рассказывает Анатолий Петрукович.