Программа «Артемида»: как спустя полвека земляне, возможно, возвратятся на Луну
В Космическом центре имени Кеннеди во Флориде прошла первая тренировка экипажа космического корабля "Орион", который в рамках программы "Артемида II" должен чуть более чем через год облететь Луну. Старт запланирован на ноябрь 2024 года, и это станет первым этапом возвращения человечества на Луну после более полувекового перерыва. В отличие от 1960-70-х сегодня в пилотируемых лунных программах активно участвуют не только государства, но и частные компании. Так, в рамках проекта "Артемида" посадочные лунные модули разрабатывают американские фирмы SpaceX и Blue Origin. Об этих и других деталях возвращения людей на Луну - в нашем материале.
«Артемида», как выход из тупика в освоении космоса
Основная причина возвращения людей на Луну – застой в освоении космического пространства. Почти четверть века на околоземной орбите успешно функционирует Международная космическая станция. И все актуальнее звучит вопрос: а что же дальше? Раньше всех этим озаботилось НАСА. В 2004 году была принята программа «Созвездие» (Constellation) по высадке астронавтов на Луну, полетам к астероиду и Марсу с помощью новых ракет-носителей «Арес» (Ares) и космического корабля «Орион» (Orion). Начались разработки ракеты и корабля. Но достаточного финансирования программа не получила. В 2010 году президент США Барак Обама подписал закон по созданию другой супер-ракеты Space Launch System (SLS) и продолжению работ по пилотируемому кораблю «Орион». Первый запуск был запланирован на 2016 год. Но и этот план реализовать не удалось. Только в 2017 году после утверждения президентом США Дональдом Трампом новой программы по высадке астронавтов на Луну «Артемида», использующей наработки прошлых лет, дела пошли.
Эта глобальная программа предусматривает не только первую с 1972 года высадку человека на Луну, но и создание на окололунной орбите посещаемой станции «Гейтвей» (Lunar Gateway) -- форпоста для исследования Луны, строительства базы вблизи Южного полюса спутника для всестороннего исследования и, возможно, для добычи лунных ресурсов, а также, в дальнейшем, для подготовки полета на Марс.
Сроки начала полетов по этой программе многократно переносились. По последнему графику, который пока выполняется, в 2022 году осуществлен полет миссии Artemis I. 16 ноября 2022 года корабль «Орион» в беспилотном варианте стартовал на ракете-носителе SLS и после шестидневного облета Луны по ретроградной дальней полярной лунной орбите его командный модуль успешно вернулся на Землю. Полет длился 25 суток 10 часов 55 минут 10 секунд.
"Артемида": этапы
Старт Artemis II планируется на ноябрь 2024 года. В течение 10-суточного полета корабль с экипажем облетит Луну. Посадка не предусмотрена. НАСА уже объявило состав экипажа: американцы - командир Грегори Вайсмен, пилот Виктор Гловер, специалист полета Кристина Кук и ее коллега, канадец Джереми Хенсен. Все четверо имеют опыт двух космических полетов.
30-суточный полет «Ориона» в 2025 году с четырьмя астронавтами по программе Artemis III предусматривает высадку двух астронавтов на поверхность Луны на посадочном модуле Starship HLS от компании SpaceX, с которым «Орион» должен состыковаться на окололунной орбите.
Еще один месячный полет намечен по программе Artemis IV на 2027 год. В этот раз высадка на Луну будет проводиться после предварительной стыковки с лунной орбитальной станцией Lunar Gateway, на которой астронавтов будет ожидать лунный посадочный модуль Starship HLS от компании Илона Маска. Программой предусмотрены два выхода астронавтов из посадочного модуля на поверхность Луны.
В дальнейшем программа «Артемида» предусматривает ежегодные посадки на Луну для строительства и расширения возможностей лунной базы вблизи Южного полюса. В ее составе предполагается жилой модуль Surface Habitat. В этом модуле 2 астронавта смогут работать на Луне около месяца или 4 астронавта более короткий срок. На базе конструкции этого модуля предполагается создать жилой модуль марсианского корабля Mars Transit Habitat.
Программа Artemis X, намеченная на 2033 год, предусматривает работу астронавтов на лунной базе около 6 месяцев.
Планы крайне амбициозные, но так ли все гладко с их реализацией?
Россия отказалась от "Артемиды", предпочтя совместную лунную программу с Китаем
Для участия в такой грандиозной программе НАСА пригласило всех партнеров по Международной космической станции и другие страны. Роскосмос отказался стать подрядчиком НАСА так как России в рамках «Артемиды» отводилась совершенно незначительная роль. Вместо этого российское космическое агентство подписало «дорожную карту» по лунной пилотируемой программе с Китаем. Но это уже другая история.
К настоящему времени в американской программе «Артемида» в той или иной степени принимают участие Европейское космическое агентство, Японское агентство аэрокосмических исследований, канадское, израильское и австралийское космические агентства, Индийская организация космических исследований, а также страны: Италия, Люксембург, ОАЭ, Великобритания, Бразилия, Республика Корея, Украина и другие. Всего (на июнь 2022 года) в программе участвуют 27 стран.
Лунная супер-ракета SLS
Двухступенчатая лунная ракета-носитель разработана компанией Boeing и изготавливается в кооперации с United Launch Alliance, Orbital ATK и Aerojet Rocketdyne.
Первая ступень длиной 65 метров и диаметром 8,4 метра оснащена четырьмя водородно-кислородными двигателями RS-25 (тяга 190 т на уровне моря и 232 тонн в вакууме), разработанными в середине 1970-х годов для космических кораблей Space Shattle. Снаружи к ней прикрепляются два пятисегментных твердотопливных ракетных ускорителя с тягой по 1630 т каждый. Вторя ступень Block 1 тоже кислородно-водородная, имеет длину 13,7 м, диаметр 5 м. Оснащена одним двигателем RL-10B-2 тягой 11 т.
Такая ракета-носитель сможет выводить на низкую околоземную орбиту 95 т, а при использовании в качестве второй ступени модифицированных Block 1B или Block 2 – до 135 тонн.
Космический корабль «Орион»
"Орион" - многоцелевой частично многоразовый американо-европейский космический корабль, предназначен для полетов на Луну (первоначально объявляли, что и на МКС, и на Марс). Его максимальная масса 25 тонн. Предполагалось, что он будет в двух вариантах – пилотируемом и грузовом. Но о разработке грузового пока ничего неизвестно.
Корабль состоит из двух модулей: многоразового командного для размещения экипажа до 6 человек, который разрабатывается американской компанией Lockheed Martin, и одноразового сервисного от европейской Airbus Defence and Space. Корабль оснащен четырьмя панелями солнечных батарей, автоматической системой сближения и стыковки. На сервисном модуле установлен один маршевый двигатель AJ10, восемь двигателей R-4D-11 и шесть модулей двигателей системы реактивного управления.
Обитаемый объем командного модуля 9 куб. метров. В нем азотно-кислородная атмосфера, по составу близкая к земной, но с пониженным давлением. Предусмотрен туалет для использования в длительном автономном полете. Мониторы и цифровые системы управления во многом заимствованы у самолета Boeing 787. Приземление командного модуля предусмотрено парашютным способом, как резерв – посадка на воду.
"Звездолет" VS "Голубая Луна" и неготовые скафандры
Конфигурация, а также компания-создатель модуля для посадки на поверхность Луны на сегодняшний момент окончательно не определены. Пару лет назад НАСА провело конкурс на разработку этого модуля. Его выиграла компания SpaceX Илона Маска. Но предложенный ей вариант модуля Starship HLS (Human Landing System) оказался очень сложным и, по мнению руководства НАСА, его создание не успевает к плановой дате посадки в 2025 году.
Потому был проведен повторный конкурс в результате которого начато финансирование работ компании конкурента Маска за звание самого богатого человека на Земле Джефа Безоса Blue Origin по созданию другого варианта посадочного модуля - Blue Moon. Но Безос обещает создать этот модуль не раньше 2029 года. Так что срок высадки на Луну в 2025 году вызывает большие вопросы.
Для этого довольно много причин, сроки устранения которых предусмотреть практически невозможно. Основная причина возможного переноса срока посадки с 2025 на 2026 или на 2027 год - сложность создания лунного посадочного модуля Starship HLS. Дело в том, что посадочный аппарат от Илона Маска весом 1300 тонн (для сравнения, лунный модуль комплекса «Аполло» для высадки на Луну также двух астронавтов, имел массу всего лишь 13,9-16,5 тонн – меньше почти в 100 раз!), длиной 50 метров и диаметром 9 метров должен быть создан на основе пилотируемого корабля Starship, который пока не совершил ни одного даже беспилотного космического полета. Доставляться к Луне он должен ракетой Super Heavy, которая тоже еще ни разу не выходила в космос.
Лунный посадочный модуль должен дозаправляться на окололунной орбите несколькими танкерами, созданными тоже на базе корабля Starship и доставленными заранее на окололунную орбиту такими же ракетами Super Heavy. Но этих кораблей-заправщиков до сих пор нет. Кроме того, по требованию НАСА лунный модуль, прежде чем в него сядут астронавты, должен дважды сесть и взлететь с Луны в автоматическом режиме, подтвердив свою надежность. А до планируемой посадки на Луну с экипажем остается менее двух лет.
Вторая причина срыва сроков: отсутствие скафандров для работы на поверхности Луны. В 2019 НАСА официально продемонстрировало прототип лунного скафандра xEMU в патриотических красных, белых и синих тонах. Проверка НАСА в августе 2021 года показала, что эти скафандры будут готовы не раньше апреля 2025 года, но скорее всего, и этот срок не будет соблюден.
Потому в июне 2022 года НАСА выбрало две компании, Axiom и Collins Aerospace, для создания других скафандров для Луны. В сентябре прошлого года Axiom выиграла первый транш: 228 миллионов долларов. Но надежда, что компания, которая никогда не занималась скафандростроением, за неполных два года создаст нужное количество надежных скафандров AxEMU для тренировок и для использования на Луне, невелика.
