Страсти по Starship: что мешает США вернуться на Луну
SpaceX — один из главных подрядчиков NASA по программе «Артемида», которая призвана вернуть американцев на Луну впервые с 1972 года. Успех этой сложной миссии напрямую зависит от готовности лунной версии корабля Starship — ей предстоит забрать людей с окололунной орбиты и доставить их на поверхность. Но проект сильно отстает от графика: много вопросов вызывает способность компании Илона Маска перекачать топливо на орбите. Зачем это нужно и есть ли у NASA запасной план, разобрался эксперт Pro Космоса Игорь Афанасьев.
США намерены высадиться на Луну в 2027 году в рамках миссии Artemis III. Два астронавта, ранее совершившие облет спутника Земли на космическом корабле Orion, планируют спуститься на поверхность небесного тела с использованием лунного модуля HLS (также известного как Moonship). Этот аппарат представляет собой специальную лунную версию корабля Starship от компании SpaceX. Но большинство экспертов полагает, что Artemis III стартует не раньше 2028 года, а возможно, и позже.
Как США конкурируют с Китаем за место на Луне
Главная причина отставания — трудности в доводке сверхтяжелой ракеты-носителя Super Heavy — Starship. Они оказались даже серьезнее, чем задержки при создании системы SLS/Orion, которая и так была основным препятствием. И это еще не все — разработка лунных скафандров тоже отстает.
Задержки в космических проектах стали привычным делом, но ситуация усложняется планами Китая, который намерен отправить космонавтов на Луну «до конца 2030 года».
Официально Китай никогда не представлял свою лунную программу как конкурирующую с американской. Когда он обнародовал свои планы в 2018 году, ожидалось, что США достигнут Луны первыми. Задержки миссии Artemis III поставили NASA на путь конфронтации с Китаем, которая, к тому же, совершенно абсурдна.
Во-первых, потому что азиатская страна избегает роли злодея, которую ей хотят навязать, и занимается своими делами. Во-вторых, потому что до сих пор автоматическим ответом было «никакой гонки вообще не будет, потому что США уже побывали на Луне в 1969 году». И это правда.
Но именно сами американские политики превратили возвращение на Луну в прямое соперничество с Китаем. В частности, нынешний исполняющий обязанности администратора NASA Шон Даффи говорит: «Мы собираемся победить Китай в гонке за Луну». И хотя сомнений в том, что США выиграли лунную гонку в 1960-х, нет, через десятилетие после этого они полностью потеряли способность отправлять людей на Луну и до сих пор не смогли ее восстановить.
Для чего нужна дозаправка HLS в космосе
Главная проблема миссии Artemis III — это дозаправка лунного модуля HLS (Human Landing System) топливом на низкой околоземной орбите. Напомним, что HLS компании SpaceX не может отправиться к Луне без дозаправки топливом (жидким метаном и кислородом), что требует проведения нескольких отдельных запусков системы Starship [1].
В действительности архитектура предстоящей миссии куда более сложная, поскольку может потребоваться не одно, а два орбитальных хранилища топлива, сделанных на базе второй ступени Starship, но без теплозащиты и аэродинамических поверхностей. Два хранилища будут загружаться компонентами топлива на низкой околоземной орбите с помощью танкеров-заправщиков Starship, после чего одно из хранилищ перейдет на эллиптическую орбиту с высоким апогеем, используя собственные двигатели.
Модуль HLS будет заправляться топливом после стыковки с первым хранилищем, а затем перейдет на высокоэллиптическую орбиту, где состыкуется со вторым. И только после этого направится к Луне.
Орбитальные хранилища необходимы для того, чтобы криогенные компоненты топлива — метан и кислород — оставались в жидком состоянии без испарения в течение длительного времени. Стандартный Starship не способен решить такую задачу — для этого его баки пришлось бы оснастить дополнительной теплоизоляцией и активными системами охлаждения. Количество запусков для заправки двух орбитальных хранилищ (и, следовательно, HLS), будет зависеть от максимальной грузоподъемности системы Starship.
В октябре 2025 года состоялся 11-й испытательный полет Starship, последний для варианта Ver 2 (Block 2), который, как ожидается, уступит место варианту Starship Ver 3 (Block 3) [2]. По свежим данным SpaceX, нынешняя версия «самой мощной ракеты в истории» едва способна вывести на низкую околоземную орбиту 35 тонн. К расчетному ранее объявленному порогу в 100 тонн сможет приблизиться только следующая версия. И да, скачок от 35 до 100 — колоссальный, как и вера соратников Илона Маска в своего пророка.
Кто поведет США на Луну: Илон Маск и Шон Даффи не поделили программу Artemis
Главные проблемы лунного модуля Starship HLS
Когда выяснилось, что для отправки HLS на Луну может потребоваться от 15 до 20 запусков Super Heavy — Starship, разгорелись споры: для системы Ver 2 (Block2) с ее недавно объявленными характеристиками таких запусков понадобилось бы в 3–4 раза больше. Поэтому все надежды возлагаются на Starship Ver 3 с ее гипотетическими «более ста тоннами полезной нагрузки».
Проблема в том, что эта версия Block 3 не полетит до следующего года. И как только ее надежность подтвердят, нужно будет провести испытания по перекачке топлива на орбите. Хотя Россия и Китай регулярно перекачивают долгохранимые компоненты из кораблей-заправщиков на космические станции, никто раньше не пытался переправить сотни тонн топлива — будь то долгохранимое или криогенное — из одного корабля в другой на орбите.
С другой стороны, документы NASA раскрыли новые подробности о HLS компании SpaceX.
Лунный модуль от SpaceX будет длиной 52 метра, как версии Starship Ver 2 и Ver 3 [3]. И он меньше, чем Ver 4, который, по-видимому, не будет использоваться для лунных миссий. В нижней части модуля будут стоять шесть двигателей Raptor для полета, а под кабиной — восемнадцать двигателей меньшей тяги для мягкой посадки на лунную поверхность. Внутренний обитаемый объем составит около 614 куб. м, что значительно больше, чем у лунного модуля Apollo (4,5 куб. м) или китайского «Ланьюэ».
HLS проведет три месяца на «околопрямолинейной гало-орбите» NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) вокруг Луны. Этот тип орбиты позволяет одной из дуг траектории проходить почти по прямой вблизи малого небесного тела, отсюда и название.
Все об орбитах: определение, виды, спутники
Там HLS стыкуется с кораблем Orion с четырьмя астронавтами. Двое астронавтов пересядут в посадочный модуль и проведут на поверхности Луны 6,5 суток (продолжительность ограничена орбитальным периодом и возможностями «Ориона»). За это время они совершат от трех до пяти выходов в открытый космос. Два их спутника будут ждать их на орбите, на борту «Ориона».
Перед миссией Artemis III компания SpaceX должна осуществить беспилотную посадку HLS на Луну. Это добавит сложностей в график программы.
Альтернативы лунному модулю Starship HLS
Эта переусложненная схема (или «архитектура») миссии — самое серьезное препятствие для США на пути к Луне в XXI веке. У NASA есть запасной план — лунный модуль Blue Moon Mark 2 от компании Blue Origin. Он будет использоваться в миссии Artemis V. Для полета Artemis IV компания SpaceX должна разработать улучшенную версию HLS, которая сможет перевозить больше груза и обеспечит больше выходов в открытый космос.
Проблема в том, что хотя Blue Moon Mark 2 меньше HLS от SpaceX (высота всего 16 метров), он также требует запусков с перекачкой топлива. Несколько месяцев назад компания Blue Origin представила упрощенную архитектуру доставки модуля на Луну с помощью грузового корабля-буксира Cislunar Transporter. Однако в новых документах мы видим, что эта схема снова усложнилась.
Теперь в документах Cislunar Transporter называется Transporter 2 (Transporter 1 будет использоваться в беспилотной испытательной миссии) и будет запущен на низкую околоземную орбиту с помощью тяжелого носителя New Glenn, а затем заправлен топливом — жидким кислородом и жидким водородом — с помощью нескольких модифицированных вторых ступеней New Glenn (GS2). Сколько их? Мы не знаем.
Сначала Transporter соединится с посадочным модулем HLS от Blue Origin на низкой околоземной орбите. После заправки топливом модуль отправится на окололунную орбиту NRHO, где состыкуется со станцией Gateway. На этом приключения не закончатся: Transporter 2 снова пройдет дозаправку на низкой околоземной орбите, после нескольких запусков с New Glenn, и выйдет на высокую эллиптическую орбиту. Там он снова будет заправлен топливом при дополнительных запусках с New Glenn. После этого Transporter 2 направится к Луне, где состыкуется с Blue Moon Mk2 для повторной доставки топлива, поскольку для выхода на окололунную орбиту Blue Moon Mark 2 израсходует часть внутренних запасов.
Blue Origin пока не сообщила, сколько запусков ступеней GS2 потребуется на трех этапах заправки. Но если минимальное количество запусков составит от трех до пяти для промежуточных ступеней — один для корабля-буксира Transporter и один для посадочного модуля HLS, — можно предположить, что их будет десять или даже больше. Это не так много, как в архитектуре SpaceX, но все же нетривиальная задача.
План «Б» от Blue Origin не обещает быть проще, чем План «А» от SpaceX. Особенно в том, что модуль Blue Moon Mk2 окажется готов раньше, чем HLS от SpaceX, а это сомнительно. В итоге в США начали беспокоиться о возможных задержках в разработке посадочных модулей от обеих компаний на фоне активного развития китайской лунной программы.
Смогут ли США обогнать Китай в лунной гонке
Оба проекта имеют огромный потенциал для исследования и освоения Луны, но с политической точки зрения их высокие характеристики не важны, если Китай высадится первым. Может быть, стоит создать более простой лунный модуль, хотя бы для миссии Artemis III? Это позволило бы США опередить Китай, который планирует первую пилотируемую миссию на Луну на корабле «Ланьюэ».
Говорят, что NASA рассматривает такой вариант. Возможно, для этого придется модифицировать беспилотный Blue Moon Mark 1 и добавить к нему отсек для экипажа. Конечно, другая компания могла бы построить другой лунный корабль. Например, Lockheed Martin более семи лет назад предлагала создать модуль с использованием элементов корабля Orion, оснащенный криогенной двигательной установкой. Но и он также требовал дозаправки на орбите.
Идея интересная, но наблюдатели считают, что новый лунный модуль, каким бы простым он ни был, невозможно сделать менее чем за два года. Даже если сначала он пройдет беспилотную испытательную миссию, время пройдет очень много. Возможно, это можно сделать за четыре года, но тогда это будет близко к срокам первой китайской высадки на Луну. Вкладывать усилия в проект с такой неопределенностью не имеет смысла.
Еще один вариант — SpaceX может сократить размеры HLS, что позволит отправлять его на Луну меньшим числом запусков системы Super Heavy — Starship. Однако конструкция HLS уже хорошо проработана, и сложно представить, чтобы Илон Маск отступил от своей главной цели — отправки космических кораблей на Марс.
Специально для космического корабля Starship инженеры SpaceX создали двигатель Raptor, который многие эксперты считают совершенным. Насколько он идеален — сделали полный разбор.
