Современные СМИ нередко рисуют образ второй космической лунной гонки в борьбе за ресурсы нашего естественного спутника, которая началась между странами в XXI веке. За пример берется космическая гонка 60-х годов прошлого века, когда амбиции США и СССР привели к соревнованию по созданию сверхтяжелых ракет-носителей и организации полетов автоматических станций и космических кораблей к Луне и на Луну. Тогда обе страны достигли определенных успехов, но только американские астронавты добрались до Луны. Имеющая в своем сердце политические мотивы программа освоения спутника была мимолетной и быстро угасла, на десятилетия остановив границу проникновения человека в космос в тонком слое пространства около Земли. Не сумев договориться о совместном освоении Луны, две сверхдержавы понесли значительные траты, но в итоге остановили полеты на Луну, потеряв большую часть наработанного задела по космической технике. И если США хотя бы получили политические дивиденды, то в СССР засекретили свою попытку отправить людей на спутник и уничтожили ракеты Н1.
Политические амбиции и сейчас являются главными мотивами принятия решений по очень дорогостоящим направлениям деятельности людей, но начать лунную гонку в XXI веке — значит, повторить ошибку начала космической эры. Вполне очевидный разумный подход подсказывает, что Луна, с одной стороны, нам необходима как самый доступный плацдарм для создания внеземной промышленности, если человечество решится стать космической цивилизацией, а с другой — потребует огромного количества ресурсов, которое непосильно одному государству даже если его экономика находится на уровне мировых лидеров.
Поэтому в третьем десятилетии XXI века наметился процесс совместного движения к Луне. Представители космических агентств разных стран объединились в международную экспертную группу The International Space Exploration Coordination Group, цель которой — объединить в единую дорожную карту разработки и космические программы партнеров. Подготовленный и регулярно обновляемый публичный отчет не является указанием к действию, но за счет полноты охвата позволяет всем заинтересованным сторонам понять, куда двигаться и с кем сотрудничать, чтобы сделать свой вклад в будущее человечества на Луне. Сейчас в группу входят 26 космических агентств и организаций.
К сожалению, до полного единства еще далеко: представленные в ISECG Россия и Китай действуют достаточно автономно в своих лунных программах.
Возвращение
Мировые усилия по освоению Луны сейчас складываются вокруг американской программы «Артемида», предназначенной для возвращения людей на Луну. Параллельно в США проектируется окололунная посещаемая орбитальная станция Gateway, основная кооперация по этой программе соответствует партнерам по Международной космической станции, за исключением России.
Один из вариантов концепции окололунной посещаемой орбитальной станции Gateway, включающий участие России ©ESA
В 2017 между NASA и Роскосмосом было подписано совместное заявление о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса и создания окололунной станции Gateway. Планировалось, что Россия изготовит для орбитальной станции шлюзовой модуль для выходов астронавтов в открытый космос, оснащенный стыковочным узлом для американского корабля «Орион» и российского — «Федерация». Но к 2020 году переговоры зашли в тупик.
При этом Россия, как и Китай, отказалась подписывать межгосударственное соглашение, устанавливающее принципы использования и изучения Луны среди партнеров по программе «Артемида». Этот документ — альтернатива пятому из основных международных космических законов, Соглашению о деятельности государств на Луне и других небесных телах, принятому резолюцией 34/68 Генеральной Ассамблеи ООН от 5 декабря 1979 года. У соглашения, подготовленного Комитетом по использованию космического пространства в мирных целях ООН, оказалась тяжелая судьба. Его подписало всего 22 страны без участия основных космических игроков (США, Китая и России). Долгая юридическая неопределенность была одним из индикаторов неготовности человечества вновь отправиться на Луну, и соглашение «Артемиды» стало важным этапом на этом пути. Разработанные в США принципы по освоению Луны, подписанные странами, непосредственно участвующими в космической деятельности, будут предложены для обсуждения в ООН.
Единственные две страны, способные долететь до Луны, но не вошедшие в проект, который предложили американцы, — Китай и Россия — в итоге подписали меморандум о сотрудничестве в работе на Луне и на ее орбите. Этот документ не предусматривает активных действий, но может стать первым шагом к совместным проектам. 24 ноября 2020 года Китай призвал другие страны присоединяться к нему для совместной работы по исследованию Луны.
И хотя мир с точки зрения будущего освоения Луны условно разделился на две основные группы: в одной США и их партнеры, в другой Китай с Россией, — этот процесс нельзя назвать космической гонкой, так как американская лунная программа уже далеко впереди, и ее можно только догонять.
Разобравшись с намерениями стран, попробуем заглянуть в будущее освоения Луны.
Пути к освоению
Партнеры по ISECG выделяют три основных концептуальных фазы действий, которые помогут человечеству в этот раз не просто вернуться на Луну, а закрепиться там навсегда.
Первая фаза: дополнительная разведка автоматическими станциями и серия высадок на Луну людей и робототехнических средств поддержки для отработки необходимых технологий.
Вторая фаза: Создание первой научной обитаемой базы, расширение мобильности с помощью герметичных колесных вездеходов, продолжение разведки лунных ресурсов и начало создания промышленной инфраструктуры за счет стабильного грузопотока с Земли.
Третья фаза: учитывая, что финансирование государств по освоению Луны ограничено, в завершающей фазе необходимо подготовить всю необходимую инфраструктуру для коммерческой деятельности на Луне, чтобы обеспечить устойчивое развитие лунных поселений и промышленности через экономику.
Геологическая разведка на Луне с точки зрения художника ©NASA
С технической точки зрения первым и важнейшим шагом для этого является создание транспортной системы: сверхтяжелых и тяжелых ракет-носителей, пилотируемых космических кораблей и лунных посадочных модулей для людей, грузов и модулей будущих лунных баз.
На сегодня подобные транспортные системы разрабатываются в двух странах: в США и Китае. В Америке создается две альтернативных системы: одноразовая ракета-носитель Space Launch System с кораблем «Орион» и коммерческим лунным модулем, а также сверхтяжелая ракета, космический корабль и посадочный модуль: три в одном — многоразовый Starship компании SpaceX. Кроме того, у компании SpaceX есть две ракеты-носителя Falcon 9 и Falcon Heavy, которые будут использоваться для доставки грузов к Луне.
В Китае создаются сверхтяжелая ракета-носитель «Чанчжэн-9» («Великий поход — 9»), пилотируемый корабль и лунный модуль.
Эти транспортные системы позволят американцам доставить своих астронавтов на Луну во второй половине двадцатых годов, а китайцам — к 2030 году. Но подобные космические миссии будут лишь только повторением прилунений во время программы «Аполлон». Что же дальше?
В 70–80-е годы в США и СССР прорабатывались различные варианты обитаемых баз на Луне, но потеря интереса к вопросу освоения нашего спутника на многие годы закрыла работы по этой теме. С одной стороны, у специалистов по Луне уже было много данных для обработки, с другой — при ограниченном финансировании на космическую науку выбирались цели с большей научной новизной: автоматические станции к другим планетам Солнечной системы и орбитальные телескопы. А все предложения по созданию пилотируемых баз на Луне не вызывали воодушевления у правительств из-за высокой стоимости и неочевидности какой-либо отдачи.
Обитаемые базы
Лишь в начале XXI века специалисты вернулись к вопросу планирования строительства на Луне. В 2011 году в головной организации России по пилотируемой космонавтике — РКК «Энергия» им. С. П. Королева — была издана книга «Луна — шаг к технологиям освоения Солнечной системы», которая суммировала все проработки прошлого века. В этом издании описано фактически все, что может успеть сделать человечество на Луне за XXI век.
Луна — шаг к технологиям освоения Солнечной системы. — М.: РКК «Энергия». 2011
В начале, после разведки автоматическими станциями и серии высадок людей на Луну, логично строить научную посещаемую базу первого этапа. Например, Россия и Китай рассматривают для этого в первую очередь Южный полюс Луны, где в грунте и в кратерах есть относительно большие запасы воды в виде льда. Скорее всего, США с партнерами при выборе места первой базы также будут рассматривать кратеры с большим содержанием льда в постоянно затененных частях.
Первые обитаемые базы будут состоять из состыкованных герметичных модулей, по своей конструкции близким к тем, что используются для орбитальных станций. Для защиты людей от радиации и микрометеоритов планируется над модулями делать арки с засыпкой реголитом слоем 2–3 метра либо, при наличии строительной техники, делать дополнительные траншеи для размещения в них модулей. Электропитание будет осуществляться от солнечных батарей и небольшого ядерного реактора. Задачи первых баз будут научными и ремонтными: кроме сбора геологических проб, астронавты будут монтировать и дооснащать астрофизическое оборудование. Для передвижения на большие расстояния будет использоваться лунный транспорт с герметичными кабинами. Такие вездеходы разрабатываются в США и Японии (Toyota). Лунные базы первого этапа будут полностью зависеть от поставок с Земли даже при наличии привычных уже для космических станций технических систем регенерации воды и воздуха из продуктов жизнедеятельности людей.
План международной группы ISECG до 2035 года как раз рассматривает начало создания первой такой базы с небольшим экипажем.
Лунные базы второго этапа будут больше, но элементно близкими к устройству первых станций. Главное отличие — это внедрение замкнутых биорегенеративных систем жизнеобеспечения, где для переработки отходов человека будут использоваться водоросли, а для получения свежей пищи — высшие растения. Подобные системы отрабатывались в СССР в эксперименте БИОС-3, и эта тема актуальна сейчас в Китае в серии экспериментов «Юэгун-1» (Лунный дворец).
Экипаж такой базы будет уже больше, так как его задачи будут расширены созданием промышленной и технологической инфраструктуры. Здесь можно ожидать начала производства топлива из местных ресурсов, чтобы заправлять взлетно-посадочные аппараты. По расчетам специалистов, на это потребуется 30–40 лет от начала строительства на Луне.
Третий этап строительства уже больше похож на фантастику и рассматривается архитекторами и инженерами больше концептуально. По первым планам, это будут крупные поселения-базы в кратерах, так как их стенки будут частично защищать от радиации и астероидов. Кроме того, исследования показали, что размещение жилой зоны в кратере психологически более комфортно, чем на открытой местности. При этом у обитателей базы будет возможность видеть поверхность и выходить в скафандрах наружу.
Вероятно, будут выбираться кратеры и рядом с лавовыми трубками, где возможно размещение складов и производственных помещений. Но вот жилые отсеки, по мнению российских специалистов, не стоит располагать в тоннелях лавовых трубок из-за сложности эвакуации в случае аварий и психологического дискомфорта обитания там.
На этом этапе произойдет переход к развитому производству из местных полезных ископаемых и к самообеспечению лунных поселений, где будут уже десятки и сотни исследователей, ученых, инженеров и врачей. Из-за низкой гравитации все специалисты будут работать вахтовым методом, как сейчас зимовщики в Антарктиде, возвращаясь на Землю через 1–2 года.
Наступит момент, когда космодромы рядом с базами и окололунные станции станут служить не только для обеспечения грузопотока «Земля — Луна», но и для полетов к другим телам Солнечной системы.
И вновь, к сожалению, до создания поселений третьего этапа пройдет 50–70 лет от начала работ по освоению Луны.
Сейчас в США формируется профессия космического архитектора, появляются компании, цель которых в разработке концептов интерьеров обитаемых объемов орбитальных станций и городов, лунных и марсианских баз, больших межпланетных кораблей. Во время длительных полетов или вахт на других планетах в замкнутом пространстве или на безжизненных просторах Луны и Марса очень большую роль будет играть эргономичность и дизайн внутренних помещений и вездеходов. Исследования и тщательная проработка этих вопросов, учитывающая особенности гравитации, поможет поддерживать комфортную жизнь экипажей в сложных условиях изоляции и одиночества.
Седьмой континент
Ускорить космическое будущее можно несколькими путями. Во-первых, снизить стоимость доставки грузов на Луну. Для этого американская компания SpaceX разрабатывает многоразовую транспортную систему Starship, а в России ведутся работы по созданию многоразового ядерного электроракетного буксира, который будет забирать грузы на низкой околоземной орбите и доставлять на окололунную орбиту. По оценке российских специалистов, при использовании буксира удельная стоимость доставки килограмма груза на поверхность Луны снизилась бы в 2–4 раза.
Во-вторых снизить общечеловеческие затраты на освоение Луны можно специализацией по разработкам, когда, в отличие от 60-х годов прошлого века, каждая страна делает то, что у нее лучше получается и на что есть средства. Сейчас такой подход можно видеть на примере программы «Артемида» и окололунной орбитальной станции Gateway. Европа строит сервисные модули для американских пилотируемых кораблей «Орион» и участвует в создании модулей станции и лунных посадочных модулей. Кроме того, европейцы разрабатывают технологии по 3D-печати из местных материалов на Луне и собираются отправить на спутник автоматические станции для изучения лавовых трубок. Япония создает удобный колесный транспорт для перемещения по Луне астронавтов и грузовой корабль для полетов к Gateway. Канада сделает роботизированный манипулятор для окололунной станции.
Чем раньше Луна превратится в полигон для всемирного сотрудничества, тем раньше она станет важным форпостом человечества и технологической базой для освоения Солнечной системы. И тогда сбудется мечта одного из соратников Сергея Павловича Королёва — Бориса Евсеевича Чертока: Луна превратится в седьмой континент Земли.
