Космос: лунная дорога

Космос: лунная дорога

Отмечая 50-летие первого полета к Луне, люди вспомнили, как давно на нее не ступала нога человека. На этом фоне разворачивается новая лунная гонка, и каждый из участников пытается нащупать свою дорогу до спутника.

21660612795_4aa0a53c3f_o.jpg

Луна — ближайшее к нам небесное тело, до нее всего 380 тысяч километров, казалось бы, можно рукой дотянуться. Но когда в марте 1961 года Джон Кеннеди ознакомился с одним из первых вариантов лунной программы НАСА, то отверг ее как неподъемную и исключительно дорогостоящую. Однако не прошло и месяца, как полет Гагарина заставил президента изменить свое решение: в мае того же года план был утвержден. А уже восемь лет спустя сверхтяжелая ракета «Сатурн-5» вывела в космос корабль «Аполлон-11» с посадочным модулем и астронавтами на борту.

Дальнейшее известно: «маленький шажок для человека», еще пять экспедиций, громкий политический и исторический успех. Тем не менее вплоть до знаменательного полета американские конструкторы работали под огромным давлением. Они понимали, что в СССР реализуется своя лунная программа и конкуренты могут снова выйти вперед. Чиновники НАСА не знали, что в Советском Союзе на нее выделено несопоставимо меньше ресурсов, и даже сверхтяжелую ракету Н-1 так и не удалось довести до готовности. Однако спешка даром не прошла, и многие решения разработчиков НАСА оказались далеки от оптимальных.

Малоподвижные скафандры получились чересчур неудобными, контейнеры для грунта — негерметичными. К тому же расходы по программе «Аполлон» достигли космических масштабов и к 1974 году превысили 20 миллиардов долларов (более 100 миллиардов в ценах 2018-го). Подобных вложений СССР позволить себе не мог, так что даже демонстрировать флаг на Луне оказалось некому. Со второй половины 1970-х пилотируемые полеты к спутнику прекратились. О них вспомнили только в конце 2010-х — и сразу заговорили о новой гонке.

  • Спуск «Орла» снимался с борта командного модуля «Колумбия», он дожидался астронавтов на орбите вокруг Луны

Курс НАСА

Сегодня у Америки нет соперника масштабов СССР 1961 года, сверхдержавы, которая лидировала по целому ряду космических технологий и заставила США ввязаться в гонку престижа. Зато новая лунная программа, объявленная Дональдом Трампом, должна стать и проще, и дешевле старой. Недаром президент установил для нее весьма сжатые сроки с первой высадкой уже в 2024 году. На этот раз установкой флага и забором образцов дело не ограничится: американцы собираются надолго закрепиться на лунной орбите, разместив здесь постоянную перевалочную базу LOP-G (Lunar Orbital PlatformGateway, «Лунная орбитальная платформа — Шлюз»).

Ожидается, что будущая станция решит главную проблему пилотируемых экспедиций — ограниченную грузоподъемность спускаемых модулей. При поддержке LOP-G они могут оставаться достаточно легкими и регулярно совершать короткие перелеты на Луну и обратно, заправляясь на орбите. Развертывание LOP-G планируется начать в 2023 году с использованием простых и дешевых надувных модулей, которые уже опробованы на МКС.

Для полетов к самой станции создается новая сверхтяжелая ракета SLS и корабль «Орион». В новой ракете применяют многие из старых, традиционных для американской космонавтики решений: корпус из легких алюминиевых сплавов, водородное топливо, пара боковых ускорителей и т. д. Ради экономии средств SLS оснастят модернизированными двигателями и ускорителями, работавшими еще на «Шаттлах». Да и корабль-капсулу «Орион» вполне можно назвать глубокой модернизацией «Аполлонов».

Apollo_11_lunar_module.jpg
«Орел» (Eagle), спускаемый модуль миссии «Аполлон-11» 

Скользкая дорожка

Горячие споры вызывает сама схема будущих лунных миссий. Огромная одноразовая ракета, пилотируемый корабль и спускаемый модуль — концепция остается прежней, еще времен Кеннеди, и у многих специалистов возникают сомнения в ее эффективности. В самом деле, несмотря на все попытки упростить и удешевить задачу, SLS разрабатывается еще с 2011 года и уже обошлась НАСА в 15 миллиардов долларов, но пока так и не доведена до эксплуатации.

По той же причине критикуется и проект окололунной станции. Расположенная всего в 400 км от Земли, МКС оказалась самым дорогим проектом в истории человечества: его стоимость превысила 150 миллиардов долларов. LOP-G будут возводить и эксплуатировать куда дальше, и, очевидно, потратить придется никак не меньше. Пытаясь уложиться в бюджет, конструкторы НАСА делегировали разработку посадочного модуля частным компаниям. Однако и это вряд ли позволит добиться стратегической цели — доступных, недорогих и регулярных полетов к Луне и обратно. Быть может, стоит рассмотреть другие варианты?

Buzz_salutes_the_U.S._Flag.jpg
Установленный флаг упал при взлете лунного модуля, снесенный его реактивной струей

Частная трасса

Сторонник альтернативного подхода к полетам на Луну всем известен — это предприниматель, инноватор Илон Маск. Его любимое детище, компания SpaceX, уже готовит для отправки на спутник собственную двухступенчатую сверхтяжелую систему Starship, и от традиционных ракет и кораблей она отличается довольно радикально. Первая ступень должна стать многоразовой: после выполнения своей задачи она сможет вернуться на Землю для новой заправки и подготовки к следующему полету.

Вторая ступень и вовсе будет одновременно и ракетой, и кораблем, и даже посадочным модулем. «Гибрид», напоминающий проекты Циолковского, получит огромный герметичный объем для экипажа (более 800 кубометров, как вся МКС) и собственные двигатели, которые обеспечат торможение над лунной поверхностью, а затем — взлет с нее и возврат на Землю. Для облегчения конструкции и торможения в атмосфере в SpaceX использовали экзотический для космонавтики материал корпуса — нержавеющую сталь.

Стальная оболочка избавит ракету от необходимости в дополнительной и весьма дорогой тепловой защите при возвращении. Герметичную двойную обшивку планируют заполнять жидким метаном, часть которого будет стравливаться сквозь крошечные отверстия в самых горячих точках конструкции, унося с собой избыточное тепло. Этот же метан послужит и топливом. Он намного проще в получении и обращении и заметно плотнее, чем водород у ракет SLS, что обещает сделать Starship компакт нее и дешевле.

Apollo_11_plaque_closeup_on.jpg
Между ступенями лестницы спускаемого модуля закреплена табличка, напоминающая, что именно здесь человек впервые ступил на спутник

Неизведанная тропа

Пока стальные ракеты на метане поднимались в воздух разве что в научной фантастике. Вообще, в проекте SpaceX применяется так много новых непроверенных решений, что чиновники НАСА даже не рискуют на него рассчитывать. Однако в компании привыкли полагаться на собственные силы, а Илон Маск проявляет удивительный талант действовать быстро и гибко. В результате первый старт прототипа Starship планируется провести уже в 2019 году, а в 2022–2023-м можно ждать настоящих испытательных полетов. При этом конструкторы SpaceX надеются, что проект удастся уложить в весьма умеренный бюджет — 10 миллиардов долларов, втрое меньше, чем потратило НАСА на до сих пор не летающие «традиционные» ракету и корабль.

Если у Илона Маска все получится, то в НАСА наверняка забудут об SLS и «Орионе» и переориентируют свои планы под новую удивительную космическую систему. Впрочем, и у SpaceX остается не так много шансов высадиться на Луне к заветному 2024 году. Многоразовый носитель-корабль Starship можно назвать самым дерзким космическим проектом за всю историю человечества, и вряд ли стоит надеяться, что он полетит к цели раньше второй половины 2020-х.

Apollo_11_Crew.jpg
Экипаж «Аполлона-11». Майкл Коллинз (в центре) на Луне так и не побывал, оставшись в командном модуле и «страхуя» Нила Армстронга (слева) и Базза Олдрина (справа) с орбиты

Другим путем

Казалось бы, это увеличивает шансы конкурентов. К сожалению, сегодня реальных соперников у США в космосе практически нет. Достаточно серьезной угрозой их лидерству в лунной гонке можно назвать разве что КНР. Однако работа Китайского национального космического управления (CNSA) крайне непрозрачна. С одной стороны, глава агентства заявил о планах высадиться на Луне до 2029 года. С другой — ни тяжелой ракеты, ни подходящего корабля, ни посадочного модуля у Китая пока нет.

Носитель «Чанчжэн-9» остается на начальных этапах разработки, даже двигатель проходит тесты лишь отдельных узлов. Американцы не рассчитывают на полеты своих ракет ранее чем через пять лет, хотя SLS полагаются на модификацию давно проверенных двигателей «Шаттлов», да и метановые Raptor для Starship уже прошли огневые испытания. Очевидно, что китайской ракете предстоит намного более долгий путь. Примерно к тому же сроку — в 2029–2030 годах — должен быть готов и корабль, разрабатываемый пекинским институтом CALT. Похоже, что тягаться в скорости с США китайские конструкторы не собираются.

Еще более туманной остается ситуация в Роскосмосе. Руководство отечественной космонавтики откровенно заявляет, что человеку на Луне делать пока что нечего. «У американцев сейчас политическая задача высадить снова человека на Луну. Хотя я не очень понимаю, если они там были, зачем снова?» — сказал по этому поводу Дмитрий Рогозин. Тем не менее в РКК «Энергия» уже ведется проектирование сверхтяжелой ракеты «Енисей», первый пуск которой назначен на 2027 год. Планируется, что она сможет отправлять к спутнику и пилотируемый корабль «Федерация» (20 тонн), и будущий лунный посадочный модуль (27 тонн). Однако даже оптимистичный и масштабный проект российской лунной программы позволяет надеяться на высадку человека на спутник только в 2030 году. Похоже, что и второй раз первыми здесь могут стать американцы.

Фото: NASA (X9)

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 8, август 2019

Подписка на журнал
 
# Вопрос-Ответ
НОВОСТИ ПАРТНЕРОВ