Россия начнет строительство базы на Луне в 2034 году


Российская долговременная база на Луне вместит 12 человек

Помещения базы проектируются с использованием идей советских инженеров 60-70-х годов

Судя по всему, главная цель создания лунной базы у каждой страны — добыча гелия-3 для термоядерной энергетики. Запасы гелия-3 на Луне оцениваются в 1 миллион тонн, чего должно хватить на обеспечение энергетических потребностей человечества более чем на 1000 лет. Проект долговременной лунной базы сейчас детально прорабатывают специалисты ФГУП ЦНИИмаш — головной организации «Роскосмоса». Некоторые новые подробности об отечественном проекте колонизации Луны рассказала руководитель пресс-службы ЦНИИмаша Ольга Жарова.

Зачем нужна лунная база

Во-первых, для учёных лунная база — уникальное место для проведения научных экспериментов в области планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры важно для исследования эволюции Солнечной системы, появления жизни.
Отсутствие атмосферы позволяют строить на лунной поверхности оптические и радиотелескопы, способные получить гораздо более детализированные изображения, чем это возможно с земных телескопов. Строительство таких телескопов обойдётся дешевле, чем развёртывание космических обсерваторий, таких как «Хаббл». К тому же, их гораздо проще обслуживать и модернизировать.

Лунная база может использоваться как перевалочный пункт для межпланетных и межзвёздных космических миссий и как космопорт.

Лунная база с электромагнитной катапультой. Концепт 1977 года. Изображение: NASA
Ещё одна важная причина колонизации Луны — наличие на Луне полезных ископаемых, запасы которых на Земле подходят к концу (гелий-3) или доставка которых на орбиту слишком дорого обходится (железо, алюминий, титан). На Луне найдены залежи водяного льда — источника воды, кислорода, водорода. В некоторых случаях проще использовать лунный материал, чем доставлять его с Земли.

Российские специалисты предполагали, что именно добыча гелия-3 станет главной частью российской лунной программы. Об этом говорил, в частности, глава РКК «Энергия» Николай Севастьянов (см. статью «К 2015 году Россия создаст станцию на Луне»).

«Постоянную станцию на Луне мы планируем создать уже к 2015 году, а с 2020 года может начаться промышленная добыча на спутнике Земли редкого изотопа — гелия-3», — говорил Николай Севастьянов десять лет назад.

По оценкам специалистов, на Луне содержится не менее 1 млн т гелия-3, что полностью обеспечит термоядерную энергетику человечества на срок более 1000 лет. Сейчас, чтобы обеспечивать всё население Земли в течение года, необходимо приблизительно 30 тонн гелия-3. Добыча гелия-3 и переход на термоядерную энергию особенно важен с учётом того, что углеводородов на Земле осталось примерно на 50-90 лет (в России — на 77 лет, в Китае — на 14 лет), если верить органической теории происхождения нефти, основанной на наличии биомаркеров в углеводородах.

Интересно, что список главных мировых импортёров нефти — США, Китай и Япония — совпадает со списком стран, которые первыми заявили о строительстве постоянных баз на Луне.

Некоторые эксперты считают, что условия вакуума и дешёвой солнечной энергии позволяют использовать лунную поверхность для строительства больших автоматизированных заводов по производству электроники, а также для металлургии: земная атмосфера сильно ухудшает качество литья и сварки и делает невозможным получение сверхчистых сплавов и подложек микросхем в больших объёмах.

На Луну также разумно перенести с Земли вредные и опасные производства.

Как будет происходить доставка первых космонавтов на Луну

По планам 2006 года, монтаж на орбите первых конструкций лунной базы планировалось поручить экипажу Международной космической станции в составе шести человек. Доставкой космонавтов и грузов должен был заняться новый многоразовый корабль «Клипер», чей ввод в эксплуатацию был намечен на 2020 г.
В РКК «Энергия» разрабатывали пилотируемый корабль «Клипер» и межорбитальный буксир «Паром», которые вместе образуют многоразовый транспортно-грузовой космический комплекс для промышленного освоения Луны.

12 апреля 2020 года научно-технический совет «Роскосмоса» утвердил проект ракеты-носителя тяжёлого класса «Ангара А5В» грузоподъёмностью 38 т полезной нагрузки при выводе на низкую околоземную орбиту (200 км).

Именно «Ангара А5В» будет использоваться для подъёма лунного посадочного модуля, межорбитальных буксиров и космических кораблей с экипажем.

Как сообщалось в апреле, российская экспедиция пройдёт в четыре этапа:

  1. Вывод на орбиту лунного посадочного модуля и межорбитального буксира.
  2. Вывод на орбиту второго межорбитального буксира (он стыкуется с посадочным модулем и отправляется к Луне).
  3. Вывод на орбиту основного космического аппарата с экипажем.
  4. Вывод на орбиту третьего межорбитального буксира.

Перед началом миссии запланирован ряд испытаний:

  1. Беспилотный испытательный запуск нового космического корабля «Федерация».
  2. Полёт космического корабля с экипажем на орбиту Луны.
  3. Полёт на лунную орбиту с лунным взлетно-посадочным комплексом (ЛВПК) с отправкой его на поверхность Луны без экипажа.

Для проведения испытательных запусков «Ангары A5B» и пилотируемой экспедиции на Луну сейчас готовят космодром «Восточный».

Российский проект лунной базы

Проект долговременной лунной базы изначально разрабатывался в СССР в КБ общего машиностроения под руководством Владимира Бармина в конце 1960-х – начале 1970-х годов как развитие программы освоения Луны с помощью ракеты-носителя Н1 Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ, сейчас это РКК «Энергия»), рассказала Ольга Жарова из ФГУП ЦНИИмаш.
Новый проект колонизации Луны «Роскосмос» отправил в правительство РФ в декабре 2014 года. Согласно этому проекту, который расписан до 2050 года, освоение Луны начнётся с создания форпоста, в который войдут энергетическая установка, модуль жизнеобеспечения и экспериментально-лабораторный модуль, а также набор транспортных средств — луноходов и лунолётов. Первые 20 лет экспедиции на Луну будут налаживать и собирать элементы инфраструктуры и обслуживать действующие системы. Кроме этого, в окрестностях базы предлагается развернуть астрономическую лабораторию.

В 2020 году специалисты скорректировали план лунной программы. По новому графику, доставка российских космонавтов на Луну состоится в районе 2030-2035 года.

Проектированием лунной базы продолжают заниматься специалисты РКК «Энергия» и ЦНИИмаш. Сейчас определены некоторые ключевые параметры базы. Решено, что на начальном этапе количество членов экипажа не превысит 2–4 человек, а на более поздних этапах может достигать 10–12 человек. По расчётам ЦНИИмаш, при четырёх членах экипажа и продолжительности экспедиции 30 суток минимальный обитаемый гермообъем базы составляет 20 куб. м. Для активной деятельности экипажа инфраструктура должна быть на поверхности Луны. Под поверхностью Луны могут создаваться радиационные убежища, размещаться энергоустановки и пр.

Место для строительства лунной базы до сих пор не выбрали. Большинство предоложений в пользу размещения базы в окрестностях Южного полюса Луны, сообщила представитель ЦНИИмаш.

При детальной разработке плана лунной базы активно используются проекты, подготовленные научными коллективами СССР в 60-70-е годы, сказала Ольга Жарова. Например, примерно в том же виде берутся жилые помещения. Один из проектов советских инженеров изложен в документе «Отчёт по созданию лунных станций и инженерных строительных подвижных средств». Отчет выпущен в 1968 году, утвердил его преемник С.П. Королева, Василий Павлович Мишин, бывший в течение 20 лет (1946-1966) первым заместителем С.П. Королева в ОКБ-1, а в 1968 году являвшийся главным конструктором Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ).

Среди прочего, в документе подробно описаны Лунная Инженерная Машина (стр. 10-28), Зарывающаяся Лунная Станция (стр. 29-31) и варианты Лунных Строительных Комбайнов (стр. 32-39). В ЦНИИмаше пояснили, что эскизные проекты лунной строительной техники уже созданы, подготовлены их 3D-модели.

Колонизация Луны, а затем Марса — очень интересные научные проекты. Вопрос только в деталях: какая страна первой построит базу, кто именно отправит первый экипаж на Марс: будет это государственное космическое агентство или частная компания. Но в любом случае колонизация Луны и Марса, скорее всего, начнётся при жизни нынешнего поколения. Многим из нас посчастливиться стать свидетелями этих исторических событий.

Что это в космосе?

4 октября 1957 года Советский Союз запустил первый в мире искусственный спутник на околоземную орбиту. Он представлял собой металлическим шар с несколькими прикрепленными к нему антеннами. И был не намного больше, чем баскетбольный мяч. Все, что он мог – это посылать радиосигналы на Землю. Он пролетал над Соединенными Штатами несколько раз в день. И американское правительство ничего не могло с этим поделать. Но последствия этого события были очевидны: советские ракеты, которые способны выводить на орбиту спутники, могут когда-нибудь быть использованы и для доставки ядерного оружия на территорию США.

Но СССР на этом не остановился. Через месяц на орбиту была отправлена собака. Советские ученые смело заявляли, что космонавты СССР будут праздновать 50 годовщину Октябрьской революции в 1967 году на Луне.

Практические шаги

Лунные базы в первой «Лунной гонке»

Внешние изображения
Проекты лунных баз
Эскиз процесса возведения лунной базы по проекту, разработанному инженерами компании Дженерал электрик[13]

В ходе первой «лунной гонки» 1960-х годов (а также чуть ранее и позже) две космические сверхдержавы — США и СССР — имели планы сооружения лунных баз, которые не были реализованы[14][15].

В США прорабатывались аванпроекты лунных военных баз Лунэкс (Lunex Project) и Горизонт (Project Horizon), а также имелись технические предложения по лунной базе Вернера фон Брауна.

В первой половине 1970-х гг. под рук. академика В. П. Бармина московскими и ленинградскими учёными разрабатывался проект долговременной лунной базы, в котором, в частности, изучались возможности обваловки обитаемых сооружений направленным взрывом для защиты от космического излучения (изобретения А. И. Мелуа с использованием технологий Альфреда Нобеля). Более детально, включая макеты экспедиционных транспортных средств[16] и обитаемых модулей[17], был разработан проект лунной базы СССР «Звезда», который должен был быть реализован в 1970-х—1980-х гг. как развитие советской лунной программы, свёрнутой после проигрыша СССР в «лунной гонке» с США.

Lunar Oasis

В октябре 1989 года на 40-м конгрессе Международной авиационной федерации сотрудники НАСА Майкл Дьюк (Michael Duke), глава подразделения исследований Солнечной системы Космического центра имени Линдона Джонсона в Хьюстоне, и Джон Ньехофф (John Niehoff) из Science Applications International Corporation (SAIC) представили проект лунной станции Lunar Oasis. До сих пор этот проект считается весьма проработанным и интересным по ряду основных решений, одновременно оригинальных и реалистичных. Десятилетний проект Lunar Oasis предполагал три стадии, суммарно предусматривавшие 30 полётов, половина из которых пилотируемые (по 14 т груза); беспилотные старты оценивались по 20 т груза каждый.

Авторы называют стоимость проекта равным четырём программам «Аполлон», а это примерно $550 млрд в ценах 2011 года. Учитывая, что время реализации программы предполагалось весьма значительным (10 лет), ежегодные расходы на неё составили бы около $50 млрд. Для сравнения можно указать на то, что в 2011 году затраты на содержание американских войск в Афганистане достигли $6,7 млрд в месяц, или $80 млрд в год.[18]

Лунные базы в «Лунной гонке» XXI века

В начале XXI века США инициировали новую «лунную гонку», в которую, как в «лунную гонку за второе место», объявили о вступлении ещё несколько передовых космических держав. Все эти программы предусматривают создание на Луне баз.

НАСА разрабатывала космическую программу «Созвездие», в рамках которой должна разрабатываться новая космическая техника и создаваться необходимая инфраструктура для обеспечения полётов нового космического корабля к МКС, а также полётов на Луну, создания постоянной базы на Луне и в перспективе полётов на Марс[19]. Задачу картографирования возможных будущих мест посадок и базы решала в том числе станция Lunar Prospector ранее. Пилотируемые полёты на Луну планировались с 2019—2020 гг. Однако по решению президента США Барака Обамы от 1 февраля 2010 года финансирование программы в 2011 году прекращено[20].

В феврале 2010 года НАСА представило новый проект: «аватары» на Луне, который может быть реализован уже через 1000 дней. Суть его заключается в организации экспедиции на Луну с участием роботов-аватаров (представляющих собой устройство телеприсутствия) вместо людей. В этом случае инженеры, занимающиеся организацией полета, избавляют себя от необходимости использования важных систем жизнеобеспечения, и благодаря этому применяется менее сложный и дорогой космический корабль. Для управления роботами-аватарами эксперты НАСА предлагают использовать высокотехнологичные костюмы дистанционного присутствия (наподобие костюма виртуальной реальности). Один и тот же костюм могут «надевать» несколько специалистов из разных областей науки поочередно. К примеру, в ходе изучения особенностей лунной поверхности, управлять «аватаром» может геолог, а затем в костюм телеприсутствия может облачиться физик[21].

Амбициозный план Европейского Космического Агентства «Аврора», предусматривает в конечном итоге после 2030 года экспедиции и базы на Луне. Первая европейская лунная станция Смарт-1 в течение года и семи месяцев занималась картографированием поверхности Луны, а также построением карт залегания различных минералов.

О своих планах освоения Луны не раз заявлял и Китай. 24 октября 2007 года с космодрома Сичан был успешно запущен первый китайский спутник Луны Чанъэ-1. В его задачи входило получение стереоснимков, с помощью которых впоследствии изготовят объёмную карту лунной поверхности. В будущем КНР рассчитывает основать на Луне обитаемую научную базу. Согласно китайской программе, освоение естественного спутника Земли намечено на 2040—2060 годы[22].

Японское агентство по космическим исследованиям планировало к 2030 году ввести в строй обитаемую станцию на Луне — на пять лет позже предполагавшихся ранее сроков. В 2007 году космической станцией «Кагуя» Япония начала орбитальные исследования Луны. В марте 2010 года Япония решила отказаться от пилотируемой лунной программы из-за её чрезмерной затратности в пользу роботизированных поселений.

Индия в 2008 году послала к Луне первую АМС «Чандраян-1» с целью трёхмерного топографирования и радиозондирования для составления карты химических элементов поверхности в поисках металлов, воды и гелия-3. Индийская организация космических исследований представила планы по скорой отправке лунохода и совместных или независимых пилотируемых полётов к Луне в отдалённом будущем (после 2025—2030 г.).

Российская лунная программа XXI века

Основная статья: Российская лунная программа

В 2007 году Роскосмос объявил о плане, включающем в себя высадку человека на Луне к 2025 году и развёртывание там постоянной лунной базы несколько лет спустя[23].

В 2014 году стало известно о проекте концепции российской лунной программы, в которой предложены три этапа[24]:

  • 1 этап 2016—2025 годов. Предполагает отправку на Луну автоматических межпланетных станций «Луна-25», «Луна-26», «Луна-27» и «Луна-28». Они должны будут определить состав и физико-химические свойства лунного полярного реголита с водяным льдом и другими летучими соединениями. Кроме того, задачей аппаратов станет выбор наиболее перспективного района в области Южного полюса Луны для будущего развёртывания там полигона и лунной базы[25].
  • 2 этап 2028—2030 годов. Включает пилотируемые экспедиции на орбиту Луны без высадки на её поверхность[25].
  • 3 этап 2030—2040 годов. Включает высадку космонавтов в районе потенциального размещения лунного полигона[14] и развёртывание первых элементов инфраструктуры из лунного вещества. В частности, предлагается начать строить элементы лунной астрономической обсерватории, а также объектов для мониторинга Земли[25].

К 2050 году планируется построить обитаемую базу и полигон по добыче полезных ископаемых[25].

В 2020 году появились сообщения о задержке этих планов на несколько лет от заявленного графика, в связи с уменьшением финансирования[26][27].

Европейский проект

В апреле 2020 года Европейское космическое агентство объявило о начале работ над проектом создания постоянной базы на поверхности Луны. Проект создания базы рассчитан на четыре этапа, с 2020 по 2062 года[28].

  • Первый этап (2020—2030 года) — картографирование поверхности Луны и разработка тяжелой ракеты-носителя «Криптон», разгонного и посадочного лунных модулей[28].
  • Второй этап (2030—2032 года) — определение места будущей базы, доставка «Криптоном» четырех космонавтов и модулей для создания самой базы, вывод на орбиту космической станции[28].
  • Третий этап (2032—2042 года) — доставка и монтаж командного и ремонтного модулей, энергетической установки питания базы и лунохода[28].
  • Четвёртый этап (2042—2062 года) — создание систем жизнеобеспечения, производственной базы и обсерватории, запуск к 2062 году постоянной базы без необходимости постоянного пребывания человека на Луне[28].

Проект «Горизонт»

Одним из первых рассматриваемых вариантов был такой – астронавты отправлялись на Луну в поисках «дыр или пещер», которые можно было бы «закрыть и запечатать, создав внутри давление». Но авторы проекта предложили нечто гораздо более амбициозное.

Этап 1: доставка

• начиная с января 1965 года на Луну отправляется первая партия из десятков ракет. Она доставит на Луну оборудование, материалы и компоненты, необходимые для строительства базы. Все запуски будут беспилотными.

• как только материалы окажутся на Луне, туда отправят двух астронавтов. Они должны будут убедиться, что все находится в хорошем состоянии. Любые материалы, поврежденные или уничтоженные, заменяются в ходе следующих запусков.

• первые два астронавта должны убедиться, что место, выбранное для базы, подходящее. Если бы это было не так, они бы начали искать альтернативные места. Авторы исследования подсчитали, что для выполнения своих задач астронавтам потребуется от 30 до 90 дней. После чего они вернутся на Землю. Находясь на Луне, они должны были бы жить в кабине своего лунного десантного корабля.

Фаза 2: строительный лагерь

• через шесть месяцев после того как выяснится, что все в порядке, строительная бригада, состоящая из девяти человек, будет отправлена ​​на Луну, чтобы распаковать материалы и начать сборку базы. Первая построенная часть будет строительным лагерем. В котором астронавты будут жить, пока строят остальную часть базы.

• базовая строительная единица как строительного лагеря, так и лунной базы будет изготовлена ​​из сборных «жилых единиц». Они будут изготовлены из цилиндрических металлических резервуаров диаметром 3 и длиной 7 метров. План предусматривал, что они будут опущены в траншеи, которые астронавты будут копать с помощью бульдозера или взрывчатки.

• как только жилые единицы соединяться вместе внутри траншеи, и оборудование жизнеобеспечения начнет работать, астронавты полностью закапывают их. Зачем это делать? Это должно защитить космонавтов от воздействия радиации и обеспечить защиту базы от сильных перепадов температуры. И от метеоритов.

Фаза 3: основная база

• после того, как астронавты закончат работу в строительном лагере, они начнут работу на основной части базы. Она будет строиться по похожей технологии, но находиться более глубоко под поверхностью. Когда работа будет закончена, астронавты переедут в постоянные жилые помещения и превратят строительный лагерь в лаборатории.

• энергетику обеспечат два ядерных реактора, расположенные на безопасном расстоянии от базы.

• по оценкам авторов проекта, база будет построена к ноябрю 1966 года. После чего она будет готова к постоянному заселению сменными экипажами из 12 астронавтов. Которые будут жить на Луне один год, затем заменяться и возвращаться на Землю.

Кто будет первым на Луне?

Аналитики американской разведки, изучавшие засекреченную советскую космическую программу, опасались, что СССР действительно сможет доставить космонавтов на Луну к 1967 году. Это тревожило американских военных стратегов. Они боялись что СССР объявят Луну советской территорией. А если, что еще хуже, они создадут на Луне военную базу? Возможно, даже базу с ядерными ракетами, направленными на Землю? У Соединенных Штатов не будет способа защитить себя. Единственный военный вариант заключался в том, чтобы первыми добраться до Луны. И построить там базу раньше, чем это сделает СССР. Тогда уже США могли бы определять, будут ли на Луне размещены ракеты. И вообще давать разрешение СССР на любые работы на Луне.

«Эта лунная база необходима для защиты интересов Соединенных Штатов на Луне… чтобы США могли отвергать советские территориальные, коммерческие или технологические претензии», – написал в марте 1959 года начальник отдела исследований и разработок армии генерал-лейтенант Артур Трюдо. А спустя два месяца трехтомный отчет «Проект Горизонт» уже лежал на его столе.

Боевые лазеры

Авторы проекта также предложили разработать некий «луч смерти». Он состоит из пучка нейтронов или гамма-излучения, испускаемого устройством – ускорителем электронов. Альтернативное оружие использовало бы зеркала и/или линзы, чтобы сфокусировать лучи Солнца на нападающих советских космонавтах. Почти так же, как дети на Земле используют лупы для сжигания муравьев. Но военные планировщики предпочли ускоритель электронов. «Было бы целесообразно продолжить исследование «луча смерти». Поскольку это оружие будет эффективно не только против людей и транспорта. Но и против космических аппаратов, от которых мы не обеспечили никакой защиты», – писали авторы проекта.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: