Китайский космический аппарат впервые в истории достиг обратной стороны Луны

Согласно соцопросам, 57% россиян считают, что американцы не были на Луне, а их высадка — инсценировка. Книга Виталия Егорова «Люди на Луне. Главные ответы»,

выпущенная
издательством «Альпина нон-фикшн»,
использует лунную конспирологию как повод для того, чтобы рассказать в деталях историю освоения людьми Луны, сотрудничества и соперничества США и России. Третья часть книги посвящена состоянию мировой космической отрасли на сегодня. Примерно тогда же, когда Илон Маск запустил пилотируемый корабль к МКС, стало понятно, что США вынуждены окончательно отказаться от российских двигателей, которые раньше были для них удобны и выгодны в использовании.

The Insider публикует отрывки из книги, отвечающие на вопросы, почему китайский луноход не нашел следов американцев на Луне, правда ли, что США запретили кому-либо приближаться к месту высадки астронавтов, как и почему американцы покупали российские ракетные двигатели, а теперь перестали.

Почему китайский луноход не нашел доказательств посадки на Луну американцев?

Краткий ответ: Китайский луноход не смог найти доказательств посадки американцев на Луну, потому что сел в другом районе спутника, а эта новость — подделка с юмористического сайта.

В конце 2013 года на Луну совершил успешную посадку китайский автоматический спускаемый аппарат Chang’e 3 («Чанъэ-3») с луноходом Yutu («Юйту») на борту. Луноход также успешно достиг поверхности и передал на Землю снимки местных пейзажей. На волне ажиотажа от китайских успехов в некоторых СМИ получила распространение новость под заголовком «Китайский луноход не нашел следов присутствия американцев на Луне».

Такое сообщение можно было бы принять за правду, если не знать, что посадка Chang’e 3 произошла в 780 км от ближайшего места посадки Apollo, и он физически не мог увидеть следы. Китайский луноход Yutu вообще не искал следов американцев. У спускаемого аппарата и у лунохода была своя научная программа, к которой они приступили после того, как продемонстрировали всему миру красный флаг на Луне. Поиском следов американцев Китай целенаправленно не занимался, хотя места посадки Apollo должны были попасть на снимки орбитальных зондов Chang’e 1 и Chang’e 2, которые занимались полной картографией спутника Земли в более ранние годы.

Что расскажет ученым лунная Антарктида?

Россия имеет богатую историю проведения исследований естественного спутника, которая началась с 13 сентября 1959 года — именно тогда советская автоматическая межпланетная станция «Луна-2» совершила первую в мире посадку на наш естественный спутник. Первыми в мире наши ученые увидели и обратную сторону Луны, первыми в мире в 1966 году получили изображения поверхности этого небесного тела. Но все предыдущие посадки, как и забор лунного грунта в 1976 году при помощи аппарата «Луна-24», проводились нашими исследователями в экваториальной части спутника. Теперь же российские ученые нацелились на изучение Южного полюса Луны, куда не «ступали» еще колеса ни одного лунохода, и никто не брал оттуда проб реголита. «Это будет первое исследование лунной Антарктиды», — так прокомментировал «МК» будущую миссию заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН Игорь Митрофанов.

Обнадеживает ученых вода, обнаруженная в приполюсных районах, под лунным реголитом. Она находится в замерзшем состоянии и является предметом особого интереса исследователей.

Первый аппарат «Луна-Глоб» («Луна-25»), который Роскосмос планирует посадить на Южный полюс, предположительно в кратер Богуславского, целый год будет исследовать место посадки при помощи комплекса научной аппаратуры, в том числе с использованием манипулятора, изучая динамику среды, включая подвижность и свойства лунной пыли. Основная техническая цель этого аппарата – в максимальной степени отработать перспективные технические решения КА, в части технологий – успешная отработка процедуры мягкой посадки и обеспечение условий для длительной научной работы на Луне, для надежной связи с Землей.

Следующим аппаратом, стартующим по лунной программе Роскосмоса, станет орбитальный КА проекта «Луна-Ресурс-1» (он же «Луна-26»). В его задачу будет входить глобальный обзор и разведка лунных ресурсов с орбиты, а также картографирование Луны.

Уже через год в рамках той же программы «Луна-Ресурс-1» стартует крупноразмерный посадочный аппарат «Луна-27» для изучения реголита на Южном полюсе Луны, который продолжит и существенно расширит изучение полярного реголита Луны на основе опыта, приобретенного в экспедиции «Луна-Глоб» («Луна-25»). По сравнению с посадочным модулем «Луна-Глоб», у него будет увеличена размерность и возрастет стартовая масса, при этом основные элементы сценария посадки на Луну будут апробированы в полете КА «Луна-Глоб», что повысит надежность реализации полета посадочного аппарата «Луна-Ресурс-1». На КА «Луна-27» будут установлены перспективные научные приборы для изучения Луны, разрабатываемые сейчас ведущими отечественными научными организациями, при этом будет проводиться бурение на глубину порядка двух метров с последующим анализом на месте забранных с глубины образцов лунного вещества.

Все эти проекты имеют международный статус. В Роскосмосе надеются, что опыт работы с данными лунными миссиями поможет после 2025 года при помощи космического аппарата «Луна-28» успешно доставить на Землю лунный полярный грунт в замороженном состоянии. Несмотря на то что советский аппарат «Луна-24» уже бурил Луну, ученым все равно понадобилось разрабатывать новый бур. Дело в том, что прежний забор осуществлялся на экваторе Луны, где реголит напоминает пенобетон или пемзу, и углубиться на глубину двух с лишним метров нашему аппарату не составило труда. Новая миссия готовится на полюс, где реголит гораздо тверже. К тому же надо, чтобы взятие пробы грунта с вмерзшим льдом прошло таким образом, чтобы вода не испарилась в результате бурения. Для этого изобретатели предложили метод «ультразвукового бурения». Он заключается в том, чтобы вбивать молоток бура в грунт очень мелкими ударами, создаваемыми ультразвуковой установкой. За счет таких микроударов грунт нагревается значительно меньше, чем при обычном способе бурения при помощи трения.

«Если нам удастся взять пробы лунного полярного грунта и доставить их на Землю, в наших руках окажутся вещества не только самой Луны, но и целого множества комет, когда-либо атаковавших Луну, — пояснил Игорь Митрофанов.

— Ведь после каждого из столкновений комета испарялась и на лунном полюсе осаждался слой кометного льда. Летучие соединения, которые мы найдем на полярных шапках Луны, это и есть вещество различных комет. Мы можем составить целую хронологию кометных «бомбардировок» Луны и изучить химию, возможно, органическую, этих небесных странников. Кстати, в лунном экваториальном грунте, который возвращали на Землю астронавты «Аполлона» и наши советские станции, не было и намека на летучее кометное вещество».

Пилотируемая лунная программа

Сегодня обнаружение воды в замерзшем состоянии под лунным реголитом в приполюсных районах выводит изучение Луны на новый уровень и позволяет говорить об использовании спутника Земли для различных задач, включая пилотируемые полеты на орбиту и строительство в будущем лунных обитаемых баз. Уже сейчас понятно, что на это будут нацелены множество международных проектов. С этим прицелом Госкорпорация «Роскосмос» и NASA на 68-м Международном астронавтическом конгрессе в Аделаиде (Австралия) подписали совместное заявление о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса.

Во-первых, это подразумевает ряд исследований на Международной космической станции, которая рассматривается, как основа для дальнейшего исследования космоса, во-вторых — взаимодействие в рамках международного проекта по созданию окололунной посещаемой платформы Deep Space Gateway (Ворота в дальний космос), проведение научных экспериментов на окололунной орбите и на поверхности Луны.

Говоря о соглашении, генеральный директор Роскосмоса Игорь Комаров раскрыл некоторые подробности достигнутых договоренностей, назвав сроки первых запусков в рамках проекта: «На первом этапе будем строить орбитальную часть с дальнейшей перспективой применения отработанных технологий на поверхности Луны и впоследствии — Марса. Вывод первых модулей возможен в 2024-2026 годах».

Уже известно, что в 2020 году должен быть определен технический облик и участие каждой страны в проекте окололунной станции. Российский шлюзовой модуль, предназначенный для выхода в открытый космос, будет спроектирован под новые унифицированные стандарты — по напряжению в электросети и интерфейсам систем. Управление модулем будет вестись также через унифицированные системы. В российском плане-графике его запуск намечен на 2026 год.

Станция будет располагаться на высокоэллиптической лунной орбите с высотой в апогее – 70 тысяч километров. Прежде обсуждались разные варианты, включая строительство DSG на низкой окололунной орбите. Однако позже был выбран вариант, который дает больше возможностей для исследования дальнего космоса, сохраняя возможность высадок на поверхность Луны. Длительность пилотируемых экспедиций на эту станцию может составлять от 30 до 360 суток. Полеты к ней будут проводиться раз в год.

Стороны уже обсудили возможности использования российских ракет-носителей (РН) для создания инфраструктуры лунной станции. Так, на первом этапе предполагается использование американской сверхтяжелой РН SLS параллельно с отечественными тяжелыми РН «Протон-М» и «Ангара А5М». После создания российской сверхтяжелой ракеты она также будет использоваться для обеспечения лунной орбитальной станции.

Кстати, российский пилотируемый корабль «Федерация» также может принять участие в программе DSG. Как сообщил нам начальник летно-испытательного отдела РКК «Энергия» Марк Серов, который недавно участвовал в наземном эксперименте SIRIUS, моделирующем условия длительного космического полета, в ходе этого испытания членам экипажа удалось успешно испытать ряд новшеств для будущих реальных полетов к Луне. Одним из них стал мобильный стенд, моделирующий алгори и алгоритмы работы бортовых систем. Стенд состоит из элементов рабочего места пилота корабля, то есть двух сенсорных мониторов, ручки управления и компьютеров с моделирующей программой стыковки «Федерации» с Международной космической станцией (этот маневр запланирован в реальной программе полета «Федерации» на 2024 год). Весь стенд в сложенном состоянии помещается в чемоданчике среднего размера. Его создали специалисты из Центра тренажеростроения в Новочеркасске. К слову, мобильный тренажер — это лишь один продукт из линейки тренажеров, имеющихся на вооружении РКК. Кроме него есть стационарный макет, похожий на настоящий корабль — стенд эргономической отработки, а также функционально моделирующий стенд в виде отдельных работающих мест пилота и второго пилота. То есть, на вооружении у испытателей есть целая линейка стендов, которая позволяет отрабатывать навыки пилотирования «Федерации» в любом помещении.

Луна — экспериментальная лаборатория для науки будущего

Активизация лунной программы Роскосмосом демонстрирует глубокое понимание ее роли в дальнейшем развитии научно-технического прогресса. Ведь Луна — это хорошее место для научных исследований. И имеющиеся запасы воды на ней помогут ученым надолго обосноваться в 400 тысячах километрах от родной планеты. Из-за отсутствия на Луне атмосферы им будет лучше наблюдать дальние уголки Вселенной, создавать при глубоком вакууме идеальную электронику и новые материалы. Известно, что благодаря отсутствию большого количества кислорода легко получать более чистые сплавы.

Луна — это, ко всему вышеперечисленному, источник полезных ископаемых. Там есть железо, алюминий, титан, в поверхностном слое — изотоп гелий-3, который многие видят в качестве топлива для термоядерного реактора. Гипотетически, при термоядерном синтезе 1 тонна гелия-3 могла бы дать энергию, эквивалентную сгоранию 15 миллионов тонн нефти. Следовательно, по самым максимальным оценкам, населению нашей планеты могло бы хватить лунного ресурса гелия-3 примерно на пять тысячелетий. Однако основной проблемой является добыча лунного топлива, ведь содержание его в реголите составляет примерно 1 грамм на 100 тонн. То есть, для получения тонны этого изотопа следует переработать на месте не менее 100 млн тонн лунного грунта. Впрочем, наука не стоит на месте.

— А какие работы ведутся в области перспективного освоения Луны у нас? (Этот вопрос мы задали заместителю начальника отделения ФГУП ЦНИИмаш, головного института Роскосмоса, Константину Ёлкину).

— Проблематика разработки методов и технологий использования лунных ресурсов не входит в наш перечень первоочередных исследовательских тем. Но тем не менее мы уже сейчас рассматриваем предложения по технологиям получения кислорода, углекислого газа, азота, водорода и других веществ на Луне, необходимых для производства компонентов ракетного топлива и расходных материалов для систем жизнеобеспечения. Изучаем и проекты налунной металлургии и добычи редкоземельных металлов. Отдельная тема — поиск мест падения астероидных тел с высоким содержанием железа и никеля, а также металлов платиновой группы.

Не сбрасываем мы со счетов и возможность добычи гелия-3, а также создания на Луне солнечной электростанции, передающей на приемные устройства Земли (или на орбитах ИСЗ) сконцентрированную энергию. Но все эти предложения, повторюсь, задачи сравнительно отдаленного будущего.

— Предположим, что это будущее все же наступило, и на Луну высадился международный десант со станции DSG. Какие задачи ему предстоит решить в первую очередь?

— Перед высадкой земного десанта на Луне в первую очередь нужно будет провести тестовые операции по возможности производства из реголита компонентов топлива для ракетных двигателей и расходных газов для систем жизнеобеспечения проводимых миссий. Работа на Луне начнется с отработки необходимых операций по обеспечению безопасного пребывания людей на поверхности искусственного спутника Земли. А именно: с отработки операций заглубления в реголит модулей для длительного нахождения на Луне членов экипажей, что необходимо для повышения уровня защищенности космонавтов от проникающей космической радиации на поверхности Луны, не обладающей ни плотной атмосферой, ни магнитным полем; с создания технологий защиты от лунной пыли для налунных механизмов и гарантированной эффективной защиты от нее здоровья членов экипажей.

Присоединиться к проекту международной лунной программы исследований и созданию Deep Space Gateway уже выразили желание Япония, Китай, Индия, Бразилия и ЮАР. Если все получится, DSG станет хорошим полигоном для старта будущих длительных миссий к Марсу и астероидам.

Исследования Луны спутниками

В 1959 году СССР запускает первый космический аппарат Луна-1.Пролетев от ночного светила на расстоянии около 6, 5 тысяч км, установленное на аппарате оборудование, показало: у Луны отсутствует магнитное поле. В этом же году, второй аппарат, Луна-2, достиг ее поверхности и оставил там вымпел с гербом СССР.

Третья лунная миссия, при облете спутника Земли, передала первые нечеткие снимки обратной стороны Луны.

В период с 1961 по 1970 годы США и СССР регулярно отправляли космические аппараты к спутнику. Были совершены:

  • облеты по окололунной орбите и фотографирование;
  • спуск аппаратов на лунную поверхность с целью анализа проб грунта;
  • изучение лунного ландшафта.

Рождение Луны

До того, как жизнь и биосфера возникли на Земле миллиарды лет назад, Солнечная система была мастерской, в которой творил великий Хаос. Сжатие протопланетного облака вызвало появление Солнца, гравитация которого способствовало формированию скалистых образований, наполнивших раннюю Солнечную систему. И через несколько сотен миллионов лет после появления Солнца появилась Земля. Существует несколько теорий о том, как Луна попала на орбиту вокруг нашей планеты.

Одной из преобладающих идей, поддерживаемых научным сообществом, является гипотеза глобального воздействия. Она предполагает, что Луна была сформирована, когда массивное космическое тело врезалось в Землю. Ранняя Солнечная система была весьма неспокойным местом, и содержала большое количество объектов, которые не достигли планетарного статуса. Считается, что один из таких объектов столкнулся с Землей в ее ранние годы.

Астрономы называют этот объект Theia. В момент столкновения с Землей он имел размеры, такие же как нынешний Марс. После произошедшего столкновения часть земного материала была выброшена в космос, где гравитация впоследствии собрала его в единый объект, который конечном итоге и стал нашей Луной. Это объясняет тот факт, что Луна состоит из более легких элементов и менее плотная, чем Земля. По поводу мощности удара, который пережила Земля в результате столкновения, есть заявление НАСА :

«Когда молодая Земля и блуждающий объект столкнулись, выделилась энергия, которой было в 100 миллионов раз больше, чем в результате более позднего события, которое, как считается, уничтожило динозавров».

Гелий-3 в планах освоения Луны[ | ]

Терраформированная Луна, вид с Земли; рисунок художника
В январе 2006 года Николай Севастьянов, бывший президент Ракетно-космической корпорации «Энергия», официально объявил[5], что главной целью российской космической программы будет добыча на Луне гелия-3 путём переработки лунного реголита. «Постоянную станцию на Луне мы планируем создать уже к 2020 году, а с 2020 года может начаться промышленная добыча на спутнике Земли редкого изотопа — гелия-3». Летать к Луне будет многоразовый корабль «Клипер», а помогать ему в строительстве Лунной базы начнёт межорбитальный буксир «Паром». Однако данные «официального заявления» остались на совести Н. Н. Севастьянова, поскольку Россия не признаёт существования у неё лунной программы наподобие американской. О других источниках финансирования также пока ничего не известно.

Присутствие гелия-3 в лунных минералах представители американского Национального агентства по космонавтике и аэронавтике США (НАСА) также считают серьёзным поводом к освоению спутника, при этом первый полёт туда НАСА планировала осуществить не раньше 2018 года. Китай и Япония также запланировали создание лунных баз, но это, скорее всего, произойдёт в 2020-х годах. До сих пор США остаётся единственным государством, представители которого побывали на Луне — с 1969 по 1972 год туда было отправлено 6 американских пилотируемых экспедиций.

Создание станции — не только вопрос науки и государственного престижа, но и коммерческой выгоды. Гелий-3 — это редкий изотоп, стоимостью приблизительно 1200 долларов США за литр газа[6], необходимый в ядерной энергетике для запуска термоядерной реакции. На Луне его количество оценивается в тысячи тонн (по минимальным оценкам — 500 тысяч тонн[7]). Плотность жидкого гелия-3 при температуре кипения и нормальном давлении равна 59 г/л, а в газообразном виде примерно в 1000 раз меньше, следовательно, 1 килограмм стоит более 20 миллионов долларов, а весь гелий — более 10 квадриллионов долларов (около 500 нынешних ВВП США).

Учёные считают[8], что гелий-3 можно будет применять в термоядерных реакторах. Чтобы обеспечивать энергией всё население Земли в течение года, по подсчётам учёных Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, необходимо приблизительно 30 тонн гелия-3. Стоимость его доставки на Землю будет в десятки раз меньше, чем у вырабатываемой сейчас электроэнергии на атомных электростанциях.

При использовании гелия-3 не возникает долгоживущих радиоактивных отходов, и поэтому проблема их захоронения, так остро стоящая при эксплуатации реакторов на делении тяжёлых ядер, отпадает сама собой.

Однако существует и серьёзная критика этих планов. Дело в том, что для зажигания термоядерной реакции дейтерий+гелий-3 необходимо нагреть изотопы до температуры в миллиард градусов и решить задачу удержания нагретой до такой температуры плазмы. Современный технологический уровень позволяет удержать плазму, нагретую лишь до нескольких сотен миллионов градусов в реакции дейтерий+тритий, при этом почти вся энергия, полученная в ходе термоядерной реакции, затрачивается на удержание плазмы (см. ITER). Поэтому реакторы на гелии-3 многими ведущими учёными, например, академиком Роальдом Сагдеевым, выступившим с критикой планов Севастьянова, считаются делом отдалённого будущего. Более реальными с их точки зрения является разработка на Луне кислорода, металлургия, создание и запуск космических аппаратов, в том числе ИСЗ, межпланетных станций и пилотируемых кораблей.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: