Роскосмос готовится к участию в проекте строительства окололунной посещаемой станции Deep Space Gateway (DSG), предложенном NASA. Идея состоит в создании многомодульной посещаемой станции на гало-орбите в нескольких тысячах километров от Луны. Такая станция должна стать новой лабораторией для изучения космических эффектов и опорой для дальнейших исследовательских пилотируемых полетов на Луну и Марс.

Проект был представлен NASA в марте 2017 года, когда стал очевидным курс на Луну новой администрации президента США Дональда Трампа. NASA при Бараке Обаме отказалась от идей достижения Луны и обозначила целью Марс с переходным этапом посещения околоземного астероида - Asteroid Redirect Mission. Ввиду сложности, а главное длительности, обозначенной стратегии, подход нового президента направлен на приближение каких-либо существенных результатов. Сначала он запустить к Луне людей сразу в первом испытательном полете ракеты SLS и корабля Orion в 2019 году, но технические специалисты отговорили - риск высок.

От Луны проще стартовать и к Марсу. Если собирать марсианский корабль на окололунной гало-орбите, постепенно подвозя баки с топливом и элементы конструкции, то можно сэкономить до трети массы топлива на полет, по сравнению со стартом с околоземной орбиты. Можно добиться еще большей экономии, если прихватить часть станции в виде отсека марсианского корабля.

Не стоит забывать и политический мотив. Сегодня главный внешнеполитический противник США - Китай. И он уже приближается к созданию своей собственной околоземной станции. Поэтому США важно подчеркнуть сохраняющееся технологическое превосходство, лунная станция для этого отлично подходит, и здесь Россия, Европа и Япония просто помогают в этом.

Какой же интерес тут у России?

Несмотря на политические разногласия России с США, в российской космической отрасли возобладал здравый смысл, подкрепленный экономическими мотивами. Для Роскосмоса сотрудничество с NASA в 90-е годы по программе «Мир», и в 2000-е по программе МКС практически обеспечило сохранность и высокий уровень пилотируемой космонавтики. Проект МКС на сегодня продлен до 2024 года, и после него никто не мог бы назвать достойную и одновременно посильную для бюджета цель. Несмотря на декларируемые лунные амбиции, как только зашла речь о деньгах при принятии Федеральной космической программы на 2015-2025, под нож первым делом пошла сверхтяжелая ракета, без которой достижение Луны крайне затруднено. Была надежда на четырехпусковую схему с «Ангарой А5В», но и о ней пришлось забыть, когда стало ясно что для этой ракеты нет другого спроса, а на Восточном будет только один стартовый стол. Смогли сохранить только разработки межпланетного космического корабля «Федерация», но без «Ангары-А5В» он обречен на околоземные полеты, где сейчас доминирует готовый к работе «Союз-МС».

Даже если предположить, что в бюджете нашлись деньги на сверхтяжелую ракету, стоит ли надрывать отрасль десять лет ради того, чтобы повторить прогулку Армстронга 60-летней давности? А что потом? Свернуть все работы и забыть, как сделали США в 70-е?

В результате, до вчерашнего дня, Роскосмос находился в патовой ситуации - лететь на Луну денег и особого смысла нет, а около Земли есть смысл летать только на МКС, которая скоро закончится. Но с вхождением в лунное партнерство всё меняется.

Во-первых, снова появляются возможности получения заказов на разработку и эксплуатацию техники для NASA. Во-вторых, в сверхтяжелой ракете и межпланетных полетах появляется долговременный смысл, ведь мы не просто летим за самоутверждением, а летим на работу для развития техники и продвижения человечества в дальний космос, причем в значительной степени не за свой счет. В-третьих, отрасль получает столь долгожданный новый стимул развития: наконец появляется смысл в корабле «Федерация», новых модулях станции, системах жизнеобеспечения, скафандрах, приборах, лунных спутниках , луноходах... Молодые коллективы наконец могут реализовать себя не в повторении советских схем, а привнести что-то свое на современном уровне.

Участие Роскосмоса помогает и NASA. Программы, которые NASA пыталось развивать в одиночку: Constellation, Asteroid Redirect Mission, оказались очень уязвимы к переменам внутриполитического курса. Международное же партнерство налагает взаимные обязательства и отказ о какого-то проекта приобретает не только экономический, но и политический окрас, и тут никто не захочет терять лишние очки. Это касается и российских международных программ.

Так что, несмотря на преобладающее участие США в проекте DSG, зависимость партнеров тут взаимная, что, собственно, и называется сотрудничеством в освоении космоса. Можно это только приветствовать.

Не секрет, что освоение Луны и создание на ней обитаемой базы является одним из приоритетных направлений Российской космонавтики. Однако для реализации столь масштабного проекта недостаточно организовать одноразовый полет, но необходимо построить инфраструктуру, которая позволяла бы осуществлять на Луну и с неё на Землю регулярные полеты. Для этого, помимо создания нового космического корабля и ракеты-носителя сверхтяжелого класса, необходимо создать базы в космосе, которыми являются орбитальные станции. Одна из них может появиться на земной орбите уже в 2017-2020 году и будет развиваться в последующие годы, путем наращивания модулей, в том числе и для старта на Луну.

Предполагается, что к 2024 году станция будет оборудована энергетическим и трансформируемыми модулями, предназначенными для работы с лунными миссиями. Однако это лишь часть лунной инфраструктуры. Следующим важным шагом является лунная орбитальная станция, создание которой включено в космическую программу России. Начиная с 2020 года, Роскосмосом будут рассматриваться технические предложения по станции, а в 2025 году должна быть утверждена эскизная документация на её модули. При этом компьютеры и научное оборудование для лунной орбитальной станции начнут разрабатываться уже с 2022 года, чтобы с 2024 года перейти к наземной отработке. В состав лунной станции должно войти несколько модулей: энергетический, лаборатория, а также узловой - для стыковки космических кораблей.

Говоря о необходимости подобной станции на орбите Луны, нужно отметить, что улететь с Луны на Землю можно лишь один раз в 14 суток, когда совпадают их плоскости орбит. Однако обстоятельства могут потребовать срочного отлета, и в таком случае станция будет просто жизненно необходима. Кроме того она сможет решать целый комплекс задач различного характера, начиная от связи, и заканчивая вопросами снабжения. По мнению ряда специалистов наиболее рациональным будет вариант размещения лунной орбитальной станции в точке Лагранжа, расположенной в 60000 км от Луны. В этой точке силы притяжения Земли и Луны взаимно уравновешиваются, и из данного места можно будет осуществлять старт к Луне или к Марсу с минимальными энергетическими затратами.

Схема полета на Луну, вероятно, будет выглядеть следующим образом. Ракета-носитель выводит космический корабль на орбиту, после чего его примет космическая станция России. находящаяся на земной орбите. Там он будет подготовлен к дальнейшему полету, а при необходимости здесь же будет выполнена сборка корабля из нескольких модулей выведенных в несколько запусков. Стартовав, корабль преодолеет расстояние до российской лунной орбитальной станции и пристыкуется к ней, после чего может остаться на орбите, а на Луну полетит спускаемый аппарат.

О целесообразности создания лунной орбитальной станции

По мнению ряда специалистов, как в России, так и за рубежом, наиболее целесообразным представляется сначала развернуть на окололунной орбите лунную орбитальную станцию, главным назначением которой со временем стала бы роль пересадочной станции на пути с Земли на лунную базу. Кроме того, это может позволить на более ранних стадиях достичь многоразовости использования транспортных средств на трассе между орбитами Земли и Луны.

Естественно, что на борту лунной орбитальной станции могут проводиться и программы экспериментов по дистанционному зондированию Луны, мониторингу межпланетной среды, в том числе космических лучей солнечного, галактического и внегалактического происхождения, и по определению последствий их длительного воздействия на человека, растения и животных.

В техническом плане создание лунной орбитальной станции возможно на современном уровне развития отечественной космической техники. Однако большой необходимости в лунной орбитальной станции на первых этапах освоения Луны все же нет, и осуществление пилотируемых экспедиций и доставка грузов вполне возможны без ее наличия, что наглядно продемонстрировали экспедиции на Луну по программе «Аполлон». И даже наоборот, необходимость стыковки с этой станцией накладывает дополнительные баллистические ограничения на моменты старта к Луне. Также на первых этапах освоения Луны вряд ли целесообразно применение многоразовых космических аппаратов, так как применение многоразовых транспортных средств до начала промышленного производства ракетного топлива на Луне увеличит массу доставляемых с Земли грузов и усложнит всю транспортную космическую систему в целом.

Создание лунной орбитальной станции потребует значительного объема работ не только по выведению модулей станции на орбиту искусственного спутника Луны, но и по ее эксплуатации. Поэтому создание и эксплуатация орбитальной станции целесообразны только после начала промышленного производства ракетного топлива на Луне и серийного использования многоразовых транспортных средств. В этом случае основным назначением такой станции может оказаться хранение ракетного топлива и дозаправка им транспортных кораблей.

Лунная орбитальная станция

Главы космических агентств договорились о создании международной окололунной посещаемой платформы, которая может стать первым шагом на пути освоения дальнего космоса. Начато обсуждение потенциального облика платформы и требований к её элементам и используемым интерфейсам.

Предложения по будущей программе создания и эксплуатации станции будут представлены главам агентств—партнёров по программе МКС в первой половине 2017 года.

Программа освоения Луны — стратегическая цель российской пилотируемой космонавтики. На 2030-е годы намечена высадка космонавтов на поверхность Луны с последующим основанием лунной базы. Проектированием лунной базы занимаются в РКК Энергия и ЦНИИмаше.

Источники: informatik-m.ru, universal_ru_de.academic.ru, unnatural.ru, rubforum.ru, universal_ru_en.academic.ru

Чип в мозг и нановакцинация

Рыцари Тевтонского ордена и современность

Призрак Линкольна

Племя амазонок в преданиях древности

Битва за Хамукар

Древний город, обнаруженный 4 года назад на северо-востоке Сирии на территории небольшой деревеньки Хамукар, заставил археологов пересмотреть свои предположения относительно того, ...

Тупик Мэри Кинг

Такое название получил старинный квартал Эдинбурга, который 400 лет назад был одним из самых оживленных мест. Но когда в шотландский город...

Какие попугаи самые разговорчивые

В момент проведения научных изысканий и поисков ответов на вопрос о том, какие попугаи разговаривают, ученые пришли к выводу...

Технологии Древнего Египта

В настоящее время технологии Древнего Египта достаточно подробно изучены, хотя сказать, что они все стали известны, нельзя. Об этой удивительной...

Судно на подводных крыльях ракета

В Советском Союзе первое пассажирское судно на подводных крыльях «Ракета». вступило в эксплуатацию в 1957 году. В шестидесятых годах начался серийный...

Швейцарские Альпы

Швейцария расположенна посреди Альп, и эти величественные горы занимают 60% страны. Путешествуя пешком, либо по железной дороге, либо автобусом, на...

Лунная станция Deep Space Gateway (слева). Рендер: НАСА

Представители НАСА огласили подробности космической программы Deep Space Gateway , которая станет подготовительным этапом к марсианской миссии. В рамках этой программы будет освоено окололунное пространство, где астронавты должны построить и протестировать системы перед путешествием в глубокий космос, в том числе к Марсу. Здесь же проверят роботизированные миссии со спуском на лунную поверхность. Астронавты из окололунного пространства смогут в случае появления проблемы вернуться домой в течение несколько дней. С марсианской орбиты им добираться гораздо дольше, поэтому НАСА предпочитает сначала провести испытания на более близком расстоянии - около Луны.

Исследование окололунного пространства начнётся с первым запуском ракеты-носителя Space Launch System (SLS) с космическим кораблём Orion. Трёхнедельная исследовательская миссия называется Exploration Mission-1 (EM-1). Она будет беспилотной. Тем не менее, эта миссия должна стать замечательным событием для космонавтики, ведь предназначенный для людей космический корабль впервые в истории отлетит так далеко от Земли.

Космический корабль Orion. Рендер: НАСА

Запуск SLS с кораблём Orion состоится со стартового комплекса 39B на космодроме Космического центра им. Кеннеди, предположительно, в конце 2018 года. На орбите Orion расправит солнечные батареи и направится в сторону Луны. Импульс кораблю придаст промежуточная криогенная двигательная установка Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS), которая располагается на ракете-носителе SLS непосредственно под кораблём Orion, как верхняя ступень ракеты.

Промежуточная криогенная двигательная установка. Рендер: НАСА

Дорога до Луны займёт несколько суток. По её окончании Orion отстыкуется от ICPS, а последний, в свою очередь, выпустит в космос несколько мини-спутников CubeSat . Вместе с космическим кораблём ракета SLS способна поднять на орбиту 11 мини-спутников размером по 6 юнитов каждый.

Предполагается, что одним из спутников в окололунном пространстве станет BioSentinel, который впервые за последние 40 лет вынесет в глубокий космос земную форму жизни. Цель научной программы BioSentinel - изучить влияние космической радиации на живые клетки в течение 18 месяцев работы спутника.

НАСА планирует войти в ритм и в 2020-е годы делать по одному запуску в год. Первый пилотируемый полёт намечен на август 2021 года .

План этого полёта построен на профиле translunar injection (TLI) - своеобразном разгонном манёвре с траекторией, которая выводит корабль на лунную орбиту. Траектория изображена на схеме внизу, где красной точкой обозначено место выполнения маневра TLI. Перед стартом к Луне корабль дважды обернётся вокруг Земли, постепенно увеличивая скорость и готовясь к TLI.

В обратную дорогу к Земле корабль Orion отправится с помощью гравитационного манёвра, обернувшись вокруг Луны. Во время этого пролёта экипаж залетит за тысячи километров за Луну. Для первой пилотируемой миссии НАСА установило гибкие сроки. Миссия может продолжаться от 8 до 21 дня.

Для лунных миссий НАСА определило цели и задачи . Вместе с экспериментами на МКС эти научные проекты позволят осуществить подготовку к будущим миссиям в глубоком космосе.

Полётное оборудование для первой и второй миссий SLS и Orion сейчас находится в производстве, системы жизнеобеспечения и связанные технологии проверяют на МКС. Продолжаются опытно-конструкторские работы для создания жилья и силовой установки корабля, на котором люди отправятся на Марс, здесь НАСА тесно сотрудничает с частными компаниями и зарубежными партнёрами, которые предлагают свои варианты решения существующих проблем.

Лунный космопорт

Во время первых лунных миссий НАСА собирается не только проверить системы и доказать безопасность полётов, но и построить на лунной орбите космопорт Deep Space Gateway, который станет шлюзом для изучения лунной поверхности и промежуточным этапом перед отправкой астронавтов на Марс.

Здесь будет источник энергии, жилой модуль, модуль стыковки, шлюзовая камера, модуль логистики. Силовая установка будет использовать преимущественно электрическую тягу, чтобы удерживать позицию лунной станции или перемещаться на разные орбиты для разных миссий в окрестностях Луны, пишет НАСА.

Три основных модуля лунной станции - силовая установка, жилой модуль и модуль логистики - будут подняты на орбиту ракетой SLS и доставлены кораблём Orion.

Обслуживать и использовать Deep Space Gateway НАСА собирается со своими партнёрами - как коммерческими компаниями, так и иностранными партнёрами.

Транспорт для глубокого космоса

На следующем этапе НАСА планирует разработку космического корабля Deep Space Transport (DST), специально предназначенного для полётов в дальнем космосе, в том числе к Марсу. Это будет многоразовый корабль на электрической и химической тяге. Корабль будет забирать людей с лунного космопорта, отвозить их на Марс или в другую точку назначения - а затем возвращать обратно к Луне. Здесь корабль может быть отремонтирован, заправлен - и отправлен в следующий полёт.

Тестирование корабля пройдёт в следующем десятилетии, а в конце 2020-х годов НАСА планирует провести годичные испытания Deep Space Transport с экипажем. Астронавты проведут 300-400 дней в окололунном пространстве. Эта миссия станет генеральной репетицией перед отправкой астронавтов на Марс. До настоящего времени рекорд по пребыванию в глубоком космосе составляет 12,5 суток для 17 членов экипажа Apollo.

Предполагается, что к 2024 году станция будет оборудована энергетическим и трансформируемыми модулями, предназначенными для работы с лунными миссиями. Однако это лишь часть лунной инфраструктуры. Следующим важным шагом является лунная орбитальная станция , создание которой включено в космическую программу России. Начиная с 2020 года, Роскосмосом будут рассматриваться технические предложения по станции, а в 2025 году должна быть утверждена эскизная документация на её модули. При этом компьютеры и научное оборудование для лунной орбитальной станции начнут разрабатываться уже с 2022 года, чтобы с 2024 года перейти к наземной отработке. В состав лунной станции должно войти несколько модулей: энергетический, лаборатория, а также узловой – для стыковки космических кораблей.

Схема полета на Луну, вероятно, будет выглядеть следующим образом. Ракета-носитель выводит космический корабль на орбиту, после чего его примет космическая станция России , находящаяся на земной орбите. Там он будет подготовлен к дальнейшему полету, а при необходимости (если масса корабля должна быть увеличена) здесь же будет выполнена сборка корабля из нескольких модулей выведенных в несколько запусков. Стартовав, корабль преодолеет расстояние до российской лунной орбитальной станции и пристыкуется к ней, после чего может остаться на орбите, а на Луну полетит спускаемый аппарат.

Программа составлена Институтом космических исследований РАН по поручению Роскосмоса в 2014 году. ИКИ предлагает использовать Луну как научный полигон для масштабных астрономических и геофизических исследований. Предлагается создать на Луне оптическую обсерваторию и автоматический радиотелескоп-интерферометр, состоящий из отдельных приемников, распределенных по поверхности Луны. Несмотря на то, что программа не была официально опубликована, основные ее положения, несомненно, были учтены при разработке Федеральной космической программы на 2016-2025 годы.

Программа изучения и освоения Луны разбита на этапы, объединенные общей стратегической целью и различающиеся по методам работы на Луне. Всего выделено четыре этапа работы на Луне, хотя сами эксперты говорят о трех, поскольку последний в их программе не рассматривается.

Первый этап: 2016-2028 годы

До 2028 года предполагается изучение Луны автоматическими станциями, выбор площадки для расширения присутствия человека. Уже известно, что она будет на южном полюсе, однако точное место будет выбрано только после того, как автоматические миссии предоставят всю информацию о ресурсах, необходимых для снабжения будущей базы, включая энергию (освещенность солнцем), наличие льда и др.

Подробнее обо всех космических аппаратах, которые планируется отправить к Луне на первом этапе, можно прочитать в подразделах этой страницы.Кроме того, до 2025 года планируется начать эскизное проктирование автоматических исследовательских станций нового поколения, которые смогут приступить к изучению Луны во второй половине следующего десятилетия и после 2030 года.

Научные задачи

- исследование состава вещества и физических процессов на лунных полюсах
- исследование процессов взаимодействия космической плазмы с поверхностью и свойств экзосферы на лунных полюсах
- исследование внутреннего строения Луны методами глобальной сейсмометрии
- исследование космических лучей сверхвысоких энергий

Второй этап: 2028-2030 годы

Второй этап является переходным. Разработчики программы рассчитывают, что к этому времени у страны появится ракета-носитель сверхтяжелого класса грузоподъемностью около 90 тонн (на низкой орбите Земли). На эти годы запланирована отработка операций по высадке на Луну пилотируемой экспедиции. Предполагаются полеты космонавтов на окололунную орбиту на новом корабле ПТК НП , окололунные стыковки корабля с топливными модулями и многоразовым с взлетно-посадочным аппаратом. Последний должен будет несколько раз подбирать с поверхности Луны образцы ледосодержащего грунта, которые космонавты смогут доставить на Землю. Программа отработки операций включает и дозаправку взлетно-посадочного модуля на орбите Луны.

Третий этап: 2030-2040 годы

В этот период на должен быть создан «лунный полигон» с первыми элементами инфраструктуры. Пилотируемые полеты предполагаются только в виде кратковременных экспедиций посещения. Целью космонавтов будет обслуживание техники, машин и научного оборудования.

Четвертый этап: за горизонтом планирования

После 2040 года на базе лунного полигона должна быть построена постоянно обитаемая лунная база с элементами астрономической обсерватории. Работники базы займутся мониторингом Земли, экспериментами по использованию лунных ресурсов, отработкой новой космической техники, необходимой для экспедиций в дальний космос.