Создание лунной орбитальной станции. Российская лунная станция: идея есть, денег нет Лунная станция

АДЕЛАИДА (Австралия), 27 сен — РИА Новости. Космические агентства России и США договорились о создании новой космической станции Deep Space Gateway на орбите Луны, заявил глава "Роскосмоса" Игорь Комаров на Международном конгрессе астронавтики — 2017, который проходит в Австралии.

Участие в проекте могут принять Китай, Индия, а также другие страны БРИКС.

"Мы договорились о том, что будем совместно участвовать в проекте создания новой международной окололунной станции Deep Space Gateway. 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", — сказал Комаров.

Вклад России

По словам главы "Роскосмоса", стороны уже обсуждали возможный вклад в создание новой станции. Так, Россия может создать от одного до трех модулей и стандартов унифицированного стыковочного механизма для всех кораблей, которые будут прибывать к Deep Space Gateway, а также предлагает использовать для вывода конструкций на окололунную орбиту создаваемую сейчас ракету-носитель сверхтяжелого класса.

Директор "Роскосмоса" по пилотируемым программам Сергей Крикалев добавил, что Россия также может разработать и жилой модуль.

Конкретный технологический и финансовый вклад всех участников создания Deep Space Gateway будет обсуждаться на следующем этапе переговоров, отметил Комаров. По его словам, сейчас подписано совместное заявление о намерениях работать по проекту окололунной станции, но сам договор требует серьезной проработки уже на государственном уровне. В связи с этим будет пересматриваться Федеральная космическая программа на 2016-2025 годы.

"Мы надеемся представить интересную и важную программу, докажем ее нужность и обеспечим финансирование. У нас есть понимание и надежда частично найти внешние источники финансирования этой программы. Но при этом основная задача — это государственное финансирование", — заявил гендиректор "Роскосмоса".

Необходимость унификации

Комаров отметил, что как минимум пять мировых космических агентств работают над созданием собственных кораблей и систем, поэтому, чтобы в будущем избежать проблем в вопросах технического взаимодействия, часть стандартов должна быть унифицирована.

Некоторые ключевые стандарты, в частности стыковочный узел, будут сформированы на базе российских разработок, добавил он.

"С учетом того количества стыковок, которые мы проводили, и того опыта, который у нас имеется, равных России в этом направлении нет. Поэтому этот стандарт будет максимально близок к российскому. Также на основе российских наработок будет разработан стандарт систем жизнеобеспечения", — сказал глава "Роскосмоса".

Крикалев со своей стороны пояснил, что стандарты стыковки будут содержать единые требования к размерам деталей стыковочного узла.

"Наиболее проработанный вариант — это шлюзовой модуль, также могут быть унифицированы габариты элементов жилого модуля. Что касается носителей, то новые элементы могут выводиться как на американских носителях SLS, так и на российском "Протоне" или "Ангаре", — сказал он.

Создание Deep Space Gateway откроет новые возможности по использованию мощностей российской промышленности, и серьезную роль здесь могут сыграть наработки РКК "Энергия", заключил Комаров.

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

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

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.

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 (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.

Правообладатель иллюстрации RIA Novosti Image caption Освоение Луны - привлекательная тема для политиков, но денег на это в бюджете пока нет

В России разрабатывается проект лунной обитаемой базы. Он не является частью государственной программы, его подготовкой занимается Центральный научно-исследовательский институт машиностроения.

Информации об облике лунной станции немного - представители ФГУП ЦНИИмаш рассказали в интервью нескольким российским изданиям, что сначала она будет рассчитана на двух-четырех человек, в перспективе - на 10-12.

Технические параметры, в частности, источник энергии и место расположения также пока окончательно не определены, хотя известно, что рассматривается возможность ее размещения на Южном полюсе Луны.

Идея строительства станции на Луне обсуждается на уровне правительства уже давно, по крайней мере об этом в последние годы много говорит вице-премьер Дмитрий Рогозин и другие представители власти.

Однако то, что неплохо звучит в речах политиков, достаточно сложно воплотить в жизнь. На такой амбициозный проект в России нет денег, и эксперты считают, что всерьез рассчитывать, что он будет реализован в ближайшие десятилетия, оснований нет.

Не до Луны

Сколько может стоить лунная программа, точно сказать сложно. Как заявил, представляя федеральную космическую программу, глава Роскосмоса Игорь Комаров, необходимой для такой программы, может сравняться с десятилетним космическим бюджетом России. Только разработка самой ракеты обойдется в 10 млрд долларов, а один ее запуск будет стоить миллиард долларов.

Американская программа "Аполлон", цель которой заключалась в доставке астронавтов на Луну в конце 1960-х - начале 1970-х годов, обошлась в 200 миллиардов долларов в пересчете на сегодняшние цены. И это только на то, чтобы высадить 12 человек на поверхность спутника Земли - то есть реализовать лишь первую стадию программы его освоения.

В Роскосмосе, который переживает период глубокой реформы и которому в последний год приходилось с большим трудом оптимизировать федеральную космическую программу под сокращенный более чем вдвое бюджет, к освоению Луны относятся скептически.

Непосредственную подготовку к полету и высадке человека на Луну (даже не к строительству базы) при сокращении ФКП отодвинули за пределы программы, которая действует до 2025 года.

За последние месяцы план менялся несколько раз, и даже принятая программа была впоследствии скорректирована - сначала в части, посвященной развитию космодрома Восточный, где отсутствовал план по строительству пусковой площадки для сверхтяжелой ракеты.

В мае эти планы пересмотрели. Было объявлено, что на Восточном будут строить третий стол для сверхтяжелой ракеты, которую, правда, только создавать начнут в ближайшие 10 лет. Когда будет построена эта площадка, неизвестно.

Глава Института космической политики Иван Моисеев в интервью Русской службе Би-би-си сказал, что считает такие решения политическими. "Это уходит за горизонт программы [ФКП], а когда дойдет до реализации таких политических решений, выяснится, что денег на это не хватает", - сказал он.

Как ранее заявлял глава Роскосмоса Игорь Комаров, создавать сверхтяжелый носитель только для лунной программы слишком дорого, а коммерческой нагрузки для него в космонавтике не найдется.

"В рамках существующих договоренностей, которые, я надеюсь, будут сохраняться, по использованию космоса и ограничению вооружений, не будет потребностей в нагрузках, в том числе и для военных целей", - сказал он в марте.

Всем миром

Станция на Луне - не только повод для громких политических заявлений, в ней есть и практический смысл.

Космонавтика во всем мире стремится к освоению планет Солнечной системы, причем первой из них, вероятно, станет Марс.

Луна в такой ситуации могла бы стать своего рода трамплином в прямом и переносном смысле. Во-первых, на ней можно построить базу для отправки кораблей к другим планетам, во-вторых, в ходе полетов на спутник Земли - протестировать технологии для таких экспедиций.

Кроме того, ученые говорят, что на Луне можно построить телескопы для изучения дальнего космоса и реализовать другие научные программы.

Нынешний проект ЦНИИмаш - далеко не первый и не единственный. Проект лунной станции, например, DLR в Кельне.

Игорь Комаров, представляя в марте журналистам федеральную космическую программу, сказал, что крупные космические проекты необходимо развивать в сотрудничестве с другими странами.

Роскосмос и Европейское космическое агентство уже готовят серию запусков беспилотных аппаратов, которые займутся исследованиями в районе Южного полюса Луны, чтобы изучить место, где, как считают специалисты, .

Однако как считает Иван Моисеев, "между автоматической межпланетной станцией любого типа и базой - огромная дистанция в десятилетия и многие десятки миллиардов долларов", и эти подготовительные полеты не означают, что дело дойдет до колонизации.

В компании с НАСА

Как полагает Моисеев, сегодня единственная страна, способная в одиночку реализовать программу колонизации Луны, - это США, и вопрос участия в этой программе России придется решать с будущим американским президентом.

По словам эксперта, это вопрос не только политический. "Тут целый комплекс вопросов, тут и политика, и экономика, и техника. Рассматривать перспективы только по одному из этих вопросов не получится", - считает он.

Однако, как рассказал в феврале прошлого года в интервью Би-би-си директор американского Института космической политики в Вашингтоне Скотт Пейс, сейчас НАСА проводит политику освоения космоса, опираясь в основном на собственные силы (что, по его мнению, неверно).

"Когда НАСА заявило, что собирается отправить пилотируемую экспедицию на Марс, многие иностранные космические агентства дали понять, что им участие в подобной программе не по зубам. В стратегическом смысле США выбрали направление исследований, исключающее возможность международного сотрудничества - наиболее важного ресурса в современном мире", - сказал он.

Отдаленное будущее

Задача по строительству лунной базы, по мнению многих специалистов (), не столь насущная, как создание, например, большой спутниковой орбитальной группировки.

Но другие эксперты убеждены, что большие и амбициозные задачи могут стать хорошим стимулом для развития космической отрасли.

"У нас в мировой космонавтике есть определенный застой, связанный с развитием, мы во многом остановились на том рубеже, которого человечество достигло 40 лет назад. С этой точки зрения, занятие лунными программами или марсианскими - лучше, чем в сотый раз модернизировать ракеты или космические корабли разработки 60-70-х годов. Но лунные проекты пока не обоснованы никак. Инвестором в эти проекты будет выступать государство, и оно должно понять, зачем и во что оно инвестирует", - сказал в интервью "Коммерсанту" член-корреспондент Российской академии космонавтики Андрей Ионин.

Эксперт в области космонавтики Вадим Лукашевич в интервью Би-би-си сказал, что запретить инженерам ЦНИИмаш мечтать нельзя, они будут в инициативном порядке разрабатывать подобные проекты лунных станций, но рассчитывать, что они дойдут до реализации, сложно. Такие проекты, по его словам, создаются "в стол".

"У ЦНИИмаша должны быть некие наработки. Чтобы, если через пять лет правительство скажет, что хочет поднимать космонавтику, что у него появились деньги, а что там у ЦНИИмаша есть интересного? Тогда они берут с полочки - вот, вот и вот", - говорит он.

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.