Лунный ренессанс

Луна, наш естественный спутник, становится в последнее время главной целью космической деятельности ведущих стран мира. Это происходит после значительного периода, когда исследования были фактически прекращены. После завершения так называемой «лунной гонки» между СССР и США автоматические станции до начала 90-х на Луну не направлялись, в 90-х ситуация изменилась.

В 1994 г. был запущен американский зонд Clementine. Затем его работу продолжил Lunar Prospector в 1998 г. Работа этих станций дала первые данные о наличии запасов воды в виде льда в приполярных областях Луны.

Эти открытия совпали с определенным падением интереса деловых кругов и общественности к космонавтике. Конечно, практические приложения, такие как космическая связь, дистанционное зондирование Земли, спутниковая навигация, бурно развивались. Но стратегические цели космонавтики вызывали дискуссии: необходима ли пилотируемая космонавтика, где основной вектор развития – полеты на Марс и планеты или борьба с астероидной опасностью?

Новые активные члены «Космического клуба» – Китай, Индия, Бразилия искали свои пути в космонавтике. Критике подвергался «консервативный» курс на абсолютный приоритет околоземной орбиты. Орбитальные станции, группировки спутников реализовали свой потенциал и достигли пределов своего развития с технологической точки зрения. Ничего нового, «прорывного» в этой сфере не ожидалось.

Нужен был импульс, вызов, который бы позволил сформулировать новые, перспективные цели. Толчком к переменам послужила катастрофа многоразового корабля «Columbia» в 2003 г. Стало ясно, корабли «Space Shuttle» уходят в историю. Президент Джордж Буш 14 января 2004 г. объявил, что США начинают масштабную программу «Constellation» с созданием новых ракет-носителей и пилотируемых космических кораблей, способных после 2020 г. доставить на Луну людей, оборудование с целью организации первых лунных баз. Были начаты работы по созданию сверхтяжелых ракет, двигателей к ним, начали возрождаться испытательные центры и полигоны.

В их рамках были созданы первые компоненты будущей лунной транспортной системы. Правда, новая администрация Обамы подвергла ревизии планы NASA, переименовав программу и отменив целые ее разделы. Тем не менее, Конгресс настоял на сохранении ключевого проекта – создание сверхтяжелого носителя грузоподъемностью 70/140 тонн. Работы над ним продолжаются сегодня с большой интенсивностью.

Но первыми на новый штурм Луны пошли автоматические станции. Европейское космическое агентство 28 сентября 2003 г. запустило автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Smart -1» . 14 сентября 2007 г. Япония запустила вторую АМС для исследования Луны «Selene». А 24 октября 2007 г. в лунную гонку вступил и Китай – был запущен первый китайский спутник Луны «Чанъэ-1». 22 октября 2008 г. была запущена первая индийская АМС «Chadrayaan-1». В 2010 г. Китай запустил вторую АМС «Чанъэ-2».

18 июня 2009 г. NASA были запущены лунные орбитальные зонды – Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) и Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Спутники предназначены для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и подходящих мест для будущих лунных экспедиций. К сорокалетию полета Apollo 11 АМС LRO выполнила специальное задание – провела съемку районов посадок лунных модулей земных экспедиций. В период с 11 по 15 июля LRO сделала и передала на Землю первые в истории детальные орбитальные снимки самих лунных модулей, посадочных площадок, элементов оборудования, оставленных экспедициями на поверхности, и даже следов тележки, ровера и самих землян.

За это время были отсняты 5 из 6 мест посадок экспедиции «Аполлон-11». Позднее АМС LRO выполнила еще более подробные снимки поверхности, где ясно видно не только посадочные модули и следы колес ровера, но и пешие следы самих космонавтов. 9 октября 2009 г. космический аппарат LCROSS и разгонный блок «Centaur» совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус, расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября NASA сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода.

Почему, кстати, придается такое большое значение открытию водных ресурсов?

Помимо того, что вода и полученный из нее кислород обеспечивают жизнедеятельность людей, она также дает возможность снабдить экспедиции компонентами ракетного топлива – водородом и кислородом. Существенным фактором на Луне является мощное солнечное излучение, позволяющее использовать солнечную энергию для расщепления воды. При кратковременных периодах затенения возможен обратный цикл синтеза с выделением тепла и энергии.

Таким образом, открываются возможности для создания водородной энергетики на нашем естественном спутнике. Немаловажно также то, что вода используется практически во всех промышленных и химических технологиях, а водород – неотъемлемый компонент в восстановительных реакциях, требующихся для получения металлов из лунного реголита и анортозита. Видимо, дислокация перспективных лунных баз будет привязана к разведанным источникам водных ресурсов. Сегодня такими местами являются полярные области Луны.

Более тщательная обработка данных эксперимента NASA подтвердила, что в жерле Кабеуса есть вода, но ее оказалось заметно больше, чем ученым показалось сначала. При первичном анализе концентрация воды в выброшенном из кратера веществе была оценена в один процент. Теперь выяснилось, что ее содержание в 5,6 раза больше. На первый взгляд кажется, что 5,6 процента воды – это не очень много. Но кое-где на Земле – например, в пустыне Сахара, воды почти вдвое меньше. Факт, что некоторые места на Луне более обводнены, чем некоторые места на Земле, еще совсем недавно казался совершенной фантастикой. Более того, если содержание воды на всей поверхности Луны окажется приблизительно одинаковым, то потенциальные лунные колонисты смогут забыть о необходимости ждать регулярные рейсы с водой с Земли. Теоретически, они смогут добывать воду непосредственно из лунного грунта с выходом 45 литров на тысячу килограммов. Не исключено, что получать воду на Луне будет проще, чем считалось. Вода (в форме льда) входит в состав небольших гранул, которые легко обрабатывать.

Помимо воды в лунном грунте обнаружилось столько различных веществ, что их вполне может хватить на приличную химическую лабораторию. В поднявшемся при падении снарядов облаке содержится около 570 килограммов моноксида углерода, 140 килограммов молекулярного водорода, 160 килограммов кальция, 120 килограммов ртути и 40 килограммов магния.

На вопрос о том, как все эти многочисленные вещества в принципе оказались на поверхности Луны, также может быть несколько ответов. Один предполагает, что кальций, ртуть и все прочие элементы были занесены на Луну кометами и метеоритами. Согласно второй версии, земной спутник может быть куда более активным, чем принято думать, и в его недрах до сих пор протекают химические процессы. Ученые не исключают, что лунные запасы сформировались с участием обоих этих процессов.

США продолжают исследования Луны автоматическими станциями «GRAIL» (запущенной в 2011 г.), «LADEE» (запущенной в 2013 г.) и другими.

На наших глазах Китай 14 декабря 2013 года осуществил доставку на Луну первого отечественного лунохода. Напомним, что последний аппарат такого типа «Луноход -2», построенный в СССР, был запущен в далеком 1973 году.

Автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-3» состоит из двух частей – посадочного аппарата и лунохода. Посадочный аппарат снабжен четырьмя опорами, двумя панелями солнечных батарей и платформой со сходнями, которая играет роль своеобразного лифта. Луноход доставляется на Луну на верхней плоскости посадочного аппарата. С нее он выезжает на платформу-лифт, которая, опустившись из верхнего положения в нижнее, позволит луноходу съехать на грунт. На посадочном аппарате размещаются три панорамные камеры и устройство для изучения лунного грунта. Имеется отдельная телекамера для съемки поверхности во время спуска, зависания посадочного аппарата продолжительностью до 100 секунд и выбора окончательной точки прилунения.

Посадочный аппарат несет камеру коротковолнового УФ-диапазона, предназначенную для наблюдения земной ионосферы в полосе 30,4 нм в интересах исследования космической «погоды», солнечной активности, состояния магнитного поля Земли и потоков частиц в ионосфере. На нем будет также установлен оптический телескоп ближнего УФ-диапазона для астрономических наблюдений, объектами которых будут двойные звезды, короткопериодические переменные, активные ядра галактик и другие объекты. Луноход, питающийся от двух панелей солнечных батарей, оснащен двумя парами камер (навигационные и панорамные), альфа-рентгеновским и инфракрасным спектрометрами, чувствительные элементы которых размещены на манипуляторе. Кроме того, на его донной части смонтирован радиолокатор, позволяющий изучать структуру грунта до глубины порядка 30 м и коры Луны до отметки в несколько сотен метров. 6-колесный луноход массой 140 кг может развивать скорость до 200 метров в час.

Времена изменились, и теперь земляне имеют возможность следить за посадкой в прямом эфире. Более чем миллиардный Китай взорвал Всемирную Паутину, перегрузил сервера, в интернете творилось что-то невообразимое. Кадры посадки пролились бальзамом на сердца ныне живущих астронавтов, когда-то садившихся на Луну в ручном режиме. Умная машина безукоризненно выполнила заход, зависла на 15 секунд для выбора площадки и мягко села. Через несколько часов, после проверки систем, лифт доставил на лунную поверхность луноход «Нефритовый Кролик». «Кролик», оставив глубокие борозды, поехал навстречу загадочным лунным горизонтам...

Программа исследований рассчитана на три месяца. На основе полученного опыта китайские коллеги планируют в 2015-2017 гг. доставить лунный грунт на Землю, а после 2025 года начать первые пилотируемые полеты на Луну.

К изучению Луны приступают частные компании. Был объявлен всемирный конкурс Google Lunar X-Prize по созданию и высадке небольшого лунохода, в котором участвуют несколько команд из разных стран. Есть планы по организации космического туризма с полетами вокруг Луны на пилотируемых кораблях с перспективой посадок в наиболее интересных местах лунной поверхности.

Свои планы имеет и Россия. Она начинает реализацию многоэтапной программы исследования Луны автоматическими станциями «Луна-25» в 2016 г., «Луна-Ресурс-2» и «Луна-Ресурс-3» с луноходами в 2020 и 2022 гг, «Луна-Ресурс-4» по возврату собранного луноходами грунта в 2023 г., а затем планирует пилотируемые экспедиции в 2030-х гг.

Индия планирует миссию в 2017 г. своего орбитального аппарата «Chandrayaan-2» и небольшого лунохода, доставляемого российской АМС «Луна-Ресурс».

Роль Луны для космического будущего землян огромна. Так считают и ведущие ученые.

По словам профессора Оуяна Цзыюаня, руководителя китайской лунной программы, существует множество причин, по которым человечество нуждается в Луне и в ее уникальных ресурсах. В условиях почти полного вакуума солнечные электростанции, построенные на ее поверхности, будут весьма эффективными, а вырабатываемая поясом таких электрогенераторов энергия может снабжать весь мир. На Луне также открыты огромные запасы изотопа гелий-3, который может использоваться в качестве топлива в будущих термоядерных реакторах. Как считает Оуян Цзыюань, этот источник энергии может обеспечить потребности человечества на предстоящие 10 тысяч лет. Ученый указывает также на сочетание крайне разреженной атмосферы с резкими перепадами температур на поверхности Луны, что создает уникальные возможности для промышленного производства, не существующие на Земле.

Он также подчеркивает наличие на Луне редких металлов и минералов.

«На Луне есть неограниченные запасы редкоземельных элементов, титана и урана, которых не так много на Земле, хотя пока их добыча не планируется, потому что обойдется это слишком дорого», – говорит он.

«Луна предлагает нам великолепные возможности, и мы надеемся, что сможем полностью воспользоваться ими для обеспечения устойчивого развития человечества и нашего общества».

Вице-президент Российской академии наук (РАН), директор Института космических исследований РАН Лев Зеленый прогнозирует обострение борьбы за Луну аналогично тому, как сейчас разворачивается борьба за арктический регион.

«Луна в каком-то смысле может рассматриваться как седьмой континент Земли. Я хотел бы сделать такой прогноз, что к середине XXI века разгорится конкурентная борьба за овладение районами вблизи лунных полюсов и за возможность создания лунной базы, что будет напоминать борьбу за арктический шельф, который сейчас стал зоной экономических интересов многих стран». По словам ученого, уже доказано, что на полюсах Луны находится большое количество льда, в котором также могут быть признаки следов жизни. Кроме того, Луна богата самыми различными ресурсами, в том числе редкими металлами. «Конечно, вопрос экономичности и доставки когда-то выйдет на первый план, но если другой альтернативы не будет, то лунные ресурсы – это хороший способ решения проблем редких металлов на Земле», – сказал Зеленый.

По его словам, лунная база может фактически заменить Международную космическую станцию или дополнить ее. При этом российский опыт длительных космических экспедиций может быть востребован в этом направлении.

Астронавт Базз Олдрин, второй человек, ступивший на Луну, затруднился сказать, когда может состояться первый после долгого перерыва пилотируемый полет на Луну.

Олдрин также высказал мнение, что Луну нужно осваивать всем странам вместе, а не какой-то отдельной стране в одиночку. «Нужна одна обитаемая международная база на Луне. Это будет таким же ярким примером международного сотрудничества в исследовании космического пространства, как Международная космическая станция (МКС) сейчас или как станция «Мир» до этого», – сказал он.

Недавно ушедший из жизни заместитель Сергея Королева Борис Евсеевич Черток как-то сказал: «Лунные базы должны стать в ближайшие годы (не десятилетия!) столь же обычными, как и базы в Антарктиде. Это задача нового поколения, работающего в космической технике. Я уверен. И потому, где могу, выступаю с лозунгом: «Луна должна стать в ближайшем будущем частью земной цивилизации!».

Текст: Нурлан Аселкан, шеф-редактор журнала

0
Голосов еще нет

Материалы по теме:

Задать вопрос автору