Космос сегодня: кто кого догоняет при освоении Луны и Марса
. Успехи и неудачи соперников в «космической гонке» по Солнечной системеКак осваивают космос Россия, США, Евросоюз, Китай и Индия
Ракета-носитель тяжелого класса «Ангара-А5» с разгонным блоком «Орион» и испытательной полезной нагрузкой во время старта с третьей попытки с космодрома Восточный. 11 апреля 2024 года, Амурская область
«Космическая гонка? Нет, не слышали!» — примерно так сегодня можно ответить на вопрос, соревнуются ли мировые державы между собой за внеземное влияние. Конечно, по сравнению с ажиотажем вокруг событий, которые происходили полвека назад с участием СССР и США, внимание к нынешним космическим разработкам размыто. Но поверьте, соревновательный дух никуда не исчез.
РБК Life по случаю Дня космонавтики решил напомнить, к чему это соревнование привело Россию, США, Евросоюз, Китай и Индию в последние годы.
Лунная программа
Эдвин Олдрин, пилот лунного модуля «Аполлона-11», прогуливается по поверхности Луны, 20 июля 1969 года
С тех пор, как последний человек ступил на поверхность естественного спутника Земли, прошло 52 года. За это время отложенная космическая программа NASA «Аполлон» успела даже пропахнуть конспирологией, утверждающей, что человека на Луне никогда не было: иначе зачем останавливать полеты на полвека? Все эти инсинуации, включая якобы не должным образом выглядящий на фото американский флаг и отсутствие звезд на видеосъемке, несостоятельны и легко объяснимы. Лунная программа обошлась США в сотню миллиардов долларов, а неудачи с запусками, приводившие к жертвам, стоили еще дороже.
На какое-то время отправка автоматов к внеземным мирам выручила космическую отрасль. Земляне изучили Солнечную систему от Меркурия до Плутона, регулярно отправляют роботов на Марс брать пробы и фотографировать, вкладывают средства в исследования на МКС и в конструирование новейших телескопов на Земле и на орбите.
Но людей все равно манит возможность самим ощутить внеземную почву под ногами, пусть и через подошву скафандрового сапога. Обоснования для столь затратных амбиций следующие: с научной точки зрения такие программы помогут ответить на многие фундаментальные вопросы космологии, в том числе раскроют тайну формирования Солнечной системы. А затем и помогут осуществить марсианские миссии. С технической точки зрения полеты и посадки на Луну станут очередным этапом развития ракетно-космической отрасли, пренебрежение которой грозит экономике несопоставивыми затратами в случае попытки вновь вернуться к ее восстановлению.
И вот обнаружение залежей водного льда на полюсах Луны в начале XXI века дало новый стимул планам колонизировать спутник. Стартует «вторая лунная гонка», в которую включаются, кроме США и России, Китай и Евросоюз. Первые шаги в ней делает и Индия, запустившая планетоход «Чандраян-3» к южному полюсу Луны: ISRO стало четвертым в мире космическим агентством, чей аппарат совершил мягкую посадку на спутник.
У США есть «Артемида» — программа, заступившая на смену «Аполлону». Ее развитие, к слову, в 2017 году подтолкнул своим указом 45-й президент Дональд Трамп, а спустя два года NASA объявило четырехлетний план возвращения людей на Луну. Точно в срок сделать все не успели, но миссия Artemis 1 с беспилотным полетом корабля «Орион» состоялась, но не в 2021-м, а в 2022 году и прошла успешно. А вот последующие миссии с пилотируемым полетом (Artemis 2) и высадкой экипажа на Луну (Artemis 3) сдвинулись на 2025 год и позднее. Возможно, видимых успехов NASA даже сможет достичь до 2030 года, но никак не раньше. Пока инженеры работают над средствами доставки людей в космос, ученые выдвигают разные предложения, которые помогут человеку выжить в среде без воздуха и доступных источников воды. На Луне уже обнаружены глубокие пещеры, температура в которых достигает комфортных +17 градусов, а воду ученые предлагают выпаривать в микроволновке прямо из лунного реголита.
У России есть Федеральная космическая программа 2016–2025, второй этап которой уже идет, и в нем числится пункт о создании на космодроме Восточный ракетного комплекса тяжелого класса для выведения автоматических аппаратов и пилотируемых кораблей на траектории полета к Луне, облета Луны и на лунные орбиты. На фоне трех конкурентов — США, Китая и ЕС (не забываем еще про Индию и Японию, которая тоже проводит космические исследования с колонизаторскими амбициями), Россия может похвастаться пока только планированием. Намечено три этапа: «Вылазка» (отправка автоматических исследовательских аппаратов), «Форпост» (испытательные беспилотные и пилотируемые полеты к орбите и к поверхности Луны) и «База» (непосредственно создание лунной исследовательской базы). «Луна-25» — автоматическая станция, разрабатывавшаяся с 1997 года и помещенная в авангард российской космической программы, разбилась о поверхность спутника 19 августа 2023 года. Пока что у «Роскосмоса» нет сверхтяжелой ракеты-носителя для доставки многотонных грузов на орбиту, вместо нее используют тяжелую «Ангару-5».
Китайский космический аппарат «Чанъэ-4» успешно сел на обратной стороне Луны 4 января 2019 года
У Китайского национального космического управления, в 2019-м впервые посадившего на Луну свой луноход в рамках лунной миссии «Чанъэ», тоже большие планы. Аппарат «Чанъэ-5» нашел на спутнике минерал, содержащий гелий-3, а этот изотоп ученые рассматривают как надежный источник энергии для двигателей космических кораблей. Вскоре КНР отправит к южному полюсу Луны «Чанъэ-7» на поиски воды, а также еще два аппарата для изучения обнаруженного минерала. К 2030 году Китай также намерен развернуть с их помощью на южном полюсе базы («Чанъэ-6» и «Чанъэ-7»), а после начать строительство Международной лунной станции при участии российского аппарата «Луна-28».
Марсианская программа
Колонизация Красной планеты — следующий этап развития космической отрасли, но пока что очень далекий. Однако тему активно разрабатывают ведущие инженеры мира, подстегнутые маркетинговым гением Илона Маска и его космического агентства SpaceX. Ученые уже моделируют возможные системы жизнеобеспечения на зеленой энергетике, например ветрогенераторами, которые будут использовать энергию марсианского ветра, пойманного на возвышенных краях ударных кратеров и высокогорьях планеты, прикидывают, где удобнее строить колонии (разумеется, у залежей водяного льда на равнинах Arcadia Planitia и Deuteronilus Mensae), и присматриваются к упрощению способов получения кислорода и топлива для баз.
У NASA, которое излагает эти соображения, богатая исследовательская программа Марса. Прямо сейчас на поверхности соседней планеты перемещается марсоход Curiosity, который провел там больше 4 тыс. солов, то есть марсианских дней, а компанию ему составляет новенький Perseverance с вертолетом Ingenuity.
Американская программа исследования Марса (MEP) продолжается с 1999 года, причем в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА), и преследует следующие цели:
- определить потенциал обитаемости Марса, то есть возникала ли когда-либо на планете жизнь;
- охарактеризовать марсианский климат и составить карту подповерхностных льдов;
- изучить геологию планеты;
- подготовиться к пилотируемым миссиям и долгосрочному базированию.
Последний пункт относится к концепции «рано или поздно», а вот первые три успешно разрабатываются. Марсоход Curiosity ищет на планете остатки древних водоемов, свежие новости от него поступили из извилистой долины Гедиз под горой Шарп, где жидкая вода, похоже, протекала дольше, чем предполагалось, — правда, миллиарды лет назад. Этот участок марсоход будет изучать несколько месяцев, пытаясь подтвердить предположение, что вода здесь то появлялась, то исчезала в периоды засух.
Селфи ровера Perseverance в компании вертолета Ingenuity, который стоит в 4 м от марсохода. 6 апреля 2021 года, 46 марсианские сутки миссии
Ровер Perseverance, или, по-домашнему, «Перси», бороздит Марс с 2020 года в поисках свидетельств жизни. Собранные образцы почвы он анализирует на месте, а размещенные на нем инструменты не только помогают в этом, но и послужат для развития технологий, которые в будущем пригодятся для жизнеобеспечения людских колоний. Вертолет Ingenuity, он же «Джинни», — первый аппарат, способный подниматься в атмосферу в марсианских условиях. За три года на Марсе он совершил 72 полета, а его первый подъем над поверхностью окрестили «моментом братьев Райт».
SpaceX Илона Маска и его сверхтяжелая ракета StarShip, самая гигантская в истории человечества, на метановых двигателях Raptor и с обшивкой из нержавейки, способная выводить 100–150 тонн груза на поверхность небесного тела и осуществлять посадку не вертикально, а горизонтально, — пока самый перспективный вариант для того, чтобы мечты о долгосрочных пилотируемых полетах к Марсу и возвращении обратно стали реальностью. Произойдет это не раньше 2050 года.
«Роскосмос» разрабатывал марсианские планы совместно с Европейским космическим агентством (межпланетная станция ExoMars 2022 была их детищем), но длилось сотрудничество только до 2022 года. Теперь «Роскосмос» действует в этом направлении самостоятельно, опираясь на «Ангару». НПО им. Лавочкина два года назад опубликовало проект новой межпланетной станции, которая ставит цель найти следы жизни на Марсе, а также исследовать геохимическую среду на поверхности и под ней, досконально изучить состав атмосферы и подготовиться к развертыванию марсианской базы.
Европейское космическое агентство разрабатывает проект Aurora — программу беспилотных пилотируемых полетов к Луне и Марсу. В нее как раз и входила астробиологическая миссия ExoMars, разрабатывающаяся с 2001 года, но никак не получающая реальный старт. Запуск планируется только в 2028 году — понадобится время, чтобы заменить на ровере, который теперь носит имя «Розалинда Франклин», российские компоненты, недоступные после разрыва сотрудничества.
Китай не планирует ограничиваться Луной: в ближайшие десять лет намечено пять пилотируемых полетов — в 2033, 2035, 2037, 2041 и 2043 годах. А там и марсианская обитаемая база не за горами. Первую беспилотную миссию за сбором образцов для исследований на Земле китайские инженеры готовят к концу 2030 года, потом на Марс полетят роботы для исследования потенциальных мест базирования. До отправки людей предстоит создать соответствующие технологии, которые не позволят миссии идти по плану «билет в один конец»: тайконавтам обязательно надо вернуться домой. С мая 2021 года по декабрь 2022-го по марсианской равнине Утопия ездил марсоход «Чжужун» с георадаром, метеокомплексом, детектором поверхностных соединений, мультиспектральной, навигационной и топографическими камерами. К сожалению, он так и не вышел из спящего режима после марсианской зимы из-за запыления солнечных батарей.
