За славой и в поисках воды. США готовятся вернуться на Луну

На стартовой площадке LC-39B в Космическом центре Кеннеди во Флориде готовится к старту тяжелая ракета Space Launch System (SLS). Она должна вывести за пределы околоземной орбиты – впервые с 1972 года – четверых астронавтов, американцев Рида Уайзмана, Виктора Гловера, Кристину Кук и канадца Джереми Хансен. Если не произойдет ничего непредвиденного, старт состоится около половины второго ночи по московскому времени.

Миссия Artemis-II – часть большой космической программы NASA Artemis ("Артемида") по возвращению человека на Луну и освоению этого спутника Земли, в том числе, возможно, созданию постоянной лунной базы. Первая миссия программы прошла в конце 2022 года – это был тестовый полет для проверки работоспособности и безопасности новой ракеты SLS и нового космического корабля "Орион". Artemis-I прошла успешно, и безэкипажный "Орион", проведя несколько дней на лунной орбите, благополучно вернулся на Землю. На этот раз на корабле будет экипаж, правда, корабль не выйдет на лунную орбиту, а облетит спутник на значительном расстоянии, прежде чем вернуться и совершить посадку в Тихом океане. Если и Artemis-II, и следующий, вновь тестовый полет Artemis-III закончатся удачей, с миссией Artemis-IV астронавты отправятся к Луне уже для того, чтобы совершить высадку – впервые с полета Apollo-17 в декабре 1972 года. Предполагается, что это произойдет не позже 2028 года.

Команда Artemis-II

О большом перерыве в пилотируемых полетах к Луне, влиянии политики на освоение космоса и создание новых космических аппаратов, а также неспособности России включиться в "лунную гонку" РС поговорило с аналитиком космических пусков Георгием Тришкиным.

– Перерыв более чем в 50 лет кажется противоестественным, ведь технологии с последнего полета к Луне шагнули далеко вперед. Почему человечество вновь покидает околоземную орбиту только сейчас?

– Во-первых, летать в космос... всё очень-очень сложно. За десятки лет не появилось каких-то принципиально новых методов доставки людей на орбиту и за ее пределы. Во-вторых, программа Apollo в первую очередь была политическим проектом и была закрыта по политическим же, а также финансовым причинам, ни в коем случае не по научным или инженерным. Мысль о возвращении на Луну, по крайней мере в американской повестке, и особенно в NASA, существовала все эти десятилетия, но вопрос стоял не в том, как повторить всё то же самое, а в том, как сделать больше при этом потратив меньше денег. В 1980-е ответа на этот вопрос найти не удалось. Зато была запущена программа Space Shuttle с фокусом на низкую околоземную орбиту. 1990-е прошли примерно под этим же лозунгом. Начало нового века естественно было связано с МКС, и снова было не до Луны. И вот уже после катастрофы шаттла Columbia, когда стало понятно, что и у программы Space Shuttle нет будущего, и что строительство МКС так или иначе близится к завершению, все начали думать, что делать дальше.

Администрация Буша предлагала монструозную программу Constellation с полетами на Марс. К сожалению, нам и сейчас до этого далеко, пока не будет отработана Луна, все необходимые технологии, про Марс говорить очень рано. При администрации Обамы был проект экспедиции на астероид, и кстати элементы этого проекта впоследствии стали частью нынешней лунной программы Artemis – она появилась на бумаге только в 2017 году.

Облет Луны кораблем Orion в ходе миссии Artemis-I

Изначально предполагалось, что Artemis будет двигаться намного быстрее, опираясь на проверенные технологии, в том числе на элементы нескольких других программ. Как это обычно бывает в космонавтике, всё затянулось. Программу сильно перекраивали, особенно в последнее время с приходом новой администрации и в США, и в NASA в частности. Это вынужденные шаги, Artemis отставала на годы и сопровождалась просто космическими перерасходами бюджета. Кроме того, теперь США торопятся, потому что у Китая есть своя полноценная лунная программа, и она развивается очень хорошо, не имея тех политических и бюрократических проблем, которые есть в американском космосе. По текущему плану возвращение американцев на Луну планируется в 2028 году, скорее всего, ближе к концу года, и это уже будет не миссия Artemis-III, как планировалось (она станет тестированием новых лунных кораблей на околоземной орбите), а Artemis-IV. А сегодня мы ждем после долгого перерыва первый полёт с экипажем к Луне, но не на саму Луну, и даже не на лунную орбиту, но пролетая в 6000 километров от Луны.

– Насколько нынешняя миссия будет опираться на старые технологии? В чем основные вызовы?

– Если для выхода на околоземную орбиту нужно набрать скорость порядка 7.8 км/c, то для полета к Луне нужны уже почти 11 км/c. Нужна сверхтяжелая ракета, причём не просто мощная, а хорошо бы еще и дешёвая, и доступная. Такой системы пока что нет, ракета SLS, которая будет использована в рамках Artemis-II, очень дорогая, это политический проект. Ракета SLS, которая развивается долгие годы в виде разных версий, воплощает идею переиспользования опыта программы Space Shuttle. Это такая серебряная нить как для NASA, так и в целом для американской политики: давайте возьмём и используем всё хорошее, что мы уже сделали. Буквально, двигатели, какие-то болты, и, конечно, людей, которые над всем этим работали. Это скорее политический подход, чем инженерный, поскольку как правило, использовать старое имеет очень мало смысла. SLS – фактически переработанный старый проект, к ней сверху пристыковывается корабль Orion, опять же корабль старого типа. Например, его сервисный модуль – это буквально переработанный модуль от европейского грузовика, который когда-то летал к МКС. Даже двигатель для маневрирования фактически взят с "Шаттлов". Чего-то нового очень мало, это не принципиальное технологическое развитие, а набор хорошо отработанных вещей. Бортовые камеры, которые установлены на самом корабле, на солнечных панелях, на сервисном модуле – это камеры GoPro модели 2014 года. Казалось бы, можно уж было взять что-то посвежее, но нет, есть процесс сертификации, утверждения. Бюрократия мешает прогрессу во всём, а к ней добавляются требования по удешевлению и одновременно повышению безопасности.

Тренировка по эвакуации капсулы Orion при приводнении в Тихом океане

Опасно не только лететь на Луну, но и возвращаться с неё. Orion при вхождении в атмосферу Земли будут лететь на скорости порядка 40000 км/ч. Это выше, чем при возвращении с низкой околоземной орбиты, а поскольку кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, по энергии разница будет почти двукратная. Поэтому капсула маленькая, в ней есть место всего для четырех человек, 9 кубических метров жилого пространства, примерно как у кораблей Crew Dragon с таким же экипажем из 4 человек. В капсуле, кстати, впервые устроили туалет в отдельной кабинке.

– Дальнейшие миссии будут выглядеть более революционно?

– Да, наиболее интересные технологические изменения касаются того, что будет на следующих этапах, в частности, уже непосредственно на Луне. В 2019 году удалось буквально пропихнуть проект по использованию частных кораблей в качестве спускаемых аппаратов на поверхность Луны, это так называемые HLS (Human Landing System). Сейчас есть два согласованных проекта, один – компании SpaceX, другой – Blue Origin. Это еще один пример перехода от государственного космоса к частному, подхода, который очень хорошо работает, например, в доставке грузов и астронавтов на МКС, где Crew Dragon от SpaceX сейчас является единственной пилотируемой американской системой.

Смотри также

Только что отменили проект станции Lunar Gateway, которую собирались строить на окололунной орбите, а вместо неё анонсировали строительство базы на поверхности Луны, где тоже будут использоваться решения частных компаний. Конечно, много инноваций будет в научном оборудовании, во всяких роверах и так далее. Artemis – программа на стыке старого и нового, в ней есть очень старые вещи, которые буквально были собраны ещё в 1980-е годы, но есть и принципиально новые, как тот же самый Starship HLS, который может заправляться на орбите и садиться на поверхность Луны.

– На нынешнем этапе SpaceX не участвуют – несмотря на то, что компания Илона Маска в последние годы стала главным источником новых успешных технологий в космонавтике. Это тоже политика?

– И ракета SLS и корабль "Орион" – политические проекты, их финансирование (в данном случае – дополнительное финансирование) даже закреплено на законодательном уровне. Казалось бы, почему просто не отменить эту ракету? Она страшно дорогая, её первый беспилотный полёт оценивался в 4 – 4,5 миллиарда долларов, нынешний, пилотируемый, – уже в 6 миллиардов, и пройдет он минимум на 6 лет позже запланированных сроков. А вот нельзя отменить, очень сильное лобби и поддержка на законодательном уровне. Законом, тем самым знаменитым Big Beautiful Bill, закреплено, что NASA должна использовать SLS либо до пятой миссии Artemis, либо до 2032 года, только после этого Конгресс может рассматривать альтернативные варианты. Недавно был анонс, что NASA действительно планирует использовать SLS до пятой миссии, а после этого аэрокосмическое агентство хочет перейти к альтернативным методам доставки астронавтов – с участием двух и более подрядчиков. Конечно, SpaceX является безоговорочным лидером и по контрактам, и по технологиям, которые они могут предложить. "Боинг" пока не может доставлять людей на орбиту, у Blue Origin пока нет своего корабля именно для доставки людей, но они готовят свой посадочный модуль. По сути, сейчас NASA работает с тем, что есть.

Одно из испытаний Starship, август 2025 года

– Когда SpaceX сможет предложить альтернативную ракету для полета к Луне?

– Starship находится в разработке, вот буквально сейчас проходят наземные испытания и подготовка к первому полёту – версия v3. Это, наверное, самый большой апгрейд за последние пять лет программы. Именно Starship V3 и новый ускоритель SuperHeavy V3 должны фактически пойти в эксплуатацию, они будут летать регулярно, на их основе готовятся Starship HLS, и лунные миссии, и миссии по дозаправке. Это вопрос распределения ресурсов: контракт Маска на создание HLS фиксированный, это чуть больше $4 миллиардов, которые выплачивают мелкими траншами после прохождения определённых шагов. Сейчас со стороны NASA оплачено $2.8 миллиарда из возможных $4.5 миллиардов за 2 миссии. Это достаточно много, но все-таки более 90% стоимости разработки Starship берет на себя сама SpaceX. Сумма, которую государство готово потратить на контракт со SpaceX меркнет в сравнении с тем, во сколько обошлась SLS, это уже $25 миллиардов, а к концу года будет почти $30 миллиардов. В любом случае, у частных компаний есть время либо до 2032 года, либо до пятой миссии Artemis, чтобы отработать все системы и пройти сертификацию.

– Политика существенно влияет на космонавтику, при этом избирательный цикл в США существенно короче, чем сроки подготовки серьезных космических программ. Это замедляет прогресс?

– Можно сказать, что это тот случай, когда у демократии и избирательного цикла есть и обратный, отрицательный эффект. Китай может десятки лет работать по единой стратегии, по единой программе. Это одна из причин, почему миссия Artemis появилась только в 2017 году: у каждой администрации было свое представление об освоении глубокого космоса, о том, как вообще должны выглядеть космические исследования.

Artemis появилась на осколках других ранее отмененных программ, и то, что её удалось сохранить в период работы администрации Байдена, можно назвать достижением. То, что мы сейчас подходим к первому важному шагу, к первой высадке на Луну в новой истории, это скорее исключение из правил, чем закономерность. В этом контексте Трамп изначально считался более "прокосмическим" кандидатом, поскольку с его приходом в 2016 году бюджет NASA вновь начал расти после многих лет стагнации. Когда в 2019 году удалось пропихнуть использование частных решений для посадки на Луну, это была большая победа в Сенате, и она далась непросто, этому активно сопротивлялись старые подрядчики, так называемый "старый космос", конгломерат из разных компаний – "Боинг", "Локхид Мартин" и далее по списку. К сожалению Artemis все равно отстает на годы, часть её элементов, такие как ракета SLS и корабль "Орион" принимались практически без конкурсов. Конечно, подрядчики на этом наживаются. То, как сейчас при новой президентской администрации новый глава NASA Джаред Айзекман пытается всё перекроить и как-то вернуться к эффективности, – это результат ошибок, которые были совершены не просто за последние несколько лет, а за последние десятилетия. Трамп, конечно, хочет стать бенефициаром программы, которую он заложил, программы возвращения людей на Луну, но для этого нужно высадиться до конца 2028 года. Это очень сложная задача. А у Китая есть свои планы совершить высадку на Луну, пусть и менее амбициозные, до 2030 года.

На самом деле, Луну выиграет не тот, кто высадится первым, а тот, кто первым выстроит долгосрочную и самое главное экономически эффективную программу. Пока что Artemis – программа неоправданно дорогая, учитывая те результаты, которые она сейчас демонстрирует. По эффективности, если учесть инфляцию, она даже уступает программе Apollo, хотя прошло полвека. И мы не знаем, как будет развиваться Artemis при следующей администрации. Скорее всего, она будет продолжена – если будут какие-то успехи. Но если в ближайших миссиях что-то пойдёт не так, это сильно повлияет на все долгосрочные планы NASA.

Смотри также

– Вы упомянули экономическую эффективность лунной программы. А можно ли на ней не только тратить, но и зарабатывать? Время от времени заходит речь о добыче там полезных ископаемых – это действительно возможно?

– Естественно, лунная программа – в первую очередь политический вопрос, демонстрация возможностей и технологического преимущества. Если отбросить политический фактор и конкуренцию с Китаем (а Китай больше всего волнует и президента, и Сенат, на каждой второй профильной комиссии NASA обсуждается Китай), самое интересное на Луне то, что там нашли следы водяного льда. Есть кратеры с вечной тенью на Южном полюсе, и там, возможно, это ещё предстоит доказать, есть вода в виде льда. Вода решает множество проблем для долгосрочного нахождения на Луне: её можно использовать как топливную пару, разделяя на кислород и водород, можно использовать как техническую, можно для жизнеобеспечения, ну и как источник кислорода для дыхания, хотя азот все равно придется с собой тащить. Если бы не вода, перспективы долгосрочного освоения Луны выглядели бы менее интересными. Но это пока разговоры о далекой перспективе. Сначала надо долететь, сесть, провести разведку. Именно этому будут посвящены первые миссии Artemis. Лунная база пока планируется где-то в 2030-х годах, и для неё потребуются многие десятки пусков.

Китайский ровер Chang'e-4 на Луне, 2019 год

Потенциальная лунная экономика – это пока открытый вопрос. Глава NASA Айзекман открыто говорит, что никакой лунной экономики пока нет. К сожалению, NASA уже ошибались в коммерческих перспективах космических проектов, это хорошо видно по МКС и новым частным станциям. Пока что нет даже полноценного частного сектора для околоземной орбиты, для частных станций, хотя здесь уже понятно, что можно делать – это и связь и орбитальные вычисления, которые будут следующим большим драйвером для космической отрасли. О Луне в этом смысле говорить совсем рано. Политики любят упоминать полезные ископаемые, но на Луне они пока не найдены, были разговоры про Гелий-3, который можно использовать в будущем в термоядерном синтезе, но это тоже разговоры на далекую перспективу, и экономика процесса пока выглядит сомнительно.

Так что сначала нас интересует вода, поэтому высадка и запланирована в районе полюса. Если будет вода – можно говорить о долгосрочном пребывании человека и какой-то геологоразведки. Луна может стать аванпостом для космических наблюдений, может – местом строительства новых спутников (у SpaceX есть проект потом запускать их к Земле рельсотроном), а может что-то еще придумаем.

– Учитывая войну в Украине и ухудшающееся состояние российской экономики, Роскосмос вряд ли готов участвовать в идущей "лунной гонке". И все-таки есть ли шансы у российских космонавтов оказаться на Луне?

– Роскосмос – это одно из самых недофинансированных космических агентств. Бюджет Роскосмоса сравним даже не с общим европейским космическим бюджетом, а с тем, что выделяет на космонавтику одна Германия. Конечно, он кратно уступает бюджету Китая, который уже почти сравнялся с NASA, это больше $20 миллиардов. У NASA без частных компаний уже почти $25 миллиардов. К сожалению, из-за системы, которая была выстроена еще в 1990-е годы, а затем перекочевала на рельсы госкорпорации в сытые годы, практически все основные предприятия Роскосмоса закредитованы с проблемными обязательствами перед кредиторами. Денег мало, при этом есть огромный рабочий штат, около 150 000 человек, есть очень сильное влияние военного сектора. В такой ситуации говорить о серьезном развитии гражданской космонавтики не приходится.

У Роскосмоса нет ресурсов на свою сверхтяжелую ракету, очень тяжело идёт проект нового корабля "Орёл", он же ПТК. Конечно, Роскосмос не способен развивать полноценную собственную пилотируемую лунную программу, хотя интерес к этому есть и регулярно декларируется как среди отдельных научных команд, так и организаций. Конечно, этот праздник жизни пропускать не хотелось бы, но единственным сценарием для Роскосмоса остается стать даже не равноценным партнером, а скорее сателлитом чужой программы, например, Китая или США. Несмотря на войну в Украине, Роскосмос связь со всеми поддерживает. Без серьёзных проблем удалось сохранить МКС, и сейчас как раз ведётся обсуждение продления срока службы до 2032 года, что даст России время для подготовки собственной суверенной станции РОС.

Кратер, оставленный при падении на Луну российского аппарата "Луна-25" (сравнение поверхности до и после аварии)

Российская лунная программа связана с малыми аппаратами; с ней не всё в порядке, сроки постоянно съезжают вправо после того как миссия "Луна-25" окончилась неудачей. Луна – дорогое удовольствие, нужны продвинутые аппараты, а технологическая база, которая досталась в наследство от СССР, частично просто несовместима с текущими реалиями, например – программное обеспечение. На Луну нужно учиться садиться заново, это делают и США, и Китай, и софтверные ошибки остаются главной причиной потери аппаратов – как это было и с той же "Луной-25".

У России есть подписанное соглашение с Китаем о создании международной станции на поверхности Луны – правда почти без конкретики и обязательств. Россия должна поставить энергетический модуль, но какого-то заметного прогресса по этому направлению нет, нет демонстрационных полетов, создание реактора для поверхности Луны – сложная задача, а у Роскосмоса проблемы с научными миссиями. Стране, к сожалению, не до науки. На данном этапе самым вероятным шансом для российского космонавта оказаться на Луне – это в составе китайской миссии и не раньше 2030-х годов. Никакой конкретной договоренности по этому поводу нет.