Kosmoso pramonėje amžinas fizikų ir lyrikų ginčas XXI amžiuje virto diskusija apie tai, kas žmonijai yra svarbiau - automatinė ar pilotuojama astronautika?
„Automatikos“šalininkai kreipiasi į santykinai mažas prietaisų kūrimo ir paleidimo išlaidas, kurios yra labai naudingos tiek fundamentiniam mokslui, tiek sprendžiant taikomas problemas Žemėje. O jų oponentai, svajodami apie laiką, kai „mūsų pėdsakai liks dulkėtuose tolimų planetų takuose“, tvirtina, kad be žmogaus veiklos kosmoso tyrinėjimas neįmanomas ir netikslingas.
Kur mes skrisime?
Rusijoje ši diskusija turi labai rimtą finansinį pagrindą. Niekam ne paslaptis, kad šalies kosmonautikos biudžetas yra daug mažesnis, palyginti ne tik su JAV ir Europa, bet ir su tokiu palyginti jaunu kosminio klubo nariu kaip Kinija. Ir kryptys, kuriomis pramonė yra kviečiama dirbti mūsų šalyje, yra daug: be dalyvavimo Tarptautinės kosminės stoties (TKS) programoje, tai yra pasaulinė navigacijos palydovų sistema GLONASS ir ryšio palydovai, nuotolinis Žemės stebėjimas, meteorologiniai, moksliniai erdvėlaiviai, jau nekalbant apie karinius ir dvejopo naudojimo objektus. Taigi turime dalintis šiuo finansiniu „trishkin caftan“, kad niekam neįžeistume (nors galų gale visi pasirodo įžeisti, nes normaliai pramonės plėtrai skirtų lėšų akivaizdžiai nepakanka).
Neseniai Federalinės kosmoso agentūros („Roscosmos“) vadovas Vladimiras Popovkinas sakė, kad pilotuojamos astronautikos dalis jo skyriaus biudžete yra labai didelė (48 proc.) Ir ją reikėtų sumažinti iki 30 proc. Kartu jis patikslino, kad Rusija griežtai laikysis įsipareigojimų pagal TKS programą (šiais metais nutraukus maršrutinių autobusų skrydžius, į orbitą ekipažus pateiks tik Rusijos erdvėlaivis „Sojuz“). Kam tada sutaupysime? Apie mokslinius tyrimus ar perspektyvius pokyčius? Norint atsakyti į šį klausimą, būtina suprasti namų pilotuojamos astronautikos plėtros strategiją ateinantiems dešimtmečiams.
Pasak „TsNIIMash“generalinio direktoriaus pirmojo pavaduotojo Nikolajaus Paničkino (kuris veikė kaip „Roscosmos“vyriausiojo mokslo ir ekspertų instituto ruporas), šiandien neteisinga skaičiuoti kosmoso veiklą 10–15 metų: „Fundamentinių tyrimų užduotys gilumoje erdvė, Mėnulio ir Marso tyrinėjimai yra tokie didingi, kad būtina planuoti mažiausiai 50 metų. Kinai šimtą metų bando žvelgti į priekį “.
Taigi, kur mes skrisime artimiausiu metu - į Žemės orbitą, į Mėnulį ar į Marsą?
Septintoji pasaulio dalis
Kosmoso pramonės patriarchas, artimiausias nuostabaus dizainerio Sergejaus Korolevo bendradarbis, Rusijos mokslų akademijos akademikas Borisas Čertokas įsitikinęs, kad pagrindinė pasaulio kosmonautikos užduotis turėtų būti Mėnulio prijungimas prie Žemės. Rugsėjo pradžioje Maskvoje vykusio planetinio kosminių skrydžių dalyvių kongreso atidarymo metu jis sakė: „Kaip turime Europą, Aziją, Pietų ir Šiaurės Ameriką, Australiją, turi būti ir kita pasaulio dalis - Mėnulis “.
Šiandien daugelis šalių, pirmiausia JAV ir Kinija, kalba apie savo ambicijas dėl Žemės palydovo. Nikolajus Paničkinas tvirtina: „Kai buvo sprendžiamas klausimas, kas buvo pirma - Mėnulis ar Marsas, buvo įvairių nuomonių. Mūsų institutas mano, kad vis dėlto, išsikėlę tolimą tikslą - Marsą, turime eiti per Mėnulį. Joje dar daug dalykų neištirta. Mėnulyje galima sukurti pagrindus tyrimams gilioje erdvėje atlikti, kurti skrydžio į Marsą technologijas. Todėl iki 2045 m. Planuodami pilotuojamą skrydį į šią planetą, iki 2030 m. Nuo 2030 iki 2040 m. Sukurkite pagrindą plataus masto Mėnulio tyrinėjimams su bazėmis ir tyrimų laboratorijomis “.
„TsNIIMash“generalinio direktoriaus pirmasis pavaduotojas mano, kad įgyvendinant Mėnulio projektus, verta dėmesio idėjai sukurti maisto ir kuro sandėlį beveik žemės orbitoje. TKS tai vargu ar bus įgyvendinta, nes stotis turėtų nutraukti veiklą maždaug 2020 m. O didelės apimties Mėnulio ekspedicijos prasidės po 2020 m. Ir dar vieną svarbų aspektą pabrėžia Rusijos specialistas: „Kai institutas siūlo šią strategiją, mes ją siejame su panašiais Kinijos ir Amerikos strateginiais planais. Žinoma, mėnulio lenktynės turi būti taikios. Kaip žinoma, branduoliniai ginklai negali būti išbandyti ir dislokuoti erdvėje. Jei artimiausiu metu kosmonautai, astronautai ir taikonautai pradės įsikurti Mėnulyje, jie ten turėtų statyti būstą, mokslo laboratorijas, vertingų mineralų gavybos įmones, o ne karines bazes “.
Daugelis mokslininkų įsitikinę, kad Mėnulio gamtos išteklių plėtra yra prioritetinė užduotis. Taigi, anot Rusijos mokslų akademijos akademiko Eriko Galimovo, Mėnulio mineralai gali išgelbėti žmoniją nuo pasaulinės energetikos krizės. Iš artimiausio dangaus kūno į Žemę pristatytas triumas gali būti naudojamas termobranduolinei sintezei. Be to, labai vilioja Mėnulį paversti giliųjų kosmoso tyrinėjimų forpostu, asteroidų pavojaus stebėjimo baze, kritinių situacijų mūsų planetoje stebėsenos baze.
Šviesiausia (ir prieštaringai vertinama!) Idėja vis dar yra helio-3 naudojimas Mėnulyje, kurio nėra Žemėje. Pagrindinis jo pranašumas, sako Galimovas, yra tai, kad tai yra „aplinkai nekenksmingas kuras“. Taigi išnyksta radioaktyviųjų atliekų šalinimo problema, kuri yra branduolinės energijos rykštė. Mokslininko skaičiavimais, metinis visos žmonijos poreikis heliui-3 ateityje bus 100 tonų. Norint juos gauti, būtina atidaryti trijų metrų Mėnulio dirvožemio sluoksnį, kurio plotas 75 x 60 kilometrų. Be to, paradoksalu, bet visas ciklas - nuo gamybos iki pristatymo į Žemę - kainuos apie dešimt kartų pigiau nei angliavandenilių naudojimas (atsižvelgiant į esamas naftos kainas).
„Vakarų ekspertai siūlo statyti helio reaktorius tiesiai ant Mėnulio, o tai dar labiau sumažins švarios energijos gamybos išlaidas“, - pažymi akademikas. Helio -3 atsargos Mėnulyje yra milžiniškos - apie milijoną tonų: visos žmonijos pakanka daugiau nei tūkstančiui metų.
Tačiau norint pradėti helio-3 gavybą Mėnulyje po 15–20 metų, būtina pradėti geologinius tyrimus jau dabar, kartografuojant sritis, praturtintas ir veikiamas Saulės, ir sukurti bandomuosius inžinerinius įrenginius, sako Galimovas. Šiai programai įgyvendinti nėra sudėtingų inžinerinių užduočių, vienintelis klausimas yra investicijos. Jų nauda akivaizdi. Viena tona helio-3 energijos ekvivalento yra lygi 20 milijonų tonų naftos, tai yra, dabartinėmis kainomis, ji kainuoja daugiau nei 20 mlrd. Vienos tonos pristatymo į Žemę transportavimo išlaidos sieks tik 20–40 mln. Specialistų skaičiavimais, norint patenkinti Rusijos poreikius, elektros pramonei reikės 20 tonų helio -3 per metus, o visai Žemei - dešimt kartų daugiau. Vienos tonos helio-3 pakanka 10 GW (10 milijonų kW) jėgainės metinei eksploatacijai. Norint išgauti vieną toną helio-3 Mėnulyje, reikės atidaryti ir apdoroti trijų metrų gylio aikštelę 10-15 kvadratinių kilometrų plote. Ekspertų teigimu, projekto kaina yra 25–35 mlrd.
Tačiau idėja naudoti helį-3 turi priešininkų. Pagrindinis jų argumentas yra tas, kad prieš sukuriant pagrindus šio elemento gavimui Mėnulyje ir investuojant į projektą daug lėšų, būtina pramoniniu mastu nustatyti termobranduolinę sintezę Žemėje, o tai dar nebuvo įmanoma.
Rusijos projektai
Kaip bebūtų, techniškai uždavinys paversti mėnulį mineralų šaltiniu gali būti išspręstas artimiausiais metais, įsitikinę Rusijos mokslininkai. Taigi kelios pirmaujančios šalies įmonės paskelbė apie savo pasirengimą ir konkrečius planus sukurti Žemės palydovą.
Pasak „Lavochkin“mokslo ir gamybos asociacijos, pirmaujančios nacionalinės NVO kosmoso tyrimų srityje naudojant automatines transporto priemones, „Automata“turėtų pirmoji „kolonizuoti“Mėnulį. Ten kartu su Kinija kuriamas projektas, kurio tikslas - padėti pamatus pramoniniam mėnulio vystymuisi.
Įmonės specialistų teigimu, visų pirma būtina automatiniu būdu ištirti dangaus kūną ir sukurti Mėnulio bandymų aikštelę, kuri ateityje taps didelės apgyvendintos bazės elementu. Jame turėtų būti mobilus lengvų ir sunkių Mėnulio roverių kompleksas, telekomunikacijos, astrofiziniai ir nusileidimo kompleksai, didelės antenos ir kai kurie kiti elementai. Be to, planuojama suformuoti erdvėlaivių žvaigždyną beveik Mėnulio orbitoje, kad būtų galima bendrauti ir nuotoliniu būdu stebėti paviršių.
Projektą planuojama įgyvendinti trimis etapais. Pirmiausia lengvųjų transporto priemonių pagalba pasirinkite optimalius Mėnulio regionus, kad išspręstumėte įdomiausias mokslines ir taikomas problemas, tada išskleiskite orbitos žvaigždyną. Paskutiniame etape sunkieji Mėnulio roveriai pateks į Žemės palydovą, kuris nustatys įdomiausius nusileidimo ir dirvožemio mėginių ėmimo taškus.
Projekto kūrėjų nuomone, sumanytai nereikės labai didelių investicijų, nes lengvosios konversijos „Rokot“arba „Zenit“tipo raketos gali būti naudojamos raketoms paleisti (išskyrus sunkius mėnulio roverius).
Rusijos pilotuojama kosmoso kompanija „SP Korolev Rocket and Space Corporation“(RSC) „Energia“yra pasirengusi imtis Mėnulio tyrinėjimo estafetės. Pasak jos specialistų, TKS atliks svarbų vaidmenį kuriant Mėnulio bazę, kuri ilgainiui turėtų virsti tarptautiniu kosmodromu. Net jei po 2020 m. TKS programos šalys partnerės nuspręs nebepratęsti savo veiklos, planuojama Rusijos segmento pagrindu sukurti platformą būsimos Mėnulio bazės orbitoje konstrukcijoms surinkti.
Siekiant pristatyti žmones ir krovinius į orbitą, kuriama perspektyvi transporto sistema, kurią sudarys bazinis erdvėlaivis ir keletas jo modifikacijų. Pagrindinė versija yra naujos kartos pilotuojamas transporto laivas. Jis skirtas aptarnauti orbitines stotis - siųsti į jas įgulą ir krovinius, vėliau jas sugrąžinant į Žemę, taip pat būti naudojamas kaip gelbėjimo laivas.
Naujoji pilotuojama sistema iš esmės skiriasi nuo esamo erdvėlaivio „Sojuz“, visų pirma kalbant apie naujas technologijas. Daug žadantis laivas bus pastatytas pagal „Lego“dizaino principą (tai yra pagal modulinį principą). Jei reikia skristi į beveik Žemės orbitą, greitam priėjimui prie stoties bus naudojamas erdvėlaivis. Jei užduotys tampa sudėtingesnės ir reikia skristi už žemės ribų, komplekse gali būti įrengtas papildomas skyrius su galimybe grįžti į Žemę.
„Energia“tikisi, kad erdvėlaivio modifikacijos leis atlikti ekspedicijas į Mėnulį, prižiūrėti ir taisyti palydovus, atlikti ilgus iki mėnesio autonominius skrydžius, kad būtų galima atlikti įvairius tyrimus ir eksperimentus, taip pat pristatyti ir grąžinti padidintas krovinių kiekis nepilotuojamo krovinio grąžinimo versijoje. Sistema sumažina įgulos darbo krūvį, be to, dėl nusileidimo parašiutu reaktyvinio nusileidimo sistemos nusileidimo tikslumas bus tik du kilometrai.
Remiantis federalinėje kosmoso programoje iki 2020 m. Numatytais planais, pirmasis naujas pilotuojamas erdvėlaivis bus paleistas 2018 m. Iš Vostočnio kosmodromo, kuris statomas Amūro regione.
Jei Rusija valstybiniu lygmeniu vis dėlto nuspręs plėtoti mineralus Mėnulyje, „Energia“galės pateikti vieną daugkartinio naudojimo transporto ir krovinių erdvės kompleksą, kuris tarnaus dangaus kūno pramonei. Taigi naujasis laivas (dar negavęs oficialaus pavadinimo), kuris pakeis „Sojuz“, kartu su RKK sukurtu tarpasmeniniu vilkiku „Parom“suteiks galimybę gabenti iki 10 tonų krovinių, o tai žymiai sumažins transporto išlaidas. Dėl to Rusija taip pat galės teikti komercines paslaugas, siunčiant į kosmosą įvairius krovinius, įskaitant didelių gabaritų krovinius.
„Parom“yra erdvėlaivis, kurį paleidimo raketa paleis į žemos žemės orbitą (apie 200 km aukštį). Tada kita raketa į tam tikrą tašką pristatys konteinerį su kroviniu. Vilkikas priplaukia prie jo ir perkelia jį į paskirties vietą, pavyzdžiui, į orbitinę stotį. Galima paleisti konteinerį į orbitą su beveik bet kokiu vidaus ar užsienio vežėju.
Tačiau turint dabartinį kosmoso pramonės finansavimą, Mėnulio bazės sukūrimas ir pramoninis Žemės palydovo vystymas yra gana tolimos ateities projektai. „Roskosmos“teigimu, planai skrydžiams į turistų mėnulį modifikuoto erdvėlaivio „Sojuz“pagalba atrodo daug tikroviškesni. Kartu su amerikiečių kompanija „Space Adventures“Rusijos departamentas kuria naują turistinį maršrutą kosmose ir planuoja po penkerių metų siųsti žemės žmones į pažintinę kelionę aplink mėnulį.
Kita žinoma vidaus įmonė-Khrunichevo valstybinis kosmoso tyrimų ir gamybos centras (GKNPT)-taip pat pasirengusi prisidėti prie dangaus kūno kūrimo. Pasak GKNPT specialistų, prieš Mėnulio programą turėtų prasidėti pirmasis, beveik Žemėje esantis etapas, kuris bus įgyvendintas naudojant TKS patirtį. Remiantis stotimi, po 2020 m. Planuojama sukurti orbitinį pilotuojamą surinkimo ir operacijų kompleksą būsimoms ekspedicijoms į kitas planetas, taip pat, galbūt, turistų kompleksus.
Mėnulio programa, pasak mokslininkų, neturėtų kartoti to, kas jau buvo padaryta praėjusiame amžiuje. Planuojama Žemės palydovo orbitoje sukurti nuolatinę stotį, o vėliau jos paviršiuje - bazę. Mėnulio stoties, susidedančios iš dviejų modulių, dislokavimas suteiks ne tik ekspediciją į ją, bet ir krovinių grąžinimą į Žemę. Tam taip pat reikės pilotuojamo erdvėlaivio, kuriame yra ne mažiau kaip keturių žmonių įgula, galintis savarankiškai skristi iki 14 dienų, taip pat Mėnulio orbitos stoties modulio ir nusileidimo bei kilimo transporto priemonės. Kitas žingsnis turėtų būti nuolatinė bazė Mėnulio paviršiuje su visa infrastruktūra, kuri užtikrins keturių žmonių buvimą pirmame etape, o tada padidinti bazinių modulių skaičių ir aprūpinti jį jėgaine, šliuzo moduliu ir kt. būtinos patalpos.
Kosmoso klubo programos
Rusija
Remiantis Rusijos pilotuojamų kosmoso tyrimų plėtros koncepcija iki 2040 m., Numatoma Mėnulio (2025–2030 m.) Ir skrydžių į Marsą (2035–2040 m.) Tyrimų programa. Dabartinis Žemės palydovo kūrimo uždavinys yra sukurti Mėnulio bazę, ir tokia plataus masto programa turėtų būti vykdoma tarptautinio bendradarbiavimo rėmuose, įsitikinę „Roscosmos“.
Vykdant pirmąjį 2013–2014 m. Mėnulio tyrimo programos etapą, planuojama paleisti Mėnulio palydovus „Luna-Glob“ir „Luna-Resource“, sakė Lavočkino NPO vadovas Viktoras Chartovas. „Luna-Glob“misijos užduotys yra skristi aplink mėnulį, paruošti ir parinkti vietas Mėnulio roveriui, kitiems inžineriniams ir moksliniams kompleksams, kurie taps būsimos bazės pagrindu, taip pat ištirti mėnulio šerdį naudojant specialias gręžimo įtaisai - skverbtuvai (šiuo klausimu galima bendradarbiauti su Japonija, nes japonų specialistai jau seniai sėkmingai kuria skverbtuvus).
Antrame etape numatoma pristatyti mokslinę laboratoriją - Mėnulio roverį į mėnulį įvairiems moksliniams ir technologiniams eksperimentams. Šiame etape Indija, Kinija ir Europos šalys kviečiamos bendradarbiauti. Planuojama, kad indėnai, vykdydami misiją „Chandrayan-2“, parūpins raketą ir skrydžio modulį, taip pat paleis iš savo kosmodromo. Rusija parengs nusileidimo modulį, 400 kilogramų sveriantį Mėnulio roverį ir mokslinę įrangą.
Pasak Viktoro Khartovo, ateityje (po 2015 m.) Planuojamas Rusijos projektas „Luna-Resource / 2“, kuris numato sukurti vieningą nusileidimo platformą, mėnulio roverį su dideliu nuotoliu, kilimo raketą iš Mėnulio., į Žemę pristatyto Mėnulio grunto pavyzdžių pakrovimo ir saugojimo priemonės, taip pat didelio tikslumo nusileidimo ant švyturio, esančio Mėnulyje, įgyvendinimas. Tuo pačiu metu planuojama pristatyti Mėnulio dirvožemio mėginius, surinktus naudojant Mėnulio roverį, iš anksto pasirinktose mokslinės svarbos srityse.
Projektas „Luna-Resource / 2“bus trečiasis Rusijos mėnulio programos etapas. Vykdant šią programą planuojama surengti dvi ekspedicijas: pirmoji į Mėnulio paviršių pristatys sunkų mokslinį Mėnulio roverį, kad atliktų kontaktinius tyrimus ir paimtų Mėnulio dirvožemio mėginius, o antroji - kilimo raketą grąžinant dirvožemio mėginius. į Žemę.
Automatinės bazės sukūrimas leis išspręsti daugybę problemų, susijusių su pilotuojama Mėnulio programa, kuri numato, kad po 2026 m. Žmonės skris į mėnulį. 2027–2032 m. Mėnulyje planuojama sukurti specialų tyrimų centrą „Mėnulio įrodymų aikštelė“, jau sukurtą kosmonautų darbui.
JAV
2004 metų sausį JAV prezidentas George'as W. Bushas paskelbė NASA tikslą „sugrįžti“į mėnulį iki 2020 m. Amerikiečiai planavo atsikratyti pasenusių autobusų, kad atlaisvintų lėšų iki 2010 m. Iki 2015 m. NASA turėjo įdiegti naują „Constellation“programą, panašią į modernizuotą ir išplėstą „Apollo“programą. Pagrindinės projekto sudedamosios dalys yra paleidimo priemonė „Ares-1“, kuri yra šaudyklės kietojo kuro kuro stiprintuvo, orlaivio pilotuojamo erdvėlaivio, kuriame yra iki penkių iki šešių žmonių įgula, kūrimas, „Altair“modulis, skirtas nusileisti ant Mėnulio paviršius ir pakilimas nuo jo, pabėgimo iš Žemės etapas (EOF), taip pat sunkiasvoris nešėjas „Ares-5“, skirtas paleisti EOF į beveik Žemės orbitą kartu su „Altair“. „Constellation“programos tikslas buvo nuskristi į Mėnulį (ne anksčiau kaip 2012 m.), O tada nusileisti ant jo paviršiaus (ne anksčiau kaip 2020 m.).
Tačiau naujoji JAV administracija, vadovaujama Baracko Obamos, šiais metais paskelbė apie „Constellation“programos pabaigą, manydama, kad tai per brangu. Sutrumpinusi Mėnulio programą, Obamos administracija lygiagrečiai nusprendė pratęsti finansavimą JAV TKS segmento veiklai iki 2020 m. Tuo pat metu JAV valdžia nusprendė skatinti privačių kompanijų pastangas kurti ir valdyti pilotuojamus erdvėlaivius.
Kinija
Kinijos mėnulio studijų programa tradiciškai suskirstyta į tris dalis. Pirmojo 2007 m. Metu buvo sėkmingai paleistas erdvėlaivis „Chang'e-1“. Mėnulio orbitoje jis dirbo 16 mėnesių. Rezultatas buvo didelės skiriamosios gebos 3D paviršiaus žemėlapis. 2010 m. Į Mėnulį buvo nusiųstas antrasis tyrimų aparatas fotografuoti teritorijas, iš kurių vienoje turės nusileisti „Chang'e-3“.
Antrasis natūralaus Žemės palydovo tyrimo programos etapas apima savaeigės transporto priemonės pristatymą į jos paviršių. Trečiosios fazės metu (2017 m.) Į Mėnulį pateks dar viena instaliacija, kurios pagrindinė užduotis bus pristatyti Mėnulio uolienų mėginius į Žemę. Kinija ketina siųsti savo astronautus į Žemės palydovą po 2020 m. Ateityje planuojama ten sukurti gyvenamąją stotį.
Indija
Indija taip pat turi nacionalinę mėnulio programą. 2008 metų lapkritį ši šalis paleido dirbtinį mėnulį „Chandrayan-1“. Iš jo į natūralaus Žemės palydovo paviršių buvo nusiųstas automatinis zondas, kuris ištyrė atmosferos sudėtį ir paėmė dirvožemio mėginius.
Bendradarbiaudama su „Roscosmos“, Indija kuria projektą „Chandrayan -2“, kuris numato erdvėlaivio siuntimą į Mėnulį naudojant Indijos GSLV raketą, susidedančią iš dviejų mėnulio modulių - orbitos ir nusileidimo modulio.
Planuojama, kad pirmasis pilotuojamas erdvėlaivis bus paleistas 2016 m. Laive, pasak Indijos kosmoso tyrimų organizacijos (ISRO) vadovo Kumaraswamy Radhakrishnano, į kosmosą pateks du astronautai, kurie septynias dienas praleis žemos žemės orbitoje. Taigi Indija taps ketvirtąja valstybe (po Rusijos, JAV ir Kinijos), vykdančia pilotuojamus kosminius skrydžius.
Japonija
Japonija kuria savo Mėnulio programą. Taigi, 1990 m. Pirmasis zondas buvo išsiųstas į mėnulį, o 2007 m. Ten buvo paleistas dirbtinis palydovas „Kaguya“su 15 mokslinių prietaisų ir dviem palydovais - Okinawa ir Ouna laive (jis dirbo mėnulio orbitoje daugiau nei metus).. 2012–2013 m. Buvo planuojama paleisti kitą automatinį aparatą, iki 2020 m. - pilotuojamas skrydis į Mėnulį, o 2025–2030 m. - sukurti pilotuojamą Mėnulio bazę. Tačiau praėjusiais metais Japonija dėl biudžeto deficito nusprendė atsisakyti pilotuojamos Mėnulio programos.
