Лунная гонка 2.0: зачем человечеству лунные базы

47 лет назад человек впервые ступил на поверхность Луны. Американские астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин в рамках миссии «Аполлон-11» высадились на естественный спутник Земли 20 июля 1969 года. Вплоть до 1972 года НАСА отправляло астронавтов на Луну. На данный момент шесть успешных высадок по программе «Аполлон» — единственные за всю историю человечества случаи, когда человек оказывался на поверхности другого небесного тела. После этого земляне, казалось бы, забыли о Луне. «Футурист» рассказывает, почему это было неверным решением и что полезного может принести человечеству Луна.

Колонизация Луны — избитая тема в научной фантастике. Еще в ходе первой лунной гонки США и СССР планировали создать на Луне собственные базы. В США прорабатывались проекты лунных баз Lunex Project и Горизонт (Project Horizon). В СССР существовал проект базы «Звезда», который должен был завершить советскую лунную программу в 1980-х. Однако после того, как США в рамках программы «Аполлон» отправили к Луне 11 пилотируемых экспедиций, шесть из которых включали высадку астронавтов на поверхность планеты, советские проекты лунных баз был свернуты. Вскоре и Штаты охладели к Луне, довольствуясь статусом победителя лунной гонки. Исследования Луны прекратились на долгие десятилетия, однако сегодня разговоры о колонизации земного спутника возобновляются — хотя на фоне споров о том, доставит ли Илон Маск людей на Марс или нет, они кажутся тихим ропотом.

Зачем нам база на Луне

Лунная база глазами художника

Можно сколько угодно говорить о том, что различные государства в разное время собирались соорудить на Луне военные базы. Но то, что Луна представляет особый интерес для ученых, не вызывает сомнения. Cтарший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Владимир Сурдин в интервью «Футуристу» высказал мысль о создании на Луне хранилища информации — своеобразной базы данных о земных формах жизни и достижениях человеческой цивилизации. Кроме того, наш спутник — идеальное место для размещения астрономического инструментария.

Особенности земной среды создают астрономам немало проблем. Наша атмосфера поглощает часть диапазона электромагнитного излучения, и астрономы сильно ограничены в возможностях радионаблюдения космических объектов. Ионосфера Земли, испускающая электромагнитные волны, искажает радиосигналы. Городская засветка, облачность, колебания воздуха мешают оптическим наблюдениям за небесными объектами. Земная гравитация не позволяет сконструировать высокоточное оборудование крупных габаритов: многотонные конструкции неизбежно деформируются. Самое лучшее место для земной обсерватории — горы, но даже небольшое землетрясение может испортить астрономам жизнь.

На Луне этих проблем не существует. Разреженная атмосфера дает радиоастрономам возможность пройтись по всему спектру электромагнитного излучения. Кроме того, практически полное отсутствие атмосферы подразумевает отсутствие облаков и колебаний газовой среды, которые мешают ученым проводить оптические наблюдения. Температура на дне лунных кратеров практически совпадает с температурой, до которой обычно охлаждают датчики в астрономических лабораториях (70 К). Слабая гравитация позволяет смонтировать конструкции колоссальных размеров: оптический телескоп с эквивалентным размером зеркала 25 м, установленный на Луне, в 100 раз превысит возможности телескопа Хаббл. Низкая сейсмическая активность гарантирует высочайшую точность измерений и сохранность аппаратуры: "лунотрясения" сдвигают грунт всего лишь на миллиардную долю метра. А расстояние между Землей и Луной дает возможность создать колоссальную систему из радиотелескопов (радиоинтерферометр), расположенных на разных небесных телах. Система "Земля – Луна" позволит ученым наблюдать за планетными системами ста ближайших звезд и вычислять расстояние между небесными объектами с точностью до долей миллиметра.

Условия на Луне позволяют не только устанавливать телескопы, но и конструировать их. На Луне имеются огромные запасы сырья, из которого можно получать алюминий, керамику и сверхпрочные стекла, необходимые для изготовления телескопов. Исключительно сухая среда на Луне позволит производить стекло, прочное, как сталь. У такого стекла должен быть низкий коэффициент теплового расширения. Из него можно делать не только оптические зеркала, но и сами телескопы.

Шаг за шагом

Зонд «Луна-25»

Все это заставляет ученых задуматься о переезде на Луну. Японское агентство по космическим исследованиям планировало к 2030 году ввести в строй обитаемую станцию на Луне, но в марте 2010 года японцы отказались от пилотируемой лунной программы в пользу роботизированных поселений. О своих планах по созданию лунной базы высказывался и Китай. Российская РКК «Энергия» и НАСА в настоящее время обсуждают проект обитаемой окололунной станции. Первые предложения по будущей программе могут быть представлены уже в первой половине 2017 года.

По словам Игоря Митрофанова, доктора физико-математических наук и заведующего отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН, стратегическая цель российской Федеральной космической программы (ФКП) — создание в окрестностях южного полюса Луны посещаемой базы. Планируется разместить там оптическую обсерваторию и автоматический телескоп-радиоинтерферометр, состоящий из отдельных радиотелескопов, разбросанных по поверхности Луны.

​Однако это все в долгосрочной перспективе. А пока ученые только подбираются к Луне, исследуя ее с помощью зондов.

Российское НПО имени Лавочкина занимается «Лунной программой», в рамках которой к небесному телу отправится четыре космических аппарата. Первый аппарат, демонстрационная посадочная станция «Луна-25» будет запущена уже в 2019 году. «Луна-26», которая выйдет на орбиту Луны в 2020 году, будет собирать и передавать на Землю информацию с посадочной станции, а также исследовать поверхность Луны с высоты 50 км. Кроме того, на более высокой орбите будет реализован астрофизический эксперимент ЛОРД, нацеленный на изучение нейтрино и космического излучения. В 2021 году Роскосмос и ЕКА запустят аппарат «Луна-27» с криогенной бурильной установкой на борту, который "прилунится" на южном полюсе и будет собирать и исследовать образцы льда. Последний аппарат программы, автоматическая станция "Луна-28" (2024 год) будет оснащена грунтозаборным устройством и возвратной ракетой для доставки образцов на Землю.

Помимо научных экспериментов, в рамках "Лунной программы" будет отрабатываться мягкая посадка на поверхность небесного тела. Средства и методики, наработанные в ходе миссий, в перспективе будут применяться в посадочных экспедициях по доставке на Луну на поверхность целевых комплексов будущей базы.

Гонка продолжается

Orion EM1

После 2025 года Россия будет готовиться к пилотируемым полетам. Ранее в Роскосмосе планировали отправить человека на Луну уже к 2025 году, но из-за сокращения финансирования график сдвинулся.

Тем временем НАСА в 2018 году планирует запустить миссию EM-1 (Exploration Mission 1), в ходе которой будут проводиться испытания сверхтяжелой ракеты SLS. Ракета-носитель доставит корабль Orion на лунную орбиту (где тот пробудет 6 дней), а также оставит на орбите несколько научно-исследовательских спутников. В 2023 году в рамках EM-2 американцы планируют осуществить седьмую в истории человечества высадку на Луну.

Кто победит в гонке на этот раз, пока неясно, да и вряд ли это важно. Важно то, что после долгих лет тишины, спотыкаясь о финансовые трудности, Земля вновь поворачивается лицом к своей спутнице.