Русская Луна. Почему наша страна сильно отстает от других держав в освоении космоса?

Демонстрируя успехи в пилотируемой космонавтике, наша страна тем не менее сильно отстает от других держав в изучении дальнего космоса. Но сегодня ситуация начинает меняться. Отечественные ученые разрабатывают сразу несколько важных проектов, и первой их целью, как и раньше, станет Луна.

Лунные воды

В период с 1969 по 1972 год американские астронавты шесть раз высаживались на поверхность Луны, оставили там научное оборудование и привезли на Землю сотни килограммов грунта и камней, которые ученые продолжают изучать и сегодня. Советские достижения были скромнее, но все равно выглядели эффектно: на поверхности работали два дистанционно управляемых «Лунохода», а станции «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» доставили образцы грунта, собранного в местах своих посадок.

Все эти исследования позволили ученым сделать окончательный вывод: Луна представляет собой безжизненный мир, где нет следов воды и органики, а природные условия не благоприятствуют колонизации. Полеты с высадкой на ее поверхность надолго прекратились. Впрочем, в конце века ученым пришлось пересмотреть свою точку зрения.

Луна находится на таком же расстоянии от Солнца, как и Земля, поэтому здесь энергии солнечных лучей хватает для того, чтобы превратить лед в воду. В условиях вакуума, который царит на Луне, освещенный лед сразу превращается в пар, минуя жидкую стадию, поэтому неудивительно, что в образцах, доставленных с ее поверхности, не удалось обнаружить воду. Однако в окрестностях лунных полюсов были найдены затененные места, куда солнечный свет никогда не проникает, — так называемые холодные ловушки. Если туда хотя бы раз за последние миллионы лет обрушилась комета, то вполне может оказаться, что в ловушках сохранились фрагменты ее ледяного ядра.

Чтобы прояснить вопрос, в январе 1998 года американские ученые отправили в космос аппарат «Лунный изыскатель» (Lunar Prospector), на борту которого среди других приборов был нейтронный детектор, способный дистанционно определить наличие в лунном грунте водорода, а значит, и воды. Гипотеза подтвердилась: водный лед был найден и на Северном полюсе, и на Южном. Ученые установили, что он находится там в виде разрозненных гранул, погруженных в грунт не более чем на 2 метра. Но и этого оказалось мало: для подтверждения открытия 9 октября 2009 года по Луне был нанесен мощный удар — в ее поверхность на территории южного полярного кратера Кабео (Кабеус) врезался американский разгонный блок «Центавр» массой 2 тонны. В этот момент аппарат LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) снял спектр выброшенного в космос облака пыли и установил, что в нем содержится как минимум 100 килограммов водяных паров.

Дальнейшие исследования показали, что больше всего льда находится внутри холодной ловушки кратера Шеклтон, расположенного прямо в точке Южного полюса. В итоге это место определено как самое перспективное для изучения.

Лунные планы

Открытие лунного льда заставило космические агентства скорректировать планы на будущее. И сегодня всерьез обсуждаются проекты строительства обитаемой базы в кратере Шеклтон. Конечно, до этого еще далеко, но идея выглядит заманчивой. Лед можно будет использовать для снабжения систем базы и космонавтов вместо того, чтобы возить воду с Земли. Кроме того, из него можно получить топливо для ракетных двигателей, разложив на водород и кислород. Причем последний пригодится еще и для восстановления атмосферы базы.

Однако до начала пилотируемых полетов туда необходимо провести исследование льда, установив, какие в нем есть примеси, и годится ли он на роль ресурса. При этом понятно, что страна, которая раньше всех сумеет посадить в одной из холодных ловушек свой беспилотный аппарат, завоюет исторический приоритет и некоторое преимущество в освоении региона, ведь другим государствам придется ориентироваться на полученный опыт.

Первыми попробовали индийцы: в сентябре 2019 года посадочный модуль «Викрам» отделился от автоматической станции «Чандраян-2», чтобы совершить прилунение на равнине между приполярными кратерами Манцини и Симпелий. Но на высоте 2 километров модуль потерял связь с Землей и разбился о поверхность. Следующую попытку добраться до Луны с помощью посадочного модуля станции «Чандраян-3» Индийская организация космических исследований предпримет в 2024 году.

Разумеется, Соединенные Штаты не собираются отдавать кому-либо приоритет в освоении новых территорий. В этом году в приполярный кратер Малаперт отправится посадочная платформа IM-1 (или Nova-C), созданная компанией Intuitive Machines для доставки небольших грузов на лунную поверхность. Она проверит работоспособность конструкции в полевых условиях, после чего туда же прилетит IM-2 с буром и спектрометром для изучения состава местного льда.

Российские ученые планируют опередить американцев на пути к лунному полюсу. К запуску готовится станция «Луна-25», проект которой ведут специалисты НПО имени С. А. Лавочкина с 1997 года и Института космических исследований. Столь длительное время на изготовление станции объясняется недостатком финансирования, из-за чего ее конструкция многократно менялась. Сегодня «Луна-25» представляет собой посадочное устройство, снабженное телевизионной системой, спектрометрами, нейтронным детектором и рукой-манипулятором с грунтозаборным ковшом, который сможет собирать образцы на расстоянии до 1,5 метра и на глубине до 30 сантиметров.

Определены два места для прилунения: севернее кратера Богуславский и юго-западнее кратера Манцини. Перелет к Луне займет от четырех до шести суток. На селеноцентрической орбите станция пробудет от трех суток до недели, после чего совершит мягкую посадку. Работа на поверхности займет еще год.

Лунные перспективы

Если все пройдет согласно плану, в 2024 году стартует «Луна-26», которая с высоты составит подробнейшую стереокарту лунной поверхности. Предполагается, что она будет работать на селеноцентрической орбите 30 лет, проводя глобальную ядерно-физическую геологоразведку лунной поверхности с помощью гамма-нейтронного спектрометра.

В 2025 году к исследованиям должна присоединиться «Луна-27»: после посадки в приполярном районе она начнет более тщательно изучать свойства грунта, магнитных аномалий, слабой экзосферы и внутреннего строения Луны. На станции разместят установку для бурения на глубину до 2 метров. В 2027 году будет запущена «Луна-28» с небольшим планетоходом и возвратной ракетой. Поддерживая связь через ретранслятор «Луны-26», планетоход объедет окружающую местность, соберет образцы грунта и льда, погрузит наиболее интересные из них в ракету — и та доставит их на Землю. Ученые рассчитывают получить много образцов — не граммы, а килограммы. Это позволит выяснить, насколько грунт и лед приполярной области пригодны для использования в промышленных установках и создания оранжереи, что станет существенным вкладом в проектирование будущей лунной базы.

К сожалению, российская ракетно-космическая отрасль все еще страдает от недофинансирования и дефицита квалифицированных кадров. Кроме того, многие из приборов, предназначенных для станций, планировалось заказать у европейских фирм, но сегодня это стало проблематичным. Тут к нам на помощь готовы прийти китайцы. Они приступили к реализации программы строительства Международной научной лунной станции (International Lunar Research Station, ILRS), которая со временем сможет принимать космонавтов. Ее развертывание в районе Южного полюса займет 4 года, начиная с 2031-го. В первую очередь на место доставят командный, промышленный и научные модули, затем дистанционно управляемые планетоходы выроют траншею, куда опустят жилые блоки и засыплют их грунтом для защиты от космической радиации, после чего на базу прибудет первый экипаж.

В ноябре прошлого года Госкорпорация «Роскосмос» и Китайское национальное космическое управление подписали соглашение о сотрудничестве, в которое включено и строительство базы на Луне. Будем надеяться, что оно окажется взаимовыгодным и совместными усилиями наши страны станут лидерами не только в ближнем, но и в дальнем космосе.