«Роскосмос» объявил о совместном с Китаем проекте создания научной лунной станции. Это заявление вызвало широкий резонанс, ведь ни одна из стран не планировала высадку человека на Луну до второй половины 2020-х годов. Возникает вопрос: о какой лунной станции может идти речь? Более важным является вопрос о задачах, которые сможет выполнять такая станция, и о целесообразности ее создания. Попробуем проанализировать все аспекты этого проекта, а также причины, по которым Москва и Пекин, вероятно, откажутся от него после значительных финансовых вложений.
В сообщении для прессы, опубликованном на сайте «Роскосмоса» и посвященном международной лунной станции, создание которой было предварительно согласовано Москвой и Пекином, дается весьма расплывчатое описание: «Международная научная лунная станция представляет собой комплекс оборудования для проведения исследований и экспериментов, который будет размещен на поверхности и/или на окололунной орбите».
По этой детали уже становится ясно, что перед нами скорее рекламный ход, чем реальный проект. Создание лунной станции требует совершенно других ракет и космических кораблей, если она располагается на орбите, а не на поверхности Селены. Отсутствие в меморандуме о сотрудничестве даже уточнения о том, будет ли станция расположена на Луне или на окололунной орбите, говорит о том, что это лишь беспочвенные заявления, призванные создать видимость активной работы там, где ее нет.
Зачем анонсировать проект, если его реализация сомнительна»
Полностью понять мотивы китайской стороны при подписании соглашения сложно. Безусловно, это выгодный дипломатический шаг: США долгое время препятствовали их включению в МКС, в частности, из-за опасений по поводу копирования западных космических технологий. Теперь же у КНР появится собственная станция, на которую они смогут приглашать космонавтов из стран-партнеров, что имеет значение для укрепления их репутации. Однако нельзя исключать, что Китайское космическое агентство также заинтересовано в проекте с технологической точки зрения, например, для воспроизведения какого-либо элемента, произведенного в России.
Более любопытным представляется вопрос о необходимости подписи главы «Роскосмоса» под документом, содержание которого представляется довольно скудным, и из которого не ясно, разместится ли станция непосредственно на поверхности Луны?
Первая причина заключается в том, что США предложили России ограниченную роль в проекте по созданию новой окололунной станции. Согласие на такие условия равносильно полету к американской, а не к Международной космической станции. В сложившейся ситуации NASA сложно что-либо изменить, поскольку сейчас Вашингтону требуются не равноправные партнеры, а подчиненные.
Второй причиной является непрерывный информационный поток, идущий от SpaceX. Текущие испытания корабля Starship у этой компании регулярно завершаются авариями. Однако это не связано с некомпетентностью инженеров Маска, а обусловлено их спешкой, из-за которой не проводится полноценная наземная подготовка двигателей и других систем.
Для SpaceX это значительные затраты, однако Маск сможет их компенсировать. Его личное состояние превышает годовой военный бюджет России и к концу десятилетия, по прогнозам, превысит ее годовой общий бюджет. Следовательно, он не понесет убытков даже в случае неудачи десятка или сотни испытаний.
Его поспешность свидетельствует о многом, как и тот факт, что Starship впервые за всю историю ракетной техники, используемой на Земле, успешно совершил атмосферное торможение брюхом на заключительных испытаниях. Это принципиально новое решение, являющееся краеугольным камнем всего проекта.
Многоразовые космические корабли не являются принципиально новым явлением, ведь ранее, например, использовались шаттлы. Однако, эти аппараты оказались неудачными, став причиной гибели большего числа людей, чем любая другая пилотируемая космическая техника. Кроме того, они установили антирекорд по стоимости вывода грузов и людей на орбиту. Основной причиной их неудачи стало то, что многоразовые корабли испытывали жёсткое торможение в атмосфере Земли».
Во время посадки воздушный поток воздействовал на аппараты с фронтальной стороны, вызывая значительный нагрев множества компонентов космических челноков. Чтобы справиться с высокими тепловыми нагрузками, их покрывали дорогостоящей керамической плиткой, которая нередко отслаивалась и нуждалась в замене после каждого полета. Кроме того, двигатели оказались неэффективными: после каждого полета требовался их тщательный анализ, что отнимало много времени и ресурсов.
Starship радикально отличается от шаттлов и советского «Бурана», подобно тому, как «Дредноут» превосходил первые пароходы. Он снижает скорость в атмосфере, используя брюшную часть, а не носовую. Для достижения высоты он использует жидкий метан и кислород, в отличие от шаттлов, которым требуется твердое топливо и сбрасываемые баки. Это обеспечивает значительно больший объем внутренних баков Starship, что, соответственно, увеличивает площадь его брюха по отношению к собственной посадочной массе.
По сравнению с Falcon 9, эта ракета использует работу двигателей для снижения посадочной скорости лишь незначительно. В качестве основного тормоза используется атмосфера Земли, а собственные двигатели включаются лишь в конце процесса, на короткое время и с минимальным расходом топлива.
Благодаря конструкции Starship, нагрев при посадке будет значительно меньше, чем у шаттлов, что позволяет обойтись менее дорогой и сложной керамической теплозащитой. Это обеспечит возможность полетов в космос с минимальными перерывами и без дорогостоящих модификаций. К тому же, использование атмосферного торможения позволяет существенно экономить топливо для посадки полностью многоразового корабля, что увеличивает его полезную нагрузку в несколько раз по сравнению с шаттлом.
Это указывает на то, что Маск стремится не просто создать новую ракету, а инициировать технологическую революцию. Он видит своей целью разработку средства, которое позволит выводить людей и грузы на орбиту, сделав космические полеты в сто раз доступнее.
«Представители «Роскосмоса» полагают, что реализация столь масштабных проектов сталкивается с серьезными техническими сложностями. В то же время, они рассматривают стремление Маска как проявление непредсказуемости или продуманную пиар-кампанию. По мнению некоторых сотрудников «Роскосмоса», Маск таким образом привлекает внимание к себе, подобно тому, как и он сам не верит в возможность революционных изменений Starship, как и его российские коллеги.
Для ответа на масштабную рекламную кампанию требуется не менее значимый ответ, и в данном случае объявление о российско-китайском проекте лунной станции представляется идеальным вариантом.
Несмотря на это, у данной точки зрения присутствует существенный изъян: она ошибочна. Маск не использует Starship для пиар-акций. В перспективе нескольких лет этот многоразовый корабль приступит к осуществлению космических полетов.
В связи с этим, сегодняшний меморандум, сформулированный в расплывчатой манере, потребует практической реализации. Иначе Москва и Пекин рискуют понести репутационные потери. Ремонт МКС на фоне успешных полетов Starship к Луне и Марсу – ощутимый удар для «Роскосмоса».
Сможет ли он, однако, в союзе с Китаем воплотить в жизнь проект совместной лунной станции? И насколько это необходимо?
Лунная станция: проведение экспериментов с участием людей без нарушения норм, установленных Нюрнбергским кодексом
Для строительства окололунной станции России потребуется модернизированная ракета «Ангара» тяжелого класса и незначительно измененный космический корабль «Орел», ранее известный как «Федерация». Однако ни один из этих объектов пока не был испытан в реальных условиях.
Данные конструкции отличаются консервативностью, поскольку не содержат компонентов, принципиально отличных от тех, что используются в уже существующих российских ракетах и космических аппаратах. Фактически, нет никаких оснований сомневаться в том, что окололунная станция – это наиболее простой и экономичный способ воплощения нового российско-китайского меморандума. Именно это является ее значительным преимуществом.
Затем следует перечисление недостатков. Во-первых, потенциальные возможности подобной станции практически не отличаются от возможностей МКС. Обе обладают условиями невесомости: на окололунной орбите, расположенной на расстоянии 400 тысяч километров, и на орбите МКС – на расстоянии 400 километров. Таким образом, зачем тратить время на полёт в тысячу раз дольше, чтобы получить идентичный результат?
На окололунной орбите существуют два преимущества, недоступных на МКС. Прежде всего, управление луноходом потенциально может быть более простым: задержка радиосигнала от Земли составляет 1,3 секунды, а от окололунной орбиты – практически отсутствует. Кроме того, открывается возможность исследовать, как долго смогут функционировать приборы и люди при воздействии повышенного уровня космической радиации.
На практике реализация этого преимущества невозможна. Для управления луноходом требуется специалист с уникальным набором навыков. Советские «Луноходы» управлялись водителями танков, прошедшими длительную подготовку на земле, имитирующую управление подобными аппаратами по пересеченной местности. Возможно использование людей без подобного опыта, однако это может привести к поломке лунохода, если он будет застрянет в труднопроходимом месте.
Оба советских лунохода потерпели аналогичную судьбу, поэтому этот вариант развития событий маловероятен. Другой альтернативой может быть приглашение в отряд космонавтов бывшего танкиста, однако в этом случае его подготовка может оказаться недостаточной в областях, не связанных с управлением луноходами.
Управление луноходами с Земли представляется более простым и надежным решением, что делает окололунную станцию излишней.
Второй уникальной возможностью данной станции является исследование воздействия радиации на живых существ, включая подопытных животных, оборудование и космонавтов.
Поскольку окололунная орбита расположена за пределами магнитного поля Земли, уровень радиации в этом районе, вероятно, будет повышенным порядка уровень радиации составляет 0,66 зиверта в год. В настоящее время стандарты «Роскосмоса» и NASA устанавливают предел допустимой для человека в космосе дозы на уровне 0,5 зиверта в год.
Это подразумевает, что при реализации проекта совместной российско-китайской окололунной станции доступно ограниченное число возможностей:
а) либо подвергнуть людей серьезному радиационному риску;
б) либо часто менять их, и ограничивать для них возможность новых полетов;
в) либо станция не будет иметь постоянного экипажа.
Очевидно, что а) это неприемлемый вариант, б) он достаточно затратный, а в) значительно снижает эффективность функционирования станции, поскольку ее вклад будет меньше, чем вклад МКС. Ведь на МКС находятся люди, которые могут непрерывно проводить научные эксперименты.
Эти вопросы уже не раз поднимались в Соединенных Штатах в контексте проекта NASA по созданию окололунной станции. В то время бывший сотрудник этой организации Роберт Зубрин весьма критично заметил:
«[На окололунной станции не предвидится выполнение работ, которые невозможно осуществить на МКС, за исключением воздействия на людей значительных доз радиации — практика, схожая с медицинскими экспериментами, за которые ряд нацистских врачей были казнены в Нюрнберге».
Как именно «Роскосмос» и его китайские партнеры намереваются построить окололунную станцию, избежав пристального внимания со стороны международного правосудия? Наиболее очевидным решением в данном случае представляется размещение на ней памятный знак и создание станции на поверхности Луны. Давайте рассмотрим этот подход.
Лунный комплекс: перспективная идея, однако для России и Китая она не осуществима
Базирование на Селене обладает значительным преимуществом с точки зрения радиационной защиты. В то время как на окололунной орбите радиация воздействует на станцию со всех направлений, на Луне под ногами экипажа находится сам Лунный спутник – массивный щит.
Благодаря своей структуре, Луна задерживает 50% всей космической радиации без каких-либо дополнительных мер: частицы космических лучей не способны преодолеть ее, обеспечивая защиту космонавтам. В результате, годовая доза облучения составит всего 0,33 зиверта, что в полтора раза меньше допустимого годового лимита, установленного «Роскосмосом» и NASA. Кроме того, на Луне сила тяжести составляет 1/6 от земной, что замедлит деградацию костей и зрения – проблем, с которыми космонавты сталкиваются в условиях невесомости, – по сравнению с пребыванием на орбитальной станции.
Лунную научную базу при необходимости можно разместить в модулях, защищенных местным реголитом. Пребывание в таких сооружениях в течение половины рабочего времени позволит сотрудникам базы дополнительно уменьшить дозу получаемой радиации. Кроме того, эти укрытия обеспечат защиту от серьезных солнечных бурь и помогут избежать кратковременного повышения радиационного фона.
Значительное преимущество лунной научной станции заключается в её потенциале для научного прогресса, превосходящем возможности МКС. Современные планетологические исследования сталкиваются с активными дебатами относительно формирования Селены. Классическая гипотеза о возникновении Луны в результате столкновения Земли с другой планетой подвергается сомнению в связи с постоянным появлением новых эмпирических данных.
Согласно альтернативной гипотезе, предложенной в научных исследованиях более чем 17 лет назад, формирование Луны могло произойти иным образом: посредством мультиимпактного процесса. Эта теория предполагает, что земный спутник образовался в результате серии ударов множества астероидов о поверхность Земли. В результате этих столкновений в земную орбиту были выброшены обломки, которые впоследствии сформировали Луну.
В отличие от автоматизированных исследований, база с людьми позволяет удостовериться в достоверности полученных данных. Если автоматические станции на поверхности Луны обладают ограниченной подвижностью и способны исследовать лишь открытые участки, то лунные исследователи перемещаются в среднем в сотни раз быстрее, чем аппараты, и способны делать это на пересеченной местности.
В лунных кратерах содержится приблизительно сто миллиардов тонн водного льда, и его изотопный анализ позволит проверить гипотезу множественных столкновений. Если этот лед имеет кометно-астероидное происхождение, то изначально Луна была лишена воды. Это возможно только при сценарии формирования Луны в результате планетарного столкновения: после такого масштабного события материал, оставшийся для формирования спутника, должен быть не содержать воды.
Если изотопный состав воды совпадает с земным, то вода, вероятно, имеет земное происхождение. Это возможно лишь при условии справедливости мультиимпактной гипотезы: последовательные мелкие столкновения не приведут к потере земной воды, позволяя ей попасть на формирующуюся Луну вместе с выброшенным материалом.
Для Российской Федерации лунная научная станция представляет значительную выгоду – как с точки зрения научных исследований, так и с точки зрения продвижения. Это связано с тем, что теорию мультиимпакта в 2004 году выдвинул именно российский физик Николай Горькавый. А вот гипотезу мегаимпакта – столкновения Луны и Тейи – выдвинули и поддерживают, несмотря на все столкновения с упрямыми фактами, в США. Для «Роскосмоса» было бы крайне полезно использовать российских космонавтов для доказательства мультиимпакта и опровержения теории мегаимпакта.
Ничего из этого не произойдет. Причина в том, что даже специалисты в «Роскосмосе» мало осведомлены о теоретических дискуссиях, касающихся Луны, а глава ведомства, скорее всего, вообще не знаком с этой темой. В результате он не осознает потенциальную выгоду от пиар-кампании и не будет ориентироваться на ее достижение.
Вместо рассмотрения научных аспектов, он сосредоточится на финансовой стороне вопроса: создание лунной базы потребует разработки новой сверхтяжелой ракеты-носителя. Подобные проекты вызывают неодобрение у руководителей космических агентств, поскольку они отличаются новизной, сложностью и, как следствие, высоким уровнем риска. Что произойдет, если ракета разрушится во время испытаний? Илон Маск не придаст этому особого значения, в отличие от обычного государственного служащего, который действует в соответствии с принципом минимизации потенциальных потерь. Поэтому сверхтяжелые ракеты-носители вызывают у него отторжение.
Несмотря на значительный научный потенциал лунной базы, можно предположить, что решения будут определяться приоритетами чиновников. Именно поэтому Россия и Китай, вероятно, не выберут строительство наземной станции. Более вероятным представляется разработка окололунной станции, которая станет более дорогой, менее масштабной и более рискованной для здоровья космонавтов альтернативой МКС.
К счастью, этот неблагополучный проект не принесет результатов. Причины этого мы объясним ниже.
Неизбежное будущее: вклад Starship в прогресс российской космонавтики
Основная причина, по которой нереализованная концепция лунной базы не воплотится в жизнь, аналогична той, что побудила Россию и Китай заключить новый меморандум: SpaceX. В ближайшие годы Starship освоит космические полеты, и тогда Илон Маск получит не только возможность возвращения американцев на Луну, но и гораздо более мощный инструмент: средство для транспортировки грузов и людей на Марс.
Конечно, он не упустит возможность совершить для NASA несколько полетов на Луну. Это не только значительная сумма денег, но и еще один аргумент в пользу надежности его Starship. Однако главная задача этого предпринимателя – не освоение Луны. Ему не нужна небесная планета, которую невозможно терраформировать, и для Селены это, к сожалению, не представляется возможным. Зато Марс – идеальный вариант: сотрудники SpaceX уже давно разработали план, как относительно недорого превратить его в подобие современной Земли.
Вероятнее всего, Starship совершит свой первый космический полет до 2023 года, а к 2026 году осуществит беспилотную миссию к Марсу. В этот момент российско-китайские проекты лунной станции столкнутся с непреодолимыми трудностями и будут заморожены.
Оба государства продвигают эти программы, главным образом, руководствуясь политическими, а не научными мотивами – стремясь повысить престиж своей страны. Однако лунные миссии покажутся незначительными по сравнению с полетами Starship к Марсу. Особенно учитывая, что аппарат SpaceX отправится туда не для символической демонстрации, а с целью колонизации и терраформирования этой планеты. Следует отметить, что целью Илона Маска является не создание марсианской базы, а ее полноценная колонизация сотен тысяч, а возможно, и миллионов людей с Земли.
В сложившейся ситуации как Москва, так и Пекин не смогут сохранить свой авторитет, если сосредоточатся на создании лунной станции вместо разработки ракет и космических кораблей для полетов к Марсу. У России и Китая недостаточно ресурсов для одновременной реализации проекта окололунной базы и создания носителей для Марса – поэтому обе страны, вероятно, откажутся от создания лунной станции. Что, безусловно, является положительным моментом.
История колонизации Нового Света представляет собой отдаленную аналогию с событиями 2020-х годов. В 1490-х годах Испания стремилась найти путь в Индию через Атлантику, чтобы осуществить свои планы, несмотря на противодействие португальцев, которые также имели аналогичные цели, но уже прокладывали свой маршрут вдоль африканского побережья. Подобным образом сегодня Россия и КНР стремятся создать собственную окололунную станцию, чтобы реализовать свой научный проект, несмотря на нежелание NASA предоставить им значительную долю в новой окололунной станции.
После достижения Колумбом Нового Света стало очевидно, что существуют задачи более приоритетные, чем плавание в Индию – в частности, освоение двух новых континентов, которые значительно превосходят Индию по размеру. В результате испанцы, а затем и португальцы начали активное освоение этих земель, занимая территории от Мексиканского залива до Патагонии.
Ирония заключается в том, что изначально Колумб обращался к португальцам с предложением о морской экспедиции, так же как Илон Маск первоначально планировал приобрести ракету в России для демонстрационного полета к Марсу. Португальский король Жуан II посчитал идею пересечения океана чрезмерно смелой и опасной, а российские партнеры Маска восприняли его как наивного и неопытного, что привело к срыву переговоров.
Развитие сюжета обеих этих историй вызывает еще больший интерес.