Освоение Луны: современные проекты России, Китая, США и других стран
По прошествии полувека с момента запуска программы «Аполлон» человечество вновь обратило свои мысли к освоению Луны. Исследовать спутник планируют как государственные, так и частные космические компании, так что, вероятно, в ближайшие десятилетия нас ждет новая Лунная гонка.
И сегодня мы поговорим о действующих лунных программах разных стран.
Китайская Народная Республика
В XXI веке Китай стремится захватить первенство в освоении спутника Земли. Лунную программу «Чанъэ» начали продумывать еще на рубеже веков, хотя на тот момент Поднебесная не обладала уровнем технологий, чтобы реализовать свои амбициозные планы. Но вскоре у китайцев появилась такая возможность. Аппараты «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2» позволили сделать карту поверхности Луны. В 2013 году «Чанъэ-3» с луноходом «Юйту» совершила на Луну.
Преуспел Китай и в исследовании обратной стороны спутника. Там в 2019 успешно сел «Чанъэ-4». Помимо уже стандартных процедур вроде сбора грунта и фотографировании поверхности, зонд провел био-эксперимент по созданию замкнутой экосистемы: на станции были посажены семена хлопка, одно из которых проросло, но затем погибло из-за холодной лунной ночи. Кроме того, по сей день «Чанъэ-4» отправляет на Землю снимки поверхности обратной стороны спутника. Миссия также анализирует радиосреду, чтобы оценить возможности для последующего размещения здесь радиотелескопов.
Еще больше впечатляющих миссий ожидается у Китая впереди. Зонд «Чанъэ-5» будет снабжен искусственным интеллектом (как, впрочем, и два предыдущих аппарата). В декабре 2019 года ему предстоит с помощью отработанных схем прилунения и старта добыть лунный грунт и горные породы спутника, а затем вернуться на Землю.
Запланированные миссии «Чанъэ-6, 7, 8» станут роботизированными исследовательскими станциями у южного полюса Луны. В дальнейших планах Китая — отправить своих астронавтов и построить международную лунную исследовательскую станцию (МЛИС). Для этого проекта в Поднебесной готовы сотрудничать с другими странами и частными компаниями, которые развернули собственные проекты по исследованию Луны.
После завершения программы «Аполлон» исследование Луны американцами было почти полностью прекращено. В начале 21 века в NASA заявили о стремлении вернуться на спутник Земли. В 2009 году были запущены орбитальные зонды Lunar Reconnaissance Orbiter и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite. Их целью стали анализ лунной поверхности и поиск воды. Кроме того, LRO осуществила съемку лунных модулей, посадочных площадок и элементов оборудования, оставшихся после миссий «Аполлон». В том же году аппарат LCROSS установил, что на Луне есть вода.
В 2011 году аппараты «Эбб» и «Флоу» были запущены на Луну с целью изучения гравитационного поля и внутреннего строения спутника.
В разработке находится проект «Орион», нацеленный на возобновление полетов людей. В 2010 году проект остановил Барак Обама, однако позже в НАСА продолжили разработку и испытания пилотируемого корабля. Первые эксперименты прошли вокруг орбиты Земли. В перспективе «Орион» должен стать «космическим такси» для 4 человек.
В ближайшие годы различные частные компании намерены отправить на спутник Земли десятки лунных зондов. Например, Orbit Beyond of Edison готовит к запуску аппарат уже для 2020 года.
Новая американская лунная программа носит название «Артемида». На спутник планируют отправить мужчину и первую женщину. Ориентировочно это должно случиться к 2024 году. Для решения транспортно-логистических в НАСА планируют пользоваться услугами частных компаний. Помощь в проекте окажут SpaceX, Blue Origin и другие компании, которых набралось уже больше десяти.
SpaceX займутся разработкой корабля Starship, пригодного для полетов на Марс и Луну. Blue Origin разработает навигационную систему для точной посадки и энергетическую систему для выдерживания холодных лунных ночей. Maxar Technologies займется созданием орбитальной станции Lunar Gateway. Другие партнеры создадут технологии вертикальной посадки аппарата, а также спроектируют способы дозаправки на орбите. Менее крупные компании тоже получат индивидуальные задачи.
Россия
Россия неоднократно анонсировала и модифицировала программу исследования Луны «Сириус», будущими станциями «Луна-25» (бывшее название «Луна-Глоб»), «Луна-Ресурс-2» и «Луна-Ресурс-3». Ориентировочный старт первой миссии был назначен на 2015 год, следующие этапы были запланированы на 2020 и 2022 годов. Технически первая лунная станция была спроектирована, но проект передвинули на 2019 год. Однако и этот срок оказался нереальным: «Луна-25» перенеслась на 2021 год, но и эта дата пока не точная — например, вице-президент РАН Юрий Балега предположил, что проект осуществят до 2024 года.
«Луна-25» (а также последующие Луна-26, 27, 28) спроектирована для получения данных о внутреннем строении Луны, изучения химического состава и для исследования экзосферы. «Луна-Ресурс-1» займется картографированием минералогического состава спутника и топографией лунной поверхности.
В планах РФ есть также космический туризм. Осуществляться он будет сначала на модернизированных «Союзах», а затем на разрабатываемых ПТК НП «Русь». Ориентировочная первая экспедиция на спутник намечена на 2030 год. Роскосмос заявляет, что будет строить лунную базу с помощью аддитивных технологий (3D-печать) и местных ресурсов.
После 2035 года Россия намерена завершить постройку лунных баз.
Другие проекты
Россию, Китай и США сегодня можно назвать ведущими державами по исследованию космоса. И каждой из них впечатляющие планы по освоению Луны, и участники заинтересованы в тесном сотрудничестве друг с другом, когда дело дойдет до лунных станций, пилотируемых миссий и высадке людей на спутнике. Однако другие страны тоже занимаются исследованием Луны.
Индия успешно запустила миссии «Чандраян-1» и «Чандраян-2». Первый аппарат был выведен на лунную орбиту с помощью модернизированной версии индийской ракеты-носителя PSLV-XL в 2008 году. Зонд достиг поверхности Луны, сделав жесткую посадку. Он сообщал данные, обрабатываемые с помощью масс-спектрометра, альтиметра и видеокамеры. «Чандраян-2» был запущен в 2019 году и в данный момент находится в активной стадии выполнения миссии: посадочный аппарат «Викрам» приземлится в район 70-го градуса южной широты (южный полюс), где высадится первый индийский луноход «Прагьян». В обеих индийских миссиях участвуют научные приборы других стран, в частности, НАСА. За счет этой миссии Индия становится четвертой страной мира, которая осуществит посадку на Луне.
Небольшие успехи в освоение Луны делает и Израиль. Аппарат Beresheet от частной компании SpaceIL вышел на лунную орбиту, однако разбился во время мягкой посадки. В компании заявили о начале работ Beresheet 2.
В 2023 Япония и Индия планируют отправить к южному полюсу Луны совместную миссию для поисков воды. Японская сторона предоставит для запуска новую тяжелую ракету H-3 и управляемый луноход, а Индия — посадочный модуль. Ранее Япония также объявила о планах исследовать Луну роботами.
Напоминаем, что на русском языке вышел научно-фантастический роман Дэвида Пэдрейры «Пороховая Луна», в котором подробно и убедительно рассказано о том, как крупные державы борются за контроль над Луной во второй половине XXI века.
Источник
В 2021 году «Роскосмос» возобновит лунную программу
Напомним: ранее по итогам заседания Совета РАН по космосу с участием главы госкорпорации Дмитрия Рогозина и президента РАН Александра Сергеева сообщалось, что российская программа освоения Луны будет реализована в несколько этапов до 2040 года. Так, до 2025 года планируется отработать все технологии на МКС, создание базового модуля окололунной станции, испытание перспективного пилотируемого корабля «Федерация», беспилотные облеты Луны «Федерацией» и исследование Луны автоматическими станциями. Второй этап — отработка средств доступа на поверхность Луны, первые пилотируемые полеты и размещение первых элементов посещаемой базы. На третьем этапе должно быть завершено строительство полноценной посещаемой лунной базы. Станция может быть создана с 2030 по 2035 год. А первая высадка космонавтов рассчитана на двухнедельное пребывание на поверхности Луны.
В конечном счете, как говорят эксперты, речь идет именно о создании долгосрочной лунной базы — не обитаемой, а посещаемой. В основном — это переход на роботизированные системы, на аватары, которые будут решать задачи на поверхности Луны. По словам главы «Роскосмоса» Дмитрия Рогозина, эта задача более масштабная и ответственная, чем та, которая стояла перед США во время их лунной программы в 60-е и 70-е годы.
На октябрь будущего года запланирован запуск космического аппарата Луна-25. Это будет первый после 45-летнего перерыва пуск к Луне: последний состоялся в 1976 году. Его основной задачей станут дистанционные исследования и выбор подходящих площадок для последующих спускаемых аппаратов, а посадочный аппарат будет исследовать поверхность в районе южного полюса, в том числе криогенным бурением до глубины двух метров.
Затем «Луна-26» создаст трехмерную карту Луны для выбора места высадки первых российских космонавтов. Как рассказал директор Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович на заседании Совета РАН по космосу, впервые с помощью стереосъемки будет создана топографическая карта Луны с разрешением 2-3 метра. На плоскости это уже есть после работы американских спутников, но здесь с помощью обработки стереоизображений и анализа освещенности будет получена универсальная карта высот всей Луны с высокой точностью.
Специально под работу стереокамеры выбрана высота орбиты «Луны-26» над лунной поверхностью — примерно 60 километров. Запуск «Луны-26» планируется на 2024 год.
Также уже сообщалось, что «Роскосмос» планирует выделить 594 миллиона рублей на эскизный проект станции «Луна-28», которой предстоит привезти лунный грунт на Землю. По планам, запуск лунной посадочной станции «Луна-28» («Луна-Грунт») с космодрома Восточный с помощью ракеты-носителя «Ангара-А5» с разгонным блоком ДМ-03 намечается в 2027 году. Станции предстоит совершить посадку на южном полюсе Луны, взять образцы лунного грунта в замороженном виде и возвратить их на Землю в специальной капсуле.
По словам руководителя отдела ядерной планетологии ИКИ РАН Игоря Митрофанова, «Луна-28» может доставить на Землю от двух до четырех килограммов образцов лунного грунта. Всего станция возьмет десять образцов лунного грунта на глубине до одного метра, масса каждого из них составит 150 граммов. Ученые ожидают, что в каждом образце будет содержаться до восьми граммов воды в замороженном состоянии.
Между тем, новый российский корабль «Орел» должен совершить пилотируемый облет Луны в 2029 году. Это следует из презентации первого заместителя главы «Роскосмоса» Юрия Урличича на Академических чтениях по космонавтике памяти С. П. Королева.
Так, на 2028 год планируется беспилотный облет Луны кораблем «Орел», в 2029 году — пилотируемый облет и отработка пилотируемой стыковки корабля с лунным взлетно-посадочным комплексом. Также на 2029 год планируется отправить автоматический луноход.
В презентации упоминается российская лунная программа, в рамках которой планируется несколько миссий — «Луна-Глоб» (2021 год), орбитальный аппарат «Луна — ресурс-1» (2024 год), посадочный аппарат «Луна — Ресурс-1» (2025 год), «Луна-Грунт» (2028 год).
Первый испытательный запуск корабля «Орел» (ранее назывался «Федерация») должен состояться в 2023 году, его первый беспилотный полет к Международной космической станции (МКС) — в 2024-м, а пилотируемый полет на станцию — в 2025-м.
Источник
Программы по изучению и освоению Луны
Загадочная и близкая Луна на протяжении всей истории манила человека и будила его воображение. С развитием научных знаний и технологий изучение и даже освоение Луны перестало быть фантастикой. Какие же попытки предпринимаются людьми, чтобы «погостить» на Луне?
Что мы знаем об этом природном спутнике нашей планеты?
• Луна является нашим небесным «соседом». По космическим меркам расстояние от нас до этого спутника ничтожно – чуть больше каких-то 380 тысяч километров.
• Луна проходит полный путь вокруг Земли примерно за 27 суток. Приблизительно за это же время она делает оборот вокруг собственной оси: это объясняет, почему люди всегда могут видеть только одну сторону Луны.
• На Луне нет атмосферы.
• Большую часть поверхности спутника занимают горы. Между ними лежат низменности, которые зовут морями, хотя воды на Луне нет.
• Океанические приливы и отливы на Земле зависят от фаз Луны.
• Луна не излучает никакого свечения. То, что мы видим, — это отраженное солнечное излучение.
• Давно установлено, что организм человека чутко реагирует на лунные фазы. Более того, в полнолуние многие испытывают необъяснимое возбуждение или, наоборот, ощущают ухудшение самочувствия.
Первые шаги по изучению Луны
С далекой древности Луна была объектом изучения естествознания. О накоплении астрономических наблюдений античных географов говорит тот факт, что уже в те времена доказательством шарообразной формы нашей планеты служили лунные затмения, позволяющие видеть форму земной тени на Луне.
Когда в арсенале астрономов появились телескопы, у людей возникла возможность наблюдать формы рельефа на поверхности спутника Земли. А вот в 1651 году итальянец Риччиоли впервые перенес изображение лунной поверхности на карту.
Кстати, с изобретением фотографии в XIX веке наука сделала новый шаг в изучении Луны. Тогда появилась возможность детализировать сведения о внешнем виде спутника Земли.
Вторая половина ХХ столетия стала началом космической эпохи, когда были получены более подробные знания об этом небесном теле. Ко всему прочему, ученые исследовали состав грунта, осуществили картирование обратной, невидимой стороны Луны, установили присутствие замерзшей воды на ее внешней сфере.
Все эти действия невероятным образом приближали момент, когда люди всерьез возьмутся не только за детальное изучение спутника, но и за освоение Луны.
Высадка на Луну
В 1958 году были осуществлены первые (неудачные) попытки СССР и США достичь верхней оболочки Луны.
Это удалось в 1959 году межпланетной станции Советского Союза под названием «Луна-2». Итак, станция впервые за всю историю космической эры достигла поверхности спутника. Позже именно станция Советского Союза запечатлела «темную сторону» спутника и произвела беспрецедентную посадку на ее поверхность.
А вот далее лавры в прикладных исследованиях Луны приняли США. В рамках их успешной программы «Аполлон» состоялся первый облет спутника Земли (1968 год). 21 июля 1969 года была осуществлена беспрецедентная высадка человека на Луну – астронавт Нил Армстронг носит звание первого человека, сделавшего шаг на поверхности этого небесного тела.
Когда в конце 90-х годов ХХ века космические программы Советского Союза и Соединенных Штатов подошли к концу, исследования спутника были в общем-то свернуты.
Освоение Луны: планы и этапы
В 2000-х годах Китай озвучил перспективные планы освоения естественного спутника. К тому же это подвигло и космических лидеров (Россию, Японию, Индию) вновь заняться лунными программами.
Сегодня изучение Луны начинают и частные компании. Именно потому и возникли реальные планы по развитию так называемого космического туризма.
Российская лунная программа составлена на перспективу с 2021 по 2040 гг.
На первом этапе (2021-2025 гг.) концепция лунных исследований предусматривает высадку на поверхность посредством лунных модулей, находящихся на автоматических космических станциях.
Следующий этап программы предполагает пилотируемые полеты (2026 г.). А также высадку людей непосредственно на поверхность Луны продолжительностью до 14 суток (после 2030 г.). Тогда же планируется возведение начальных элементов будущей лунной базы.
На третьем этапе освоения Луны Россией (после 2035 г.) предусматривается завершение постройки базы на Луне, которую можно будет посещать. А также двух обсерваторий, развитие других инфраструктурных объектов, добыча водного льда с целью создания кислородно-водородного топлива, возведение радиационных убежищ. До 2040 г. осуществится работа на окололунной орбите аппаратов навигации для создания маршрутов техники, функционирующей на Луне.
Освоение Луны заинтересовало и космическое агентство Соединенных Штатов (NASA).
Лидер мировой космической индустрии ставит перед собой амбициозную задачу реализовать пилотируемую космическую миссию на Луну. На самом деле, начальную высадку американцы планируют произвести примерно через 10 лет. Кстати, мотивацией для более подробного исследования спутника служит наличие лунных минеральных ресурсов. А также, помимо высадки, планируется провести эксперимент по продолжительному нахождению космонавтов в условиях лунной среды.
Мы живем в эпоху небывалых открытий и научно-технических достижений. И то, что сто лет назад было фантастикой, сегодня становится реальностью. Возможно, кто-то из нас или наших детей уже сможет отправиться в космическое путешествие и ступить на поверхность такой близкой и такой далекой Луны.
Поделитесь постом с друзьями!
Источник