Луна всё ближе

Представьте себе, что вам надо доставить по дороге четырех человек из одного пункта в другой. В вашем распоряжении – небольшой четырехместный автомобиль, на котором вы и совершаете поездку. Но вот возникает альтернативный вариант: вместо автомобиля вам предлагают двойной городской автобус на сто мест. Более того – ему на дорогу топлива в баке не хватит, так что на полпути ему надо дозаправиться от бензовоза, такого же большого, как и сам автобус. Правда, возможен вариант не сочленённого, а простого автобуса на пятьдесят мест, такой даже заправлять не понадобится, но его ещё надо разработать.

Автомобиль – лунный посадочный корабль Джеффа Безоса Blue Moon, автобус – Starship Илона Маска в исполнении HLS (Human Landing System). Стоят оба варианта примерно одинаково, ни один ещё не летал. Правда, у Маска летали прототипы, но не на орбиту. А посадка на Луну назначена на 2028 год.

 Китайцы же планируют лунную экспедицию на 2030 год. Как сообщил временный глава НАСА (он же министр транспорта), на Луну надо успеть в срок правления Трампа. Поэтому НАСА готово финансировать оба проекта, Безоса и Маска, в надежде, что хоть один получится. Какая, в конце концов, разница – на чём лететь, лишь бы опередить китайцев!

Когда в 1962 году президент Кеннеди объявил целью Америки лунную экспедицию, это вызвало буквально взлет народного энтузиазма. На лунную программу тратили огромные деньги – до пяти процентов бюджета. Никто не знал, как далеко продвинулся Советский Союз в лунной гонке, но все знали, что она шла. И когда американцы первыми достигли Луны, страна испытала облегчение и счастье осознания своей силы и непобедимости.

А что теперь? Кому нужна сегодня Луна, какой смысл в повторении полетов 55-летней давности, что там можно найти? Ответ вроде бы есть, но он лукавый, продиктованный личной заинтересованностью. Во-первых, никакой славы Америке новая лунная эпопея не принесёт. Китаю это, возможно, нужно из соображений престижа, но не США. Научные результаты – они будут гарантированно ничтожными, то же можно получить и без людей, причём на порядок дешевле. Технологический прогресс? Безумно дорогая ракета SLS собрана из деталей программы Space Shuttle 40-летней давности. А для Маска участие в программе Artemis – приработок для Starship, создаваемого вовсе не для Луны.

13 ноября большого успеха добилась фирма владельца Amazon Джеффа Безоса Blue Origin: удалось провести первый коммерческий запуск тяжелой ракеты New Glenn, и это стало значительным событием, в том числе и в лунной гонке. Это был всего лишь второй полёт тяжелой ракеты, но вполне успешный. Первая ступень ракеты, отработав, совершила посадку на специальный корабль-платформу и может быть использована повторно. Это было впечатляюще зрелище, особенно учитывая, что в первом полёте ракета промахнулась. Первая ступень с помощью двигателей и рулей уверенно подплыла к кораблю, затем просто зависла в стороне от него в нескольких десятках метров, а потом сблизилась с платформой и мягко села на выдвижные опоры.

А полезной нагрузкой New Glenn был демонстрационный макет спутника связи компании Viasat и, что самое интересное, – два марсианских спутника Blue и Gold в рамках проекта ESCAPADE. Путь их до Марса будет долгим: сначала они займут выжидательную позицию в точке Лагранжа L2, где будут практически висеть почти год на удалении 1,5 миллиона км от Земли и наблюдать за космической погодой на Земле. Затем они должны сблизиться с Землей, совершить гравитационный манёвр для разгона и выйти на траекторию к Марсу, которого достигнут в 2027 году. Оказавшись на эллиптических околомарсианских орбитах, эти спутники будут 11 месяцев изучать взаимодействие постоянного потока частиц из короны Солнца (космического ветра) с относительно слабым магнитным полем Марса. Существует теория, что это взаимодействие привело к потере Марсом большей части его атмосферы. Именно этот процесс и является главной целью исследований ESCAPADE.

Но нас ведь интересует Луна. Именно ракетой New Glenn должен быть доставлен на окололунную орбиту лунный посадочный аппарат Blue Moon (четырехместный автомобильчик), находящийся сейчас в разработке. Теперь настала очередь Маска, ход за ним. В начале следующего года на орбиту должен выйти тринадцатый Starship. С этим кораблем в лунном исполнении HLS предстоит масса работ, включая отработку заправки с другого Starship на орбите.

И в начале следующего же года планируется осуществление миссии Artemis-2, в рамках которой в облёт Луны отправятся четыре астронавта. Экипаж уже давно подобран. В соответствии с диверсификационным подходом, в числе четырёх будет один афроамериканец, один канадец и одна женщина. Все они, безусловно, достойные люди и профессионалы, но будь на момент отбора у власти Трамп, вряд ли запускали бы уж столь разнообразную команду.

Сейчас у США сложилась довольно нелепая ситуация с тяжелыми ракетами-носителями: в их распоряжении находятся аж четыре тяжелые ракеты, которые можно использовать для полета на Луну, их параметры (некоторые – приблизительно) приведены в таблице. Почему так вышло? США – страна больших возможностей, три ракеты сделаны миллиардерами Маском и Безосом, одна – ULA (UnitedLaunchAlliance, объединение Boeing и Lockheed Martin) для NASA. Обратите внимание на пусковые расходы: многоразовые ракеты Маска и Безоса относительно экономичны, а SLS – экономическая катастрофа, особенно учитывая годовой бюджет NASA (25 млрд в 2024 году и 19 млрд в 2026-м).

* LEO – Low Earth orbit (Низкая околоземная орбита) высотой от 160 до 2.000 км

Сердце ракеты – её двигатель. У Starship на первой ступени стоит 30 двигателей, сейчас это Raptor 2. На подходе – третья модификация. Это нечто запредельное, революционное. От модификации к модификации он становится всё мощнее и всё легче при этом: вес от двух тонн до полутора, тяга – от 180 до 280 тонн, давление в камере сгорания – от 250 до 350 бар. Такого нет ни у кого и близко. А двигатель Безоса BE-4 несколько больше и тяжелее, имеет тягу 250 тонн, но более низкое давление – 130 бар. То есть он работает с меньшим напряжением, позволяет «мягче» регулировать тягу, теоретически более долговечен, рассчитан на 25 пусков. Оба двигателя потребляют одинаковые компоненты – сжиженные кислород и метан, и это новейшее решение в ракетостроении. Raptor ощутимо дешевле BE-4: два миллиона против восьми. Однако основной показатель эффективности ракетного двигателя, удельный импульс у них примерно одинаков – 350 с.

Двигатель BE-4 применяется в новейшей ракете Vulcan от ULA, пришедшей на смену их же ракете Atlas с российскими двигателями РД-180. От них решили отказаться не потому, что они слишком дороги или ненадежны (это отличные двигатели по умеренной цене!), а из принципа. Американские ракеты должны летать на американских же двигателях, в теперешних условиях зависимость от России недопустима.

В Китае, тоже стремящемся на Луну, разрабатывают две супертяжелые ракеты, способные вывести на орбиту 70 и 150 тонн, обе уже на подходе, как и другие элементы лунной программы: космический корабль и посадочный модуль.

В России были две ракеты 100-тонного класса: лунная Н-1, которая так ни разу и не полетела, и «Энергия», которая за свою короткую жизнь дважды успешно летала. Теперь денег на Луну нет, довольно амбициозный проект «Енисей» так и остался на бумаге.

Никто другой, включая европейцев, на подобное не замахивается. Немцы рассчитывают слетать «автостопом», возможно, получат место в дальнейших полетах по программе Artemis.

И остается основной вопрос: «Зачем?». Этот вопрос не стоит пока перед политиками, разработчиками космической техники, самими астронавтами. Их выгода тут очевидна. Но по мере развития нового витка лунной гонки этот вопрос неизбежно встанет и перед американской экономикой, и перед всем обществом. Освоение Луны должно длиться десятилетиями, стоить многие сотни миллиардов, и таможенные пошлины не с кого будет при этом брать. Ведь на Луне ничего для нас реально ценного нет. Это печальный факт, который энтузиасты колонизации Луны предпочитают игнорировать.

Вне всякого сомнения, ученые соберут немало интересной информации. Есть очень интересные идеи, например, изучение лунных лавовых трубок, гигантских туннелей шириной до многих сотен метров и протяженностью до сотен километров. Или создание на обратной стороне нашего спутника гигантского радиотелескопа диаметром до 5 км с антенной, находящейся в кратере.

Но это для науки. А что же для промышленности, что может реально окупиться? Постоянно в прессе муссируются идеи о добыче на Луне каких-то полезных ископаемых. Каких же?

Гелий-3, изотоп гелия He-3, который отсутствует на Земле, но есть в лунном реголите. Но и там его крайне мало, 10-20 г на 100 тонн. Это, возможно, перспективное топливо для термоядерных реакторов, практически не дающих нейтронного излучения. Он же может стать самым эффективным охладителем, позволяя снизить шумы в квантовых компьютерах в 1.000 раз. Его цена на Земле – 20 миллионов за килограмм, но килограммами не продается. А насчет термоядерной энергетики – это всего лишь идея. Пока что не существует ни одного действующего (хотя бы в опытном режиме) термоядерного реактора, и неизвестно, когда они появятся. Может быть, они не появятся в обозримом будущем из-за непомерной цены и сложности, будут не конкурентоспособными. Но учёные с уверенностью говорят, что реакторы на He-3 буду ещё в разы сложнее.

Самый перспективный лунный ресурс – вода в виде льда в полярных кратерах. Если возникнет задача создания долговременной обитаемой станции или промежуточного порта для дальнейших полетов, например, на Марс, вода понадобится как источник водорода и кислорода. Правда, при этом остаются открытыми вопросы: зачем станция и зачем людям лететь на Марс? На Марс рвётся Илон Маск, но пока Луна в его планы не входила. Его Starship создается именно для прямого сообщения с красной планетой.

Ещё на Луне есть титан, железо и редкоземельные элементы, а дальше по списку – вся таблица Менделеева. Но их там мало, добыча стала бы безумно дорогой, не окупится. Всё это ведь есть у нас на Земле, в том числе на дне морском, куда пока руки не доходят.

Человечество вкладывает сотни миллиардов в борьбу с потеплением климата, и всё больше становится ясным, что это гигантская афера. Похоже, что колонизация Луны окажется такой же бессмысленной тратой средств.

С. Мучник

Читайте также:

1. На Луну! Журнал «Партнёр», № 12 / 2007. Автор С. Мучник
2. Возвращение на Луну? Журнал «Партнёр», № 4 / 2017. Автор С. Мучник
3. Высадка человека на луне: маленький шаг и пятьдесят лет. Журнал «Партнёр», № 7 / 2019. Автор С. Мучник
4. Новый штурм Луны. Журнал «Партнёр», № 10 / 2023. Автор С. Мучник
5. Starship и другие. Журнал «Партнёр», № 7 / 2024. Автор С. Мучник
6. Ресурсы. Космос или океан? Журнал «Партнёр», № 7 / 2018. Автор С. Мучник