Экспедиция за реголитом

 

Согласно концепции работы по освоению Луны сведены в три этапа. Первый, включенный в перспективную Федеральную космическую программу 2016–2025 годов, предполагает отправку на спутник Земли автоматических межпланетных станций – «Луна-25», «Луна-26», «Луна-27» и «Луна-28». Их задача – определение состава и физико-химических свойств лунного грунта (реголита) и выбор наиболее перспективного района в области Южного полюса для будущего развертывания там обитаемой станции.

 

“ Колонизация планет невозможна без надежной метеоритной и радиационной защиты. Решения этих проблем пока нет ”

Второй этап (2028–2030 годы) включает экспедиции на орбиту Луны без высадки экипажа на поверхность. Корпорация «Энергия» уже работает над соответствующим пилотируемым кораблем.

 

Третий этап (2030–2040 годы) предполагает высадку космонавтов на лунную поверхность и развертывание первых элементов инфраструктуры.

 

Если говорить о временных рамках, то они выглядят реалистичнее, чем прежде. Скажем, бывший руководитель Роскосмоса Владимир Поповкин озвучивал планы снарядить пилотируемую лунную экспедицию уже в 2020 году. Попутно заметим: из всего международного клуба космических государств лишь Россия на данном этапе не отправила к другим планетам ни одного своего аппарата.

 

Что касается финансового наполнения, то авторы концепции ограничились уже известной информацией относительно первого этапа, включенного в ФКП 2016–2025 годов. Речь идет о сумме порядка 28,5 миллиарда рублей. Хотя как сформировался этот без малого миллиард долларов, никто не говорит.

 

Особо выделим мысль авторов о приоритете российской стороны в деле освоения Луны. Если раньше говорилось, что осуществление крупных космических проектов возможно лишь в тесной международной кооперации, то теперь должна быть обеспечена независимость национальной лунной программы от условий и объема участия в ней иностранных партнеров. И планировать ее надо так, чтобы каждые три-четыре года в стране реализовывался очередной проект, олицетворяющий научные и технические достижения России в космической отрасли.

 

Эти «три-четыре года», на мой взгляд, говорят о том, что при расчетах принимались во внимание не столько практические цели, сколько задачи, определяемые пиар- и политтехнологиями. Но вернемся к главной теме будущих лунных вояжей. «После того как геологические исследования Луны предоставят достоверные научные знания о распространенности полезных ископаемых, о степени содержания в них тех или иных элементов, будет составлено технико-экономическое обоснование целесообразности их добычи, переработки и доставки на Землю», – заявляет авторский коллектив.

 

Мысль практиков из Роскосмоса и теоретиков РАН и МГУ понятна: мировой энергетический кризис разразится если не сегодня, то уж завтра наверняка. Запасов углеводородов (во всяком случае разведанных) осталось относительно немного. Арктические нефтяные океаны, соперничество за которые нарастает с каждым годом, на поверку могут оказаться виноградом из крыловской басни, до которого бедной лисице не дотянуться ни при каком раскладе. Физико-технические проблемы, которые, возможно, придется преодолевать, решись мы разрабатывать полярный шельф, окажутся по зубам лишь поколениям далекого будущего.

 

Иными словами, соответствующе взглянуть на Луну – самое время. Вот только цена вопроса...

 

Орбита интересов

 

Между тем среди российских специалистов в области космоса немало тех, кто считает полеты на Луну лишь повторением уже пройденного в 70-х годах прошлого века. Странно. С таким же успехом можно было бы «заморозить», скажем, развитие авиации после того, как братья Райт сумели лишь протащить по воздуху несколько десятков метров нечто напоминающее самолет.

 

Научно-технический прогресс за несколько десятков последних лет совершил даже не рывок, а фантастический взлет по сравнению с возможностями полувековой давности. Особенно это касается электроники и материаловедения. Так что современные автоматические станции обладают поистине внеземными возможностями. Примеров тому много. Чего стоит только работа американских марсоходов «Спирит» и «Опортьюнити», рассчитанных всего на три месяца активного существования. Последний заканчивает свой 11-й год, собираясь и дальше передавать уникальный материал…

 

Сегодня Луна с точки зрения фундаментальных научных исследований – бездонная кладовая знаний о нашей планете. Ведь происхождение Земли и ее спутника тесно связано. Чтобы наконец-то реконструировать процессы происхождения жизни, исследования механизмов лунного образования просто необходимы.

 

В 2009 году академик, член бюро Совета РАН по космосу Эрик Галимов в работе «Замыслы и просчеты», посвященной проблемам освоения внеземного пространства, отметил: «Целесообразность возвращения к исследованиям Луны обусловлена несколькими причинами: 1. Полностью переработан и осмыслен фактический материал, полученный в 60–70-е годы. 2. Сформулированы новые задачи, связанные с развитием земной геологии и космохимии. 3. Появились технологии и инструменты, позволяющие получить новые данные с детальностью и точностью, ранее не доступной. 4. Возникли проекты создания на Луне станций с целью использования ее ресурсов, астрономических наблюдений и т. д.».

 

На последнем пункте остановимся подробнее, тем более что согласно концепции уже скоро «может начаться геополитическая конкуренция за лунные природные ресурсы». О каких ископаемых речь?

 

Чего на Луне действительно много, так это гелия, причем не самого инертного газа без цвета и запаха, а его легкого изотопа – гелия-3. Последний – идеальное сырье для управляемой реакции ядерного синтеза. «Запасы гелия-3 на Луне огромны – около одного миллиона тонн, – отмечает академик Галимов. – Их хватит более чем на тысячу лет. Энергетическая эффективность гелия-3 также грандиозна: одна тонна заменяет 20 миллионов тонн нефти... Чтобы обеспечить потребность всего человечества, понадобится 200 тонн гелия-3 в год, современная потребность России – 20–30 тонн в год. Но содержание гелия-3 в лунной почве очень мало – всего около 10 мг на тонну. Это означает, что ежегодно придется вскрывать порядка 20 миллиардов тонн реголита, что эквивалентно площади 30х100 километров при мощности пласта 3 метра».

 

Понимая грандиозность замысла, академик Галимов считает, что «на Луну должна быть переведена горнодобывающая индустрия Земли – ее топливно-энергетический сырьевой комплекс. Процесс этот займет несколько десятков лет, но начинать нужно сегодня».

 

Сделаем все же «поправку на время». Необходимость в больших количествах гелия-3 пока отсутствует. Наука еще не смогла достичь контроля над термоядерной реакцией. Самым многообещающим проектом в этом отношении на данный момент является масштабный международный экспериментальный реактор ИТЭР, строительство которого предполагается закончить в 2018-м. После этого последует порядка двадцати лет экспериментов. Промышленное использование термоядерного синтеза ожидается не ранее 2050 года по самым оптимистическим прогнозам. Иными словами, промышленный интерес к добыче гелия-3 появится далеко не скоро.

 

Миллиарды и пыль

 

Знаменитый ученый, как видим, не мыслит осуществить этот фантастический объем работ без всепланетарного участия. Однако согласно нашим замыслам ни о какой широкой международной кооперации речи не идет. В таком случае прикинем, во что обойдется простенькое бунгало для лунных старателей, даже если они не собираются перелопачивать миллионы тонн грунта, а ограничатся, скажем, производством электроэнергии и добычей воды изо льда.

 

Осенью 1989 года сотрудники НАСА из подразделения исследований Солнечной системы Центра имени Линдона Джонсона в Хьюстоне представили проект лунной станции Lunar Oasis. В мировых научно-технических кругах, связанных с космонавтикой, этот проект считается наиболее реалистичным. Три стадии создания «оазиса» предусматривали 30 полетов, половина из которых пилотируемые, и доставку на Луну свыше 500 тонн полезного груза. Авторы оценивают стоимость проекта в четыре программы «Аполлон», то есть примерно 550 миллиардов долларов в ценах 2011 года.

 

Нам же в любом случае без многократного увеличения ассигнований на космос думать о развертывании на Луне обитаемой базы нечего. По мнению главного редактора журнала «Новости космонавтики» Игоря Маринина, высказанному в начале 2012 года, Роскосмосу придется утроить бюджет для создания орбитальной станции на Луне и увеличить его вшестеро – для организации долгосрочной базы.

 

Как в ближайшее время хотя бы удвоить финансирование по этому ведомству, если принять во внимание весь спектр проблем современной России, остается загадкой. В этой связи примечательна точка зрения Андрея Ионина, члена-корреспондента Российской академии космонавтики: «Освоение планет людьми будет прерогативой частных компаний. Уже сейчас много таких проектов, они предусматривают колонизацию Марса, добычу полезных ископаемых на астероидах и тому подобные инициативы. Сложно представить, что какое-то правительство будет готово тратить триллионы на создание лунных баз, притом что у них масса других, более насущных задач – медицина, образование, армия... Ну кто сейчас, будучи в здравом уме, возьмет и заявит: на социальные программы денег нет, а на лунную базу есть – будем там добывать полезные ископаемые... Это нереально».

 

Однако не только умопомрачительные расходы стоят на пути колонизации Луны. Следует отметить, что до сих пор нет однозначного ответа, способен ли человек физически и морально длительное время находиться в космосе. Зато достоверно известно, что долгое пребывание в условиях микрогравитации серьезно истощает мышечно-костную массу, ведет к изменениям в психике. А задача создания искусственной гравитации пока на стадии лабораторных исследований.

 

Но главное в другом. На Земле мы в безопасности. Наша атмосфера и магнитное поле задерживают большую часть солнечной радиации. В атмосфере сгорает и основная масса метеоритов. Иное дело – на Луне. Без решения радиационной и метеоритной проблем невозможно создание условий для нормальной колонизации планет.

 

Во время солнечных вспышек образуется поток протонов и других потенциально опасных для космонавта частиц. Однако у них не слишком большая проникающая способность и низкая скорость, то есть достаточной защитой оказываются антирадиационные укрытия. Гораздо большую проблему представляет жесткое рентгеновское излучение. Расчеты показали, что за 100 часов на поверхности Луны астронавт с вероятностью 10 процентов получает опасную для здоровья дозу. В случае же солнечной вспышки и несколько минут «под открытым небом» могут привести к летальному исходу.

 

Отдельная проблема – лунная пыль. Это острые частицы, к тому же с электростатическим зарядом. Они проникают везде и, обладая абразивным действием, уменьшают срок работы механизмов. О человеческих легких и говорить нечего.

 

Кто в колонисты?

 

Концепция нашего лунного наступления обосновывается геополитической необходимостью оттеснить многочисленных конкурентов. Предвидится ли подобная конкуренция? Маловероятно.

 

Соединенные Штаты на Луну не торопятся вовсе. Свой «оазис» они благополучно забыли, как и программу «Созвездие», во всяком случае ту ее часть, которая предусматривала, в частности, создание необходимой инфраструктуры для обеспечения полетов на Луну, развертывания там постоянной базы и в перспективе – экспедиций на Марс. По решению Барака Обамы финансирование программы в 2011 году прекращено.

 

Правда, с февраля 2010-го существует проект НАСА «Аватары». Суть его заключается в организации экспедиции на Луну с участием роботов (аватаров). В этом случае отпадает необходимость разрабатывать сложную систему жизнеобеспечения, соответственно потребуется более простой и дешевый космический корабль.

 

Для управления роботами эксперты НАСА предлагают использовать высокотехнологичные костюмы дистанционного присутствия. Один и тот же комплект могут «надевать» несколько специалистов из разных областей науки поочередно. К примеру, при изучении лунной поверхности роботом может управлять геолог, а затем в костюм телеприсутствия может облачиться физик. Тем не менее дальше эффектных рассуждений эта программа пока не продвинулась.

 

У Европейского космического агентства (ЕКА) есть комплексная программа исследований дальнего космоса «Аврора». Рассматривается возможность осуществить пилотируемые экспедиции на Луну после 2030 года. Европейская станция «Смарт-1» в течение года и семи месяцев занималась картографированием поверхности спутника Земли. Но летом 2009-го глава ЕКА Жан-Жак Дорден сообщил о существенном урезании средств на эту программу.

 

Японское агентство по космическим исследованиям планировало развернуть на Луне обитаемую станцию к 2030 году – на пять лет позже предполагавшихся ранее сроков. В 2007-м автоматическая станция «Кагуя» начала орбитальные исследования. Однако в марте 2010 года Япония решила отказаться от пилотируемой лунной программы из-за чрезмерных затрат и сконцентрироваться на автоматических аппаратах.

 

Индия в 2008 году отправила к Луне свою первую станцию «Чандраян-1» с целью трехмерного топографирования и радиозондирования для составления карты химических элементов поверхности в поисках металлов, воды и гелия-3. Пилотируемые полеты к спутнику Земли планируются на 30-е годы.

 

Вторая экономика мира – КНР начала свою лунную одиссею в октябре 2007-го, когда с космодрома Сичан был успешно запущен спутник «Чанъэ-1». В его задачи входило получение стереоснимков, с помощью которых впоследствии изготовили объемную карту поверхности. В будущем Китай рассчитывает основать на Луне обитаемую научную базу. Согласно перспективным планам освоение естественного спутника Земли намечено на 2040–2060 годы.

 

Как видим, ни одна из стран – членов «космического клуба» лунную программу не форсирует. И уж точно не собирается в обозримой перспективе снаряжать лунных старателей. Будем надеяться, что и российское правительство подойдет к данному вопросу с большой долей прагматизма, с учетом наших реальных возможностей.