Международная лунная орбитальная станция

27 сентября 2017 года. «Роскосмос» и НАСА на 68 Международном конгрессе по астронавтике проходящем в Аделаида (Австралия) подписали совместное заявление о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса. В заявлении они подтвердили взаимодействие в рамках исследований международной лунной программы: создание окололунной посещаемой платформы Deep Space Gateway, унификация стандартов, научные миссии на окололунной орбите и на поверхности Луны. Подписано совместное заявление о намерениях работать по проекту окололунной станции, но сам договор требует серьезной проработки уже на государственном уровне.

В октябре 2017 года глава «Роскосмоса» Игорь Комаров сообщил что в России и США созданы рабочие группы которые обсуждают конфигурацию окололунной станции Deep Space Gateway, стыковочные узлы и шлюзы будут сделаны по российским стандартам. Российские специалисты займутся созданием шлюзового модуля, предназначенного для выходов в открытый космос; запуск модуля назначен на 2026 год.

Международная лунная орбитальная станция (англ. Deep Space Gateway) — международный проект по созданию обитаемой окололунной станции, предполагаемый к реализации (рисунок 3).

Текущая идея этого проекта подразумевает постройку многомодульной станции, которая будет вращаться вокруг Луны. Предполагается, что на станции смогут работать четыре человека. Планируется что пилотируемые полеты к станции с использованием РН SLS будут проводиться раз в год. Длительность экспедиций составит от 30 до 360 суток.

Рассматривались два варианта размещения станции: или на низкой орбите высотой между 100 и 200 км над поверхностью Луны, с которой проще садиться на Луну; либо высокоэллиптическая орбита с высотой около 70 тыс.км которая может использоваться как переходная точка откуда можно лететь и на Луну, и в дальний космос. В итоге был принят вариант создания станции на высокой окололунной орбите.

Планируемые участники проекта и вклад сторон

НАСА (США) — создание части модулей станции, РН SLS, пилотируемых и транспортных кораблей.

«Роскосмос» (Россия) — возможное создание от одного до трёх модулей: один из которых наиболее проработанный шлюзовой модуль, а также жилой. Также возможно создание трансформируемого модуля и дополнительного энергетического модуля. Возможная разработка стандартов для универсального стыковочного механизма. Использование РН в том числе «Ангара-А5» и «Протон-М», а также создаваемого РН сверхтяжелого класса в том числе для вывода пилотируемого корабля «Федерация».

Европейское космическое агентство (ЕС) — возможное строительство модуля, участие в строительстве модулей НАСА, и пилотируемого корабля «Орион», создание транспортного корабля с применением РН «Ариан-6».

Японское агентство аэрокосмических исследований (Япония) — возможное создание модуля, создание транспортного корабля «HTV-X» с применением РН «H3».

Канадское космическое агентство (Канада) — возможное создание роботизированных систем.

По состоянию на 3-й квартал 2017 года по заявлению главы «Роскосмоса» возможно участие стран БРИКС: Китай, Индия, Бразилия и ЮАР.

В настоящее время в по GSP имеется следующая информация:

- Январь 2018 года. Международной координационной группой по исследованию космического пространства ISECG, в которую входят 14 космических агентств, выпущена третья редакция Дорожной карты глобального развития (англ. Global Exploration Roadmap сокр. GER) в которой рассматривается создание орбитальной лунной станции. В ней помимо создания орбитальной станции рассматриваются и международные пилотируемые миссии на поверхность Луны.

- Январь 2018 года. Американское агентство НАСА и японское агентство JAXA подписали совместное заявление по исследованию космоса в котором подтвердили цель расширения своего сотрудничества в разработке концепта DSG на окололунной орбите.

- В феврале 2018 НАСА представило новое название создаваемой окололунной платформы Lunar Orbital Platform - Gateway. Так же сообщила о планах запуска первого модуля с использованием коммерческого носителя в 2022 году, пилотируемого корабля «Орион» с жилым модулем в 2023 году.

- Март 2018 года. Японское агентство JAXA и европейское агенство ESA подписали совместное заявление по исследованию космоса в котором поддерживают концепцию развития описанную в третьей редакции Дорожной карты глобального развития включая создания DSG. [14]

 

Как планировали и планируют осваивать Луну

Звезда

В Советском союзе с 1962 года за разработку долговременной лунной базы отвечал академик Владимир Бармин и его коллеги из бюро «Спецмаш» по поручению Сергея Королёва. Итогом стал один из первых детально проработанных проектов освоения Луны «Звезда» (рисунок 4).

В рамках проекта группе советских учёных было необходимо продумать цели базы, принципы её строительства, стадии развёртывания, состав оборудования и возможные военные перспективы.

На Луне планировали разместить девять обитаемых модулей. За каждый из них должен был отвечать один космонавт. Назначение модулей — центральный, командный, лаборатория-склад, мастерская, медицинский с гимнастическими тренажёрами, обеденный. Оставшиеся три модуля — жилые.

В 1967 году один модуль протестировали на людях на Земле в Институте медико-биологических проблем, после чего приняли решение оснастить помещения фальшивым окном, показывающим изображения с родной планеты. Перед велотренажёром решили поставить проектор, чтобы космонавт мог «прокатиться по Москве». Эти меры по мнению учёных оказались важными для сохранения душевного здоровья космонавтов.

 

 

Lunex Project

Немногим ранее, с 1958 года, американцы начали разработку пилотируемой лунной экспедиции Lunex Project. Она предполагала открыть на спутнике Земли подземную базу Военно-воздушных сил на 21 человека. Космический корабль, на котором планировали доставлять астронавтов-военных на Луну, вмещал трёх человек. Первую «партию» людей хотели отправить к 1967 года, после создания к 1965 году пилотируемого спускаемого аппарата.

У проекта были нерешённые проблемы, включая необходимость разработки лунной стартовой ступени, позволяющей вернуться на орбиту и далее на Землю.

Размещение базы под поверхностью позволит справиться с одной важной проблемой: перепады температур составляют от −160 °C до +120 °C.

 

Project Horizon

С 1958 года была начата разработка пилотируемой лунной экспедиции Project Horizon (рисунок 6). Его целью также было размещение американской военной базы на Луне. Уже в 1966 году база с двенадцатью военными должна была заработать, но проект так и не реализовали.

Компоненты космического корабля и другое оборудование планировали доставить на орбиту Земли для сборки за 147 запусков ракет-носителей. По плану в 1964 году должны были начать запуски, в январе 1965 — доставлять грузы ну Луну. В апреле 1965 два астронавты должны были начать строительство базы. В ноябре 1966 года двенадцать солдат уже должны были находиться на Луне. Всего на Луну планировали доставить 220 тонн груза.

Модули для жизни и работы военных могли представлять собой металлические цилиндры диаметром 3,05 метра и длиной 6,1 метра. Для энергообеспечения планировали использовать два ядерных энергоблока.

От советского вторжения базы планировали защищать с помощью неуправляемых ракет с ядерными боеголовками и мин, модифицированных для прокола скафандров.

Проект посчитали непрактичным.

Рисунок 6. Horizon Lunar Outpost

 

Lunar Oasis

На 40-м Конгрессе Международной федерации астронавтики в 1989 году два сотрудника НАСА Майкл Дьюк и Джон Ньехофф представили проект Lunar Oasis, десятилетнюю программу колонизации Луны.

Всё оборудование и людей должны были доставить за тридцать полётов, половина из которых — пилотируемые. Каждая из пилотируемых ракет может доставить до 14 тонн груза, беспилотные грузовики — до 20 тонн. Всего за десять лет на Луну планировали отправить 594 тонны груза.

Программа состоит из трёх фаз, по результатам которых могут приниматься различные изменения. Длительность первой фазы — один год. Беспилотный грузовик доставит временный жилой модуль с автономной систему жизнеобеспечения. Спустя четыре месяца другой грузовик доставит строительную технику, временную энергетическую систему и продовольствие. Третий запуск доставит на Луну четырёх астронавтов, которые активируют модуль и приступят к развёртыванию базы.

 

 

Четвёртый грузовой корабль доставит продовольствие для следующих обитателей Лунного оазиса, пятый — мини-АЭС и оборудование для производства кислорода, углекислого газа и водорода из пыли и камней. Шестая миссия доставит шестерых астронавтов, которые проживут на Луне в течение года.

Финальную стадию первой фазы откроет седьмой запуск, в рамках которого на Луну доставят надувное жилище на десять человек, которое астронавты будут собирать и надувать. Модуль разместят в кратере, чтобы защитить от солнечной и космической радиации. В рамках девятой миссии на Луну доставят десять астронавтов, а шесть астронавтов вернутся домой на Землю.

Стены жилого модуля можно наполнить водородом, который можно добыть из лунного реголита с помощью электролиза.

Следующие семь лет займут вторая и третья фазы. На Луну доставят ещё одно надувное жилище, закрытую систему жизнеобеспечения, мегаваттную атомную электростанцию, производственные модули, солнечные батареи и несколько экспедиций астронавтов.

Стоимость проекта оценивали в 550 миллиардов долларов за десять лет, то есть около 55 миллиардов в год. Для сравнения: только на вывод войск из Афганистана США в 2014 году потратили 80 миллиардов долларов.

 

Созвездие

С 2004 по 2009 годы в США разрабатывали программу «Созвездие», предполагающую размещение базы на Луне для поддержки полётов на Марс. Логотип изображает цели и вехи программы: первый полукруг символизирует Землю — сперва ракеты в рамках программы должны были достигнуть Международной космической станции, второй полукруг — Луна, третий — Марс. В рамках программы разрабатывали ракеты-носители сверхтяжёлого класса Арес, это древнегреческий бог войны, которому в римской мифологии соответствует Марс.

Барак Обама в 2010 году прикрыл программы из-за дефицита средств. На смену «Созвездию» пришёл проект, предполагающий использование роботов-аватаров.

Надувные дома

Учёные прорабатывают различные способы для снижения количества необходимого к доставке на Луну груза. Один из таких способов — надувные здания. Они гораздо легче аналогов, построенных с применением большого количества металла, и при этом занимают меньше пространства в разобранном состоянии.

В 2007 году специалисты исследовательского центра Лэнгли работали над лёгкими надувными модулями, которые предполагали развёртывать вокруг посадочного аппарата. Модули выполнены в форме цилиндра диаметром 3,65 метра, устанавливаются вертикально и оснащены герметичным шлюзом. Жилой отсек тестировали в Лэнгли.

Такие надувные модули могут быть временным жильём, а могут стать постоянным, если от космической радиации и метеоритных дождей защитить их с помощью реголита — лунного грунта.

 

Рисунок 9. Надувной модуль, разработанный НАСА в сотрудничестве с компанией ILC Dover

При этом уже сейчас есть модули, устойчивые к радиации — это модули от Bigelow Aerospaceм (рисунок 10). Первые модули отправляли в космос в 2006 и 2007 году, где они до сих пор находятся. В апреле 2016 года запустили ещё один модуль, и 16 апреля его пристыковали к Международной космической станции. В течение следующих двух лет в него будут периодически заходить космонавты, чтобы испытать технологию, проверить на возможность поддерживать давление, противостоять радиации, метеоритам и космическому мусору. Позже с учётом результатов тестов их смогут адаптировать для развёртывания на Луне [16]

 

Рисунок 10. модули от Bigelow Aerospace

 

Здания из лунного грунта

Другой вариант — строить дом прямо из того, что есть под ногами, используя принтеры. На Земле дома и офисы уже печатают, осталось только доработать конструкции принтеров с учётом условий луны.

Европейское космическое агентство в 2011 году обнародовало проект 3D-печати лунной базы, где в качестве строительного материала используется местный грунт — реголит. Это рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой глубиной несколько метров, который состоит из изверженных пород, минералов, метеоритов, содержит алюминий, железо и титан. Мелкие частицы обладают высокой слипаемостью. Но для печати реголитом в него придётся добавлять оксид магния, который будут доставлять с Земли.

Рисунок 11. Здания из лунного грунта

Российские планы по освоению Луны

В соответствии с поэтапной программой по исследованию Луны до 2040 года с перспективой на будущее, представленной Институтом космических исследований (ИКИ) РАН по поручению ГК «Роскосмос» видно, что Россия планирует доставку и строительство наземных модулей различного типа и назначения, которые наглядно представлены на рисунках 11, 12, 13 и 14.

Рисунок 12. Российские планы по освоению Луны

 

Рисунок 13. Общий вид лунной базы

Рисунок 14. Схема развёртывания лунной базы

 

Рисунок 15. Схема развёртывания лунной базы

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: