Луна как первый шаг на Марс – что известно о проектах колонизации спутника Земли

Спустя более чем 50 лет после того, как первый человек ступил на Луну, США и Китай соревнуются за повторение этого достижения.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) 1 апреля запустил экипаж из четырех человек в полет вокруг Луны в рамках миссии под названием «Артемида II». Это первые астронавты с 1970-х годов, которые отправились за пределы так называемой низкой околоземной орбиты, которая была доступна в рамках закрытой программы американских космических шаттлов и Международной космической станции, которая все еще функционирует. «Артемида I» отправила беспилотную капсулу вокруг Луны в 2022 году. Миссии II и III призваны стать прелюдией к первой высадке человека на Луну в рамках программы «Артемида IV», которую НАСА планирует осуществить в начале 2028 года. Китайские официальные лица заявили, что их цель — пилотируемая посадка на Луну к 2030 году.

Ряд других стран, а также Европейский союз, имеют свои собственные лунные программы. Согласно подсчетам Европейского космического агентства, к 2030 году правительства и частные организации запланировали более 400 миссий в течение следующих двух десятилетий, чтобы пролететь мимо Луны, обогнуть ее или совершить посадку на ней пилотируемых или беспилотных космических аппаратов.

В отличие от последней лунной гонки между США и тогдашним Советским Союзом, цель выходит за рамки простого оставления так называемых флагов и следов на лунной поверхности. На этот раз миссия состоит в том, чтобы остаться на Луне на некоторое время, используя ее в качестве полигона и базы для гораздо более амбициозного проекта: путешествия на Марс, который находится в 200 раз дальше.

США — единственная страна, которая высадила людей на поверхность Луны — 12 человек в период с 1969 по 1972 год в рамках программы «Аполлон». Программа «Артемида» названа в честь богини греческой мифологии, которая была близнецом Аполлона. Главная цель программы — создание устойчивого человеческого присутствия на Луне. Идея состоит в том, чтобы научиться выживать на другой планете, прежде чем отправлять астронавтов дальше в Солнечную систему.

Большое открытие

Перспективы такого предприятия улучшились благодаря сравнительно недавнему открытию того, что на Луне есть вода в виде льда, которую можно использовать не только для питья и орошения сельскохозяйственных культур, но и для производства кислорода и ракетного топлива для будущих полетов. 

Образцы почвы, доставленные на Землю астронавтами программы «Аполлон», заставили ученых того времени сделать вывод, что лунная поверхность абсолютно сухая. Затем, в 1990-х годах, изображения, полученные лунными орбитальными аппаратами, дали первые намеки на наличие лунного льда, и NASA подтвердило его существование в 2018 году. Поскольку неизвестно, сколько льда содержится на Луне и как именно он распределен по поверхности, агентство планирует отправить ряд роботизированных марсоходов на разведывательные и поисковые миссии. Они будут нацелены на регион Южного полюса, где, как считается, лед содержится в чрезвычайно холодных кратерах, которые никогда не видят солнечного света.

Компании, за которыми стоит следить

Для вывода астронавтов программы «Артемида» в космос НАСА объединилось с двумя своими давними подрядчиками. Компания Boeing построила массивную ракету, предназначенную для доставки пилотируемой капсулы «Орион» компании Lockheed Martin Corp. Эти совместные проекты напоминают проекты эпохи «Аполлона» тем, что НАСА полностью финансирует и контролирует их.

Но для создания другого оборудования, необходимого миссиям, НАСА использовало новую модель. Оно частично финансировало разработку оборудования компаниями, у которых закупает услуги. Идея заключалась в том, чтобы стимулировать конкуренцию и сократить расходы, одновременно способствуя развитию коммерческой индустрии на Луне и вокруг нее.

Используя эту модель, НАСА заключило многомиллиардные контракты с компаниями SpaceX Илона Маска и Blue Origin Джеффа Безоса на создание лунных посадочных модулей. Агентство заявило, что готовность определит, какой посадочный модуль будет использован в программе Артемида IV: Starship от SpaceX или Blue Moon от Blue Origin. 

Если победит SpaceX, то, по словам источников, знакомых с ситуацией, план предусматривает доставку астронавтов на низкую околоземную орбиту на корабле Orion, который будет выведен на лунную орбиту с помощью Starship. Затем Starship доставит часть астронавтов на поверхность Луны и вернет их на Orion после завершения их визита. Детали плана, касающегося Blue Moon, пока не разглашаются.

НАСА также финансирует разработку роботизированных посадочных аппаратов, способных доставлять на Луну приборы и другое оборудование, а также роботизированных вездеходов, предназначенных для изучения, разведки и исследования местности в рамках подготовки к пилотируемым миссиям. В рамках этой программы компания Firefly Aerospace в марте 2025 года успешно посадила свой космический аппарат Blue Ghost на поверхность Луны, где он провел более 14 дней работы, что стало первой полностью успешной коммерческой посадкой на Луну.

В январе 2024 года во время миссии посадочный модуль, созданный компанией Astrobotic Technology Inc., после старта в космос столкнулся с утечкой топлива и не смог достичь Луны. Месяц спустя компания Intuitive Machines Inc. совершила посадку своего роботизированного космического аппарата «Одиссей» на лунную поверхность. Это стало первым случаем, когда посадочный модуль американского производства приземлился на Луну целым и невредимым со времен последней миссии «Аполлон» в 1972 году, и первым случаем, когда это удалось частной компании. Однако во время посадки космический аппарат перевернулся, что привело к досрочному завершению миссии. Второй посадочный модуль Intuitive Machines также перевернулся во время последующей попытки в начале 2025 года. НАСА также финансирует проекты в ряде американских университетов, направленные на разработку небольших инноваций, полезных для миссий «Артемида».

Программа «Артемида» также предполагает сотрудничество между НАСА и другими космическими агентствами. Европейское космическое агентство отвечает за модуль обеспечения, который обеспечивает Orion электричеством, водой и кислородом, регулирует его температуру и продвигает его вперед в космосе после отделения от ракеты-носителя. 

В партнерстве с ЕКА и космическими агентствами Канады, Японии и Объединенных Арабских Эмиратов НАСА планировало построить небольшую космическую станцию ​​под названием Gateway, предназначенную для орбитального полета вокруг Луны и обеспечения долгосрочного присутствия человека на ней. В конце марта агентство объявило о приостановке этого проекта в его нынешнем виде, чтобы сосредоточиться на строительстве базы на лунной поверхности, для чего часть работ по Gateway может быть использована повторно.

Управление генерального инспектора НАСА выразило обеспокоенность по поводу высоких затрат на программу «Артемида», предположив, что они могут быть нерентабельными. Большие расходы подорвали общественную поддержку миссий «Аполлона». Тем не менее, «Артемида» пока что оказалась выгоднее по сравнению с предыдущими проектами. НАСА не отличается особой прозрачностью в отношении расходов на программу «Артемида», но генеральный инспектор оценил затраты на проект в период с 2012 по 2025 год в 93 миллиарда долларов. В пересчете на долю валового внутреннего продукта за эти годы расходы на «Артемиду» составляют лишь малую часть того, что было выделено на миссии «Аполлон».

Амбиции Китая

Космическая программа Китая добилась значительных успехов. Благодаря миссии «Чанъэ-3» в 2013 году Китай стал первой страной с 1970-х годов, осуществившей мягкую посадку на Луну — такую, при которой космический аппарат остается работоспособным. (Когда космический аппарат преднамеренно врезается в поверхность небесного тела, это называется жесткой посадкой. США, Япония, Китай и Европа проводили такие миссии на Луну в 1990-х и начале 2000-х годов).

В 2019 году, благодаря миссии «Чанъэ-4», Китай стал первой страной и пока единственной, совершившей посадку на обратной стороне Луны, которая никогда не обращена к Земле. В рамках миссии был доставлен работающий на солнечной энергии роботизированный луноход под названием Yutu-2. Он был оснащен обогревателем, работающим на распаде радиоактивного плутония-238, чтобы поддерживать его работоспособность в течение лунной ночи, которая длится эквиваленту двух недель на Земле. Yutu-2 исследовал регион в течение нескольких лет, обнаружив потоки лавы под поверхностью, прежде чем, по-видимому, прекратил движение в начале 2024 года.

«Чанъэ-6» совершил посадку на обратной стороне Луны 1 июня 2024 года и доставил первые образцы из этого региона на Землю три недели спустя. Эта миссия была частью серии, которая, как ожидается, завершится высадкой первых китайских космонавтов на Луну.

Как и США, Китай ищет союзников для усиления своих лунных амбиций. Россия, Южная Африка, Пакистан, Египет, Сербия, Беларусь и Азербайджан входят в число стран, поддержавших его план создания международной лунной исследовательской станции. Китай также заявил о своем желании запустить пилотируемые миссии на Марс и построить там постоянно обитаемую базу.

Другие примечательные достижения

В августе 2023 года Россия запустила беспилотный космический аппарат «Луна-25», который должен был стать первым её космическим аппаратом, совершившим мягкую посадку на Луну после распада Советского Союза. Однако аппарат разбился о поверхность Луны. Президент Владимир Путин заявил, что Россия продолжит попытки. Аналогичным образом, премьер-министр Объединенных Арабских Эмиратов шейх Мохаммед бин Рашид Аль Мактум заявил, что его страна предпримет ещё одну попытку после того, как в апреле 2023 года беспилотный космический аппарат японской компании Ispace Inc., несший луноход ОАЭ, потерпел крушение. Израильская некоммерческая организация SpaceIL также отправила космический аппарат на Луну в 2019 году, но он разбился о лунную поверхность.

Другим странам повезло больше. Так, Индия со второй попытки посадила беспилотный корабль вблизи южного полюса Луны в рамках своей миссии «Чандраян-3». Япония присоединилась к клубу лунных посадок в январе 2024 года со своим беспилотным «умным» посадочным модулем для исследования Луны (SLIM). Аппарат, который случайно приземлился на бок, вопреки ожиданиям восстановил связь месяц спустя, пережив суровую лунную ночь, когда температура опускается ниже минус 130°C. Космические агентства Индии и Японии работают вместе над миссией по исследованию полярных регионов Луны.

Европа также стремится достичь Луны. Европейская космическая программа основана на сотрудничестве. ЕКА сотрудничает с США в рамках некоторых миссий и взаимодействовало с Россией до 2022 года. Агентство планирует использовать европейскую ракету Ariane 6 для отправки на Луну роботизированного лунного посадочного модуля Argonaut для доставки грузов в поддержку как роботизированных, так и пилотируемых миссий, включая миссии Артемида. В дополнение к собственным миссиям и миссиям НАСА, ЕКА в рамках программы Moonlight планирует запустить серию спутников вокруг Луны, начиная с 2028 года, которые будут предоставлять услуги связи и навигации на поверхности Луны.

Как и другие космические агентства, ЕКА рассматривает исследование Луны как шаг к путешествию на Марс. Оно стремится отправить европейских астронавтов на Красную планету к 2040 году.

Статья Лорен Груш, Брюс Эйнхорн и Кейт Даффи.