NASA планує використовувати Місяць в якості випробувального полігону для технологій, які стануть в нагоді нам у подальшому освоєнні космосу. Що це за технології? «Процес» публікує переклад матеріалу MIT Technology Review.
«Якби Бог хотів, щоб людина стала космічним видом, він дав би людині Місяць». Знаменитий учений-ракетобудівник Краффт Еріке сказав це у 1984 році. Сенс цих слів у тому, що ми можемо використовувати Місяць як трамплін для розповсюдження людства всією Сонячною системою. Тоді, у середині 80-х, пройшло вже десятиліття з останньої висадки США на Місяць, і Еріке не міг не помітити, що NASA не встигає за планами та надіями на Марс і далекий космос. Замість цього людство сконцентрувалося на навколоземній орбіті.
США нарешті збираються повернутися на Місяць з програмою Artemis. Амбітна (та нереалістична) мета — відправити експедицію у 2024 році. Але для Білого дому та NASA ця місія — щось більше, ніж повернення на місячну поверхню. Місяць — ідеальна база для розробки програми польоту на Марс. Мета як на Місяці, так і на Марсі — не просто увіткнути прапор, а підтримувати постійну присутність та роботу.
«Ми повертаємося на Місяць заради наукових відкриттів, економічних вигод та натхнення для нового покоління дослідників», — сказав 21 вересня адміністратор НАСА Джим Бріденстайн, коли агентство опублікувало свої останні плани щодо програми Artemis. «У міру того, як ми влаштуємо базу [на Місяці], ми наблизимося до перших кроків людини Червоною планетою».
Правда, у NASA так і не пояснили, як це станеться. Найважливіші проекти, які допоможуть розгорнути місію Artemis, ще не розроблені — це ракета Space Launch System та капсула Orion. Більшість експертів згодні з тим, що програма недофінансовується. Тільки за останній рік керівника відділу досліджень людини в NASA змінили тричі. І агентство навіть не визначилося з посадковим модулем на Місяць. І навіть якщо NASA добереться до Місяця у 2024 році, то на Марс доведеться чекати ще довго.
«Найбільша проблема, з якою ми зараз стикаємося, полягає в тому, що ми не знаємо, як жити та продуктивно працювати за межами планети Земля, — говорить Клайв Ніл, інженер з Університету Нотр-Дам і експерт з дослідження Місяця. — Ми поняття не маємо про це. Ми ніколи належним чином не тестували технології, необхідні для життя і роботи в космосі місяцями або роками, в суворих умовах з набагато більш низькими температурами, набагато більш високим рівнем радіації, більш низьким рівнем гравітації та браком кисню. І води».
Нещодавно Ніл та його колеги з групи Explore Mars випустили звіт по дослідженню, в якому описані десятки видів діяльності та технологій, критично важливих для дослідження Марса. Всі вони можуть бути розроблені учасниками місії Artemis на Місяці.
Незважаючи на те, що умови тривалих польотів вже фактично моделювалися на МКС, створення місячної бази допоможе краще зрозуміти, як забезпечувати основні потреби людини на інших планетах. А для створення та випробування подібних систем потрібен досвід.
Імітація Марса
«Я думаю, що ключовим моментом стане приміщення великого числа людей в місячних умовах», — говорить Джо Кессіді, виконавчий директор з космічних операцій Aerojet Rocketdyne та один з провідних укладачів звіту Explore Mars. Бази на Марсі потрібні, як мінімум, для успішного повернення додому, на Землю — вікно запуску місій на Марс (і назад) відкривається лише раз на 26 місяців, коли планети знаходяться на мінімальній відстані одна від одної. І якщо подорож займе, наприклад, дев’ять місяців, то астронавтам доведеться провести на Марсі 3-4 місяці, щоб відправитися назад. Є два варіанти забезпечити тимчасову базу — привезти все необхідне з собою або використовувати місцеві ресурси. Перший варіант в NASA практично не розглядають.
Життєво важливим ресурсом на Марсі стане водяний лід. З нього можна буде витягти воду та кисень для підтримки систем життєзабезпечення, а також водень та кисень для ракетного палива. Ще лід можна використовувати в якості захисту від космічного випромінювання і мікрометеоритів. На Марсі водяного льоду — в достатку, швидше за все, його багато і на Місяці, що робить земний супутник ідеальним місцем для тестування марсіанських технологій життєзабезпечення.
Місяць — більш екстремальне середовище, а це означає, що «якщо щось працює на Місяці, то воно точно спрацює і на Марсі», — говорить Ніл.
Присутність водяного льоду також в деякій мірі підкріплює аргумент на користь використання рухової системи космічного корабля на водні, а не на метані (так працюють двигуни Raptor від SpaceX). У звіті говориться, що, хоча водень можна отримати і на Місяці, і на Марсі, метан доступний лише на Марсі, завдяки його атмосфері з вуглекислим газом. Також дослідники не рекомендують використовувати системи харчування, що в повному обсязі покладаються на сонячне світло. Це важливо для Марса, з його пильною атмосферою та більшою, ніж у Землі, відстанню від Сонця.
Найбільш відповідний вид енергетики для космосу — це ядерна. Для забезпечення роботи бази на Місяці не потрібно занадто багато енергії, але потрібно дуже багато енергії для виконання гірських робіт, необхідних для збору та обробки водяного льоду. І сонячна енергія в цьому випадку буде швидше резервним джерелом, ніж основним. Це актуально для Місяця та Марса.
Місяць — це найкраще місце для імітації місії на Марс, особливо коли мова йде про Gateway, заплановану космічну станції, розроблену для місячної орбіти. По суті, вона слугуватиме плацдармом для будь-яких місій NASA на поверхню Місяця (як пілотованих, так і безпілотних), а також для подальших польотів на Марс. Перші два елементи Gateway (силовий та руховий модулі, і житловий модуль) планується запустити у 2023 році.
У своєму звіті Кессіді та його колеги припустили, що один з варіантів імітації марсіанської місії виглядає так — астронавти залишаться на станції Gateway впродовж 2-3 місяців, потім проведуть на поверхні Місяця понад 30 днів, а потім відбудуть на орбітальній станції ще 90 днів перед поверненням на Землю. Це дасть можливість змоделювати умови мікрогравітації, з якими астронавти зіткнуться у польоті на Марс, і дозволить астронавтам відчути сам смак польоту на Червону планету.
Не варто забувати і про затримку в часі передачі. Якщо простір між Місяцем і Землею дозволяє зв’язуватися з будинком в режимі реального часу, то затримка для зв’язку з Марсом може доходити до 22,4 хвилин.
Є побоювання, що космічна програма США може зіткнутися з різким зміною пріоритетів після листопадових виборів, як це відбувалося в попередні роки. Але поки Демократична партія, схоже, не відмовляється від космосу. У 2020 році демократи заявили про підтримку програми Artemis та майбутніх марсіанських місій. Проте, програма Artemis майже нічого не говорить про сталий розвиток місячної бази.
