Антон Дорошин: "Важна непрерывность Лунных миссий"

Антон Дорошин, директор центра коммерческого космоса Самарского университета им. Королёва, в интервью Российскому агентству "Спутник" рассказал о перспективах лунных миссий, возможностях длительного пребывания на спутнике Земли человека и о новой Российской орбитальной станции.

- Активизировалась так называемая "лунная гонка": успешно прошла индийская миссия "Чандраян-3", китайский аппарат "Чанъэ-6" впервые в истории доставил на Землю образцы грунта с обратной стороны Луны, о своих планах в освоении Луны заявляет НАСА. Кто на сегодняшний день является лидером лунной гонки по вашему мнению?

- Вопрос скорее в том, кто из государств и какие технологии освоил и накопил для реализации полного цикла освоения Луны на регулярной основе. Полный цикл освоения включает и этап запуска ракеты-носителя, способного выводить на орбиту большие полезные нагрузки, и этап построения космической орбитальной станции с длительным пребыванием в условиях космоса, и этап выполнения управляемого межпланетного перелета, а далее – этапы посадки аппарата, забора и возвращения лунных материалов, кратковременные пилотируемые лунные программы. И, конечно, построение лунных баз, долговременное пребывание человека на Луне, а впоследствии – разработка ресурсов и полноценное экономическое освоение.

Первые этапы вплоть до посадки аппаратов на поверхность Луны выполнены и повторяются многими странами (США, СССР-Россия, Китай, Индия, Япония, Израиль) – этот опыт в целом накоплен, хотя, как мы знаем, до сих пор могут быть аварийные миссии – "Лунцзян-1", "Берешит", "Чандраян-2", Lunar IceCube,"Луна-25".

По возвращению лунных материалов опыт имеется только у США, СССР-России и Китая. Более того, эти программы обновляются заново на новом технологическом уровне, а значит, во многом с нуля. Конечно, самая свежая и самая технологически продвинутая миссия по забору и доставке лунного грунта – это китайская серия аппаратов "Чанъэ" с крайним из них "Чанъэ-6", доставившим материалы с темной стороны Луны. Можно сказать, что Китай вошел в призовую тройку, а можно сказать, что потеснил лидера с первого места.

Важна непрерывность подобных миссий, а ее нет пока ни у одной страны, а значит, технологическое достижение будет постепенно деградировать. И эта деградация, что самое удивительное, может проходить при одновременном развитии технологической производственной и элементной базы. Если миссия не повторяется, то и не обновляется технологический уровень ее элементов, и однажды без регулярного повторения миссий можно будет увидеть, что производственная база, на которой были произведены успешно сработавшие аппараты, устарела, станки вышли из эксплуатации, а научный и инженерный кадровый состав ушел на пенсию. Другими словами, важна регулярность и повторяемость выполнения миссий, нужно постоянно вкладываться в их реализацию с постоянным обновлением технологических и кадровых составляющих. Иначе после долгого перерыва многое нужно начинать практически заново. Например, если спросить о возможности повторения сегодня высадки американского астронавта на Луне на технологической базе программы "Аполлон", то ответ будет однозначно отрицательный – нет, это не представляется возможным, нужны совершенно новые разработки и программы, а все достигнутое приобрело статус исторической справки. Поэтому в условиях отсутствия регулярности полетов к Луне лидера выделять не стоит.

- Что планируется делать по теме освоения Луны и длительного пребывания на ней человека?

- Есть информация о разработке новых программ в этом направлении. В США это программа Artemis (Артемида-1..3), в рамках которой запланировано построение окололунной орбитальной станции Gateway и пребывание на ней, а далее использование ее для выполнения трансфера астронавтов на долговременную базу на поверхности Луны и обратных возвращений на Землю.

Если касаться некоторой конкретики, то планируется использование сверхтяжелой ракеты-носителя SLS (Space Launch System) фирмы Boeing и космического корабля Orion фирмы Lockheed Martin. Эта "космическая пара" в ноябре 2022 года в рамках миссии "Артемида-1" в беспилотном режиме совершила свой полет, и корабль Orion после пребывания 25 дней в космосе (в т.ч. на ретроградной орбите Луны) успешно приводнился в Тихом океане.

Далее в рамках развития программы ("Артемида-2") парой SLS-Orion в 2025 году планируется совершить уже пилотируемый облет Луны. В рамках "Артемиды-3" в 2026 году запланировано реализовать высадку астронавтов на поверхность Луны. Однако в связи с открывшимися проблемами корабля Orion и аспектами разработки посадочных модулей планы, по-видимому, уже изменились. В связи с победой в 2021 году в конкурсе разработки посадочного модуля от фирмы SpaceX та приступила к разработке спускаемого модуля Starship-HLS (Starship Human Landing System). Этот модуль будет являться второй ступенью ракетно-космической системы Super Heavy-Starship и будет предназначен для доставки астронавтов с окололунной орбиты на поверхность Луны и обратно.

Отталкиваясь от этой информации, можно понять, что астронавты, направляющиеся на Луну, должны будут выйти на дальнюю лунную орбиту на паре SLS-Orion и уже на орбите "пересесть" в доставленный туда же с помощью Super Heavy-Starship посадочный модуль Starship-HLS, после чего совершить посадку и взлет с поверхности Луны с обратным переходом в Orion уже для возвращения на Землю.

- Что в планах у Китая и России?

- Описанная выше миссия "Чанъэ-6" выполнялась в рамках третьего этапа китайской лунной программы. В рамках четвертого этапа программа пойдет на целевой основе создания международной исследовательской базы-станции. Как мы знаем, 12 июня 2024 года было окончательно ратифицировано соглашение России и Китая о сотрудничестве по созданию международной научной лунной станции. Предполагается, что в рамках этих работ в 2031-2035 годах будет выполнено пять лунных миссий, планируется создание центра управления, а далее построение налунной инфраструктуры и отработка технологий ресурсодобычи. Касательно конкретики работы миссий "Чанъэ-7" и "Чанъэ-8" можно отметить, что они будут готовить облик налунной станции и прототипов возможных построек (3Д-печать из лунного грунта, надувные конструкции) на южном полюсе Луны.

Китайская программа высадки на Луну, по-видимому, также будет предполагать использование двух сверхтяжелых ракет-носителей для раздельной доставки на лунную орбиту корабля "Мэнчжоу" с экипажем и посадочного комплекса "Ланьюэ" с последующими переходами экипажа из корабля в посадочный комплекс и обратно после выполнения налунной программы. Из открытых источников известно, что разработка носителя завершена – это ракета Long March 10. Более того, 14 июня 2024 года состоялось успешное испытание комплексной работы первой ступени ракеты-носителя с тремя двигателями YF-100K. Сама миссия планируется к 2030 году. Можно видеть, что китайская миссия по своей сути повторяет американскую версию с кораблем Orion и посадочным комплексом HLS.

Относительно российских миссий известно, что в партнерстве с "Чанъэ-7" для дистанционных исследований поверхности Луны с ее орбиты предусмотрена миссия "Луна-26". Далее уже в рамках миссии "Луна-27" (2028 год) запланирован запуск автоматической межпланетной станции, орбитальная часть которой должна провести дистанционные исследования и выбор подходящих площадок для последующих спускаемых аппаратов, а посадочный аппарат будет исследовать поверхность в районе южного полюса Луны, в том числе криогенным бурением до глубины двух метров.

Непосредственная высадка на Луну в рамках российских миссий основывается на использовании перспективного транспортного корабля нового поколения (ПТУ НП), также называемого на разных этапах как "Орёл" или "Федерация". Это многоразовый пилотируемый корабль, разрабатываемый в РКК "Энергия" для полетов как на околоземную орбиту, так и в дальний космос. Второй частью российской космической транспортной системы должен стать лунный взлетно-посадочный комплекс (ЛВПК). По-видимому, с помощью тяжелых ракет-носителей "Ангара-А5" на низкую земную орбиту будут отдельно выводиться и пилотируемый корабль, и ЛВПК, а также два кислородно-водородных разгонных блока (КВТК), с помощью которых они отдельно полетят к Луне и уже на лунной орбите состыкуются непосредственно друг с другом, а космонавты перейдут из корабля на ЛВТК, совершат прилунение и обратный взлет возвращаемой части комплекса, которая снова состыкуется с кораблем для обратного пути на Землю.

Индийская программа освоения Луны также предусматривает разработку сверхтяжелой ракеты-носителя для полета индийского экипажа на Луну – это проект NGLV (Next Generation Launch Vehicle) Soorya, а также использование пилотируемого космического корабля Gaganyaan. Плановые даты обозначены на 2040-е годы. Потенциал разработки имеется, что подтверждается успешной миссией "Чандраян-3" с посадкой аппарата в районе Южного полюса Луны, однако проект еще находится в стадии разработки.

Описанные программы, на мой взгляд, характеризуются некоторой своей "одноразовостью". Невозможно обеспечить подобным путем регулярности трафика Земля-Луна, особенно в американской версии миссии, где летят две супертяжелые ракеты SLS и Super Heavy-Starship, причем вторая, по-видимому, должна еще и дозаправиться криогенным топливом на орбите – это какой-то сущий гигантизм по типу "Аполлон в квадрате". По сути своей снова ставится минимальная задача: долететь двум членам экипажа до поверхности Луны и вернуться на Землю, поэтом слишком рано говорить об экономическом или даже о научном освоении Луны.

Чего, на мой взгляд, в описанных программах не хватает в интересах организации именно множественности и регулярности полетов? Не хватает одного важного звена – переходной станции в промежуточной точке трассы от Земли к Луне в так называемой точке Лагранжа L1. Станция в этой точке могла бы в любой из программ стать транспортным хабом, где постепенно и загодя формируется ресурс с топливом, кислородом, провиантом и где осуществляются процессы временной стыковки и переходов экипажей. Дотянуться до точки L1, где осуществляется переход гравитационного влияния между Землей и Луной, смогли бы и разгонные блоки КВТК, и SLS, а уже там осуществлялся бы переход экипажа на загодя доставленные и пристыкованные к переходной станции транспортные взлетно-посадочные модули (ЛВПК или Starship-HLS) и обратно в возвращаемые на Землю корабли. Подобная промежуточная станция совершала бы свое движение по гало-орбитам вокруг точки L1, стабилизация которых вполне изучена и вполне реализуема на практике.

Таким образом, запланированные программы освоения Луны чем-то похожи, чем-то отличаются друг от друга, однако все они устремлены в будущее, имеют довольно много неопределенностей и, по-видимому, будут дорабатываться по мере выполнения своих этапов. О том, в каких конкретных формах они реализуются, говорить, на мой взгляд, рано. Только будущее покажет реальный уровень технологической проработки и готовности стран к реализации регулярных лунных миссий.

- В 2023 году в мире было совершено 222 космических запуска, большая часть которых приходилась на США и Китай. При этом лидерство США обеспечила компания SpaceX, на долю которой пришлось 93% американских запусков. Согласно тем же данным, наибольшее число запусков в мире было осуществлено с помощью ракеты-носителя Falcon 9, также разработанной SpaceX. Какова роль частных компаний в сегодняшней космической гонке и какая страна лидирует в этом направлении?

- Если обратиться и проработать статистику запусков 2023 года, то мы действительно получим любопытный срез текущего развития коммерческой ракетной техники. Статистика запусков ракет-носителей свидетельствует о лидерстве США по этому направлению. Количество запусков в прошлом 2023 году идет в следующем порядке: США (106), Китай (67), Россия (19), Индия (7), Новая Зеландия (7), а далее убывание по экспоненте. Более того, среди 106 американских запусков 91 запуск совершился на базе ракет-носителей Falcon-9 и еще 5 запусков – на базе ракет-носителей Falcon Heavy. То есть 96 запусков выполнено на ракетах фирмы SpaceX, занявшей доминантное положение на рынке пусковых услуг. Отдельно в статистике американских запусков стоит отметить 8 успешных запусков ракет Electron фирмы Rocket Lab из Новой Зеландии. Оставшиеся несколько американских запусков проводились с использованием ракет "Атлас-5" (Lockheed Martin), "Антарес" (Northrop Grumman), "Дельта-4" (Boeing). Как мы видим, все американские ракеты-носители относятся к "коммерческим", что всегда было характерно для космических программ США, даже когда пуски выполняются в государственных интересах.

Среди китайских ракет-носителей в запусках 2023 года в основном использовались Чанчжен-2..11, которые можно считать "государственными", так как разрабатываются Китайским исследовательским институтом ракетной техники, подведомственным Китайскому национальному космическому управлению. Есть тем не менее и коммерческие ракеты-носители, например, "Куайчжоу", "Церера", "Цзелун", "Тяньлун". Также недавно в Китае завершилось строительство универсальной стартовой площадки на коммерческом космодроме на острове Хайнань, с которой будут осуществляться запуски коммерческих ракет.

Среди остальных запусков можно указать ограниченную причастность коммерческих разработчиков и производителей. Так, например, в 2023 году было выполнено два успешных запуска японских ракет-носителей на базе разработки японского агентства аэрокосмических исследований совместно с компанией Mitsubishi Heavy Industries, а три европейских запуска осуществлены на "Ариане-5" (разработка и производство Airbus SE – европейского аэрокосмического и оборонного концерна, объединяющего большие коммерческие фирмы) и Веге (разработка и производство Европейского космического агентства совместно с Итальянским космическим агентством).

Остальные запуски осуществлялись на "государственных" ракетах. Среди них выполнены семь запусков на индийских ракетах-носителях, которые являются государственными и принадлежат разработке Индийской организации космических исследований. К "государственным" запускам и ракетам-носителям также стоит отнести и южнокорейские (Корейский институт аэрокосмических исследований), и северокорейские, и иранские проекты.

Российские запуски в 2023 году выполнялись на ракетах-носителях Союз-2.1-а, -б, -в (АО "РКЦ "Прогресс") – это 17 запусков, а также два запуска на "Протоне-М" (ГКНПЦ имени М. В. Хруничева). Таким образом, российские ракеты-носители запусков 2023 года – это ракеты-носители разработки и производства организаций, входящих в государственную корпорацию "Роскосмос".

Если сделать вывод из озвученной статистики 2023 года, то оказывается, что коммерческие ракеты и запуски – это сегодня удел США, Новой Зеландии и Китая, а остальные программы, за редким исключением, основаны на государственных мощностях.

- Будет ли меняться весь этот пусковой "ландшафт" в дальнейшем?

- Однозначно да, будет. Коммерческие фирмы из разных стран становятся все бόльшими интересантами осуществления пусковых услуг. Можно озвучить разные фирмы, стремящиеся появиться со своими проектами на этом рынке. Отметим лишь некоторые из них, например, зарубежные Astra Space, Blue Origin, Firefly Aerospace, HyImpulse, Isar Aerospace, Relativity Space, а также российские "Московский институт теплотехники", "Ларос", "Орбитальный экспресс", 3drd и другие.

Нет сомнения, что коммерческие проекты будут интенсивно увеличивать свой объем в рамках разработки ракет-носителей и выполнения пусковых услуг.

- Россия планирует в 2024 году выйти из проекта МКС, ведутся разговоры о создании собственной орбитальной станции. Каков будет расклад сил после вывода МКС из строя?

- СССР и Россия имеют огромный опыт по построению орбитальных станций и длительному пребыванию на них. Проекты "Салют", "Алмаз", а далее "МИР" и российский сегмент МКС – все это большие этапы программы орбитальных станций. В дальнейших планах – построение новой Российской орбитальной станции "РОС".

Да, о решении России выйти из проекта МКС после 2024 года заявил глава "Роскосмоса" Юрий Борисов, после чего, по-видимому, начнется обратный отсчет существования проекта МКС в целом, так как коррекция орбиты станции возможна только российскими средствами. По этим причинам МКС, по-видимому, начнет свое монотонное снижение и, как оценивается, уже за 2 года может снизиться до орбит, опасных для функционирования. Более того, прекратится возможность простых коррекций для обеспечения баллистических условий стыковок с пилотируемыми и грузовыми кораблями, а также увода от столкновений станции с объектами космического мусора. Это, вообще говоря, является существенной проблемой.

Вместе с тем возможно, что американцы изыщут некие способы обеспечения маневренности МКС, но в любом случае сам проект просуществует в новых условиях недолго. Для организации неизбежного сведения МКС с орбиты NASA уже заключило с компанией SpaceX контракт на разработку управляющего корабля, который, по-видимому, будет создан на основе транспортных средств Dragon. Так что проект МКС и все его многочисленные участники (США, Канада, Япония, Франция, Германия, Бельгия, Дания, Испания, Италия, Норвегия, Голландия и др.) уже должны готовиться к новым обстоятельствам.

Достоверно известно, что после сведения МКС с орбиты и до момента введения РОС в активной фазе останется лишь китайская орбитальная станция "Тяньгун", базовый модуль которой был выведен на орбиту в 2021 году, а в 2022 к нему были пристыкованы еще два модуля. Как видно, это "свежая" станция, получившая свою проработку в предыдущих тестовых проектах "Тяньгун-1" и "Тяньгун-2".

Относительно индийских планов можно отметить, что первая очередь индийской орбитальной космической станции запланирована для работы в роботизированном режиме к 2028 году, а в полном функционале она заработает в 2035 году.

Есть информация о запланированных коммерческих проектах орбитальных станций Axiom station и Orbital Reef. Axiom station готовится в партнерстве фирмами Axiom Space и Thales Alenia Space как сегмент для МКС, а позднее отстыкуется от нее и останется базовой платформой для формирования самостоятельной станции. Ожидается, что первый сегмент будет выведен на орбиту в 2026 году. Второй проект Orbital Reef разрабатывают компании Blue Origin и Sierra Space. На текущий момент известно, что в марте 2024 года Blue Origin провела 4 этапа испытаний, связанных со станцией. Также ожидается, что испытания продолжаются и сейчас – текущим летом 2024 года. Как сложится судьба этих проектов, загодя неизвестно, тем более что нет определенности в судьбе самой МКС – как видно сегодня, многое меняется практически "в прямом эфире".

Таким образом, российская орбитальная станция с планами выведения ее первого модуля на орбиту в 2027 году видится сегодня весьма конкурентной разработкой, потенциально обгоняющей аналогичные проекты. Базовый состав РОС планируется сформировать к 2030 году, причем качественные параметры станции будут существенно опережать китайскую "Тяньгун" и по энергетическим возможностям, и по возможностям взаимодействия с перспективными спутниковыми группировками.

По материалам: sputniknews.cn