Лунные технологии за рубежом: Миссии программы «Артемида»

Программа НАСА: все, что вам нужно знать

Спустя более 50 лет после последней миссии «Аполлон» , программа «Артемида» НАСА направлена на возвращение людей на Луну и на шаг ближе к Марсу. Название программы происходит от имени Артемиды, греческой богини Луны и сестры-близнеца Аполлона , чья одноименная программа впервые доставила астронавтов к нашему естественному спутнику 20 июля 1969 года.

Программа «Артемида» — это новое название нескольких предыдущих проектов, которые НАСА уже реализовывало для возвращения людей на Луну. Они были утверждены в соответствии с Директивой 1 о космической политике президента Трампа, которая предписывала агентству сосредоточиться на лунных миссиях. В 2019 году вице-президент Майк Пенс поставил амбициозную цель — высадить людей на южном полюсе Луны к 2024 году.

Пожалуй, самая амбициозная цель миссии «Артемида» — использовать Луну в качестве плацдарма для миссии на Марс. До сих пор всю исследовательскую работу на Красной планете выполняли роботы, но теперь NASA планирует отправить туда астронавтов в 2030-х или 2040-х годах. Поскольку в будущем целью станет Красная планета, возвращение на Луну даст NASA знания и инструменты, которые помогут лучше ориентироваться в Солнечной системе. Но как Луна может помочь нам подготовиться к миссии на Марс — совершенно иному и более непредсказуемому проекту?

Лунные технологии за рубежом: Миссии программы "Артемида" — НАСА планирует построить одну или несколько лунных баз на Луне в рамках своей программы «Артемида». (Источник изображения: NASA)

План «Артемиды» из трех частей

В центре программы «Артемида» — новая мегаракета NASA, система космического запуска (Space Launch System, SLS) и космический корабль «Орион». SLS — это ракета высотой 322 фута (98 метров), состоящая из центральной ступени, верхней ступени и двух пятисегментных твердотопливных ускорителей. Для пилотируемых миссий «Артемида» ракета будет доставлять на Луну космический корабль «Орион». «Орион» — это космическая капсула, которая больше командных модулей «Аполлона». Новый корабль предназначен для доставки четырех астронавтов на Луну и обратно на Землю. (На борту командного модуля «Аполлона» находились три астронавта.)

Космический корабль «Орион» и «Артемида-1»

Краткие факты о космическом корабле «Орион»

Экипаж: 4 человека
Высота: 50 футов/15 метров (включая систему аварийного прекращения запуска)
Диаметр (основания): 17 футов (5,2 метра)
Максимальное количество дней в космосе: 21
Масса (Артемида 2): 17 000 фунтов (7770 кг)
Солнечные батареи: 4

История разработки космического корабля «Орион»

Компания Lockheed Martin является главным подрядчиком по созданию космического аппарата. Работа над аппаратом началась в 2004 году в рамках конкурса на получение контракта, стоимость которого, по итогам которого Lockheed Martin выиграла в августе 2006 года, оценивалась до 8,15 миллиардов долларов.

Космический корабль «Орион» изначально был создан для программы НАСА «Созвездие», целью которой было вывести людей на Международную космическую станцию, Луну и, в конечном итоге, на Марс. Программа была отменена в 2010 году после того, как администрация президента Барака Обамы попросила НАСА сосредоточиться на других целях .

Разработка космического корабля «Орион» продолжалась, несмотря на очередную смену целей программы НАСА, когда президент США Дональд Трамп поручил агентству отдать приоритет высадке на Луну перед полетами в дальний космос, запланированной на 2024 год . Программа, в конечном итоге получившая название «Артемида» , предполагала высадку на Луну несколько позже этого срока, который не был соблюден из-за многочисленных проблем, описанных ниже.

Администрация Джо Байдена, придя к власти в 2021 году, взяла на себя обязательство продолжить программу «Артемида» . Следующим важным этапом в разработке космического аппарата станет миссия «Артемида-1» , в рамках которой будет проверена эффективность работы корабля «Орион» в окололунной среде. Это позволит инженерам подготовить космический аппарат к пилотируемым миссиям в конце 2020-х годов.

Помимо лётных испытаний, «Орион» прошёл многолетние наземные испытания, чтобы убедиться в своей готовности к полётам в космос. Среди недавних достижений (после первого успешного космического полёта) можно отметить:

завершение испытаний парашюта в 2018 году ,
успешное прохождение ключевого испытания двигательной установки в 2019 году,
проведение испытаний по приводнению в бассейне в 2021 году в рамках подготовки к отправке первых людей на борт «Артемиды-2».

2022 года: «Артемида-1»

НАСА успешно запустило «Артемиду-1» 16 ноября 2022 года со стартового комплекса 39B в Космическом центре Кеннеди (КЦК) НАСА во Флориде.

Эта первая миссия «Артемиды» была беспилотной и предназначалась для проверки безопасности ракеты SLS и способности капсулы «Орион» достичь Луны, выйти на лунную орбиту и вернуться на Землю.

Для успешного выполнения программы «Артемиды» необходимо защитить астронавтов от солнечной радиации, особенно от интенсивного и непредсказуемого излучения солнечных бурь . Покрытие всего космического корабля достаточно толстым слоем радиационной защиты остается непрактичным из-за ограничений по весу, но ношение астронавтами защитной одежды потенциально может оказаться полезным. В этой миссии учёные экспериментировали с жилетом AstroRad. Этот жилет был создан для защиты астронавтов от солнечных взрывов , известных как солнечные частицы.

«Призраки» Хельга и Зохар внутри космического корабля «Орион» в здании сборки космических аппаратов НАСА перед запуском программы «Артемида I». Зохар (справа) был в жилете AstroRad, а Хельга — нет.(Источник изображения: NASA

Трехмерная визуализация эксперимента по радиационной безопасности Matroshka AstroRad (MARE) во время миссии НАСА Artemis I, демонстрирующая два фантома для дозиметрии излучения, Хельгу и Зохар, внутри космического корабля Orion.(Изображение предоставлено: НАСА/Lockheed Martin/DLR/StemRad)

Заметка: «Радиация в космосе неизбежна, и даже одно крупное солнечное событие может существенно увеличить пожизненный риск развития рака, вызванного радиацией, у астронавта», — заявил Space.com соавтор исследования Орен Милштейн, генеральный директор и соучредитель StemRad. «Значительное снижение этого фактора может сделать индивидуальную защиту особенно важной для будущих миссий на Луну и Марс ».

Что касается защиты от радиации, свинец отлично блокирует опасные формы света, такие как рентгеновские и гамма-лучи. Однако свинец гораздо менее эффективен в защите от опасных частиц, которые могут распространяться в космосе. Например, когда быстрые высокоэнергетические электроны, известные как бета-частицы, сталкиваются с плотными атомами свинца, они могут вызвать поток рентгеновских лучей, которые более вредны, чем сами бета-частицы. А если нейтроны сталкиваются с атомами свинца, они могут выбить из ядер атомов множество нейтронов, усугубляя воздействие радиации.

Капсула выполнила все поставленные задачи и успешно завершила 25,5-дневную миссию 11 декабря, совершив приводнение в Тихом океане у побережья Нижней Калифорнии.

Ракета SLS также вывела на орбиту 10 кубсатов в рамках миссии «Артемида-1» для проведения различных экспериментов и технологических демонстраций. История этих маленьких космических аппаратов не столь безоблачна: многие из них вышли из строя в начале миссии.

Весна 2026 года: «Артемида-2»

Капсула «Орион», на борту которой находятся первые четыре астронавта программы «Артемида», унесет экипаж дальше от Земли, чем когда-либо прежде. За время миссии, которая продлится около 10 дней, экипаж совершит облет Луны и вернется на Землю, оценив работу систем космического корабля в условиях пилотируемого полета.

Если все пойдет по плану, эти четверо астронавтов — Рид Уайзман, Виктор Гловер и Кристина Кох из NASA, а также Джереми Хансен из Канадского космического агентства — отправятся в космос с космодрома Куру 1 апреля. После этого у них тоже будет несколько возможностей: окно для запуска продлится до 6 апреля.

«Артемида-II» стартовала 1 апреля 2026 года и вернулась на Землю через девять дней. Это была первая пилотируемая миссия в рамках программы NASA «Артемида», целью которой является создание долгосрочной базы вблизи южного полюса Луны в ближайшие годы.

10 апреля 2026 года четверо астронавтов миссии «Артемида-2» приводнились у побережья Сан-Диего, завершив эпическую миссию, которая побила рекорды космических полетов , привлекла внимание всего мира и заложила основу для еще более амбициозных лунных проектов в будущем.

В рамках миссии четыре человека — Рид Уайзман, Виктор Гловер и Кристина Кох из NASA, а также астронавт Канадского космического агентства Джереми Хансен — совершили облет обратной стороны Луны. Это было первое пилотируемое путешествие за пределы низкой околоземной орбиты со времен «Аполлона-17» в 1972 году, и его астронавты удалились от своей родной планеты дальше, чем кто-либо до них. «Артемида-2» также выбрала уникальный путь к ближайшему соседу Земли — траекторию «свободного возвращения», включающую один оборот вокруг обратной стороны Луны .

2027: «Артемида-3»

Изначально предполагалось, что эта миссия доставит на поверхность Луны следующего мужчину и первую женщину. Однако в конце февраля 2026 года администратор НАСА Джаред Айзекман объявил, что «Артемида-3» теперь будет ограничиваться полётами на околоземной орбите, где «Орион» будет отрабатывать операции по сближению и стыковке с одним или обоими частными посадочными модулями программы «Артемида» — Starship от SpaceX и Blue Moon от Blue Origin.

Для миссии «Артемида-III» Starship+ Orion компании SpaceX и Blue Moon потребуется всего по одному запуску, и NASA хочет предоставить им для этого достаточно места. «У всех трех ракет будет больше возможностей для запуска, чем при лунной миссии, и они смогут выйти на заданную высоту за один запуск», — говорится в обновленной информации NASA.

«Орион» и экипаж «Артемиды-III» пробудут в состыкованном состоянии со «Старшипом» около суток, после чего отстыкуются, чтобы начать подготовку к возвращению на Землю. Как и в случае с возвращением «Артемиды-II» в апреле, астронавты «Артемиды-III» планируют приводниться на «Орионе» с помощью парашюта в Тихом океане, недалеко от западного побережья США.

Успешные операции с обоими посадочными модулями «Артемиды-III» проложат путь к высадке на Луну в рамках миссии «Артемида-IV», запланированной на 2028 год. Если не возникнет никаких задержек или осложнений в ходе миссии «Артемида-III», то именно Starship станет тем космическим кораблем, который NASA выберет для высадки на Луну в рамках миссии «Артемида-IV» — первого возвращения астронавтов на поверхность Луны более чем за полвека.

2028 год: «Артемида-4»

Эта миссия ознаменует долгожданное возвращение человечества на поверхность Луны. Это будет первая миссия с высадкой экипажа на Луну после «Аполлона-17» в 1972 году.

После «Артемиды-4» будут и другие миссии, поскольку NASA планирует построить как минимум один аванпост вблизи южного полюса Луны. Форма этих будущих полетов будет определяться по мере развития событий.

Заметка: Кратер Шеклтона — это впадина диаметром 12 миль (19 километров) на поверхности Луны, которую определенно стоит посетить. Из-за постоянной тени в углублениях кратера и низких температур здесь могут образовываться залежи льда. На самом деле в этих постоянно затененных областях температура одна из самых низких во всей Солнечной системе. Хотя вода может находиться даже на освещенных участках Луны, лучше всего начать поиски природных ресурсов там, где ее больше всего.

На фотографии, сделанной орбитальным аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter, видна часть южной полярной области Луны, где, вероятно, будет построена лунная база в рамках программы «Артемида». (Изображение предоставлено: NASA/GSFC/Университет штата Аризона).

Сколько стоит программа «Артемида»? На данный момент сложно сказать, сколько из этих впечатляющих планов будет реализовано. Сметные расходы все еще уточняются, и общая стоимость программы «Артемида» остается неизвестной. По данным NASA, бюджет программы «Аполлон» составил 23,6 миллиарда долларов в ценах 1973 года, что эквивалентно более чем 136 миллиардам долларов в нынешних ценах. Это означает, что каждая высадка на Луну в рамках программы «Аполлон» стоила около 23,6 миллиарда долларов. По первоначальным оценкам, к 2025 году расходы по программе «Артемида» должны были составить $93 миллиарда, при этом каждый запуск SLS/Orion обходился в 4,1 миллиарда долларов.

Заключение:

Ранее в рамках проекта «Артемида» планировалось создание небольшой космической станции на лунной орбите под названием Gateway. Однако в конце марта Исаакман объявил, что НАСА приостанавливает планы по созданию Gateway и вместо этого сосредоточится на строительстве наземной станции .
Эта база будет построена вблизи южного полюса Луны, где, как считается, находятся большие запасы водяного льда — ключевого ресурса, который можно использовать для поддержания жизни, а также расщеплять на водород и кислород для получения ракетного топлива.
Лунная база является ключевым элементом программы НАСА «Артемида» , цель которой — создание постоянного и устойчивого присутствия человека на Земле и вокруг неё в течение следующего десятилетия.