Перспективные исследовательские планы НАСА

В начале последней недели августа в США состоялось заседание комитета по пилотируемым полетам (HEO) и комитета по науке Консультативного совета НАСА. На них представители агентства представили актуальную версию перспективной пилотируемой программы. Кратко она приведена выше в виде небольшой схемы.

Уже в следующем году, с задержкой на четыре года, начнутся пилотируемые полеты коммерческих кораблей SpaceX Dragon и Boeing Starliner к Международной космической станции. Первый полет сверхтяжелой ракеты SLS Block 1 (70 т на низкую околоземную орбиту) и пилотируемого корабля «Орион» должен состояться в середине 2020 года. В ходе этой миссии корабль выйдет на ретроградную орбиту Луны, а затем вернется на Землю. Астронавтов на нем не будет. Кроме того, через два года будет запущен марсоход «Марс 2020», на котором будет прибор для получения кислорода из углекислого газа, на 96% составляющего атмосферу Марса.

На 2022 год запланирован первый полет «Ориона» с астронавтами. Люди впервые с 1972 года покинут низкую орбиту Земли. В этом же году на коммерческой ракете-носителе должен быть запущен первый модуль будущей окололунной станции. Вероятно, задача по его выведению будет возложена на компанию SpaceX (ракета-носитель Falcon Heavy), Blue Origin (New Glenn) или ULA (Vulcan).

В 2023 году автоматическая межпланетная станция Europa Clipper будет запущена при помощи последней ракеты SLS в модификации Block 1. Благодаря использованию сверхтяжелой ракеты перелет до орбиты Юпитера займет всего три года.

В 2024 году еще одна коммерческая ракета доставит на орбиту Луны второй модуль перспективной окололунной станции, после чего к станции отправится корабль «Орион» с двумя астронавтами, которые составят экипаж первой экспедиции посещения. Впервые будет применена ракета SLS Block 1B (105 т на НОО).

Разработка концепции окололунной станции Lunar Orbital Platform – Gateway (или просто Gateway) сейчас подходит к завершению. Агентство уже демонстрирует концепт-рисунки будущей станции, однако представители НАСА подчеркивают, что, с большой вероятностью, проект станции будет выглядеть иначе. Ранее сообщалось, что ее компоновка будет утверждена в конце 2018 года.

Согласно презентации НАСА, экипаж станции будет состоять из четырех человек. В отличие от МКС, Gateway будет не постоянно обитаемой, а посещаемой станцией. Продолжительность экспедиций составит 30-60 суток. После завершения строительства масса станции составит 75 т, а герметичный объем достигнет 125 м3. Gateway будет находиться на гало-орбите Луны с периодом обращения 6 суток. Разумеется, все указанные цифры могут (и почти наверняка это произойдет) измениться.

Несмотря на то, что конструкция станции остается неопределенной, некоторые модули в финальной версии проекта точно останутся. Первым предполагается запустить PPE – двигательно энергетический модуль с солнечной электростанцией и электрореактивной двигательной установкой. Он будет отвечать за снабжение остальных модулей энергией и межорбитальные переходы, которых планируется немало. PPE должен быть запущен в 2022 году, и на его создание в бюджете 2019 года заложено приблизительно $0,5 млрд.

Схема станции Lunar Orbital Platform (Gateway)

‹›

Вторым в 2024 году будет запущен малый жилой и логистический модуль с рукой-манипулятором (на первой схеме рука установлена на другом модуле). С логистическим модулем на станции появятся спальные места для первой экспедиции посещения, которая будет состоять из двух американских астронавтов. Как и PPE, логистический модуль будет разработан в США.

В дальнейшем к станции будут присоединены модули от иностранных партнеров, и в состав экипажа будут включаться иностранные астронавты.

Япония выражала желание построить большой жилой модуль, а Роскосмосу НАСА предлагало взяться за шлюзовой модуль, однако сейчас участие России проекте поставлено под вопрос. НАСА рассматривает возможность использовать на окололунной станции надувной модуль.

Согласно актуальным планам, для доставки припасов на Gateway будут использоваться коммерческие грузовые системы по программе, аналогичной программе НАСА по доставке грузов на МКС. Для доставки экипажей на станцию НАСА планирует использовать только сверхтяжелую ракету SLS Block 1B и корабль «Орион». В перспективе предполагались и полеты на российских кораблях «Федерация», но, как упоминалось выше, участие Роскосмоса в проекте может и не состояться.

Отдельно надо рассказать о программе, связанной с доставкой полезной нагрузки на поверхность Луны. При предыдущем руководстве НАСА категорически отказывалось говорить о высадке людей на Луну. Сейчас планы поменялись. Хотя основной целью на дальнюю перспективу остался полет на Марс, на первом этапе НАСА хочет достичь лунной поверхности. В представленном плане большая роль отдается частным компаниям.

Платформа Moon Express

Первый этап реализации программы начнется уже в следующем году. В США есть две компании, обладающие почти готовыми посадочными аппаратами. Это Astrobotic и Moon Express, обе были участниками конкурса Google Lunar X-Prize и обе обладают готовыми или почти готовыми аппаратами. НАСА может решить их финансовые проблемы, заказав доставку своей аппаратуры на поверхность Луны. Грузоподъемность платформы Peregrine компании Astrobotic составляет 35 кг, для ее запуска будет использована ракета-носитель Atlas V. Демонстрационный посадочный аппарат Moon Express значительно меньше. Он будет запущен на ракете Electron сверхлегкого класса.

К 2022 году должен быть разработан лунный посадочный аппарат среднего класса. За такую работу собиралась взяться компания Blue Origin миллиардера Джеффа Безоса, однако Astrobotic тоже вряд ли откажется от контракта. Посадочные аппараты этого класса будут использоваться для разведки ресурсов Луны.

Наконец, в 2024 году должна быть запущена тяжелая посадочная платформа, вероятно, разработанная Blue Origin. В дальнейшем эти аппараты смогут использоваться для возврата образца лунного грунта на Землю. В новой презентации НАСА такая платформа названа платформой пилотируемого класса, однако в проекте бюджета агентства существует разделение между тяжелыми посадочными аппаратами (2024 год) и пилотируемыми взлетно-посадочными платформами (вторая половина 2020-х). Вероятно, космическое агентство рассчитывает использовать технологию Blue Origin для обеспечения взлета и посадки на Луну, но работу по созданию кабины для астронавтов возложить на одну из проверенных старых компаний.

Разработка отдельных модулей для жизни на поверхности Луны в программе НАСА не упоминается, т.е. лунной базы в планах агентства нет.

Планы НАСА еще могут измениться и, несомненно, будут меняться, однако есть определенные основания полагать, что от постройки окололунной станции американское космическое агентство не откажется. В 2024 году должна завершаться эксплуатация Международной космической станции, и НАСА необходим новый пилотируемый форпост вместо нее. МКС может быть заменена как другой низкоорбитальной станцией, так и станцией в окрестностях Луны. Оба варианта будут достижимы и доступны с финансовой точки зрения, однако только посещаемая платформа у Луны позволит оправдать затянувшуюся и непомерно дорогую разработку комплекса SLS/Orion. По сути, полеты к Луне – единственное возможное предназначение этой системы. Поэтому НАСА придется либо закрыть разработку ракеты SLS и корабля Orion и начать ее заново под новыми названиями и со слегка измененными проектами (крайне пессимистичный вариант), либо строить станцию около Луны.