Луна. История будущего - Оливер Мортон

Решение покупать услуги у частных компаний — чего NASA прежде не делало — обернулось невероятным успехом. NASA инвестировало в Falcon-9 и Dragon чуть менее 400 миллионов долларов, которые вносились по частям всякий раз, когда SpaceX достигала очередной из 40 определенных «вех». По внутренней оценке, разработка ракеты по старинке, силами NASA, обошлась бы агентству в 4 миллиарда долларов. Сегодня такой же подход начинает применяться к возрождающейся лунной программе агентства. Малые американские компании, включая Moon Express, Astrobotic и Marston Aerospace, планирующие по заказу клиентов и в собственных целях доставлять грузы на поверхность Луны, конкурируют за гранты NASA, которые собираются пустить на разработку лунных посадочных модулей. В 2019 году они примут участие в тендере NASA на доставку грузов на Луну. Обещание стабильного притока денежных средств от ключевого клиента уже позволило им твердо встать на ноги.

Если бы Вашингтон решил осуществлять таким образом и пилотируемые лунные миссии, SpaceX теоретически могла бы через несколько лет обеспечить перелеты с поверхности на поверхность, разработав относительно небольшое количество дополнительного оборудования. Предложенная Робертом Зубрином архитектура требует всего двух новых кораблей. Первый из них — транспортер, немного напоминающий фуру. Он совместит в себе роли третьей ступени «Сатурна-5» — той ступени, которая направила командный и лунный модули к Луне, — и лунного модуля. Запущенный на Falcon Heavy, этот транспортер сможет поднять восемь тонн груза с низкой околоземной орбиты на поверхность Луны.

Второй корабль напоминает взлетную ступень лунного модуля «Аполлона» с более крупным движителем. Пустым этот новый лунный модуль весит около двух тонн, при полной загрузке топливом — около восьми. Эти шесть тонн топлива обеспечат новому лунному модулю достаточную характеристическую скорость для взлета с Луны и возвращения на низкую околоземную орбиту.

Простейшая лунная миссия в архитектуре Зубрина, которую он называет Moon Direct, начинается с того, что беспилотный, но полностью заправленный новый лунный модуль на одном из транспортеров поднимают на низкую околоземную орбиту при помощи Falcon Heavy. Затем Falcon-9 запускает корабль Dragon с парой человек на борту. Dragon стыкуется с новым лунным модулем на транспортере, и астронавты переходят с одного корабля на другой. Транспортер везет уже пилотируемый новый лунный модуль к Луне, а пустой Dragon остается на орбите.

Через несколько дней транспортер приземляется на серую лунную равнину. Астронавты выходят и делают свои дела. Закончив, они отправляются обратно на низкую околоземную орбиту на новом лунном модуле. Там они снова стыкуются со своим кораблем Dragon, переходят в него и летят домой. Толпа ликует.

Двухтонный новый лунный модуль не может обеспечить астронавтам полный комфорт и достаточное количество провизии и оборудования. Однако восьмитонный обитаемый модуль может. Если вам хочется снарядить более масштабную миссию, первым делом отправьте на Луну на отдельном транспортере пустой обитаемый модуль и дайте астронавтам установку совершить посадку рядом с ним. Отправьте на Луну еще пару таких модулей — и небольшая лунная база готова.

Такие миссии с использованием Falcon Heavy кажутся вполне осуществимыми, довольно дешевыми, потенциально весьма продуктивными и, возможно, достаточно популярными. Однако они не вписываются ни в планы Маска, ни в планы NASA.

Разработав коммерчески жизнеспособную систему выхода на низкую околоземную орбиту, Маск нацелился на Марс. SpaceX не планирует в дальнейшем модернизировать ракеты Falcon-9 и корабли Dragon, а Falcon Heavy, возможно, совершит всего пару полетов. Компания сосредоточена на цели, до конца 2018 года обозначавшейся аббревиатурой BFR, которая одновременно технически точна и не лишена похабного шарма^[64]. Сейчас BFR официально называется Starship, но я подозреваю, что многие еще довольно долго будут именовать ее по-старому.

Создание новой ракеты — гораздо более сложная задача, чем разработка лунного транспортера или нового лунного модуля. Эту ракету предполагается оснастить двухступенчатой системой многократного использования, которая сделает ее мощнее «Сатурна-5», а также системой жизнеобеспечения, дающей астронавтам больше дней для жизни в космосе без пополнения запасов, чем МКС.

В конце 2018 года была разработана модификация ракеты, стартовая ступень которой может отправить 100-тонную вторую ступень с космическим кораблем на низкую околоземную орбиту. Когда корабль достигнет места назначения, его баки будут почти пусты. Чтобы заправить находящийся на орбите корабль метаном и жидким кислородом для доставки достаточно многочисленного экипажа на Марс, потребуются еще четыре таких запуска, в ходе которых вторые ступени будут использоваться в качестве танкеров. На Марсе корабль совершит посадку возле отправленной ранее химической установки, преобразующей марсианский углекислый газ и воду в метан и кислород, необходимые кораблю для возвращения на Землю.

Само собой, полететь на Луну гораздо проще. Единственной дозаправки после запуска будет достаточно, чтобы корабль Маска доставил 100 тонн на Луну, сохранив в баках достаточно топлива для возвращения на Землю.

Может показаться, что NASA, получившее мандат на разработку Луны и довольное покупкой услуг в частном секторе, поможет с финансированием этой чудо-ракеты, рационально поделив риски, как и при создании Falcon-9.

Однако NASA разрабатывает собственную большую ракету — Space Launch System, или SLS. Она стала наследницей изначально предложенной при Джордже Буше-младшем идеи о создании ракеты, которая сможет запускать в космос как лунные миссии, так и компоненты для марсианских миссий. За четырнадцать лет работы над проектом было потрачено около 20 миллиардов долларов. Ожидается, что к моменту, когда SLS сможет регулярно летать в космос — если такой день вообще настанет, — 20 миллиардов превратятся в 30. Это чудовищная цифра.

Когда взлетит первая пресловутая SLS, ее будут приводить в движение двигатели космических шаттлов. Не двигатели той же модели, что использовалась на шаттлах, а снятые с первых трех многоразовых орбитальных самолетов и отремонтированные двигатели. Тяга четырех таких двигателей будет усиливаться модифицированными боковыми ускорителями, которые также были разработаны для шаттлов. В усовершенствованной версии эти боковые ускорители могут заменяться ускорителями новой конструкции, использующими двигатели, которые фактически представляют собой F-1 с «Сатурна-5». Вторая ступень сначала будет использовать модифицированную версию первого кислородно-водородного двигателя, разработанного в США. Венчать ракету будет космический корабль «Орион» полностью новой конструкции. Тем не менее он имеет довольно очевидное сходство с командным модулем «Аполлона», в котором предусмотрено больше места для экипажа, больше функциональных возможностей для служебного модуля, а также питание от солнечной энергии. Иными словами, он напоминает пилотируемую модификацию Dragon, только стоит дороже.