Лунная гонка: технологии улучшаются, риски остаются
23 августа 2023 г.
В среду, 23 августа, индийский космический аппарат - модуль межпланетной станции "Чандраян-3" (Chandrayaan-3) - совершил успешную посадку вблизи Южного полюса Луны, сообщило агентство dpa. Индия стала четвертым государством, достигшим поверхности естественного спутника Земли, и первым, сделавшим это на его Южном полюсе.
Почему человек не может высадиться на Луну сегодня?
В 1969 году, когда спускаемый модуль американского космического корабля "Аполлон-11" достиг поверхности Луны, используемые при этом вычислительные мощности компьютеров были меньше, чем в современном мобильном телефоне. Так что же мешает высадиться на Луну сегодня? Это вопрос, который заслуживает ответа: США, Индия, Китай, Япония и Израиль продолжают попытки вновь побывать на Луне. Не отказывается от этой идеи и Россия, чей аппарат "Луна-25" на днях разбился при столкновении с поверхностью спутника Земли.
За 50 с лишним лет, прошедших после луннной гонки времен холодной войны, когда Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми землянами, побывавшими на Луне, инженерные разработки и технологии в ракетостроении получили значительное развитие.
"По сравнению с эпохой "Аполлона" навигационные системы сейчас гораздо более совершенны. Бортовые датчики позволяют более точно и автономно рассчитывать положение и скорость, бортовые компьютеры работают гораздо быстрее, а современные интерфейсы повышают уровень ситуационной осведомленности как наземных, так и бортовых экипажей", - говорит Маркус Ландграф (Markus Landgraf), руководитель отдела по исследованию Луны в Европейском космическом агентстве (ЕКА) и профессор астродинамики в Техническом университете Дармштадта.
Однако космический полет - это не только вычислительные мощности. "Технология ракетных двигателей продвинулась вперед с 1960-х годов, в основном в плане производительности, за счет более совершенных материалов и понимания гидродинамики и процессов сгорания. Но в то время как компьютеры работают во много раз быстрее, чем 50 лет назад, эффективность ракетных двигателей увеличилась лишь на 10-20%", - констатирует Ландграф.
Понимание рисков возросло
Вместе с улучшением технологий улучшилось и понимание рисков - особенно тех, что связаны с ракетостроением. "В 1960-70-е годы мы просто не понимали, на какие риски идем. Сегодня мы лучше понимаем это, но чтобы преодолеть риски, усложняем решения. А из-за сложности легче пропустить ошибку", - признает Малкольм Макдональд, профессор кафедры проектирования космических аппаратов Университета Стратклайд в Шотландии.
Именно поэтому ракеты проходят многочисленные испытания, прежде чем их используют для запуска людей в космос. "Мы извлекли уроки из таких катастроф, как пожар, вспыхнувший в кабине корабля NASA "Аполлон-1" в 1967 году", - отмечает ученый. По его словам, современные космические аппараты гораздо сложнее, что приводит не только к увеличению стоимости разработки и испытаний, но и к риску упустить что-то из виду.
Кратеры и валуны - посадки на Луну по-прежнему опасны
Однако Луна по-прежнему остается опасным местом для посадки - в частности из-за множества кратеров и валунов, которые делают ее поверхность неровной и непредсказуемой. По данным исследования, проведенного в 2020 году, число известных кратеров на Луне достигает 140 000, их диаметр колеблется от 1 до 8 км, а некоторые имеют диаметр в сотни километров и часто невероятно крутые склоны.
Кроме того, существуют валуны. "Работа на Луне по-прежнему сложна. Сейчас есть более совершенные карты, но ничто не может сравниться с тем, чтобы побывать там", - уточняет Ландграф. Кратеры и валуны представляют собой угрозы на месте, которые необходимо оценить при попытке мягкой посадки, чтобы остаться в живых, а не разбиться, как в случае с российским аппаратом "Луна-25".
Покорить Южный полюс
Целью миссии "Луна-25" была посадка в Богуславском кратере диаметром около 95 км, расположенном на Южном полюсе Луны. Предполагается, что там находятся запасы замерзшей воды и, возможно, других ресурсов, необходимых для жизни и работы человека на Луне и его возвращения на Землю. Таким образом, этот регион заслуживает тщательного изучения.
В 2014 году ученые провели исследование безопасности посадочных площадок в Богуславском кратере. Они обнаружили склоны с углом наклона в 5-10 градусов и другие, более опасные склоны с углом наклона около 45 градусов. Кроме того, на площади 4 кв. км оказалось более 16 000 валунов размером от 0,5 м до 13 м.
Итак, имелась достаточно подробная информация почти на 10 лет вперед. И все же первое, что сказал глава Роскосмоса Юрий Борисов после старта "Луны-25" 11 августа, - это то, что придется искать идеальное место для посадки. Что можно перевести как: мы многого не знаем о Луне.
По данным Роскосмоса, при заходе на посадку космический аппарат "Луна-25" "перешел на непредсказуемую орбиту и прекратил свое существование в результате столкновения с поверхностью Луны". Итого: из 14 российских (в том числе и советских) космических аппаратов, которые должны были сесть на Луну, семь совершили посадку и столько же потерпели неудачу.
Лунная гонка продолжается
В последние годы после полувека с лишним кажущегося бездействия наблюдается серия новых лунных проектов. И серия неудач. В 2019 году Израиль предпринял первую попытку высадки своего космического аппарата на Луне. Из-за сбоя главного двигателя лунный модуль "Берешит" разбился о поверхность спутника Земли.
31 июля того же года на поверхность обратной стороны Луны упал китайский микроспутник "Лунцзян-2", успевший незадолго до этого передать несколько снимков тени Луны на земной поверхности в ходе полного солнечного затмения. 2 сентября 2019 года из-за резкого торможения разбился лунный зонд "Викрам", выпущенный с индийского космического аппарата "Чандраян-2". Он также пытался совершить мягкую посадку на Южном полюсе Луны.
А в апреле 2023 года не смог прилуниться частный космический аппарат "Хакуто-Р". Вероятная причина: избыточная скорость при посадке. "Неудачи "Хакуто-Р" и "Чандраян-2" возникли, грубо говоря, в результате неправильных или неполно проведенных тестов, что, возможно, было вызванно мерами по сокращению расходов", - полагает Ландграф.
Не отстает и NASA. Американское космическое агентство вместе с европейскими партнерами реализует собственную лунную программу "Артемида" (Artemis). Ее долгосрочная цель: создании постоянной базы на Луне и облегчении пилотируемых полетов на Марс. После успешного пробного старта миссии Artemis I в ноябре 2022 года планируется осуществить в 2025 году посадку на Луну с экипажем.
Смотрите также: