Битва за Луну. Сложный выбор Илона Маска

битва за Луну

Официальной целью программы «Артемида-3» по-прежнему остаётся доставка двух человек на поверхность Луны в 2025 году. Это должно произойти с помощью лунного модуля HLS (Human Landing System) от компании SpaceX и системы SLS/Orion (ракета-носитель/ космический корабль) НАСА.

Однако всем давным-давно ясно, включая и функционерам НАСА, что эти сроки нереалистичны. И что в 2025 году мы не увидим запуска к Луне миссии «Артемида-3».

Однако североамериканское космическое агентство в настоящее время изо всех сил сопротивляется изменению сроков программы. Потому что почти договорилось за небольшой гешефт со знаменитым голливудским режиссёром Кристофером Ноланом о помощи в реализации своего проекта (шутка).

HLS от SpaceX
Так выглядит текущий вариант HLS от SpaceX. Источник: SpaceX.

Гладко было на бумаге

Однако очень скоро ситуация может измениться. Поскольку счётная палата США (GAO) в своём недавнем отчёте ясно дала понять, что «Артемида-3» никоим образом не сможет отправиться на Луну в декабре 2025 года. И никаких сомнений в этом у неё нет. И быть не может.

Основные задержки, по мнению аудиторов, связаны как со статусом разработки скафандров для астронавтов программы, за которую отвечает компания «Axiom», так и с неопределённостью относительно программы компании SpaceX «Starship HLS», второй запуск в рамках которой только что завершился с совершенно неоднозначным результатом.

GAO считает, что при самом реалистичном сценарии «Артемида-3» будет готова к выполнению своей миссии не раньше 2027 года.

В апреле 2021 года НАСА официально объявило о подготовке контракта на разработку программы «Артемида-3» с использованием лунного посадочного модуля «Starship HLS» от SpaceX стоимостью 2,9 миллиарда долларов. И этот выбор стал официальным в июле того же года. Этот лунный модуль позже стал известен как «HLS Option A». Не следует путать его с модулем «HLS Option B», представленным в 2022 году. Вариант B должен стать лунным модулем миссии «Артемида-4», запуск которой оптимистично запланирован на 2028 год.

Ну и наконец есть ещё один лунный модуль, анонсированный в мае этого года – «Blue Moon Mark-2» от компании Blue Origin. Этот модуль должен полететь на «Артемиде-5» не ранее 2029 года.

Итого, согласно нынешнему подходу НАСА к программе «Артемида», на ближайшие годы формально запланирована постройка пяти лунных модулей. Подождите, как пяти-то (спросите вы)? Разве не три? Нет, их пять. Потому что для каждого пилотируемого лунного модуля предварительно будет запущена беспилотная версия для отработки систем обеспечения безопасности.

Согласно текущему графику, беспилотный «HLS Option А» должен приземлиться на Луне в 2024 году. В этот срок, конечно же, уложиться уже практически невозможно.

программа Артемида расписание
Текущий календарь запусков в рамках программы «Артемида». Все ещё действующий. Источник: НАСА.

Оптимисты верят

До сих пор основной причиной задержки программы «Артемида» была система SLS/Орион. Однако самая большая ракета НАСА всё же смогла успешно стартовать в прошлом году, и космический корабль «Орион» удачно облетел Луну в ходе выполнения миссии «Артемида-1».

И хотя оптимисты уверены, что «Артемида-2» непременно отправится к Луне в ноябре следующего года, как и планировалось, существует огромная вероятность, что мы не увидим пилотируемый облёт нашего спутника раньше, чем через два года.

Разработка сегмента миссии SLS/Orion затягивается, однако основная проблема сосредоточена в отставании от графика создания лунного модуля «HLS Option A», и это является самым серьёзным источником головной боли для руководителей НАСА.

Навскидку может показаться, что у «Starship» дела идут неплохо. Даже несмотря на то, что ещё один из прототипов её ракеты снова не смог достичь орбиты. Стоить отметить, кстати, что при втором пуске стартовый стол остался практически целым, и «Starship» успешно выполнила свою основную задачу до момента разделения ступеней, а все 33 двигателя «Raptor» отработали нормально.

Вторая ступень ракеты была уничтожена ещё до остановки двигателей, и машине не хватило всего несколько секунд для достижения скорости, при которой она вышла бы на околоземную орбиту.

Но проблема-то, на самом деле, вовсе не в том, что «Starship» пока не смогла достичь низкой опорной орбиты (НОО). Вовсе нет. Это получится сделать наверняка. Дело в том, что для достижения целей по работе на Луне её нужно будет дополнительно несколько раз дозаправлять!

Сложная схема

Схема полёта к Луне и высадка на неё сегодня предусматривается такая: сначала запускается серия «Starship» многоразового использования (танкеров), которые будут загружены метаном и жидким кислородом. После чего запускается HLS, который последовательно стыкуется с этими танкерами, забирает из них топливо, после чего выходит на эллиптическую окололунную орбиту, где будет ждать прибытия астронавтов на корабле «Орион».

Затем экипаж переходит на HLS, который приземлится на Луне и будет оставаться на её поверхности в течение 6,5 суток. Затем астронавты взлетят на HLS, снова состыкуются с «Орионом» и вернутся на Землю.

И главной проблемой здесь является необходимость большого количество запусков, необходимых для заправки HLS топливом. Это должно произойти в течение нескольких недель, чтобы предотвратить испарение жидкого метана и кислорода. Это ещё не говоря о том, насколько сложна сама транспортировка многих тонн криогенного топлива, чего никто никогда не делал.

Но сколько потребуется запусков? Эта цифра является предметом споров с тех пор, как Джефф Безос использовал её, чтобы раскритиковать выбор НАСА лунного модуля HLS от компании SpaceX.

И она снова оказалась в центре внимания, когда Лакиша Хокинс из НАСА подтвердила 17 ноября, что потребуется «более пятнадцати запусков» танкеров «Starship» с интервалом между стартами в шесть суток.

Это число, кстати, соответствует 16 запускам, о которых сообщило GAO в 2021 году.

Сравнение лунных модулей от SpaceX и Blue Origin
Два лунных модуля программы «Артемида». «Blue Moon Mk.2» компании Blue Origin (справа) и лунный модуль HLS SpaceX (слева). Источник: НАСА.

Мы станем лучше!

Однако Илон Маск заявил, что это число взято с потолка, и добавил, что потребуется запуск от 4, до максимум, 8 танкеров. Оптимизм Маска обусловлен его ожиданиями улучшения характеристик «Starship», поскольку усовершенствования двигателей «Raptor» позволят сделать их более мощными, а вес прототипов «Super Heavy» будет уменьшаться.

Позже Маск заявил, что его инженеры разрабатывают версию «Starship-v2» с меньшей сухой массой и большей вместимостью топлива.

Но в любом случае от заправки на орбите никуда не деться. И этот процесс вызывает серьёзную головную боль у планировщиков миссий «Артемида».

Однако выход из этого болота есть: нужно просто забыть о повторном использовании ракет. Этот вариант может показаться нелогичным, поскольку идеология системы «Starship» основана именно на многократном использовании первых двух ступеней для снижения затрат и ускорения темпов запусков.

Но в случае с «HLS Option A» миссии «Артемида-3» повторное использование касается только заправочных танкеров, поскольку сам корабль и, возможно, некий орбитальный топливный бак будут одноразовым.

Забыв на время про повторное использование ступеней, SpaceX может сосредоточиться на выходе на орбиту и отработке манёвров по перекачке топлива, не тратя время на сложные манёвры по входу в атмосферу, спуску, и посадке многоразовых компонентов миссии. Более того, без повторного использования система значительно увеличит свою грузоподъёмность на НОО. И сразу же отпадает необходимость ждать, пока станут доступны очень лёгкая версия «Starship» или гораздо более мощные двигатели «Raptor».

внешний вид космического корабля на Луну от SpaceX
Текущий дизайн HLS от SpaceX с пятью развёрнутыми солнечными батареями. Источник: SpaceX.

Битва за Луну

И самое главное: одноразовая система «Starship» может помочь НАСА опередить Китай, который, если не будет очень серьёзных неудач, планирует отправить двух своих космонавтов на Луну в 2030 году. И намерения китайцев выглядят очень серьёзно.

Очевидно, что по состоянию на сегодня очень трудно представить, как сможет успешно отработать система, которой требуется более десяти запусков самой большой ракеты в истории, чтобы доставить на Луну единственный лунный модуль (и который, вероятнее всего, не будет многоразовым).

Да, отказ от повторного использования ступеней противоречит самой базовой концепции системы, анонсированной Илоном Маском в 2016 году. Понятно, что единственный способ сделать систему «Starship» экономически конкурентоспособной – это её многоразовость. Но если «Артемида-3» будет отложена до 2027 года из-за беды со скафандрами, или проблем с HLS, или из-за каких-либо других трудностей, миссия может быть легко «сдвинута вправо» еще дальше. И это может привести к тому, что высадка китайцев на Луне станет более реальной.

Вполне возможно, что достижения Луны раньше Китая потребует принести какие-то жертвы, одной из которых может стать принципиальная концепция Маска – принцип многоразовости использования ракет.

Наблюдаем.

Всем добра.

китайские астронавты на Луне
Китайцы на Луне. Гонка началась. Из открытых источников.
Живой Космос
Оставьте комментарий!