I romindustrien ble den evige striden mellom fysikere og tekstforfattere i det 21. århundre omgjort til en debatt om hva som er viktigere for menneskeheten - automatisk eller bemannet astronautikk?
Tilhengere av "automatisering" appellerer til de relativt lave kostnadene ved å lage og lansere enheter, som er til stor nytte både for grunnvitenskap og for å løse anvendte problemer på jorden. Og deres motstandere, som drømmer om den tiden da "våre spor vil forbli på de støvete stiene til fjerne planeter", hevder at utforskning av verdensrommet er umulig og rimelig uten menneskelig aktivitet.
Hvor skal vi fly?
I Russland har denne diskusjonen en veldig alvorlig økonomisk bakgrunn. Det er ingen hemmelighet for noen at budsjettet for den innenlandske kosmonautikken er mye mindre sammenlignet med USA og Europa, men også med et så relativt ungt medlem av romfartsklubben som Kina. Og retningene som industrien kalles til å arbeide i vårt land er mange: i tillegg til å delta i programmet International Space Station (ISS), er dette det globale navigasjonssatellittsystemet GLONASS, og kommunikasjonssatellitter, fjernmåling av jorden, meteorologisk, vitenskapelig romfartøy, for ikke å snakke om militær bruk og dobbel bruk. Så vi må dele denne økonomiske "trishkin kaftan" for ikke å fornærme noen (selv om til slutt alle viser seg å bli fornærmet, siden de tildelte midlene til normal utvikling av bransjen tydeligvis ikke er nok).
Nylig sa lederen for Federal Space Agency (Roscosmos) Vladimir Popovkin at andelen bemannet astronautikk i budsjettet til hans avdeling er veldig stor (48%), og den bør reduseres til 30%. Samtidig presiserte han at Russland strengt vil overholde sine forpliktelser under ISS -programmet (etter at flyvninger opphører i år, er det bare russiske Soyuz -romfartøyer som vil gi mannskap til bane). Hva skal vi spare på da? Om vitenskapelig forskning eller lovende utvikling? For å svare på dette spørsmålet er det nødvendig å forstå utviklingsstrategien til innenlandsk bemannet astronautikk for de kommende tiårene.
I følge Nikolai Panichkin, første visegeneraldirektør i TsNIIMash (som fungerte som talerør for Roscosmos hovedvitenskapelige og ekspertinstitutt), er det i dag feil å telle romaktiviteter i 10-15 år: "Grundforskningens oppgaver i dyp rom, er utforskningen av Månen og Mars så storslått at det er nødvendig å planlegge i minst 50 år. Kineserne prøver å se fremover i hundre år."
Så hvor skal vi fly i nær fremtid - til bane nær jord, til månen eller til Mars?
Syvende del av verden
Romfartsindustriens patriark, nærmeste medarbeider til den strålende designeren Sergei Korolev, akademiker ved det russiske vitenskapsakademiet Boris Chertok er overbevist om at verdens kosmonautikkens hovedoppgave bør være sammenføyning av månen til jorden. Ved åpningen av den planetariske kongressen for romfartsdeltakere, som fant sted i Moskva i begynnelsen av september, sa han: "Akkurat som vi har Europa, Asia, Sør- og Nord -Amerika, Australia, må det være en annen del av verden - Måne."
I dag snakker mange land, først og fremst USA og Kina, om sine ambisjoner for jordens satellitt. Nikolai Panichkin uttaler: “Da spørsmålet ble avgjort, hva som kom først - månen eller Mars, var det forskjellige meninger. Vårt institutt mener at vi likevel må sette et fjernt mål - Mars, vi må gå gjennom månen. På den har mange ting ennå ikke blitt utforsket. På månen er det mulig å lage baser for forskning på dyp plass, for å utvikle teknologier for en flytur til Mars. Derfor, når vi planlegger en bemannet flytur til denne planeten innen 2045, må vi etablere utposter på månen innen 2030. Og i perioden fra 2030 til 2040, skape grunnlaget for storskala utforskning av månen med baser og forskningslaboratorier."
Den første visedirektøren for TsNIIMash mener at ideen om å lage et lager for mat og drivstoff i bane nær jord fortjener oppmerksomhet ved implementering av måneprosjekter. På ISS er det lite sannsynlig at dette vil bli implementert, siden stasjonen skulle stoppe driften rundt 2020. Og store måneekspedisjoner vil begynne etter 2020. Og et annet viktig aspekt fremheves av den russiske spesialisten: “Når instituttet foreslår denne strategien, korrelerer vi den med lignende strategiske planer for Kina og Amerika. Måneløpet må selvfølgelig være fredelig. Som kjent kan atomvåpen ikke testes og distribueres i verdensrommet. Hvis kosmonauter, astronauter og taikonauter i nær fremtid begynner å slå seg ned på månen, bør de bygge boliger der, vitenskapelige laboratorier, foretak for utvinning av verdifulle mineraler, og ikke militærbaser."
Utviklingen av månens naturressurser er en prioritert oppgave, mange forskere er overbevist om. Så, ifølge akademikeren ved Russian Academy of Sciences Erik Galimov, kan månemineraler redde menneskeheten fra den globale energikrisen. Tritium levert til jorden fra himmellegemet nærmest det kan brukes til termonukleær fusjon. I tillegg er det veldig fristende å gjøre månen til en utpost for utforskning av dype rom, en base for å overvåke farer ved asteroider, overvåke utviklingen av kritiske situasjoner på planeten vår.
Den lyseste (og kontroversielle!) Ideen er fortsatt bruk av helium-3 tilgjengelig på månen, som ikke er på jorden. Den største fordelen, sier Galimov, er at det er "miljøvennlig drivstoff." Dermed forsvinner problemet med fjerning av radioaktivt avfall, som er kjernen i kjernekraft. I følge forskerens beregninger vil det årlige behovet for hele menneskeheten for helium-3 i fremtiden være 100 tonn. For å få dem, er det nødvendig å åpne et tre meter langt lag med månejord med et areal på 75 x 60 kilometer. Paradoksalt nok vil hele syklusen - fra produksjon til levering til jorden - koste omtrent ti ganger billigere enn bruk av hydrokarboner (tatt i betraktning de eksisterende oljeprisene).
"Vestlige eksperter foreslår å bygge heliumreaktorer direkte på månen, noe som vil redusere kostnadene ved å generere ren energi ytterligere," bemerker akademikeren. Reservene til helium -3 på månen er enorme - omtrent en million tonn: nok for hele menneskeheten i mer enn tusen år.
Men for å begynne å gruve helium-3 på månen om 15–20 år, er det nødvendig å starte geologisk leting nå, kartlegge områdene som er beriket og utsatt for solen, og lage pilottekniske installasjoner, sier Galimov. Det er ingen komplekse ingeniøroppgaver for implementeringen av dette programmet, det eneste spørsmålet er investering. Fordelene med dem er åpenbare. Ett tonn helium-3 i energiekvivalent er lik 20 millioner tonn olje, det vil si til nåværende priser koster mer enn 20 milliarder dollar. Og transportkostnadene for levering av ett tonn til Jorden vil utgjøre bare 20-40 millioner dollar. I følge spesialistberegninger vil kraftindustrien trenge 20 tonn helium -3 per år, og for hele jorden - ti ganger mer for å dekke Russlands behov. Ett tonn helium-3 er nok for en årlig drift av et 10 GW (10 millioner kW) kraftverk. For å trekke ut ett tonn helium-3 på månen, vil det være nødvendig å åpne og behandle et område på tre meter dypt på et område på 10-15 kvadratkilometer. Ifølge eksperter er kostnaden for prosjektet 25-35 milliarder dollar.
Ideen om å bruke helium-3 har imidlertid motstandere. Hovedargumentet deres er at før man lager grunnlag for utvinning av dette elementet på månen og investerer betydelige midler i prosjektet, er det nødvendig å etablere termonukleær fusjon på jorden i industriell skala, noe som ennå ikke har vært mulig.
Russiske prosjekter
Uansett, teknisk kan oppgaven med å gjøre månen til en kilde til mineraler løses i årene som kommer, er russiske forskere overbevist om. Dermed kunngjorde flere ledende innenlandske virksomheter sin beredskap og spesifikke planer for utviklingen av en jordsatellitt.
Automata bør være den første som "koloniserer" månen, ifølge Lavochkin Scientific and Production Association, den ledende nasjonale frivillige organisasjonen innen romforskning ved hjelp av automatiske kjøretøyer. Der, sammen med Kina, utvikles et prosjekt som er utformet for å legge grunnlaget for den industrielle utviklingen av månen.
Ifølge bedriftens spesialister er det først og fremst nødvendig å undersøke et himmellegeme ved hjelp av automatiske midler og opprette et måneteststed, som i fremtiden vil bli et element i en stor bebodd base. Den bør inneholde et mobilkompleks med lette og tunge månens rovere, telekommunikasjon, astrofysiske og landingskomplekser, store antenner og noen andre elementer. I tillegg er det planlagt å danne en konstellasjon av romfartøyer i en bane nær månen for kommunikasjon og fjernmåling av overflaten.
Prosjektet er planlagt gjennomført i tre trinn. Først, ved hjelp av lette kjøretøyer, velger du de optimale områdene på månen for å løse de mest interessante vitenskapelige og anvendte problemene, og distribuerer deretter orbitalkonstellasjonen. På sluttfasen vil tunge måne -rovere gå til jordens satellitt, som vil bestemme de mest interessante punktene for landing og prøvetaking av jord.
Den planlagte, etter prosjektutviklernes oppfatning, vil ikke kreve veldig store investeringer, siden lette konverteringskjøretøyer av typen Rokot eller Zenit kan brukes til å lansere kjøretøy (bortsett fra tung lunar rovers).
Det russiske bemannede romfartsselskapet, SP Korolev Rocket and Space Corporation (RSC) Energia, er klar til å ta fatt på stafettpinnen for måneutforskningen. Ifølge spesialistene vil ISS spille en viktig rolle i etableringen av månebasen, som til slutt skulle bli en internasjonal romhavn. Selv om partnerlandene i ISS -programmet etter 2020 bestemmer seg for ikke å forlenge driften lenger, er det planlagt å bygge en plattform på grunnlag av det russiske segmentet for montering av strukturene til den fremtidige månebasen i bane.
For å levere mennesker og last i bane, utvikles et lovende transportsystem, som vil bestå av et grunnfartøy og flere av dets modifikasjoner. Grunnversjonen er en ny generasjon bemannet transportskip. Den er designet for å betjene banestasjoner - for å sende mannskaper og last til dem med påfølgende retur til jorden, samt for å bli brukt som redningsskip.
Det nye bemannede systemet er fundamentalt forskjellig fra det eksisterende Soyuz -romfartøyet, først og fremst når det gjelder ny teknologi. Det lovende skipet vil bli bygget i henhold til Lego -designprinsippet (det vil si i henhold til modulprinsippet). Hvis det er nødvendig å fly inn i en bane nær jorden, vil et romfartøy bli brukt for å gi rask tilgang til stasjonen. Hvis oppgavene blir mer kompliserte og flyreiser utenfor verdensrommet er påkrevd, kan komplekset ettermonteres med et verktøyrom med mulighet for å gå tilbake til jorden.
Energia forventer at romfartøyets modifikasjoner vil gjøre det mulig å gjøre ekspedisjoner til månen, vedlikeholde og reparere satellitter, gjennomføre lange - opptil en måned - autonome flyvninger for å utføre ulike undersøkelser og eksperimenter, samt levering og retur av en økt mengde last i en ubemannet last som kan returneres. Systemet reduserer arbeidsmengden på mannskapet, og på grunn av fallskjerm-jetlandingssystemet vil landingsnøyaktigheten bare være to kilometer.
I henhold til planene fastsatt i det føderale romprogrammet frem til 2020, skal den første lanseringen av det nye bemannede romfartøyet finne sted i 2018 fra Vostochny -kosmodromen, som bygges i Amur -regionen.
Hvis Russland på statlig nivå likevel bestemmer seg for å utvikle mineraler på månen, vil Energia kunne tilby et enkelt transport- og lasteromskompleks som kan brukes til industriell utvikling av et himmellegeme. Dermed vil det nye skipet (som ennå ikke har fått sitt offisielle navn), som skal erstatte Soyuz, sammen med den interorbitale slepebåten Parom utviklet av RKK, sørge for transport av opptil 10 tonn last, noe som vil redusere transportkostnadene betydelig. Som et resultat vil Russland også kunne tilby kommersielle tjenester for å sende forskjellige laster ut i verdensrommet, inkludert store.
Parom er et romfartøy som vil bli skutt opp av et oppskytningsbil i en bane med lav jord (omtrent 200 km høyde). Deretter vil en annen lanseringskjøretøy levere en container med last til et gitt punkt på den. Slepebåten legger til kai med den og flytter den til destinasjonen, for eksempel til en banestasjon. Det er mulig å lansere en container i bane med nesten alle innenlandske eller utenlandske transportører.
Med den eksisterende finansieringen for romindustrien, er opprettelsen av en månebase og den industrielle utviklingen av en jordsatellitt imidlertid prosjekter med en ganske fjern fremtid. Planene for flyreiser til månen til turister ved hjelp av modifiserte Soyuz -romfartøyer virker mye mer realistiske, ifølge Roskosmos. Sammen med det amerikanske selskapet Space Adventures utvikler den russiske avdelingen en ny turistrute i verdensrommet, og den planlegger å sende jordboere på en sightseeingtur rundt månen om fem år.
Et annet kjent innenlandsk selskap, Khrunichev State Space Research and Production Center (GKNPTs), er også klar til å bidra til utviklingen av et himmellegeme. I følge spesialistene på GKNPT-er, bør måneprogrammet gå foran det første, nær-jordstadiet, som vil bli implementert ved hjelp av ISS-opplevelsen. På grunnlag av stasjonen, etter 2020, er det planlagt å lage et orbitalbemannet forsamlings- og operasjonskompleks for fremtidige ekspedisjoner til andre planeter, samt muligens turistkomplekser.
Måneprogrammet, ifølge forskere, bør ikke gjenta det som allerede er gjort i forrige århundre. Det er planlagt å lage en permanent stasjon i bane til en jordsatellitt, og deretter en base på overflaten. Utplasseringen av en månestasjon, bestående av to moduler, vil ikke bare gi en ekspedisjon til den, men også retur av last til jorden. Det vil også kreve et bemannet romfartøy med et mannskap på minst fire personer, som er i stand til å være i autonom flytur i opptil 14 dager, samt en månens banestasjonsmodul og et landings- og startbil. Det neste trinnet bør være en permanent base på månens overflate med all infrastrukturen som vil sikre oppholdet til fire personer på det første trinnet, og deretter øke antallet basemoduler og utstyre det med et kraftverk, en gateway -modul og annet nødvendige fasiliteter.
Romklubbprogrammer
Russland
Innenfor rammen av konseptet for utvikling av russisk bemannet romforskning fram til 2040, er det planlagt et program for utforskning av månen (2025–2030) og fly til Mars (2035–2040). Den nåværende oppgaven med å utvikle en satellitt av jorden er opprettelsen av en månebase, og et så stort program bør utføres innenfor rammen av internasjonalt samarbeid, er Roscosmos overbevist om.
Som en del av den første fasen av måneutforskningsprogrammet i 2013–2014, er det planlagt å lansere månesatellittene Luna-Glob og Luna-Resource, sa lederen for Lavochkin NPO Viktor Khartov. Oppgavene til Luna-Glob-oppdraget er å fly rundt månen, forberede og velge steder for månens rover, for andre tekniske og vitenskapelige komplekser, som vil bli grunnlaget for den fremtidige basen, samt studere månens kjerne ved å bruke spesielle boreenheter - penetratorer (i denne saken er det mulig å samarbeide med Japan, siden japanske spesialister har lykkes med å utvikle penetratorer i lang tid).
Den andre fasen sørger for levering av et vitenskapelig laboratorium - en månens rover til månen for et bredt spekter av vitenskapelige og teknologiske eksperimenter. På dette stadiet inviteres India, Kina og europeiske land til å samarbeide. Det er planlagt at indianerne, innenfor rammen av Chandrayan-2-oppdraget, vil skaffe en rakett og en flymodul, samt lansering fra deres kosmodrom. Russland vil forberede en landingsmodul, en månerover som veier 400 kilo og vitenskapelig utstyr.
I følge Viktor Khartov, i fremtiden (etter 2015) er det russiske prosjektet Luna-Resource / 2 planlagt, som sørger for opprettelse av en enhetlig landingsplattform, en månerover med lang rekkevidde, en startrakett fra månen, midler for lasting og lagring av prøver av månejord levert til jorden, samt implementering av høy presisjon landing på fyret som ligger på månen. Samtidig er det planlagt å utføre leveringen av månejordprøver som er samlet inn ved hjelp av månens rover i forhåndsvalgte områder av vitenskapelig interesse.
Luna-Resource / 2-prosjektet vil være den tredje fasen av det russiske måneprogrammet. Som en del av det er det planlagt å gjennomføre to ekspedisjoner: den første vil levere en tungforsknings lunar rover til månens overflate for å utføre kontaktforskning og ta prøver av månens jord, og den andre - en startrakett for å returnere jordprøver til jorden.
Opprettelsen av en automatisk base vil tillate å løse en rekke problemer av hensyn til et bemannet måneprogram, som gir at etter 2026 vil mennesker fly til månen. Fra 2027 til 2032 er det planlagt å opprette et spesielt forskningssenter "Lunar Proving Ground" på månen, som allerede er designet for kosmonauters arbeid.
USA
I januar 2004 kunngjorde USAs president George W. Bush NASAs mål om å "komme tilbake" til månen innen 2020. Amerikanerne planla å avhende foreldede skyttelbusser for å frigjøre midler innen 2010. I 2015 skulle NASA distribuere et nytt Constellation -program som ligner det moderniserte og utvidede Apollo -programmet. Hovedkomponentene i prosjektet er lanseringskjøretøyet Ares-1, som er en utvikling av skyttelens fastdrevne booster, Orion-bemannede romfartøy med et mannskap på opptil fem til seks personer, Altair-modulen, designet for landing på månens overflate og tar av fra den, scenen for flukten fra jorden (EOF), så vel som tungbæreren "Ares-5", designet for å skyte EOF inn i bane nær jord sammen med "Altair". Målet med Constellation -programmet var å fly til månen (ikke tidligere enn 2012), og deretter lande på overflaten (ikke tidligere enn 2020).
Imidlertid kunngjorde den nye amerikanske administrasjonen, ledet av Barack Obama, i år slutten av Constellation -programmet, og anser det for kostbart. Etter å ha innskrenket måneprogrammet, bestemte Obama -administrasjonen parallelt med å utvide finansieringen til driften av det amerikanske segmentet av ISS til 2020. Samtidig bestemte amerikanske myndigheter seg for å oppmuntre private selskapers innsats for å bygge og drive bemannede romfartøyer.
Kina
Det kinesiske månestudieprogrammet er konvensjonelt delt inn i tre deler. I løpet av det første i 2007 ble Chang'e-1-romfartøyet vellykket lansert. Han jobbet i månens bane i 16 måneder. Resultatet var et høyoppløselig 3D-kart over overflaten. I 2010 ble et annet forskningsapparat sendt til månen for å fotografere områder, i hvilke et av dem Chang'e-3 må lande.
Den andre fasen av forskningsprogrammet for en naturlig satellitt av jorden innebærer levering av et selvgående kjøretøy til overflaten. Som en del av den tredje fasen (2017) vil en annen installasjon gå til månen, hvis hovedoppgave vil være levering av månesteinprøver til jorden. Kina har til hensikt å sende sine astronauter til jordens satellitt etter 2020. I fremtiden er det planlagt å lage en beboelig stasjon der.
India
India har også et nasjonalt måneprogram. I november 2008 lanserte dette landet den kunstige månen "Chandrayan-1". En automatisk sonde ble sendt fra den til overflaten av den naturlige satellitten på jorden, som studerte atmosfærens sammensetning og tok jordprøver.
I samarbeid med Roscosmos utvikler India Chandrayan -2 -prosjektet, som ser for seg å sende et romfartøy til månen ved hjelp av det indiske GSLV -oppskytningsvognen, bestående av to månemoduler - en orbital og en landingsmodul.
Lanseringen av det første bemannede romfartøyet er planlagt til 2016. Ombord, ifølge sjefen for den indiske romforskningsorganisasjonen (ISRO) Kumaraswamy Radhakrishnan, vil to astronauter gå ut i verdensrommet, som skal tilbringe syv dager i bane rundt jorden. Dermed blir India den fjerde staten (etter Russland, USA og Kina) som utfører bemannede romfart.
Japan
Japan utvikler sitt måneprogram. Så i 1990 ble den første sonden sendt til månen, og i 2007 ble den kunstige satellitten Kaguya lansert der med 15 vitenskapelige instrumenter og to satellitter - Okinawa og Ouna ombord (den virket i månens bane i mer enn et år). I 2012-2013 var det planlagt å starte det neste automatiske apparatet innen 2020 - en bemannet flytur til månen, og innen 2025-2030 - opprettelsen av en bemannet månebase. Imidlertid bestemte Japan seg i fjor for å forlate det bemannede måneprogrammet på grunn av budsjettunderskudd.
