О возвращении на Луну грезит практически каждый астронавт или ученый США, и очень многие ученые мира просто рассматривают вариант посещения спутника. С тех пор как программа «Аполлона» с шиком удалась и первые астронавты ступили на Луну 20 июля 1969 года, мы перебираем способы вернуться на Луну… и остаться на ней, как предлагает директор Европейского космического агентства. С тех пор очень много предложений было спрятано в долгий ящик и еще больше — серьезно рассмотрено. В любом случае все планы провалились, несмотря на кучу громких слов и смелых обещаний.
На семинаре, который проходил в августе 2014 года, представители NASA встретились с гарвардским генетиком Джорджем Черчем и Питером Диамандисом из X Prize Foundation, а также другими сторонами, вовлеченными в диалог на тему освоения космоса, чтобы обсудить бюджетные варианты возвращения на Луну. Работы на эту тему, которые лишь недавно стали доступны в специальном выпуске журнала New Space, описывают лунное поселение, которое можно было бы построить на Луне к 2022 году за сравнительно небольшие 10 миллиардов долларов.
Если коротко, у создания базы на Луне есть масса преимуществ. В дополнение к созданию заправочных станций, которые скостят миллиарды будущим космическим миссиям — особенно на Марс, запланированным в 2030-х годах, — она могла бы обеспечить уникальные возможности для научных исследований и испытаний новых технологий. Но планам ее построить препятствовали два ключевых момента.
Во-первых, такое финансирование довольно сложно выделить, и это понятно, учитывая расходы на космические миссии за последние 50 лет. Чтобы вы понимали, программа «Аполлон» обошлась налогоплательщикам в 150 миллиардов долларов (это по современным меркам). В то же время годовой бюджет NASA на 2015 год был примерно 18 миллиардов долларов, а на 2016 запланировано примерно 19,3 миллиарда долларов расходов. В дни, когда освоение космоса не является вопросом национальной безопасности, деньги выделяются очень скудно.
Второй момент — нужен президентский указ «вернуться на Луну во что бы то ни стало», который решит все проблемы и обеспечит необходимые бюджеты. Но несмотря на неоднократные попытки, ни один указ на возобновление освоения Луны или космоса так и не решил этот вопрос. Короче говоря, освоению космоса мешает традиционное мышление, предполагающее необходимость траты огромных средств и поддержки администрации.
Но по правде говоря, ряд достижений за последние годы позволяет существенно снизить стоимость миссий. Это и польза лунной базы для освоения космоса и человечества были предметом обсуждений на семинаре 2014 года. Астробиолог NASA Крис Маккей, который редактировал журнальную серию в New Space, рассказал в письме Universe Today, что одним из важных преимуществ недорогой базы на Луне является то, что она подвигает другие миссии к пределам ценовой досягаемости.
«Я заинтересован в долгосрочной исследовательской базе на Марсе — не только в краткосрочной высадке людей, — говорит он. — Основание исследовательской базы на Луне покажет, что мы знаем, что делать и можем это сделать. Нам нужно отойти от текущей ситуации, когда расходы настолько высоки, что база на Луне, миссия на Марс и миссия на астероид все взаимно исключают друг друга. Если бы мы могли снизить расходы в десять или более раз, мы смогли бы заняться всеми миссиями».
Центральным во всем этом можно назвать несколько ключевых изменений, которые произошли за последнее десятилетие. К ним относят развитие бизнеса космических запусков, что привело к общему снижению стоимости отдельных запусков. Развитие промышленности «нового космоса» — этим общим понятием называют различные частные коммерческие аэрокосмические предприятия — также способствует развитию новых технологий, применяемых в космосе.
По словам Маккея, эти и другие технологические разработки помогут решить проблему бюджета. «Помимо затрат на запуск, ключевым фактором снижения затрат на базу на Луне является создание технологий для устойчивого развития здесь, на Земле. Среди моих любимых примеров 3D-печать, электромобили, автономные роботы и рециркулирующие туалеты».
Александра Холл, бывший старший директор X Prize Foundation и один из главных авторов серии, также выражает важность новых технологий в создании функциональной лунной базы. Они также будут полезны здесь, на Земле, особенно в грядущие десятилетия, вместе с ростом населения и уменьшением ресурсов:
«Достижения в области жизнеобеспечения и замкнутого цикла жизни необходимы для поддержания жизни в течение длительного времени на Луне. Несомненно, они полезны, поскольку улучшают и нашу способность жить в условиях изменяющегося климата и сокращающихся ресурсов, — говорит она. — Если мы сможем выяснить, как строить структуры с тем, что уже есть на Луне, мы можем использовать эту технологию для создания инфраструктуры и решения жилищных проблем из материалов на Земле. Если мы сможем использовать породу, которая там, возможно, нам не придется таскать асфальт и кирпичи по всему миру».
Другой важный аспект создания эффективной лунной базы — международное сотрудничество, причем как в частном, так и общественном сегменте:
«Хотя будут коммерческие рынки для лунных мероприятий, изначально рынками будут заправлять правительства. Частный сектор лучше всего сможет обеспечить наиболее эффективные и конкурентные решения, когда правительства уточнят и определят долговременные планы по освоению. Я считаю, что Google Lunar XPRIZE подтолкнет других частных и коммерческих партнеров к гонке за строительство поселения на Луне, и это затмит необходимость участия со стороны государства. Как только небольшая компания продемонстрирует, что сможет добраться до Луны и будет продуктивной, другие начнут планировать новый бизнес и мероприятия».
Что касается того, где эта база будет и что она будет делать, предлагалось разместить ее на одном из полюсов и сделать по образу американской антарктической станции на Южном полюсе. По плану она должна управляться силами NASA или международного консорциума и вмещать экипаж из десяти человек, смесь персонала и полевых ученых, которые будут сменяться три раза в год.
Деятельность на этой базе, которой будут способствовать автономные и управляемые дистанционно роботизированные устройства, будет сосредоточена на поддержке полевых исследований, проводимых аспирантами. Также будут испытываться технологии и программы, к примеру, предполагающие использование на Марсе. NASA планирует отправить астронавтов на Красную планету в грядущие несколько десятилетий.
Несколько раз в журнальной серии подчеркивается, что сделать все это можно относительно недорого — за 10 миллиардов долларов. Вот что излагается в соответствующем документе:
«Основываясь на опыте последних программных инноваций NASA, таких как программа COTS, возвращение людей на Луну может быть не таким дорогим, как считалось ранее. США могли бы вернуть людей на поверхность Луны за 5-7 лет, потратив ориентировочно 10 миллиардов долларов (-30%), выделяемых двумя независимыми и конкурирующими коммерческими поставщиками услуг, или по 5 миллиардов долларов на каждого поставщика, используя метод партнерства».
Другие проблемы, обсуждаемые в серии, касаются расположения базы и характер ее систем жизнеобеспечения. В статье под названием «Выбор места для лунной индустриализации, экономического развития и поселения», база располагается в северном или южном полярном регионе. Эта статья, написанная Деннисом Уиго, основателем и CEO Skycorp, определяет два возможных места для лунной базы, с использованием входных параметров, разработанных в консультации с венчурными капиталистами.
К ним относятся вопросы доступности энергии, недорогих коммуникаций на широкой площади, возможная доступность воды (или молекул на основе водорода) и других ресурсов, а также передвижение на местности. Согласно этим оценкам, северная полярная область является хорошим местом из-за своего простого доступа к солнечной энергии. Южный полюс тоже выступает потенциальным местом (особенно в кратере Шэклтон), из-за присутствия водяного льда.
И последнее: в серии исследуется вопрос экономических возможностей, которые могут иметь далеко идущие выгоды для людей на Земле. На первом месте — потенциал создания системы космической солнечной энергии, концепции, которая рассматривается в качестве возможного решения зависимости человечества от ископаемого топлива и ограничений солнечной энергии на Земле.
Если наземные солнечные коллекторы ограничены метеорологическими явлениями (погодой) и суточным циклом Земли (день и ночь), солнечные коллекторы, размещенные на орбите, могли бы собирать энергию от Солнца круглые сутки. Однако вопросы запуска и расходов на беспроводную передачу энергии делают ее непривлекательной в финансовом отношении.
Предложенный «лунный самовоспроизводящийся солнечный завод» мог бы снизить затраты в четыре раза. Такой завод мог бы создавать солнечные спутники из лунного материала, используя самореплицирующиеся системы, способные создавать точные копии себя, а затем разворачивать их на геостационарной орбите Земли с помощью линейного электромагнитного ускорителя.
Главной темой в серии звучит то, как лунная база предоставит возможности для кооперации между частным и общественным сегментами и разными народами. МКС — прекрасный пример того, как люди многих стран мира могут извлекать выгоду из общей научной программы. Неудивительно, что NASA хочет расширить такую модель (COTS) и на Луну (LCOTS). Помимо присутствия людей на Луне, такое мероприятие поможет в развитии технологий, которые сделают Марс доступнее в ближайшие годы.
Вообще, все это кажется интересным: вернуться на Луну и заложить фундамент для постоянного человеческого поселения. А дальше — к Марсу, к поясу астероидов, за пределы Солнечной системы. Чем больше будет развиваться лунная база, тем больше возможностей для дальнейшего освоения будет появляться со временем.
