Текст уведомления здесь

Луна, туда и обратно

Почему люди улетели с Луны и зачем они собрались на нее вернуться

14 декабря 1972 года американский астронавт Джин Сернан произнес роковые слова: «Мы делаем последний шаг с поверхности Луны, возвращаемся домой, чтобы однажды вернуться — в не очень далеком будущем — с миром и надеждой для всего человечества». После этого он зашел в модуль «Челленджер» и закрыл за собой люк. Так человечество покинуло Луну. За прошедшие с тех пор 45 лет ни одного пилотируемого полета за пределы околоземной орбиты не было. Виталий «zelenyikot» Егоров рассказывает о том, зачем вообще летать к Луне и почему на Земле вновь заговорили об этом всерьез.
Добавить в закладки
Комментарии

Сегодня много говорят о полетах на Луну и Марс, но человек по-прежнему не удаляется от Земли дальше, чем на несколько сотен километров. 410 км — высота Международной космической станции; немного выше добирались «шаттлы» — на 540 км, когда ремонтировали космический телескоп «Хаббл». Все это кажется ничтожно малым по сравнению с лунными достижениями 1968—1972 годов.

Утрата реального интереса к пилотируемым полетам на Луну (и дальше) даже становится основой для целого ряда конспирологических теорий. Кто-то полагает, что полетов вообще не было, а эпохальные кадры сняты в голливудском павильоне. Кто-то полагает, что посланцы человечества на Луне встретились с чем-то таким, что навсегда отвадило от полетов: то ли запретом инопланетян, то ли чем похуже.

Причина прекращения полетов людей на Луну тесно связана с причиной, которая когда-то людей на Луну отправила. Сегодня, когда заходит речь о необходимости полетов людей на естественный спутник Земли, перечисляются различные мотивы: научные — изучить грунт, лунные пещеры, построить обсерватории; экономические — добывать гелий-3, налаживать туризм; политические — утвердить свое присутствие, расширить территорию своего государства за пределы Земли.

12 декабря 1972 года. Юджин Сернан на Луне. Фото: NASA
12 декабря 1972 года. Юджин Сернан на Луне. Фото: NASA

Однако эти мотивы оторваны от реальных научных, экономических и политических реалий. Научные задачи успешно выполняются беспилотными космическими аппаратами: окололунная среда и поверхность изучалась и изучается спутниками США, Китая, Индии, Японии. Китай совершил посадку лунохода в 2013 году и в ближайшие годы планирует осуществить доставку грунта и высадку лунохода на обратную сторону. Россия готовит исследование приполярных регионов, где предполагается обнаружить и исследовать лунный водяной лед и другие летучие соединения. Стоят эти исследования на порядки дешевле пилотируемых запусков.

Конечно, астронавты (напомним, что астронавты это те, у которых американский флаг на рукаве; российский — у космонавтов — прим. «Чердака») сделали для науки невероятно много. Благодаря собранному грунту удалось установить происхождение Луны и получить важные данные об истории формирования Солнечной системы. Добытые образцы и другие фактические материалы их полетов анализируются до сих пор. С другой стороны, практически все эти задачи можно было решить автоматическими средствами и на порядки меньшими затратами. Советский Союз так и сделал, когда стало ясно, что пилотируемая программа слишком сложна.

Конечно, советские автоматы сделали меньше, если сравнивать массы доставленного грунта: 382 кг из шести локаций от Apollo против 326 г грунта из всего трех мест от советских «Лун». Сравнение комплекса всех проведенных экспериментов показывает большое сходство: биологические эксперименты, исследование радиации, солнечного ветра, картографию реализовали программой «Зонд», а геологию, геоморфологию, буровые работы провели луноходами и посадочными станциями.

Перспективы лунной астрономии туманны в прямом смысле слова. Хотя окололунная среда с инженерной точки зрения представляет собой вакуум, он не отличается высокой чистотой. Луна обладает очень разреженной атмосферой и окутана клубами тонкой пыли, которая поднимается из-за метеоритной бомбардировки и электростатических эффектов на поверхности. Для оптической астрономии более приемлемым оказывается использование орбитальных телескопов на околоземной орбите или в точках Лагранжа. Луна открывает некоторые перспективы для радиоастрономии, но этих перспектив недостаточно, чтобы отправлять туда пилотируемые экспедиции.

Юджин Сернан за рулем лунного ровера. На фоне — спускаемый модуль миссии. Фото: NASA/Harrison Schmitt
Юджин Сернан за рулем лунного ровера. На фоне — спускаемый модуль миссии. Фото: NASA/Harrison Schmitt

Экономические перспективы освоения Луны пока тоже весьма иллюзорные. Гелий-3, о котором так часто вспоминают, не востребован сегодня настолько, чтобы обеспечить рентабельность добычи на Луне. Сейчас гелий-3 — побочный продукт производства и хранения трития. Его рыночная стоимость около $ 3000 за килограмм, чего недостаточно для того, чтобы его добыча на Луне могла выйти на самоокупаемость. Для примера: для получения килограмма гелия-3 потребуется переработать 10 000 тонн лунного реголита. Пока не освоена экономически выгодная управляемая реакция термоядерного синтеза на основе гелия-3, ни о каких экономических перспективах лунных шахтеров не может идти речи.

Окупаемость лунного туризма точно так же не просматривается. В настоящее время две компании предлагают возможность посещения окололунной орбиты без посадки за $ 75—120 млн — это российская «РКК Энергия» и американская SpaceX. Пока ни один турист этим предложением не воспользовался. По словам представителей «РКК Энергия», заинтересованность отдельных клиентов есть, но, чтобы полеты стали экономически выгодны, нужно хотя бы 10 заказчиков, а пока нашлось только восемь. Представители SpaceX сообщали о двух заинтересованных клиентах. Полет с посадкой на поверхность обойдется как минимум в десять раз дороже, и желающих придется искать еще дольше, чем на простой полет.

Что же касается расширения государственных границ за счет внеземной территории, то притязания на лунные территории со стороны отдельных государств или частных компаний несостоятельны по нормам международного права. Статья 2 Договора о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, гласит: «Космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами». Конечно, какое-либо государство может проигнорировать международные соглашения — даже те, которые само подписало, но не стоит думать, что прочие страны согласятся с таким нарушением.

Другими словами, мотивов полета, которые сегодня кажутся достаточно весомыми, недостаточно, чтобы найти средства на посещение Луны людьми.

Восход Земли, наблюдаемый с поверхности Луны. Фото: NASA

Восход Земли, наблюдаемый с поверхности Луны. Фото: NASA

Космонавтика стала частью острого противоборства сверхдержав, которое проходило практически во всех сферах. На международной арене противостояние носило жесткий характер, что привело сначала к Берлинскому кризису в 1961 году, а затем к Карибскому кризису в 1962-м. Мир оказался на грани начала Третьей мировой и первой ядерной войны.

В тех условиях столкновение политических режимов и экономических систем происходило практически во всех сферах. Уровень жизни граждан, спортивные достижения, экономические показатели, численность воинских соединений и их техническое оснащение, мощность и численность ядерных и термоядерных зарядов. В том мире США практически не могли допустить доминирования СССР в космосе. Им требовалось достижение, сравнимое с полетом первого человека в космос по своему влиянию на все человечество, и голливудский павильон с этой задачей бы не справился.

Полет Юрия Гагарина стал отправной точкой начала лунной программы США. Проконсультировавшись и заручившись поддержкой инженерных специалистов, молодой и новый президент Джон Кеннеди прочитал свою знаменитую речь «We choose to go to the Moon» («Мы принимаем решение пойти на Луну»). Заявленная цель была недостижима на тот момент, но основные этапы полета были примерно понятны и теоретически достижимы в случае выделения достаточных средств.

Дальше известно — средства были выделены, аэрокосмическая промышленность США нацелилась на одну задачу и шла к ней почти 10 лет. В отдельные годы 1960-х средства, выделяемые государством на космос, составляли до 5% годового бюджета страны. Подобные размеры космического финансирования больше не повторялись за всю историю космонавтики. По некоторым данным, примерно столько же в процентном соотношении выделял Советский Союз в 80-е на программу «Буран».

1959 год. Первая фотография обратной стороны Луны, полученная «Луной-3».

1959 год. Первая фотография обратной стороны Луны, полученная «Луной-3».

12 декабря 2017 года, в 45-ю годовщину посадки последней миссии Apollo-17, президент США Дональд Трамп подписал Директиву номер 1 по космической политике США. Директива 1, по его словам «определит важный шаг в возвращении американских астронавтов на Луну впервые с 1972 года». Так начинается новый виток истории, с цели «не только установить флаг и оставить след», но и заложить основания для полета на Марс и еще более дальние миры.

Еще ранее, в сентябре 2017 года, NASA и Роскосмос подписали «Совместное заявление о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса и создании окололунной посещаемой платформы Deep Space Gateway».

Что же сегодня явилось причиной возвращения интереса США к Луне? Экономическое или политическое противостояние с Россией здесь уже не подходит, учитывая, что полеты к Луне предполагаются совместные. Более вероятно появление нового конкурента — Китая. Сегодня китайская космонавтика активно развивается догоняющими темпами. В начале 2020-х годов предполагается создание китайской многомодульной орбитальной станции на околоземной орбите. В то же время эксплуатация Международной космической станции, которой занимаются США, Россия, Европа, Канада и Япония, предполагается до 2024 года. То есть к середине 2020-х годов может оказаться так, что Китай станет единственной космической державой с собственной космической станцией. Даже если срок жизни МКС продлят, то Китай все равно получит превосходство, ведь у него будет собственная станция.

Луна, вид с МКС. Фото: NASA

Луна, вид с МКС. Фото: NASA

Так что для демонстрации превосходства США нужна новая, более серьезная программа — уже за пределами околоземной орбиты. Проект перемещения маленького астероида и полета к нему, который продвигался в администрации Обамы, на роль престижа не годится из-за своей кратковременности и скромного масштаба. Поэтому Америке и нужна окололунная станция Deep Space Gateway, которая без посадки на Луну выглядит неполноценно.

У Китая точно так же есть стимул добраться до Луны в пилотируемом режиме. Тогда он сможет преодолеть стереотип догоняющего и подтвердить свое космическое лидерство. Космонавтика Китая официально пока не замахивается на пилотируемый полет к Луне в ближайшие годы, хотя видно, что техническая отработка этапов полета уже ведется.

Кто бы ни добрался первым до Луны в XXI веке, у нас есть шанс стать свидетелями или участниками новой межпланетной пилотируемой космонавтики. Остается только надеяться, что мы найдем новые смыслы таких полетов кроме достижения чувства морального превосходства одних землян над другими.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Исправляя А-Т на Г-Ц

Создан инструмент корректирования генома по буквам

Редактирование геномов на базе системы CRISPR-Cas9 продолжает свое триумфальное вторжение в нашу жизнь. На наших глазах рождается технология точечного редактирования оснований — отдельных букв нашего генома. Возможно, именно ей предстоит стать основной рабочей лошадкой медицинской генетики будущего.
Добавить в закладки
Комментарии

Грубо говоря, жизнь — это воспроизведение неточно самокопирующихся систем. И неточность тут так же важна, как и копирование: ошибки наследования делают живые организмы разными, а значит дают кому-то из них шанс на «апгрейд» приспособленности к условиям окружающего мира, постоянно подбрасывая эволюции новый материал для отбора. Но то, что хорошо для живого в целом, не всегда хорошо для конкретного организма — особенно если он обременён разумом и амбициями.

Изменчивость, в особенности мутационная, частенько наделяет нас помимо нашей невыносимой неповторимости ещё и некоторыми наследственными заболеваниями. Особенно заметно это на примере точечных мутаций, которыми в основном и отличаются друг от друга наши геномы.

Перед тем, как продолжить, давайте устроим себе короткий экскурс в молекулярную биологию. Каждая из двух цепей спирали ДНК состоит из нуклеотидов. Самая важная для хранения информации часть нуклеотида — его азотистое основание. Всего этих оснований четыре штуки: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Эти основания из двух разных цепей развёрнуты к центру двойной спирали, где аденин дополняет тимин (и наоборот), образуя с ним пару А-Т; подобные же отношения связывают и гуанин с цитозином, формирующих пару Г-Ц. Именно этой азбукой и записывается информация об аминокислотной последовательности всех белков нашего организма.

В коллаже использованы иллюстрации chromatos / Фотодом / Shutterstock
В коллаже использованы иллюстрации chromatos / Фотодом / Shutterstock

[ ... ]
Читать полностью

Ни проехать, ни пройти

Что мешает беспилотному транспорту захватить мир

Они в каждой пятой новости: дроны доставляют посылки, беспилотные грузовики рассекают по автострадам. Но если с беспилотниками все так хорошо, то где же они применяются и почему их еще не видно на каждом углу? Об этом «Чердаку» рассказал Антон Рогачев, руководитель образовательных программ лаборатории аэрокосмической инженерии МГУ.
Добавить в закладки
Комментарии

Сами по себе беспилотники — явление не новое. «Спутник — это, наверное, самый беспилотный беспилотник, потому что после запуска его ни поймать, ни отремонтировать нельзя. Но для спутника никакая особенная инфраструктура не нужна. Так, маленькие студенческие спутники „запускают“, попросту выбрасывая с МКС. А уж на орбите от них не требуется особых маневров», — говорит Антон.

Антон Рогачев. Фото предоставлено организаторами Олимпиад НТИ

Антон Рогачев. Фото предоставлено организаторами Олимпиад НТИ

Главное — доставить спутник в околоземное пространство, для чего существуют дорогие, но отработанные технологии. Дальше он будет оставаться на орбите или сгорит в атмосфере, а если на его пути окажется обломок космического мусора, то очень жаль, но увернуться от него у спутника практически нет возможности.

Другой пример работающих технологий беспилотного транспорта — автопилоты самолетов и кораблей. Конечно, такие сложные операции, как взлет и посадка или заход в порт, автопилоту доверить нельзя, однако в воздухе или открытом море, там где нет препятствий, он отлично справляется со своими обязанностями. [ ... ]

Читать полностью

Синтезировать солнце

Увидит ли мир работающий термоядерный реактор через несколько лет и как он будет выглядеть

Промышленный термоядерный синтез получил славу «вечно грядущей» технологии, которая всегда в разработке, всегда где-то там, в полувеке от нас. Впрочем, в последнее время сроки сократились: промышленных реакторов по-прежнему нет, но многие проекты обещают продемонстрировать работающие прототипы в ближайшие несколько лет. Если, конечно, все пойдет по плану.
Добавить в закладки
Комментарии

«Lockheed Martin начала разработку компактного термоядерного реактора… На сайте фирмы говорится о постройке первого опытного образца уже через год. Если это окажется правдой, через год мы будем жить в совершенно ином мире», — это начало одной из статей «Чердака». Со времени ее публикации прошло три года, и мир с тех пор не так уж сильно изменился.

Сегодня в реакторах атомных электростанций энергия вырабатывается за счет распада тяжелых ядер. В термоядерных же реакторах энергия получается в ходе процесса слияния ядер, при котором образуются ядра меньшей массы, чем сумма исходных, а «остаток» уходит в виде энергии. Отходы ядерных реакторов радиоактивны, их безопасное захоронение — это большая головная боль. Термоядерные реакторы такого недостатка лишены, а также используют широко доступное топливо, такое как водород.

У них есть только одна большая проблема — промышленных образцов еще не существует. Задача непростая: для термоядерных реакций нужно сжать топливо и нагреть до сотен миллионов градусов — горячее, чем на поверхности Солнца (где термоядерные реакции происходят естественным путем). Достичь такой высокой температуры сложно, но можно, только вот потребляет такой реактор энергии больше, чем вырабатывает.

Однако потенциальных достоинств у них все равно так много, что разработкой занимается, конечно же, не только Lockheed Martin. [ ... ]

Читать полностью