Исследования Луны: когда человек вновь ступит на поверхность спутника
США (NASA)
У Американского космического агентства на сегодняшний день больше всего лунных проектов. Кроме того, в ближайшие два года в США планируют пилотируемые миссии, а не только автоматические, как в других странах.
Artemis
Artemis — космическая программа, направленная на долгосрочные научные исследования на Луне и подготовку к полету людей на Марс. Миссия Artemis I была реализована в 2022 году — тогда корабль Orion облетел Луну и приводнился в Тихом океане [1]. Полет Artemis II с экипажем из четырех человек для тестирования систем жизнеобеспечения планировался на 2024 год, а Artemis III — миссия с высадкой экипажа на Луну — на 2025-й. Но в начале 2024 года стало известно, что NASA на год перенесло миссии Artemis II и Artemis III, так как потребовалось устранить технические проблемы. Теперь полеты ожидаются в 2025 и 2026 годах соответственно. Если миссия Artemis II пройдет успешно, то астронавты Artemis III высадятся на Луну впервые за последние 54 года.
На Луне ученые планируют провести ряд исследований — в частности, изучить потенциальную выживаемость микробов, разместив их на спутнике. В NASA рассчитывают, что результатом программы Artemis станет создание обитаемого поселения, это позволит приблизиться к освоению Марса.
Ключевым элементом лунной программы NASA является строительство на орбите спутника станции Lunar Gateway, которая сможет принимать астронавтов в течение 15 лет [2]. Первые два элемента планируют доставить на орбиту в конце 2024 года. В 2028-м в NASA планируют миссию Artemis IV, в рамках которой астронавты займутся сборкой станции.
Важная часть программы Artemis — строительство корабля Starship, который сможет доставлять экипаж на Луну и затем обратно на орбиту. Этим занимается компания SpaceX по контракту с NASA.
Лунный модуль Nova-C («Одиссей»)
«Одиссей», или Nova-C, — это лунный зонд американской компании Intuitive Machines. Его запустили на спутник в феврале 2024 года в рамках миссии IM-1, и он стал первым прилунившимся частным аппаратом. Модуль с полезными грузами для миссий Artemis сел в 300 км от Южного полюса. Планировалось, что аппарат будет работать 14 суток, но при посадке зонд завалился на бок и отключился уже через несколько дней, как только солнечный свет перестал попадать на батареи. Что будет с модулем в дальнейшем, пока неизвестно.
В компании Intuitive Machines также планируют создать беспилотный аппарат μNova, который можно будет запустить с посадочного модуля Nova-C [3]. Аппарат сможет летать над поверхностью Луны на расстояние около 25 км, переносить до 1 кг научного оборудования и спускаться в затененные кратеры. Его использование запланировано в рамках миссии IM-2 в 2024 году [4].
Европейское космическое агентство (ЕКА)
В ЕКА в течение ближайшего десятилетия планируют разработать космический корабль, на котором будут отправлять астронавтов на Луну [5].
Кроме того, агентство принимает активное участие в возведении окололунной станции Lunar Gateway. Вклад ЕКА — строительство заправочного модуля ESPRIT, который позволит космическим кораблям при полетах на Луну безопасно дозаправляться в космосе, и международного модуля обитания I-HAB (совместно с Японией), где будут жить астронавты миссий Artemis, посещающие станцию Lunar Gateway [6].
В марте 2024 года ЕКА, Немецкий центр авиации и космонавтики (DLR) и правительство Баварии подписали соглашение о создании европейского Центра управления полетами на Луну в поселке Оберпфаффенхофен, где находится Центр управления европейским модулем МКС Columbus [7]. Когда лунный ЦУП запустят, пока неизвестно — вероятно, работы должны завершить до введения в эксплуатацию модуля I-HAB. Его планируется вывести на орбиту Луны в сентябре 2028 года.
«Роскосмос»
Российскую лунную программу утвердили еще в 2018 году. Было запланировано три этапа:
- «Вылазка» (до 2025 года) — беспилотные облеты Луны на новом корабле «Орел», начало строительства ракеты-носителя «Енисей» для пилотируемых полетов, запуски аппаратов серии «Луна» (номера с 25-го по 28-й);
- «Форпост» (2025–2035 годы) — пилотируемые полеты с посадкой и начало строительства базы, установка на орбите спутников связи;
- «База» (после 2035 года) — окончание строительства лунной базы, строительство обсерваторий, инфраструктуры и добыча льда.
Но сроки постоянно сдвигаются из-за недостатка финансирования и санкций [8]. Так, первый пилотируемый полет на корабле «Орел» сейчас планируется как минимум на 2027 год, а не на 2024-й, как ранее.
Также на реализацию программы повлиял и неудачный запуск аппарата «Луна-25». В августе 2023 года с российского космодрома «Восточный» — после почти 50-летнего перерыва с момента завершения советской лунной программы — к Луне запустили межпланетную автоматическую станцию «Луна-25». Аппарат должен был стать первой станцией, совершившей мягкую посадку в районе малоизученного Южного полюса, а не в экваториальной зоне, куда обычно высаживаются космические аппараты, и изучить лунный грунт на наличие льда. Миссию переносили несколько раз с 2010-х годов. В случае успеха «Луна-25» позволила бы исследовать область, в которой можно будет построить лунную базу, а также изучить поверхность Луны на наличие воды, стоимость доставки которой с Земли очень высокая. Также планировалось отработать мягкую посадку. Но миссия провалилась: станция «Луна-25» перешла на нерасчетную орбиту и разбилась после столкновения с Луной.
Вслед за «Луной-25» планируется запустить следующие аппараты. Миссию «Луна-26» переносили несколько раз с 2020 года, сейчас она назначена на 2027-й. Аппарат проведет исследование поверхности Луны и окололунного пространства [9].
«Луна-27» (на сегодняшний день срок сдвинут с 2023 года на 2028-й) будет исследовать грунт. Аппарат оборудуют луноходом и бурильной установкой. «Луну-28» планируют запустить для сбора и доставки на Землю грунта и образцов лунного льда.
Глобальные планы «Роскосмоса» — создать на Луне постоянно обитаемую лунную базу и обсерватории. Работники базы будут проводить эксперименты по использованию лунных ресурсов, тестировать новую космическую технику для будущих экспедиций в дальний космос.
Индия
Если бы посадка аппарата «Луна-25» прошла успешно, Россия опередила бы Индию на несколько дней. Российский аппарат разбился 19 августа 2023 года, а индийский «Чандраян-3» прилунился на Южном полюсе 23 августа [10].
Индия стала четвертой страной после США, СССР и Китая, посадившей на Луну свой аппарат, и первой, совершившей мягкую посадку на Южном полюсе. Это была вторая попытка — в 2019 году миссия «Чандраян-2» потерпела неудачу и аппарат разбился, но орбитальный модуль продолжает работу в космосе.
Сейчас «Чандраян-3» находится на Луне, но уже не работает, его миссия завершена. За один лунный день (14 земных суток) аппарат измерил температуру поверхности грунта, которая оказалась около +70 °C вместо ожидаемых +20–30 °C. Луноход исследовал состав грунта, в котором впервые обнаружил серу. Также аппарат измерил плотность окололунной плазмы и зафиксировал возможное лунотрясение.
Следующую миссию Lunar Polar Exploration Mission Индия запланировала совместно с Японией. Ожидается, что страны отправят луноход и посадочный модуль для продолжения исследований Южного полюса, примерные сроки — 2025 год. Проекта пока нет, есть только концепция [11].
«Чандраян-4» планируют запустить в 2026–2028 годах, чтобы собрать образцы лунного материала и доставить их на Землю для исследований.
Главная цель индийской лунной программы на данном этапе — изучить Южный полюс Луны и образцы льда, который в перспективе может стать источником кислорода, топлива и воды для полетов на Луну или создания там постоянной колонии.
Лунная программа Китая
Китай уже успел далеко продвинуться в исследовании Луны: в 2019 году он стал первой страной, которая добралась до обратной стороны Луны (часть спутника, которую не видно с Земли) и провела там исследования. Китайская лунная программа в основном нацелена на пилотируемые миссии и, как и у других стран, создание обитаемой базы на Южном полюсе Луны и исследование этого малоизученного уголка.
В 2019 году аппарат «Чанъэ-4» передал на Землю первые снимки обратной стороны Луны, сделанные с близкого расстояния, собрал данные о ее геологическом строении и составе грунта. Также на борту «Чанъэ-4» в герметичном контейнере удалось прорастить семена хлопка, картофеля и рапса — впервые это сделали на поверхности другого небесного тела, а не на Земле [12].
Аппарат «Чанъэ-5» был запущен в 2020 году. Он стал первой межпланетной автоматической станцией, которая вернулась на Землю, после советской станции «Луна-24» в 1976 году. Китай стал третьей страной после США и СССР, доставившей на Землю образцы грунта.
В мае 2024 года Китай планирует запустить на Луну автоматическую межпланетную станцию «Чанъэ-6» [13]. Такая миссия будет первой в своем роде — аппарат соберет образцы грунта и отработает взлет с обратной стороны Луны.
К 2028 году в Китае планируют построить роботизированную базу на Луне, а к 2030-му — доставить туда тайконавтов, которые будут управлять луноходом для проведения исследований.