Programy prieskumu Mesiaca, ktoré boli v polovici 70. rokov súčasne ukončené v Sovietskom zväze a USA, sa opäť stávajú populárnymi a žiadanými. Mesačné preteky, ktoré sa zdali byť už veľmi dávno, opäť naberajú na obrátkach. Dnes sú vedci z mnohých krajín sveta presvedčení, že ľudstvo je v tej fáze svojho vývoja, ktorý je schopný zabezpečiť transformáciu Mesiaca na vesmírnu základňu civilizácie. Na to majú vedúce krajiny sveta všetko, čo potrebujú: početné vesmírne prístavy, lunárne rovery, moduly vrátené na Zem a nosné rakety ťažkej triedy.
Dve hlavné otázky lunárneho programu v jeho novodobej reinkarnácii sú tieto otázky: prečo pozemšťania potrebujú Mesiac a aké technológie pomôžu ľudstvu kolonizovať ho? Vedci z mnohých krajín sveta dnes hľadajú odpoveď na tieto otázky. Rusko, USA, krajiny Európskej únie, Čína, India a Japonsko dnes prejavujú záujem o jediný prírodný satelit Zeme. Mesiac sa opäť pripomenul v roku 2004, keď americký prezident George W. Bush oznámil obnovenie lunárneho programu. Neskôr, v rokoch 2007 a 2013, Čína poslala orbitálne a pristávacie moduly na Mesiac. A v roku 2014 plány na prieskum Mesiaca vyjadril Dmitrij Rogozin, ktorý zastáva post podpredsedu vlády ruskej vlády.
V polovici 70. rokov minulého storočia sa verilo, že let na Mesiac je veľmi drahý, navyše nebolo celkom jasné, na čo slúži. Dnes sa Mesiac opäť stáva relevantným a vedci z celého sveta akoby našli odpovede, na čo je nevyhnutné obnovenie lunárnych programov. Napriek tomu, že v súčasnosti absentuje politická motivácia na prieskum Mesiaca, objavili sa nové stimuly. Napríklad aktualizácia lunárnych programov po viac ako polstoročí zabudnutia môže byť spojená s vysokou technologickou úrovňou dnešnej civilizácie, ktorá pre svoj ďalší rozvoj potrebuje skutočne ambiciózne ciele. Tento proces môže byť tiež spojený s vývojom a perspektívami súkromnej astronautiky. Dnes je v arzenáli svetového vesmírneho priemyslu všetko potrebné na „dobytie“Mesiaca, zostáva len presne určiť ciele a ciele lunárnych programov.
Ruský vesmírny priemysel má s lunárnymi štartmi obrovské skúsenosti, ktoré predtým zhromaždili sovietski inžinieri a vedci. Sovietske vesmírne lode ako prvé vykonali mäkké pristátie na Mesiaci, fotografovali zadnú stranu prírodného satelitu Zeme a odobrali vzorky pôdy z regolitu. Prvý rover na svete, ktorý úspešne operoval na povrchu nebeského telesa, všeobecne známy ako „Lunokhod-1“, je tiež zásluhou sovietskej kozmonautiky. Lunárny rover operoval na povrchu satelitu od 17. novembra 1970 do 14. septembra 1971.
Lunokhod-1
Dnes sú lety ľudí na Mesiac opäť súčasťou základov štátnej politiky, uvádza agentúra RIA Novosti. V rámci federálneho vesmírneho programu na roky 2016-2025 bol vyvinutý projekt Luna-Globe, ktorý zahŕňa spustenie série automatických staníc na prirodzený satelit Zeme. Lavochkinova mimovládna organizácia v súčasnosti realizuje tento projekt. Prezident Ruskej federácie Vladimir Putin pri návšteve nového pavilónu Cosmos vo VDNKh 12. apríla 2018 poznamenal, že lunárny program krajiny bude implementovaný.
Okamžité plány ruského lunárneho programu
V prvej fáze implementácie ruského lunárneho programu sa plánuje spustenie piatich automatických staníc na Mesiac v rokoch 2019-2025. Všetky štarty sa plánujú uskutočniť z nového kozmodrómu Vostočnyj. Štúdium mesiaca na automatických staniciach znamená výber miesta na rozšírenie prítomnosti ľudí na prirodzenom satelite Zeme. Získané informácie o potrebných zdrojoch by mali pomôcť určiť polohu lunárnej základne.
V prvej fáze implementácie ruského lunárneho programu boli stanovené tieto vedecké úlohy: štúdium zloženia hmoty a prebiehajúcich fyzikálnych procesov na póloch mesiaca; štúdium vlastností exosféry a procesov interakcie vesmírnej plazmy s povrchom na mesačných póloch; skúmanie vnútornej štruktúry prirodzeného satelitu Zeme pomocou metód globálnej seizmometrie; výskum kozmických lúčov s ultra vysokou energiou.
V súčasnosti Rusko bezprostredne plánuje študovať Mesiac pomocou automatických staníc nasledovne:
2019 - vypustenie kozmickej lode Luna -25. Poslaním je študovať mesačný povrch v regióne južného pólu.
2022 - štart kozmickej lode Luna -26. Misia - diaľkové štúdium mesiaca, ktoré poskytuje komunikáciu pre nasledujúce lunárne misie.
2023 - Vypustenie 3 a 4 satelitov Luna -27 (hlavné a záložné pristávacie sondy). Misia - vývoj technológií na vytvorenie trvalej základne na mesačnom povrchu, štúdium regolitu a exosféry Mesiaca.
2025 - vypustenie kozmickej lode Luna -28. Misia - dodanie termostabilných vzoriek mesačnej pôdy na zemský povrch, ktoré budú ťažiť predchádzajúce automatické stanice, vo vzorkách môžu byť kryštály ľadu.
Ako sa dá využiť Mesiac
Mnoho vedcov verí, že expanzia vesmíru bude logickou fázou ďalšieho rozvoja ľudstva. Naša civilizácia skôr alebo neskôr dospeje do štádia, kedy bude na našej planéte stiesnená a bude potrebná prekladacia základňa na Mesiaci, odkiaľ bude možné pohodlne vyštartovať na Mars alebo iné planéty slnečnej sústavy.
Odborníci spájajú špeciálne nádeje s možnosťou ťažby rôznych minerálov na Mesiaci, pričom vyzdvihujú hélium-3 zo všetkých. Táto látka sa už nazýva energiou budúcnosti a hlavným pokladom mesiaca. V budúcnosti môže byť použitý ako palivo pre termonukleárnu energiu. Hypoteticky by sa pri termonukleárnej fúzii s reakciou jednej tony látky hélium-3 a 0,67 tony deutéria mala uvoľniť energia ekvivalentná spaľovaniu 15 miliónov ton ropy (v súčasnosti však technická uskutočniteľnosť takejto reakcie nie je boli študované). Toto neberie do úvahy skutočnosť, že hélium-3 na mesačnom povrchu bude potrebné nejako extrahovať. A to nebude jednoduché, pretože podľa štúdií je obsah hélia-3 v lunárnom regolite asi jeden gram na 100 ton mesačnej pôdy. Preto na extrakciu tony tohto izotopu bude potrebné na mieste spracovať najmenej 100 miliónov ton lunárnej pôdy. Ak sa však podarí vyriešiť všetky problémy s jeho výrobou a používaním, hélium-3 bude schopné poskytnúť energiu celému ľudstvu na tisícročia dopredu. Zásoby vody, ktoré sú tiež obsiahnuté v mesačnej pôde, sú zaujímavé aj pre vedcov.
Vedecký potenciál Mesiaca nie je v súčasnosti stále vyčerpaný. Odborníci stále nevedia, ako presne vznikol satelit Zeme a odpoveď na túto otázku očividne nie je na našej planéte. Mesiac sa tiež javí ako vynikajúca platforma na vykonávanie astrofyzikálnych pozorovaní, pretože na prirodzenom satelite našej planéty nie je žiadna atmosféra. Technicky môžu byť teleskopy na jeho povrch nainštalované práve teraz. Bude tiež pohodlnejšie monitorovať asteroidy z Mesiaca, ktoré môžu pre Zem predstavovať vážne nebezpečenstvo. A vo veľmi vzdialenej budúcnosti bude môcť ľudstvo premýšľať o prenose všetkých energeticky náročných odvetví na Mesiac, čo pomôže výrazne znížiť objem priemyselných emisií na našej planéte.
Super ťažké nosné rakety
V súčasnosti zostáva otázka potreby superťažkých nosných rakiet na lety na Mesiac kontroverzná. Niekto sa domnieva, že bez rakiet schopných niesť až 80-120 ton užitočného zaťaženia je nemožné, zatiaľ čo iní naopak považujú prístup k tvorbe takýchto rakiet za iracionálny, čo odôvodňuje nákladnou prevádzkou a údržbou potrebných infraštruktúra. V každom prípade svetová kozmonautika môže poskytnúť vytvorenie takýchto rakiet. Existuje dostatok skúseností s ich vývojom: sú to sovietske nosné rakety „N-1“, „Energia“, „Vulcan“a americký „Saturn-5“, „Ares V“.
Raketa „Energia“s kozmickou loďou „Buran“
V súčasnej dobe Spojené štáty pracujú na dvoch projektoch takýchto rakiet - Space Launch System, ktorého štart bol odložený a úspešne testovaný súkromnou raketou Falcon Heavy. V ČĽR pracujú na vytvorení vlastnej superťažkej rakety „Veľký 9. marec“, navrhnutej naraz na 130 ton užitočného zaťaženia. V Rusku boli testované rakety rodiny Angara a prebiehajú práce na superťažkej rakete Energia-5. Na Zemi v súčasnosti nie je nedostatok vesmírnych prístavov na použitie superťažkých nosných rakiet: Bajkonur, Vostochny, Kuru vo Francúzskej Guyane a Vandenberg na Floride, 4 vesmírne prístavy v Číne.
Plánuje sa, že prvé spustenie novej ruskej superťažkej nosnej rakety Energia-5 sa uskutoční najskôr v roku 2028 a štartový komplex pre ňu na kozmodróme Vostočnyj bude pripravený v roku 2027. Informovala o tom predtým agentúra TASS s odvolaním sa na vlastné zdroje v raketovom a vesmírnom priemysle. Štartovacia plocha pre novú ruskú raketu bude postavená podľa zásad implementovaných pre sovietsku nosnú raketu Energia na Bajkonure (miesto # 250). Uvádza sa, že pôjde o univerzálny štartovací komplex, z ktorého bude možné odpáliť aj nosné rakety Sojuz-5 strednej triedy a zostavy dvoch, troch alebo piatich takýchto rakiet (na dosiahnutie rôzneho užitočného zaťaženia). Práve princíp spojenia piatich rakiet tvorí základ novej ruskej superťažkej rakety Energia-5.
V súčasnosti ruskí vývojári pracujú na vytvorení dvoch projektov rakiet navrhnutých na implementáciu-„Energia-5V-PTK“a „Energia-5VR-PTK“s hmotnosťou štartu 2368 a 2346 ton. Obe verzie nosnej rakety budú schopné vypustiť až 100 ton nákladu na obežnú dráhu Zeme a až 20,5 ton užitočného zaťaženia na obežnú dráhu - hmotnosť „lunárnej“verzie vyvíjanej kozmickej lode Federácie.
Údajný pohľad na štartovací komplex s raketou Space Launch System
Podľa výpočtov Roskosmosu bude vývoj superťažkej nosnej rakety a vytvorenie potrebnej infraštruktúry pre jej štart na kozmodróme Vostočnyj stáť asi 1,5 bilióna rubľov. Roskosmos tiež predtým uviedol, že s vytváraním takýchto rakiet sa netreba ponáhľať do roku 2030, pretože pre ne jednoducho neexistuje žiadne užitočné zaťaženie. RSC Energia zároveň už skôr oznámila, že vytvorenie novej ruskej superťažkej rakety bude 1,5-krát lacnejšie ako reprodukcia sovietskej nosnej rakety Energia, ktorej vytvorenie bolo spolu s kozmickou loďou Buran najambicióznejšie program v histórii ruskej vesmírnej rakety.
Orbitálna stanica a lunárne základne
Projekty výstavby obývateľných staníc na jeho obežnej dráhe sú považované za medzistupne pri prieskume Mesiaca. Rusko, USA a Čína už oznámili implementáciu takýchto plánov v období rokov 2025 až 2030. Nie je dôvod pochybovať o tom, že tento projekt bude realizovaný. Medzinárodné spoločenstvo má v súčasnosti bohaté skúsenosti s úspešným fungovaním ISS. Spojené štáty a Rusko sa predtým dohodli na spolupráci na medzinárodnej takmer mesačnej stanici s posádkou Deep Space Gateway. Na projekte pracuje aj EÚ, Kanada a Japonsko. Účasť na programe a krajinách BRICS je možná. V rámci tohto projektu môže Rusko vytvoriť jeden až tri moduly pre novú stanicu: stavidlá a obytné moduly.
Ďalšou etapou po vytvorení cirklunárnej obývanej stanice by mohlo byť vytvorenie lunárne obývaných základní. Na prirodzenom satelite Zeme nie je žiadne magnetické pole ani atmosféra, zatiaľ čo povrch Mesiaca je nepretržite bombardovaný mikrometeoritmi a teplotné poklesy za jeden deň dosahujú 400 stupňov Celzia. To všetko robí Mesiac nie práve najprívetivejším miestom. Na jeho povrchu je možné pracovať iba v skafandroch a zapečatených lunárnych roveroch alebo vo vnútri stacionárneho obytného modulu vybaveného kompletným systémom podpory života. Najvýhodnejšie bude nasadiť takýto modul v blízkosti južného pólu našej družice. Je tu vždy svetlo a dochádza k menším teplotným výkyvom. Plánuje sa, že v prvej fáze sa do montáže bytového modulu zapoja roboti. Potom, čo budú lety s posádkou na Mesiac dostatočne vyvinuté, sa konštrukcia obývateľného lunárneho modulu rozšíri.
Koncept lunárnej základne
Prví obyvatelia našej družice najskôr nasadia na jej povrch komunikačné prostriedky s orbitálnou stanicou a Zemou, potom začnú spúšťať elektrárne na báze palivových článkov alebo flexibilných fotobuniek. Bude potrebné vypracovať otázky ochrany mesačnej základne pred slnečnými erupciami a kozmickým žiarením. Za týmto účelom sa plánuje jeho pokrytie metrovou vrstvou regolitu napríklad riadeným výbuchom, pretože dodávať sklápače a rýpadlá na mesačný povrch nemá zmysel. Stavebné práce na Mesiaci budú musieť byť založené na úplne odlišných technológiách: tlač konštrukčných prvkov na 3D tlačiarni; používať nafukovacie moduly; vytvárať kompozitné materiály z mesačnej pôdy pomocou vysokoteplotnej syntézy a laserového spekania.
Obytný lunárny modul bude mať dobre vyvinutý systém zásobovania pitnou vodou a kyslíkom a vznikne zeleninový skleník. Kľúčová bude mať sebestačná lunárna základňa. Iba týmto spôsobom bude možné znížiť počet rakiet s rôznym nákladom odoslaným na Mesiac. V súčasnej dobe neexistujú žiadne zásadné prekážky pre ľudskú kolonizáciu Mesiaca, ale to, ako bude prvá osídlená mesačná základňa v konečnom dôsledku vyzerať, bude závisieť od účelov, na ktoré bude navrhnutá.
