V kozmickom priemysle sa večný spor medzi fyzikmi a textármi v 21. storočí zmenil na diskusiu o tom, čo je pre ľudstvo dôležitejšie - automatická alebo ľudská astronautika?
Zástancovia „automatizácie“apelujú na relatívne nízke náklady na vytváranie a spúšťanie zariadení, ktoré sú veľkým prínosom tak pre základnú vedu, ako aj pre riešenie aplikovaných problémov na Zemi. A ich protivníci, ktorí snívajú o čase, keď „naše stopy zostanú na prašných cestách vzdialených planét“, tvrdia, že skúmanie vesmíru je bez ľudskej činnosti nemožné a nepraktické.
Kam letíme?
V Rusku má táto diskusia veľmi vážne finančné pozadie. Nie je žiadnym tajomstvom, že rozpočet domácej kozmonautiky je oveľa menší v porovnaní nielen so Spojenými štátmi a Európou, ale aj s tak relatívne mladým členom vesmírneho klubu, akým je Čína. A smerov, v ktorých je priemysel povinný pracovať v našej krajine, je mnoho: okrem účasti na programe Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) je to aj globálny navigačný satelitný systém GLONASS a komunikačné satelity, diaľkové snímanie Zeme, meteorologické, vedecké vesmírne lode, nehovoriac o armáde a dvojakom použití. Musíme sa teda podeliť o tento finančný „trishkin caftan“, aby sme nikoho neurazili (aj keď sa nakoniec ukáže, že sa aj tak všetci urazia, pretože vyčlenené finančné prostriedky na normálny rozvoj priemyslu zjavne nestačia).
Nedávno vedúci Federálnej vesmírnej agentúry (Roscosmos) Vladimir Popovkin povedal, že podiel astronautiky s posádkou na rozpočte jeho oddelenia je veľmi veľký (48%) a mal by byť znížený na 30%. Zároveň spresnil, že Rusko bude striktne dodržiavať svoje záväzky vyplývajúce z programu ISS (po ukončení letov raketoplánov v tomto roku poskytne posádky na obežnú dráhu iba ruská vesmírna loď Sojuz). Na čom potom ušetríme? O vedeckom výskume alebo o sľubnom vývoji? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné porozumieť rozvojovej stratégii domácej posádky astronautiky na nasledujúce desaťročia.
Podľa Nikolaja Panichkina, prvého zástupcu generálneho riaditeľa TsNIIMash (ktorý pôsobil ako náustok hlavného vedeckého a expertného ústavu Roskosmosu), je dnes nesprávne počítať vesmírne aktivity na 10-15 rokov: „Úlohy základného výskumu v hĺbke skúmanie Mesiaca a Marsu sú také veľkolepé. že je potrebné plánovať najmenej 50 rokov. Číňania sa pokúšajú pozerať dopredu o sto rokov. “
Kam teda v blízkej budúcnosti letíme - na obežnú dráhu blízko Zeme, na Mesiac alebo na Mars?
Siedma časť sveta
Patriarcha vesmírneho priemyslu, najbližší spolupracovník geniálneho dizajnéra Sergeja Koroleva, akademik Ruskej akadémie vied Boris Chertok je presvedčený, že hlavnou úlohou svetovej kozmonautiky by malo byť spojenie Mesiaca so Zemou. Na otvorení planetárneho kongresu účastníkov vesmírnych letov, ktorý sa konal v Moskve začiatkom septembra, povedal: „Rovnako ako máme Európu, Áziu, Južnú a Severnú Ameriku, Austráliu, musí existovať aj iná časť sveta - Mesiac."
Dnes mnoho krajín, predovšetkým USA a Čína, hovorí o svojich ambíciách pre satelit Zeme. Nikolai Panichkin tvrdí: „Keď sa rozhodovalo o otázke, čo bolo skôr - Mesiac alebo Mars, boli rôzne názory. Náš ústav verí, že napriek tomu, že si stanovíme vzdialený cieľ - Mars, musíme prejsť Mesiac. Na ňom ešte veľa vecí nebolo preskúmaných. Na Mesiaci je možné vytvoriť základne pre výskum v hlbokom vesmíre, vyvíjať technológie pre let na Mars. Preto pri plánovaní letu s posádkou na túto planétu do roku 2045 musíme do roku 2030 vytvoriť základne na Mesiaci. A v rokoch 2030 až 2040 vytvorte základňu pre rozsiahly prieskum Mesiaca so základňami a výskumnými laboratóriami. “
Prvý zástupca generálneho riaditeľa TsNIIMash sa domnieva, že pri realizácii lunárnych projektov si pozornosť zaslúži myšlienka vytvorenia skladu potravín a paliva na obežnej dráhe Zeme. Na ISS je nepravdepodobné, že by sa to implementovalo, pretože stanica by mala ukončiť prevádzku okolo roku 2020. A rozsiahle lunárne expedície sa začnú po roku 2020. A ďalší dôležitý aspekt vyzdvihuje ruský odborník: „Keď ústav navrhne túto stratégiu, prepojíme ju s podobnými strategickými plánmi Číny a Ameriky. Mesačná rasa musí byť samozrejme mierová. Ako je známe, jadrové zbrane nemožno testovať a nasadiť vo vesmíre. Ak sa v blízkej budúcnosti začnú kozmonauti, astronauti a taikonauti usadzovať na Mesiaci, mali by tam postaviť bývanie, vedecké laboratóriá, podniky na ťažbu cenných nerastov a nie vojenské základne. “
Mnohí vedci sú presvedčení, že rozvoj prírodných zdrojov mesiaca je prioritnou úlohou. Podľa akademika Ruskej akadémie vied Erika Galimova môžu lunárne minerály zachrániť ľudstvo pred globálnou energetickou krízou. Tritium dodané na Zem z najbližšieho nebeského telesa možno použiť na termonukleárnu fúziu. Okrem toho je veľmi lákavé zmeniť Mesiac na základňu pre prieskum hlbokého vesmíru, základňu na monitorovanie nebezpečenstva asteroidov a monitorovanie vývoja kritických situácií na našej planéte.
Najjasnejšou (a kontroverznou!) Myšlienkou je stále použitie hélia-3 dostupného na Mesiaci, ktoré na Zemi nie je. Jeho hlavnou výhodou, hovorí Galimov, je, že je to „palivo šetrné k životnému prostrediu“. Problém odstraňovania rádioaktívneho odpadu, ktorý je pohromou jadrovej energie, teda zmizne. Podľa výpočtov vedca bude ročná potreba celého ľudstva na hélium-3 v budúcnosti 100 ton. Na ich získanie je potrebné otvoriť trojmetrovú vrstvu mesačnej pôdy s rozlohou 75 krát 60 kilometrov. Navyše, paradoxne, celý cyklus - od výroby po dodávku na Zem - bude stáť zhruba desaťkrát lacnejšie ako používanie uhľovodíkov (s prihliadnutím na existujúce ceny ropy).
"Západní experti navrhujú postaviť héliové reaktory priamo na Mesiaci, čo ešte viac zníži náklady na výrobu čistej energie," poznamenáva akademik. Zásoby hélia -3 na Mesiaci sú obrovské - asi milión ton: dosť pre celé ľudstvo na viac ako tisíc rokov.
Aby však bolo možné začať ťažbu hélia-3 na Mesiaci o 15 až 20 rokov, je potrebné začať geologický prieskum teraz, mapovať oblasti obohatené a vystavené Slnku a vytvoriť pilotné inžinierske zariadenia, hovorí Galimov. Na implementáciu tohto programu neexistujú žiadne zložité inžinierske úlohy, jedinou otázkou sú investície. Výhody z nich sú zrejmé. Jedna tona hélia-3 v energetickom ekvivalente sa rovná 20 miliónom ton ropy, to znamená, že pri súčasných cenách stojí viac ako 20 miliárd dolárov. A náklady na dopravu pri dodaní jednej tony na Zem dosiahnu iba 20-40 miliónov dolárov. Podľa výpočtov špecialistov bude energetický priemysel na splnenie potrieb Ruska potrebovať 20 ton hélia -3 ročne a na celú Zem desaťkrát viac. Jedna tona hélia-3 stačí na ročnú prevádzku elektrárne s výkonom 10 GW (10 miliónov kW). Na ťažbu jednej tony hélia-3 na Mesiaci bude potrebné otvoriť a spracovať miesto hlboké tri metre na ploche 10-15 kilometrov štvorcových. Podľa odborníkov sú náklady na projekt 25-35 miliárd dolárov.
Myšlienka použitia hélia-3 má však odporcov. Ich hlavným argumentom je, že pred vytvorením základní pre ťažbu tohto prvku na Mesiaci a investovaním značných finančných prostriedkov do projektu je potrebné založiť na Zemi termonukleárnu fúziu v priemyselnom meradle, čo ešte nebolo možné.
Ruské projekty
Nech je to akokoľvek, technicky je možné úlohu premeny Mesiaca na zdroj minerálov vyriešiť v nasledujúcich rokoch, sú ruskí vedci presvedčení. Niekoľko popredných domácich podnikov teda oznámilo svoju pripravenosť a konkrétne plány na vývoj satelitu Zeme.
Podľa Lavočkinovej vedeckej a výrobnej asociácie, vedúcej národnej mimovládnej organizácie v oblasti prieskumu vesmíru s pomocou automatických vozidiel, by mali byť automatické „prvé kolonizácie“Mesiaca. Spolu s Čínou sa tam vyvíja projekt, ktorý má položiť základy priemyselného rozvoja mesiaca.
Podľa špecialistov podniku je v prvom rade potrebné vyšetriť nebeské teleso pomocou automatických prostriedkov a vytvoriť lunárne testovacie miesto, ktoré sa v budúcnosti stane prvkom veľkej obývanej základne. Mal by zahŕňať mobilný komplex ľahkých a ťažkých lunárnych roverov, telekomunikačné, astrofyzikálne a pristávacie komplexy, veľké antény a niektoré ďalšie prvky. Okrem toho sa plánuje vytvorenie súhvezdia vesmírnych lodí na obežnej dráhe v blízkosti Mesiaca na komunikáciu a diaľkové snímanie povrchu.
Realizácia projektu sa plánuje v troch etapách. Najprv pomocou ľahkých dopravných prostriedkov vyberte optimálne oblasti na Mesiaci na riešenie najzaujímavejších vedeckých a aplikovaných problémov a potom nasaďte orbitálne súhvezdie. V záverečnej fáze sa ťažké lunárne rovery vydajú na satelit Zeme, ktorý určí najzaujímavejšie body pre pristátie a odber vzoriek pôdy.
Koncipovaný, podľa názoru vývojárov projektu, nebude vyžadovať veľmi veľké investície, pretože na štartovanie vozidiel (okrem ťažkých lunárnych roverov) je možné použiť nosné rakety typu Rokot alebo Zenit.
Vedúca ruská vesmírna spoločnosť s posádkou SP Korolev Rocket and Space Corporation (RSC) Energia je pripravená prevziať štafetu mesačného prieskumu. Podľa jej špecialistov bude ISS hrať dôležitú úlohu pri vytváraní lunárnej základne, ktorá by sa mala časom zmeniť na medzinárodný vesmírny prístav. Aj keď sa po roku 2020 partnerské krajiny v programe ISS rozhodnú už svoju činnosť nepredĺžiť, plánuje sa vybudovanie platformy na základe ruského segmentu na montáž štruktúr budúcej lunárnej základne na obežnej dráhe.
Na dodanie ľudí a nákladu na obežnú dráhu sa vyvíja sľubný dopravný systém, ktorý bude pozostávať zo základnej kozmickej lode a niekoľkých jej úprav. Základnou verziou je dopravná loď s posádkou novej generácie. Je určený na obsluhu orbitálnych staníc - na odosielanie posádok a nákladu k nim s následným návratom na Zem, a tiež na použitie ako záchranná loď.
Nový systém s posádkou sa od existujúcej kozmickej lode Sojuz zásadne líši, predovšetkým z hľadiska nových technológií. Sľubná loď bude postavená podľa konštrukčného princípu Lego (teda podľa modulárneho princípu). Ak je potrebné letieť na obežnú dráhu blízko Zeme, na rýchly prístup k stanici poslúži vesmírna loď. Ak sú úlohy komplikovanejšie a sú potrebné lety mimo blízky zemský priestor, je možné komplex dodatočne vybaviť technickým oddelením s možnosťou návratu na Zem.
Energia očakáva, že úpravy kozmických lodí umožnia expedície na Mesiac, údržbu a opravy satelitov, dlhé až mesačné autonómne lety za účelom vykonania rôznych výskumov a experimentov, ako aj dodanie a vrátenie zvýšené množstvo nákladu vo vratnej verzii bez nákladu. Systém znižuje pracovné zaťaženie posádky, navyše vďaka systému pristávania s padákom bude presnosť pristátia iba dva kilometre.
Podľa plánov stanovených vo federálnom vesmírnom programe do roku 2020 sa prvé spustenie novej kozmickej lode s posádkou má uskutočniť v roku 2018 z kozmodrómu Vostočnyj, ktorý sa buduje v oblasti Amur.
Ak sa Rusko na štátnej úrovni napriek tomu rozhodne ťažiť na Mesiaci minerály, Energia bude schopná poskytnúť jediný opakovane použiteľný dopravný a nákladný vesmírny komplex slúžiaci priemyselnému rozvoju nebeského telesa. Nová loď (ktorá zatiaľ nedostala svoj oficiálny názov), ktorá nahradí Sojuz, spolu s interorbitálnym remorkérom Parom vyvinutým RKK zabezpečí prepravu až 10 ton nákladu, čo výrazne zníži náklady na dopravu. Vďaka tomu bude Rusko tiež schopné poskytovať komerčné služby na odosielanie rôznych nákladov do vesmíru, vrátane objemných.
Parom je vesmírna loď, ktorú nosná raketa vynesie na obežnú dráhu Zeme (asi 200 km nadmorskej výšky). Potom ďalšie nosné vozidlo dodá kontajner s nákladom do daného bodu na ňom. Remorkér s ním zakotví a presunie ho na miesto určenia, napríklad na orbitálnu stanicu. Vypustiť kontajner na obežnú dráhu je možné takmer s akýmkoľvek domácim alebo zahraničným dopravcom.
Pri súčasnom financovaní vesmírneho priemyslu je však vytvorenie lunárnej základne a priemyselný rozvoj satelitu Zeme projektmi dosť vzdialenej budúcnosti. Plány letov na mesiac turistov pomocou upravenej kozmickej lode Sojuz sa podľa Roskosmosu javia ako oveľa realistickejšie. Ruské oddelenie spoločne s americkou spoločnosťou Space Adventures vyvíja novú turistickú trasu do vesmíru a pozemských pozemkov plánuje o päť rokov poslať na poznávací výlet po Mesiaci.
K rozvoju nebeského telesa je pripravená prispieť aj ďalšia známa domáca spoločnosť, Khruničevské štátne stredisko pre výskum a výrobu kozmického priestoru (GKNPT). Podľa špecialistov GKNPT by lunárnemu programu mala predchádzať prvá etapa blízko Zeme, ktorá bude implementovaná s využitím skúseností z ISS. Na základe stanice sa po roku 2020 plánuje vytvorenie orbitálneho montážneho a operačného komplexu s posádkou pre budúce expedície na iné planéty, prípadne aj pre turistické komplexy.
Lunárny program by podľa vedcov nemal opakovať to, čo sa už robilo v minulom storočí. Plánuje sa vytvorenie trvalej stanice na obežnej dráhe satelitu Zeme a potom základne na jej povrchu. Nasadenie lunárnej stanice, skladajúcej sa z dvoch modulov, zabezpečí nielen expedíciu k nej, ale aj návrat nákladu na Zem. Bude tiež vyžadovať kozmickú loď s posádkou s najmenej štyrmi ľuďmi, ktorá môže byť schopná autonómneho letu až 14 dní, ako aj modul lunárnej orbitálnej stanice a pristávacie a štartovacie vozidlo. Ďalším krokom by mala byť trvalá základňa na mesačnom povrchu so všetkou infraštruktúrou, ktorá v prvej fáze zabezpečí pobyt štyroch ľudí, a potom zvýšiť počet základných modulov a vybaviť ju elektrárňou, modulom brány a ďalšími potrebné zariadenia.
Programy vesmírnych klubov
Rusko
V rámci koncepcie rozvoja ruského prieskumu vesmíru s ľudskou činnosťou do roku 2040 sa počíta s programom prieskumu Mesiaca (2025 - 2030) a letov na Mars (2035 - 2040). Roscosmos je presvedčený, že súčasnou úlohou vývoja satelitu Zeme je vytvorenie lunárnej základne a takýto rozsiahly program by sa mal vykonávať v rámci medzinárodnej spolupráce.
V rámci prvej etapy programu lunárneho prieskumu v rokoch 2013-2014 sa plánuje vypustenie lunárnych satelitov Luna-Glob a Luna-Resource, uviedol vedúci mimovládnej organizácie Lavočkin Viktor Khartov. Úlohou misie Luna-Glob je lietať okolo Mesiaca, pripravovať a vyberať miesta pre lunárny rover, pre ďalšie inžinierske a vedecké komplexy, ktoré sa stanú základom budúcej základne, ako aj študovať jadro mesiaca pomocou špeciálneho vŕtacie zariadenia - penetrátory (v tejto záležitosti je možná spolupráca s Japonskom, pretože japonskí špecialisti úspešne vyvíjajú penetrátory už dlho).
Druhá etapa zabezpečuje dodávku vedeckého laboratória - lunárneho rovera na Mesiac pre široké spektrum vedeckých a technologických experimentov. V tejto fáze sú India, Čína a európske krajiny pozvané na spoluprácu. Plánuje sa, že Indiáni v rámci misie Chandrayan-2 poskytnú raketu a letový modul, ako aj štart z ich kozmodrómu. Rusko pripraví pristávací modul, lunárny rover s hmotnosťou 400 kilogramov a vedecké vybavenie.
Podľa Viktora Khartova je v budúcnosti (po roku 2015) plánovaný ruský projekt Luna-Resource / 2, ktorý počíta s vytvorením jednotnej pristávacej platformy, lunárneho rovera s veľkým dosahom, štartovacej rakety z Mesiaca, prostriedky na nakladanie a skladovanie vzoriek mesačnej pôdy dodanej na Zem, ako aj implementácia vysoko presného pristátia na majáku umiestnenom na Mesiaci. Súčasne sa plánuje realizácia dodávky vzoriek mesačnej pôdy zozbieraných pomocou lunárneho rovera vo vopred vybraných oblastiach vedeckého záujmu.
Projekt Luna-Resource / 2 bude treťou etapou ruského lunárneho programu. Ako súčasť toho sa plánuje uskutočniť dve expedície: prvá dodá na lunárny povrch ťažký lunárny rover, aby vykonal kontaktný výskum a odobral vzorky lunárnej pôdy, a druhá - vzletová raketa na vrátenie vzoriek pôdy na Zem.
Vytvorenie automatickej základne umožní vyriešiť množstvo problémov v záujme lunárneho programu s posádkou, ktorý stanovuje, že po roku 2026 budú ľudia lietať na Mesiac. Od roku 2027 do roku 2032 sa plánuje vytvorenie špeciálneho výskumného centra „Lunar Proving Ground“na Mesiaci, ktoré už bolo navrhnuté pre prácu kozmonautov.
USA
V januári 2004 americký prezident George W. Bush oznámil cieľ NASA „vrátiť sa“na Mesiac do roku 2020. Američania plánovali zlikvidovať zastarané raketoplány, aby do roku 2010 uvoľnili finančné prostriedky. Do roku 2015 mala NASA nasadiť nový program Constellation podobný modernizovanému a rozšírenému programu Apollo. Hlavnými súčasťami projektu sú nosná raketa Ares-1, ktorá je vývojom posilňovača raketoplánu na tuhé palivo, kozmickej lode s posádkou Orion s posádkou do päť až šiestich osôb, modulu Altair určeného na pristátie na lunárny povrch a štart z neho, fáza úteku zo Zeme (EOF), ako aj ťažký nosič „Ares-5“, určený na vypustenie EOF na obežnú dráhu blízko Zeme spolu s „Altairom“. Cieľom programu Constellation bolo letieť na Mesiac (najskôr 2012) a potom pristáť na jeho povrchu (najskôr 2020).
Nová administratíva USA na čele s Barackom Obamom však tento rok oznámila koniec programu Constellation, pretože ho považuje za príliš nákladný. Po skrátení lunárneho programu sa Obamova administratíva súčasne rozhodla predĺžiť financovanie prevádzky amerického segmentu ISS do roku 2020. Americké úrady sa zároveň rozhodli podporiť úsilie súkromných spoločností o stavbu a prevádzku kozmických lodí s posádkou.
Čína
Program čínskeho mesiaca je tradične rozdelený na tri časti. Počas prvého v roku 2007 bola úspešne vypustená kozmická loď Chang'e-1. Na lunárnej obežnej dráhe pracoval 16 mesiacov. Výsledkom bola 3D mapa jeho povrchu vo vysokom rozlíšení. V roku 2010 bol na Mesiac vyslaný druhý výskumný prístroj na fotografovanie oblastí, v jednej z nich bude musieť Chang'e-3 pristáť.
Druhá etapa výskumného programu pre prírodný satelit Zeme zahŕňa dodanie vozidla s vlastným pohonom na jeho povrch. V rámci tretej fázy (2017) pôjde na Mesiac ďalšia inštalácia, ktorej hlavnou úlohou bude dodanie vzoriek lunárnych hornín na Zem. Čína má v úmysle poslať svojich astronautov na satelit Zeme po roku 2020. V budúcnosti sa tam plánuje vytvoriť obývateľnú stanicu.
India
India má tiež národný lunárny program. V novembri 2008 spustila táto krajina umelý mesiac „Chandrayan-1“. Z nej bola vyslaná automatická sonda na povrch prirodzeného satelitu Zeme, ktorá skúmala zloženie atmosféry a odobrala vzorky pôdy.
V spolupráci s Roscosmosom India vyvíja projekt Chandrayan -2, ktorý počíta s vyslaním vesmírnej lode na Mesiac pomocou indickej nosnej rakety GSLV, ktorá sa skladá z dvoch lunárnych modulov - orbitálneho a pristávacieho.
Štart prvej kozmickej lode s posádkou je naplánovaný na rok 2016. Na palube sa podľa šéfa Indickej organizácie pre výskum vesmíru (ISRO) Kumaraswamy Radhakrishnana vydajú do vesmíru dvaja astronauti, ktorí strávia sedem dní na obežnej dráhe Zeme. India sa tak stane štvrtým štátom (po Rusku, USA a Číne), ktorý vykonáva lety do vesmíru s posádkou.
Japonsko
Japonsko rozvíja svoj lunárny program. V roku 1990 bola teda na Mesiac vyslaná prvá sonda a v roku 2007 tam bola vypustená umelá družica Kaguya s 15 vedeckými prístrojmi a dvoma satelitmi - Okinawa a Ouna na palube (na obežnej dráhe mesiaca fungovala viac ako rok).. V rokoch 2012 - 2013 sa plánovalo spustenie ďalšieho automatického zariadenia do roku 2020 - let s posádkou na Mesiac a do rokov 2025 - 2030 - vytvorenie lunárnej základne s posádkou. V minulom roku sa však Japonsko rozhodlo opustiť lunárny program s posádkou kvôli rozpočtovému deficitu.
