Inom rymdindustrin förvandlades den eviga tvisten mellan fysiker och textförfattare på 2000 -talet till en debatt om vad som är viktigare för mänskligheten - automatisk eller bemannad astronautik?
Förespråkarna för "automatisering" vädjar till de relativt låga kostnaderna för att skapa och lansera enheter, som är till stor nytta både för grundvetenskap och för att lösa tillämpade problem på jorden. Och deras motståndare, som drömmer om den tid då "våra spår kommer att förbli på de dammiga vägarna på avlägsna planeter", hävdar att utforskningen av yttre rymden är omöjlig och olämplig utan mänsklig aktivitet.
Vart ska vi flyga?
I Ryssland har denna diskussion en mycket allvarlig ekonomisk bakgrund. Det är ingen hemlighet för någon att budgeten för den inhemska kosmonautiken är mycket mindre jämfört inte bara med USA och Europa, utan också med en så relativt ung medlem av rymdklubben som Kina. Och de riktningar som industrin uppmanas att arbeta i vårt land är många: förutom att delta i programmet International Space Station (ISS) är detta det globala navigationssatellitsystemet GLONASS och kommunikationssatelliter, fjärranalys av jorden, meteorologiska, vetenskapliga rymdfarkoster, för att inte tala om militär och dubbel användning. Så vi måste dela denna ekonomiska "trishkin kaftan" för att inte kränka någon (även om i slutändan alla visar sig kränkta, eftersom de tilldelade medlen för industrins normala utveckling helt klart inte räcker).
Nyligen sa chefen för Federal Space Agency (Roscosmos) Vladimir Popovkin att andelen bemannad astronautik i budgeten för hans avdelning är mycket stor (48%) och den bör minskas till 30%. Samtidigt klargjorde han att Ryssland strikt kommer att följa sina skyldigheter enligt ISS -programmet (efter att flygningar upphör i år är det bara ryska Soyuz -rymdfarkoster som kommer att ge besättningar att kretsa). Vad ska vi då spara på? Om vetenskaplig forskning eller om lovande utveckling? För att besvara denna fråga är det nödvändigt att förstå utvecklingsstrategin för inhemsk bemannad astronautik för de kommande decennierna.
Enligt Nikolai Panichkin, första biträdande generaldirektör för TsNIIMash (som fungerade som talrör för Roscosmos huvudvetenskapliga och expertinstitut), är det idag fel att räkna rymdverksamhet i 10-15 år:”Grundforskningens uppgifter i djup rymden, är utforskningen av månen och Mars så grandios att det är nödvändigt att planera i minst 50 år. Kineserna försöker se framåt i hundra år."
Så var ska vi flyga inom en snar framtid - till en jordbana, till månen eller till Mars?
Sjunde delen av världen
Rymdindustrins patriark, närmaste medarbetare till den lysande designern Sergei Korolev, akademiker vid ryska vetenskapsakademin Boris Chertok är övertygad om att världskosmonautikens huvuduppgift bör vara att förena månen med jorden. Vid öppnandet av planetkongressen för rymdflygningsdeltagare, som ägde rum i Moskva i början av september, sa han: "Precis som vi har Europa, Asien, Syd- och Nordamerika, Australien, måste det finnas en annan del av världen - Måne."
Idag talar många länder, främst USA och Kina, om sina ambitioner för jordens satellit. Nikolai Panichkin hävdar:”När frågan avgjordes, vad som kom först - månen eller Mars, var det olika åsikter. Vårt institut menar att vi ändå måste sätta ett avlägset mål - Mars, vi måste gå genom månen. På den har många saker ännu inte utforskats. På månen är det möjligt att skapa baser för forskning i djupt rymd, för att utveckla teknik för en flygning till Mars. Därför, för att planera en bemannad flygning till denna planet 2045, måste vi etablera utposter på månen år 2030. Och under perioden 2030 till 2040, skapa grunden för storskalig utforskning av månen med baser och forskningslaboratorier."
Den första biträdande generaldirektören för TsNIIMash anser att tanken på att skapa ett lager för mat och bränsle i jordbana förtjänar uppmärksamhet vid genomförandet av månprojekt. På ISS är det osannolikt att detta kommer att genomföras, eftersom stationen bör upphöra att fungera runt 2020. Och storskaliga månexpeditioner börjar efter 2020. Och en annan viktig aspekt lyfts fram av den ryska specialisten:”När institutet föreslår denna strategi korrelerar vi den med liknande strategiska planer för Kina och Amerika. Naturligtvis måste månloppet vara fredligt. Som känt kan kärnvapen inte testas och användas i rymden. Om kosmonauter, astronauter och taikonauter inom en snar framtid börjar slå sig ner på månen, borde de bygga bostäder där, vetenskapliga laboratorier, företag för utvinning av värdefulla mineraler och inte militärbaser."
Utvecklingen av månens naturresurser är en prioriterad uppgift, många forskare är övertygade om. Så, enligt akademiker vid Ryska vetenskapsakademien Erik Galimov, kan månmineraler rädda mänskligheten från den globala energikrisen. Tritium levererat till jorden från den himmelska kroppen närmast den kan användas för termonukleär fusion. Dessutom är det mycket frestande att förvandla månen till en utpost för djuputforskning av rymden, en bas för övervakning av asteroidrisker, övervakning av utvecklingen av kritiska situationer på vår planet.
Den ljusaste (och kontroversiella!) Idén är fortfarande användning av helium-3 som finns på månen, som inte finns på jorden. Dess främsta fördel, säger Galimov, är att det är "miljövänligt bränsle." Således försvinner problemet med bortskaffande av radioaktivt avfall, som är kärnkraftens gissel. Enligt forskarens beräkningar kommer det årliga behovet av hela mänskligheten för helium-3 i framtiden att vara 100 ton. För att få dem är det nödvändigt att öppna ett tre meter lager månjord med en yta på 75 gånger 60 kilometer. Dessutom kommer paradoxalt nog att hela cykeln - från produktion till leverans till jorden - kommer att kosta cirka tio gånger billigare än användning av kolväten (med hänsyn till de befintliga oljepriserna).
"Västerländska experter föreslår att man bygger heliumreaktorer direkt på månen, vilket ytterligare kommer att minska kostnaderna för att generera ren energi", konstaterar akademikern. Reserverna av helium -3 på månen är enorma - cirka en miljon ton: tillräckligt för hela mänskligheten i mer än tusen år.
Men för att börja bryta helium-3 på månen om 15–20 år är det nödvändigt att starta geologisk utforskning nu, kartlägga områden som är berikade och exponerade för solen och skapa pilottekniska installationer, säger Galimov. Det finns inga komplexa tekniska uppgifter för genomförandet av detta program, den enda frågan är investeringar. Fördelarna med dem är uppenbara. Ett ton helium-3 i energikvivalent motsvarar 20 miljoner ton olja, det vill säga till nuvarande priser kostar det mer än 20 miljarder dollar. Och transportkostnaderna för leverans av ett ton till jorden kommer att uppgå till endast 20-40 miljoner dollar. Enligt specialberäkningar, för att möta Rysslands behov, behöver kraftindustrin 20 ton helium -3 per år och för hela jorden - tio gånger mer. Ett ton helium-3 räcker för en årlig drift av ett 10 GW (10 miljoner kW) kraftverk. För att extrahera ett ton helium-3 på månen kommer det att vara nödvändigt att öppna och bearbeta en plats på tre meter djup på ett område på 10-15 kvadratkilometer. Enligt experter är kostnaden för projektet 25-35 miljarder dollar.
Tanken med att använda helium-3 har dock motståndare. Deras huvudargument är att innan man skapar baser för utvinning av detta element på månen och investerar betydande medel i projektet, är det nödvändigt att upprätta termonukleär fusion på jorden i industriell skala, vilket ännu inte har varit möjligt.
Ryska projekt
Hur som helst, tekniskt sett kan uppgiften att förvandla månen till en källa till mineraler lösas under de kommande åren, är ryska forskare övertygade om. Således meddelade flera ledande inhemska företag att de var beredda och specifika planer för utvecklingen av en jordsatellit.
Automata borde vara den första som "koloniserade" månen, enligt Lavochkin Scientific and Production Association, den ledande nationella icke -statliga organisationen inom rymdutforskning med hjälp av automatiska fordon. Där, tillsammans med Kina, utvecklas ett projekt som är utformat för att lägga grunden för den industriella utvecklingen av månen.
Enligt företagets specialister är det först och främst nödvändigt att undersöka en himlakropp med automatiska medel och skapa en månprovplats, som i framtiden kommer att bli ett element i en stor bebodd bas. Det bör innehålla ett mobilt komplex av lätta och tunga månrovers, telekommunikation, astrofysiska och landningskomplex, stora antenner och några andra element. Dessutom är det planerat att bilda en konstellation av rymdfarkoster i en nära månbana för kommunikation och fjärranalys av ytan.
Projektet planeras genomföras i tre steg. Välj först med hjälp av lätta fordon de optimala områdena på månen för att lösa de mest intressanta vetenskapliga och tillämpade problemen, sedan distribuera orbitalkonstellationen. I slutskedet kommer tunga månrovers att gå till jordens satellit, som kommer att avgöra de mest intressanta punkterna för landning och jordprovtagning.
De planerade, enligt projektutvecklarnas uppfattning, kommer inte att kräva särskilt stora investeringar, eftersom lättkonverteringsbilar av typen Rokot eller Zenit kan användas för att skjuta upp fordon (förutom tunga månrovers).
Det ryska bemannade rymdföretaget, SP Korolev Rocket and Space Corporation (RSC) Energia, är redo att ta tag i taktpinnen för månutforskningen. Enligt sina specialister kommer ISS att spela en viktig roll i skapandet av månbasen, som så småningom bör förvandlas till en internationell rymdport. Även om partnerländerna i ISS -programmet efter 2020 beslutar att inte förlänga sin verksamhet längre, är det planerat att bygga en plattform på grundval av det ryska segmentet för att montera strukturerna för den framtida månbasen i omloppsbana.
För att leverera människor och last i omloppsbana utvecklas ett lovande transportsystem, som kommer att bestå av ett basfartyg och flera av dess modifieringar. Grundversionen är en ny generation bemannat transportfartyg. Den är utformad för att serva orbitalstationer - för att skicka besättningar och last till dem med efterföljande återkomst till jorden, samt för att användas som ett räddningsfartyg.
Det nya bemannade systemet skiljer sig i grunden från det befintliga Soyuz -rymdfarkosten, främst när det gäller ny teknik. Det lovande fartyget kommer att byggas enligt Lego -designprincipen (det vill säga enligt modulprincipen). Om det är nödvändigt att flyga in i en jordbana, kommer en rymdfarkost att användas för att ge snabb åtkomst till stationen. Om uppgifterna blir mer komplicerade och flygningar utanför rymden nära jorden krävs, kan komplexet eftermonteras med ett verktygsfack med möjlighet att återvända till jorden.
Energia räknar med att rymdfarkostens modifieringar kommer att göra det möjligt att göra expeditioner till månen, underhålla och reparera satelliter, utföra långa - upp till en månad - autonoma flygningar för att utföra olika undersökningar och experiment, samt leverans och retur av en ökad mängd last i en obemannad last som kan returneras. Systemet minskar arbetsbelastningen på besättningen, dessutom på grund av fallskärms-jetlandningssystemet kommer landningsnoggrannheten bara att vara två kilometer.
Enligt planerna i det federala rymdprogrammet fram till 2020 ska den första bemannade rymdfarkosten lanseras 2018 från kosmodromet Vostochny, som byggs i Amur -regionen.
Om Ryssland på statsnivå ändå bestämmer sig för att utveckla mineraler på månen, kommer Energia att kunna tillhandahålla ett enda återanvändbart transport- och lastutrymmekomplex som tjänar den industriella utvecklingen av ett himlakropp. Således kommer det nya fartyget (som ännu inte har fått sitt officiella namn), som kommer att ersätta Soyuz, tillsammans med den interorbitala bogserbåten Parom som utvecklats av RKK, att transportera upp till 10 ton last, vilket kommer att minska transportkostnaderna avsevärt. Som ett resultat kommer Ryssland också att kunna tillhandahålla kommersiella tjänster för att skicka olika laster ut i rymden, inklusive skrymmande.
Parom är en rymdfarkost som kommer att sjösättas av ett uppskjutningsfordon till en jordbana (cirka 200 km höjd). Sedan kommer ett annat lanseringsfordon att leverera en container med last till en given punkt på den. Bogserbåten lägger till med den och flyttar den till sin destination, till exempel till en orbitalstation. Det är möjligt att lansera en behållare i omloppsbana med nästan alla inhemska eller utländska transportörer.
Men med den befintliga finansieringen för rymdindustrin är skapandet av en månbas och den industriella utvecklingen av en jordsatellit projekt av en ganska avlägsen framtid. Planerna för flygningar till turismens måne med hjälp av modifierade Soyuz -rymdfarkoster verkar mycket mer realistiska, enligt Roskosmos. Tillsammans med det amerikanska företaget Space Adventures utvecklar den ryska avdelningen en ny turistväg i rymden, och den planerar att skicka jordmän på en sightseeingtur runt månen om fem år.
Ett annat välkänt inhemskt företag, Khrunichev State Space Research and Production Center (GKNPTs), är också redo att bidra till utvecklingen av en himlakropp. Enligt GKNPT-specialisterna bör månprogrammet föregås av den första etappen nära jorden, som kommer att implementeras med hjälp av ISS-upplevelsen. På grundval av stationen, efter 2020, är det planerat att skapa ett orbitalbemannat montage- och driftskomplex för framtida expeditioner till andra planeter, liksom möjligen turistkomplex.
Månprogrammet, enligt forskare, ska inte upprepa det som redan har gjorts under det senaste århundradet. Det är planerat att skapa en permanent station i omlopp för en jordsatellit, och sedan en bas på dess yta. Utplaceringen av en månstation, bestående av två moduler, kommer inte bara att ge en expedition till den, utan också att lasten återlämnas till jorden. Det kommer också att krävas en bemannad rymdfarkost med en besättning på minst fyra personer, som kan vara i autonom flygning i upp till 14 dagar, samt en månbanestationsmodul och ett landnings- och startfordon. Nästa steg bör vara en permanent bas på månytan med all infrastruktur som kommer att säkerställa vistelse för fyra personer i det första steget, och sedan öka antalet basmoduler och utrusta den med ett kraftverk, en gateway -modul och annat nödvändiga faciliteter.
Rymdklubbsprogram
Ryssland
Inom ramen för konceptet för utveckling av rysk bemannad rymdutforskning fram till 2040 planeras ett program för utforskning av månen (2025–2030) och flygningar till Mars (2035–2040). Den nuvarande uppgiften att utveckla en jordens satellit är att skapa en månbas, och ett sådant storskaligt program bör genomföras inom ramen för internationellt samarbete, är Roscosmos övertygade om.
Som en del av den första etappen av månutforskningsprogrammet 2013–2014 är det planerat att skjuta upp månens satelliter Luna-Glob och Luna-Resource, säger chefen för Lavochkin NPO Viktor Khartov. Luna-Glob-uppdragets uppgifter är att flyga runt månen, förbereda och välja platser för månrover, för andra tekniska och vetenskapliga komplex, som kommer att bli grunden för den framtida basen, samt studera månens kärna med hjälp av speciella borranordningar - penetratorer (i denna fråga är samarbete möjligt med Japan, eftersom japanska specialister framgångsrikt har utvecklat penetratorer under lång tid).
Den andra etappen tillhandahåller leverans av ett vetenskapligt laboratorium - en månrover till månen för ett brett spektrum av vetenskapliga och tekniska experiment. I detta skede uppmanas Indien, Kina och europeiska länder att samarbeta. Det är planerat att indianerna inom ramen för Chandrayan-2-uppdraget kommer att tillhandahålla en raket och en flygmodul, samt lansering från deras kosmodrom. Ryssland kommer att förbereda en landningsmodul, en månrover som väger 400 kilo och vetenskaplig utrustning.
Enligt Viktor Khartov, i framtiden (efter 2015) planeras det ryska projektet Luna-Resource / 2, som möjliggör skapandet av en enhetlig landningsplattform, en månrover med lång räckvidd, en startraket från månen, medel för att ladda och lagra prover av månjord som levereras till jorden, samt genomförande av högprecisionslandning på fyren som ligger på månen. Samtidigt är det planerat att utföra månjordprover som samlats in med hjälp av månrover i förvalda områden av vetenskapligt intresse.
Luna-Resource / 2-projektet blir det tredje steget i det ryska månprogrammet. Som en del av det är det planerat att genomföra två expeditioner: den första kommer att leverera en tung forskningsmånrover till månytan för att utföra kontaktforskning och ta prover av månjord, och den andra - en startraket för att returnera jordprov till jorden.
Skapandet av en automatisk bas kommer att göra det möjligt att lösa ett antal problem av intresse för ett bemannat månprogram, vilket ger att efter 2026 kommer människor att flyga till månen. Från 2027 till 2032 är det planerat att skapa ett särskilt forskningscenter "Lunar Proving Ground" på månen, som redan är utformat för kosmonauternas arbete.
USA
I januari 2004 meddelade USA: s president George W. Bush NASA: s mål att "återvända" till månen 2020. Amerikanerna planerade att avyttra föråldrade flygtransfer för att frigöra medel senast 2010. År 2015 skulle NASA distribuera ett nytt Constellation -program som liknar det moderniserade och utökade Apollo -programmet. Huvudkomponenterna i projektet är lanseringsfordonet Ares-1, som är en utveckling av pendelns fasta drivkraftsförstärkare, Orion bemannade rymdfarkoster med en besättning på upp till fem till sex personer, Altair-modulen, avsedd för landning på månytan och lyfter från den, scen för flykten från jorden (EOF), liksom tungbäraren "Ares-5", utformad för att skjuta upp EOF i jordens omloppsbana tillsammans med "Altair". Målet med Constellation -programmet var att flyga till månen (inte tidigare än 2012) och sedan landa på dess yta (inte tidigare än 2020).
Den nya amerikanska administrationen, ledd av Barack Obama, meddelade dock i år slutet på Constellation -programmet, med tanke på att det är för dyrt. Efter att ha begränsat månprogrammet beslutade Obama -administrationen parallellt att förlänga finansieringen för driften av det amerikanska segmentet av ISS till 2020. Samtidigt beslutade de amerikanska myndigheterna att uppmuntra privata företags ansträngningar att bygga och driva bemannade rymdfarkoster.
Kina
Det kinesiska månstudieprogrammet är konventionellt uppdelat i tre delar. Under den första 2007 lanserades rymdskeppet Chang'e-1 framgångsrikt. Han arbetade i månbanan i 16 månader. Resultatet var en högupplöst 3D-karta över dess yta. Under 2010 skickades en andra forskningsapparat till månen för att fotografera områden, i vilka ett Chang'e-3 måste landa.
Det andra steget i forskningsprogrammet för en naturlig satellit av jorden innebär leverans av ett självgående fordon till dess yta. Som en del av den tredje fasen (2017) kommer en annan installation att gå till månen, vars huvuduppgift är att leverera månprov till jorden. Kina tänker skicka sina astronauter till jordens satellit efter 2020. I framtiden är det planerat att skapa en beboelig station där.
Indien
Indien har också ett nationellt månprogram. I november 2008 lanserade detta land den konstgjorda månen "Chandrayan-1". En automatisk sond skickades från den till ytan av jordens naturliga satellit, som studerade atmosfärens sammansättning och tog jordprov.
I samarbete med Roscosmos utvecklar Indien Chandrayan -2 -projektet, som tänker skicka ett rymdfarkoster till månen med hjälp av det indiska GSLV -uppskjutningsfordonet, bestående av två månmoduler - en orbital och en landningsmodul.
Lanseringen av den första bemannade rymdfarkosten är planerad till 2016. Ombord, enligt chefen för den indiska rymdforskningsorganisationen (ISRO) Kumaraswamy Radhakrishnan, kommer två astronauter ut i rymden, som kommer att tillbringa sju dagar i jordbana. Således kommer Indien att bli den fjärde staten (efter Ryssland, USA och Kina) som genomför bemannade rymdflygningar.
Japan
Japan utvecklar sitt månprogram. Så 1990 skickades den första sonden till månen, och 2007 lanserades den konstgjorda satelliten Kaguya där med 15 vetenskapliga instrument och två satelliter - Okinawa och Ouna ombord (den fungerade i månens bana i mer än ett år). Under 2012-2013 var det planerat att starta nästa automatiska apparat, 2020 - en bemannad flygning till månen och 2025-2030 - skapandet av en bemannad månbas. Förra året beslutade dock Japan att överge det bemannade månprogrammet på grund av budgetunderskott.
