Как США и союзники поделят космос
За последний год правила игры в космосе полностью обновились. Точнее, их обновили американцы. Два новых ключевых фактора — это "Соглашения Артемиды" и Космические силы США, сообщает Деловая столица.
Возвращение Луны
Прежде чем говорить о правилах игры, необходимо хотя бы вкратце сказать о самой игре. Суть ее в том, что после полувекового перерыва должны возобновиться полеты людей на Луну. Причем на этот раз земляне собираются не просто опять потоптаться по лунной пыли, но и создать себе постоянные базы на окололунной орбите и на самой Луне. А затем — еще и в особых точках окололунного пространства, самых удобных для сборки космических крейсеров, способных отправиться к другим планетам.
На 22 ноября 2021 г. запланирован старт американской космической миссии «Артемида-1». Она должна подлететь к Луне, покрутиться вокруг нее и вернуться обратно на Землю. Общая продолжительность полета составит 25,5 суток, в том числе шесть суток — на орбите вокруг Луны. Это беспилотная миссия с испытательной целью — сертифицировать космический корабль Orion и ракету-носитель Space Launch System для полетов с экипажем.
Артемида была в Древней Греции богиней Луны. По ее имени NASA (Национальная аэрокосмическая администрация США) решила назвать свою лунную программу, которая обещает стать более грандиозной, чем программа «Аполлон» 1968-1972 гг.
В сентябре 2023 г. должна состояться 10-дневная миссия «Артемида-2» с участием трех американских и одного канадского астронавта. Они должны облететь вокруг Луны и вернуться обратно.
Высадка на Луну будет задачей следующей, 30-дневной миссии «Артемида-3», намеченной на октябрь 2024 г. Два астронавта будут оставаться в корабле на окололунной орбите, а другие двое (женщина и мужчина) высадятся в южном полярном регионе Луны и пробудут там почти неделю.
На конец 2024 г. намечено еще одно знаковое событие — ракета Falcon Heavy производства компании SpaceX должна доставить на окололунную орбиту первые два модуля (силовой и жилой) международной космической станции Gateway («Врата»), которую создает NASA совместно с Европейским, Японским и Канадским космическими агентствами. Название станции говорит само за себя: Gateway будет иметь решающее значение для расширения сферы человеческого присутствия не только на Луну, но и на Марс и другие планеты Солнечной системы.
Обживать станцию начнет экипаж 30-дневной миссии «Артемида-4», намеченной на март 2026 г. Четыре астронавта пристыкуют к Gateway еще один жилой модуль. После этого в течение 2026-2032 гг. предстоят еще семь миссий «Артемида-5…11», которые уже будут пользоваться Gateway как своим домом.
Особо важная задача предстоит миссии «Артемида-7» в 2028 г. Четыре астронавта высадятся на южном полюсе Луны и введут там в эксплуатацию лунную базу, пригодную для обитания.
Понятно, что этот график может растянуться на более поздние сроки. Но то же самое можно сказать и о планах конкурентов — китайцев и россиян.
16 июня 2021 г. Китайская национальная космическая администрация и Роскосмос провели видеопрезентацию своей лунной станции, которую они собираются построить к 2035 г. На первом этапе планируется посадить на Луну пять исследовательских аппаратов: это российские «Луна-25» (октябрь 2021 г.), «Луна-26» (2024 г.), «Луна-27» (2025 г.) и китайские «Чанъэ-6» и «Чанъэ-7» (оба в 2024 г.). Затем должно начаться собственно строительство станции. Для этого в 2026 г. будет запущен «Чанъэ-7», в 2027-2028 гг. — «Луна-28» и «Луна-29». Подчеркнем, что все это — автоматические аппараты. И лишь в 2030-2035 г., возможно, дойдет дело до отправки на Луну пилотируемых миссий.
Новый космический правопорядок
Тут уместно напомнить характерные космические масштабы. Средний радиус Земли — 6371 км. Искусственные спутники Земли обычно летают на высоте от 300 км над уровнем моря до 36 тыс. км (геостационарная орбита). А Луна еще в 10 раз дальше: среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 385 тыс. км. Ближайшие планеты еще в 100 раз дальше: расстояние между Венерой и Землей меняется в пределах от 38 до 261 млн км, между Марсом и Землей — от 56 до 401 млн км.
После окончания программы «Аполлон» люди интенсивно осваивали околоземный космос вплоть до сферы геостационарных орбит, а также время от времени отправляли многолетние миссии к планетам, астероидам, кометам. А вот Луна надолго оказалась на периферии внимания.
Однако сейчас благодаря программе «Артемида» она вновь возвращается в фокус общественного интереса. Американцы взялись за дело основательно. Они позаботились не только о лунной программе, но и новом космическом правопорядке. Этот документ получил название «Соглашения Артемиды. Принципы сотрудничества в гражданском исследовании и использовании Луны, Марса, комет и астероидов в мирных целях».
«Соглашения Артемиды» (Artemis Accords) подписаны 13 октября 2020 г. восемью странами. Это США, Австралия, Великобритания, Италия, Канада, Люксембург, ОАЭ и Япония. 12 ноября девятой страной стала Украина. В конце мая 2021 г. присоединились Республика Корея и Новая Зеландия, а 15 июня — Бразилия. В общем, уже подобралась неплохая компания завоевывать космос, и она наверняка еще расширится.
Документ базируется на Договоре о космосе 1967 г., не противоречит ему и развивает его принципы в практической плоскости. Он не ограничивает добычу и эксплуатацию внеземных ресурсов в коммерческих целях, но предписывает делать это безопасно для окружающей среды, других подписантов и человечества в целом. Чтобы регулировать деятельность на Луне, предлагается объявлять разумные зоны контроля, в пределах которых определенная страна или компания отвечает за все операции. Впрочем, «Соглашения Артемиды» не ограничены лунной программой. В документе прямо прописано, что он должен стать правовой основой для взаимовыгодного освоения Солнечной системы, включая экспедиции к Марсу.
Этот семистраничный документ важен не только для стран-подписантов, но и для частного бизнеса. Ведь NASA уже доверила реализацию лунных миссий частным компаниям. Сначала были объявлены частные подрядчики для отправки на Луну астронавтов, потом — для разработки станции Gateway, и так далее — вплоть до заключения четырех контрактов на доставку на Землю лунного грунта. «НАСА покупает лунный грунт у коммерческого поставщика — объявил глава НАСА Джим Брайденстайн 10 сентября 2020 г. — Настало время внести определенность в правила добычи и продажи космических ресурсов». «Соглашения Артемиды» как раз и стали ответом на эту потребность.
И если говорить об украинском интересе, то он заключается именно в новых возможностях для украинских компаний, которые могут стать субподрядчиками американских и европейских. Успешный опыт есть — например, это ракета-носитель Antares, разработанная американской компанией Northrop Grumman при участии украинских компаний КБ «Южное», «Южмаш» и др. Ракеты Antares служат для запуска космических кораблей Cygnus, с помощью которых NASA доставляет грузы на МКС.
Космическая охрана
Поскольку США и их компаньоны по программе «Артемида» первыми начнут промышленное освоение Луны, то, конечно, никто не сможет помешать им устанавливать там свои правила и придерживаться их. Однако в дальнейшем, когда там объявятся китайцы (с россиянами или без), то не исключены проблемы.
И вот тут самое время поговорить о возможностях Космических сил (Space Force) США, которые были учреждены в феврале 2019 г. Они уже кое-что умеют. 13 июня запустили спутник с авиалайнера для демонстрации возможности оперативного выведения аппаратов в космос по программе Tactically Responsive Launch. Миссия стартовала с базы ВВС США Ванденберг. Самолет-носитель Stargazer (модифицированный авиалайнер Lockheed L-1011 TriStar) поднялся на высоту около 12 км. Там от него отделилась ракета-носитель Pegasus XL. Она вывела секретную полезную нагрузку на солнечно-синхронную орбиту. Миссию признали успешной. Как видим, Космические силы США могут запускать военные спутники вообще без космодромов. Космодромом служит самолет.
Назначение космического аппарата и его характеристики не разглашаются. Известно, что спутник собран из коммерчески доступных компонентов, создан менее чем за год и служит демонстратором технологий. Его предназначение описывают как имеющее отношение к «осведомленности об обстановке в космическом пространстве». Портал NASASpaceFlight объясняет, что этот эвфемизм почти всегда относится к аппаратам для мониторинга активности других спутников. То есть это космический шпион.
Пока что Космические силы США пробуют свои возможности в околоземной зоне. Но американские военные уже разработали теоретическую основу для операций в окололунном пространстве (cislunar space). В мае обнародован отчет A Primer on Cislunar Space, что можно перевести как «Окололунное пространство для начинающих». Его заказчиком выступил директорат космических аппаратов исследовательской лаборатории ВВС США.
В системе Земля — Луна особый интерес представляют пять точек Лагранжа, то есть точек невесомости, где тяготение Земли уравновешивается тяготением Луны. Самая привлекательная из них — первая точка Лагранжа, на расстоянии 60 тыс. км от Луны по направлению к Земле. Это идеальное место для строительства космической пилотируемой станции, которая всегда висела бы в одной точке между Луной и Землей. В будущем там можно было бы собирать космические крейсеры, которые оттуда отправлялись бы к другим планетам и затем возвращались. Если создать такой сборочный цех на Луне, то придется тратить топливо для преодоления лунного тяготения. А в точке Лагранжа для взлета и посадки никаких затрат топлива не нужно — там невесомость.
Не исключено, что эта точка в окололунном пространстве может стать объектом настоящей космической войны. Кроме того, на самой Луне есть особо популярные территории (например, возле южного полюса), которые быстро могут стать спорными. Вот на такие случаи и нужны Космические силы США. Ибо «Соглашения Артемиды» — это, конечно, хорошо, но еще лучше, когда они подкреплены военной мощью.
В подобных начинаниях Космические силы США получают полную поддержку от NASA. Еще прошлой осенью эти два ведомства подписали взаимный меморандум о взаимопонимании. Документ обозначил основные направления сотрудничества Space Force и NASA в области освоения космического пространства. А спустя несколько недель был запущен совместный эксперимент по созданию Окололунной дорожно-патрульной системы (CHPS). Задача эксперимента — разработать систему контроля и защиты транспортных потоков по маршруту между Землей и Луной.
Корабли с ядерными двигателями
Американские военные хотят оснастить свои Космические силы самыми мощными кораблями. В апреле Агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) выбрало три компании — Blue Origin, Lockheed Martin и General Atomics — для испытаний в окололунном пространстве ядерных двигателей.
Компании выбраны из-за их способности разрабатывать и разворачивать передовые системы для реакторов, силовых установок и космических кораблей, говорится в заявлении DARPA. Агентство особо подчеркнуло необходимость "быстрого маневра» для военных систем. «Современные электрические и химические космические двигательные установки имеют недостатки в соотношении тяги к массе и в двигательной эффективности", — поясняет DARPA.
Ядерный тепловой двигатель (NTP), как ожидается, решит эти проблемы. Он должен быть испытан в окололунном пространстве до 2025 г.
В NTP используются реакторы деления, которые нагревают топливо (например, водород) до высоких температур. Этот газ с высокой скоростью выпускается через сопла и создает тягу. Отношение тяги к массе у NTP примерно в 10 тыс. раз выше, чем у электрических силовых установок, а двигательная эффективность от двух до пяти раз выше, чем у обычных химических ракет, сообщает DARPA.
Первый этап программы состоит из двух треков продолжительностью 18 месяцев. Трек А включает эскизный проект ядерного теплового двигателя. Его разработает General Atomics. На треке B будет создана концепция космического корабля с операционной системой для достижения целей будущей миссии. Работу над треком B будут вести независимо Blue Origin и Lockheed Martin.
Заметим, что об использовании в космосе каких-либо вооружений пока что никто не говорит. Речь идет только о том, чтобы обеспечить себе превосходство в скорости маневра. Возможно, этого будет вполне достаточно. Скорее всего, довольно долго в космосе будет соблюдаться простой принцип: кто первый успел — у того и права на это место, будь это площадка возле южного полюса Луны или точка Лагранжа между Луной и Землей. А первыми всюду собираются успеть американцы.