Змагання за Місяць набирає обертів. Коли там знову висадять астронавтів і що для цього роблять?

Лише чотири роки відділяє нас від моменту, коли на поверхню Місяця знову ступить людина — уперше майже за пів століття. Принаймні так обіцяє NASA та ще низка країн. Дослідження Місяця в доволі активній фазі: держави запускають свої місячні апарати, будують космічні кораблі, об’єднують зусилля для спорудження навколомісячної станції та домовляються про те, як мирно ділитимуть ресурси, яких досі ніхто ніколи на супутнику Землі не видобував. Уже навіть планують, як люди житимуть в умовах гравітації, ушестеро слабшої за земну. Тож хто зараз «найближче» до Місяця? І хто має на нього найбільше прав?

США домовилися досліджувати Місяць спільно з вісьмома країнами (Україна теж там). А Китай і Росія — окремо

Одним із головних проєктів міжнародної «місячної» політики є космічна програма «Артеміда», започаткована та фінансована Сполученими Штатами. Однойменну угоду підписали також Канада, Велика Британія, Японія, Австралія, Італія, Люксембург та Об’єднані Арабські Емірати. Так вони приєдналися до ідеї спільно відправити на Місяць «першу жінку та наступного чоловіка» до 2024-го року, а також до погодження видобутку корисних копалин на Місяці та налагодження постійної інфраструктури до кінця 2020-х років. А згодом — торування шляху до Марсу та його колонізації.

Цікаво, що серед підписантів угоди є окремі європейські країни, але немає всього Європейського космічного агентства: це можна пояснити надто оптимістичними дедлайнами, які на виконання «Артеміди» встановили Штати і які явно суперечитимуть тривалим консультаціям, необхідним для вироблення спільної позиції для всіх країн-учасниць. Індія, у якої є власна доволі розвинена місячна програма, теж поки не долучилася до угоди.

Відсутність Китаю, одного з головних космічних гравців світу нині, зрозуміла: заборона Конгресу США на співпрацю з цією країною. Ще одним імовірним мотивом цього можна вважати й певну «американоцентричність» «Артеміди». Це не наше визначення — так угоду назвав гендиректор «Росмосу» Дмитро Рогозін. Він пообіцяв, що РФ підготує «поправки Зевса» до програми «Артеміда». Уловлюєте високоінтелектуальну іронію? Артеміда була давньогрецькою богинею Місяця (іменем її брата Аполлона називалася перша програма NASA з пілотованих польотів на Місяць), а Зевс — головний бог на Олімпі. До слова, Росія має власну місячну програму: до супутника Землі вона планує запустити першу пілотовану місію у 2028-2030-му — але подробиці не надто розголошує.

А ось дев’ятою країною-підписантом міжнародної угоди щодо Місяця стала Україна. Приєднання до «Артеміди» може сприяти інтеграції українських космічних проєктів у глобальну ініціативу. До того ж раніше Україна вже уклала меморандум із Moon Village Association (про неї трохи згодом — ред.) — міжнародним проєктом щодо організації життя на Місяці. Принаймні на це сподівався тепер уже колишній глава Державного космічного агентства України Володимир Усов. Чи продовжать цю його лінію нові очільники космічної галузі в країні — це питання.

Не дуже ясно поки й те, як на майбутньому «Артеміди» позначиться зміна президента США — країни, під егідою якої програма реалізується: космічна тематика не порушувалась у передвиборчих дебатах. Але новообраний президент Джо Байден уже призначив вісьмох членів так званої перехідної команди, яка має переглянути здобутки NASA за адміністрації Трампа й визначити подальші пріоритети. Є вірогідність, що курс Байдена щодо космосу суттєво не відрізнятиметься.

Утім, зміна космічної програми США внаслідок зміни вищого керівництва держави — це нормальна практика. Наприклад, у 2004-му Джордж Буш ставив перед NASA завдання розширити присутність людини в Сонячній системі й оголосив про початок програми «Constellation» («Сузір’я»). Вона нагадувала нинішню «Артеміду» й теж мала на меті відправляти людей на Місяць і Марс, але про неї забули за президентства Обами. Точніше, Обама не мав нічого проти Марсу, однак сенсу в колонізації Місяця особливо не бачили. Натомість зацікавилися місячною орбітою. За Трампа ж установили чіткі терміни для висадки людей на Місяць і Марс.

Допомагають висадити астронавтів на Місяць Ілон Маск і Джеф Безос. Ось що вони для цього роблять

У квітні NASA обрало три приватні компанії, які братимуть участь у підготовці до пілотованого польоту на Місяць. SpaceX Ілона Маска, Blue Origin Джефа Безоса та Dynetics мають запропонувати проєкти посадкових модулів. Контракти з компаніями NASA уклало на 10 місяців, тобто до лютого 2021 року ми вже можемо очікувати на перші результати їхнього втілення.

NASA розраховує, що на той час обере підрядників, які проведуть перші демонстраційні польоти. Але про конкретні терміни поки не говорять. Якщо дивитися на публічні результати випробувань, то значного прогресу SpaceX і Blue Origin поки не досягли.

Лише в серпні цього року ракета-носій Starship компанії Ілона Маска змогла виконати успішний політ на 150 метрів над поверхнею Землі й приземлитися. Сталося це з п’ятої спроби. Тепер Starship має повторити аналогічний маневр і злетіти вже на висоту понад 15 кілометрів. Раніше це зробити не вдалося через поломки двигуна під час випробувань.

Про більш успішні результати повідомили в Blue Origin: у жовтні їхня ракета-носій New Shepard змогла злетіти на висоту 106 кілометрів над поверхнею та загалом протриматися в повітрі 10 хвилин. Випробували New Shepard разом із вантажем, який планують доставляти на поверхню Місяця.

Щодо Dynetics, то компанія ще не має робочого прототипу посадкового модуля — тільки повнорозмірну модель, яка не проходила випробувань.

Значно більше ми нині можемо сказати про дослідження Місяця. Наприкінці липня NASA зареєструвало оптимальну траєкторію польоту невеликих космічних апаратів до супутника Землі — це потенційно може допомогти людству більше довідатися про темну матерію (детально ми писали про це тут). А в жовтні американське аерокосмічне агентство заявило про відкриття слідів води на освітленій поверхні Місяця — хоча раніше їхнє існування там заперечували. Ця знахідка може допомогти знайти нове джерело ресурсів для життя людей на супутнику Землі.

Саме ресурсний чинник і є головним для країн, які скерували свої космічні дослідження в бік найближчого до Землі небесного тіла. Про життя на Місяці поки не йдеться, але про існування невеликої дослідницької установи з придатними для життя людей умовами — цілком. Такі плани ще на початку минулого року оголошувало Національне космічне управління Китаю.

Це не єдине свідчення підвищеної зацікавленості Пекіна в освоєнні Місяця. У січні 2019 року Національне космічне агентство Китаю повідомило про успіх місії «Чан’е-4» — першу у світі посадку на темний бік Місяця (той, який не видно з поверхні Землі). Нині ж КНР працює над місією «Чан’е-5», яка має на меті здійснити перший із 1976 року забір зразків із Місяця. Китайське космічне управління відправило «Чан’е-5» у космос 23 листопада.

Прогрес решти космічних країн не так вражає. Після невдалої місії «Чандраян-2», якій усе-таки вдалося посадити космічний апарат на місячну поверхню, Індія планує її фактичне повторення. Запуск місії планується на першу половину 2021 року. Росія говорить про висадку власних космонавтів у 2030 році, а космічний корабель «Орел», який використовуватиме для цього, планують випробувати у 2023-му. До речі, ним же «Роскосмос» планує доставляти своїх космонавтів і вантажі до місячної орбітальної станції.

Ми постійно чуємо про плани запустити пілотовані місії до Місяця. Але це ще не все

За Трампа, з його курсом «на Місяць і далі», спорудження станції на орбіті супутника стало одним з елементів програми «Артеміда». Станція відома як Gateway або Deep Space Gateway, хоча говорять про неї небагато. Започаткований у 2017-му проєкт вписується в плани NASA з опанування Місяця, Марса та інших далеких космічних просторів. Gateway, яку планують почати експлуатувати у 2024-му, має допомогти скоротити витрати на доставку людей до поверхні супутника. Принцип роботи нагадуватиме Міжнародну космічну станцію: астронавти прибуватимуть на Gateway на кілька місяців, а звідти можна буде дистанційно управляти місяцеходами або пересідати на інший «транспорт» власне до Місяця. Тільки обертатися доведеться не в приблизно чотирьохстах кілометрах від Землі, а на відстані 315 тисяч кілометрів. Станцію планують розмістити в так званій точці Лагранжа L1, де гравітаційні поля Землі й Місяця врівноважуються.

У 2019-му Конгрес США виділив на Gateway 450 млн доларів — це не враховуючи витрати на ракету-носій та космічний корабель Orion, який доставлятиме на станцію астронавтів і вантажі. Будувати модулі та транспортні кораблі NASA допомагатимуть Європейське та Японське космічні агентства. Канада займатиметься розробкою роботизованих систем. А ось із Росією, яка від початку була партнером у цьому проєкті, останнім часом почали виникати непорозуміння, бо, за словами Рогозіна, не вдалося поки досягти співпраці «на рівноправній основі». Утім, нещодавно Рогозін таки наголосив, що технічні характеристики треба узгоджувати, щоби вже згаданий російський космічний корабель «Орел» міг пристикуватися до станції.

Водночас міжнародні проєкти з організації простору й життя на Місяці теж є — і не лише в межах «Артеміди». Асоціація місячного села (Moon Village Association) — один із найширших майданчиків для цього. Ця неурядова організація, ініційована у 2017-му, є своєрідним глобальним неформальним форумом, який дозволяє об’єднувати представників приватної промисловості, урядів та інших учасників, які виступають зі своїми ініціативами дослідження Місяця. Нині у спільноті вже приблизно 220 індивідуальних і 22 інституційних члени з понад 46 країн, і не лише тих, які мають свої космічні програми. Вони представляють технічну, наукову й навіть культурну та міждисциплінарну сфери. Словом, залучають громадянське суспільство до космічних ініціатив.

Власне, в Асоціації місячного села є й доволі конкретна ініціатива — створення майбутнього місячного поселення. Для цього вже є підхоже місце розташування — південний полюс Місяця, де завдяки постійно освітленим районам можна було б генерувати сонячну енергію. Є й приблизний план створення «місячного села»: побудувати на Землі житлові модулі, а потім доправити їх на Місяць і вже там накрити захисними оболонками (щоб уберігати «місяцян» від радіації) та сполучити між собою спеціальними каналами. Водночас «місячне село» є доволі утопічним баченням майбутньої співпраці людства в космосі та досягнення мирної взаємодії між космічними країнами.

Для людей на Місяці вже розробляють енергогенератор, мережу швидкісного зв’язку й туалет (це справді важливо!)

Отже, є ймовірність, що до кінця цього десятиліття на Місяці існуватиме людська дослідницька колонія — американська та, можливо, китайська. Про те, у яких умовах вони мають існувати, почали міркувати вже зараз. У жовтні NASA оголосило про нові контракти на розробки для дослідження поверхні Місяця. Серед них, зокрема, є й пристрій, який за допомогою хімічних реакцій вироблятиме електроенергію та тепло (температура на поверхні Місяця може коливатися від 127 до мінус 173 градусів Цельсія).

Крім того, разом із міністерством енергетики США NASA шукає підрядника для розробки системи невеликих ядерних реакторів — так агентство планує забезпечувати людей та інфраструктуру на Місяці енергією. Реактори повністю зберуть на Землі, після чого доправлять на поверхню супутника. NASA планує зробити це вже до 2026 року (тобто за два роки до планованого часу створення людської колонії), хоча керівник ядерної програми в межах директорату технологій для космічних місій Ентоні Каломіно припускає, що проєкт може затягтися й до кінця десятиліття.

Ще одне важливе питання — забезпечення зв’язку між дослідниками Місяця на його поверхні. Для цього фінська компанія Nokia отримала 14,1 мільйона доларів на розробку мережі 4G/LTE. Її мають розгорнути на місячній поверхні вже до кінця 2022 року; пізніше її планують перенести на стандарт 5G. Мережа дозволить астронавтам, які працюють на Місяці, швидко й оперативно обмінюватися важливими даними, а також керувати космічними апаратами на відстані. Nokia стверджує, що такий зв’язок є «важливим для забезпечення довготривалої присутності людини на місячній поверхні». Для розгортання 4G/LTE-мережі підрозділ Nokia Bell Labs розробить «ультракомпактні базові станції з низьким споживанням енергії».

Турбуються астронавти й про більш приземлені речі — як-от наявність туалету. У червні NASA разом із компанією HeroX оголосили відкритий конкурс на розробку вбиральні, що була б функціональною в умовах супутника Землі — «Місячний туалет-челендж» («Lunar Loo Challenge»). Ключові вимоги, які висували організатори до розробок, — зменшення маси (з 54 до 15 кг) і об’єму (з 0,17 до 0,12 кубічного метра) наявних проєктів космічних туалетів. Крім того, «місячна вбиральня» має функціонувати в умовах не лише мікрогравітації (як-от на МКС), а й місячної гравітації (вона там приблизно в шість разів менша, ніж на Землі).

Переможці «Місячного туалет-челенджу» стали відомі в жовтні. Перше місце з-поміж понад 2000 проєктів здобув THRONE (Translunar Hypercritical Repository 1, «Міжмісячне надкритичне сховище»), особливості якого — використання вентилятора без лопатей замість стандартної насосної системи й подоби підгузка для утилізації відходів. Проєкт ICAT, який посів друге місце, пропонує покращену систему контейнерів для справляння природних потреб, а «бронзовий» призер — «Центрифужний місячний туалет» — використовує подрібнювач і компресор для утилізації відходів людської діяльності.