На сегодня известны такие лунные программы:
- Программа NASA "Артемида";
- Роскосмос: российская лунная программа;
- Лунная программа Китая;
- Япония. Изучение луны в рамках космической программы.
1. Лунная программа NASA под названием "Артемида"
Ниже представлен полный план программы.
Амбициозный лунный проект на 10 лет, согласно которому будут выполнены: 37 запусков с Земли, 5 посадок на поверхность с экипажем, создание первой лунной базы.
На орбите Луны сейчас находятся зонд LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) от NASA.
NASA опубликовала документ под названием Moon 2024 Mission Manifest, в котором рассказала об изменениях в планах высадки на Луну в 2024 году. Окончательную версию программы «Артемида» организация не представила, однако новый документ открывает некоторые детали миссии.
В документе говорится, что первые запуски SLS (Space Launch System - Система космических запусков) состоятся не раньше апреля 2021 года.
Кроме того, стало известно, что первая высадка человека на Южный полюс Луны в рамках программы планируется на конец 2024 года.
Апрель 2021: «Артемида-1», непилотируемый испытательный полёт космического корабля «Ориона» на ракете-носителе SLS
Январь 2023: «Артемида-2», полёт «Ориона» с экипажем к спутнику и его облёт
Август 2024: «Артемида-3», запуск лунохода
Октябрь 2024: «Артемида-4», пилотируемый полёт «Ориона» к Луне, высадка экипажа на поверхность
Сентябрь 2025: научная миссия, запуск межпланетной станции Europa Clipper
Июнь 2026: «Артемида-5», пилотируемый полёт «Ориона» к Луне
Июнь 2027: научная миссия, запуск спускаемого аппарата Europa Lander для изучения спутника Юпитера Европы
Август 2028: «Артемида-6», пилотируемый полёт «Ориона» к Луне
Февраль 2029: «Артемида-7», запуск грузового космического корабля Cargo Dragon к Луне
Август 2029: «Артемида-8», пилотируемый полёт «Ориона» к Луне
Февраль 2030: «Артемида-9», запуск грузового корабля к Луне
Август 2030: «Артемида-10», пилотируемый полёт к Луне.
Примечательно, что изменения в программе затронут компанию Boeing — она строит ступени SLS. С учётом того, что заранее собранный лунный модуль будет необходимо отправить вместе с экипажем, мощность ракеты нужно будет значительно увеличить, причём уже к 2024 году, когда запланирована первая пилотируемая миссия. При этом в строительстве ракет для NASA Boeing пока не преуспевает — из-за проблем с первой ступенью первый запуск SLS, запланированный на 2016 год, был отсрочен как минимум до 2020-го. В 2018-м генеральный инспектор NASA Пол Мартин уже критиковал компанию в своём отчёте, охарактеризовав выполнение программы SLS как «неудовлетворительное». По его словам, именно Boeing виновна в многолетних задержках и излишних затратах на разработку ракеты-носителя. Кроме того, компания испытала проблемы с беспилотным запуском космического корабля Boeing CST-100 Starliner в декабре 2019 года — из-за сбоя в системе расчёта полётного времени после запуска было израсходовано слишком много топлива, в результате чего не удалось состыковаться с МКС.
Однако в NASA по-прежнему настроены на полёты на SLS. В связи с изменениями в планах, организация собирается либо вовсе отказаться, либо сильно ограничить использование в программе «Артемида» коммерческих ракет-носителей. Изначально NASA хотела сотрудничать с компанией Илона Маска SpaceX, которая предоставила бы Falcon Heavy, а также с Blue Origin, разрабатывающую свою ракету-носитель New Glenn.
Их использование существенно сократило бы затраты на запуск лунного модуля, однако, судя по манифесту, коммерческие ракеты будут в лучшем случае призваны доставлять на орбиту меньшие части оборудования программы — например, лунный ровер, пишет Arstechnica.
2. Роскосмос: российская лунная программа
Реализация лунной программы будет проходить в несколько этапов до 2040 года:
1 этап. - «Вылазка». На первом этапе (до 2025 года) планируются отработка всех технологий на МКС, создание базового модуля окололунной станции, испытания перспективного пилотируемого корабля "Федерация", беспилотные облеты Луны "Федерацией" и исследование Луны автоматическими станциями.
Окололунная орбитальная станция может быть создана на базе элементов российского сегмента МКС, в частности, узловой модуль, пилотируемый транспортный корабль и научно-энергетический модуль (НЭМ), которые планируется состыковать с МКС к 2022 году; для высадки на поверхность на станции будут находиться лунные взлетно-посадочные и грузовые модули.
Предлагается оснастить российский сегмент МКС модулями, которые уже находятся в производстве, дополнив их системами, обеспечивающими автономность полета, для обеспечения возможности создания на их основе российской орбитальной станции.
Луна-25 (до апреля 2013 года аппарат носил название «Луна-Глоб») — часть российской лунной программы, первое российское лунное задание, осуществляемое в НПО имени С. А. Лавочкина по исследованию и практическому использованию Луны и окололунного пространства автоматическими межпланетными станциями. В рамках задания, сначала будет запущен спускаемый аппарат, а через год — орбитальный аппарат.
Целью этого проекта является запуск автоматического зонда, орбитальная часть которого должна осуществить дистанционные исследования и выбор подходящих площадок для последующих спускаемых аппаратов, а посадочный аппарат будет исследовать поверхность в районе южного полюса, в том числе криогенным бурением до глубины двух метров. Заявленный активный срок работы зонда на поверхности Луны — не менее одного земного года.
Изучая кометное вещество замерзшее на лунных полюсах, мы получаем доступ к межзвёздному веществу, которое возможно содержит в себе сложные органические соединения. Доставка на землю и изучение этого вещества возможно поможет раскрыть секрет возникновения жизни на земле.
Также с помощью добытой воды делать систему жизнеобеспечения, добывать из этой воды кислород, создавать водородное топливо для будущих космических ракет.
Изучение условий для создания колоний. Колонистов необходимо защитить от радиации и перепадов температур от 150 до 110 градусов Цельсия.
2 этап. -«Форпост». Второй этап (с 2025 по 2035 годы) подразумевает отработку средств доступа на поверхность Луны, первые пилотируемые полеты на поверхность Луны, создание и размещение на Луне первых элементов посещаемой базы.
В 2032-м планируется доставить на спутник Земли луномобиль (тяжелый луноход с возможностью передвижения космонавтов), а также вторую экспедицию, которая займется "апробированием средств передвижения по поверхности".
Экспедиция 2033 года должна будет совершить поездки на луномобиле на дальние расстояния и протестировать робототехнические комплексы.
На 2034 год намечено начало, а на 2035-й — продолжение строительства лунной базы.
Пилотируемым полетам должны предшествовать два испытательных старта в 2028-м и 2029 году — соответственно с тестированием взлетно-посадочного комплекса и облетом Луны пилотируемым кораблем.
В период 2025—2030 гг. произойдет развертывание на окололунной орбите спутников связи.
Исполнительный директор НПО "Андроидная техника" (разработчик робота "Федора") Евгений Дудоров рассказал, что исследование планет Солнечной системы и Луны планируется проводить с помощью звероподобных роботов или роботов-кентавров с антропоморфным торсом на колесной базе.
7 сентября 2019 г. в 00:32 по московскому времени спускаемый аппарат космического корабля «Союз МС-14» с антропоморфным роботом FEDOR (позывной Skybot F-850) совершил успешную запланированную посадку на Землю.
3 этап. -«База». На третьем этапе (после 2035 года) будет завершено строительство полноценной посещаемой лунной базы. Также после 2035 года должна быть создана единая система пилотируемых и автоматических средств освоения Луны.
В октябре 2019 года стало известно, что АО «Корпорация «Стратегические пункты управления» (входит в состав Роскосмоса) разрабатывает проект лунной базы «Patron Moon» с небольшой атомной электростанцией, на которой смогут жить 50 человек, а места на ней предлагается сдавать в аренду по цене 10−30 млн долларов с человека, чтобы окупить затраты за один год. Стоимость проекта оценивается в 462 млн долларов. База представляет собой заглубляемое в грунт сооружение, внутри которого имеются универсальный стыковочный люк, многофункциональные буры, три выдвижных цилиндра с отсеками для проживания людей и стволопроходческая буровая установка на конце. Сооружение имеет следующие характеристики: масса — 70 тонн, глубина максимального погружения в грунт — 41 метр, суммарный объем цилиндров — 624 кубических метра, вместимость — до 50 человек.
3. Лунная программа Китая
Разработка программы была начата в 1998 году Комиссией по науке, технологии и промышленности для обороны (COSTIND) Госсовета КНР.
Лунная программа Китая делится на три основных этапа, каждый из которых является подготовительным для последующего.
Этап I: полёты по окололунной орбите.
Первый этап предусматривал вывод двух аппаратов на селеноцентрическую орбиту, и к настоящему времени успешно осуществлён. Отработка задач I этапа была возложена на аппараты «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2».
В феврале 2012 COSTIND опубликовало топографическую карту поверхности Луны с разрешением в 7 метров, созданную на основе снимков, полученных с «Чанъэ-2».
Этап II: мягкая посадка на Луну.
Второй этап, реализуемый в настоящее время, предусматривает осуществление мягкой посадки космических аппаратов на поверхность Луны и доставку луноходов. Этап включает миссии модулей «Чанъэ-3» с луноходом «Юйту» (Нефритовый заяц) и «Чанъэ-4».
«Чанъэ́-3»— китайская автоматическая межпланетная станция (АМС) для изучения Луны и космического пространства. Межпланетная станция является посадочным аппаратом, состоящим из стационарной лунной станции и первого китайского лунохода.
Миссия «Чанъэ-4» является продолжением и дублёром «Чанъэ-3», также предусматривает доставку на обратную сторону Луны, стационарного модуля и лунохода.
АМС «Чанъэ-4» была запущена 7 декабря 2018 года (8 декабря по китайскому времени). 3 января 2019 года она прилунилась (первая в мире успешная мягкая посадка на обратной стороне Луны) в кратере Фон Карман и сделала первый в мире снимок поверхности обратной стороны Луны с близкого расстояния. В тот же день успешно начал работу первый в мире луноход на обратной стороне Луны «Юйту-2»; благодаря ретрансляционному спутнику «Цюэцяо», обеспечивающему связь Земли с луноходом, начала осуществляться первая в мире телекоммуникационная связь с обратной стороной Луны. 11 января миссия «Чанъэ-4» успешно завершилась фотографией лунохода, миссия которого ещё только начиналась. К 8 августа 2019 года «Юйту-2» проехал 271 метр по обратной стороне Луны, проводя различные научные исследования и передавая данные на Землю.
Этап III: доставка лунного грунта на Землю.
Третий этап предусматривает доставку на Землю образцов лунного грунта и включает в себя миссии «Чанъэ-5Т1», «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6».
Миссия модуля «Чанъэ-5Т1» предназначалась для подготовки полёта станции «Чанъэ-5», включая облёт Луны и возвращение на Землю. Запуск «Чанъэ-5T1» был осуществлён с космодрома «Сичан» 23 октября 2014 года. 28 октября «Чанъэ-5T1» завершил облет Луны и приступил к возвращению на Землю. 31 октября 2014 года в 21:53 UTC спускаемый аппарат «Чанъэ-5T1» отделился от служебного модуля, в 22:13 вошёл в земную атмосферу со скоростью, близкой к 11,2 км в сек и в 22:42 совершил мягкую посадку в хошуне Сыцзыван автономного района Внутренняя Монголия.
Служебный модуль «Чанъэ-5Т1» после отделения спускаемого аппарата остался на окололунной орбите с целью отработки навигации и маневрирования для будущих полётов космических станций, планируемый срок его эксплуатации — до мая 2015 года.
Запланированные миссии:
«Чанъэ-5» планировалось запустить в 2017 году с помощью ракеты «Чанчжэн-5». Спускаемый аппарат станции должен был произвести забор образцов лунного грунта весом до 2 кг и возвратиться с ними на Землю. Запуск был перенесён сначала на 2019, а потом и на декабрь 2020 года.
«Чанъэ-6» планируется запустить после 2020 году также с помощью ракеты «Чанчжэн-5», с учётом результатов миссии «Чанъэ-5».
4. Япония. Изучение луны в рамках космической программы.
Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) намерено в 2021 году осуществить посадку на Луну исследовательского аппарата под названием SLIM. Об этом сообщила газета The Yomiuri Shimbun.
По плану, исследовательский модуль должен будет совершить посадку в районе Моря Нектара, расположенного у экватора на стороне спутника, обращенной к нашей планете. Конкретной целью SLIM станет небольшой кратер, где, как предполагают японские специалисты, могут содержаться фрагменты мантии Луны.
За счет этих образцов ученые рассчитывают проверить теорию происхождения спутника Земли, которая предполагает его формирование около 4,5 млрд лет назад в результате столкновения крупного космического объекта с планетой.
Запуск аппарата будет осуществлен при помощи тяжелой ракеты-носителя H2A, хотя изначально для этого предполагалось задействовать другую ракету Epsilon. Выбор в пользу проверенной H2A был сделан из-за ее большей грузоподъемности, которая позволит увеличить вес посадочного модуля со 130 до 200 кг. Полученный задел в JAXA хотят использовать для усиления конструкции двигателя аппарата, а также для его оснащения небольшим автономным роботом, который будет передвигаться по поверхности Луны и делать снимки.
SLIM оснащен пятью посадочными "ножками", благодаря чему он сможет безопасно опираться на крутые склоны, что делает его использование значительно более удобным, чем другие аналоги.
Изучение Луны занимает серьезное место в космической программе Японии. В 2007 году JAXA запустила к спутнику нашей планеты аппарат "Кагуя", который в течение восьми с половиной месяцев находился на лунной орбите. За это время зонд успел сделать множество высококачественных снимков поверхности Луны, которые были впоследствии использованы специалистами корпорации Google для создания ее трехмерной модели, доступной в интернете.