В конечном итоге станция позволит космонавтам проводить до двух месяцев на лунной поверхности
Люди не ступали на Луну уже более полувека, но программа NASA "Артемида" собирается отправить их обратно с помощью серии миссий, стартующих в начале сентября. Когда первый космонавт ступит на лунную почву в 2025 году в рамках программы "Артемида III" (при условии, что нынешний график сохранится), это станет началом еще более амбициозного проекта, чем возвращение людей на Луну: NASA планирует построить базовый лагерь где-то среди серой пыли и скалистых камней южного полюса Луны.
Этот лунный форпост позволит миссии Artemis побить рекорд Apollo-17 по продолжительности пребывания на Луне (74 часа, 59 минут, 38 секунд) и послужит отправной точкой для углубленного исследования.
В NASA говорят, что лагерь будет небольшим, и в нем можно будет проводить только недельные или двухнедельные миссии, но по мере роста его размеров и сложности агентство надеется, что в нём смогут жить экипажи до двух месяцев одновременно. Текущие планы предусматривают создание лунной хижины, открытого ровера, подобного тому, который использовался в миссиях "Аполлон", и чего-то похожего на RV, что обеспечит мобильность и позволит космонавтам жить и работать вдали от базы в течение нескольких дней или недель за раз.
В каждом новом путешествии космонавты будут испытывать все больший комфорт, имея возможность исследовать и изучать больше Луны, чем когда-либо прежде. Учитывая растущий спрос на доступ к Луне, мы разрабатываем технологии для достижения беспрецедентного присутствия человека и роботов на расстоянии почти 400 000 км от дома. Наш опыт работы на Луне в этом десятилетии подготовит нас к еще большему приключению во Вселенной — освоению Марса человеком. - сказала Кэти Людерс, помощник администратора NASA по пилотируемым космическим полётам, в своем заявлении
Центральное место в концепции NASA для базового лагеря "Артемида" занимает поиск и добыча ресурсов на самой Луне. Это облегчит нагрузку на ракеты, взлетающие с Земли с припасами, и потенциально позволит космонавтам оставаться на Луне в течение более длительного периода времени. Эти ресурсы могут включать водяной лед, кислород, металлы или строительные материалы из лунной пыли или камней.
С момента представления программы Artemis в 2019 году ее сроки немного растянулись. Первоначальный план предусматривал создание первой итерации базового лагеря к 2030 году, но внутренний документ планирования, полученный изданием Ars Technicas, указывает на то, что это может быть скорее 2034 год. Может показаться, что до этого еще очень далеко, но по всему миру команды ученых и инженеров уже усердно работают над воплощением мечты о жизни людей на Луне. Мы поговорили с некоторыми из этих экспертов и узнали четыре вещи о лунной базе Artemis.
NASA будет искать важнейшие ресурсы на южном полюсе Луны
Расположение лунной базы на южном полюсе предлагает космонавтам два важнейших ингредиента: периоды непрерывного света от Солнца и глубокие кратеры с глубиной, которая была окутана темнотой в течение миллиардов лет. Из-за того, что Луна наклонена относительно Солнца, на ее южном полюсе ежегодно наблюдаются периоды до двух месяцев непрерывного света, причем Солнце все это время кружит над горизонтом. Весь этот солнечный свет может обеспечить базовый лагерь Артемиды достаточным количеством солнечной энергии. По словам Прасуна Десаи, заместителя помощника администратора Управления космических технологий NASA, в настоящее время NASA изучает конструкции, позволяющие разместить солнечную батарею на высоте более 10 метров в воздухе, чтобы максимально использовать доступный солнечный свет.
Тот же наклон, который создает месяцы непрерывного освещения на полюсах Луны, также означает, что некоторые из её кратеров имеют затененные участки, которые не видели солнца с момента образования кратера. В этих супер-холодных, супер-тёмных кратерах, известных как постоянно затененные области, ученые обнаружили свидетельства наличия водяного льда. Если эта замерзшая вода окажется доступной и обильной, она будет иметь огромную ценность для жителей базового лагеря Артемиды и для обеспечения полетов на Землю или на Марс. (Вода также может стать топливом для космических полетов, поскольку её можно превратить в топливо).
При этом NASA не может гарантировать, что водяной лед на Луне обилен, доступен или не содержит загрязняющих веществ, для удаления которых потребуется длительная очистка. Эти сведения, а также местонахождение крупнейших месторождений станут предметом различных усилий NASA, включая марсоход для исследования летучих веществ (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, или VIPER).
Ожидается, что этот мобильный робот прибудет на Южный полюс Луны для поиска воды где-то в конце 2024 года.
Но если в результате дальнейших исследований окажется, что воды на Луне нет, Бен Бюсси, возглавляющий Инициативу NASA по инновациям на лунной поверхности, расположенную в Университете Джона Хопкинса, считает, что ключевым моментом в создании лунного базового лагеря станет снижение стоимости доставки полезных грузов между Землей и Луной. Другими словами, доставка всего необходимого для строительства и снабжения базы с Земли на Луну должна стать намного дешевле, чтобы быть осуществимой.
Новый ровер позволит космонавтам исследовать Луну, не покидая базового лагеря
Лунный рельефный аппарат (LTV) станет первым большим шагом к созданию базового лагеря; он должен прибыть в рамках миссии через некоторое время после Artemis-III в 2025 году.
Грег Чаверс, директор Офиса технической интеграции в Управлении по разработке исследовательских систем NASA, говорит, что управлять новым лунным багги можно будет дистанционно, и что ровер также будет обладать определенной способностью автономно избегать таких опасностей, как скалы и кратеры. Это позволит космонавтам исследовать лунную среду из безопасной посадочной площадки в ранних миссиях и из базового лагеря в более поздних миссиях. Это также означает, что NASA сможет использовать LTV для продолжения научной или связанной с миссией работы даже тогда, когда на Луне не будет людей. С человеком за рулем или без него, LTV будет иметь решающее значение для поиска водяного льда и других лунных ресурсов, что в свою очередь поможет NASA выбрать наилучшее место для более постоянных элементов базового лагеря.
Космонавты смогут исследовать Луну без скафандров
Хотя автономность и возможности дистанционного управления LTV являются мощными инновациями, его фундаментальная конструкция, скорее всего, не будет сильно отличаться от роверов, которые были до него. Чтобы управлять LTV с открытым верхом, космонавтам придется надеть скафандры, и именно здесь концепция лунного передвижного дома NASA вступает на совершенно неизведанную территорию с инженерной точки зрения.
Концепция NASA, похожая на фургон, названная "обитаемой мобильной платформой", будет иметь герметичный салон с системами жизнеобеспечения, что означает, что пассажиры смогут безопасно передвигаться внутри без скафандров. Это облегчит жизнь космонавтам, поскольку надевание скафандра может занять несколько часов и не всегда удобно, а также означает, что путешествия по лунной поверхности в экипаже могут длиться дольше и проходить дальше, чем когда-либо прежде. В таких безнапорных роверах, как LTV, продолжительность миссии ограничена тем, насколько хватит кислорода в скафандре каждого космонавта.
Окончательный дизайн RV еще не определен, поэтому эксперты не могут сказать, как он будет выглядеть, но цель состоит в том, чтобы позволить нескольким космонавтам жить и работать внутри транспортного средства в течение двух недель.
По словам Чейверса, пригодная для жизни мобильная платформа будет доставлена на Луну в период от одной до трех миссий Artemis после дебюта LTV. По завершении первого полета обитаемой мобильной платформы, по словам Чейверса, аппарат останется на Луне для использования в будущих миссиях.
Лунные камни и лунная пыль могут определять внешний вид базового лагеря
Лунная хижина, похоже, способна захватить воображение всего мира, поскольку научная фантастика уже несколько поколений представляет себе, как могут выглядеть жилища в космосе. Хотя проект ещё не завершен, Чейверс говорит, что NASA рассматривает модульные и надувные конструкции как способы создания больших пригодных для жизни пространств на Луне, которые будут компактными и легкими при транспортировке.
Еще одна интригующая возможность, о которой упомянул Чейверс, — это крупномасштабный 3-D принтер, использующий в качестве сырья лунную пыль или камень. По его словам, такая машина могла бы производить кирпичи или другие формы и либо собирать жилище с нуля, либо дополнять привезенное с Земли. Действительно, по словам Чейверса, прототип 3-D принтера в настоящее время строит тестовую конструкцию в Хьюстоне.
Клайв Нил, геолог из Университета Нотр-Дам, изучавший образцы лунной пыли, говорит, что лунная пыль или камень могут сыграть особенно важную роль в защите космонавтов от излучения космических лучей и солнечных вспышек. Атмосфера и магнитное поле Земли отфильтровывают большую часть этого вредного излучения, но на Луне нет ни атмосферы, ни магнитосферы, поэтому люди, находящиеся там, нуждаются в дополнительной защите. Нил говорит, что для обеспечения достаточной защиты космонавтов от радиации, которая в больших дозах может увеличить риск развития рака, может потребоваться до 2 метров лунного материала.
Помимо добычи воды и строительных материалов на Луне, NASA также планирует добывать кислород, которого на удивление много в лунных породах, и металлы, такие как алюминий, говорит Десаи. Все это является частью развития способности "жить за счет земли" на Луне, что может сделать базу на Луне более самодостаточной и помочь ей служить в качестве станции пополнения запасов для космических кораблей, направляющихся на Марс. Но сейчас, когда человечество пересматривает свои отношения с Луной, куратор Национального музея авиации и космонавтики Тизел Мьюир-Хармони задается вопросом, может ли это быть поводом для размышлений.
Как рассказывает Мьюир-Хармони, увидев, как наша родная планета поднимается над лунным горизонтом, космонавт "Аполлона-8" Уильям Андерс знаменито сказал:
