Полеты на Луну сегодня так же рискованны, как и 60 лет назад. Неудавшаяся миссия НАСА "Сапсан" напоминает о том, что до возвращения людей на Луну пройдет еще много лет. Американцы высадили людей на Луну в 1969 году, используя для этого менее мощные компьютеры, чем наши современные телефоны. Итак, почему же нам сегодня так трудно приземлиться на Луну?
США и Китай хотят отправить людей на Луну
Миссии на Луну преследуют разные цели, но главная из них - вернуть людей на поверхность Луны. Но сегодня это так же сложно, как и в период с 1969 по 1972 год, когда НАСА шесть раз успешно высаживало людей на Луну. Одна миссия, "Аполлон-13", завершилась неудачей.
В начале января 2024 года НАСА и коммерческий партнер Astrobotic предприняли первый шаг к возвращению американских роботизированных приборов на Луну, но потерпели неудачу. Они сказали, что у их космического корабля Peregrine One “нет шансов на мягкую посадку на Луну” — это означает, что он совершит аварийную посадку, если вообще совершит.
Вскоре после того, как Peregrine One стартовал и отделился от своей ракеты, которая сама по себе является новым носителем Vulcan производства United Launch Alliance, отказала двигательная установка, что привело к внешним повреждениям космического аппарата и критической потере топлива. "Сапсан-1" был частью программы НАСА "Артемида" и важным этапом перед полетом на Луну с экипажем в 2025 году. В настоящее время эти планы отложены как минимум на один год, сообщило НАСА.
Поскольку это произошло после неудачного испытательного запуска ракеты Starship компании SpaceX, возможно, будут новые задержки, но необходимость быть первым не уменьшится: Китай планирует совершить посадку с экипажем в 2030 году.
Высадка на Луну на Южном полюсе
Другие страны проводят пробные посадки в труднодоступных местах, например, на Южном полюсе. Большинство посадок, совершенных США и Россией в эпоху холодной войны, пришлись на “более легкую” центральную часть Луны. И "Сапсан—1" тоже собирался приземлиться в этом районе - в районе залива липкости (Sinus Viscositatis).
Но в августе 2023 года Индия стала одной из четырех стран, успешно совершивших посадку на Луну, когда "Чандраян-3" достиг Южного полюса Луны. Ни одна другая страна никогда не совершала посадку на Южном полюсе, в регионе, который, как считалось, содержит ледяную воду и другие ценные ресурсы, поэтому Индия была в выигрыше. Это произошло всего через несколько дней после того, как российский "Луна-25" врезался в Луну, также пытаясь достичь Южного полюса.
Южный полюс: за пределами зоны комфорта
Целью российской миссии "Луна-25" была посадка в кратере Богуславского. Считается, что на Южном полюсе Луны есть запасы ледяной воды и, возможно, других ресурсов, необходимых людям для жизни и работы на Луне и возвращения на Землю. Этот регион заслуживает изучения.
В 2014 году исследователи провели исследование безопасности посадочных площадок в кратере Богуславский. Они обнаружили склоны высотой 5-10 градусов и другие, более опасные склоны высотой около 45 градусов, а также “более 16 000 валунов размером от 0,5 до 13 метров” на площади в 4 квадратных километра.
Таким образом, почти за 10 лет до начала миссии была получена довольно подробная информация. Но когда космический аппарат достиг земли, российское космическое агентство “Роскосмос” заявило, что его космический аппарат "прекратил свое существование в результате столкновения с поверхностью Луны".
Лунные опасности: кратеры и валуны
Согласно исследованию, проведенному в 2020 году, число известных кратеров приближается к 1.000.000, их диаметр варьируется от 1 до 8 километров, а другие достигают сотни километров в диаметре. Кроме того, есть валуны.
"Полет на Луну по-прежнему сопряжен с трудностями. Для этого требуется большой опыт работы в лунной среде", - сказал Маркус Ландграф, старший системный архитектор и руководитель группы исследований будущего Луны в Европейском центре космических исследований и технологий ЕКА в Нидерландах.
Кратеры и валуны представляют главную угрозу на месте, которое будет рассматриваться для посадки, чтобы не разбиться.
Высадки на Луну: ничего не принимайте как должное
Наша инженерия и технологии — “ракетостроение”, если хотите, — развивались более 50 лет со времен космической гонки времен холодной войны, когда Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на Луну в 1969 году. И у нас появились новые игроки в космосе, больше космических держав, в том числе Индия с ее миссиями "Чандрайан" и регулярными запусками спутников, а также ОАЭ, отправляющиеся на Марс. Китай даже совершил посадку на обратной стороне Луны.
Но мы не наблюдаем такого же уровня технологического прогресса по всем направлениям, даже с появлением устойчивых ракет. “По сравнению с эпохой "Аполлона", навигационные технологии сегодня намного более продвинуты. Наши бортовые датчики позволяют более точно и автономно вычислять местоположение и скорость, бортовые компьютеры работают намного быстрее, а усовершенствованные интерфейсы повышают ситуационную осведомленность как наземных, так и бортовых экипажей”, - сказал Ландграф.
Однако космический полет - это не только вычислительная мощность.
“Технология ракетных двигателей с 1960-х годов значительно продвинулась вперед, в основном в плане производительности, благодаря более совершенным материалам и пониманию гидродинамики и процессов сгорания. Компьютеры стали во много раз быстрее, чем 50 лет назад, но эффективность ракетных двигателей возросла всего на 10-20 процентов”, - сказал Ландграф.
Лунные ракеты: мы лучше понимаем риски
Наши технологии улучшились, как и наше понимание рисков, особенно связанных с ракетостроением.
"В 60-х и 70-х годах мы просто не понимали, на какие риски идем. Сегодня мы лучше справляемся с этими проблемами, и, пытаясь их преодолеть, мы усложняем решение. Но сложность облегчает возможность пропустить ошибку и возникновение ”аномалий"", - сказал Малкольм Макдональд, профессор космической инженерии в Стратклайд Университете, Шотландия.
Вот почему мы тестируем ракеты, прежде чем сажать в них людей. Мы извлекли уроки из таких катастроф, как пожар, вспыхнувший в кабине экипажа лунной миссии НАСА "Аполлон-1" в 1967 году.
"Современные космические аппараты [сейчас] намного сложнее, что увеличивает не только стоимость разработки и тестирования, но и риск чего-то упустить", - сказал Макдональд.
Луна снова в поле нашего зрения
После более чем 50 лет кажущегося бездействия мы наблюдаем серию новых полетов на Луну, но также и череду неудач. В 2019 году Израиль предпринял первую попытку высадки на Луну — "Берешит" — и потерпел неудачу.
В том же году индийский "Чандраян-2" попытался достичь Луны и посадить зонд "Викрам" на Южном полюсе, но потерпел неудачу. А в апреле 2023 года японский "Хакуто-Р" также не смог приземлиться, по-видимому, из-за того, что у него закончилось топливо.
“Оба [сбоя] в работе Hakuto-R и Chandrayaan-2 произошли, грубо говоря, из—за неправильных или непонятных кампаний по тестированию, которые могут быть вызваны мерами по снижению затрат”, — сказал Ландграф.
Но никто не сдается, и успешная мягкая посадка Индии на Южном полюсе, без сомнения, вдохновит другие страны на продолжение своей игры.
