"Зачем нам Луна" за 10 минут

Основные идеи

Уже много веков Луна занимает особое место в религиях и мифах.
Колонизация Луны обогатит научные знания, поэтому она должна стать следующим шагом в освоении космоса.
Луна находится недалеко и полеты к ней обойдутся сравнительно недорого; на ней имеются ресурсы для строительства баз и добычи топлива для космических экспедиций.
Благодаря низкой силе тяжести выгоднее доставлять ракетное топливо, воздух и воду для космических экспедиций с Луны, а не с Земли.
Страна, которая обоснуется на Луне, получит возможность контролировать весь ближний космос и поддерживать в рабочем состоянии свои действующие спутники вместо запуска новых.
В настоящее время у США отсутствует четкая стратегия освоения космоса.
Программу “Аполлон” не следует брать за образец в будущем при изучении Луны.
В рамках лунной программы вначале должен осуществляться запуск автоматизированного оборудования, затем – экспедиции по добыче ископаемых и на более поздних этапах – пилотируемые полеты в космос.
Освоение Луны – намного более рациональный шаг, чем освоение Марса или астероидов.
Если США первыми не создадут на Луне постоянных поселений, то это, возможно, сделает Китай.

Краткое содержание

Почему Луна?

Луна – это идеальная стартовая площадка для новых космических исследований и программ освоения космоса. Некоторые области лунной поверхности всегда затенены, там царит вечный холод и с большой вероятностью имеется лед. Вода и постоянный поток солнечного света – те наиболее важные ресурсы, которые потребуются при колонизации Луны. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле: это позволит существенно удешевить будущие экспедиции на другие планеты.

Наперегонки к Луне

Луна фигурирует во многих мифах и народных поверьях. Календари в иудаизме и исламе основаны на лунном цикле. Приливы, вызванные лунным притяжением, повлияли на эволюцию жизни на Земле. Благодаря Луне повышается устойчивость осевого вращения планеты, стабилизируются геологические и климатические процессы.

Ценность Луны заключается в трех ее главных характеристиках: она близко расположена, она интересна, ее можно использовать практически”.

Изучать Луну начали древнегреческие ученые. Философ Анаксагор высказал предположение, что Луна светит отраженным солнечным светом, он же дал точное объяснение солнечным затмениям. Аристотель предположил, что Луна – это сфера. Древнегреческий астроном Аристарх Самосский точно измерил расстояние от Луны до Земли. Галилео Галилей создал телескоп, чтобы вести наблюдения за Луной. На раннем этапе изучения Луны основное внимание уделялось исследованию особенностей ее поверхности, таких как кратеры. По одной из теорий, лунные кратеры имеют вулканическое происхождение, по другой – образовались в местах падения астероидов. О том, чтобы слетать на Луну, никто всерьез не задумывался до тех пор, пока не был изобретен ракетный двигатель.

ВЫДЕЛИТЬ КОПИРОВАТЬЛуна станет для нас примером того, как можно жить и эффективно работать совершенно в ином мире”.

В 1959 году СССР запустил автоматическую станцию “Луна-2”, которая достигла Луны за три дня. Под влиянием этого события президент США Джон Кеннеди заявил в 1961 году, что США отправят первого человека на Луну до конца десятилетия. Космическая эпоха превратилась в космическую гонку. Обе сверхдержавы запускали спутники, провели первые стыковки космических кораблей и выходы людей в открытый космос. Для исследования лунной поверхности США запустили автоматическую станцию. После того как аппарат составил карту Луны, США направили к ней пилотируемую экспедицию.

“Аполлон”

В ходе шести высадок на Луну, проводившихся по программе “Аполлон”, астронавты доставили на Землю около 400 килограммов образцов горной породы и почвы. Изучение этих образцов позволило ученым узнать много нового о природных силах, воздействующих на Луну и Землю. Так, обнаружение высокого содержания иридия в лунных горных породах и получение свидетельств метеоритного происхождения лунных кратеров позволили сформулировать гипотезу о катастрофическом событии в истории Земли, приведшем к массовому вымиранию живых существ в меловой период. Несмотря на значительные успехи, программа закончилась ничем. В нее вмешались политики, поставив задачи, выходившие далеко за рамки науки. Опередив СССР с высадкой человека на Луну, США утратили интерес к продолжению этой программы. Тем временем американские ученые создали шаттл – космический корабль многоразового использования. Сферой особого внимания США стала работа на околоземной орбите – прежде всего на Международной космической станции (МКС). Программа освоения дальнего космоса, несмотря на несколько успешных миссий, была приостановлена.

Несмотря на все свои впечатляющие научные и технические достижения, программа «Аполлон» оставила много вопросов у сторонников продолжения космических исследований”.

В 1980-е годы интерес к Луне вспыхнул с новой силой. Некоторые ученые предложили план “потребления ресурсов на месте”, предполагавший использование материалов и энергии, полученных на Луне, для строительства лунной базы и добычи энергии для полетов на другие планеты. С научной конференции в 1983 году началось движение за строительство лунной станции. Сторонники возвращения на Луну ратовали за дальнейшее изучение ее поверхности с орбиты – особое внимание должно было уделяться поиску признаков воды.

“Челленджер”

Катастрофа космического шаттла “Челленджер” в 1986 году ударила по имиджу NASA и подорвала репутацию программы космических исследований в глазах общественности. После окончания холодной войны администрация Джорджа Буша рассматривала полеты в космос в первую очередь как повод для оправдания высоких затрат на оборону и разработку новых технологий. В 20-ю годовщину высадки на Луне астронавтов “Аполлона-11” Буш объявил о начале Программы освоения космоса (SEI). В список целей программы входило возвращение человека на Луну и отправка пилотируемой экспедиции к Марсу.

Два десятилетия после окончания программы «Аполлон» – потерянное время для исследований Луны”.

Буш предложил Национальному космическому совету при администрации президента определить, как и в какие сроки можно достичь целей программы. Совет, в свою очередь, обратился к NASA, которое изучало этот вопрос в течение трех месяцев. Цифры бюджета из отчета просочились в прессу, и огромные планируемые затраты вызвали скандал. Сторонники программы начали искать способы удешевить космические исследования. Эти политические коллизии, а также обнаружение изъянов в конструкции телескопа “Хаббл” и утечки водорода – причины, из-за которой взорвался шаттл, – поставили под угрозу деятельность NASA.

“Клементина”

Следующим успешным этапом в изучении Луны был запуск космического аппарата “Клементина”. Эта программа стала образцом реализации принятой NASA стратегии “быстрее, лучше, дешевле”. Из экономии планировщики отказались от всех второстепенных задач, удешевив бюджет миссии, которая, тем не менее, собрала 80–90% всей необходимой информации. Запуск состоялся в январе 1994 года. На “Клементине” прошли тестирование новые приборы, которые позже стали широко использоваться в других аппаратах. “Клементина” впервые пролетела над затененными участками Южного полюса Луны; благодаря ее фотокамерам ученые получили изображения Луны в высоком разрешении. Успех “Клементины” подтолкнул специалистов NASA к запуску зондов серии Discovery, первым из которых стал космический аппарат Lunar Prospector (“Лунный геолог”). Он обнаружил на Луне водород, указывающий на высокую вероятность наличия воды и источников энергии.

Марс

В последние десятилетия основное внимание исследователей приковано к Марсу. Анализ обломков из одной группы метеоритов показал, что когда-то все они были частью коры Марса, а затем мощный удар по поверхности планеты выбросил их в открытый космос. Ученые обнаружили, что некоторые “марсианские метеориты” содержат следы некогда существовавшей внеземной жизни. Этот вывод придал импульс усилиям по подготовке пилотируемых экспедиций к Марсу. Программа изучения космоса превратилась в предприятие по поискам внеземной жизни. Экспедиции на Марс продолжались как бесконечный проект без определенных критериев успеха или конкретных целей. Когда две марсианские экспедиции завершились неудачей, организаторов охватили сомнения.

Освоение околоземного космоса одними лишь частными компаниями не только не реалистично, но и нецелесообразно”.

После закрытия в 1992 году программы SEI интерес к запуску космических станций возродился, не в последнюю очередь по политическим причинам. СССР распался, и США были заинтересованы в слежении за деятельностью российских ученых и контроле над нераспространением ядерного оружия. Совместная работа с россиянами над запуском экспедиций на МКС и космическую станцию “Мир” казалась американцам наилучшим способом поддерживать российские технологические разработки и в то же время наблюдать за ними.

“Стратегия в области космических исследований”

После гибели шаттла “Колумбия” в 2003 году космическая программа подверглась яростной критике. Многие спрашивали, зачем вообще летать в космос и каковы должны быть цели космических исследований. В начале 2004 года президент Джордж Буш объявил о разработке новой программы – “Стратегии в области космических исследований” (VSE), включавшей в себя четыре основные задачи: возобновление полетов шаттлов, разработку космического корабля нового типа, высадку людей на Луне и запуск пилотируемой экспедиции к Марсу.

Реальная угроза ведения военных действий в космосе заключается в утрате объектов: спутники связи заглушаются, спутники-разведчики лишаются возможности собирать информацию, группы GPS-спутников выводятся из строя”.

Правительство поручило Комиссии Олдриджа – группе ученых, политиков и ведущих представителей отрасли – определить пути решения этих четырех задач. Участники комиссии разошлись во взглядах на цели стратегии. Многие считали, что Луне должна быть отведена минимальная роль как вспомогательной площадке для полетов к Марсу. Основные усилия, по их мнению, необходимо было направить на поиски жизни на других планетах. К 2005 году NASA и ученые, занимающиеся космосом, фактически отказались от целей VSE.

Америка сдает лидерские позиции в космической отрасли, а Китай тем временем активно разрабатывает программу по высадке людей на Луну”.

В 2008 году администрация Барака Обамы сформировала комитет для оценки существующих космических программ и формулировки новых целей в этой области. По итогам этой оценки в 2009 году был составлен отчет, авторы которого предложили “Гибкий путь” – подход, который предполагает экспедиции за околоземную орбиту, но не на Марс. Космическая стратегия Обамы включала в себя развитие технологий и запуск пилотируемых экспедиций к ближайшим астероидам, однако в ней ничего не говорилось о возвращении на Луну. Таким образом, VSE оказалась окончательно похоронена, а американская космическая программа осталась без четкого будущего и плана дальнейших действий.

Колонизация Луны

Продолжать изучение Луны выгодно из-за ее близости: дальность полета к ней остается неизменной. Планеты и астероиды расположены намного дальше, и расстояние до них меняется, поскольку они движутся по собственным орбитам. Благодаря произошедшему когда-то полному расплавлению Луны, а также непрерывной бомбардировке ее поверхности микрометеоритами, это небесное тело представляет собой настоящую лабораторию геологических исследований. Луну можно использовать как базу для ведения любой другой деятельности в космосе. Сила тяжести значительно удорожает запуск с поверхности Земли, поэтому было бы практичнее доставлять на околоземную орбиту ракетное топливо, воздух и воду с Луны.

У нас есть четкое представление о пути нашего дальнейшего продвижения в космос. Чтобы оставаться мировым лидером в космических исследованиях, чтобы занять свое место в новой «экономике долунного пространства» и извлекать из него выгоды, США необходимо вновь направить взгляды и усилия в сторону Луны”.

У человечества до сих пор нет достаточных знаний, чтобы отправить экспедицию на Марс, лететь к которому намного дольше, чем к Луне. Атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа, а сама планета лишена магнитного поля – это значит, что поселенцы будут подвергаться воздействию радиации. В отсутствие действующей лунной базы весь тысячетонный объем материалов для марсианской миссии придется запускать с Земли и собирать на орбите. Некоторые из ученых считают, что приоритетом должно быть изучение астероидов. Однако люди еще никогда не высаживались на астероидах, а наука не в состоянии смоделировать условия на этих небесных телах. Время полета туда будет длительным. С изучением астероидов связаны возможности обнаружить лед или минеральные ресурсы; тем не менее сила тяжести на астероидах минимальна, а многие из них вращаются, что затрудняет высадку.

Этапы освоения Луны

Итоги программы “Аполлон” привели к недооценке значимости Луны. Нужна новая программа, нацеленная на создание на Луне поселений, которые станут базой для дальнейшего освоения и изучения спутника Земли. Эту деятельность необходимо вести поэтапно с использованием космической инфраструктуры, имеющейся как на Земле, так и в космосе. Такая программа может включать в себя следующие этапы:

Этап I. Начальная разведка ресурсов. Отправка нескольких малых автоматических космических аппаратов для установки приборов связи и составления карты полюсов Луны позволит подготовить добычу полезных ископаемых, а также разработать методы обнаружения, извлечения и переработки воды. Предстоит создать систему спутников для обеспечения связи и выполнения картографических работ и разместить на орбите Земли хранилища ракетного топлива для дозаправки космических кораблей.
Этап II. Добыча и переработка лунных ресурсов, в особенности воды. Эта работа начнется с добычи почвы, богатой льдом. Операторы на Земле будут контролировать автоматизированную добывающую технику, в том числе вездеходы и экскаваторы, грузовой транспорт и роботов, предназначенных для спекания лунной пыли и строительства дорог. Для получения энергии необходимо построить обширные сети солнечных батарей.
Этап III. Строительство инфраструктуры лунных поселений. Новые роботы и дополнительное оборудование будут использоваться для добычи ископаемых, переработки сырья и поиска источников воды в объеме, достаточном для жизнедеятельности людей. Несколько тяжелых грузовых миссий доставят на Луну электрогенераторы и другие компоненты, необходимые для создания “жилой среды”.
Этап IV. Возвращение человека на Луну. Люди проведут монтаж и тестирование компонентов, созданных роботами, и подготовят лунные поселения. Каждое посещение будет длиться неделю, в течение которой будут проводиться техобслуживание робототехники и выполняться научные исследования, в первую очередь геологические.
Этап V и далее. Люди постоянно живут на Луне. Наличие жилой лунной базы расширит возможности по изучению космоса. Чем дольше люди будут добывать на Луне ресурсы, тем лучше они смогут это делать. Хотя финансирование лунной базы и управление ею на начальных этапах должно обеспечиваться правительством, с определенного момента станут возможны и “коммерческие виды деятельности”.

Зачем нам Луна

Политическая составляющая использования Луны будет возрастать по мере ее освоения. Контроль над Луной и пространством, находящимся внутри лунной орбиты, обеспечивает колоссальные возможности для обороны: Луна – идеальная платформа для размещения средств защиты от уничтожения спутников противником. Страны с объектами космического базирования окажутся в более выгодном положении, чем те, у кого их нет. Если США не займутся колонизацией Луны, то их опередят другие; Китай уже активно работает над подготовкой пилотируемой экспедиции на Луну. Луна имеет большое экономическое значение. Многие аспекты современной жизни зависят от функционирования искусственных спутников Земли. Наличие лунной базы значительно облегчит полеты к существующим спутникам для проведения их технического обслуживания, упростит и удешевит будущие исследования астероидов.