Deep Space Gateway: Нужна ли нам окололунная станция?

 

Если вы хотите взять Вену, возьмите Вену.
Наполеон Бонапарт

Если вы хотите добраться до Луны, отправляйтесь на Луну.
Роберт Зубрин

На международном конгрессе по аэронавтике, проходившем на прошлой неделе, объявили о присоединении Роскосмоса к проекту новой обитаемой космической станции. О старте этого проекта под названием Deep Space Gateway — Ворота в глубокий космос — в NASA объявили в марте этого года. Станция должна стать следующим этапом в освоении космоса после того как МКС закончит свою работу. Одним из главных отличий от МКС будет место размещения станции. Планируется, что DSG будет находиться не на околоземной, а на окололунной орбите. По текущему плану начало строительства станции намечено на 2023 год (срок работы МКС продлен до 2024, рассматривается возможность продления до 2028), но мы знаем, что в космонавтике почти всегда планируемые сроки сильно смещаются вправо. Впрочем, пока что проект DSG не утвержден и финансирование на него не выделено. А потому это наилучший момент, чтобы разобраться с планами станции поподробнее.

С одной стороны, не может не радовать и продолжение международного сотрудничества, и осознание, что по завершению работы МКС люди не забросят освоение ближнего космоса, а сделают шаг вперед. Но к сожалению, перспективы могут оказаться не такими радужными, какими кажутся на первый взгляд. И в данном случае причина не в Роскосмосе, а в истории проекта с американской стороны. Положительные его черты уже рассмотрены в статье Виталия Егорова, поэтому здесь мы хотели бы рассказать об обратной стороне монеты и попытаться разобраться, что же не так с Deep Space Gateway.

Deep Space Gateway на лунной орбите в представлении художника

Не все на западе приняли его положительно. В частности, DSG встретила критику в известной колонке одного из авторов проекта Mars Direct Роберта Зубрина и в недавней статье в Арс Техника бывшего командира МКС Терри Виртса. В обоих случаях авторы обращают внимание на одни и те же недостатки проекта. Ключевая претензия к проекту станции — это место ее размещения. Зачем нам забрасывать станцию на окололунную орбиту, ведь это очевидно и дороже, и сложнее строительства станции на орбите Земли?

Самый логичный ответ на этот вопрос — станция нужна для подготовки к высадке на Луну, к регулярным экспедициям на ее поверхность, к дальнейшему освоению спутника нашей планеты. Однако это не так. Как ни странно, но станция на окололунной орбите предлагается нам не столько как ступень к освоению Луны, сколько как промежуточный пункт для экспедиции на Марс.

Однако в качестве основных задач станции называют создание перевалочного пункта на пути к Марсу, который пригодится, когда туда отправят первую пилотируемую экспедицию и тестирование новых технологий, в том числе для создание полностью автономной станции. Кроме того, можно надеяться на продолжение научной программы МКС. Эти пункты не дает убедительного ответа, зачем помещать именно обитаемую станцию именно на орбите Луны.

Изучение самой Луны с её орбиты? Для этого не нужна обитаемая станция, достаточно послать автоматический зонд. Перевалочный пункт для экспедиции к Марсу? Опять-таки непонятно, зачем для этого строить обитаемую станцию, причём за много лет (а может, и десятков лет) до самой марсианской экспедиции. Продолжение изучения микрогравитации? Для этого подходит и околоземная орбита. Строительство полностью автономной станции? Да, это должно быть важным этапом в подготовке технологий для длительных межпланетных экспедиций, а МКС не является по-настоящему автономной. Но опять-таки, что мешает построить такую станцию на земной орбите?

Быть может, единственное существенное отличие окололунной орбиты от околоземной — это радиационный фон. Луна находится за пределами радиационных поясов Земли, и длительное пребывание там космонавтов невозможно без соответствующей защиты. Можно сказать, что это хорошая возможность для моделирования полета к Марсу, где экипаж межпланетного корабля также будет несколько месяцев находиться за пределами защиты от космических лучей, которую создает магнитное поле Земли. Однако повышенный радиационный фон не является фактором, который нельзя смоделировать на Земле и даже на околоземной орбите. В чем трудность выполнения научной программы МКС на Земле? Потому что длительную микрогравитацию на поверхности Земли получить нельзя. А радиацию — очень даже можно. Конечно, какие-то отличия от естественного межпланетного радиационного фона все равно сохранятся. Но стоит ли эта небольшая разница того, чтобы идти на дополнительные расходы, исчисляющиеся миллиардами долларов?

Тут, наверное, у читателей возникнет вопрос: хорошо, но если у проекта действительно нет объективных преимуществ, зачем же его продвигают? Ведь должны же быть для этого причины? Критики проекта считают, что предпосылки действительно есть, но лежат они не в области науки. Конкретных причин всего две: SLS и Orion — новая проектируемая сверхтяжелая ракета и новый проектируемый космический корабль. Каким же образом они связаны с проектом окололунной станции? Для того, чтобы разобраться в этом, немного углубимся в историю. И начать нужно с программы «Созвездие», куда уходят корни нынешних космических проектов и интриг.

РН Ares IV и Ares V

Программа «Созвездие» была инициирована в 2004 году администрацией президента Буша. Она предусматривала повторение программы Аполлон на новом уровне — возврат к краткосрочным экспедициям на Луну. Для этого была начата разработка новой сверхтяжелой ракеты Арес, нового космического корабля Орион и лунного посадочного модуля Альтаир. В ракете Арес предполагалось использовать наработки Шаттла — в частности, двигатели RS-25 и твердотопливные ускорители. Предполагалось, что результатом программы станут наработки для марсианской экспедиции, хотя в саму программу планы по полеты к Марсу не входили. Однако этим планам не суждено было осуществиться. В 2009 году в разгар мирового финансового кризиса администрация Барака Обамы провела проверку хода выполнения программы и в особенности адекватности ее финансирования. После того как проверка показала, что текущего финансирования NASA никак не хватит на успешное выполнение программы, было принято решение её свернуть. После жарких баталий от целостной программы осталось два осколка: корабль Орион и сверхтяжелая ракета. Конструкция ракеты изменилась, хотя принцип использования наработок Шаттла был заложен и в новый проект. Сменилось и название, с тех пор ракета называлась Space Launch System (SLS). Проект лунного посадочного модуля был закрыт окончательно. В те годы остро стоял вопрос, что заменит Шаттлы в полетах к МКС. Последний полет Шаттла состоялся 21 июля 2011 года. А первый полет к МКС частного грузового корабля Dragon был назначен на 2012 год. Предполагалось, что связка SLS-Orion не только обеспечит для человечества возможность экспедиций к орбите Луны (не на саму Луну), но и в случае необходимости сможет использоваться для обслуживания МКС. Ещё одним возможным применением считалась экспедиция к одному из астероидов, сближающихся с Землей и взятие пробы с его поверхности (ARM — Asteroid Redirect Mission). Ракета и корабль должны были быть построены к 2017 году, но, как это обычно и бывает, сроки много раз смещались вперёд. В результате к настоящему моменту первый пуск SLS назначен на осень 2019 года, а Orion совершил один-единственный испытательный полёт в 2014 году.

Программа SLS-Orion имеет несколько особенностей. Во-первых, это главный проект NASA. Почти в каждой публикации о будущем космонавтики, NASA упоминает, как в это будущее впишутся SLS и Orion. Во-вторых, она очень дорогая. Сейчас общая стоимость программы разработки ракеты и космического корабля оценивается более чем в 40 миллиардов долларов. В 2016 году на программу из бюджета NASA было потрачено больше 3 миллиардов долларов. Запуски ракеты SLS тоже обойдутся, мягко говоря, недёшево. Консервативная оценка — 0.5 миллиарда долларов, а Терри Виртс оценивает стоимость одного запуска SLS в 2 миллиарда долларов. Для сравнения: запуск более лёгкой ракеты Falcon 9 по информации на сайте SpaceX стоит 62 миллиона долларов. В-третьих, у этой ракеты есть мощное лобби в политических кругах Америки. Ее даже прозвали Senate Launch System, настолько активно продолжение программы лоббировали в Сенате.

Сейчас разработка SLS и Ориона мало-помалу движется к завершению. А после этого придется ответить на страшный вопрос: а для чего же ее применять? Для экспедиций к МКС такая ракета не нужна абсолютно — снабжение станции смогут обеспечить корабли Dragon, Cygnus и Starliner, причем по цене раз в 10 меньше, чем обойдётся снабжение ракетами SLS. Для экспедиции на Луну использовать SLS также невозможно, ведь проект посадочного модуля был закрыт. План экспедиции к астероиду, сближающемуся с Землей, был отвергнут уже в этом году. Что же делать? К чему приспособить новую ракету и космический корабль?

План окололунной орбитальной станции идеально для этого подходит. В этом случае размещение выглядит не просто логичным, а единственно возможным: для строительства станции на земной орбите SLS не нужна, а более амбициозный проект SLS-Orion не потянут. Проект ARM был закрыт в апреле этого года. Уже на текущем этапе NASA запланировало 10 пусков SLS для строительства и обеспечения деятельности DSG. В перспективе, очевидно, пусков потребуется еще больше. Между тем, только запланированные запуски (без стоимости самого строительства станции) обойдутся в сумму до 20 миллиардов долларов. Стоят ли преимущества, рассмотренные в начале статьи, таких денег? Не принесут ли столь огромные средства больше пользы, будучи вложенными в исследования на околоземной станции? А если говорить о движении к Луне, то зачем останавливаться на пороге? Как пишет Роберт Зубрин в своей статье, «Если вы хотите добраться до Луны, отправляйтесь на Луну». Может быть, эти вопросы не волновали бы нас так сильно, если бы речь шла только о расходах бдюжета США. Однако предлагаемый проект касается будущего космонавтики в целом. Если он будет реализован, то многие годы, а скорее, десятки лет, пилотируемая космонавтика будут развиваться в его фарватере. И неуспех проекта может дискредитировать пилотируемую космонавтику в целом, как экономически неэффективная программа Шаттлов дискредитировала идею многоразового использования ракет-носителей.