NASA изучает трёхступенчатый подход к Лунным посадкам. Что это значит?

Так как NASA начало прорабатывать планы по возвращению человека на Луну, одним из основных концептов программы стали трёхступенчатые посадочные аппараты. Их основным преимуществом будет возможность запуска отдельных компонентов на ракетах различных производителей.

На прошедших на прошлой неделе встречах представители администрации заявили, что рассмотрение концептов только начинается. Эта программа должна будет решать три основные задачи, которые стоят перед NASA: посадка небольших коммерческих модулей и научных аппаратов средних размеров.

В презентации на совещании Группы анализа Лунных исследований (LEAG) 14 ноября в штате Мэриленд, Джейсон Крусан, глава отдела NASA Advanced Exploration Systems, сказал, что NASA просматривает результаты недавних исследований в поисках самого выгодного подхода к разработке этих посадочных аппаратов.

«Существует множество различных архитектур для посадки: в основном — одноступенчатые, двух- и трёх-ступенчатые варианты», — говорит он. Агентство подняло архивы по предыдущим исследованиям каждой такой архитектуры за последние несколько десятков лет. Кроме того, сейчас активно изучаются уже наработанные ранее отчёты и выводы по методам лунных посадок.

Экипаж миссии Аполлон-15 выполняет работы на поверхности Луны. Credit: NASA

Недостатком одноступенчатой архитектуры по его словам является масса космического корабля: она превысила бы 50 метрических тонн. Это больше, чем сможет поднять самая тяжёлая ракета в истории, строящаяся сейчаc Space Launch System.

Более реальным Крусан считает двухступенчатый подход: с одним посадочным модулем и одной стартовой ступенью (такая система использовалась в миссиях Аполлон, если считать транспортный модуль аналогом LOP-G). Однако масса посадочной ступени в таком случае будет слишком большой, чтобы её можно было перевозить на тяжёлых ракетах коммерческих компаний. Такие ракеты уже доступны (Falcon Heavy от SpaceX) и предварительно начнут летать в 2021 году (New Glenn от Blue Origin). Но в ближайшее десятилетие эти компании вряд ли смогут доставлять на Луну от 32 до 38 метрических тонн груза.

Трёхступенчатая система включает в себя дополнительную «буксирующую» ступень: её задачей будет доставка посадочного и взлётного модулей от шлюза до более низкой орбиты. Это позволит сократить количество топлива, которое вынуждены будут перевозить сами модули и таким образом уменьшит их массу.

«Самое интересное в третьем подходе — то, что масса каждого элемента в итоге упадёт до 12-15 метрических тонн», говорит Крусан. «Это отличная масса для коммерческих ракет». Кроме того, несколько таких ступеней могут быть запущены на SLS, что открывает новые возможности для международного сотрудничества.

«Мы уже обсудили все три архитектуры и склоняемся именно к третьему варианту», — говорит он. В конце этого года по изученному материалу будет выпущено резюме. Это позволит сделать запросы по концептам и стоимости в отраслевые компании (те, которые в будущем займутся созданием аппаратов). Сами исследования будут приостановлены до следующей оценки.

Сам по себе подход, к слову, противоречит уже готовым концептам. Например, в октябре Lockheed Martin опубликовал концепт большого одноступенчатого пилотируемого модуля. Корабль должен весить 22 метрические тонны, но с полной загрузкой топлива — целых 62 метрические тонны. Lockheed предлагает доставлять незаправленный аппарат к Лунной орбитальной станции-порту (LOP-G), а затем загружать в него топливо из отдельной находящейся рядом станции: для пополнения её запасов в будущем предлагается добывать топливо из лунного льда.

Концепт Lockheed Martin — крупный одноступенчатый аппарат. Credit: LM

Работа над посадочными пилотируемыми модулями будет проводиться по новой программе NASA под названием Advanced Cislunar and Surface Capabilities. Она уже включена в запрос бюджета на 2019 год и потребует около $116 млн. Пока что конгресс не принял окончательный бюджет NASA на следующий год, но шансы на одобрение этой заявки высоки. Крусан надеется, что к 2024 году администрация сможет провести автоматические (беспилотные) испытания этого пилотируемого модуля и посадить его на поверхность Луны.

Администратор NASA по стратегии и развитию, Том Креминс, предложил аналогичный подход на состоявшемся 15 ноября совещании консультативного совета при администрации. Он напомнил, что «на одной только SLS на Луну не попасть» и отметил, что предлагаемый проект Лунной орбитальной станции-порта может стать крайне удобным промежуточным этапом при миссиях непосредственно на поверхность Луны. «Этот проект даёт много преимуществ, если отталкиваться от изначальной задачи добраться до Луны и остаться на ней».

Трёхступенчатый подход, по его словам, позволит распределить стоимость посадочного аппарата и опереться на коммерческий сектор. В первую очередь — на посадочном этапе. «Мы сможем сосредоточиться на взлётном модуле и его профессиональным требованиям». При этом предполагается, что два модуля из трёх (транспортный и взлётный) можно будет использовать повторно.

Креминс подчёркивает, что судьба проекта во многом зависит от бюджета на 2019 год и в последующие годы: «Пока что все планы очень условны».

Пилотируемый посадочный модуль является лишь одной из трёх параллельных лунных стратегий NASA, которые начали прорабатывать в этом году. Ещё одна стратегия называется Commercial Lunar Payload Services, она предполагает доставку коммерческих грузов на Луну в качестве дополнительной нагрузки к научным и исследовательским миссиям NASA.

За прошлый месяц NASA уже получило несколько частных предложений по CLPS. «Мы собираемся объявить победителя к концу этого года», — говорит Стив Кларк, заместитель администратора по научным исследованиям NASA. Креминс сообщил консультативному совету, что объявление может пройти даже до конца ноября.

Третья посадочная стратегия является чем-то промежуточным между двумя уже описанными. Это посадочный аппарат средних размеров, который позволит доставлять на поверхность Луны научные грузы массой от 300 до 500 килограммов. По словам Кларка, такие аппараты будут иметь дополнительные возможности: они смогут поддерживать связь напрямую с Землёй (без ретрансляции сигнала), работать на поверхности несколько месяцев, доставлять луноходы и заряжать их.

Сегодняшние планы обязуют NASA испытать первые такие аппараты уже в 2022 году. «Сейчас мы рассматриваем все предложенные варианты, в том числе коммерческие», — говорит Кларк. Возможно, программа будет немного расширена — чтобы в будущем доставлять более тяжёлые и объемные грузы. Скорее всего, для разработки будут активно привлекаться частные компании.

В любом случае, разработка программы по возвращению на Луну ведётся довольно активно. Скорее всего, к лету следующего года начнуть вырисовываться очертания посадочных аппаратов. Несмотря на критику и споры о её необходимости, Лунная орбитальная станция-порт вполне может быть одобрена и запущена.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

10
Войдите, чтобы читать и оставлять комментарии.
Normunds Brics
Участник
Normunds Brics

Мне лично все последние телодвижения по поводу Луны как то немного подозрительны, уже сколько вариантов программ прозвучало но ни один не начал реально осуществлятся.
Надеюсь что в 20-тых годах будет веселее и плодотворнее.

Sergiy Fakas
Участник
Sergiy Fakas

Вот лед это самое ценное вещество на Луне и то, для чего надо строить эту самую окололунную станцию.

Ігор Возний
Участник
Ігор Возний

Строить автомататическими станциями. С миссиями посещения, как на МКС.
Орбитальный окололунный хаб снабжения, нужен!

Demian Karpunov
Участник
Demian Karpunov

Что из себя представляют коммерческие миссии на Луну? Какую выгоду они могут нести или какой тип грузов подразумевается?
Возможно ли где-то почитать о такой коммерции на Луну или на МКС?

Sergiy Fakas
Участник
Sergiy Fakas

Под коммерческими миссиями скорее всего имеются в виду миссии выполняемые по контракту с НАСА по типу действующей программы COTS — т.е. НАСА не создает носители и КА а покупает услуги коммерческих организаций.

Ігор Возний
Участник
Ігор Возний

Следующая база — на Луне, в толще лунного реголита.
На орбите автоматический хаб снабжения, с модулем экстренной эвакуации миссий посещения.
не 24-48 часовых, а гораздо более продолжительных.
Околоземка уже изучена, дальнешее исследование и мониторинг абсолютно доступен и менее затратен — автоматами.
Не надо воздуха, еды, не бояться радиации и многое другое.

Sergiy Meschanchuk
Участник
Sergiy Meschanchuk

Сьогодні Китай запускає апарат на зворотню сторону Місяця, ще й з цікавим біологічним експериментом. Надіюся, що це підштовхне НАСА до поновлення програми місячних місій.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.