Европейское космическое агентство (ЕКА) объявило, что они разрабатывают свою собственную коммерческую космическую капсулу. Первоначально она будет использоваться для перевозки грузов, а затем, в конечном итоге, и для экипажа. Ожидается, что первый полет состоится в 2028 году.
Я думаю, что это позитивное событие. Похоже, что мы замедляем продвижение в направлении расширения сотрудничества между международными правительственными и частными космическими компаниями. В какой-то степени это существовало с самого начала космической программы, но частные компании играют все большую роль, и все больше стран также вовлекаются в нее. Но я хочу поговорить о том, как будет выглядеть эта инфраструктура для космических путешествий и к чему она должна привести.
История миссии “Аполлон” – хорошее начало для того, чтобы сформулировать проблемы космических путешествий. В случае с “Аполлосом” НАСА в конечном итоге пришло к сложному, но выполнимому решению. Во-первых, вам нужна действительно большая ракета, способная нести большую полезную нагрузку и придать ей достаточное ускорение, чтобы выйти на окололунную орбиту – на орбиту вокруг Луны. Для этого требовалась многоступенчатая ракета “Сатурн V”. На ее вершине располагался лунный посадочный модуль, затем служебный модуль, а затем командный модуль (капсула, в которой жили астронавты). После завершения разгона к Луне лунный модуль отсоединится, а затем развернется и состыковается с верхней частью командного модуля, чтобы астронавты могли перемещаться между двумя транспортными средствами.
Оказавшись на Луне, астронавты войдут в лунный спускаемый модуль, совершат взлет и посадку на лунную поверхность. Когда придет время покидать верхнюю часть лунного модуля, он оторвется от нижней части, оставив ее позади, и вернется на лунную орбиту, где встретится с командным модулем и снова пристыковается. Как только астронавты вернулись в командный модуль, аппарат для подъема на Луну был отсоединен (и большинство из них намеренно врезались в Луну, чтобы получить сейсмические данные). Затем командный и служебный модули использовали часть оставшегося топлива, чтобы вернуться на Землю. После сближения с Землей и выхода на траекторию входа в атмосферу служебный модуль был отсоединен и оставлен сгорать при входе в атмосферу. Затем командный модуль прошел процедуру снижения, сначала разрушив теплозащитный экран, а затем выбросившись на парашюте для приземления на воду.
Общая стратегия заключалась в том, чтобы оставлять все необходимое на своем пути. Берите с собой только то, что вам абсолютно необходимо, а когда что-то больше не понадобится, избавляйтесь от этого. Это потому, что топливо в космосе дорого, и каждая унция массы увеличивает расход топлива. Это сработало для “Аполлона”, но “Аполлон” был задуман как серия разовых миссий. На одну миссию было израсходовано практически все, включая лунные скафандры. Это было здорово для первоначальной исследовательской миссии, учитывая те технологии, которыми мы располагали, но как только “Аполлон” был завершен, нам нечего было противопоставить инфраструктуре космических путешествий, а такой подход очень дорог.
Сегодня мышление совсем иное – если космические путешествия будут чем-то большим, чем разовые миссии “по следам”, нам нужна возможность многократного использования. Предполагалось, что “Спейс шаттл” станет первым космическим кораблем, который будет использоваться в основном многоразово, и это было так, и он достиг своей цели – снизить стоимость доставки материалов в космос. Но это было недостаточно успешно. Нам нужно было больше возможностей для повторного использования и более быстрое время выполнения работ. Интересно, что НАСА вернулось к своему подходу Apollo, разработав систему после запуска шаттла. Миссии Artemis будут очень похожи на Apollo. Система космического запуска (SLS) – это ракетная система одноразового использования. Капсула Orion, которая будет установлена на верхней части SLS, считается “частично многоразовой”.
Между тем, SpaceX и другие коммерческие космические компании стремятся к полному повторному использованию, чтобы снизить затраты. Надеемся, что SLS станет последним шагом в развитии невероятно дорогих ракет одноразового использования. Falcon Heavy и Starship от SpaceX, вероятно, будут участвовать в миссиях Artemis. Starship строится в качестве многоразового лунного модуля и, возможно, также будет выполнять задачи по заправке топливом и снабжению. НАСА планирует построить лунную станцию Gateway, которая будет оставаться на орбите.
Вот к чему, я думаю, нам нужно стремиться. Представьте себе систему, в которой ракета, специально разработанная, предназначена только для доставки экипажа и припасов с Земли на низкую околоземную орбиту (НОО). Капсула в этой системе состыковывается с космической станцией LEO. Затем ракета и капсула могут вернуться на Землю и быть полностью (или в основном) многоразовыми. Экипаж космической станции и припасы будут доставлены на лунный шаттл, у которого есть только одна задача – добраться с LEO на лунную орбиту. Ему никогда не нужно приземляться. Ему не нужно много топлива. Он всего лишь курсирует между двумя космическими станциями. Затем лунные посадочные аппараты отправляются с лунной станции вниз и обратно с поверхности Луны. Опять же, это ее единственная задача, она хорошо с ней справляется и полностью пригодна для повторного использования.
Я думаю, нам следует поработать над созданием платформы такого типа. С LEO также можно отправиться на Марс. Большая часть топлива используется для полета на LEO. Затем экипаж может пересесть на корабли, которые курсируют только между Землей и Марсом и оптимизированы для этого путешествия. Платформа LEO также может использоваться для полетов в любую точку Солнечной системы. Или лунная база может стать платформой, с которой мы отправимся на Марс и в другие части Солнечной системы. Как только мы завладеем Луной, мы завладеем и Солнечной системой.
Как только у нас будет такая инфраструктура, это, вероятно, станет лучшим типом систем в обозримом будущем. Иметь один корабль, который, например, взлетит с Земли, долетит до места назначения и приземлится, будет просто непрактично (каким бы романтичным это ни было). Вопрос в том, будет ли это вообще возможно. Нам нужны химические ракеты, чтобы взлететь с Земли, и ракетное уравнение устанавливает ограничения на количество топлива, которое вы можете взять с собой. Для полетов по Солнечной системе нам понадобятся большие корабли с множеством защитных устройств и удобств – корабли, которые вы не захотите приземлять и взлетать в мирах с гравитацией.
Любая космическая программа, которая не продвигает нас к созданию такой системы, в конечном счете ведет в тупик. Она может предоставить знания и технологии, которые будут способствовать созданию такой инфраструктуры, но не будут ее частью.
