Космические мегапроекты: от баз на Луне до городов на Марсе

С момента полета Юрия Гагарина за пределы Земли человечество значительно расширило свои «космические» границы, с помощью автоматических аппаратов дотянувшись до Солнца и даже до границ Солнечной системы. Теперь человечество мечтает о колониях за пределами нашей планеты. Базы на Луне, колонии Марса, промышленная вахта в дальнем космосе – об этих и других комических проектах читайте в материале IT Speaker. 

А из нашего окошка видно Луны немножко 

Спутник Земли – самое близкое к нам небесное тело, а потому и самое привлекательное. Проекты освоения Луны уже имеют вполне осязаемые сроки – не десятилетия, а считанные годы. Россия, конечно, относится к числу наиболее активных на этом поприще стран: в программу колонизации спутника входят как автоматические миссии, так и пилотируемые полеты. 

Текущие и планируемые миссии: 

• «Луна-25» (2023) – первая российская лунная миссия за 47 лет. Автоматический аппарат разбился при посадке из-за сбоя в системе управления; 

• «Луна-26» (2027) – орбитальный аппарат для дистанционного изучения Луны и выбора мест посадки; 

• «Луна-27» (2028) – посадочный модуль с буровой установкой для изучения реголита и поиска водяного льда; 

• «Луна-28» (2030-е) – доставка лунного грунта на Землю; 

• «Луна-29» – планируется отправка лунохода. 

Кроме того, долгосрочные планы включают создание российской лунной базы в партнерстве с Китаем – проект Международной лунной исследовательской станции (МНЛС). Основная цель создания станции – исследование и использование Луны в мирных целях. МНЛС будет способна на длительную беспилотную эксплуатацию, открывая возможности для будущего человеческого присутствия на Луне. Ранее к проекту присоединилось 12 стран, среди которых Белоруссия, ОАЭ, Пакистан, Турция, Южноафриканская Республика и другие. Завершение строительства МНЛС запланировано на 2036 год. 

Параллельно России в США проводится программа Artemis («Артемида»), которая предусматривает создание окололунной пилотируемой станции Gateway. Первый запуск в рамках ее строительства планируется не ранее 2027 года, хотя сроки уже неоднократно сдвигались из-за проблем с финансированием НАСА и технических неполадок подрядчиков. 

Тайны Красной планеты и мечты Маска 

Почему Луна так важна для дальнейшего освоения космоса? В первую очередь это наиболее близкий к нам объект, на котором можно проверить множество технологий. Во-вторых, именно Луна станет территорией «подскока» – в дальний космос человечество будет летать отсюда, что значительно сэкономит ресурсы и денежные средства на подготовку подобных миссий. 

Свои программы колонизации Красной планеты есть у ряда стран, в том числе России, но первую скрипку здесь играют США, в первую очередь главный американский энтузиаст глава SpaceX Илон Маск. Для «Роскосмоса» Марс пока имеет перспективу долгосрочной цели и все усилия сосредоточены на Луне. К тому же необходимо довести до ума необходимые технологии, в том числе ядерный буксир «Зевс». Прототип этого аппарата должны создать к 2030 году, подробнее о нем IT Speaker рассказывал здесь. 

Для США Марс – проект ближайшего будущего. Основной путь к Красной планете лежит через «Артемиду», которая должна стать испытательным полигоном для технологий дальних космических полетов. НАСА планирует первую пилотируемую миссию на Марс в 2030-2040-х годах, используя разрабатываемые системы: 

• ракета SLS (Space Launch System) для вывода тяжелых грузов; 

• космический корабль Orion для транспортировки экипажа; 

• перспективные модули для высадки и базирования на поверхности. 

Ключевой элемент стратегии – создание лунной орбитальной станции Gateway как перевалочного пункта для марсианских экспедиций. 

Стоит отметить, что главный частный игрок в марсианской гонке – компания предпринимателя Илона Маска SpaceX, который грезит о создании колонии на Марсе. Ключевая система для полетов – многоразовая сверхтяжелая ракета Starship, которая уже активно тестируется, но требует доработок. Тем не менее Маск настроен сверхрешительно: первые беспилотные миссии с грузами должны быть реализованы до 2030 года, а пилотируемый полет – во второй половине 2030-х. Маск также заявляет об амбициозной цели отправить 1 миллион человек на Марс для создания полноценного города. При этом на Землю никто из колонистов, вероятно, не вернется. 

Генеральный директор Российского фонда прямых инвестиций Кирилл Дмитриев отметил, что «Роскосмос» и «Росатом» обладают необходимыми навыками для освоения Марса и могут оказать помощь американской компании SpaceX в общей миссии. По словам специального представителя президента РФ, возможности российских компаний могут сделать полет на Марс «более эффективным и безопасным». 

Дмитриев также предложил Илону Маску организовать совместную миссию на Марс в 2029 году. Маск заявил, что планирует запустить космический корабль с человекоподобным роботом в конце 2026 года, и если испытания пройдут успешно, люди смогут отправиться на Марс в 2029 году. 

Перспективы изучения дальнего космоса 

Изучение дальнего космоса в XXI веке переходит от теоретических разработок к практической реализации амбициозных проектов. Основные направления развития включают: 

Применение сверхтяжелых ракет с возможностью дозаправки. Космические агентства разрабатывают новые ракеты, предназначенные для транспортировки пилотируемых миссий в глубокий космос. К примеру, сверхтяжелую ракету Starship, созданную SpaceX. 

Задействование световых парусов и лазеров для ускорения космических кораблей. Ученые исследуют возможности применения сосредоточенных лазерных массивов совместно с световыми парусами. Паруса из ультратонкого полимерного материала предполагается «складывать» внутри кораблей, а выпускать в «боевой» режим уже в космосе. После этого паруса будут использовать солнечную энергию для питания энергетической установки. Такая концепция позволит сократить время подготовки запуска летательного аппарата на орбиту и сэкономит ресурсы корабля при полете в дальний космос. 

Использование атомных часов для исследований в глубоком космосе. Эти устройства продемонстрировали исключительную точность, отставая всего на одну секунду за 10 тыс. лет работы. Они позволяют более точно определять местоположение космических аппаратов и взаимодействия между ними. В глубококосмических миссиях, особенно при полетах в удаленные районы Солнечной системы или за ее пределами, точное время чрезвычайно важно для навигации и синхронизации данных. Использование атомных часов может улучшить безопасность и эффективность пилотируемых космических миссий, позволяя более точно прогнозировать орбиты и время путешествий.

Эксплуатация ресурсов дальнего космоса. Например, пояс Койпера и облако Оорта могут стать важным стратегическим резервом – в будущем технологии позволят «ловить» космические объекты, состоящие из льда, для добычи воды. Также крупные астероиды можно будет использовать в качестве баз. 

Коммерциализация дальнего космоса. Она начнется именно с добычи полезных ископаемых на астероидах и развития космической энергетики. Конечно, эта идея все еще остается гипотетической концепцией. Чтобы отрасль начала действовать на промышленном уровне, требуется добиться ряда технологических прорывов, включая снижение стоимости транспортировки грузов из космоса на Землю и обратно. 

Главным вызовом остается преодоление огромных расстояний и временных промежутков. Решение этих проблем потребует прорывов в двигательных технологиях, системах жизнеобеспечения и, возможно, разработки принципиально новых физических принципов движения в космосе.