Прощай МКС! Почему базу на Луне выгоднее строить, чем новую орбитальную станцию

Дни Международной космической станции сочтены: Россия уходит с МКС в 2028 году, а в 2030 году запланирован управляемый сход с орбиты и затопление станции в Тихом океане. Фото: Artsiom P/Shutterstock/Fotodom

Дни Международной космической станции сочтены: Россия уходит с МКС в 2028 году, а в 2030 году запланирован управляемый сход с орбиты и затопление станции в Тихом океане. А это значит, что уже сейчас космическим державам надо думать о том, что делать дальше? Создавать ли новые станции на орбите или ставить перед собой какие-то более амбициозные цели?

- Станции на околоземной орбите это повторение пройденного, человечеству нужно строить базу на Луне, потому что именно она является ключом к освоению всей Солнечной системы, - уверен Павел Шубин, научный сотрудник Института космических исследований РАН, популяризатор космонавтики.

Энтузиазм - штука замечательная, скажете вы. Но возникает вопрос: если создание МКС обошлось в 150 миллиардов долларов, то в какую же астрономическую сумму может вылиться строительство базы на Луне?

На самом деле, как это ни парадоксально, но строительство лунной базы в определенном смысле будет проще, чем создание орбитальных станций, уверен Павел Шубин. Аргументы ученый изложил в своей лекции “Лунные базы, как ожидаемый результат «лунной гонки» XXI века”.

Фото: GLOBAL LOOK PRESS.

1. Орбита это космический плен

Главный недостаток орбитальных станций - они полностью зависимы от поставок с Земли. Единственный доступный на орбите ресурс - это энергия Солнца, которую с помощью солнечных панелей превращают в электричество. Все остальное завозится с Земли.

Вот расчеты, как возили грузы на станцию “МИР” (она уже закончила работу, поэтому считать удобнее).

- За 15 лет существования станция приняла 64 транспортных корабля “Прогресс”, которые доставили на орбиту 512 тонн груза (это не считая 41 полета пилотируемых кораблей).

- Вес доставленного груза почти в 4 раз превышал массу самой станции - она весила 124 тонны.

Почему так много? Неужели на орбите кто-то много ест? На самом деле удельный вес продуктов питания в багаже не так уж велик. Для примера давайте изучим ассортимент товаров в отсеках грузового корабля Прогресс М-06М (в 2010 году он летал к МКС):

- Общей вес космической “посылки” составил 2638 килограмм.

- Из них вода - 300 кг.

- Еда, оборудование и аппаратура для российского сегмента - 735 кг.

- Еда, медикаменты и оборудование для американского сегмента - 476 кг.

- А львиную долю (почти половину) составили запасы топлива - 1127 кг.

Большое количество топлива необходимо, чтобы удерживать станцию на низкой околоземной орбите. Она тормозит об атмосферу Земли и надо постоянно включать двигатели, чтобы возвращать ее в оптимальном положении. Поднять станцию на более экономичную высокую орбиту невозможно из-за радиационных поясов Земли - приближаться к ним небезопасно для здоровья космонавтов.

2. Лунные Робинзоны: как люди будут выживать на спутнике Земли?

В чем плюсы Луны? Да, лететь туда, конечно, дальше, и ракеты-носители могут доставить на спутник в 5 раз меньше груза, чем на околоземную орбиту. “Зато под рукой у космонавтов будут ресурсы огромной планеты!” - говорит Павел Шубин.

Во-первых, на Луне есть водяной лед. Эксперименты показали, что самая высокая концентрация льда в лунном грунте - 5,5 процентов - на Южном полюсе спутника. Именно поэтому Россия, Китай и США планируют строительство лунных баз именно в этом регионе ночного светила.

Фото: GLOBAL LOOK PRESS.

Какие возможности это дает?

Ученые подсчитали, для жизни на Луне в течении года человеку нужно?

- 765 кг воды

- 314 кг кислорода

- 298,6 кг еды.

В общей сложности это 1320,6 кг, которые на орбитальную станцию надо было доставлять с Земли.

На Луне установка, которая выпаривает воду из реголита, способна произвести 600 литров воды за 140 земных дней. Учитывая, что на МКС уже сейчас работают установки, которые вытягивают из воздуха 40 процентов жидкости, которые мы выделяем с дыханием и потом, то воды с лихвой хватит на троих космонавтов в течение года.

Из 30 тонн реголита можно получить 1 тонну кислорода (хватит на 3 человек в течение года) и еще тонну моносилана - это газ на основе кремния, аналог метана, который Starship Илона Маска использует в качестве ракетного топлива.

Таким образом, воду, кислород и топливо привозить на Луну не надо, их можно производить на месте. Достаточно доставлять только еду.

Что касается самой базы, то ее можно строить из корпусов транспортных кораблей. Мы знаем, что в случае орбитальной станции грузовые корабли после доставки груза сгорают в атмосфере, а сама станция через пару десятков лет уходит на океанское дно. Это обидно. На Луне не проблема выстроить из кораблей целый город и с ним ничего не произойдет очень долгое время.

ЭТАПЫ РАЗВЕРТЫВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ЛУННОЙ БАЗЫ

Первый год освоения

Отправка на Луну лунохода, крана и экскаватора тяжелой ракетой “Ангара-А5”. Затем с помощью трех пусков ракет сверхтяжелого класса “Енисей” доставка космонавтов и первого элемента лунной базы. Задача первопроходцев засыпать жилой модуль 30-сантиметровым слоем лунного грунта для теплоизоляции и защиты от излучения. В год планируется 4-6 посещений продолжительностью 10 суток (1 лунный день)

Через пять лет

Цель к исходу первой пятилетки - создание базы из 9 модулей (как минимум, 4 из них - жилые), рассчитанных на постоянное пребывание экипажа из 4 человек. Ведутся геологоразведочные работы. Лунный грунт используется для получения воды и кислорода.

Через 12 лет

На Луне будет развернута база из 23 элементов. Часть можно использовать, как складские и производственные помещения. Смена экипажа численностью от 10 до 20 человек происходит 1 раз в год. База производит также моносилан (ракетное топливо), сверхчистый кремний для микросхем, а также железо и алюминий.

ОСОБОЕ МНЕНИЕ

Луна - ключ к освоению Солнечной системы

- Почему первой на очереди должна быть Луна? Потому что там есть полезные ископаемые, которых нет на Земле. Например, гелий-3, - говорит Павел Шубин. - Он интересен тем, что может быть использован в ракетных термоядерных двигателях. Их проще сделать, чем термоядерные реакторы типа токомака (они предназначены для получения электроэнергии), над которыми мы бьемся на Земле. Но для таких двигателей в качестве топлива нужен гелий-3. А где его взять? По оценкам на Земле этого газа около 800 тонн. А на Луне его запасы исчисляются миллионами тонн. Это значит, что можно говорить о путешествиях по Солнечной системе и возникает вполне реальная картинка освоения будущего. Пусть даже это будет не при нашей жизни, а в следующем столетии. Однако лунный проект может выйти на внутреннюю окупаемость гораздо раньше. Гелий-3 сильно распылен по поверхности Луны, но представьте, что мы сумели наработать тонну этого вещества. И если на Земле к этому времени создадут термоядерную электростанцию, то энергия, которая выделилась бы из тонны гелия-3, с лихвой окупила бы и добычу его на Луне и строительство лунной базы и многое другое. Это закрыло бы потребность в энергии для человечества на годы вперед.

НА СТАРТ!

Кто окажется на спутнике раньше всех?

Возвращение человека на Луну состоится в горизонте ближайших пяти лет. Так, во всяком случае, следует из планов, которые озвучили США, Китай и Россия.

- В феврале 2026 года американцы запустят миссию “Артемида-2”, она предполагает облет Луны экипажем, но без посадки. Полет с высадкой на поверхность намечен в 2027 году. Однако эти планы неоднократно сдвигались.

- Китай заявил, что намерен совершить посадку пилотируемого корабля до 2030 года. Но подробности своего проекта не раскрывает.

- Планы России включают создание под лунную программу нового космического корабля “Орел”, орбитальной станции и высадку экипажа. Перспективы - после 2030 года.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Марсианский прайс-лист: Цена билета и стоимость терраформирования новой планеты