Луна — сложная цель

Привет, не удивляйтесь — RUVDS не откопала автора после анабиоза — это Александр Баулин, и на Habr уже немало моих статей по космическим и научным темам. Но там, где прошёл Ализар со статьёй о лунной ^[1] гонке ^[1], делать уже нечего, поэтому с планов человечества по Луне я переключился на оценку рисков Лунных программ США и Китая. Благо, что событий накопилось предостаточно. Конечно, обсудим, как изменились шансы России в связи с задержками в программе двух лидеров забега на лоно Суровой хозяйки.

23 августа стало известно, что китайская миссия «Чанъэ-7» отложена на следующий год. А ведь она должна была первой разведать рельеф и «атмосферу» в районе кратера Шеклтон — вероятного места высадки людей на Луне. Ранее взрыв ракеты разнёс единственный стартовый комплекс американской компании Blue Origin. Мне кажется, что появившиеся проблемы и переносы — верный признак, что гонка началась. Компании перешли от бумажных планов к железным решениям, а в реальной жизни редко что удаётся с первого раза. Какой сейчас расклад в лунной гонке?

Зачем нам на Луну?

Цель определяет средства, которые находятся на её достижение. Почему в середине XX века хватило 9 лет для высадки людей на Луну, а в более прогрессивном XXI веке США уже четверть века мучаются над новой системой и даже стремительный Китай не форсирует высадку на спутник Земли.

Финансирование. Формально на Лунную программу Аполлон потратили больше средств, чем на современную Артемиду. Но разница в бюджете всего 1,5-кратная, а 60 лет назад удалось «с нуля» разработать высадку на Луну за 9 лет. При всём же накопленном космическом опыте ^[2] и продвинутых технологиях, Артемида уже длится 8 лет и высадка планируется только через 2 года (и в этих сроках есть сомнения). Полагаю, дело не в финансах, если речь не идёт про такие исключения, как российская Лунная программа, про которую — отдельный абзац.

Имидж державы. Никакие доллары и показатели инфляции не могут отразить силу мотивации ^[3] стран тогда и сейчас. В 1960-х проигрыш лунной гонки был бы жестоким ударом по престижу США, упустивших первенство в освоении космоса. В результате самая капиталистическая страна мира работала не столько за деньги, сколько за честь флага. Трудно представить, чтобы компании в программе Аполлон отказались бы от задачи на полпути или затянули её на 10 лет.

Полагаю, что именно потеря имиджевого стимула ^[4] вызвала проблемы со сроками у Лунной программы США. Первый подход был сделан еще в 2004 году Джорджем Бушем-младшим — он запустил программу Constellation («Созвездие»), включающую создание ракет «Арес-1» и «Арес-5», корабля и прочей техники для возвращения на Луну, полёту к Марсу и астероидам. Однако смена президента-республиканца на демократа Барака Обаму привела к закрытию программы и большей части проектов. Хотя из «Арес-5» выросла почти сверхтяжёлая ракета SLS, а также разрабатывался корабль Orion, но чётких планов и сроков не было, Обаме больше нравилось запускать марсоходы. Дональд Трамп во время первого срока сделал почти невозможное: он не просто запустил программу «Артемида» по возвращению на Луну, но и сумел увлечь этой идеей обе политические партии в США. С 2018 года бюджет NASA только увеличивался (до 2025 года), и его значительная часть была предназначена для реализации программы «Артемида».

Правда, первые сроки высадки в 2024 были сорваны. На самом деле они были нереалистичными и назначены аккуратно на последний год потенциального второго подряд срока Дональда Трампа. История всё переиграла. В 2020 году президентом стал Джо Байден. Хотя он был из демократической партии, но Лунную программу закрыть не пытался. При этом бюджет программы и сроки значительно увеличились, и возвращение человека на Луну «дождалось» второго срока Трампа — теперь планируется в 2028 году. О, опять это совпадение — последний год президентства Трампа. Но теперь её преследуют не иллюзорные инженерные проблемы.

Ресурсы. Для Китая и США, как и для СССР с США 60 лет назад, лунная гонка — это способ поднять престиж собственной страны, показать свои технологические возможности. Но на текущем этапе есть возможность не просто пройтись по Луне, а остаться надолго — построить базу. Для этого крайне необходимо найти на спутнике Земли воду и полезные ископаемые, чтобы меньше возить их с Земли. Пока обещания Илона Маска о полётах по цене топлива не сбылись, доставка килограмма груза на Луну обходится примерно в 50 000 долл. — не навозишься!

В первую очередь и США, и Китай надеются обнаружить на Луне залежи льда, который можно использовать напрямую в питании для космонавтов и после электролиза: как топливную пару и кислород ^[5] для дыхания ^[6]. Поэтому обе страны планируют высадку не в центральных областях, а вблизи Южного полюса спутника Земли. Дно некоторых кратеров там вечно находится в тени, есть надежда, что в них не испарились приповерхностные залежи льда. Также есть планы по использованию реголита как строительного материала, а может быть, удастся найти металлы и другие полезные ископаемые для использования на месте, чтобы меньше гонять ракеты с Земли.

Ошибка разведчика

Глобальные планы ^[8] миссии «Чанъэ-7» подразумевали отправку сразу и орбитального аппарата, и посадочного, и роверов, и даже «хоппера» — уникального аппарата, который мог бы прыгать в тень лунных кратеров, чтобы измерять там наличие лунного льда. Всего в миссии запланировано использование 24 приборов 8 стран, включая российский датчик для исследования пыли и плазмы в приповерхностном слое Луны. Всё делается для того, чтобы не пришлось лететь вслепую, как советским инженерам, у которых было только письменное указание Сергея Королёва: «Считать Луну твёрдой». Автоматические миссии позволяют не только выбрать оптимальное место посадки, но и подготовиться к условиям окружающей среды.

Ракета китайской миссии «Чанъэ-7» уже была на старте, но из-за приближающегося урагана старт был перенесён. Точнее, объяснение отложенного старта было по-китайски витиеватым: некоторые наблюдатели полагают, что, возможно, были какие-то ещё причины. Но в любом случае мощности ракеты «Чанчжэн-5» (Changzheng-5, сокращённо CZ-5, иногда также называют Long March-5) хватает буквально «впритык». Поэтому выгодное взаиморасположение Земли и Луны упущено, и повторный старт может состояться не ранее начала 2027 года. Теперь «перенос вправо» миссии может задержать и другие планы по высадке тайконавтов на Луну.

Интересно, что в эпическом сериале «Ради всего человечества» СССР и США в 60-х годах сразу высаживаются в районе кратера Шеклтона — явно в первых сезонах создатели прислушивались к научным консультантам. В реальности Южный полюс Луны также привлекает исследователей всех стран — например, наша «Луна-25» должна была приземлиться ближе остальных аппаратов к полярной зоне. Поработать на поверхности не получилось, полагаю, из-за того, что нужны более частые лунные миссии, чтобы получить достаточный опыт.

Проблемы США

Кажется, что американцы получили послабление в лунной гонке, хочется верить, что они его не используют, чтобы сдвинуть дальше сроки возвращения человека на спутник Земли. Пока в США всё сложно — в мае 2026 года во время предстартовых тестов взорвалась ракета New Glenn компании Blue Origin (BO). Взрыв мощностью в 100 тонн тротила сильно повредил стартовый комплекс LC-36 — единственный для Blue Origin, которая играет важную роль в «поверхностной» части плана «Артемида» — Moon Base. ^[9]

Blue Origin обещает ввести стартовый комплекс к концу 2026 года. А руководитель NASA Джаред Айзекман ожидает возвращения компании к выполнению миссий по заказу NASA в следующем году. В этом случае «Артемида» теряет до конца года не только один тип ракет для запусков, но и лунный модуль, что чувствительнее.

В 2021 году SpaceX выиграла конкурс на HLS (пилотируемый посадочный модуль). Бодро шли испытания корабля (и по совместительству второй ступени) Starship, поэтому NASA казалось абсолютно правым: заявки Dynetics и Blue Origin завернули и отдали все деньги SpaceX. Когда компания Джеффа Безоса начала судиться, это воспринимали не иначе, как попытку помешать возвращению человека на Луну. Но как же всё поменялось за пять лет! К 2026 году Blue Origin достроила свои двигатели BE-4, запустила на их основе частично многоразовую ракету New Glenn. Параллельно компания создала демо лунного модуля Blue Moon MK1. А SpaceX продолжает тестировать Starship (уже в сборе), но не сделала ещё ни одного витка вокруг Земли, ни тестового лунного модуля.

Blue Moon MK1 — это демонстрационная версия, она меньше, легче, предназначена только для грузов и не подразумевает возвращения на Землю. Зато позволит проверить технологии посадки на Луну. Посадка планировалась на 2026 год, чтобы успеть учесть её результаты в пилотируемом модуле MK2. NASA также придумала использовать MK1 ещё и как посадочную платформу — по контракту BO в 2027 году должна доставить Viper на Луну. Теперь все эти задачи могут сдвинуться на более поздние сроки, и создание HLS для миссии «Артемида-4» будет либо передано SpaceX, либо задержится.

Обсуждалось скрещивание решений двух компаний — доставка MK1 на Луну на ракете SpaceX. Но тут привычная универсальность продуктов Илона Маска даёт сбой. MK1 использует жидкие кислород и водород и по программе полёта перед отделением от ракеты дозаправляется от верхней ступени New Glenn с аналогичной топливной парой. Ракеты семейства Falcon используют керосин-кислородную пару, и отправка на них MK1 требует дополнительного топливного бака под водород и системы дозаправки. Кажется, проще дождаться восстановления стартовой площадки LC-36.

С пилотируемым лунным модулем у США пока всё сложно. SpaceX рисует прекрасные рендеры, но пока даже не планирует тестовый запуск на Луну. Blue Origin для завершения MK2 нуждается в результатах первой миссии MK1. В результате новый глава NASA Джаред Айзекман перетряхнул всю программу, выбил дополнительную миссию, чтобы проверить готовность HLS перед отправкой людей на Луну. Но в «Артемиде-3» в 2027 году планируется тест пилотируемых посадочных модулей обеих компаний на земной орбите. При этом Starship будет без системы жизнеобеспечения, а MK2 как прототип — в не финальной конструкции. Точно ли так должна выглядеть финальная репетиция перед 3-недельной миссией по высадке людей на Луну по сложной траектории в малоисследованном регионе? Помним, что перед «Аполлоном-11» была миссия «Аполлон-10», в которой все операции тестировались на полностью идентичном железе вплоть до начала спуска. Миссия была настолько близка к финальной, что в лунный модуль не долили топлива, чтобы у астронавтов не было соблазна высадиться на Луну.

Китайский вопрос

Китай более сдержанно освещает свою Лунную программу. Хотя мы знаем её основные этапы, возможные проблемы обычно становятся известны только в момент старта, как в случае с «Чанъэ-7». Например, прототип лунного посадочного модуля «Ланьюэ» прошёл взлётно-посадочные испытания на Земле. По размерам и посадочной массе он ближе к американскому «Орлу» из миссии «Аполлон-11» — на Луну доставляется около 10 тонн. Это позволит прилететь двум тайконавтам и доставить ровер уже в первой миссии. Она продлится всего 6 часов на поверхности спутника Земли, планы явно попроще. Лётный тест китайского лунного посадочного модуля планируется на 2027 год — вот будет взрыв мозга ^[10], если он там окажется раньше американских собратьев.

У США готов орбитальный корабль «Орион» и ракета SLS для него. В этом плане Китаю предстоит ещё поработать. По плану ещё до конца этого года должны пройти лётные испытания корабля «Мэнчжоу» на ракете «Чанчжэн-10A» (CZ-10A). Лунная программа будет выполняться на тяжёлом варианте ракеты CZ-10 — она создаётся из двухступенчатой CZ-10A добавлением двух бустеров, аналогичных первой ступени. Фактически используется схема создания Falcon Heavy из Falcon 9. Вообще весь образ ракеты говорит о том, что китайцы сочли удачными решения SpaceX и повторяют ^[11] их конструкторские решения. Посмотрим, насколько удачна окажется компоновка для тяжёлой ракеты CZ-10 — испытания должны состояться в течение года.

Прогресс Китая по Лунной программе выглядит бодро, но стране ещё предстоит убедиться в умении стыковаться за пределами земной орбиты и работать на поверхности Луны. В целом китайские инженеры уже доказали свою удивительную способность с первого раза выполнять сложнейшие миссии вроде посадки марсохода на Марсе и автоматической станции на обратной стороне Луны.

Скафандры — общая боль

Лунные скафандры оказались неожиданной сложностью для американцев. Те, что были использованы во время миссии «Аполлон», можно повторить. Но они обладали недостаточной подвижностью для «Артемиды». Во-первых, она планировалась более длительной, что подразумевает большее количество и разнообразие операций. Кроме того, в районе Южного полюса Солнце всегда находится у горизонта, возникают длинные тени, и скафандры должны позволять безошибочно ориентироваться в таких условиях. В 2022 году NASA подписало контракт на создание скафандра с двумя компаниями. А уже через 2 года Collins Aerospace вышла из проекта, поняв его сложность. Теперь мы ждем лунный скафандр от компании Axiom, но генеральный инспектор NASA сомневается ^[12], что агентство выполнит задачу ранее 2031 года.

Китайская миссия короче, значит, скафандр может быть проще, но работать им предстоит в тех же условиях — обе стороны интересует именно Южный полюс. В 2024 году был представлен китайский скафандр «Ваньюй», а в 2025 показано видео с его способностями. Однако мы знаем, что красивые демо научились снимать все. До конца года Китай планировал закончить комплексные тесты скафандра — проследим, смогли ли они решить все вопросы.

Следующий год — решающий

2027 год станет определяющим для сроков Лунных программ США и Китая. Хотя Поднебесная имеет запас по времени, но уже в течение этого и следующего года она планировала провести испытания всех основных компонентов системы. Для американцев же ближайшие 12 месяцев станут определяющими — позволит ли им опыт космических исследований подтянуть оперативно все хвосты по разработкам или высадку снова придётся переносить.

Пока для обеих стран остаются вопросы по обеспечению систем жизнеобеспечения, работоспособности скафандров и надёжности ракет, которая в двухпусковой схеме должна быть исключительно высокой. И важно, что современные программы — это не булавочный укол флагом в Луну, а подготовленная экспансия. Собственная орбитальная станция помогла китайцам проверить надёжность их систем жизнеобеспечения, возможности работы в открытом космосе и других этапах, которые они прошли буквально за пару десятков лет. Автоматические программы позволили убедиться в возможности управления и связи с аппаратами в дальнем космосе. Но пилотируемая высадка на Луну будет более жёстким тестом для всех космических разработок.

Важно, что новые лунные программы планируются надолго. И параллельно с основными элементами компании тестируют экспериментальные подходы. Например, Blue Origin три года назад исследовала возможность создавать солнечные панели из лунного реголита на месте. Lockheed Martin по контракту с NASA тестирует вертикальные солнечные батареи — они должны выдвигаться на высоких штангах и тогда смогут получать энергию круглосуточно. Ведь во время лунной ночи на полюсе Солнце находится недалеко за горизонтом и 20-метровые мачты могут обеспечивать базу энергией постоянно. Пока не будут созданы ядерные источники энергии, про которые RuVDS писал в прошлой статье ^[1].

Учёные уже потирают руки от возможностей работы на Луне. Ведущий научный ^[13] сотрудник лаборатории реактивного движения (JPL) NASA Вячеслав Турышев предлагает ^[14] вырабатывать энергию на орбите и передавать её на базу по лазерному лучу. В отличие от Земли атмосфера не будет мешать, орбита ниже — а значит, и пятно лазера меньше, эффективность системы выше. Про радиотелескоп, который будет защищён от земных помех, полагаю, все слышали. А вот сотрудники известного института NIST предлагают разместить в кратерах лазеры, которые за счёт естественного охлаждения (температура в кратерах 50 градусов Кельвина — ниже, чем у жидкого азота) позволят создать сверхточную лунную GPS ^[15].

Жду открытия окна возможностей, связанного с Луной.

Почему Россия не участвует в лунной гонке

У России есть Лунная программа, а исследование спутника Земли даже подразумевает сотрудничество с Китаем и другими странами. Но пока речь только про автоматические системы.

Думаю, всем хочется, чтобы Россия участвовала в лунной гонке напрямую, с высадкой космонавтов. Но есть один простой параметр, который делает это малореальным, — деньги. В 2021 году расходы России на космос были в 16 раз меньше, ^[16] чем у США и почти в 3 раза меньше Китая. Можно говорить о меньших расходах на зарплаты специалистов, но технологии нам достаются дороже, а не дешевле, чем американским и китайским инженерам — не хватает масштабирования.

Примерно в те же годы создание сверхтяжёлой ракеты оценивалось в 1 трлн рублей ^[17] — только разработка без стартов. Это 5-летний бюджет Роскосмоса тех лет. Вывод один — нереально. Это надо бросить все космические проекты и вложиться только в Луну на десяток лет. Или кардинально увеличить бюджет, но ведь он и так был немал — около 1% расходов госбюджета шло на мирный космос. Для сравнения, в США на NASA выделялся тот же 1 процент госбюджета. Понятно, что при этом в абсолютных цифрах разница — 2,3 трлн долл. против 200 млрд долл. ^[18]. Для сравнения, в 1970 году, когда СССР подписался на лунную гонку, его доля в мировом ВВП была около 12% ^[19]. Это разные показатели, но разрыв в порядок, поэтому и денег на космос можно было выделить больше. И технологии были свои, поэтому обходились дешевле.

Очень хочу увидеть российских космонавтов на Луне и Марсе, но пока не понимаю, что для этого должно случиться. Пока мы обладаем на 2 порядка меньшими ресурсами, наш удел — специализация или участие в совместных проектах, когда мы делаем лучшие в мире приборы для китайских, американских и европейских космических аппаратов, модули орбитальной станции, обзорные рентгеновские телескопы и совершаем научные прорывы на публично доступных научных данных. Может, я не вижу очевидного способа увидеть Россию среди участников лунной гонки?

* * *

Дорого и дёшево — понятие относительное. Если для России своя программа ещё не по карману, то для человечества — это копеечная возможность расширить наши знания о Вселенной. Вроде бы дорогая программа «Артемида» — меньше десятой части годового бюджета Пентагона. Я не думаю, что на Луне удастся найти редкие минералы, которые сразу отобьют все миссии на Луне. Но, полагаю, что за жизнь одного поколения — лет за 30 — космическая экспансия сможет выйти если не на самоокупаемость, то на твёрдое понимание, ради чего стоит вложить в это миллионную долю ВВП Земли. И возвращение на Луну станет первым шагом, независимо от национальности человека, который это сделает.

© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»