Взлет на закате: почему NASA отказывается от отправившей астронавтов к Луне ракеты
В ночь с 1 на 2 апреля по Москве с космодрома во Флориде стартовала ракета Space Launch System (SLS). Она вывела на околоземную орбиту космический корабль «Орион». На борту аппарата четыре астронавта: три из NASA и один из Канадского космического агентства. «Орион» отстыковался от верхней ступени SLS на высокой околоземной орбите, где провел около суток — в это время экипаж тестировал технику. В ночь на 3 апреля «Орион» изменил траекторию, на короткое время включив собственный двигатель, покинул околоземную орбиту и направился к Луне. На момент публикации материала полет проходит без серьезных проблем, но назвать беспроблемной саму лунную программу не получается.
Космическая петля
Нынешняя миссия носит название «Артемида-II» (Artemis II). Ее предшественница, «Артемида-I», состоялась в 2022 году и была беспилотной. В отличие от своего предшественника, «Орион» не будет выходить на орбиту вокруг Луны. Он облетит наш спутник по так называемой траектории свободного возвращения, напоминающей восьмерку. Максимальное сближение с Луной состоится 6 апреля и составит около 5000 км. Через 10 дней после запуска астронавты вернутся на Землю.
Поясним, почему «Орион» не выйдет на окололунную орбиту. При любой схеме полета корабль движется с выключенными двигателями, под действием гравитации Луны, Земли и Солнца. Двигатели включаются только когда нужно изменить траекторию, а сколько раз и как ее нужно менять, зависит от выбранной схемы. Траектория свободного возвращения потому так и называется, что после выхода на нее двигатель можно больше не включать. Силы тяготения сами заставят аппарат описать восьмерку и вернуться на Землю. Чтобы сесть в заданной точке земного шара, потребуется небольшая коррекция курса, но мимо нашей планеты корабль точно не пролетит. Другими словами, это самая безопасная траектория из всех возможных.
Выход на окололунную орбиту — куда более рискованная операция. Сначала подлетающему к Луне кораблю потребовалось бы тормозить с помощью двигателей, чтобы выйти на орбиту вокруг Луны. Затем, опять-таки используя двигатели, покинуть окололунную орбиту и вернуться на траекторию, ведущую к Земле. Если бы что-то пошло не так, корабль мог бы упасть на Луну или затеряться в космосе. Между тем «Орион» — не самый испытанный аппарат. На его счету лишь один полет в околоземном пространстве и один — к Луне. Неудивительно, что в NASA предпочли не рисковать астронавтами без нужды.
Впрочем, главным риском для экипажа станет не сближение с Луной, а возвращение в атмосферу на скорости 11 км/с, при котором обшивка корабля разогреется до 2800 ℃. При возвращении предыдущего «Ориона» на Землю в 2022 году возникли серьезные проблемы с теплозащитным экраном. Из-за них «Артемиду-II» отложили на два года. В NASA усовершенствовали экран и сочли проблему решенной, но так ли это — покажет посадка.
План посадки
Программа «Артемида» предусматривает еще как минимум три запуска. «Артемида-III» запланирована на 2027 год. В этой миссии астронавты протестируют на низкой околоземной орбите посадочный модуль для посадки на Луну, который создает компания SpaceX. В агентстве не исключают испытаний и другого модуля от Blue Origin.
«Артемида-IV» предусматривает долгожданную высадку на поверхность Луны, намеченную на 2028-й. В том же году должна состояться и «Артемида-V», о цели которой пока нет подробных сведений.
Отметим, что в обзоре программы, опубликованном в 2020 году, не было орбитального этапа, а под названием Artemis-III фигурировала нынешняя четвертая миссия. Тогда ее планировали запустить в 2024-м. Появление промежуточного этапа выглядит разумно: лететь на Луну с непроверенным посадочным модулем было бы рискованно.
NASA на своем сайте оптимистично обещает после «Артемиды-V» лунные запуски примерно раз в год. Однако, похоже, этим планам не суждено сбыться.
Устаревшие решения
Для США нынешний запуск имеет большое политическое значение. Люди не покидали околоземную орбиту со времен «Аполлона-17», а это 1972 год. За прошедшие полвека Китай развил собственную лунную программу — пока беспилотную, но это вопрос времени. Американцам очень важно быть первыми на Луне не только в прошлом, но и в нынешнем веке.
Однако выбранные для этого технические средства оказались не лучшими. Бюджетный запрос NASA на 2026 финансовый год «предусматривает поэтапный вывод из эксплуатации крайне дорогостоящей и задержавшейся ракеты-носителя SLS и корабля «Орион» после трех полетов». Не совсем ясно, какие по счету «Артемиды» подразумеваются под тремя полетами. На сайте NASA использование SLS указано для всех миссий вплоть до пятой. И уж во всяком случае менять коней до высадки на Луну было бы странно.
В документе отмечается, что каждый запуск SLS обходится в $4 млрд, что превышает смету на 140%. Ракета, разработанная корпорацией Boeing, действительно оказалась очень дорогой и, что самое неприятное, одноразовой. Проект ракеты был презентован в 2012-м, когда многоразовые носители казались отдаленной перспективой. С тех пор частично многоразовые Falcon от SpaceX изменили ландшафт индустрии, но в Boeing продолжали работать над морально устаревшим решением. Более того, некоторые эксперты сомневаются в принципиальной надежности этой ракеты.
Авторы бюджетного запроса рекомендуют заменить SLS и «Орион» «более экономичными коммерческими системами». Легко догадаться, что речь идет о системе Starship. Даже если не учитывать работу Илона Маска на администрацию Дональда Трампа, Starship, по существу, пока единственный конкурент SLS на рынке запусков с большой полезной нагрузкой. В перспективе эта полностью многоразовая система должна обходиться гораздо дешевле SLS, хотя пока она не вышла из стадии испытаний. Впрочем, уверенно судить о будущем американской лунной программы сейчас трудно. Нас наверняка ждут новые переносы пусков и изменения планов.