U svemirskoj industriji vječni spor između fizičara i tekstopisaca pretvorio se u 21. stoljeću u raspravu o tome što je za čovječanstvo važnije - automatska astronautika ili posada s ljudskim posadama?
Zagovornici "automatizacije" pozivaju se na relativno niske troškove stvaranja i lansiranja uređaja, koji su od velike koristi kako za temeljnu znanost, tako i za rješavanje primijenjenih problema na Zemlji. A njihovi protivnici, sanjajući o vremenu u kojem će "naši tragovi ostati na prašnjavim stazama udaljenih planeta", tvrde da je istraživanje svemira nemoguće i neisplativo bez ljudske aktivnosti.
Kamo ćemo letjeti?
U Rusiji ova rasprava ima vrlo ozbiljnu financijsku pozadinu. Nikome nije tajna da je proračun domaće kozmonautike mnogo manji u usporedbi ne samo sa Sjedinjenim Državama i Europom, već i s tako relativno mladim članom svemirskog kluba poput Kine. A smjerovi u kojima je industrija pozvana raditi u našoj zemlji su brojni: osim sudjelovanja u programu Međunarodne svemirske postaje (ISS), ovo je globalni navigacijski satelitski sustav GLONASS, te komunikacijski sateliti, daljinsko mjerenje Zemlje, meteorološke, znanstvene svemirske letjelice, da ne govorimo o vojnoj i dvostrukoj namjeni. Stoga moramo podijeliti ovaj financijski "trishkin kaftan" kako nikoga ne bismo uvrijedili (iako se na kraju svi ipak uvrijede, budući da dodijeljena sredstva za normalan razvoj industrije očito nisu dovoljna).
Nedavno je čelnik Federalne svemirske agencije (Roscosmos) Vladimir Popovkin rekao kako je udio astronautike s posadom u proračunu njegova odjela vrlo velik (48%) te bi ga trebalo smanjiti na 30%. Istodobno je pojasnio da će se Rusija strogo pridržavati svojih obveza prema programu ISS (nakon što ove godine prestanu shuttle letovi, samo će ruske letjelice Soyuz osigurati posadu u orbiti). Na čemu ćemo onda uštedjeti? O znanstvenim istraživanjima ili o obećavajućim dostignućima? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, potrebno je razumjeti razvojnu strategiju domaće astronautike s ljudskom posadom za sljedeća desetljeća.
Prema riječima Nikolaja Panichkina, prvog zamjenika generalnog direktora TsNIIMash-a (koji je bio glasnogovornik glavnog znanstvenog i stručnog instituta Roscosmosa), danas je pogrešno brojati svemirske aktivnosti 10-15 godina: „Zadaci temeljnih istraživanja u dubini svemira, istraživanje Mjeseca i Marsa toliko je grandiozno da je potrebno planirati najmanje 50 godina. Kinezi pokušavaju gledati unaprijed stotinu godina."
Pa kamo ćemo letjeti u bliskoj budućnosti - na orbitu blizu zemlje, na Mjesec ili na Mars?
Sedmi dio svijeta
Patrijarh svemirske industrije, najbliži suradnik briljantnog dizajnera Sergeja Koroleva, akademik Ruske akademije znanosti Boris Chertok uvjeren je da bi glavni zadatak svjetske kozmonautike trebao biti spajanje Mjeseca sa Zemljom. Na otvaranju planetarnog kongresa sudionika svemirskih letova, koji je održan u Moskvi početkom rujna, rekao je: "Baš kao što imamo Europu, Aziju, Južnu i Sjevernu Ameriku, Australiju, mora postojati još jedan dio svijeta - Mjesec."
Danas mnoge zemlje, prije svega Sjedinjene Države i Kina, govore o svojim ambicijama za Zemljin satelit. Nikolaj Panichkin tvrdi: „Kad se odlučivalo o pitanju, što je prije bilo - Mjesec ili Mars, postojala su različita mišljenja. Naš institut vjeruje da, ipak, postavljajući udaljeni cilj - Mars, moramo proći kroz Mjesec. Na njemu još mnogo toga nije istraženo. Na Mjesecu je moguće stvoriti baze za provođenje istraživanja u dubokom svemiru, za razvoj tehnologija za let do Marsa. Stoga, planirajući let s posadom na ovaj planet do 2045. godine, moramo uspostaviti postojanke na Mjesecu do 2030. godine. I u razdoblju od 2030. do 2040. stvorite osnovu za opsežno istraživanje Mjeseca s bazama i istraživačkim laboratorijima."
Prvi zamjenik generalnog direktora TsNIIMash-a vjeruje da pri provedbi lunarnih projekata ideja stvaranja skladišta hrane i goriva u orbiti oko zemlje zaslužuje pozornost. Na ISS -u to vjerojatno neće biti provedeno jer bi stanica trebala prestati s radom oko 2020. godine. A velike mjesečeve ekspedicije počet će nakon 2020. godine. I još jedan važan aspekt ističe ruski stručnjak: „Kad institut predlaže ovu strategiju, mi je povezujemo sa sličnim strateškim planovima Kine i Amerike. Naravno, utrka na mjesecu mora biti mirna. Kao što je poznato, nuklearno oružje ne može se testirati i rasporediti u svemiru. Ako se u bliskoj budućnosti kozmonauti, astronauti i tajkonauti počnu naseljavati na Mjesecu, trebali bi tamo izgraditi stanove, znanstvene laboratorije, poduzeća za vađenje vrijednih minerala, a ne vojne baze."
Razvoj prirodnih resursa Mjeseca prioritetan je zadatak, uvjereni su mnogi znanstvenici. Dakle, prema akademiku Ruske akademije znanosti Eriku Galimovu, lunarni minerali mogu spasiti čovječanstvo od globalne energetske krize. Tricij isporučen na Zemlju iz najbližeg nebeskog tijela može se koristiti za termonuklearnu fuziju. Osim toga, vrlo je primamljivo pretvoriti Mjesec u predstražu za istraživanje dubokog svemira, bazu za praćenje opasnosti od asteroida, praćenje razvoja kritičnih situacija na našem planetu.
Najsvjetlija (i kontroverzna!) Ideja i dalje je upotreba helija-3 dostupnog na Mjesecu, kojeg nema na Zemlji. Njegova je glavna prednost, kaže Galimov, što je "gorivo koje ne šteti okolišu". Tako nestaje problem zbrinjavanja radioaktivnog otpada, koji je pošast nuklearne energije. Prema proračunima znanstvenika, godišnje će potrebe cijelog čovječanstva za helijem-3 biti 100 tona. Da bi se do njih došlo potrebno je otvoriti tromjesečni sloj mjesečevog tla površine 75 x 60 kilometara. Štoviše, paradoksalno, cijeli će ciklus - od proizvodnje do isporuke na Zemlju - koštati deset puta jeftinije od korištenja ugljikovodika (uzimajući u obzir postojeće cijene nafte).
"Zapadni stručnjaci predlažu izgradnju helijevih reaktora izravno na Mjesecu, što će dodatno smanjiti troškove proizvodnje čiste energije", napominje akademik. Rezerve helija -3 na Mjesecu su ogromne - oko milijun tona: dovoljne za cijelo čovječanstvo više od tisuću godina.
No kako bi se za 15-20 godina moglo početi s iskopavanjem helija-3 na Mjesecu, potrebno je sada započeti geološka istraživanja, mapirati područja obogaćena i izložena Suncu, te stvoriti pilot inženjerske instalacije, kaže Galimov. Za provedbu ovog programa ne postoje složeni inženjerski zadaci, jedino je pitanje ulaganja. Koristi od njih su očite. Jedna tona helija-3 u ekvivalentu energije jednaka je 20 milijuna tona nafte, odnosno po sadašnjim cijenama košta više od 20 milijardi dolara. A transportni troškovi za isporuku jedne tone na Zemlju iznosit će samo 20-40 milijuna dolara. Prema izračunima stručnjaka, za podmirivanje potreba Rusije energetskoj industriji bit će potrebno 20 tona helija -3 godišnje, a za cijelu Zemlju - deset puta više. Jedna tona helija-3 dovoljna je za godišnji rad elektrane od 10 GW (10 milijuna kW). Za vađenje jedne tone helija-3 na Mjesecu bit će potrebno otvoriti i obraditi nalazište dubine tri metra na površini od 10-15 četvornih kilometara. Prema riječima stručnjaka, cijena projekta je 25-35 milijardi dolara.
Ideja o upotrebi helija-3, međutim, ima protivnike. Njihov je glavni argument da je prije stvaranja baza za vađenje ovog elementa na Mjesecu i ulaganja znatnih sredstava u projekt potrebno uspostaviti termonuklearnu fuziju na Zemlji u industrijskim razmjerima, što još nije bilo moguće.
Ruski projekti
Bilo kako bilo, tehnički, zadatak pretvaranja Mjeseca u izvor minerala može se riješiti u narednim godinama, uvjereni su ruski znanstvenici. Tako je nekoliko vodećih domaćih poduzeća objavilo spremnost i posebne planove za razvoj satelita Zemlje.
Automati bi trebali biti prvi koji će "kolonizirati" Mjesec, prema znanstvenom i proizvodnom udruženju Lavochkin, vodećoj nacionalnoj nevladinoj organizaciji na području istraživanja svemira uz pomoć automatskih vozila. Tamo se zajedno s Kinom razvija projekt koji je osmišljen da postavi temelje za industrijski razvoj Mjeseca.
Prema riječima stručnjaka poduzeća, prije svega, potrebno je istražiti nebesko tijelo pomoću automatskih sredstava i stvoriti Mjesečevo mjesto ispitivanja, koje će u budućnosti postati element velike naseljene baze. Trebao bi uključivati mobilni kompleks lakih i teških lunarnih rovera, telekomunikacije, astrofizičke komplekse i komplekse za slijetanje, velike antene i neke druge elemente. Osim toga, planira se formiranje konstelacije svemirskih letjelica u skoro mjesečevoj orbiti za komunikaciju i daljinsko opažanje površine.
Planirano je da se projekt provodi u tri faze. Prvo, uz pomoć lakih vozila, odaberite optimalna područja na Mjesecu za rješavanje najzanimljivijih znanstvenih i primijenjenih problema, a zatim rasporedite orbitalnu konstelaciju. U posljednjoj fazi, teški lunarni roveri ići će na Zemljin satelit, koji će odrediti najzanimljivije točke za slijetanje i uzorkovanje tla.
Zamišljeno, prema mišljenju programera projekta, neće zahtijevati velika ulaganja, budući da se lansirna vozila tipa Rokot ili Zenit mogu pretvoriti u lansirna vozila (osim za teške lunarne rovere).
Vodeća ruska svemirska kompanija s ljudskom posadom, Raketna i svemirska korporacija SP Korolev (RSC) Energia, spremna je preuzeti palicu istraživanja Mjeseca. Prema njegovim stručnjacima, ISS će imati važnu ulogu u stvaranju lunarne baze koja bi se s vremenom trebala pretvoriti u međunarodnu svemirsku luku. Čak i ako nakon 2020. godine zemlje partneri u programu ISS odluče više ne produžavati svoje djelovanje, planira se izgradnja platforme na temelju ruskog segmenta za sastavljanje struktura buduće lunarne baze u orbiti.
Za isporuku ljudi i tereta u orbitu razvija se obećavajući transportni sustav koji će se sastojati od osnovne letjelice i nekoliko njezinih modifikacija. Osnovna verzija je transportni brod s ljudskom posadom nove generacije. Dizajniran je za servisiranje orbitalnih stanica - za slanje posade i tereta na njih s naknadnim povratkom na Zemlju, kao i za korištenje kao spasilački brod.
Novi sustav s ljudskom posadom bitno se razlikuje od postojećih letjelica Soyuz, prvenstveno u smislu novih tehnologija. Brod koji obećava bit će izgrađen prema principu dizajna Lego (to jest prema modularnom principu). Ako je potrebno letjeti u orbitu blizu zemlje, svemirska letjelica će se koristiti za brzi pristup postaji. Ako se zadaci zakompliciraju i potrebni su letovi izvan svemira u blizini zemlje, kompleks se može naknadno opremiti pomoćnim odjeljkom s mogućnošću povratka na Zemlju.
Energia očekuje da će izmjene svemirskih letjelica omogućiti ekspedicije na Mjesec, održavanje i popravak satelita, izvođenje autonomnih letova u trajanju do mjesec dana radi provođenja različitih istraživanja i eksperimenata, kao i isporuku i povratak povećana količina tereta u bespovratnoj verziji za povrat tereta. Sustav smanjuje opterećenje posade, štoviše, zbog sustava slijetanja padobranom-mlaznicom, točnost slijetanja bit će samo dva kilometra.
Prema planovima iz Federalnog svemirskog programa do 2020., prvo lansiranje nove letjelice s ljudskom posadom trebao bi se dogoditi 2018. s kozmodroma Vostochny koji se gradi u Amurskoj regiji.
Ako Rusija na državnoj razini ipak odluči razvijati minerale na Mjesecu, Energia će moći osigurati jedinstveni transportni i teretni kompleks za višekratnu upotrebu koji služi industrijskom razvoju nebeskog tijela. Tako će novi brod (koji još nije dobio službeni naziv), koji će zamijeniti Soyuz, zajedno s međuorbitalnim tegljačem Parom koji je razvila RKK, osigurati prijevoz do 10 tona tereta, što će značajno smanjiti troškove prijevoza. Kao rezultat toga, Rusija će također moći pružati komercijalne usluge za slanje različitih tereta u svemir, uključujući i glomazne.
Parom je svemirska letjelica koju će lansirno vozilo lansirati u nisko Zemljinu orbitu (oko 200 km nadmorske visine). Zatim će drugo lansirno vozilo isporučiti kontejner s teretom do zadane točke na njemu. Tegljač pristaje s njim i premješta ga na odredište, na primjer, u orbitalnu stanicu. Kontejner je moguće lansirati u orbitu s gotovo svim domaćim ili stranim prijevoznicima.
Međutim, s trenutačno postojećim financiranjem svemirske industrije, stvaranje lunarne baze i industrijski razvoj Zemljinog satelita projekti su prilično udaljene budućnosti. Planovi za letove turista na Mjesec uz pomoć modificirane letjelice Soyuz djeluju mnogo realnije, navodi Roskosmos. Zajedno s američkom tvrtkom Space Adventures, ruski odjel razvija novu turističku rutu u svemiru, a za pet godina planira poslati zemljane na obilazak Mjeseca.
Još jedna poznata domaća tvrtka, Državni svemirski istraživačko-proizvodni centar Khrunichev (GKNPT), također je spremna pridonijeti razvoju nebeskog tijela. Prema stručnjacima GKNPT-a, Mjesečevom programu trebala bi prethoditi prva, blizu Zemlje faza, koja će se provesti pomoću iskustva ISS-a. Na temelju postaje, nakon 2020. godine, planira se stvaranje orbitalnog montažno -operativnog kompleksa s posadom za buduće ekspedicije na druge planete, kao i, moguće, turističke komplekse.
Mjesečev program, prema znanstvenicima, ne bi trebao ponoviti ono što je već učinjeno u prošlom stoljeću. Planirano je stvaranje stalne postaje u orbiti Zemljinog satelita, a zatim i baze na njegovoj površini. Razmještanje lunarne postaje, koja se sastoji od dva modula, omogućit će ne samo ekspediciju na nju, već i povratak tereta na Zemlju. Također će zahtijevati svemirsku letjelicu s ljudskom posadom s posadom od najmanje četiri osobe sposobne za autonomni let do 14 dana, kao i modul lunarne orbitalne postaje te vozilo za slijetanje i polijetanje. Sljedeći korak trebao bi biti stalna baza na Mjesečevoj površini sa svom infrastrukturom koja će osigurati boravak četiri osobe u prvoj fazi, a zatim povećati broj osnovnih modula i opremiti je elektranom, modulom pristupnika i drugim potrebne sadržaje.
Programi svemirskog kluba
Rusija
U okviru koncepta razvoja ruskog istraživanja svemira do 2040. predviđen je program istraživanja Mjeseca (2025. - 2030.) i letova na Mars (2035. - 2040.). Trenutni zadatak razvoja satelita Zemlje je stvaranje lunarne baze, a tako veliki program trebao bi se provesti u okviru međunarodne suradnje, uvjereni su u Roscosmosu.
U sklopu prve faze programa istraživanja Mjeseca u razdoblju 2013.-2014. planirano je lansiranje lunarnih satelita Luna-Glob i Luna-Resource, rekao je voditelj NPO-a Lavochkin Viktor Khartov. Zadaci misije Luna-Glob su letjeti oko Mjeseca, pripremiti i odabrati mjesta za lunarni rover, za druge inženjerske i znanstvene komplekse, koji će postati temelj za buduću bazu, kao i proučavanje Mjesečeve jezgre pomoću posebnih uređaji za bušenje - penetratori (u tom je pitanju moguća suradnja s Japanom, budući da japanski stručnjaci već duže vrijeme uspješno razvijaju penetratore).
Druga faza predviđa isporuku znanstvenog laboratorija - lunarnog rovera na Mjesec za širok raspon znanstvenih i tehnoloških eksperimenata. U ovoj su fazi Indija, Kina i europske zemlje pozvane na suradnju. Planirano je da Indijanci, u okviru misije Chandrayan-2, osiguraju raketu i leteći modul, kao i lansiranje sa svog kozmodroma. Rusija će pripremiti modul za slijetanje, lunarni rover težak 400 kilograma i znanstvenu opremu.
Prema riječima Viktora Khartova, u budućnosti (nakon 2015.) planiran je ruski projekt Luna-Resource / 2 koji predviđa stvaranje jedinstvene platforme za slijetanje, lunarnog rovera s velikim dometom, rakete za polijetanje s Mjeseca, sredstva za utovar i skladištenje uzoraka mjesečevog tla isporučenog na Zemlju, kao i provedbu slijetanja visoke preciznosti na svjetionik koji se nalazi na Mjesecu. Istodobno se planira isporuka uzoraka lunarnog tla prikupljenih pomoću lunarnog rovera u unaprijed odabranim područjima od znanstvenog interesa.
Projekt Luna-Resource / 2 bit će treća faza ruskog lunarnog programa. U sklopu njega planira se provesti dvije ekspedicije: prva će isporučiti teški istraživački Mjesečev rover na površinu Mjeseca radi provođenja kontaktnih istraživanja i uzimanja uzoraka mjesečevog tla, a druga - raketa za uzlijetanje radi vraćanja uzoraka tla na Zemlju.
Stvaranje automatske baze omogućit će rješavanje brojnih problema u interesu Mjesečevog programa s ljudskom posadom, koji predviđa da će nakon 2026. godine ljudi letjeti na Mjesec. Od 2027. do 2032. godine planira se stvaranje posebnog istraživačkog centra "Lunarni poligon" na Mjesecu, već osmišljenog za rad kozmonauta.
SAD
U siječnju 2004. američki predsjednik George W. Bush objavio je NASA -in cilj da se "vrati" na Mjesec do 2020. godine. Amerikanci su planirali zbrinuti zastarjele šatlove kako bi oslobodili sredstva do 2010. godine. Do 2015. NASA je trebala implementirati novi program Constellation sličan moderniziranom i proširenom programu Apollo. Glavne komponente projekta su lansirna raketa Ares-1, koja je razvoj punjača na čvrsto pogonsko gorivo, svemirska letjelica Orion s posadom od pet do šest ljudi, modul Altair Mjesečeve površine i uzlijetanja s nje, pozornica za bijeg sa Zemlje (EOF), kao i teški nosač "Ares-5", dizajniran za lansiranje EOF-a u orbitu blizu zemlje zajedno s "Altairom". Cilj programa Constellation bio je odletjeti na Mjesec (najranije 2012.), a zatim sletjeti na njegovu površinu (ne prije 2020.).
Međutim, nova američka administracija, na čelu s Barackom Obamom, ove je godine najavila kraj programa Constellation, smatrajući ga preskupim. Skrativši lunarni program, Obamina administracija paralelno je odlučila produljiti financiranje rada američkog segmenta ISS -a do 2020. godine. Istodobno, američke vlasti odlučile su potaknuti napore privatnih tvrtki na izgradnji i upravljanju letjelicama s ljudskom posadom.
Kina
Kineski studij Mjeseca konvencionalno je podijeljen u tri dijela. Tijekom prve 2007. godine svemirska letjelica Chang'e-1 uspješno je lansirana. Radio je u Mjesečevoj orbiti 16 mjeseci. Rezultat je bila 3D karta visoke rezolucije njene površine. 2010. godine na Mjesec je poslan drugi istraživački aparat za fotografiranje područja, u jedno od kojih će Chang'e-3 morati sletjeti.
Druga faza programa istraživanja prirodnog satelita Zemlje uključuje isporuku samohodnog vozila na njegovu površinu. U sklopu treće faze (2017.), na Mjesec će ići još jedna instalacija, čiji će glavni zadatak biti dostava uzoraka mjesečevih stijena na Zemlju. Kina namjerava poslati svoje astronaute na Zemljin satelit nakon 2020. U budućnosti se tamo planira stvoriti nastanjiva stanica.
Indija
Indija također ima nacionalni lunarni program. U studenom 2008. ova je zemlja lansirala umjetni mjesec "Chandrayan-1". Automatska sonda poslana je s nje na površinu prirodnog satelita Zemlje, koja je proučavala sastav atmosfere i uzimala uzorke tla.
U suradnji s Roscosmosom, Indija razvija projekt Chandrayan -2, koji predviđa slanje svemirske letjelice na Mjesec pomoću indijske rakete -nosača GSLV, koja se sastoji od dva lunarna modula - orbitalnog i modula za slijetanje.
Lansiranje prve letjelice s posadom planirano je za 2016. godinu. Na brodu će, prema riječima čelnice Indijske organizacije za svemirska istraživanja (ISRO) Kumaraswamyja Radhakrishnana, u svemir otići dva astronauta, koji će sedam dana provesti u niskoj Zemljinoj orbiti. Tako će Indija postati četvrta država (nakon Rusije, Sjedinjenih Država i Kine) koja izvodi svemirske letove s ljudskom posadom.
Japan
Japan razvija svoj mjesečev program. Tako je 1990. prva sonda poslana na Mjesec, a 2007. tamo je lansiran umjetni satelit Kaguya sa 15 znanstvenih instrumenata i dva satelita - Okinawa i Ouna na brodu (radio je u Mjesečevoj orbiti više od godinu dana). U razdoblju 2012. - 2013. planirano je lansiranje sljedećeg automatskog aparata, do 2020. - let s posadom do Mjeseca, a do 2025. - 2030. - stvaranje Mjesečeve baze s ljudskom posadom. Međutim, prošle je godine Japan zbog proračunskih deficita odlučio napustiti lunarni program s ljudskom posadom.
