Самые холодные места на Земле и рядом не стоят близко к температуре лунной ночи - и создать базу, которая будет способна оградить поселенцев от такой температуры, очень нелегко. В течение многих десятилетий мысли о колонизации Луны волновали ученых и дальновидных людей. На экранах телевизоров и мониторов появлялись самые разные концепции лунных колоний.

Возможно, лунная колония будет следующим логичным шагом для человечества. Это наш ближайший сосед по звездам, который находится в каких-то 383 000 километрах от нас, что упрощает поддержку ресурсами. Кроме того, на Луне в избытке гелия-3, идеального топлива для термоядерных реакторов, которого на Земле очень мало.

Маршрут для постоянной лунной колонии теоретически набрасывали разные космические программы. Китай выразил заинтересованность в размещении базы на обратной стороне Луны. В октябре 2015 года стало известно, что Европейское космическое агентство и Роскосмос планируют ряд миссий к Луне, чтобы оценить возможности для размещения постоянных поселений.

Тем не менее у нашего спутника есть ряд проблем. Один оборот совершает за 28 земных дней, а лунная ночь длится 354 часа - больше 14 земных дней. Длинный ночной цикл означает существенный спад температур. Температура на экваторе варьируется от 116 градусов по Цельсию днем до -173 градусов ночью.

Лунная ночь будет короче, если разместить базу на Северном или Южном полюсе. «Есть много причин строить такую базу на полюсах, но необходимо учитывать и другие факторы, помимо часов солнечного света», говорит Эдмонд Троллоп, инженер по космическим операциям в Telespazio VEGA Deutschland. Как и на Земле, на полюсах может быть очень холодно.

На лунных полюсах Солнце будет перемещаться вдоль горизонта, а не по небу, поэтому придется выстраивать боковые панели (в форме стен), что усложнит строительство. Большая плоская база на экваторе собирала бы много тепла, но чтобы добраться до тепла на полюсе, придется строить вверх, а это непросто. «При разумно выбранном месте, разницу температур можно будет с легкостью контролировать», говорит Волкер Майвальд, ученый Немецкого аэрокосмического центра DLR.

Широкая вариативность температур в цикле дня и ночи означает, что придется обеспечивать лунные базы не только достаточной изоляцией от леденящего холода и жгучей жары, но и справляться с термическими напряжениями и тепловым расширением.

Тепловая защита
Первые роботизированные миссии на Луну, вроде советских миссий « », были спроектированы прожить один лунный день (две земных недели). Посадочные модули миссий NASA Surveyor могли возобновить работу на следующий лунный день. Но урон, нанесенный компонентам во время ночи, зачастую не позволял получить научные данные.

Луноходы советской космической программы с одноименным названием, которая проводилась в конце 60–70-х годов, включала элементы радиоактивного нагрева с хитроумной системой вентиляции, что позволило аппаратам прожить до 11 месяцев. Луноходы впадали в спячку ночью и запускались с солнцем, когда становилась доступна солнечная энергия.

Один из вариантов избежать высоких тепловых колебаний - закопать здание в лунный реголит. Этот порошкообразный материал, который покрывает поверхность Луны, имеет низкую теплопроводность и высокую устойчивость к солнечной радиации. Это значит, что он обладает сильными теплоизолирующими качествами, и чем глубже колония, тем выше тепловая защита. Кроме того, поскольку база будет нагреваться, а тепло на Луне передается плохо из-за отсутствия атмосферы, это снизит дальнейшее термическое напряжение.

Тем не менее, хотя идея «закопать» колонию, в принципе, была принята успешно, на практике это будет невероятно сложной задачей. «Я пока не видел проекта, который мог бы с этим совладать, - говорит Волкер. - Предполагают, это будут роботизированные строительные машины, которыми можно будет управлять удаленно».

Врезать или накрыть?
Другой метод, с помощью которого можно было достичь нужного результата, лежит в самой земле. Пенетраторы, способные пробить поверхность в процессе удара, уже предлагались (но в меньших масштабах) для нескольких лунных миссий, вроде японской Lunar-A и британского MoonLite (в настоящее время проект отложен, хотя идея посадки с проникновением была настолько убедительной, что ЕКА решило использовать ее для механизма быстрой доставки образцов для анализа с поверхности и подповерхности планеты или луны). Преимущество этой концепции в том, что база зарывается при столкновении, а значит подвергнется относительно умеренным термическим условиям прежде, чем будет защищена.

Тем не менее останется проблема с обеспечением энергией, поскольку типичный проект с проникновением предлагает лишь очень ограниченные возможности по использованию солнечной энергии. Есть также проблемы нагрузок высокого ускорения при столкновении и высокой точности, необходимая для наведения. «Силу столкновения, необходимую для зарывания структуры, будет очень трудно согласовать с необходимыми функциями пилотируемой базы», говорит Троллоп.

Альтернативой такому решению будет насыпать лунный реголит сверху на колонию, возможно, используя машины типа гидравлических экскаваторов. Но чтобы сделать это эффективно, придется работать быстро.

Если лунный реголит не получится насыпать на колонию, тогда над ней можно развернуть «шляпу» многослойной изоляции (MLI), которая предотвратит рассеивание тепла. Теплоизоляционные материалы MLI широко используются на космических аппаратах, защищая их от холода космоса.

Преимущество такого метода в том, что он позволяет использовать массивы солнечных батарей для сбора и хранения энергии в течение двухнедельного лунного дня. Но если будет собрано недостаточно энергии, придется учитывать и альтернативные методы генерации энергии.

Термоэлектрические генераторы могли бы обеспечивать колонию энергией в течение ночного цикла: при своей низкой эффективности они, впрочем, не имеют проблем с обслуживанием, поскольку не имеют движущихся частей. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) предлагают большую эффективность и имеют очень компактный источник топлива. Но базу придется экранировать от радиации, при этом позволив ей передавать тепло. Логистика установки генератора со съемным радиоактивным изотопом кишит проблемами: риски будут на всем пути, от взлета с Земли до посадки на Луну, наряду с проблемами политики и безопасности.

Можно было бы использовать и реакторы ядерного деления, но с ними будет еще больше проблем, включая перечисленные выше.

А если будут разработаны термоядерные реакторы, их тоже можно будет использовать на Луне, учитывая избыток гелия-3. Также могут пригодиться батареи - вроде литий-ионных - при условии достаточной генерации солнечной энергии за две недели ночного цикла.

Есть идея обеспечить энергией станцию на поверхности во время ночного цикла с помощью орбитального спутника, который будет передавать энергию через микроволны или лазер. Исследование этой идеи проводилось 10 лет назад. В ходе исследования выяснилось, что для большой лунной базы, требующей сотни киловатт энергии, поставляемой с орбиты 50-киловаттным лазером, ректенна (тип антенны, которая конвертирует электромагнитную энергию в прямой электрический ток) будет 400 метров в диаметре, а на спутнике - 5 квадратных километров солнечных батарей. На Международной космической станции порядка 3,3 кв. км солнечных панелей.

Несмотря на значительные трудности в строительстве колонии, которая должна будет противостоять суровому ночному лунному циклу, они не являются непреодолимыми. При соответствующей тепловой защите и соответствующей системе выработки энергии во время длинной двухнедельной ночи, мы можем получить лунную колонию уже в ближайшие двадцать лет. И тогда сможем обратить свой взор подальше.

Спасибо за новость порталу

Большинство мировых учёных сходятся во мнении, что колонизация Луны – лишь вопрос времени. Из века в век, из тысячелетия в тысячелетие человек шёл, плыл, ехал в неведомые дали. В незнакомых ему ранее местах он селился, начинал добывать ресурсы, охотиться, следом шли торговля и производство. Почему же с Луной должно быть иначе?

Луна – наш естественный спутник

Луна – естественный спутник планеты Солнечной системы Земля. Вращается она по орбите с радиусом около 400 тысяч километров, представляет собой почти идеальный шар диаметром порядка 3500 км.

Согласно самой популярной теории, более 4 миллиардов лет назад в результате столкновения только что сформировавшейся Земли с другой планетой, поменьше. В результате скользящего удара железные ядра обеих планет слились и достались Земле, а из более лёгких элементов, составлявших кору, выброшенных в космос, постепенно «слепилась» Луна. Поэтому лунный грунт небогат железом, другими тяжёлыми элементами, золотом, ураном, состоит он в основном из реголита. Грунт, похожий на лунный, легко получить в лаборатории, измельчив в мелкую пыль смесь песка и стекла.

Луна и Земля

На Луне в качестве мельницы выступают мельчайшие космические частицы, постоянно, на протяжении миллиардов лет, бомбардирующие поверхность.

Что мы там найдём?

Как известно, земляне уже успели побывать на Луне. И, учитывая, что с момента последнего визита туда астронавтов НАСА прошло порядка полувека, и технологии всё это время не стояли на месте, вопрос технической возможности отправки космонавтов на поверхность нашего спутника сегодня не стоит. Решаем сегодняшними научно-техническими возможностями так же и вопрос строительства постоянно действующей лунной базы. Вопрос в другом – в средствах.

Профинансировать такой проект не под силу в одиночку какой-либо фирме или корпорации, даже для целой страны, пусть такой мощной и богатой как США расходы по миссии влетят «в копеечку». Отсюда возникает вопрос: а зачем, собственно, тратить кучу финансовых средств и материальных ресурсов, времени, рисковать жизнями людей ради освоения Луны, какая от этого выгода человечеству?

Как показывают последние исследования, проведённые американскими аппаратами с лунной орбиты, в кратерах, расположенных в полярных районах, на дно которых никогда не проникает солнечный свет, скорее всего, имеются залежи водяного льда. А вода – это фактор, значительно облегчающий будущую колонизацию Луны. Запасы льда это: отсутствие необходимости завозить воду для нужд станции с Земли, кислород для дыхания и, наконец, водород – основной компонент топлива для ракет. Но это – то, что необходимо для жизнедеятельности колонистов, а что оттуда привезут они на Землю?

Изотоп Гелия «Гелий-3» — вот бонус и даже джек-пот будущих лунных поселенцев. Атом гелия с двумя протонами и одним (вместо традиционных двух) нейтроном. Лунный реголит за миллионы лет накопил большое количество этого изотопа, содержание его на Луне в сотни раз больше чем на Земле. Использование же Гелия-3 в получении энергии, по подсчётам учёных, могло бы обеспечить землян на несколько тысячелетий вперёд.

Что нужно преодолеть

Человеку, высадившемуся на поверхность Луны, необходимо будет решить сразу несколько проблем. Первая – . Наш спутник в отличие от Земли не имеет , поэтому весь солнечный ветер (α, β и γ − радиация) станет нещадно атаковать поселенцев. Лунные миссии, осуществлённые американцами, не были продолжительными и астронавты не получили чрезмерных доз радиации, другое дело постоянно действующая база. Выход видится в освоении лунных пещер – лавовых трубок, аналогичных земным.

Не совсем гостеприимны и климатические условия на Луне. Сколь-нибудь существенной атмосферы спутник Земли не имеет. Ночью грунт охлаждается до -200 °С, солнечная же сторона нагревается более чем до + 150 °С.

Лунная колония в представлении художника

Но эти проблемы люди научились преодолевать. А вот по настоящему сдерживают освоение спутника Земли с целью добычи топлива две проблемы. С одной стороны это отсутствие на Земле законченных и эффективных технологий получения энергии путём осуществления управляемой термоядерной реакции (термоядерная энергетика находится ещё в зачаточном состоянии). С другой стороны это колоссальная стоимость транспортировки добытого топлива космическими аппаратами.

Очевидно, что пока не произойдёт прорыва в области атомной энергетики и в области технологий космических полётов, освоение и колонизация Луны не будет иметь широких масштабов.

Frankfurter Allgemeine Zeitung: Господин Райтер, Россия также хочет участвовать в создании космической станции на лунной орбите. На совещании в Аделаиде глава российского космического агентства Роскосмос Игорь Комаров подписал соответствующее соглашение с НАСА. Удивило ли Вас это решение?

Томас Райтер: Для нас это решение России не стало неожиданностью. В результате внимания СМИ к этому решению может создаться впечатление, что Россия и Америка приступят теперь к созданию Deep Space Gateway. В действительности же пять партнеров МКС — Америка, Россия, Европа, Япония и Канада уже три года весьма конкретно работают над этой концепцией. Независимо от этого по крайней мере еще до середины следующего десятилетия будет работать наш внеземной наблюдательный пункт на низкой земной орбите, МКС. Как будут обстоять дела с МКС после 2024 года, должно быть решено до конца этого десятилетия. С научной точки зрения и после этого будет существовать необходимость в исследованиях в условиях космоса. Что касается Deep Space Gateway, то регулярно на рабочих встречах обсуждаются элементы станции вблизи Луны и ее техническое оснащение. Естественно, что Роскосмос принимал участие в этом обсуждении. Однако Россия до сих пор не представила своих собственных предложений в отношении этой лунной станции. Заключением соглашения между Роскосмосом и НАСА российское космическое агентство создало теперь формальную основу для того, чтобы вносить конкретный вклад.

— Какое участие будет принимать Европа в Deep Space Gateway?

— ЕКА конструирует с 2012 года два сервисных модуля для американской космической капсулы «Орион». «Орион» будет тем космическим кораблем, на котором астронавты, а теперь также и космонавты полетят на Deep Space Gateway и тем самым к Луне.

— А тем самым также и европейские астронавты?

— Да, это является нашей целью. Для Европейского космического агентства его участие в работе лунной станции имеет двойное значение. Во-первых, для нас это первое участие в космических полетах человека вне низких орбитальных полетов вокруг Земли. Во-вторых, нашим участием в Deep Space Gateway мы будем компенсировать наши производственные расходы на МКС до 2024 года. Наряду с сервисными модулями есть, конечно, и другие элементы конструкции, которыми мы могли бы внести свой вклад в создание лунной станции.

— И что это?

— Одним из вариантов был бы элемент двигателя для лунной станции. Это был бы ионный двигатель мощностью в 20 киловатт. Вторым элементом был бы модуль с коммуникационным терминалом, баками для горючего, шлюзовым отсеком для полезного научного груза и новым адаптером, к которому могли бы пристыковываться космические корабли. Мыслимым является также жилищный блок.

Контекст

Самая яркая звезда на небе принадлежит России

Америка вернется на Луну - и полетит дальше

Космос не знает границ

Америку обошли в космосе?

НАСА и Россия договариваются о сотрудничестве

— Когда самое раннее могло бы начаться создание Deep Space Gateway?

— Отдельные элементы уже находятся в разработке. Сюда относится наряду с «Орионом» также и новая американская ракета-носитель — так называемая система Space Launch System (SLS). Первый полет SLS запланирован на 2019 год. Тогда предполагается вывести на окололунную орбиту капсулу «Орион» с европейским сервисным модулем. Строительство лунной станции по нынешним планам начнется в 2022 году вместе со вторым полетом капсулы «Орион». Отдельные части будут тогда одна за другой выведены на окололунную орбиту и там монтироваться. Подобно тому, как это было с МКС. Но расстояние будет составлять теперь почти 400 тысяч километров вместо 400 километров как у МКС. Конечно, это означает совершенно особые вызовы. Мы рады, что Россия теперь с нами в одной лодке. У России большой опыт в строительстве космических станций и длительных космических полетов.

— С Луны было бы легче осуществить также полет к Марсу. Не нужно было бы преодолевать земное притяжение.

— Совершенно верно. Все сценарии полетов к нашей ближайшей планете исходят из строительства марсианского космического корабля в космосе. Будучи оснащенным ионным двигателем он мог бы, например, стартовать с окололунной орбиты. С использованием этого вида двигателя требуется намного меньше топлива, чем с обычными химическими двигателями. Тем самым увеличился бы полезный груз космического корабля.

— Как совмещаются планы строительства космической станции на окололунной орбите в качестве трамплина для полета на Марс с планами создания лунной базы, о чем мечтают космические агентства?

— Оба эти плана очень хорошо сочетаются друг с другом. В прошлые десятилетия в Соединенных Штатах постоянно говорили о возвращении человека на Луну. Это желание традиционно больше присутствует у республиканских правительств, чем у демократов, которые отдают скорее предпочтение Марсу в качестве следующей цели американской космонавтики. Джим Брайденстайн (Jim Bridenstine), назначенный администратором НАСА, недавно настойчиво высказался за возвращение на Луну.

Мультимедиа

Секреты космической программы СССР

— По поводу следующих шагов в космосе крупные космические агентства, очевидно, придерживаются единого мнения. А будут ли согласны с этим политики, например, Дональд Трамп?

— Мы хотели бы этого. С американским президентом это будет, наверняка, не таким простым делом. Я с нетерпением ожидаю, как отнесутся Соединенные Штаты к предложениям Игоря Комарова привлечь к участию в строительстве лунной станции также такие страны как Китай, Индия, Бразилия или Южная Африка. В отличие от Европы Америка всегда весьма сдержанно относилась к сотрудничеству с Китаем.

Я надеюсь, что отношения между Америкой и Китаем в вопросе космических полетов улучшатся. Европа могла бы сыграть здесь роль посредника. Однако не следует питать больших иллюзий, что позиция политического руководства при Трампе быстро изменится.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

От строительства электростанций и добычи лунных ресурсов до космического туризма и проблемы перенаселения.

В закладки

Полвека назад казалось, что недалек тот день, когда на Луну будут летать как на дачу. Сегодня на Луну не полетишь, даже если очень захотеть: нет подходящих ракет. Технологии шагнули вперед, а пилотируемая космонавтика - нет.

Российский астроном Владимир Сурдин как-то заметил: между покорением Южного полюса и основанием на нем первой базы прошло 45 лет, а в Марианскую впадину человек вернулся лишь спустя 52 года после первого погружения.

Последняя американская экспедиция на Луну в рамках программы «Аполлон» состоялась в 1972 году, то есть 45 лет назад. Если верить представленной аналогии, согласно которой между открытием труднодоступной точки и возможностью её полноценного изучения проходит примерно 50 лет, то ждать новых полетов на Луну стоит уже в ближайшее время.

Причем на этот раз человечество должно закрепиться на Луне более основательно, ведь у лунной колонии может быть и прагматичная цель, и коммерческая составляющая. Правительства смотрят на Луну как на источник ресурсов, бизнесмены - как на курорт для миллиардеров, ученые - как на космическую лабораторию, а романтики - как на первую остановку на пути расселения человечества в космосе.

Кто участвует в новой лунной гонке

Макет межпланетной станции «Луна-24»

В августе 1976 года советский аппарат «Луна-24» сел на лунную поверхность в районе моря Кризисов. Он пробурил двухметровую скважину, извлек образец лунного грунта и доставил его на Землю. Этот полет оказался последней миссией на Луну в 20 веке - следующая посадка на поверхность спутника Земли состоялась лишь через 37 лет, в 2013 году.

Осуществил её китайский аппарат «Чанъэ-3», доставив туда небольшой луноход. Миссия была частью обширной китайской лунной программы, следующий крупный этап которой запланирован на конец 2017 и начало 2018 годов. На этот раз китайцы планируют привезти на Землю собственные образцы грунта с обратной стороны Луны, где еще не садился ни один аппарат.

Китайский посадочный модуль «Чанъэ-3»

На начало 2018 года также запланирован запуск индийской лунной станции «Чандраян-2» - в её задачу входит посадка на Луну и запуск лунохода. Ни Индия, ни Китай пока не заявляли о конкретных планах пилотируемого полета на Луну в обозримой перспективе. Зато это сделала Япония, официально поставив перед собой задачу в партнёрстве с NASA отправить человека на Луну уже к 2030 году.

В самом американском агентстве от планов по скорейшему возвращению на Луну отказались ещё в 2011 году. Наиболее приоритетный проект для США - пилотируемый полет на Марс. Луна при этом может стать своеобразным перевалочным пунктом - на орбите вокруг неё можно разместить станцию, откуда будет стартовать межпланетный корабль.

На фоне такой мировой активности Россия также вернулась к задаче покорения земного спутника. К 2017 году российская лунная программа уже успела получить от государства солидное финансирование, затем частично его лишиться из-за кризиса и переориентироваться на более поздние сроки. Основные планы российской программы касаются отправки на Луну автоматических станций и доставки на Землю образцов лунного грунта в период с 2019 по 2024 годы.

Хорошо забытое старое

Для полета на Луну необходимы три основных компонента:

• ​Тяжелая ракета, способная отправить груз к Луне.
• Космический корабль для межпланетных путешествий.
• Спускаемый лунный модуль.

В СССР так и не решили задачу отправки человека на Луну из-за неудачных испытаний тяжелой ракеты Н-1. Лунный модуль и космический корабль при этом успешно прошли испытания. Корабль назвали «Союз», и он до сих пор используется для доставки людей на МКС.

Космический корабль «Союз»

Распространённый вопрос: «Почему нельзя заново сделать то, на чем уже летали на Луну?». Ответ: можно, но это лишено смысла. Представьте, что вам нужно сделать автомобиль. Вряд ли вы пойдете искать чертежи модели пятидесятилетней давности - её создание обойдется дороже, а результат будет сомнительным. По этой же причине в 2017 году нет смысла воссоздавать ракету и корабль из 1960-х годов - технологии ушли далеко вперед, и сегодня можно добиться лучших результатов.

Новая российская лунная программа изначально строилась вокруг проекта тяжелой ракеты «Ангара-А5». Разработка линейки ракет «Ангара» на экологичном топливе (по сравнению с токсичным гептилом , на котором летают «Протоны») шла с начала 90-х годов, и за все это время «Ангара-А5» была испытана всего один раз - в 2014 году. В итоге из-за дороговизны ракеты от её эксплуатации было решено отказаться.

Ракета-носитель «Ангара-А5»

Внимание российских инженеров переключилось на советскую ракету «Зенит», которую создатель частной космической компании SpaceX Элон Маск как-то назвал «лучшей в мире, если не считать Falcon». «Зенит» была создана как разгонная ступень для тяжелой ракеты «Энергия», теперь же её планируют доработать и превратить в самостоятельную единицу под названием «Феникс».

У «Феникса» есть несколько преимуществ перед «Ангарой». Во-первых, её создание должно обойтись в два-три раза дешевле. Во-вторых, для «Ангары» необходимо строить отдельный стартовый стол на космодроме, «Феникс» же можно запускать как с Байконура, так и с «Морского старта» - плавучей платформы, позволяющей осуществлять запуск из океана. Это дает возможность стартовать точно с экватора, что придает ракете максимальное ускорение за счет вращения Земли.

В 2016 году обанкротившийся ранее «Морской старт» был приобретен авиакомпанией S7, которая одновременно с этим заказала 12 ракет типа «Зенит» у завода «Южмаш». Первый коммерческий старт с этой площадки запланирован уже на 2017 год.

Предполагается, что для запуска пилотируемого полета к Луне можно будет использовать несколько «Фениксов», объединенных в одну ракету-носитель. Нечто подобное пытаются реализовать и в SpaceX с ракетой Falcon Heavy, правда, её испытания откладываются уже в течение нескольких лет.

Окончательно от «Ангары» в Роскосмосе отказываться не стали - по последним данным, для неё всё же построят стартовый стол на космодроме «Восточный» с прицелом на будущие пилотируемые запуски.

Запуски к Луне должны начаться уже скоро. Первый российский автоматический лунный модуль должен отправиться к месту назначения в 2019 году в рамках миссии «Луна-25 Глоб». Предполагается, что миссия позволит отработать технологии мягкой посадки на территории Южного полюса Луны - перспективного района для основания колонии.

Уже много лет ведется разработка космического корабля нового поколения «Федерация» - он должен заменить «Союзы» и «Прогрессы» и доставить на Луну четырех российских космонавтов. Первые беспилотные запуски корабля намечены на 2021 год, а первый пилотируемый полет - на 2024 год.

Лидер по-прежнему США

В NASA тоже разрабатывают новый космический корабль под названием Orion. Его испытания были проведены в 2014 году, а первый пилотируемый полет может состояться уже в конце 2018 года - причем сразу к Луне.

Изначально на 2018 год был запланирован беспилотный полет «Ориона». Полет к Луне должен был стать испытанием и для корабля, и для тяжелой ракеты SLS, создаваемой американцами с прицелом на марсианскую экспедицию. Но с приходом администрации Дональда Трампа начались разговоры о том, что раз к Луне полетит уже готовая техника, почему бы не снабдить её экипажем.

Как только в NASA начались публичные обсуждения пилотируемого полета, SpaceX , что готова в 2018 году отправить к Луне двоих туристов на корабле Dragon 2 и ракете Falcon Heavy.

Однако ни Falcon Heavy, ни SLS еще даже не прошли испытаний. Потенциально обе ракеты могут стать «чемпионами» современности по грузоподъемности, но заявления о пилотируемом запуске в 2018 году пока не выглядят реалистичными.

«Запасная» планета

Элон Маск не скрывает, что его главная мотивация в деле колонизации Марса - создание «резервной копии» человечества. Век развития цивилизации пришелся на достаточно спокойный период в истории Земли - не было резких изменений климата, падений крупных метеоритов, угрозы вулканической активности и прочих катастроф, которые в истории планеты случались регулярно.

Идея запасного дома не нова, и о ней всерьёз рассуждал ещё Циолковский. Вариантов не так много - это либо , либо Луна.

Подлунный мир

Поверхность Луны примерно равна сумме площадей трех крупнейших стран Земли - России, Канады и Китая. Луна в 81 раз легче Земли, а сила тяжести на ней меньше в шесть раз. Но по космическим масштабам Луна и Земля - тела примерно одного порядка. Иногда даже говорят, что они составляют двойную планетную систему.

Луна всего в полтора раза меньше Меркурия - такого соразмерного спутника больше нет ни у одной планеты в Солнечной системе (похожую систему составляют теперь уже бывшая планета Плутон и её спутник Харон, но они во много раз легче Земли и Луны).

Поверхность Луны не пригодна для жизни в первую очередь из-за трех факторов: перепады температур от –150 ºC до +120 ºC, космическая радиация и постоянная бомбардировка микрометеоритами. Землю от всего этого защищает атмосфера, которой у Луны нет - испаряющиеся под действием излучения Солнца с поверхности гелий, водород и другие газы очень сильно разрежены.

На поверхности Луны лежит толстый слой стертого в пыль реголита , по большей части состоящего из смеси стекла и песка. Теоретически его можно использовать для защиты от радиации и небольших метеоритов. Как и на Марсе, базу на Луне имеет смысл покрывать слоем грунта в несколько метров - это можно сделать, например, при помощи управляемого взрыва, как предполагалось в проекте советской лунной базы «Звезда».

Из-за воздействия солнечного ультрафиолета пыль на Луне наэлектризована и особенно опасна для здоровья и электроники. В отличие от частичек земной пыли, которые сглаживаются эрозией, лунные пылинки имеют остроконечную форму. К концу третьих суток американских лунных экспедиций перчатки скафандров астронавтов стирались пылью почти до дыр.

Избавиться от всех этих проблем можно под поверхностью Луны, но создание такой «подлунной» базы потребует больших затрат энергии. Есть и совсем экзотические предложения - например, бурить в толще Луны многокилометровые тоннели, превращая их в целые ландшафты земного типа с искусственным освещением.

Застывшие базальтовые лавы Луны настолько прочны, что широкие тоннели не потребуют никаких укреплений, а плотность пород позволит заполнять их кислородом, не боясь, что он сразу же весь утечет. Для создания в них обитаемых условий нужно будет раздобыть воду, кислород и энергию.

Лунные колодцы

Миссия «Луны-24» оказалось не только последней в 20 веке, но и чрезвычайно полезной - в привезенной ей образцах грунта советские ученые нашли небольшое содержание воды. В начале 21 века американский орбитальный зонд LRO с помощью российского детектора обнаружил в полярных зонах Луны грунт с концентрацией воды не менее 3%. Стоимость гипотетических миссий сразу снизилась благодаря возможности не брать с собой запасы жидкости.

Но добывать воду на Луне будет непросто - при температуре –150 ºC водяной лед становится прочнее стали. Существует мнение, что в будущем проще и дешевле окажется транспортировать на Луну пролетающие мимо ледяные кометы, используя миниатюрные реактивные двигатели.

Электростанция на аутсорсе

Единственный доступный источник энергии на Луне - это Солнце. Из-за отсутствия атмосферы солнечные батареи на Луне могут вырабатывать в шесть-восемь раз больше энергии, чем на поверхности Земли. Отсутствие погодных условий делает выработку стабильной во времени.

Существуют целые проекты превращения Луны в огромную электростанцию. Если построить вокруг лунного экватора пояс из солнечных батарей, то он смог бы вырабатывать энергию круглосуточно. С помощью направленного СВЧ-излучения её можно было бы передавать на Землю.

Строительством таких сооружений могут заниматься роботы, причем большую часть необходимых для этого материалов можно добывать на месте. Впрочем, подобные проекты пока относятся скорее к области фантастики.

Добыча ресурсов

После первых успехов по изучению Луны (первая жесткая посадка зонда на поверхность, первый облет с фотографированием невидимой с Земли обратной стороны) перед учеными и конструкторами СССР и США, задействованными в «лунной гонке», объективно встала новая задача. Нужно было обеспечить мягкую посадку исследовательского зонда на поверхность Луны и научиться выводить на ее орбиту искусственные спутники.

Задача эта была непростой. Достаточно сказать, что Сергею Королеву, руководившему ОКБ-1, так и не удалось этого добиться. В 1963-1965 было осуществлено 11 запусков космических аппаратов (каждый удачно запущенный получал официальный номер серии «Луна») с целью мягкой посадки на Луне, и все они потерпели неудачу. Между тем, загруженность ОКБ-1 проектами была чрезмерной, и в конце 1965 года Королев был вынужден передать тему мягкого прилунения в КБ Лавочкина, которым руководил Георгий Бабакин. Именно «бабакинцам» (уже после смерти Королева) удалось войти в историю благодаря успеху «Луны-9».

Первая посадка на Луну

(Нажмите на картинку, чтобы посмотреть схему прилунения космического аппарата)

Вначале станция «Луна-9» 31 января 1966 года была доставлена ракетой на орбиту Земли, а затем с нее отправилась в сторону Луны. Тормозной двигатель станции обеспечил гашение посадочной скорости, а надувные амортизаторы защитили посадочный модуль станции от удара о поверхность. После их отстрела модуль развернулся в рабочее состояние. Полученные от «Луны-9» за время связи с ней первые в мире панорамные изображения лунной поверхности подтвердили теорию ученых о поверхности спутника, не покрытой значительным пылевым слоем.

Первый искусственный спутник Луны

Вторым успехом «бабакинцев», использовавших задел ОКБ-1, стал первый лунный искусственный спутник. Старт космического аппарата «Луна-10» состоялся 31 марта 1966 года, а успешный вывод на окололунную орбиту - 3 апреля. За более чем полуторамесячный период научные приборы «Луны-10» исследовали Луну и окололунное пространство.

Достижения США

Тем временем США, уверенно шедшие к своей главной цели - высадке человека на Луне, стремительно сократили разрыв с СССР и вырвались вперед. Пять космических аппаратов серии Surveyor совершили мягкое прилунение и провели важные исследования в местах посадки. Пять орбитальных картографов Lunar Orbiter составили детальную карту поверхности с высоким разрешением. Четыре испытательных пилотируемых полета космических кораблей Apollo, в том числе два с выходом на орбиту Луны, подтвердили правильность принятых при разработке и проектировании программы решений, а техника доказала свою надежность.

Первая высадка человека на луне

В экипаж первой лунной экспедиции вошли астронавты Нил Армстронг, Эдвин Олдрин м Майкл Коллинз. Космический корабль Apollo 11 отправился в полет 16 июля 1969 года. Гигантская трехступенчатая ракета Saturn V отработала без замечаний, и Apollo 11 отправился к Луне. Выйдя на окололунную орбиту, он разделился на орбитальный модуль Columbia и лунный модуль Eagle, пилотируемый астронавтами Армстронгом и Олдрином. 20 июля он прилунился на юго-западе Моря Спокойствия.

Спустя шесть часов после посадки, Нил Армстронг вышел из кабины лунного модуля и в 2 часа 56 минут 15 секунд по всемирному времени 21 июля 1969 года впервые в человеческой истории ступил на лунный реголит. Вскоре к командиру первой лунной экспедиции присоединился Олдрин. Они провели на поверхности Луны 151 минуту, разместили на ней атрибутику и научную аппаратуру, взамен загрузив в модуль 21,55 кг лунных камней.

Окончание «лунной гонки»

Оставив на поверхности посадочный блок, взлетная ступень Eagle стартовала с Луны и состыковалась с Columbia. Воссоединившись, экипаж направил Apollo 11 к Земле. Затормозившись в атмосфере со второй космической скоростью, командный модуль с астронавтами после более чем 8-суточного полета мягко опустился в волны Тихого океана. Главная цель «лунной гонки» была достигнута.

Обратная сторона луны

(Фотоснимок обратной стороны Луны с приземлившегося аппарата "Чаньэ-4" )

Это сторона невидимая с Земли. 27 октября 1959 года с лунной орбиты обратную сторону сфотографировала советская космическая станция "Луна-3", а спустя более полувека 3 января 2019 года китайский космический аппарат "Чаньэ-4" успешно приземлился на поверхность обратной стороны и прислал первый снимок с ее поверности.