Ракета для людської місії навколо Місяця у США запущена

Місцевого часу ввечері 1 квітня нова місячна ракета нового покоління американського Національного управління з аеронавтики і дослідження космічного простору «Система космічних запусків» (SLS) стартувала з Центру космічних запусків імені Кеннеді у Флориді для виконання пілотованої місії «Артеміда-2» навколо Місяця. Це перший раз з 1972 року, коли США відправляють людей на Місяць.

Додаткове читання

Терпіння до ризиків і шалений темп: чому США так поспішають здійснити перший «зліт на Місяць» людини за понад 50 років?

За відсутності факторів на кшталт погодних умов, місцевого часу 1 квітня о 18:24 у Центрі космічних запусків імені Кеннеді у Флориді місія NASA «Артеміда-2» отримала перше «вікно».

У складі нової місячної ракети «Система космічних запусків» (SLS) і корабля «Оріон» 4 астронавти розпочнуть 10-денну подорож навколо Місяця.

Це перший «зліт на Місяць» людини за понад 50 років після «проєкту «Аполлон» — і водночас ключова підготовка до наступного кроку США з пілотованої посадки на Місяць: варто чекати багато видовищності, але й ризиків там теж чимало.

Два значення

NASA у 2019 році представило місячну програму «Артеміда», мета якої — створити постійну місячну базу, розробляти природні ресурси та прокласти трамплін для майбутніх досліджень глибокого космосу, зокрема висадки на Марс.

Після того, як три роки тому «Артеміда-1» завершила безпілотний обліт Місяця, перехід до «Артеміди-2» означає перший пілотований обліт.

Якщо все пройде гладко, після старту ракети через 3,5 години корабель «Оріон» буде повністю відділений від ракети.

Спершу корабель вийде на орбіту Землі, а приблизно через добу розвернеться до Місяця. Після прибуття на місячну орбіту корабель використає місячну гравітацію для польоту навколо Місяця в режимі «U-подібного кільцеподібного обертання».

Нарешті, під дією земної гравітації, за прогнозами, 10 квітня корабель здійснить «плюскіт» у Тихому океані за межами Західного узбережжя США.

Головна мета цієї місії — у реальних умовах глибокого космосу всебічно випробувати системи життєзабезпечення, навігації й зв’язку корабля «Оріон», а також характеристики теплозахисного екрана.

Особливо привертає увагу те, що «Артеміда-2» встановить одразу кілька «перших».

Що стосується обладнання, це перша спільна робота нового покоління місячної ракети «Система космічних запусків» і корабля «Оріон» для виконання пілотованої польотної місії.

Нова місячна ракета має висоту близько 98 метрів, це найважчий носій, який NASA коли-небудь запускало. Після заправки паливом маса становитиме приблизно 2500 тонн — ракета зможе доставити 27 тонн корисного навантаження на Місяць.

Корабель «Оріон» має максимальний діаметр приблизно 5 метрів, житловий об’єм — 8,95 кубічного метра, обладнаний 33 двигунами.

Це буде перший пілотований показ «Оріона», і його надійність уперше буде підтверджено реальними випробуваннями з людьми.

Щодо екіпажу: 4 астронавти не лише будуть першою «місячною» командою з Землі за весь час з 1972 року, а й «представлятимуть» людство — уперше на власні очі побачать зблизька «темну сторону» Місяця та збиратимуть і аналізуватимуть отримані дані про «зворотний бік».

Водночас частина даних, імовірно, оновить рекорди в пілотованій космонавтиці.

一 — людина, ймовірно, поб’є рекорд дальності польоту в глибокий космос, віддалившись від Землі на найбільшу відстань.

У 1970 році «Аполлон-13» встановив рекорд понад 248 тис. миль (приблизно 400 тис. кілометрів). Цього разу, як очікують, показник сягне 252 тис. миль, що перевищить 400 тис. кілометрів.

Інший історичний показник — швидкість повторного входу «Оріона» в атмосферу під час повернення сягатиме 40 тис. кілометрів на годину.

Три ризикові моменти

Однак, як ідеться, оскільки «Артеміда-2» — перша спроба людства за понад пів століття вирушити до Місяця, чи вдасться їй здійснити «ідеальний політ», як вважають, постануть певні виклики.

Ван Яньань турбується про три ризики.

Перший — безпека теплозахисного екрана.

Під час повернення «Оріон» повернеться в атмосферу Землі зі швидкістю 40 тис. кілометрів на годину, а теплозахисному екрану потрібно витримати понад 2700 градусів Цельсія — температуру, що приблизно дорівнює половині температури поверхні Сонця.

«Якщо система теплозахисту не пройде випробування, то за умов, коли люди не зможуть прийти на допомогу, під час входу в атмосферу корабель або отримає пошкодження, або в разі найгіршого сценарію — буде втрачено корабель і загине екіпаж», — сказав Ван Яньань.

У безпілотній місії «Артеміда-1» у 2022 році під час повторного входу в атмосферу теплозахисний екран «Оріона» вже мав «інцидент»: кілька секцій теплозахисних плит тріснули та відшарувалися.

NASA цього разу вирішило не замінювати теплозахисний екран, а натомість скоригувати траєкторію повторного входу, щоб знизити теплове навантаження. Це у США жорстко розкритикували колишні астронавти — їхня реакція була різкою, аж до слів «зовсім з глузду з’їхали».

Другий ризик — стабільність системи підтримання життєвого середовища.

Під час обльоту Місяця в кораблі рівень кисню, концентрація вуглекислого газу, температура, вологість та інші параметри всередині кабіни мають залишатися стабільними, інакше це може вплинути на роботу й життя астронавтів або навіть поставити під загрозу виживання.

З огляду на те, що раніше система підтримання життєвого середовища вже демонструвала проблеми під час безпілотних випробувань обльоту, цього разу під час місії з людьми складність ще вища, а небезпека — більша.

«Дії та переміщення астронавтів впливатимуть на середовище у зворотному напрямі, додаючи більше змінних людського чинника», — сказав Ван Яньань.

Третій — надійність системи силової та двигунної установки.

У попередніх тренуваннях ракета SLS неодноразово демонструвала збої, зокрема витоки рідкого водню та переривання подачі гелію, через що запуск знову й знову відкладали.

Якщо ці збої повторяться, це вплине на стабільність польоту навколо Місяця, зокрема на точність керування орбітою та орієнтацію корабля.

Ван Яньань зазначив, що багато технічних «хронічних проблем» ще не вирішені належним чином, а NASA тим часом послабила допуск до ризиків, різко перейшло до надто поспішного запуску програми польоту навколо Місяця — очевидно, що в цьому явно відчувається гонитва за темпами.

На його думку, така поспішність США зумовлена холодновійськовим мисленням у конкуренції великих держав — зокрема бажанням випередити Китай і здійснити пілотовану посадку на Місяць до нього.

З часів «проєкту «Аполлон» людство досягло значних результатів у сфері безпілотного дослідження Місяця.

Зокрема, китайські дослідницькі місії серії «Чан’е» забезпечили ключові прориви, такі як посадка в районі місячних полюсів і повернення проб місячного ґрунту.

У міру того як безпілотні місії до Місяця стають дедалі більш зрілими, з’являється нагода для перезапуску пілотованих місій до Місяця — включно з формуванням планів пілотованої посадки в Місяць у різних країнах, зокрема і в США та Китаї.

Однак, на відміну від надто поспішного підходу США, Китай перед виконанням пілотованих місій до Місяця або посадки на Місяць спочатку залишає достатній запас безпеки, у ризикових етапах передбачає резервні сценарії та розробляє плани рятування, щоб максимально забезпечити безпеку людей.

«Для космічної інженерії будь-яка несподіванка — це великий крок назад», — сказав Ван Яньань.

Він також підкреслив, що фундаментальна мета розвитку космічної справи людиною полягає не в тому, щоб «першими зайняти номер один», а в тому, щоб інженерні, технічні та науково-дослідні вигоди, отримані в процесі, принесли користь більшій кількості людей.

Перспектива невизначена

Хоча США змагаються надто гаряче, так звані «спішити — не означає встигати»; «гарячі млинці не люблять поспіху».

З моменту появи плану «Артеміда», хоча в нього вклали гігантські суми, процес просування все ж не був гладким.

За 7 років лише 2022 року в листопаді було завершено безпілотний випробувальний політ «Артеміда-1» навколо Місяця.

«Артеміда-2» — пілотований обліт навколо Місяця, який було заплановано на 2024 рік, також знов і знов переносили через технічні збої та інші непередбачувані обставини.

Навіть уся програма «Артеміда» зазнала серйозного коригування.

Згідно з початковими домовленостями, після виконання пілотованого обльоту навколо Місяця США мали б у 2027 році виконати пілотовану місію посадки на Місяць «Артеміда-3».

Нині ж завдання «3» перенесли — його планують проводити в навколоземній орбіті для тестування систем і можливостей з функціонування.

Пілотована місія посадки на Місяць виконуватиметься «Артемідою-4» і «Артемідою-5» у 2028 та 2030 роках.

Через це план «Артеміда» в США висміюють як найнеефективніший космічний проєкт в історії NASA.

Ван Яньань вважає, що США в галузі космічної інженерії все ще перебувають серед лідерів у світі, але чи вдасться завершити план «Артеміда» вчасно — існує невизначеність.

По-перше, час обмежений, місія об’ємна, а ризики через аврал високі.

Реалізація пілотованої посадки на Місяць включає кілька ключових етапів: завершення пілотованого обльоту навколо Місяця; підготовка обладнання на місці, зокрема успішні випробування важкої ракети-носія, своєчасне постачання нових місячних посадкових модулів тощо; доставлення всієї системи пілотованої посадки — корабля, людей, вантажів — на місячну орбіту та здійснення м’якої посадки на Місяць; під час перебування на Місяці заправка пального; при поверненні — запалення на поверхні Місяця для старту, і так далі.

«Складність значно вища, ніж у „Аполлоні“: кожен ключовий етап потребує обов’язкового тестування, а до 2030 року все має бути завершено. Темпи надзвичайно напружені. Якщо форсувати, то час на перевірку запасів стискають до межі — ціною стають безпека та надійність».

По-друге, внутрішня та міжнародна співпраця може скластися не найкраще.

На внутрішньому рівні: завдання «Артеміда» включає участь приватних компаній у розробці, зокрема SpaceX, компанія Blue Origin розробляє місячний посадковий апарат — формується архітектура, де одночасно присутні різні сторони: NASA, традиційні оборонно-промислові підрядники, космічні гіганти та технологічні стартапи. У всіх учасників інші характеристики, різні стилі роботи й різні культурні контексти — через що виникають проблеми координації та комунікації.

На міжнародному рівні: США обрали шлях міжнародної співпраці для просування програми «Артеміда», але нині між США та західними союзниками зростають суперечності щодо територій, оборони тощо, і коливання відносин можуть суттєво вплинути на співпрацю у великому космічному проєкті.

США прагнуть забрати найкращий старт у новій космічній гонці, але чи вдасться їм реалізувати це бажання — стане свідком увесь світ.

（Джерело: CCTV News）