Перспективы освоения луны кратко

Обновлено: 03.07.2024

Российский астроном Владимир Сурдин в одном из интервью напомнил, что, к примеру, между покорением Южного полюса и основанием на нём первой базы прошло 45 лет, а в Марианскую впадину человек вернулся лишь спустя 52 года после первого погружения. И это всё на Земле.

Сейчас получается, что с момента последней высадки в 1972-ом году прошло 49 лет, так что вполне можно рассчитывать на возвращение на Луну для того, чтобы остаться на ней надолго, в ближайшие годы. Тут, правда, необходимо как следует проработать цели этого мероприятия, но это тема для другой статьи.

Что нужно для возвращения человека на Луну?

По-крупному требуется три компонента:

Тяжёлая ракета-носитель.
Космический корабль.
Спускаемый аппарат.

Да можно. Непонятно, с чего эти люди взяли, что нельзя. Только тут возникает встречный вопрос. Какой в этом практический смысл? Решив создать в 2021-ом году автомобильную компанию, вы будете производить ВАЗ-2107 по старым чертежам? Форм-фактор никак не поменялся, да и функцию свою этот автомобиль будет выполнять, но что от этого получит его производитель сегодня? Новые технологии? Лидерство на автомобильном рынке?

Кто участвует в новой лунной гонке?

Для того, чтобы понять, каково положение в новой лунной гонке, проще всего посмотреть на запланированные миссии до момента первой предполагаемой высадки. Первыми на Луне снова планируют оказаться американцы. Свою высадку они уже сместили на 2025 год, так что до этого года и рассмотрим.

2022 г.

— NASA: CLPS 1. Посадка в районе Озера Смерти.

— NASA: CLPS 2. Посадка в районе Океана Бурь.

— NASA: CLPS 3. Южный полюс.

— NASA: Artemis I. Беспилотный облёт Луны.

— Индия: Chandrayaan-3. Отработка мягкой посадки, исправление неудачи Chandrayaan-2.

— Япония: частная миссия Hakuto-R компании ispace (Mission 1 на Falcon 9) доставит на Луну ровер Rashid от ОАЭ.

Исследование Луны в XXI веке — история, современное состояние и перспективы научных космических проектов по исследованию единственного естественного спутника Земли в XXI веке.

Возрастом Луны учёные называют цифру в 4 млрд 527 млн лет, с погрешностью в 10 млн лет. Такие выводы были сделаны исследователями на основе анализов радиогенного изотопа вольфрам-182, содержащегося в лунном грунте. На сегодняшний день обозначенный возраст считается наиболее достоверным, а радиоизотопный метод его определения — самым надёжным.

Согласно современным научным представлениям, появлению Луны способствовало столкновение с Землёй космического объекта размером с планету Марс. Осколки гигантских тел, притянутые на земную орбиту, впоследствии и стали единственным спутником Земли естественного происхождения.

Относительно Земли Луна движется по эллиптической орбите со спиральной траекторией и скоростью около 1,02 км/сек. Полный период её обращения вокруг Земли составляет 27 суток 7 часов и 43 минуты. Расстояние от Земли до Луны составляет в среднем 384 400 км. Атмосфера Луны крайне разреженна. По плотности земная атмосфера превосходит лунную в 10 трлн раз.

Луна всегда обращена к нашей планете лишь одной своей половиной. Максимальная видимая с Земли зона составляет около 59 % всей поверхности спутника. Луна не излучает собственного света, а лишь отражает солнечные лучи. Лунная фаза — период, характеризующий меняющуюся степень освещённости Солнцем лунного диска — длится 29,5 дней.

История

Нынешние программы исследования Луны нацелены как на развитие науки в целом, так и на решение многих практических задач человечества. Только NASA в 2007 году составило список из 181 потенциальных задач лунной программы. Среди них развитие радиоастрономии с использованием телескопа, установленного на невидимой стороне спутника, изучение высокоэнергетических частиц солнечного ветра, которое могло бы позволить понять, как прошлые колебания активности Солнца в разное время влияли на историю жизни на Земле. Вошли в список и сугубо прикладные цели — производство недорогой электроэнергии с помощью солнечных батарей, установленных на земном спутнике, добыча металлов и других природных ископаемых.

При его использовании не возникает радиации, поэтому проблема захоронения ядерных отходов, так остро стоящая перед миром, отпадает сама собой… Чтобы обеспечить на год всё человечество энергией, необходимо лишь два-три полёта космических кораблей грузоподъёмностью в 10 тонн, которые доставят гелий-3 с Луны… Затраты на межпланетную доставку будут в десятки раз меньше, чем стоимость вырабатываемой сейчас электроэнергии на атомных электростанциях.

Несмотря на теоретически оптимистичные перспективы выхода из грядущего на Земле энергетического кризиса за счёт лунных поставок, практически возможности использования изотопа в современных условиях пока не существуют. Для синтеза гелия-3 в чистом виде нужен термоядерный реактор, создать который в земных условиях пока проблематично.

Но работы по созданию необходимой инфраструктуры ведутся. В 2004 году международный проект мощного термоядерного реактора ИТЭР, в котором участвует в том числе и Россия, находился в стадии определения места для строительства экспериментальной установки. В 2016 экспериментальное устройство обещают запустить в работу во Франции.

Проекты

Из семи приборов, находившихся на борту SMART-1, лишь три обеспечивали выполнение исследовательской части миссии: [26] [30]

Приоритетной целью запуска SMART-1 была проверка и отработка новых технологий для последующего их использования в полётах к более удалённым объектам Солнечной системы. Одной из основных таких новинок стал экономичный ионный двигатель, во многом благодаря которому вес аппарата составил всего около 370 кг.

В сентябре 2006 года миссия SMART-1 завершилась. Зонд был снят с орбиты и уничтожен ударом о поверхность земного спутника. На Луне появился ещё один кратер.

Созвездие

Тем не менее, NASA продолжает исследования Луны и с помощью запусков специальных лунных зондов. Так, в 2009 году в рамках программы Lunar Precursor Robotic Program (LPRP) для изучения спутника Земли на его орбиту был отправлен зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). В его задачи входило исследование минералогии и геологии Луны, составление подробных трёхмерных карт, поиск залежей водяного льда в полярных кратерах, подбор наиболее оптимальных мест для будущих поселений людей.

Весной 2011 года NASA выпустило полный архив данных, собранных с помощью LRO. Одним из главных итогов работы зонда стало подробное изображение обратной стороны Луны, смонтированное из 15 тыс. снимковLRO. [44] В рамках этой же лунной программы NASA исследует Луну с помощью искусственного спутника LCROSS (Lunar CRater Observing and Sensing Satellite).

Этот зонд, столкнувшись с поверхностью Луны в кратере Кабеус, поднял шлейф из водного пара и льда. Аппараты LRO при этом оценили общее количество поднятой воды в 155 кг. Также зонды обнаружили в этом шлейфе серебро, кальций, магний, водород, угарный газ и ртуть. Обнаружение жидкого метала стало неприятной неожиданностью для исследователей: ртутная токсичность может создать проблемы для пилотируемых экспедиций.

Япония

Миссия Kaguya или SELENE (SELenological and ENgineering Explorer), второй лунный проект Японии, стартовала в сентябре 2007 года с площадки космического центра на острове Танегасима. Из-за проблем с ракетой-носителем случилось это на несколько лет позже запланированного срока. Стоимость проекта Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) составила $279 млн.Проведя две недели на околоземной орбите, в октябре 2007 года аппарат вышел на орбиту Луны в 100 км от её поверхности.

Основной задачей Kaguya/SELENE являлось изучение особенностей геологического развития Луны и силы её притяжения на разных участках. Для получения наиболее точной картины гравитационного поля земного спутника, а особенно обратной его стороны, вместе с основной станцией к Луне отправились два небольших вспомогательных спутника — VRAD и RSAT. Позже с их помощью удалось установить, что плотность невидимой с Земли части лунной поверхности выше, чем у освещённой. Со слов учёных, причина подобной аномалии заключается в разности температур на противоположных сторонах Луны.

На борту станции находилось 14 научно-исследовательских инструментов и HDTV-телекамера высокой чёткости. Благодаря гамма-спектрометру, установленному на Kaguya, удалось получить надёжные свидетельства присутствия на Луне урана. Вдобавок было выявлено содержание в лунных породах таких химических элементов как калий, кальций, кремний, торий, титан, железо и кислород.

При помощи лазерного высотомера удалось составить подробную топографическую карту поверхности с разрешением около 15 км. С камеры японского спутника на Землю было передано большое количество уникальных видео- и фотоматериалов. Например, анализ изображений кратера Шеклтон, расположенного в районе южного полюса Луны, не подтвердил версию учёных о наличии льда на его недоступном для солнечных лучей дне.

Китай

Через два дня после запуска на Землю были переданы первые снимки лунной поверхности с нового искусственного спутника. Вместе с тем, публикация их в Интернете вызвала скандал: некоторые пользователи усмотрели практически полную идентичность представленных данных со снимками, сделанными аппаратурой NASA в 2005 году. Ответ Китая на обвинения в плагиате озвучил неназванный научный руководитель проекта:

Китайские и американские снимки выглядят похожими, потому что спутники фотографировали одну и ту же площадь в южном полушарии Луны. Но скрупулёзное изучение фотографий позволяет выявить в них небольшие различия.

Индия

Россия

В России вопрос о возобновлении работы над лунной программой был поднят в 2004 году. Тогдашний замглавы Росавиакосмоса Николай Моисеев заявил журналистам, что проекты по исследованию Луны могут войти в Федеральную космическую программу, разработанную до 2015 года. Гендиректор Научно-производственного объединения имени Лавочкина Роальд Кремнев считал, что на подготовку к исследованиям не должно уйти много времени:

Выскажу то, что Николай Севастьянов по своему служебному положению не может сказать. Пока Россия будет сырьевым придатком, любая программа освоения Луны и Марса нереальна… Мы деградировали в смежных областях, например, в электронике. Наша экономика в её нынешнем состоянии не позволит решить те интересные задачи, о которых говорил Севастьянов.

Что мы знаем об этом природном спутнике нашей планеты?

• Луна проходит полный путь вокруг Земли примерно за 27 суток. Приблизительно за это же время она делает оборот вокруг собственной оси: это объясняет, почему люди всегда могут видеть только одну сторону Луны.

• На Луне нет атмосферы.

• Большую часть поверхности спутника занимают горы. Между ними лежат низменности, которые зовут морями, хотя воды на Луне нет.

• Океанические приливы и отливы на Земле зависят от фаз Луны.

• Луна не излучает никакого свечения. То, что мы видим, — это отраженное солнечное излучение.

• Давно установлено, что организм человека чутко реагирует на лунные фазы. Более того, в полнолуние многие испытывают необъяснимое возбуждение или, наоборот, ощущают ухудшение самочувствия.

Первые шаги по изучению Луны

С далекой древности Луна была объектом изучения естествознания. О накоплении астрономических наблюдений античных географов говорит тот факт, что уже в те времена доказательством шарообразной формы нашей планеты служили лунные затмения, позволяющие видеть форму земной тени на Луне.

Когда в арсенале астрономов появились телескопы, у людей возникла возможность наблюдать формы рельефа на поверхности спутника Земли. А вот в 1651 году итальянец Риччиоли впервые перенес изображение лунной поверхности на карту.

Кстати, с изобретением фотографии в XIX веке наука сделала новый шаг в изучении Луны. Тогда появилась возможность детализировать сведения о внешнем виде спутника Земли.

Вторая половина ХХ столетия стала началом космической эпохи, когда были получены более подробные знания об этом небесном теле. Ко всему прочему, ученые исследовали состав грунта, осуществили картирование обратной, невидимой стороны Луны, установили присутствие замерзшей воды на ее внешней сфере.

Все эти действия невероятным образом приближали момент, когда люди всерьез возьмутся не только за детальное изучение спутника, но и за освоение Луны.

Высадка на Луну

В 1958 году были осуществлены первые (неудачные) попытки СССР и США достичь верхней оболочки Луны.

Когда в конце 90-х годов ХХ века космические программы Советского Союза и Соединенных Штатов подошли к концу, исследования спутника были в общем-то свернуты.

Освоение Луны: планы и этапы

В 2000-х годах Китай озвучил перспективные планы освоения естественного спутника. К тому же это подвигло и космических лидеров (Россию, Японию, Индию) вновь заняться лунными программами.

Сегодня изучение Луны начинают и частные компании. Именно потому и возникли реальные планы по развитию так называемого космического туризма.

Российская лунная программа составлена на перспективу с 2021 по 2040 гг.

На первом этапе (2021-2025 гг.) концепция лунных исследований предусматривает высадку на поверхность посредством лунных модулей, находящихся на автоматических космических станциях.

Следующий этап программы предполагает пилотируемые полеты (2026 г.). А также высадку людей непосредственно на поверхность Луны продолжительностью до 14 суток (после 2030 г.). Тогда же планируется возведение начальных элементов будущей лунной базы.

На третьем этапе освоения Луны Россией (после 2035 г.) предусматривается завершение постройки базы на Луне, которую можно будет посещать. А также двух обсерваторий, развитие других инфраструктурных объектов, добыча водного льда с целью создания кислородно-водородного топлива, возведение радиационных убежищ. До 2040 г. осуществится работа на окололунной орбите аппаратов навигации для создания маршрутов техники, функционирующей на Луне.

Освоение Луны заинтересовало и космическое агентство Соединенных Штатов (NASA).

Лидер мировой космической индустрии ставит перед собой амбициозную задачу реализовать пилотируемую космическую миссию на Луну. На самом деле, начальную высадку американцы планируют произвести примерно через 10 лет. Кстати, мотивацией для более подробного исследования спутника служит наличие лунных минеральных ресурсов. А также, помимо высадки, планируется провести эксперимент по продолжительному нахождению космонавтов в условиях лунной среды.

И сегодня мы поговорим о действующих лунных программах разных стран.

Китайская Народная Республика

SpaceX займутся разработкой корабля Starship, пригодного для полетов на Марс и Луну. Blue Origin разработает навигационную систему для точной посадки и энергетическую систему для выдерживания холодных лунных ночей. Maxar Technologies займется созданием орбитальной станции Lunar Gateway. Другие партнеры создадут технологии вертикальной посадки аппарата, а также спроектируют способы дозаправки на орбите. Менее крупные компании тоже получат индивидуальные задачи.

Россия

После 2035 года Россия намерена завершить постройку лунных баз.

Другие проекты

Россию, Китай и США сегодня можно назвать ведущими державами по исследованию космоса. И каждой из них впечатляющие планы по освоению Луны, и участники заинтересованы в тесном сотрудничестве друг с другом, когда дело дойдет до лунных станций, пилотируемых миссий и высадке людей на спутнике. Однако другие страны тоже занимаются исследованием Луны.

Небольшие успехи в освоение Луны делает и Израиль. Аппарат Beresheet от частной компании SpaceIL вышел на лунную орбиту, однако разбился во время мягкой посадки. В компании заявили о начале работ Beresheet 2.

Читайте также: