Пару соток на Луне. Чем будут заниматься украинские ученые в лунной программе NASA Artemis

В ноябре 2020 года Государственное космическое агентство Украины (ГКАУ) присоединилось к программе NASA "Артемида" (Artemis) по принципам исследования Луны, Марса, комет и астероидов в мирных целях.

Украина стала девятой страной, которая подписала данное соглашение наряду с США, Великобританией, Италией, Канадой, Австралией, Японией, Объединенными Арабскими Эмиратами и Люксембургом. "Артемида" — амбициозная цель человечества по исследованию дальнего космоса.

Первая цель в программе NASA — возвращение людей на Луну в 2024 году. Двое астронавтов — мужчина и женщина — должны будут высадиться на Южном полюсе спутника. После первой миссии планируется отправлять туда экипаж примерно раз в год. 

Для того чтобы разместить такое количество людей на Луне, NASA хочет создать на спутнике Земли базовый лагерь. Он включит в себя современную лунную каюту, вездеход и даже передвижной дом. 

На первых этапах миссии на Луне будут короткими, но по мере развития базового лагеря время пребывания здесь может увеличиться до двух месяцев. 

Лунные врата

В рамках миссии Artemis III два астронавта совершат посадку на поверхность Луны, приземлившись там, где еще не ступала нога человека, — на Южном полюсе Луны. Это идеальное расположение для будущего базового лагеря, учитывая близость к залежам льда и других минеральных ресурсов.

Во время первых визитов на Луну космические аппараты станут для астронавтов вторым домом, оборудованным всеми необходимыми системами жизнеобеспечения для краткосрочного пребывания. В будущем NASA планирует построить стационарную среду обитания в базовом лагере Artemis, в котором смогут размещаться до четырех астронавтов в месяц.

С 2016 года управление работает с несколькими компаниями над созданием жилых помещений, а также орбитальной лунной базы. Станция Lunar Gateway ("Лунные врата") станет выполнять роль перевалочного пункта для кораблей, направляющихся как на Луну, так и в глубокий космос.

Суперскафандры

Даже во время ранних миссий астронавты будут выходить из своих космических кораблей. Команда начнет использовать новые скафандры, которые презентованы в 2019 году, для сбора образцов и проведения экспериментов.

Скафандры следующего поколения обеспечивают повышенную мобильность, современные средства связи и более надежную систему жизнеобеспечения, чем их предшественники Apollo. 

 Новый скафандр получил название Exploration Extravehicular Mobility Unit (xEMU), он должен защищать астронавтов от суровых условий на поверхности Луны и, по утверждению NASA, будет сильно отличаться от тех, которыми пользуются астронавты на низкой околоземной орбите.

На первом этапе агентство планирует создать пять костюмов xEMU. На первом скафандре, который будет готов в декабре, инженеры испытают прочность конструкции. Второй создадут для квалификационных испытаний, а третий — испытан на МКС. Последние два костюма отправятся на Луну вместе с астронавтами в 2024 году.

Луноходы

NASA предусматривает две лунные наземные транспортные системы: лунный вездеход (LTV) и жилой передвижной модуль, который одновременно вмещает до четырех человек. Последний аппарат сможет путешествовать далеко от места посадки корабля до 45 дней за один раз.

Для тех же астронавтов, кто не задействован в текущих экспериментах, отведут место на орбитальной лунной станции. 

Итак, лунный вездеход будет представлять собой негерметичное транспортное средство с открытым верхом, на котором космонавты смогут ездить в скафандрах. Он способен преодолевать расстояния до 20 км от базового лагеря. 

Транспортное средство может быть как полностью автономным, так и передвигаться по заранее запрограммированным маршрутам или управляться с Земли. 

В дополнение к лунному вездеходу в распоряжении астронавтов будет передвижной модуль. В нем люди смогут находиться без скафандров, что позволит исследовать большие территории.

Космическая компания Dynetics уже представила полномасштабную модель своего посадочного модуля для миссии Artemis. Он имеет цилиндрическую центральную структуру и может использоваться как лунная среда обитания, так и выполнять функции лунохода, который отделяется от основного посадочного модуля.

Кислород из камней

Предыдущие исследования показали, что Луна богата ресурсами, такими как лед, некоторые полезные ископаемые, пригодится даже лунная пыль. Основная концепция подразумевает поиск, извлечение и обработку материалов с поверхности и глубин Луны, превращающую их в нечто полезное: кислород, электричество, строительные материалы и даже ракетное топливо.

Например, британская фирма Metalysis заключила контракт с Европейским космическим агентством (ЕКА) на разработку технологии, которая позволит превращать камни на Луне в кислород, алюминий, железо и другие металлы.

А NASA ищет частные компании, чтобы добывать на Луне пыль и камни, переправляя их на Землю. Американское космическое агентство собирается покупать лунные образцы объемами от 50 до 500 г по цене от $15 тыс. до $25 тыс. 

Еще с 2016 года ученые со всего мира занимаются выращиванием разных культур в почве, похожей на лунную. С тех пор удалось вырастить 10 разных культур, включая киноа, кресс-салат, руколу и помидоры, используя имитационные грунты, созданные из измельченных вулканических пород, собранных на Земле.

Сбор полезных ресурсов на Луне поможет сократить дорогостоящую доставку всего необходимого с Земли. NASA планирует отправить луноход Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) к Южному полюсу Луны раньше экипажа для разведки местности.

Роботизированный аппарат составит масштабную карту распределения и концентрации льда, который может пригодиться для миссий в дальнем космосе. Как только человек выяснит, как обосноваться на Луне, он с большой вероятностью сможет сделать это и на Марсе.

Ядерное топливо

Солнце висит над горизонтом Южного полюса Луны непрерывно в течение дня и года, обеспечивая почти постоянный источник энергии. Но есть и те места, куда солнечный свет не пробивается вовсе. Поэтому NASA занимается разработкой систем Artemis, которые помогут выжить в чрезвычайно холодной окружающей среде без электроэнергии, обеспечивая возможность ее хранения до восьми дней.

Для долгосрочных визитов на Луну базовый лагерь Artemis планируют оборудовать ядерной силовой установкой, обеспечивающей непрерывную мощность 10кВт, что равняется среднегодовому энергопотреблению одного дома на Земле. 

Небольшая электростанция сможет питать и перезаряжать другие базовые элементы в лагере, а также позволит не привязывать миссии к наличию солнечного света.