До Місяця і назад. Все про місію Artemis I і місячні плани NASA

Трансляція приводніння

Як з’явився Orion

Історія космічного корабля Orion сягає корінням до розробленої ще в середині 2000-х вельми амбітної космічної програми Constellation. Ця програма, створена у відповідь на катастрофу шатла Columbia, мала закласти фундамент розвитку американської пілотованої космонавтики на десятиліття вперед.

Основними завданнями Constellation стали завершення будівництва МКС та повернення людей на Місяць не пізніше 2020 року з наступними польотами на Марс. Для цього передбачалося побудувати абсолютно нову лінійку ракет-носіїв, а також пілотований космічний корабель, який став би наступником легендарного Apollo. Він отримав назву Orion.

Однак Constellation розвалилася через технічні проблеми, недостатнє фінансування та наслідки світової економічної кризи. У 2009 році програму скасували за розпорядженням нової адміністрації Барака Обами. Одним із небагатьох уцілілих елементів програми став саме Orion — на той час NASA вже витратило на його розробку значні кошти. Крім того, збереження Orion допомогло задобрити тих, хто критикував рішення про відміну Constellation. Таких людей було багато, і вони заявляли, що Америка позбавляє себе майбутнього в космосі.

Але хоч Orion і вижив (щоправда, його зазнали суттєвої переробки порівняно з початковим проектом), довгий час залишалося незрозумілим, куди саме він тепер полетить. Спочатку апарат позиціонувався як універсальний корабель, призначений і доставки людей на навколоземну орбіту, й у польотів у далекий космос. Коли постачання МКС було віддано на відкуп приватним компаніям, єдиним призначенням Orion залишилися міжпланетні місії, що пілотуються.

За часів Обами у надрах NASA розроблявся проект астероїдної місії, в рамках якої Orion мав відвідати невеликий астероїд. Але коли крісло в Овальному кабінеті зайняв Дональд Трамп, ці плани негайно вирушили у відро для сміття. Натомість оголосили про запуск нової космічної програми Artemis, основна мета якої — повернення людей на Місяць із наміром створити там постійну базу. На щастя для NASA, Artemis вдалося пережити чергову зміну влади у Білому домі, що дозволило продовжити розробку нового космічного корабля.

Довга дорога до Місяця

Будь-яка енциклопедія свідчить, що перший випробувальний орбітальний політ Orion відбувся у 2014 році. Однак є дещо але. У 2014 році на орбіту вирушила лише капсула екіпажу. Справа в тому, що Orion все ж таки не виключно американський корабель, а міжнародний проект, в якому беруть участь кілька країн. За виготовлення його модуля відповідає ESA. І у 2014 році цей елемент ще не був готовий.

Крім того, капсула Orion була виведена лише на навколоземну орбіту. І хоча його швидкість входу в земну атмосферу перевищувала швидкість кораблів, що поверталися з МКС, вона все ж була меншою за другу космічну. Тому теплозахист Orion зазнав меншої теплової дії, ніж якби корабель повертався з міжпланетного простору.

Перший готовий службовий модуль Orion було передано NASA у 2018 році. Проте кораблю довелося провести ще кілька років, чекаючи запуску. У розпорядженні NASA поки не було достатньо потужного носія на кшталт легендарного Saturn V, здатного відправити Orion за межі орбіти земної. Його потрібно було створити з нуля.

Розробка ракети SLS (Space Launch System) розпочалася ще у 2011 році. У NASA обіцяли, що носій буде готовий до польотів вже до 2017 року, але плани виявилися надто оптимістичні. З’ясувалося, що створення надважкої ракети — складніше і дороге завдання, ніж передбачали інженери. Вплинула на затримку пандемія COVID-19. Складання першого екземпляра SLS завершилося лише влітку 2021 року. Ще рік пішов на перевірки, усунення несправностей та доведення. Навіть коли ракета нарешті дісталася стартового столу, її запуск ще кілька разів переносився.

У результаті 16 листопада 2022 SLS нарешті злетіла. Запуск пройшов без жодних проблем. Ракета успішно відправила Orion до Місяця.

Хід місії Artemis I

Значна частина компонентів Orion раніше не проходила перевірку реальним космічним польотом (як ракета SLS). Тому NASA не стало ризикувати та саджати астронавтів на борт невипробуваного корабля. Їхнє місце зайняли манекени, оснащені датчиками рівня перевантажень та випромінювання.

Програма польоту була максимально забита тестами і маневрами, покликаними перевірити роботу систем Orion у всіх можливих ситуаціях. Кораблю знадобилося п’ять днів, щоб досягти Місяця. 21 листопада він пролетів на відстані 130 км від її поверхні. У цей момент Orion успішно виконав маневр, який дозволив йому вийти на далеку ретроградну орбіту (ДРО). Вона пролягала на значній дистанції від Місяця: в апогеї корабель віддалявся від супутника на 70 000 кілометрів, при цьому рухаючись у протилежному напрямку Місяця навколо Землі. Інженери обрали цю орбіту через її гравітаційну стійкість, що дозволяє знизити витрату палива.

Загалом Orion провів на ДРВ п’ять днів. Там він побив встановлене ще 1970 року досягнення місії Apollo 13 щодо максимального видалення космічного корабля від Землі (новий рекорд Orion становив 430 000 кілометрів). А камери на корпусі корабля зробили низку ефектних групових портретів Місяця та Землі.

За час перебування Orion у гостях у Місяця не обійшлося без технічних накладок. Так одного разу ЦУП на 47 хвилин втратив сигнал корабля. Незважаючи на це, за твердженнями NASA, Orion показав себе з найкращого боку. Політ обійшовся без значних проблем, двигуни корабля виявилися економічнішими, а сонячні батареї виробляли більше енергії, ніж передбачали розрахунки інженерів.

1 грудня Orion залишив ДРО. 5 грудня космічний корабель вдруге здійснив низький проліт над Місяцем. Виконана під час нього коригування курсу направила Orion до Землі. Шість днів потому капсула корабля благополучно приводнилася в Тихому океані, зробивши чудовий передсвятковий подарунок NASA. Що символічно, повернення Orion відбулося у 50-ті роковини посадки Apollo 17, останньої на сьогодні пілотованої місячної експедиції.

Коли люди повернуться на Місяць?

Отже, SLS та Orion продемонстрували свою «профпридатність». Коли ж нам чекати на обіцяне повернення людей на Місяць?

Наступною місячною експедицією NASA стане місія Artemis II, яка поки що запланована на травень 2024 року. За концепцією вона нагадує знаменитий політ Apollo 8, здійснений під Різдво 1968 року. У ході місії Artemis II корабель Orion, на борту якого будуть чотири астронавти (троє від NASA і один від Канадського космічного агентства), облетить Місяць траєкторією вільного повернення і потім спуститься на Землю. Загалом політ триватиме десять днів.

Але за всього бажання екіпаж Artemis II не залишить відбитки своїх ніг у реголіті. Так, Orion може доставити людей до Місяця. Але щоб дістатися до її поверхні, потрібен окремий апарат, що спускається, аналогічний місячному модулю Apollo.

Влітку 2021 NASA видала компанії SpaceX 2,9-мільярдний контракт на будівництво такого апарату. Ним стане Starship HLS – модифікація корабля Starship, призначена для доставки людей та вантажів на Місяць (принципова відмінність від базової версії – відсутність теплозахисту). Starship HLS буде виводитися на навколоземну орбіту, дозаправляти прямо в космосі і потім летіти до Місяця. Там він зістикується з космічним кораблем Orion (або з близькомісячною станцією Gateway), після чого астронавти перейдуть на його борт і висадяться на Місяць.

Приблизно так виглядає план місії Artemis III. У її ході Orion доставить на південний полюс Місяця двох астронавтів, які там проведуть кілька днів. NASA наголошує, що одним із учасників висадки стане перша жінка на Місяці.

Поки що місію Artemis III призначено на 2025 рік. Втім, уже зараз очевидно, що NASA навряд чи вдасться витримати цю дату. Незважаючи на низку ефектних атмосферних тестів, на рахунку Starship поки що немає орбітальних польотів. Навіть якщо такий політ відбудеться найближчим часом і завершиться успіхом, малоймовірно, що до 2025 SpaceX встигне довести новий корабель до розуму, створить його окрему місячну модифікацію і проведе необхідне безпілотне випробування з посадкою на Місяць. Швидше за все, дата запуску Artemis III зрушить ще як мінімум на кілька років.

Нещодавно NASA вирішило підстрахуватися. Восени 2022 року організація оголосила про запуск конкурсу, переможець якого отримає право побудувати другий апарат для потреб програми Artemis. Отже, якщо з одним із них виникнуть проблеми або його будівництво занадто затягнеться, у NASA залишиться резервний варіант.

У минулому така тактика була з успіхом випробувана при створенні приватних кораблів для доставки людей на МКС. Корабель CST-100 Starliner від компанії Boeing, який вважався заочним лідером змагання, досі не відправив жодної людини в космос, а ось Crew Dragon вже кілька років успішно літає, возячи на орбіту як астронавтів NASA, так і приватних клієнтів.

Створення двох конкуруючих місячних апаратів було початковим наміром NASA. Однак через фінансові обмеження організація не змогла відразу отримати необхідні гроші і потім обмежилася лише одним контрактом для SpaceX, що запропонувала найменшу ціну. Більше того, це рішення спровокувало скандал. Компанія Blue Origin (її заявка була багатьом фаворитом) навіть подала на NASA до суду, вимагаючи скасувати результати конкурсу. Проте суд відкинув претензії Джефа Безоса. Втім, зважаючи на все, сторони забули старі образи. Очолювана Blue Origin команда подала заявку на участь у новому конкурсі NASA. І вона знову вважається фаворитом.

Наявність конкурента, найімовірніше, прискорить процес створення апаратів, що спускаються для потреб Artemis. Іншим стимулом може стати діяльність Китаю. Піднебесна не приховує планів створити міжнародну наукову базу на південному полюсі Місяця. Реалізація цього проекту запланована на першу половину 2030-х.

Зважаючи на все, спочатку КНР також планує відправити на Місяць короткочасну експедицію на кшталт місій Apollo. І нехай китайський прапор на Місяці буде не першим, важко переоцінити значення такого досягнення. Особливо якщо ця висадка відбудеться раніше за місію Artemis III. Військові, американські законодавці і навіть NASA вже неодноразово використовували китайський фактор як стимул для виділення додаткових грошей на космічну програму. І чим реальнішими будуть перспективи «червоного Місяця», тим голоснішими стануть голоси на підтримку подібних ініціатив. Можливо, це справді приведе до прискорення ходу робіт над Artemis.

* * *

Хто б не став першим у цьому неофіційному змаганні, важливіше інше. Вперше за довгі роки у всіх небайдужих до космонавтики з’явилися реальні шанси побачити людей на Місяці до кінця поточного десятиліття. І це дуже добре. Адже востаннє таке траплялося півстоліття тому.