24 сентября в госкорпорации "Роскосмос" сообщили, что Россия планирует построить на поверхности Луны собственную базу для космонавтов. В том числе рассматривается возможность сотрудничества по этой программе с NASA или со странами БРИКС. Зачем нужна такая база на естественном спутнике Земли, что она может представлять собой на первом этапе и почему нужно заниматься этим проектом, ТАСС рассказал руководитель отдела ядерной планетологии Института космических исследований (ИКИ) РАН Игорь Митрофанов.
Седьмой континент
Как отметил ученый, создание обитаемой базы на поверхности естественного спутника Земли — это основное направление отечественной лунной программы, ближайшая стратегическая цель, к которой стоит двигаться в деле освоения космического пространства. Такие базы будут создаваться на Луне всеми ведущими державами, и космическая отрасль России должна присутствовать на этом рубеже.
"В этом столетии базы на Луне будут, безусловно, созданы ведущими космическими державами, и к концу столетия наш естественный спутник превратится в седьмой континент, очень похожий на то, что сейчас представляет собой Антарктида, где у ведущих держав есть посещаемые базы. Примерно то же самое произойдет с Луной, и если мы хотим быть на мировом уровне научно-технического прогресса, то мы должны участвовать в процессе освоения нашего естественного спутника", — считает ученый. Россия должна будет создать форпост, куда будут прилетать экспедиции посещения, проводить научные исследования, подготавливать промышленное освоение ресурсов.
Митрофанов уточнил, что российская база будет создаваться у южного полюса, а не в умеренных широтах, как прежние миссии на Луну — и автоматические разных стран, и американская пилотируемая.
Оказалось, что те места, куда летали в условиях лунной гонки, не самая интересная часть Луны. В конце прошлого века и в первое десятилетие текущего выяснилось, что полярная Луна — это совсем другая природная среда. Из-за того что там гораздо холоднее и есть особые условия взаимодействия Луны с потоками солнечного ветра, в этих областях накопилось достаточное количество летучих соединений в лунном грунте (реголите), главным из которых является вода
Ученый сообщил, что российский прибор ЛЕНД на американском аппарате LRO, работающем на орбите Луны, обнаружил области в окрестностях северного и южного полюсов, которые специалисты называют вечной мерзлотой. Там в веществе реголита присутствует водяной лед, составляющий в разных местах от 1 до 10% массовой доли всего приповерхностного грунта, что достаточно много. Ученый уточнил, что кроме воды возле полюса в реголите есть и другие летучие соединения космического происхождения.
"Сейчас первая задача для нашей страны — сделать автоматическую станцию "Луна-25" на полярную область Луны, в окрестности южного полюса. Наша миссия будет первой попыткой совершить посадку в окрестностях полюса", — добавил Митрофанов.
Лунный лед может рассказать, откуда жизнь на Земле
Ученый пояснил, что присутствующая в форме вечной мерзлоты у полюсов Луны вода, вероятнее всего, в значительной степени принесена туда кометами, которые в далеком прошлом сталкивались с поверхностью естественного спутника Земли. Причем, отметил Митрофанов, кометы такого же рода одновременно бомбардировали нашу планету и принесли большую часть воды и на Землю.
"Луна и Земля — это двойная планетная система, и бомбардировка кометами происходила для двух небесных тел одинаково: сколько комет падало на квадратный километр Луны, столько же падало на квадратный километр Земли", — отметил Митрофанов. Он уточнил, что "кометный дождь" случился не в момент формирования Земли 4,5 млрд лет назад — планета тогда была слишком горяча, и большая часть принесенной воды должна была испариться. Основной кометный удар пришелся на период "большой бомбардировки" 4 млрд лет назад, когда планета остыла.
Была эпоха гигантской бомбардировки, это произошло примерно 4 млрд лет назад, когда орбиты планет в Солнечной системе перестраивались и возникли мощные гравитационные возмущения. Они "сотрясали" находящееся за пределами Солнечной системы облако Оорта, откуда в результате начали "выпадать" кометы с достаточной частотой
На Луне в отличие от Земли вода не могла сохраниться в больших количествах — за счет малого притяжения, практически отсутствующего магнитного поля и атмосферы большая часть воды после удара комет испарялась. Возникала временная атмосфера из водяного пара, которая частично оседала на полюсах естественного спутника — там, где почти нет солнечного излучения, — в виде инея. Затем на этот иней оседал слой реголита, и вода сохранялась в виде слоев льда вперемешку с лунным грунтом.
"Комета за кометой, десятки миллионов лет за десятками миллионов лет накопилась такая вечная мерзлота космического происхождения, и это делает очень интересной именно полярную Луну", — отметил Митрофанов.
"Изучая эти летучие соединения на Луне, которые хранятся там как в холодильнике, мы фактически будем изучать древнее межпланетное и межзвездное вещество. Это интересно само по себе с точки зрения фундаментальной астрономии. Но это также интересно с точки зрения происхождения жизни на Земле. Изучение этих образцов может пролить свет на вопрос: образовалась ли жизнь на ранней Земле спонтанно из неживого, или "споры жизни", предбиологические соединения, предвестники жизни, были принесены из космоса. В современных лабораториях с развитыми методами диагностики в этой замерзшей воде есть возможность обнаружить те аминокислоты и предбиологические структуры, на основе которых и возникла жизнь на Земле", — рассказал начальник отдела ИКИ РАН.
Строительная бытовка
Митрофанов рассказал, что первая российская база на поверхности Луны будет небольшой — примерно с модуль Международной космической станции (МКС). "Я думаю, что первый российский обитаемый модуль на поверхности Луны будет создан где-то в 2030 году или чуть позже. Это будет первый форпост, еще не совсем база, а такая "строительная бытовка" для экспедиций посещения", — сообщил ученый, добавив, что всю эту программу и с технологической, и с финансовой точки зрения РФ может выполнить полностью самостоятельно.
"Это будет пристанище размером с модуль МКС, оборудованное системой жизнеобеспечения, куда космонавты будут переселяться после посадки из космических кораблей, которые из-за ограничений по массе будут относительно небольшими. В этом модуле кроме проведения экспериментов можно будет просто жить", — рассказал ученый.
Одно из важнейших назначений модуля — противорадиационная защита, которая очень нужна на практически не имеющей атмосферы и магнитного поля Луне, чтобы укрыться от протонных событий на Солнце, которые за секунды могут убить человека потоком заряженных частиц.
На Луне сделать защиту от радиации с таким модулем относительно просто. Один метр реголита — прекрасная защита от радиации. Соответственно, обитаемый модуль установят на поверхности удобным и устойчивым образом, а потом засыпят метровым слоем лунного грунта. После этого в нем можно будет безопасно находиться даже во время мощной солнечной вспышки
Он добавил, что такую "землянку" нужно будет сделать предварительно, до прилета космонавтов, с помощью автоматических аппаратов. "Этап автоматов должен, безусловно, предшествовать этапу посещения космонавтов, чтобы подготовить стройплощадку", — отметил Митрофанов.
Второе важное назначение обитаемого модуля — система жизнеобеспечения с применением лунных полезных ископаемых. "Я уже упомянул воду. У нас, в принципе, система жизнеобеспечения на этих первых лунных модулях может стать автономной, в отличие от МКС. На МКС нам приходится регулярно присылать грузовые корабли, которые привозят воду, в том числе потому, что космонавты не очень хотят пить воду, которая переработалась из физиологических отходов. Воду из лунного реголита можно использовать и по прямому назначению, и получать из нее кислород, и в перспективе даже водород, а водород — это уже ракетное топливо", — пояснил специалист.
Автоматические миссии
Первой на южный полюс Луны отправится автоматическая станция "Луна-25" (следующая отечественная посадочная миссия к естественному спутнику после станции "Луна-24" 1976 года). "Она должна в 2021 году сесть в окрестности южного полюса, в тот район, где, по нашим орбитальным данным, содержится относительно много воды и летучих соединений. Фактически с этого начнется лунная программа современной России, конечной целью которой является создание лунной базы", — рассказал Митрофанов.
Он подчеркнул, что кроме научной миссии у "Луны-25" будет задача технологическая — восстановление тех технических и производственных компетенций, которые были утрачены после "крайней" лунной миссии 1976 года. Станция должна будет сесть в окрестности полюса и сохранить работоспособность в течение долгой полярной ночи, которая может продлиться в районе посадки на Луне 16–18 дней (всего сутки на естественном спутнике Земли составляют 28 дней).
"После пойдет проект "Луна-Ресурс" в 2022–2023 году. Миссия 2022 года — это будет аппарат "Луна-26" на лунной полярной орбите. Ранее СССР не делал искусственных спутников Луны на полярной орбите — мы летали на умеренных широтах. То есть над полюсами также будем летать в первый раз", — рассказал Митрофанов. Орбитальный аппарат "Луна-26" проекта "Луна-Ресурс" проведет глобальную съемку поверхности и передаст на Землю данные о ее характере с высоким разрешением — порядка нескольких метров.
В 2023 году в отобранный по итогам работы орбитальной миссии "Луна-26" полярный район совершит посадку вторая автоматическая станция проекта "Луны-Ресурс" — "Луна-27" с бурильной установкой на борту. "Мы достанем вещество Луны с глубины порядка одного метра, и там непосредственно на борту станции начнутся первые исследования лунной вечной мерзлоты", — рассказал Митрофанов. Он добавил, что на последующем этапе лунной программы очень важно вернуть это вещество на Землю и детально изучить его состав в земных лабораториях на предмет потенциально опасных для космонавтов соединений, которые попали в лунный реголит из межпланетной среды, комет и астероидов. Эту задачу в середине следующего десятилетия должен решить проект "Луна-Грунт".