Почему американцы не полетят на Луну

В этом году исполнилось 50 лет с момента первой высадки человека на Луну. Первопроходцем стал американский астронавт Нил Армстронг. 20 июля 1969 года он впервые ступил на поверхность спутника Земли. Но уже в 1975 году программа "Аполлон" была завершена и с тех пор США демонстративно не интересовались Луной. Так было вплоть до XXI века, когда внезапно выяснилось, что повторить полеты на Луну не так уж и просто.

Практически каждый президент США в последние годы заявлял о необходимости новых полетов на Луну и создании там постоянных баз. Собственно, логика прозрачна: раз мы умеем летать на Луну, то не пора ли начать ее исследовать? В конце концов, развитие человеческой космонавтики без Луны вообще лишено смысла. Сейчас нам нужно собирать ракеты и поднимать грузы на орбиту или в космос со дна огромного гравитационного колодца глубиной более 200 километров.

Коэффициент полезного действия этого процесса чудовищно низок, а масса полезного груза при запуске на опорную орбиту в лучшем случае составляет несколько процентов от стартовой массы ракеты-носителя. Из-за этого человечество пока обречено лишь на полеты на орбиту, и оно никогда не сможет добраться даже до Марса.

С целью возврата США на Луну президент США Джордж Буш-старший еще в 1989 году подписал Space Exploration Initiative. В 2004 году эту тенденцию поддержал его сын Джордж Буш-младший, который утвердил Vision for Space Exploration, а в 2005 году Конгресс США одобрил программу Constellation (Созвездие), по которой американцы должны были высадиться на Луне еще в 2018 году. Однако, эта программа зашла в тупик и в 2010 году была отменена.

Нынешний президент США Дональд Трамп в 2017 году заявил о намерении развернуть американскую космонавтику лицом к Луне. В мае этого года представители американского государственного космического агентства NASA заявили о разработке программы "Артемида", которая включает в себя на первом этапе высадку астронавтов на Луну в 2024 году, а также пилотируемый орбитальный облёт Луны, начало строительства международной окололунной станции Gateway и высадку экипажа с первой женщиной на Луне в миссии Артемида-3. Второй этап программы — это полеты на Луну и создание лунной инфраструктуры. Судить об успешности этой программы сложно, ибо пока она не получила финансирования, плюс до сих пор толком не понятна схема этих миссий.

Свои лунные программы есть у американских частных компаний. Наиболее продуманный план — у компании Blue Origin американского миллиардера Джефри Безоса. Освоение Луны предполагается начать с помощью автоматических станций. В 2023 году ракета-носитель New Glenn сможет высадить на Луне посадочный модуль Blue Moon общей массой до 15 тонн и с полезной нагрузкой до 3,6 тонн. SpaceX Илона Маска обещает закончить разработку ракетного двигателя Raptor и принять участие в вышеупомянутой программе "Артемида" NASA. В ней, кстати, предполагается сотрудничество NASA с рядом крупных корпораций: Aerojet Rocketdyne, Blue Origin, Boeing, Dynetics, Lockheed Martin, Masten Space Systems, Northrop Grumman Innovation Systems, OrbitBeyond, Sierra Nevada Corporation, SpaceX и SSL.

Тем не менее, есть серьезные основания для сомнений в том, что NASA и частные американские компании — прежде всего, SpaceX и Blue Origin — выполнят свои планы. Во всяком случае до 2025 года. В чем причина такого пессимизма? Почему человечество сейчас не в состоянии повторить полеты на Луну полувековой давности?

Ответ на этот вопрос прост и заключается в трех цифрах. 70-40-25. Это приблизительные цифры, ряд может выглядеть чуть иначе. Например, 72-45-30. Но смысл от этого не меняется. Что они означают?

Первая — это масса полезной нагрузки, которую ракета-носитель должна для полета астронавтов на Луну выводить на опорную орбиту, а это примерно 200 километров над уровнем моря. Она включает в себя третью ступень ракеты-носителя, лунный корабль и спускаемый модуль.

Вторая — это масса лунного корабля со спускаемым лунным модулем, включая запасы топлива для него. Третья ступень отрабатывается во время полета от опорной орбиты к Луне.

Третья — это масса самого лунного корабля. Который во время высадки спускаемого модуля останется на орбите Луны, а затем вернется на Землю.

Схема и технология полетов на Луну пока не претерпела никаких изменений со времени миссии "Аполлон" полувековой давности. В любом случае, первые миссии будут идти именно по ней. Также нет никаких заметных изменений и по массе полезного груза.

Возможно, удастся сэкономить на массе несколько процентов, но это не сыграет большой роли. Более 85% "полезного груза" составляет топливо. Поэтому уменьшить эти показатели в 2-3 раза не получится никак. Есть ли сейчас у землян ракеты, способные выводить на опорную (низкую околоземную орбиту) полезный груз весом от 70 тонн? Ответ: нет. Таких ракет нет.

Наибольшей выводимой полезной нагрузкой на низкую околоземную орбиту среди всех эксплуатируемых ракет-носителей в мире может похвастаться американская тяжелая ракета-носитель Delta IV в модификации Heavy. На опорную орбиту она может вывести до 29 тонн полезной нагрузки при стартовой массе в 733 тонны. Эта ракета эксплуатируется с 2004 года, но коммерческих рейсов в силу высокой стоимости запуска, не выполняет.

Ракета-носитель Falcon Heavy компании SpaceX, первый полет которой состоялся в 2018 году, формально может поднять на опорную орбиту до 63 тонн груза, однако пока она максимально выводила лишь 3,5 тонны. Кроме того, NASA не сертифицировало ее для пилотируемых полетов, в том числе, и на Луну. Выяснилось, что для полетов на Луну эту ракету надо дополнительно оснащать Cryogenic Propulsion Stage от United Launch Alliance. Анонсированный компанией SpaceX в 2017 году облет Луны на корабле DragonV2 в 2018 году был отменен.

Таким образом, использование Falcon Heavy, которая еще ни разу не летала с максимальной нагрузкой на орбиту, пока под вопросом. Что есть в стадии разработок?

После провала программы "Созвездие" NASA ряд американских компаний — Boeing, United Launch Alliance, Orbital ATK, Aerojet Rocketdyne — сосредоточились на проекте ракеты-носителя сверхтяжелого класса Space Launch System (SLS). Она должна была прийти на замену планировавшейся ракете "Арес-5" и полететь в 2018-2020 годах в космос.

На лето 2019 года этой ракеты так и не было создано, а когда возможен будет ее первый полет, пока не известно. Проект Илона Маска — сверхтяжелая ракета носитель Big Falcon Rocket (BFR) — находится вообще на бумаге. А ракета-носитель New Glenn Джефри Безоса, которая сможет выводить на опорную орбиту до 45 тонн полезной нагрузки и забрасывать на Луну автоматические станции, полетит впервые в космос лишь в 2021 году. Если, конечно, будут выдержаны все сроки.

И на этом все. Лететь на Луну, не говоря уже о Марсе, американским астронавтам банально НЕ НА ЧЕМ. За 15 лет самая передовая страна на нашей планете не сделала ничего, чтобы хотя бы повторить миссию "Аполлон" на новом технологическом уровне и перейти к освоению спутника нашей планеты.

А ведь США — это та самая страна, которая в 60-70-е годы прошлого века поточным способом выпускала сложнейшие сверхтяжелые ракеты-носители семейства "Сатурн". Напомним, самая мощная в истории Земли ракета-носитель "Сатурн-5" была способна вывести на опорную орбиту полезный груз весом в 147 тонн (станция "Скайлэб"). Всего американцы под руководством немецкого гения Вернера фон Брауна менее чем за 10 лет разработали и в 1961-1975 годах изготовили 36 таких ракет-носителей сверхтяжелого класса, из которых 32 побывали в космосе. Еще 2 ракеты Сатурн-1Б были не достроены. После чего они успешно высадили 6 экспедиций на Луне.

На фоне бывших успехов нынешняя ситуация выглядит достаточно блекло. Но американцы не унывают. Отсутствие реальных достижений и успехов они грамотно прикрывают бурной рекламой, пафосным пиаром и бесконечной красочной голливудской картинкой. Благодаря этому люди несведущие даже не думают усомниться в ракетной мощи США.

Например, ракеты Space Launch System нет в природе и не известно, когда она появится. Зато в кино она уже существует: старт ракеты-носителя SLS показан в научно-фантастическом фильме "Космос между нами" (2017). Это, не считая сотен рекламных роликов. У компании SpaceX Илона Маска нет никаких ракет-носителей, которые позволят осуществить доставку живых людей на Луну, не говоря уже о Марсе.

Тем не менее, предприниматель не стесняется в своих выступлениях и презентациях показывать красивые картинки о полетах на Луну, ее колонизации или терраформировании Марса.

Главное теперь — рисовать побольше и ярче.