Программа Artemis по исследованию Луны
Программа Artemis по исследованию Луны под руководством США представляет собой сложный набор взаимосвязанных проектов, которые неоднократно пересматривались новыми руководителями Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Последние значительные изменения были внесены новым Администратором NASA, Джаредом Айзекманом. В ходе официального мероприятия он представил переработанные подходы к носителю SLS, к самой миссии Artemis III и в целом к стратегии ведомства в рамках лунной программы.
Вскоре после этого Айзекман анонсировал намерение построить постоянную лунную базу под рабочим названием Moon Base Alpha и одновременно объявил об отказе от проекта Lunar Gateway — орбитальной станции, которая должна была служить аванпостом вокруг Луны. С тех пор коммуникации NASA по лунным планам стали появляться чаще и более подробно, в том числе в интересах большей прозрачности, декларируемой руководством.
Последнее официальное обновление касается наземных модулей (лендеров) частных компаний, выбранных для доставки инфраструктуры и оборудования, необходимого для становления Moon Base Alpha. В пресс-релизе агентства указано, что четыре компании — Blue Origin, Firefly Aerospace, Intuitive Machines и Voyager Lunar Systems — работают над созданием посадочных модулей с поставкой на поверхность Луны в пределе до 2028 года. Эти поставки войдут в первую фазу строительства базы, обозначенную как «фаза экспериментов и обучения», в ходе которой будут изучаться лунная среда и проверяться новые технологии.
При этом NASA продлила продолжительность этой начальной фазы ещё на год — до конца следующего периода — не предоставив публичного объяснения причин продления. Blue Origin представила прототип посадочного аппарата под названием Blue Moon MK1, отличающийся от будущей пилотируемой версии. Первая миссия аппарата получила название Endurance. Этот ландер завершил климатические и вакуумные испытания в одной из крупнейших термовакуумных камер в мире — «Камере А» исследовательского центра имени Джонсона. Такие испытания позволяют в условиях экстремальной температуры и низкого давления проверить соответствие тепловых и конструктивных характеристик фактическим прогнозам и расчётам.
Использование объектов центра Джонсона компанией коммерческого сектора стало возможным благодаря новому подходу NASA — так называемому «front door» — при котором агентство предоставляет свои стенды и экспертизу, чтобы привести частные разработки к стандартам безопасности и успеха, принятым в NASA. На текущем этапе структура аппарата, элементы двигательной установки и авионики полностью собраны; в ближайших тестах будут подтверждаться кабельные подключения для интеграции полезной нагрузки. Одна из финальных проверок предполагает заполнение баков криогенным топливом; испытание систем связи и передач на наземные антенны и спутники уже прошло успешно.
Основная задача миссии Endurance — обеспечить максимально точную посадку и проверить автономные системы управления, навигации и ориентирования. Как и другие выбранные аппараты, Blue Moon MK1 доставит на поверхность стереокамеры для изучения взаимодействия струи отработавших двигателей с реголитом (SCALPSS — Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies) и лазерный ретрорефлектор. Запуск сейчас запланирован не ранее позднего срока следующего периода, но эта дата может быть сдвинута из‑за возможных проблем в предстоящих испытаниях и из‑за расследования причин взрыва во время статического огневого прогрева ракеты New Glenn, также разработанной Blue Origin.
В результате инцидента стартовый комплекс получил значительные повреждения, федеральный авиационный регулятор открыл расследование; работы по восстановлению площадки начались через некоторое время, а предварительная причина инцидента связывается с отказом клапана. Глава Blue Origin публично сообщил о намерении повторно вывести ракету на стартовую позицию до конца следующего цикла.
Вторая миссия Blue Origin, названная Blue Ghost (модификация для дальней стороны Луны), собирается впервые в американской программе осуществить посадку на обратной стороне спутника. Это будет увеличенная модификация, специально подготовленная для условий обратной стороны. Совместно с ней на борту выступит Elytra — орбитальный модуль многофункционального назначения, разработанный компанией Firefly. Изначально анонсированный для демонстрационного полёта на орбите Земли, в лунской конфигурации Elytra сможет доставлять полезную нагрузку как на орбиту, так и на поверхность.
На Elytra заявлено шесть полезных нагрузок: три в рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS) NASA и три — от других государственных и коммерческих организаций. Среди них — LuSEE‑Night, радиотелескоп NASA для исследований ранней Вселенной; система связи Jet Propulsion Laboratory, предназначенная для приёма и передачи команд и для ввода в работу спутника Lunar Pathfinder Европейского космического агентства; австралийский сейсмометр SPIDER; эмирейтский ровер Rashid 2; и демонстратор от Volta Space, проверяющий передачу электроэнергии с орбиты на поверхность с помощью лазерных соединений. LuSEE‑Night намерено использовать Elytra для калибровки применяемых радио‑частот.
Хотя двойная конфигурация «Elytra + Blue Ghost» будет применена впервые, часть подсистем уже использовалась на предыдущих полётах, что снижает технические риски и издержки. Firefly пока не предоставляет подробного публичного отчёта о недавних этапах работ над ландером, но в сообщениях компании запуск указывается «не ранее позднего срока следующего периода», и отмечается, что он может быть осуществлён на ракете Falcon 9 компании SpaceX.
Intuitive Machines также планирует вывести на орбиту компонент, остающийся вокруг Луны: репитерный аппарат Altus‑1, который будет ретранслировать сигналы связи с Землёй и нести три полезных груза. Один из них — NavCube3‑mini, приёмник сигналов навигационных спутников GPS и Galileo, переданный компанией NASA. Приём таких сигналов позволяет оценивать позицию аппарата на орбите лунного спутника по аналогии с наземными навигационными методами; первая демонстрация с применением Galileo ранее была выполнена с участием итальянского космического агентства и частной компании.
Для Intuitive Machines это будет уже третья попытка после двух неудачных посадок: в первом случае ландер Odysseus лёг на бок и не смог полноценно передать данные и развернуть всю полезную нагрузку, во втором аппарат Athena перевернулся. Недавно компания получила финансирование NASA в размере свыше ста сорока миллионов долларов: часть средств выделена на разработку миссии с проверенным дизайном ландера, а остальное — как стимулирующая выплата, привязанная к успешной квалификации продуктовой линейки и обеспечению серийного и оперативного производства модулей посадки.
Сам посадочный аппарат Trinity базируется на конструкции Nova‑C и по дизайну близок к предыдущим образцам. На борту будет набор полезных грузов NASA, коммерческих и гражданских партнёров; миссия сосредоточится на изучении геомагнитного окружения кратера Reiner Gamma. По тексту релиза Trinity выглядит отстающим по срокам: ещё идут работы по внутренней проводке и испытаниям сенсоров; лишь сенсоры, а не весь аппарат, прошли испытания в термовакуумной камере. Сообщается, что в ближайшие недели планируется завершить последние операции, включая установку двигательных агрегатов и проверочный запуск двигателей. Старт сейчас намечен не ранее конца следующего периода и, вероятно, может быть перенесён далее.
В обновлении NASA также отмечено появление Voyager Technologies в составе исполнителей лунных посадочных программ: это следствие приобретения в середине заявленного цикла компании Astrobotic, которая ранее запустила небольшой ландер Peregrine. Первая попытка Astrobotic завершилась аварийно: в момент стартовой кампании, совпавшей с дебютным полётом ракеты Vulcan United Launch Alliance, отказ двигателя привёл к тому, что ландер не покинул орбиту и сгорел при возвращении в атмосферу.
Новый Griffin — будущий посадочный комплекс, у которого пока нет окончательного коммерческого имени — проходит климатические и структурные испытания в лабораториях Jet Propulsion Laboratory; недавно он успешно прошёл анализ распределения масс. В ближайшие недели запланированы дополнительные стендовые проверки, имитирующие фазы от старта до посадки, чтобы снизить риски и повысить адаптивность системы в условиях низкой гравитации и при подъёме реголита в момент сближения с поверхностью. По завершении тестов Griffin будет окончательно собран на предприятиях компании.
Главный научный груз — ровер FLIP, созданный Astrolab, на котором расположатся пять приборов NASA; остальные грузы носит символический характер, включая, например, «капсулу времени» японского происхождения и куборовер, рассчитанный на проведение измерений математической константы π. Первоначально на Griffin должен был возиться другой крупный проект NASA — ровер VIPER для поиска подповерхностной воды — но из‑за высоких затрат его строительство было приостановлено и обсуждался вариант демонтажа и перераспределения компонентов. После периода неопределённости проект возобновили, и сейчас ожидается, что его запуск будет осуществлён на ракете New Glenn. Griffin‑1 планируется вывести ракетой Falcon Heavy, при этом NASA указывает срок «не ранее конца следующего периода».
Northrop Grumman, в свою очередь, получила контракт от NASA на создание трёх технологических демонстраторов, предназначенных для доставки полезных грузов на поверхность Луны. Эти демонстраторы задействуют элементы питания и авионики, разработанные для модуля HALO, который первоначально должен был быть частью отменённого проекта Lunar Gateway. Ранее NASA отменило Lunar Gateway с несколькими модулями, включая HALO и Power and Propulsion Element, пояснив решение смещением фокуса на операции непосредственно на поверхности и накопившимися трудностями в строительстве модулей, среди которых значительное превышение проектной массы и связанные с этим задержки и издержки.
Первые демонстрационные пуски Northrop Grumman — серия LID (Lunar Infrastructure Demos) — проверят способность систем выживать в течение лунной ночи, продолжительностью четырнадцать земных дней, и выдерживать сопутствующие экстремальные условия. Также планируется испытать концепцию общей наземной энергетической инфраструктуры, предназначенной для питания критических полезных нагрузок и других ресурсов будущей базы, а также отработать авионику и базовые электрические возможности.
Компания создаст не посадочные модули, а по два орбитальных аппарата-«близнеца» массой около 400 килограммов, которые должны продемонстрировать относительную навигацию и операции вблизи Луны, используя оптические датчики и наземные трекинговые измерения. Эти методики близки по принципу к тем, что предполагается применять для взаимодействия капсулы Orion с коммерческими лендерами. Проект получил рабочее имя CAPSTONE 02 и предполагается к запуску в обозримом следующем цикле; однако пока не объявлены ни подрядчик по услугам вывода на орбиту, ни носитель.
В сумме обновление NASA отражает перераспределение приоритетов агентства — от орбитальной инфраструктуры к прямым операциям на поверхности — и привлекает широкий набор коммерческих подрядчиков к поэтапной доставке и проверке компонентов будущей Moon Base Alpha. Многие аппараты проходят климатические, вакуумные и структурные испытания, при этом у нескольких программ сохраняются риски задержек и технических проблем, связанных и с собственными тестами, и с внешними инцидентами на носителях. NASA финансирует как разработку новых посадочных платформ, так и укрепление серийного производства уже проверенных конструкций, чтобы обеспечить надёжность и регулярность поставок полезной нагрузки для экспериментальной фазы базы.
