Ni skrivnost, da je raziskovanje Lune in ustvarjanje bivalne baze na njej ena od prednostnih nalog ruske kozmonavtike. Za izvedbo tako obsežnega projekta pa ni dovolj organizirati enkraten polet, ampak je treba zgraditi infrastrukturo, ki bi omogočala redne polete na Luno in z nje na Zemljo. Za to je poleg ustvarjanja novega vesoljskega plovila in super težke nosilne rakete potrebno ustvariti baze v vesolju, ki so orbitalne postaje. Eden od njih se lahko pojavi v Zemljini orbiti že v letih 2017–2020 in se bo v naslednjih letih razvijal s povečanjem modulov, vključno s tistimi za izstrelitev na Luno.

Pričakuje se, da bo do leta 2024 postaja opremljena z napajalnimi in transformabilnimi moduli, namenjenimi delu z lunarnimi misijami. Vendar je to le del lunarne infrastrukture. Naslednji pomemben korak je lunarna orbitalna postaja, katerega ustvarjanje je vključeno v ruski vesoljski program. Od leta 2020 bo Roscosmos obravnaval tehnične predloge za postajo, leta 2025 pa naj bi odobrili osnutek dokumentacije za njene module. Hkrati se bodo leta 2022 začeli razvijati računalniki in znanstvena oprema za lunarno orbitalno postajo, da bi leta 2024 začeli zemeljski razvoj. Lunarna postaja naj bi vsebovala več modulov: energetski modul, laboratorij in vozlišče za priklop vesoljskih plovil.

Ko govorimo o potrebi po takšni postaji v orbiti Lune, je treba opozoriti, da lahko letite z Lune na Zemljo le enkrat na 14 dni, ko njihove orbitalne ravnine sovpadajo. Vendar pa lahko okoliščine zahtevajo nujen odhod, v tem primeru bo postaja preprosto ključnega pomena. Poleg tega bo lahko rešil celo vrsto problemov različne narave, od komunikacij do oskrbe. Po mnenju številnih strokovnjakov bi bila najbolj racionalna možnost postavitev lunarne orbitalne postaje na točko Lagrange, ki se nahaja 60.000 km od Lune. Na tej točki so gravitacijske sile Zemlje in Lune medsebojno uravnotežene in s tega mesta bo mogoče izstreliti na Luno ali Mars z minimalnimi stroški energije.

Pot leta do Lune bo verjetno izgledala takole. Nosilna raketa izstreli vesoljsko plovilo v orbito, nato pa ga sprejme ruska vesoljska postaja, ki se nahaja v Zemljini orbiti. Tam jo bodo pripravili za nadaljnji let in po potrebi (če bo treba povečati maso ladje) bodo ladjo tukaj sestavili iz več modulov, izstreljenih v več izstrelitvah. Po izstrelitvi bo ladja premagala razdaljo do ruske lunarne orbitalne postaje in se z njo povezala, nato pa bo lahko ostala v orbiti, spustni modul pa bo poletel na Luno.

> > > Lunina orbita

Lunina orbita– vrtenje satelita okoli Zemlje. Preučite apogej, perigej in ekscentričnost, razdaljo do planeta, lunine cikle in faze s fotografijami ter kako se bo orbita spremenila.

Ljudje so vedno z veseljem gledali sosednji satelit, ki se zaradi svoje svetlosti zdi nekaj božanskega. Luna se vrti v orbiti okoli Zemlje od njenega nastanka, zato so jo prvi ljudje tudi opazovali. Radovednost in evolucija sta privedli do računalništva in naše sposobnosti zaznavanja vzorcev vedenja.

Na primer, os vrtenja Lune sovpada z orbitalno. V bistvu se satelit nahaja v gravitacijskem bloku, torej vedno gledamo na eno stran (tako je nastala ideja o skrivnostni oddaljeni strani Lune). Zaradi svoje eliptične poti se nebesno telo občasno zdi večje ali manjše.

Orbitalni parametri Lune

Povprečna Lunina ekscentričnost je 0,0549, kar pomeni, da Luna ne kroži okoli Zemlje v popolnem krogu. Povprečna razdalja od Lune do Zemlje je 384.748 km. Lahko pa se razlikuje od 364397 km do 406748 km.

To vodi do spremembe kotne hitrosti in opazovane velikosti. V fazi polne Lune in na položaju perihelija (najbližje) jo vidimo 10 % večjo in 30 % svetlejšo kot v apogeju (največja razdalja).

Povprečni naklon orbite glede na ravnino ekliptike je 5,155°. Siderična in osna doba sovpadata - 27,3 dni. To se imenuje sinhrono vrtenje. Zato se je pojavila »temna stran«, ki je preprosto ne vidimo.

Zemlja obkroži tudi Sonce, Luna pa Zemljo obkroži v 29,53 dni. To je sinodično obdobje, ki prehaja v faze.

Cikel Lunine orbite

Iz luninega cikla nastanejo lunine faze – navidezna sprememba videza nebesnega telesa na nebu zaradi sprememb v količini osvetlitve. Ko se zvezda, planet in satelit postavijo v vrsto, je kot med Luno in Soncem 0 stopinj.

V tem obdobju lunarna stran, ki je obrnjena proti Soncu, prejme največ žarkov, stran, ki je obrnjena proti nam, pa je temna. Sledi prehod in kot se poveča. Po novi luni so predmeti ločeni za 90 stopinj in že vidimo drugačno sliko. V spodnjem diagramu lahko podrobno preučite, kako nastanejo lunine faze.

Če se nahajajo v nasprotnih smereh, potem je kot 180 stopinj. Lunarni mesec traja 28 dni, med katerimi satelit »raste« in »zmanjšuje«.

Pri četrtini je Luna manj kot do polovice polna in raste. Sledi prehod čez polovico in zbledi. Srečamo se z zadnjo četrtino, kjer je druga stran diska že osvetljena.

Prihodnost lunarne orbite

Vemo že, da se satelit postopoma oddaljuje v orbiti od planeta (1-2 cm na leto). In to vpliva na dejstvo, da se z vsakim stoletjem naš dan daljša za 1/500 sekunde. Se pravi, pred približno 620 milijoni let se je Zemlja lahko pohvalila z le 21 urami.

Zdaj dan zajema 24 ur, vendar Luna ne neha poskušati pobegniti. Navajeni smo imeti sopotnika in žalostno ga je izgubiti. Spreminjajo pa se razmerja med predmeti. Zanima me samo, kako bo to vplivalo na nas.

Lunarna postaja Deep Space Gateway (levo). Render: NASA

Predstavniki Nase so objavili podrobnosti vesoljskega programa Deep Space Gateway, ki bo pripravljalna faza za misijo na Mars. Program bo raziskoval cislunarno vesolje, kjer morajo astronavti zgraditi in preizkusiti sisteme, preden odpotujejo v globoko vesolje, vključno na Mars. Tukaj bodo preizkušali tudi robotske misije s spustom na lunino površino. Astronavti iz cislunarnega vesolja se bodo lahko vrnili domov v nekaj dneh, če bo prišlo do težave. Traja veliko dlje, da pridejo iz Marsove orbite, zato NASA raje najprej opravi teste na manjši razdalji - blizu Lune.

Raziskovanje cislunarnega vesolja se bo začelo s prvo izstrelitvijo nosilne rakete Space Launch System (SLS) z vesoljskim plovilom Orion. Tritedenska raziskovalna misija se imenuje Exploration Mission-1 (EM-1). To bo brez posadke. Kljub temu bi morala biti ta misija izjemen dogodek za astronavtiko, saj bo prvič v zgodovini vesoljsko plovilo, namenjeno ljudem, poletelo tako daleč od Zemlje.

vesoljsko plovilo Orion. Render: NASA

Izstrelitev SLS z vesoljskim plovilom Orion bo potekala iz lansirnega kompleksa 39B na kozmodromu Vesoljskega centra. Kennedyja, predvidoma konec leta 2018. Ko bo v orbiti, bo Orion postavil svoje sončne celice in se usmeril proti Luni. Vesoljsko plovilo bo poganjala stopnja Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS), ki se nahaja na nosilni raketi SLS neposredno pod vesoljskim plovilom Orion kot zgornja stopnja rakete.

Vmesni kriogeni pogonski sistem. Render: NASA

Potovanje na Luno bo trajalo več dni. Po zaključku se bo Orion odklopil od ICPS, slednji pa bo v vesolje izpustil več mini satelitov CubeSat. Skupaj z vesoljskim plovilom je raketa SLS sposobna dvigniti v orbito 11 mini satelitov, vsak po 6 enot.

Predvideva se, da bo eden od satelitov v cislunarnem vesolju BioSentinel, ki bo prvič v zadnjih 40 letih ponesel zemeljsko obliko življenja v globoko vesolje. Cilj znanstvenega programa BioSentinel je preučevanje učinkov kozmičnega sevanja na žive celice v 18 mesecih delovanja satelita.

NASA načrtuje, da bo v letu 2020 ušla v ritem in izvedla eno izstrelitev na leto. Prvi polet s posadko je predviden za avgust 2021.

Načrt za ta let temelji na profilu translunarne injekcije (TLI) – nekakšnem manevru pospeševanja s trajektorijo, ki ladjo postavi v lunino orbito. Pot je prikazana na spodnjem diagramu, kjer rdeča pika označuje lokacijo manevra TLI. Pred izstrelitvijo proti Luni bo vesoljsko plovilo dvakrat obkrožilo Zemljo in postopoma povečevalo hitrost v pripravah na TLI.

Vesoljsko plovilo Orion se bo vrnilo na Zemljo s pomočjo gravitacijskega manevra in se obrnilo okoli Lune. Med tem preletom bo posadka letela na tisoče kilometrov onkraj Lune. Za prvo misijo s posadko je NASA določila prilagodljiv časovni načrt. Misija lahko traja od 8 do 21 dni.

NASA je določila cilje in cilje za lunarne misije. Skupaj z eksperimenti na ISS bodo ti znanstveni projekti pripravili prihodnje misije v globokem vesolju.

Letalska oprema za prvo in drugo misijo SLS in Orion je zdaj v proizvodnji, sistemi za vzdrževanje življenja in povezane tehnologije pa se testirajo na ISS. Razvojna dela se nadaljujejo pri ustvarjanju ohišja in pogonskega sistema ladje, na kateri bodo ljudje odšli na Mars, tukaj NASA tesno sodeluje z zasebnimi podjetji in tujimi partnerji, ki ponujajo lastne rešitve za obstoječe težave.

Lunarno vesoljsko pristanišče

Tam bodo vir energije, bivalni modul, priklopni modul, komora zračne zapore in logistični modul. Pogonski sistem bo uporabljal predvsem električni pogon za vzdrževanje položaja lunarne postaje ali premikanje v različne orbite za različne misije v bližini Lune, piše Nasa.

Tri glavne module lunarne postaje - elektrarno, bivalni modul in logistični modul - bo v orbito dvignila raketa SLS in dostavila vesoljska ladja Orion.

NASA bo vzdrževala in uporabljala Deep Space Gateway s svojimi partnerji – tako komercialnimi podjetji kot tujimi partnerji.

Prevoz v globoko vesolje

Vozilo bodo testirali v naslednjem desetletju, NASA pa načrtuje, da bo konec leta 2020 izvedla enoletni preizkus Deep Space Transport s posadko. Astronavti bodo v cislunarnem vesolju preživeli 300-400 dni. Ta misija bo generalna vaja pred pošiljanjem astronavtov na Mars. Do danes je rekord bivanja v globokem vesolju 12,5 dni za 17 članov posadke Apolla.

Roscosmos se pripravlja na sodelovanje pri projektu izgradnje lunarne obiskane postaje Deep Space Gateway (DSG), ki jo je predlagala NASA. Ideja je ustvariti večmodulno obiskano postajo v halo orbiti več tisoč kilometrov od Lune. Takšna postaja naj bi postala nov laboratorij za preučevanje vesoljskih učinkov in podpora za nadaljnje raziskovalne polete s posadko na Luno in Mars.

Projekt je bil Nasi predstavljen marca 2017, ko je postala pot proti Luni nove administracije ameriškega predsednika Donalda Trumpa očitna. NASA pod vodstvom Baracka Obame je opustila zamisel o dosegu Lune in cilj Mars označila s prehodno stopnjo obiska asteroida blizu Zemlje – Asteroid Redirect Mission. Zaradi kompleksnosti, predvsem pa trajanja začrtane strategije, je pristop novega predsednika usmerjen v približevanje morebitnih pomembnih rezultatov. Najprej je leta 2019 v prvem testnem poletu rakete SLS in vesoljskega plovila Orion takoj izstrelil ljudi na Luno, a so ga tehnični strokovnjaki odvrnili – tveganje je bilo veliko.

Lažje je izstreliti z Lune na Mars. Če sestavite marsovsko ladjo v lunarni halo orbiti, postopoma vnašate rezervoarje za gorivo in strukturne elemente, lahko prihranite do tretjino mase goriva za let v primerjavi z izstrelitvijo iz orbite blizu Zemlje. Še večji prihranek pa lahko dosežete, če zagrabite del postaje v obliki predelka marsovske ladje.

Ne pozabite na politični motiv. Danes je glavni zunanjepolitični sovražnik ZDA Kitajska. In že se približuje ustvarjanju lastne postaje blizu Zemlje. Zato je pomembno, da ZDA poudarjajo svojo stalno tehnološko premoč, lunarna postaja je za to odlična, pri tem pa Rusija, Evropa in Japonska preprosto pomagajo.

Kakšen interes ima tu Rusija?

Kljub političnim razlikam med Rusijo in ZDA je v ruski vesoljski industriji prevladal razum, podprt z ekonomskimi motivi. Za Roscosmos je sodelovanje z Naso v 90-ih v okviru programa Mir in v 2000-ih v okviru programa ISS praktično zagotovilo varnost in visoko raven astronavtike s posadko. Projekt ISS je zdaj podaljšan do leta 2024 in po tem nihče ni mogel imenovati cilja, ki bi bil vreden in hkrati izvedljiv za proračun. Kljub deklariranim lunarnim ambicijam je takoj, ko se je pojavil denar ob sprejemanju Zveznega vesoljskega programa za 2015–2025, prva stvar, ki je šla pod nož, super težka raketa, brez katere je doseg Lune izjemno težko. Obstajalo je upanje za shemo štirih izstrelitev z Angara A5B, vendar smo morali na to pozabiti, ko je postalo jasno, da ni drugega povpraševanja po tej raketi in bo na Vostočnem samo ena izstrelitvena ploščad. Ohranil se je le razvoj medplanetarnega vesoljskega plovila "Federacija", vendar je brez "Angara-A5V" obsojen na polete blizu Zemlje, kjer zdaj prevladuje Soyuz-MS, pripravljen za delo.

Tudi če predpostavimo, da je v proračunu denar za supertežko raketo, ali je vredno razdirati industrijo za deset let, da bi ponovili Armstrongov sprehod pred 60 leti? Kaj potem? Prekiniti vse delo in pozabiti, kot so to storile ZDA v 70. letih?

Posledično je bil Roscosmos do včeraj v pat poziciji - ni bilo denarja in ni bilo posebnega smisla leteti na Luno, blizu Zemlje pa je smiselno le leteti na ISS, ki se bo kmalu končala. Toda z vstopom v lunino partnerstvo se vse spremeni.

Prvič, spet se pojavljajo priložnosti za pridobivanje naročil za razvoj in delovanje opreme za Naso. Drugič, v super težkih raketah in medplanetarnih poletih se kaže dolgoročni pomen, saj ne letimo le zaradi samopotrditve, ampak letimo, da delamo na razvoju tehnologije in napredovanju človeštva v globoko vesolje in v veliki meri ne na lastne stroške. Tretjič, industrija dobi dolgo pričakovano novo spodbudo za razvoj: ladja Federation, novi moduli postaj, sistemi za vzdrževanje življenja, skafandri, instrumenti, lunarni sateliti, lunarni roverji so končno smiselni ... Mlade ekipe se lahko končno uresničijo brez ponavljanja sovjetskega. sheme , temveč prinesti nekaj svojega na sodobni ravni.

Sodelovanje Roscosmosa pomaga tudi Nasi. Programi, ki jih je NASA poskušala razviti sama: ​​Constellation, Asteroid Redirect Mission, so se izkazali za zelo ranljive za spremembe notranjepolitične smeri. Mednarodno partnerstvo nalaga medsebojne obveznosti in zavrnitev projekta ne dobi le ekonomskega, ampak tudi političnega prizvoka, pri čemer nihče ne želi izgubiti dodatnih točk. To velja tudi za ruske mednarodne programe.

Torej, kljub prevladujočemu sodelovanju ZDA v projektu DSG, je odvisnost partnerjev tukaj obojestranska, kar se pravzaprav imenuje sodelovanje pri raziskovanju vesolja. To lahko samo pozdravimo.

ADELAIDE (Avstralija), 27. september – RIA Novosti. Vesoljski agenciji Rusije in ZDA sta se dogovorili, da bosta v lunarni orbiti ustvarili novo vesoljsko postajo Deep Space Gateway, je povedal vodja Roscosmosa Igor Komarov na mednarodnem kongresu astronavtike 2017, ki poteka v Avstraliji.

V projektu lahko sodelujejo Kitajska, Indija in druge države BRICS.

»Dogovorili smo se, da bomo skupaj sodelovali pri projektu ustvarjanja nove mednarodne lunarne postaje Deep Space Gateway. V prvi fazi bomo zgradili orbitalni del z nadaljnjo možnostjo uporabe preizkušenih tehnologij na površini Lune in kasneje. Izstrelitev prvih modulov na Mars je možna v letih 2024-2026,« je dejal Komarov.

Prispevek Rusije

Po besedah ​​vodje Roscosmosa sta strani že razpravljali o morebitnem prispevku k ustvarjanju nove postaje. Tako lahko Rusija ustvari od enega do treh modulov in standardov za enoten priklopni mehanizem za vse ladje, ki bodo prispele na prehod v globoko vesolje, poleg tega pa predlaga uporabo nosilne rakete super težkega razreda, ki se trenutno ustvarja za izstrelitev struktur v lunino orbito. .

Direktor Roscosmosa za programe s posadko Sergej Krikalev je dodal, da bi Rusija lahko razvila tudi bivalni modul.

O konkretnem tehnološkem in finančnem prispevku vseh udeležencev pri ustvarjanju prehoda v globoko vesolje bodo razpravljali v naslednji fazi pogajanj, je opozoril Komarov. Po njegovih besedah ​​je zdaj podpisana skupna izjava o nameri za delo na projektu lunarne postaje, sam sporazum pa zahteva resno dodelavo na državni ravni. V zvezi s tem bo revidiran zvezni vesoljski program za obdobje 2016–2025.

"Upamo, da bomo predstavili zanimiv in pomemben program, dokazali njegovo nujnost in zagotovili financiranje. Imamo razumevanje in upamo, da bomo delno našli zunanje vire financiranja za ta program," je dejal generalni direktor Roscosmosa .

Potreba po združevanju

Komarov je opozoril, da vsaj pet svetovnih vesoljskih agencij dela na ustvarjanju lastnih ladij in sistemov, zato je treba nekatere standarde poenotiti, da bi se izognili težavam pri tehnični interakciji v prihodnosti.

Nekateri ključni standardi, zlasti priklopna postaja, bodo oblikovani na podlagi ruskega razvoja, je dodal.

»Glede na število pristanišč, ki smo jih izvedli, in izkušnje, ki jih imamo, bo Rusija na tem področju čim bližje ruskemu. razvit bo standard za sisteme za vzdrževanje življenja,« je dejal vodja Roscosmosa.

Krikalev pa je pojasnil, da bodo standardi za priklop vsebovali enotne zahteve glede dimenzij delov priklopne enote.

"Najbolj razvita možnost je prehodni modul; dimenzije elementov bivalnega modula se lahko poenotijo, kar zadeva nosilce, je mogoče lansirati nove elemente tako na ameriškem nosilcu SLS kot na ruskem Protonu ali Angari. rekel.

Ustvarjanje prehoda v globoko vesolje bo odprlo nove priložnosti za uporabo zmogljivosti ruske industrije, razvoj RSC Energia pa lahko tukaj igra resno vlogo, je zaključil Komarov.