תוכניות לחקר ירח, שהופסקו במקביל בברית המועצות ובארצות הברית באמצע שנות השבעים, הופכות שוב לפופולריות ומבוקשות. מרוץ הירח, שנראה היה לפני זמן רב, צובר תאוצה שוב. כיום מדענים ממדינות רבות בעולם משוכנעים שהאנושות נמצאת בשלב זה של התפתחותה, המסוגלת להבטיח את הפיכת הירח למוצב חלל של הציביליזציה. לשם כך, למדינות המובילות בעולם יש את כל מה שהן צריכות: מספר רב של נמלי חלל, רחבי ירח, מודולים שהוחזרו לכדור הארץ, וכלי שיגור ברמה כבדה.
שתי השאלות העיקריות של תכנית הירח בגלגולו המודרני הן השאלות הבאות: מדוע זקוקים בני -הארץ לירח, ואילו טכנולוגיות יסייעו לאנושות ליישב אותו? מדענים ממדינות רבות בעולם מחפשים היום את התשובה לשאלות אלו. כיום רוסיה, ארה"ב, מדינות האיחוד האירופי, סין, הודו ויפן מגלות עניין בלוויין הטבעי היחיד של כדור הארץ. הירח נזכר שוב בשנת 2004, אז הודיע נשיא ארה"ב ג'ורג 'וו. בוש על חידוש תוכנית הירח. מאוחר יותר, בשנים 2007 ו -2013, סין שלחה את מודולי המסלול והנחיתה אל הירח. ובשנת 2014 השמיעו תוכניות לחקר הירח דמיטרי רוגוזין, המכהן בתפקיד סגן ראש ממשלת רוסיה.
באמצע שנות ה -70 של המאה הקודמת, האמינו כי טיסה לירח היא יקרה מאוד, יתר על כן, לא לגמרי ברור למה היא מיועדת. כיום הירח הופך שוב לרלוונטי ומדענים ברחבי העולם מוצאים תשובות, להן יש צורך בחידוש תוכניות הירח. למרות העובדה כי המוטיבציה הפוליטית לחקר הירח נעדרת כעת, התעוררו תמריצים חדשים. לדוגמה, מימוש תוכניות הירח לאחר יותר מחצי מאה של שכחה עשוי להיות קשור לרמה הטכנולוגית הגבוהה של הציוויליזציה של היום, הדורשת מטרות שאפתניות באמת להמשך פיתוח. כמו כן, תהליך זה יכול להיות קשור להתפתחות ולסיכויים של האסטרונאוטיקה הפרטית. כיום בארסנל של תעשיית החלל העולמית יש את כל הדרוש כדי "לכבוש" את הירח, נותר רק לקבוע במדויק את המטרות והיעדים של תוכניות הירח.
לתעשיית החלל הרוסית יש ניסיון רב בשיגורי ירח, שצבר בעבר מהנדסים ומדענים סובייטים. חלליות סובייטיות היו הראשונות לבצע נחיתה רכה על הירח, צילמו את הצד ההפוך של הלוויין הטבעי של כדור הארץ, ולקחו דגימות של האדמה הרגולית. הרובר הראשון בעולם שפעל בהצלחה על פני גוף שמימי, הידוע בכינויו "Lunokhod-1", הוא גם הכשרון של הקוסמונאוטיקה הסובייטית. רובר הירח פעל על פני הלוויין בין התאריכים 17 בנובמבר 1970 עד 14 בספטמבר 1971.
Lunokhod-1
כיום, טיסות מאוישות לירח כלולות שוב ביסודות מדיניות המדינה, כך מדווח RIA נובוסטי. במסגרת תוכנית החלל הפדרלית לשנים 2016-2025 פותח פרויקט לונה-גלוב, הכולל שיגור של שורה של תחנות אוטומטיות ללוויין טבעי של כדור הארץ. עמותת לאבוצ'קין מיישמת בימים אלה פרויקט זה. נשיא הפדרציה הרוסית ולדימיר פוטין, שביקר בביתן הקוסמוס החדש ב- VDNKh ב- 12 באפריל 2018, ציין כי תוכנית הירח של המדינה תיושם.
תוכניות מיידיות של תוכנית הירח הרוסית
בשלב הראשון של יישום תוכנית הירח הרוסית, מתוכנן להשיק חמש תחנות אוטומטיות לירח בשנים 2019-2025. כל השיגורים מתוכננים להתבצע מהקוסמודרום החדש של ווסטוצ'ני. חקר הירח על ידי תחנות אוטומטיות מרמז על בחירת אתר להרחבת הנוכחות האנושית על לוויין טבעי של כדור הארץ. המידע המתקבל אודות המשאבים הדרושים אמור לסייע בקביעת מיקום בסיס הירח.
בשלב הראשון של יישום תוכנית הירח הרוסית נקבעו המשימות המדעיות הבאות: לימוד הרכב החומר והתהליכים הפיזיים המתמשכים בקטבי הירח; מחקר על תכונות האקסוספירה ותהליכי האינטראקציה של פלזמה בחלל עם פני השטח בקוטבי הירח; חקירת המבנה הפנימי של לוויין טבעי של כדור הארץ באמצעות שיטות סיסמומטריה גלובלית; מחקר של קרניים קוסמיות בעלות אנרגיה גבוהה במיוחד.
כרגע, התוכניות המיידיות של רוסיה לחקור את הירח באמצעות תחנות אוטומטיות הן כדלקמן:
2019 - שיגור חללית Luna -25. המשימה היא לחקור את פני הירח באזור הקוטב הדרומי.
2022 - שיגור חללית Luna -26. משימה - לימוד מרחוק של הירח, המספק תקשורת למשימות ירח עוקבות.
2023 - שיגור 3 ו -4 לוויני Luna -27 (בדיקות נחיתה ראשיות וגיבוי). משימה - פיתוח טכנולוגיות ליצירת בסיס קבוע על פני הירח, לימוד הריגולית ואקסוספירה של הירח.
2025 - שיגור חללית Luna -28. המשימה - משלוח דגימות קרקע ירח תרמוסטית לפני השטח של כדור הארץ, אשר יוכרו על ידי תחנות אוטומטיות קודמות, גבישי קרח עשויים להיות בדגימות.
כיצד ניתן להשתמש בירח
מדענים רבים מאמינים כי הרחבת החלל תהיה שלב הגיוני בהמשך התפתחות האנושות. במוקדם או במאוחר, הציוויליזציה שלנו תגיע לשלב שבו היא תהיה צפופה על הפלנטה שלנו ויהיה צורך בבסיס של חילוף על הירח, משם ניתן יהיה להתחיל בנוחות אל מאדים או כוכבי לכת אחרים של מערכת השמש..
מומחים מקשרים תקוות מיוחדות לאפשרות לכריית מינרלים שונים על הירח, תוך הדגשת הליום -3 מכולם. חומר זה כבר נקרא אנרגיית העתיד והאוצר העיקרי של הירח. בעתיד הוא יכול לשמש כדלק לאנרגיה תרמו -גרעינית. מבחינה היפותטית, במהלך היתוך תרמו-גרעיני עם תגובה של טון אחד של החומר הליום -3 ו -0.67 טון דוטריום, יש לשחרר אנרגיה שווה ערך לבעירה של 15 מיליון טון נפט (אך נכון לעכשיו, היתכנות הטכנית של תגובה כזו לא נחקר). זה לא לוקח בחשבון את העובדה כי הליום -3 על פני הירח יצטרך לחלץ איכשהו. וזה לא יהיה קל, שכן על פי מחקרים, התוכן של הליום -3 בריגולית הירח הוא כגרם אחד ל -100 טון של אדמת ירח. לכן, כדי לחלץ טון של איזוטופ זה, יהיה צורך לעבד לפחות 100 מיליון טון של אדמת ירח באתר. עם זאת, אם ניתן לפתור את כל הבעיות בייצורו והשימוש בו, הליום -3 יוכל לספק אנרגיה לכלל האנושות במשך אלפי שנים קדימה. עתודות המים, המצויות גם בקרקע הירח, מעניינות גם הן את המדענים.
הפוטנציאל המדעי של הירח עדיין אינו מותש. מומחים עדיין אינם יודעים כיצד נוצר הלוויין של כדור הארץ בדיוק והתשובה לשאלה זו, מן הסתם, אינה נמצאת על הפלנטה שלנו. כמו כן, נראה כי הירח הוא פלטפורמה מצוינת לביצוע תצפיות אסטרופיזיות, מכיוון שאין אווירה על הלוויין הטבעי של כוכב הלכת שלנו. מבחינה טכנית, ניתן להתקין טלסקופים על פני השטח שלו כעת. כמו כן, יהיה נוח יותר לעקוב אחר אסטרואידים מהירח, שעלולים להוות סכנה רצינית לכדור הארץ.ובעתיד הרחוק מאוד, האנושות תוכל לחשוב על העברת כל התעשיות עתירות האנרגיה לירח, מה שיסייע להפחית משמעותית את היקף הפליטות התעשייתיות על הפלנטה שלנו.
רכבי שיגור סופר כבדים
נכון לעכשיו, השאלה לגבי הצורך בכלי שיגור סופר כבדים לטיסות לירח נותרה שנויה במחלוקת. מישהו סבור שאי אפשר להסתדר בלי טילים המסוגלים לשאת עד 80-120 טון מטען, בעוד שאחרים, להיפך, רואים בגישה של יצירת טילים כאלה לא רציונאליים, ומצדיק זאת על ידי הפעלה יקרה ותחזוקה של הצורך תַשׁתִית. בכל מקרה, הקוסמונאוטיקה העולמית יכולה לספק יצירת רקטות כאלה. יש מספיק ניסיון בפיתוחם: אלה הן רקטות המוביל הסובייטיות "N-1", "אנרג'יה", "וולקן" וה"שבתאי 5 "האמריקאית," ארס החמישי ".
טיל "אנרג'יה" עם החללית "בוראן"
נכון לעכשיו, ארצות הברית עובדת על שני פרויקטים של רקטות כאלה - מערכת שיגור החלל, שהשיגור שלה התעכב ונבדק בהצלחה על ידי הרקטה הפרטית Falcon Heavy. ב- PRC הם עובדים על יצירת רקטה סופר כבדה משלהם "9 במרץ הגדול", שנועדה בבת אחת עבור 130 טון מטען. ברוסיה נבדקו טילים ממשפחת אנגארה והעבודות נמשכות על הרקטה הסופר כבדה אנרג'יה -5. כרגע לא חסרים נמלי חלל לשימוש בכלי שיגור סופר כבדים על כדור הארץ: באיקנור, ווסטוצ'ני, קורו בגיאנה הצרפתית וונדנברג בפלורידה, 4 נמלי חלל בסין.
מתוכנן שההשקה הראשונה של רכב ההשקה הרוסי הסופר כבד החדש Energia-5 תתקיים לא לפני 2028, ומתחם ההשקה עבורו בקוסמודרום ווסטוצ'ני יהיה מוכן בשנת 2027. כך דיווחה בעבר סוכנות TASS בהתייחס למקורות משלה בתעשיית הרקטות והחלל. משטח השיגור של הרקטה הרוסית החדשה ייבנה על פי העקרונות שיושמו עבור רכב השיגור הסובייטי של אנרג'יה בבייקונור (אתר מס '250). נמסר כי מדובר במתחם שיגור אוניברסלי, שממנו ניתן לשגר גם רכבי שיגור מסוג סויוז -5 ברמה בינונית ותצורות של שניים, שלושה או חמישה טילים כאלה (להשגת מטענים שונים). עקרון שילוב חמישה טילים מהווה את הבסיס לרקטה הסופר כבדה הרוסית החדשה אנרג'יה -5.
נכון לעכשיו, מפתחים רוסים עובדים על יצירת שני פרויקטים של טילים המוצעים ליישום-"Energia-5V-PTK" ו- "Energia-5VR-PTK" עם מסת שיגור של 2368 ו -2346 טון. שתי הגרסאות של רכב השיגור יוכלו לשגר עד 100 טון מטען למסלול קרקע נמוך, ועד 20.5 טון מטען למסלול עקיף - המסה של גרסת ה"ירח "של חללית הפדרציה המפותחת.
הראייה לכאורה של מתחם השיגור עם רקטת מערכת שיגור החלל
על פי החישובים של רוסקוסמוס, פיתוח רכב שיגור סופר כבד ויצירת התשתית הדרושה להשקתו בקוסמודרום ווסטוצ'ני יעלו כ -1.5 טריליון רובל. כמו כן, רוסקוסמוס הצהיר בעבר כי אין צורך למהר ליצור טילים כאלה עד שנת 2030, מכיוון שפשוט אין מטענים עבורם. במקביל, RSC אנרג'יה הודיעה מוקדם יותר כי יצירת רקטה סופר כבדה רוסית תהיה זולה פי 1.5 משכפול רכב השיגור של אנרג'יה הסובייטית, שיצירתה, יחד עם חללית בוראן, הייתה השאפתנית ביותר תוכנית בהיסטוריה של רקטות החלל הרוסי.
תחנת מסלול ובסיסי ירח
פרויקטים לבניית תחנות למגורים במסלול שלה נחשבות כשלבי ביניים בחקר הירח. רוסיה, ארצות הברית וסין כבר הודיעו על יישום תוכניות כאלה בתקופה שבין 2025 ל -2030. אין סיבה לפקפק בפרויקט זה ייושם. לקהילה הבינלאומית יש כיום ניסיון עשיר בפעולה המוצלח של ה- ISS.מוקדם יותר, ארצות הברית ורוסיה הסכימו לעבוד יחד על תחנה בינלאומית המאוישת ליד הירח Deep Space Gateway. האיחוד האירופי, קנדה ויפן עובדים גם הם על הפרויקט. השתתפות בתוכנית ובמדינות BRICS אפשרית. במסגרת הפרויקט הזה, רוסיה יכולה ליצור מאחד לשלושה מודולים לתחנה חדשה: מנעול ומודולים למגורים.
השלב הבא לאחר הקמת תחנה מיושבת עולמית יכול להיות יצירת בסיסים מיושבים בירח. על הלוויין הטבעי של כדור הארץ אין שדה מגנטי ואטמוספירה, בעוד ששטח הירח מופגז ברציפות על ידי מיקרו -מטוריטים, וירידות הטמפרטורה ביום אחד מגיעות ל -400 מעלות צלזיוס. כל זה הופך את הירח לא למקום הידידותי ביותר לאדם. אפשר לעבוד על פני השטח שלו רק בחליפות חלל וברחבי ירח אטומים, או כשהם בתוך מודול ישיבה נייח המצויד במערכת תומכת חיים שלמה. יהיה הכי נוח לפרוס מודול כזה בקרבת הקוטב הדרומי של הלוויין שלנו. תמיד אור כאן ויש פחות תנודות טמפרטורה. מתוכנן שבשלב הראשון, רובוטים יעסקו בהרכבת מודול המגורים. לאחר טיסות מאוישות לירח מפותחות מספיק, בניית מודול ירח למגורים תתרחב.
מושג בסיס הירח
התושבים הראשונים של הלוויין שלנו יפרסו לראשונה על פני השטח אמצעי תקשורת שלו עם התחנה המסללית ועם כדור הארץ, ולאחר מכן יתחילו לשגר תחנות כוח המבוססות על תאי דלק או תאי פוטו גמישים. יהיה צורך לפתור את סוגיות ההגנה על בסיס הירח מפני התלקחויות שמש וקרינה קוסמית. לשם כך, מתוכנן לכסות אותו בשכבת רגולית באורך מטר, למשל, על ידי ביצוע פיצוצים מכוונים, מכיוון שאין טעם להעביר משאיות זבל ומחפרים אל פני הירח. עבודות הבנייה על הירח יצטרכו להתבסס על טכנולוגיות שונות לחלוטין: להדפיס אלמנטים מבניים במדפסת תלת מימד; להשתמש במודולים מתנפחים; ליצור חומרים מרוכבים מאדמת הירח באמצעות סינתזה בטמפרטורה גבוהה וסינטור לייזר.
במודול הירח למגורים תהיה מערכת שתיית מים וחמצן מפותחת, ותיווצר חממת ירקות. לבסיס ירח המתקיים בעצמו תהיה חשיבות מרכזית. רק בדרך זו ניתן יהיה לצמצם את מספר הרקטות באמצעות מטענים שונים שנשלחו לירח. נכון לעכשיו, אין מכשולים בסיסיים להתיישבות האדם של הירח, אך איך ייראה בסופו של דבר בסיס הירח המיושב, יהיה תלוי במטרות שלשמן הוא יתוכנן.
