Превзойти "Аполлоны": как Россия готовится к колонизации Луны
Луна и Марс недавно объявлены следующей "большой целью" НАСА и "Роскосмоса". Готово ли человечество к их освоению? На эти вопросы отвечают врач-космонавт Олег Котов и его коллеги по Институту медико-биологических проблем РАН.
Международный лунапарк с шаттлами
"Почему мы летим на Луну? В первую очередь и мы и США рассматриваем лунные станции и базы в качестве своеобразной тестовой платформы для отработки технологий, необходимых для полета к Марсу. Все сценарии ее освоения строятся именно на этой концепции. Просто прилететь туда и воткнуть флаг — абсолютно неинтересно и неперспективно", — заявил Котов в беседе с РИА Новости.
Первые слухи о возможности создания "сестры МКС" на орбите Луны появились осенью 2016 года, когда состоялась закрытая встреча Международной группы по разработке космических кораблей (ISCWG).
В сентябре 2017-го представители "Роскосмоса" и НАСА официально подтвердили эти планы и подписали меморандум о сотрудничестве в строительстве лунной станции LOP-G, в соответствии с которым Россия должна сконструировать ее шлюзовый модуль.
Строительство станции рассчитывали начать в середине 2020-х годов. Следом предстояло обсудить разработку лунных шаттлов и прочих систем, необходимых для доставки людей и роботов на поверхность Луны. Не исключалась возможность создания постоянно обитаемой лунной базы.
Однако начавшиеся переговоры, как сообщили источники РИА Новости, зашли в тупик: российскую сторону не устроила ее роль в этом проекте, о чем Дмитрий Рогозин заявил в сентябре 2018-го.
Часть разногласий, по заверениям глав "Роскосмоса" и НАСА, уладили в октябре прошлого года, когда Джим Брайденстайн, новый глава американского космического агентства, впервые прилетел с визитом в Москву и на Байконур.
Тогда он подчеркнул, что постройка LOP-G будет невозможна без помощи "Роскосмоса" и других международных партнеров. Более того, он пообещал, что стандарты, на базе которых будет создаваться станция, останутся открытыми, а в их разработке смогут поучаствовать все желающие.
В их число войдет и российский Институт медико-биологических проблем РАН — один из ведущих мировых медицинских центров, специализирующийся на подготовке космонавтов и изучении условий жизни в космосе и на других планетах.
"Мы не только работаем над обеспечением текущих полетов на МКС, но и думаем о развитии космонавтики в долгосрочной перспективе. В этом году в России была сформулирована четкая стратегия развития. В первую очередь она связана с освоением Луны", — объясняет академик Олег Орлов, директор ИМБП РАН.
Программа, которую сейчас готовят ученые и представители "Роскосмоса", должна стать одним из главных движущих факторов в развитии российской космической отрасли.
Что не менее важно, этот проект увлечет за собой другие отрасли промышленности и, как отметил глава института, станет "локомотивом развития для всей страны". В ближайшее время разрабатываемый документ отправят на рассмотрение в правительство.
По словам директора ИМБП, главная задача — не просто повторить то, что сделали американские астронавты в рамках программы "Аполлон", а начать постепенно осваивать Луну, используя новые научные открытия и технологические ресурсы. В конечном итоге речь идет о создании стартовой площадкой для полетов в дальний космос.
Дорога к Луне
Для реализации всех этих амбиций необходимо не только построить новые типы ракет-носителей, способных вывести элементы будущей лунной базы на орбиту, но и понять, как жизнь за пределами радиационного щита Земли будет влиять на здоровье экипажа LOP-G.
В частности, последние опыты российских и зарубежных ученых показали, что космические лучи и прочие формы радиации не только повышают вероятность развития рака, но и способны менять поведение животных и людей, вызывая тяжелые повреждения мозга.
К тому же пока не до конца понятно, как отразятся на жизни обитателей лунной станции, не защищенной магнитным полем Земли, вспышки на Солнце. Аналогичные вопросы возникают об изменениях в работе мозга, иммунной системы и активности патогенов в условиях длительного пребывания в открытом космосе в условиях невесомости.
"Несколько лет назад мы выступили с инициативой создать на базе нашего института Международный центр по разработке технологий для медико-биологического обеспечения межпланетных полетов и инопланетных поселений. Нас поддержали и в "Роскосмосе", и в РАН, и в ФАНО, и мы сейчас работаем в этом направлении", — продолжил академик.
Некоторые ответы на эти вопросы российские исследователи и их зарубежные партнеры уже получили или получат в ближайшее время в рамках экспериментов на биоспутниках "Бион-М" и "Бион-М2". Как подчеркнул Орлов, научная программа второго аппарата, запуск которого намечен на 2022 или 2023 год, составлена с прицелом именно на межпланетные миссии.
"Результаты работы первого "Биона" очень настораживают. Они говорят о том, что полеты в космос меняют не только физиологическое состояние животных, но и более глубокие структуры на молекулярном и генетическом уровне", — добавил Владимир Сычев, руководитель программы "Бион".
По его словам, российские специалисты, готовящиеся к запуску "Биона-М2", одновременно разрабатывают научную программу зонда "Возврат-МКА". На его борту два десятка мышей отправятся в длительный полет, сопоставимый с путешествием к Луне. Запуск аппарата намечен на вторую половину 20-х годов, если финансирование космических программ не будет сокращено.
Помимо опытов в открытом космосе, радиационные эксперименты на мышах и других животных проводятся специалистами ИМБП и на Земле в сотрудничестве с Объединенным институтом ядерных исследований РАН в Дубне. Недавно представители НАСА и американского научного сообщества предложили объединить усилия и создать совместные программы в этой области.
Все эти эксперименты, как пояснил Котов, критически важны и для НАСА, и для "Роскосмоса" по одной простой причине: они помогут ученым сформулировать технические критерии для постройки компонентов станции, способных защитить ее экипаж от действия радиации.
"Чтобы вводить определенные стандарты и нормы, нужно полностью понимать, как именно радиация влияет на наш организм. Необходимо точно знать спектр радиационного воздействия, конкретные дозы", — пояснил космонавт.
По его словам, ИМБП уже участвует в разработке стандартов, которые будут применяться в системах жизнеобеспечения LOP-G. Как признал Котов, не все идет гладко из-за различий в технических подходах, но это не помешало достаточно быстрому принятию сразу нескольких критериев.
"Нам сильно помогает опыт МКС — требования к состоянию здоровья, параметрам среды и прочим вещам были выработаны уже давно. Вдобавок у нас есть общие нормы по рентгеновскому излучению и солнечной радиации. Остаются только космические лучи, которые нам совместно еще нужно изучить. От ответа на этот вопрос зависит, сможем мы полететь на Марс или нет", — продолжил Олег Котов.
Академик Орлов добавляет: пока непонятно, по какому маршруту будут лететь космонавты и астронавты к лунным станциям и базам. Радиационная нагрузка может различаться в десятки и даже сотни раз для разных траекторий движения из-за действия радиационных поясов, потоков тяжелых ионов и вспышек на Солнце.
Точные замеры ученые планируют провести в ходе полетов к Луне первых кораблей в автоматическом режиме. Один из аппаратов — "Федерация" — может стать своеобразной биолабораторией с "экипажем" из мышей и других животных.
Все эти эксперименты, как надеются биологи, должны быть завершены к 2030 году, когда, предположительно, состоится первый полет российского космонавта к Луне. Однако на этом исследования не закончатся — реализация планов по постройке лунных баз и полетам на Марс потребуют новых, еще более масштабных опытов.
Некоторые из них запланированы на ближайшее будущее. К примеру, ученые рассматривают возможность частичной изоляции экипажа МКС — это позволит смоделировать полет к Марсу и к другим объектам дальнего космоса. Подобные условия помогут проверить автономные системы жизнеобеспечения и раскрыть психологические аспекты подобных путешествий.
Лунные сады
Особый интерес для российских исследователей, как отметил Владимир Сычев, представляет лунная пыль. По его словам, пока непонятно, насколько она токсична, можно ли ее использовать в качестве почвы для выращивания земных растений и будет ли она как-то влиять на безопасность полученных плодов.
"По нашей просьбе зонд "Луна-28" доставит на Землю образцы не только лунного грунта, но и лунной пыли. Это позволит изучить ее структуру, химический состав и понять, насколько она инертна к биологическим объектам", — пояснил Сычев.
Олег Котов добавил, что этот вопрос носит умозрительный характер: разбивать "лунные сады" ни Россия, ни США пока не планируют. По его словам, на первых этапах освоения Луны биорегенеративные системы создаваться не будут — первоочередное внимание уделят системам жизнеобеспечения и питания.
Для подобных опытов подошла бы усовершенствованная оранжерея "Лада", которая должна была отправиться на МКС в декабре 2016 года. Она погибла при крушении корабля "Прогресс", и ученые решили ее не восстанавливать.
"На разработку новой оранжереи у нас ушло бы минимум пять лет. Поэтому постройка новой "Лады" не имеет никакого смысла — может получиться, что мы завершим работу как раз к моменту, когда станция прекратит существование. Перспективы у российских оранжерей не очень хорошие, что обидно, учитывая наши прошлые опыты", — посетовал руководитель программы "Бион".
Владимир Сычев считает, что постройка оранжереи на лунной станции или базе вполне по силам человечеству. Подобный пункт присутствует в планах США по созданию LOP-G и последующих лунных проектах. Другое дело, что эти идеи связаны больше с полетом на Марс, чем с созданием лунной станции, где люди будут жить эпизодически.
По словам врача-космонавта Олега Котова, сейчас российские ученые ведут переговоры с НАСА о проведении совместных опытов на оранжерее Veggie, установленной в американском сегменте МКС.
"Пока у нас нет договоренностей, но мы бы точно от них не отказались. Как показывают наши совместные эксперименты на мышах, проводить исследования на станции на несколько порядков дешевле, чем на борту автономных аппаратов, таких как "Бион", — пояснил ученый.
Совместные опыты помогут ответить на еще один важный вопрос: как земные организмы переносят лунную или марсианскую гравитацию. Ни на Земле, ни в космосе, как подчеркнул Котов, нет подобных условий, тогда как на МКС для этого достаточно установить центрифугу.
"К примеру, нам необходимо разработать нормальный лунный скафандр — таких костюмов в нашей стране пока нет. Движение в условиях лунной гравитации принципиально отличается и от "плавания" в невесомости, и от земных прогулок. Почему американские астронавты странно прыгали по Луне? Их скафандры просто не были приспособлены к новой реальности", — продолжает исследователь.
По его словам, ИМПБ и Центр подготовки космонавтов планируют провести замеры во время параболических полетов, когда внутри самолета в определенные моменты возникает невесомость или условия, приближенные к лунным и марсианским.
Начнется ли новая "лунная гонка" в будущем? Олег Котов уверен, что проекты будут реализовываться только в рамках международных программ — ни России, ни США, ни Евросоюзу или Китаю не по силам решить эти задачи самостоятельно.
"Можно прямо сказать, что Россия не в состоянии в одиночку освоить Луну. Люди, считающие иначе, почему-то забывают о низкой околоземной орбите. И американцы, и другие наши партнеры уже давно все посчитали и пришли к выводу, что нельзя одновременно сохранить инфраструктуру — МКС или что-то еще — и сверх этого запустить лунную программу. Поэтому они с удовольствием приглашают нас и всех желающих", — объясняет трижды побывавший в космосе Котов.
В лучшем случае, по его мнению, национальные программы способны лишь повторить сделанное "Аполлонами". Поэтому лучше объединить силы в создании LOP-G и вписать этот проект в российскую программу освоения Луны.
"Нам есть что предложить — Россия создает свои системы для посадки и взлета с поверхности Луны, транспортную систему, включая корабль; все это будет использоваться и в проекте LOP-G, и в национальной программе. В общем, обойтись без международной станции можно, но это будет крайне нерационально", — полагает ученый.