Baza księżycowa Gateway: błąd NASA lub przyszłość eksploracji kosmosu?

Rok: 2026. Бывалая astronauta Nicole Mann wyprowadza swoją drużynę z czterech przez właz statku "Orion" na niewielką stację kosmiczną w pobliżu Księżyca. W środku pachnie jak w salonie nowej maszyny. Na zewnątrz piękny widok. Nad stacją wisi połówka Księżyca, odbijająca promienie słoneczne, srebrna, cicha, podświetlona. Głębiej w kosmosie dostrzec druga połowa sfery. Gdzieś w oddali świecą dyski zielonej Ziemi i Słońca. Kolebka ludzkości i jego przyszłość wśród gwiazd — wszystko tu jest.

49-letnia Mann z znak "Księżna" rozpoczyna serię testów w związku. Opóźnienie w dwie sekundy zapowiada odpowiedź z centrum kontroli lotu, po czym rozlegają się brawa i gratulacje. Przez dziesięciolecia po "Apollo" ludzi były zakleszczone niskie околоземной orbita. Już nie ma. Po tym, jak zespół Mann poprowadzi parę tygodni, porządkując nowy "Brama" na orbicie Księżyca, NASA ponownie będzie mógł planować misje w głęboki kosmos. Stąd ludzie będą mogli zejść na powierzchnię Księżyca, i zakończyć przygotowania do misji na Marsa.

Dlaczego NASA bazy na orbicie Księżyca?

Oto taki scenariusz reprezentują Kongres, Biały dom i amerykański społeczeństwo, zastanawiając się nad księżycowej stacji kosmicznej, którą NASA chce zbudować w latach 2020-tych. "Ja ją sobie wyobrażam jak kosmiczny port, suchy dok dla przechodzącej działalności", mówi Jason Крусан, starszy pracownik NASA z działu zajmującego się opracowaniem projektu Gateway.

W Ciągu ostatnich trzech lat Крусан i inni przywódcy badań ludzkimi siłami w NASA bardzo dobrze doskonalił i tłumaczył plan Gateway i, co ważniejsze, opracowali uzasadnienie dla tworzenia аванпоста w pobliżu Księżyca. Gdy ich plan działa. Wiceprezydent USA Mike Пенсе zatwierdził Gateway, również jak i nowy administrator NASA Jim Бриденстайн.

"Nie ma żadnej innej architektury, jaką reprezentowali z uwzględnieniem bieżących budżetów, które mamy, która pozwala zrobić wszystko, co chcemy", mówi Бриденстайн. "W związku z tym doszedłem do wniosku, że Gateway — właściwe podejście".

NASA również zyskał lwią część zastosowaniach lotniczych wykonawców i ogromnych armii ich lobbystów, proponując umowy do tworzenia sześciu różnych wzorów mieszkalnego modułu Gateway. Ponadto, przedstawiciele agencji wielokrotnie powtarzali, że będą zapraszać komercyjne firmy, takie jak SpaceX do dostawy towaru i obsługi stacji. Prawie każdy ma szansę wyrwać kawałek od pracy nad Gateway.

Krytyków nie ma zbyt wiele powodów do rozważenia — publicznego, w każdym razie. Ale oni zostali i są podnoszę sensowne pytania o księżycowym "Bramie". Robert Зубрин, inżynier lotnictwa wysokim profilu, stał się głównym antagonistą.

"To nowy gigantyczny skok w ruchome piaski", mówił Зубрин podczas niedawnego spotkania The Mars Society. "Jeśli chcesz wysłać ludzi na Księżyc albo na Marsa, by wydać pieniądze na stworzenie bazy na księżycowej orbicie na drodze? Nie ma".

Зубрин i inni twierdzą, że Gateway istnieje nie po to, aby wygładzić ścieżkę NASA na Księżyc lub Marsa, a do tego, aby stać się celem dla wartego rakiety agencji kosmicznej, Space Launch System, i statku kosmicznego Orion. Te pojazdy zbudowane dla NASA dużymi аэрокосмическими firmami z setek kontrahentów w całym kraju, nie mogą tak po prostu wziąć i udać się na Księżyc lub Marsa. W sumie nie są wystarczająco silne. NASA już od dziesięciu lat stara się wymyślić im usprawiedliwienie. W końcu wszystko przez koncepcję Gateway.

"bądźmy uczciwi", mówi Зубрин. "Jest to program, który dyktuje nie jest celem, a dostawcy. Wyobraź sobie, że zarządzasz swoim biznesem, aby zadowolić swoich sprzedawców".

Dostać się do bramy

Nie trzeba podnosić annały historii kosmicznej polityki, aby zrozumieć, dlaczego NASA teraz wspiera rozwój księżycowego bramy, która będzie kosztować co najmniej 10 miliardów dolarów i maksymalnie dużo więcej. Ale trochę historii nie zaszkodzi.

W Skrócie to było tak: w 2004 roku George Bush chciał wysłać ludzi na Księżyc i na Marsa. Inżynierowie NASA pod kierownictwem administratora Mike ' a Griffina odpowiedział rozwój duży, kosztowny system, aby osiągnąć ten cel, która nigdy nie została sfinansowana przez prawidłowo. Gdy prezydentem został Barack Obama odwołał powrót ludzi na Księżyc, bo kasy nie starczyło, a realizacja planu mocno się przeciąga. Prezydent odwołał opracowanie ogromnej rakiety i statku kosmicznego Griffin. Obawiając się utraty miejsc pracy i instytucjonalnego status NASA, Kongres wpłynął na Obamę. Chociaż Księżyc z planów zniknęła, NASA powiedzieli zbudować wielką rakietę — teraz nazywa się Space Launch System — i kontynuować rozwój statku kosmicznego Orion".

Pozostała duży problem. Co zrobić z SLS i Orion? Krytycy śpiewały, że SLS to "rakieta donikąd", bo NASA nie jest potrzebna. Oczywiście, rakieta i urządzenie mogą latać wokół Księżyca, powtórzyć misję "Apollo 8" z 1968 roku, ale wylądować na inny świat z grawitacją nie mogą.

W końcu administracja Obamy zdecydowała się na ten problem, wprowadzając nowy cel, proponowaną niebiesko-osłonami panelem, znany jako komisja "Augustyna". "Do 2025 roku spodziewamy się, że nowy statek kosmiczny, przeznaczony do długich podróży, pozwoli nam zrealizować pierwsze w historii załogowych misji poza Księżyca w głęboki kosmos", powiedział Obama w 2010 roku. "Po raz pierwszy w historii możemy wysłać astronautów na asteroidę".

Na Początku pomysł wydawał się dobry. Asteroida zaproponował nowy punkt przeznaczenie i również zadecydował zmały grawitacją. NASA mogło by się tam udać, nie wymagające kosztownych urządzeń do opuszczania i podnoszenia, które nie mogło sobie pozwolić z powodu nadęty wydatków na SLS i Orion (ponad 3 miliardów dolarów rocznie).

Niestety, po kilku latach wyszukiwania naukowcy nie mogli znaleźć odpowiedniego asteroid, który podszedł na tyle blisko Ziemi, by astronauci mogli szybko dostać się do niego, bo urządzenie "Orion" pozwala drużynie spędzić zaledwie 21 dni w głębokim kosmosie. NASA doszło do wniosku, że ma ograniczony budżet i nie brakuje narzędzi do wysyłania ludzi do астероиду do 2025 roku — tak w ogóle do jakiegokolwiek roku.

W Ten sposób w połowie tej dekady mądrzy inżynierowie agencji opracowali plan, który będzie jednocześnie i realizujemy, i technicznie i spełniać cele prezydenta odwiedzić asteroida do 2025 roku. Elegancki wygląd zadaniem była trochę z klamką. W ramach Asteroid Redirect Mission agencja musi wysłać robotic urządzenie z układu Słonecznego, aby zdobył kamyk wielkości jeep na powierzchni asteroidy i приволок go w okolice Księżyca. I w 2025 roku odwiedziło go by astronauci za pomocą "Oriona". Było oczywiste, że misja zostanie anulowane, jeszcze przed tym, jak Obama opuścił Biały dom.

I oto, trzy lata temu, kiedy NASA wydał już prawie 20 miliardów dolarów na rozwój SLS i Orion, agencji ponownie zajęło coś zrobić z tymi urządzeniami.

Z czasem inżynierowie z centrum Kosmicznego im. Johnsona, przy wsparciu innych ośrodków, opracowali księżycowy "Brama (Gateway). Dlaczego nie? NASA już wie, jak zaprojektować i buduje stację kosmiczną — w końcu, Międzynarodowa stacja kosmiczna jeszcze działa. Nowe placówki można było umieścić z dala od grawitacji Księżyca, aby SLS i Orion można było użyć do budowy Gateway, i gdy brama достроят, NASA gwarantuje roczne cyngle SLS dla dostawy załóg tam na 30 - i 60-dniowe misji.

Gateway postanowił polityczne i techniczne problemy NASA. Dlatego, gdy misja na asteroidę zmarła przedwcześnie, Gateway nadano bieg. Plan ten zapewnił legii wykonawców NASA pracą i elementy Gateway można produkować tak, że będzie w stanie dostarczyć tylko SLS, a nie bardziej tanie i słabe rakiety.

Argumenty "za"

Wkrótce i tak się stało. NASA początek prowadzić akademickie spotkania z naukowcami, którzy mogą wnieść swój wkład w tworzenie stabilnej platformy na księżycowej orbicie. Pracowali lotniczych z menedżerami i ekspertami w wydajności ludzi, aby zrozumieć, jak można było testować system na Gateway i lepiej zrozumieć efekty, które wpływa na zdrowie głęboki kosmos, i jak budować bardziej trwałe systemy, które zachowają astronautom życie podczas długich podróży na Marsa. Agencja również przyciąga międzynarodowych i partnerów handlowych do pomocy zaopatrzona w moduły, które mogą podróżować z Gateway prosto na Księżyc.

Na początku sierpnia zasób Ars zapytał Бриденстайна o zmianie relacji do Gateway. Jako kongresmen, zachował sceptycyzm w stosunku do Gateway. Księżycowy lód i asteroidy z zasobami, które chce się rozwijać, tak czy owak, nie znajdowały się w odległości tysięcy kilometrów od Księżyca. Ale Бриденстайн powiedział, że kiedy on zrozumiał, że wszystko, co księżycowy placówki mógłby zrobić dla badań kosmosu, zmienił zdanie. "Nigdy nie trzymał się jednego zdania. Czas spędzony w NASA, zmieniło moje poglądy".

Ze względu na ograniczoną możliwość manewrowania "Oriona", mierzonej formalnie jak delta-v, NASA planuje Gateway na tzw. prawie liniowych halo orbicie. Ta eliptyczna orbita umieszcza Gateway w granicach 1500 kilometrów od powierzchni księżyca, ale również prowadzi do 70 000 kilometrów. I przeciwnie, niska orbita księżyca znajduje się w odległości 100 kilometrów od powierzchni Księżyca.

Бриденстайн, który mocno wspiera prywatne firmy, które chcą pracować z NASA, obniżyć koszty lotów kosmicznych i rozwijać wielokrotnego użytku systemu, oświadczył, że Gateway zapewnia kluczową infrastrukturę w pobliżu Księżyca dla partnerów handlowych.

"nie Jest najlepszym rozwiązaniem dla osiągnięcia powierzchni Księżyca, ale przynajmniej pozwala nam pozostać na tej orbicie przez bardzo długi okres przy minimalnych zdolnościach ruchowych", mówi. "Chcemy, aby więcej ludzi miało dostęp do powierzchni księżyca i aby więcej ludzi miało dostęp do księżycowej orbicie, niż kiedykolwiek wcześniej".

Ograniczając rozmiar Gateway, NASA próbuje zbudować drugą Międzynarodową stację kosmiczną, ogromnej wielkości, ilości i kosztów. Ten obiekt znajduje się w odległości krótkiego spaceru na niskiej orbicie, kosztował NASA i jego partnerom w 100 miliardów dolarów i ponad dekady budowy w kosmosie.

NASA planuje, aby źródłowy Gateway był wzorcem dla drugiej podobnej struktury, która mogłaby służyć jako transport w głębokim kosmosie i, w końcu, dostarczać ludzi na Marsa. Pierwszy Gateway, wychodzi na to, posłuży próbny stoiskiem dla technologii, niezbędnych do osiągnięcia Marsa. Dziś, na przykład, niektóre elementy systemów podtrzymywania życia, zatrudnia około sześć miesięcy przed awarią. NASA chciałbym doprowadzić tę technologię do 30-miesięcznego cyklu pracy dla transportu w głębokim kosmosie.

W Końcu, Бриденстайн twierdził, że Gateway, a nie seria misji na księżycu zawsze będzie wskazywał na wpływ NASA poza orbitę ziemi.

"Mniej chcemy odwiedzić powierzchniKsiężyca, udowodnić, że możemy to zrobić i na tym skończyć", mówił. "Chcemy tam pozostać. I byłem przekonany, że Gateway pozwoli nam korzystać z korzyści handlowych i międzynarodowych partnerów tak, że zostaniemy tam i poznaj więcej części Księżyca, niż kiedykolwiek, a następnie ruszymy na Marsa".

problem z Księżycem

Bob Зубрин nie chce nic innego, jak dotrzeć do Marsa. On proponował różne opcje kosmicznej architektury, która pozwoliłaby NASA za pomocą spółek handlowych wysyłać ludzi prosto na Marsa. Ale Зубрин pochylając się przed pragnieniem Białego domu, Kongresu, i teraz NASA skupi swoje wysiłki na tym, aby najpierw odwiedzić Księżyc.

"Programu ludzkich lotów NASA potrzebuje cel, a tym celem musi być Mars", mówi. "Ale jeśli na razie nie są gotowe do takiego wyścigu, mogę tylko współczuć". Możliwe, skarży się, NASA musi odzyskać pewność siebie, która u niego była w 1960 roku, w dni chwały "Apollo".

Przy tym Зубрин i inni krytycy widzą w Gateway wyrostek, тупиковую gałąź rozwoju, w który dołączy dziesiątki miliardów dolarów finansowania i dekady rozwoju, które mogłyby w przeciwnym razie być przeznaczone do pójścia do innego świata. Chociaż NASA może rzeczywiście zapewnić sobie stałe stanowisko w głębokim kosmosie, komu to miejsce będzie trzeba, jeśli to nie przyniesie NASA do wieloletniemu pobytowi na Księżycu lub Marsie?

"To nakłada na program odpowiedzialność, my po prostu wpadniemy w nim", mówi. "To wszystko będzie kosztować w wiele miliardów rocznie. Widzimy, jak NASA czeka, kiedy Międzynarodowa stacja kosmiczna zakończy swoje istnienie z powodu potrzeb budżetowych. I oto oni oferują zbudować jeszcze jedną taką?".

Зубрин zaproponował alternatywę dla Białego domu, który nazwał Moon Direct ("Księżycowy kierunek"). W niej podkreślił maksymalny dostęp do powierzchni Księżyca, przynajmniej rozwoju i powtarzających się kosztów, minimalny harmonogram i minimalne ryzyko. Nie, on nie dał odpowiedzi na wszystkie pytania (choć on uważa, że dał), ale sens zdania jest taki, że istnieje wiele dobrych sposobów, aby wrócić na Księżyc, jeśli zastosować istniejące w przeważającej części technologii.

Podejście Gateway, mówi on, nie ułatwia drogę NASA na Księżyc. Zdaniem Зубрина, spełnia pragnienia Kongresu i agencji utrzymania obecnych zarabiających (wykonawców) i znajduje zastosowanie rakiety SLS i urządzenia Orion.

"Prawdziwy problem Gateway na księżycowej orbicie polega na tym, że projekt jest do niczego i że obejdzie się w okrągłą sumę, i nawet nie w tym, że on do buntu dużo pieniędzy w ciągu dekady, odbierze je od projektów, którymi naprawdę warto robić", mówi. "Prawdziwy problem — to sposób myślenia, który w nim zawarte. Zamiast wydawać pieniądze na sprawa, szukamy sprawy, na które będziemy wydajemy pieniądze".

Prysznicowa wymuszenie

Istnieje również opinia, że Gateway w rzeczywistości znacznie utrudnia powrót na Księżyc lub lot na Marsa.

Delta-v określa, co można zrobić w locie kosmicznym, a co nie. Aby osiągnąć niskie orbity, pierwszy stopień rakiety spala paliwo i wydaje na to dużą część energii. Następnie już druga mniejsza, a czasami nawet najmniejszy trzeci stopień rakiety popycha ładunek poza niską orbitę ziemi do miejsca przeznaczenia w głębokim kosmosie.

Ponieważ górne stopnie mniej i mniej wydajne, a silniki na kosmicznych maszynach jeszcze słabszy i słabych, bardzo ważne jest, aby zminimalizować ilość manewrów niezbędnych do osiągnięcia celu.

Aby dostać się z niskiej orbity do powierzchni Księżyca, niezbędne delta-v będzie 6,1 km/s (4,1 do/z, aby dostać się od niskiej околоземной do niskiej окололунной orbicie i jeszcze 2,0, aby stamtąd dostać się do powierzchni). I przeciwnie, aby dostać się z NOO aż do samego halo-orbity Gateway — a następnie na księżycu — potrzebna delta-v w 6,85 km/s.

Innymi słowy, statek kosmiczny może opuścić NOO, dotrzeć do powierzchni Księżyca i wrócić na Ziemię w ogólnej wartości delta-v w 9,1 km/s. Aby zrealizować podobną misję z Gateway, trzeba delta-v w 10,65 km/s (o 17% wyższa). Z tego powodu Зубрин nazywa księżycowy Gateway "prysznicowa wymuszenie" (na przykład, w przypadku płatności lezace lub przejazdu po drodze płatnej). To znacznie zwiększa zużycie energii potrzebnej do osiągnięcia Księżyca lub Marsa, jeśli droga do niego będzie przebiegać przez bramę).

W takim razie NASA nie tylko będzie zapłacić za wejściówkę na Gateway, mówiąc w przenośni, agencja i jeszcze zapłaci za sam punkt kontrolny. Zamiast wydać następną dekadę na bezpośredni lot na Księżyc, NASA najpierw zbuduje stację w pobliżu Księżyca, aby skomplikować sobie zejście na Księżyc (jeśli patrzeć z punktu widzenia kosztów energetycznych).

W аэрокосмическом społeczeństwie istnieje kilka wybitnych osób, które występują publicznie z podobnymi obawami na temat Gateway. Na spotkaniu rady Narodowej w kosmos i latem tego roku z udziałem wice-prezydent USA Mike Pence, były astronauta Terry Виртс także wspomnieć te wątpliwości. Wyraził również nadzieję, że jeśli Gateway i w rzeczywistości będzie zbudowany, ma bardziej przydatnych aplikacji.

W tej chwili głównym celem Gateway — to nabrać zapewnić SLS i Orion misją, a nie opracowanie technologii, niezbędne NASA do eksploracji Księżyca i Marsa.

Виртс uważa również, że Gateway może okazać się pomocne, jeśli będzie znajdować się na orbicie między Ziemią i Księżycem, tak samo jak przyszły transport kosmiczny będzie przewozić ludzi z Ziemi na Marsa i z powrotem. Takie podejście pozwoli sprawdzić ważnych koncepcji,na przykład szybkie spotkania i operacje związane z transportem, które NASA potrzebne w głębokim kosmosie.

Za kulisami niektórzy członkowie Kongresu martwią się o tym, że Gateway odłożyć misję ludzi na Marsa na czas nieokreślony. Ponadto, niektórzy starsi doradcy w kosmosie w administracji Trumpa także wyrażają wątpliwości w odniesieniu do Gateway. Nie jest jasne, czy sam Trump w pełni świadomy, że NASA nie zbliży się do powierzchni Księżyca podczas jego prezydentury. A ponieważ Gateway obsługuje zbyt wielu ludzi, w tej chwili tylko szybkiej interwencji prezydenta będzie w stanie zatrzymać ich rozwój.

Ciśnienie narasta

NASA nalega na koncepcji Gateway z poczuciem pilności. W tym tygodniu liderzy agencji potwierdziła, że planuje uruchomić pierwszy element placówki w 2022 roku, który zapewni energię i apetyt. Następne uruchomienie przyniesie dwa składniki: pakowane ESPRIT, moduł międzynarodowego partnera z naukowym bramą, magazynem paliwa i дозаправщиком, dodatkowymi możliwościami komunikacji i zewnętrznymi środkami do wykorzystania cennego ładunku; a wraz z tym moduł recyklingu, który będzie zawierać małe kolejny port, zewnętrzne zrobotyzowane interfejsy i materiały.

Składniki Te w połączeniu z możliwości podtrzymywania życia "Oriona" będą mogli wspierać załoga w ciągu 15 dni na Gateway. I te elementy można wysłać już w 2023 roku, choć NASA, wydaje się mało prawdopodobne, aby przygotować rakietę do tego czasu.

Taka lot wymaga mocniejszej wersji rakiety SLS, wyposażonej w doskonałej nowej górnej krokiem, który pozwoli osiągnąć halo orbity "Ориону" i nowych składników Gateway. Wydaje się mało prawdopodobne, że taka opcja SLS będzie gotowy do 2024 lub nawet 2025 roku.

"Jesteśmy bardzo agresywnie postępy w opracowywaniu i wdrażaniu Gateway", mówiło się pod koniec sierpnia na posiedzeniu rady Doradczej NASA. "Oznacza to, że u nas w grafikę bardzo szybki rozwój. Nie sądzę, że musimy to zmienić. Myślę, że musimy stawiać agresywne cele i dostosowywać do nich procesy".

Tego rodzaju oświadczenia mówią o tym, że chociaż NASA stara się zmieścić w określone terminy, jeśli coś pójdzie nie tak, to mało prawdopodobne, będą spełnione. A w programach takich rozmiarów, że wszystko może pójść nie tak. Wydaje się mało prawdopodobne, że Gateway w swojej obecnej konfiguracji, z dużym strychem modułem i oddzielną bramą, zostanie zakończony do 2030 roku.

Lub będzie? Powiedz w naszej