К Созданию Лунной Базы: Есть ли Что Взять из Аполло-Наследия?

ч.1   ЛУННАЯ  БАЗА

ЕСТЬ ЛИ НАДЕЖДА ПОСТРОИТЬ, НАКОНЕЦ, ЛУННУЮ БАЗУ?

Последние документы НАСА по недавно остановленной программе "Созвездие" возвращения на Луну к 2020 году обнародовали тот факт, что технически НАСА совершенно не готово послать на Луну миссию с человеком. Это означает, что из знаменитой программы "Аполлон" сегодня просто не на что опереться, и до последнего времени этот факт был табу.

Фил Кутс 
Июнь 2014 г.

С тех пор как программа "Созвездие" возвращения на Луну к 2020 году была отменена в 2010 году, в профессиональной среде не было недостатка мнений о том, что надо делать дальше. Однако, на самом деле работы по разработке систем, обеспечивающих полёты за пределами низкой околоземной орбиты (НОО), продолжались без перерыва, и главная их цель оставалась прежней: разработать заново составляющие компоненты систем для космических путешествий, которые, якобы, имелись в наличии ещё в 1969 году.

Действительно, ключевые аспекты текущей стратегии, сформулированные в Президентском Указе в адрес НАСА от октября 2010 года, вполне определённые: требуется разработать тяжелую ракету-носитель и капсулу для экипажа, которая бы позволила безопасно вернуться на Землю после космического полёта за пределами НОО. Разве это не означает просто ракету, аналогичную "Сатурну-5", и капсулу, похожую на командный модуль "Аполлона"?

Программа "Созвездие", которая планировала возвращение на Луну, была не первая в своем роде. Исторический обзор, сделанный в докладе НАСА [Arch. Study, 2005], перечисляет ряд целевых задач, которые НАСА периодически ставило, начиная с 1989 года, если не раньше, чтобы сформулировать следующую жизнеспособную лунную миссию.

Постоянная станция на Луне казалась тогда наиболее логичной и привлекательной целью, имея в виду шумный успех программы "Аполлон". Мы, вероятно, уже несколько лет имели бы функционирующую обитаемую лунную базу, если бы дорожные карты начала 90-х были реализованы в течение 15 лет.

В связи с этим, программа "Созвездие" отличается своим энтузиазмом, наконец, полететь на Луну. До её отмены в 2010 году в рамках программы был достигнут заметный прогресс, что касается планирования, проектирования и подготовительных работ на сумму около 10 миллиардов долларов. Тем не менее, 15 апреля 2010 года президент Обама, выступая перед учеными, астронавтами и политиками, окончательно денонсировал программу "Созвездие". Вместо высадки на Луну он изложил свой план для НАСА: "К середине 2030-х годов, я верю, мы сможем отправить людей на орбиту Марса и благополучно вернуть их на Землю", - сказал президент Обама. - "И за этим последует посадка на Марс, и я считаю, что ещё увижу это!" [Pres. Speech, 2010].

Очевидно, что эта новая стратегия означает, что никаких пилотируемых полётов ни на Луну, ни на Марс, по крайней мере, в течение 20 лет, начиная с 2010 года, не предвидится. Тогда в чем же проблема с высадкой на Луну? Что на самом деле это означает с точки зрения технологий и проблем логистики - повторить техническую операцию, которая, по данным НАСА, была уверенно многократно выполнена более чем 40 лет тому назад?

Ответ содержится в документах, недавно опубликованных НАСА и американским правительством. Любой такой полёт - это цепь обязательных операций, которые должны быть успешно выполнены. Достаточно для одного или двух звеньев в цепи быть ненадежными, чтобы сделать полет на Луну смертельно опасным, и миссия становится совершенно невозможной, если только одно звено является неполным. Наличие таких проблемных звеньев в цепочке лунной программы было фактически признано НАСА.

Теплозащитный экран посадочного модуля

Одним из важнейших звеньев в лунной миссии является то, что возвращаемая капсула должна иметь надежный теплозащитный экран. Это было в буквальном смысле жизненно важным элементом в конструкции каждого командного модуля Аполлонов. Экран должен был защитить экипажи на траектории спуска в атмосфере Земли при возвращении с Луны, когда командный модуль входит в атмосферу на второй космической скорости. Из-за экстремальных технических требований разработка такого щита была значительным научно-технологическим вызовом в середине шестидесятых.

Согласно хронологии НАСА, первое успешное использование теплового экрана Аполлонов с экипажем на борту произошло уже в декабре 1968 года при возвращении Аполлона-8 после объявленного полёта вокруг Луны. После этого все миссии Аполлонов, как сообщалось, завершались идеальной посадкой, так что никаких проблем как бы никогда не возникало и поэтому не обсуждалось. 
 

Однако отчет по архитектуре программы "Созвездие" обнаружил, что теперь у НАСА имеются проблемы с теплозащитным экраном: "Система тепловой защиты нуждается в материалах, специально разработанных, чтобы противостоять аэротермическому нагреву (тепловой поток, динамическое давление), испытываемому во время гиперзвукового входа в атмосферу как в штатном, так и аварийном режимах. Только абляционные материалы могут эффективно и надёжно удовлетворять максимальным требованиям за счет частичного испарения своей массы при экстремальном нагреве. Аполлоновская абляционная защита TPS (AVCOAT-5061) больше не существует. Приём в эксплуатацию новых или замещающих материалов потребует обширных исследований и испытаний" [Arch. Study, 2005, стр.629].

Командный модуль Аполлона-14, якобы вернувшийся с Луны.
Космический центр Кеннеди, штат Флорида  (Phil Kouts).

Проблема с капсулой, возвращаемой на Землю с экипажем, заключается в том, чтобы защитить капсулу от чудовищного нагрева при торможении от второй космической скорости 11,2 км в секунду до скорости снижения, приемлемой для раскрытия парашюта. При прямом входе в атмосферу защитный материал должен выдерживать нагрев до прибл. 2700 ^oC - сравните с температурой ок. 1600 ^oС, при которой работает теплозащита "Спейс Шаттла" [NASA News, 2006].

Эта тема десятки лет оставалась в тени американской славы с провозглашённой высадкой на Луну, но оказалась выявлена как всё еще трудноразрешимая проблема. Или, хуже того, может быть, вообще еще не решённая проблема? В отчёте, составленном Счетной Палатой США (GAO), имеется даже более поразительное признание, чем то, которое было сделано четырьмя годами ранее: "Согласно мнению руководителей проекта "Орион", в этом проекте первоначально предполагали использовать теплозащитный экран из программы "Aполлон" в качестве резервной технологии для орионовской системы теплозащиты, но воссоздать материал "Аполлона" не смогли." [GAO, 2008, стр.6]. И далее GAO продолжает: "Характеристики теплозащитного экрана, необходимые для "Ориона", в частности его размеры, никогда не были опробованы и должны ещё быть разработаны." [GAO, 2008, стр.11].

Важность надлежащей теплозащиты невозможно переоценить. Наличие надежного теплового щита было критически важным условием для безопасного возвращения экипажей Аполлонов. Признание НАСА того факта, что они не могут воссоздать тепловой щит возвращаемой капсулы, является поразительным. Такое признание можно сравнить только с невообразимым утверждением, что, например, американские военные чиновники признали бы, что после использования броневой стали в своих танках во время Второй Мировой войны примерно 40 лет спустя они не обладают технологией для разработки броневой стали и имеют трудности в воспроизводстве такой стали, несмотря на опыт Второй Мировой войны. 
 

Восемнадцать месяцев спустя, возможно, для того, чтобы смягчить шокирующие откровения по поводу отсутствия надлежащего теплового экрана, сделанные в первом докладе, GAO делаeт уточнение: "НАСА использует абляционный материал, полученный из материала, использовавшегося в программе "Аполлон". После некоторых трудностей НАСА успешно воссоздало этот материал. Так как в нём используется структура с множеством сотообразных ячеек, каждая из которых должна быть индивидуально заполнена без пустот и дефектов, задача воспроизводимого их изготовления в соответствии с требуемыми стандартами оказывается сложна. Согласно утверждениям должностных лиц, в ходе программы "Аполлон" ячейки заполнялись вручную. Подрядчик планирует автоматизировать процесс для системы теплозащиты "Ориона", но эта возможность находится в стадии разработки." [GAO, 2009, стр.11]. Поможет ли это убедить общественность, что проблема исчерпана?

Только относительно недавно, в конце 2012 года, было объявлено, что модуль "Орион" предполагается опробовать при промежуточной скорости около 8,9 км в секунду, для которой ожидаемая температура может достичь 2200 ^oC [Orion Factsheet, 2012]. Такой подход представляется вполне разумным, если НАСА намеревается шаг за шагом исследовать условия входа в атмосферу, не имея предварительного опыта. Опять же, очевидно, что нет никакой опоры на достижения программы Аполлон.
 

Вход в атмосферу Земли

Другим критическим звеном для успешного выполнения цепочки операций является выбор траектории приземления. Профиль траектории спускаемого аппарата, в частности, определяет основные требования к тепловой защите. В лунных миссиях Аполлон, по данным НАСА, осуществляли "прямой" вход в атмосферу, т. е. по самой простой и короткой траектории, но с расплатой за это максимальным сопротивлением атмосферы и, как следствие, максимальным нагревом посадочной капсулы и максимальными перегрузками для экипажа.

Другой метод, известный как "скользящий спуск", является более предпочтительным для возвращения с Луны. Он означает вход в атмосферу Земли по гораздо более длинной скользящей траектории с мягким отскоком в земной атмосфере, что позволяет посадочной капсуле испытывать меньший нагрев и, в то же время, значительно меньшие гравитационные перегрузки.

НАСА рассмотрело различные траектории для возвращения на Землю с Луны и пришло к выводу, что следует реализовать новую концепцию по сравнению с той, которая использовалась в аполлоновских миссиях: "...рекомендуется использовать скользящий вход при возвращении с лунных траекторий. Методика скользящего спуска позволяет осуществлять посадку командного модуля в одном и том же месте в любое время в течение лунного месяца. Аполлоновский метод прямого спуска нуждается для возвращения в водном или земном участке поверхности в широком диапазоне широт." [Arch. Study, 2005, стр.39].

Широкий диапазон широт обычно означает несколько градусов на земном шаре, которые в свою очередь будут означать огромную территорию в несколько сотен километров в поперечнике, что находится в соответствии с теоретическими оценками для прямого входа. Тем не менее, довольно странно видеть в современном документе НАСА утверждение, что аполлоновский метод прямого спуска требует большой территории - это полностью противоречит общеизвестным сообщениям в отношении приземлений посадочных модулей Aполлон 40 лет назад. Согласно отчётам о миссиях Аполлонов, приводнения постоянно совершались на небольшом расстоянии от авианосцев поисково-спасательной службы. Типичные удаления от мест приводнения для каждой посадки Аполлонов составляли всего несколько километров, что должно вызывать зависть у современных поисковых команд, которые подбирают астронавтов, возвращающихся с международной космической станции (МКС), на территориях в десятки километров в поперечнике. 
 

Стоит отметить, что в период примерно с конца 2009 года, то есть со времени опубликования доклада Комитета Августина*), до конца 2012 года разработки капсулы "Орион" были нацелены на полёты к МКС и безопасное возвращение с МКС, которая дислоцируется на НОО (низкой околоземной орбите), при таких полетах капсула не испытывала бы тех экстремальных условий как при возвращении с Луны.

*) Комитет Августина - Комитет НАСА под руководством Нортона Августина, бывшего руководителя Локхид Мартин; решение остановить программу "Созвездие" в значительной степени базировалось на выводах в докладе Комитета; см ссылку [Augustine, 2009] (прим. ред.).
 

Радиация за пределами НОО

Рассматривая радиационные ограничения для полётов за пределами НОО, "НАСА полагается на внешнее руководство со стороны Национальной Академии Наук (НАН) и Национального Совета по Радиационной Защите и Измерениям (НСРЗ) для установления предельных доз облучения. Из-за недостатка данных и знаний, НАН и НСРЗ констатировали, что предельные дозы облучения при исследовательских миссиях не могут быть определены, пока не будут получены новые научные данные и знания." [Arch. Study, 2005, стр.109].

Комитет Августина сослался на другой доклад Академии Наук, оперативно подготовленный в ответ на запрос НАСА в 2005 году. В частности, это отчет НСРЗ под названием, которое сбило бы с толку неподготовленного читателя: "Информация, необходимая для выработки рекомендаций по радиационной защите для космических полетов за пределы околоземной орбиты" [NCRP, 2006]. При этом НСРЗ признает, что нет доступной существенной информации по космической радиации за пределами НОО, включая данные о радиации на лунной поверхности, и это несмотря на успешные миссии Аполлонов.

Комитет Августина указывает и на другой доклад, на этот раз от Национального Исследовательского Совета [NRC, 2008], который в целом подтверждает состояние дел: "Отсутствие знаний о биологических эффектах и возможных реакциях на космическое излучение является отдельно стоящим наиболее важным фактором, который ограничивает понимание степени риска в пилотируемых космических полетах" [Augustine, 2009, стр.100].

Таким образом, Национальная Академия Наук нуждается в некоторых исходных данных, чтобы просто начать работать над рекомендациями по радиационной зашите. Однако, представляется разумным, что какие-то данные должны были быть естественно доступны американскому научному сообществу в результате выполнения программы Аполлон, и тем более - в течение 40 лет после ее завершения. 
 

Особенно значителен должен быть опыт, полученный из полётов Аполлона-15, -16 и -17. В этих трех миссиях, согласно отчётам НАСА, шесть астронавтов провели на лунной поверхности в своих скафандрах без какой-либо дополнительной защиты от 18 до 20 часов каждый в течение трёх выходов на поверхность Луны, находясь под прямым солнечным облучением и под воздействием других космических излучений. Более того, некоторые выходы происходили во время повышенной солнечной активности, которая сопровождалась солнечными вспышками с чрезмерным уровнем облучения, потенциально опасным для экипажей.

Можно отметить, что спустя 40 лет нет никаких признаков, что астронавты испытали какие-либо остаточные эффекты облучения, которому они подверглись. В своём почтенном возрасте, кто под 80, а кто и несколько старше, бывшие аполлоновские астронавты продолжают вести нормальную жизнь. Нейл Армстронг скончался в 2012 году в почтенном возрасте 82 лет из-за причин, не связанных с какими-либо действиями радиации. 
 

Напротив, НАСА хранит молчание по этому вопросу и, как говорилось выше, запросило помощи на предмет того, в чём они должны обладать первичной информацией и являться гордым лидером. Стоит также отметить, что в своих пресс-релизах НАСА регулярно напоминает своей аудитории о миссии Аполлон-11, где астронавты, согласно отчётам, пробыли на лунной поверхности только 2 часа, в то время как о подробностях миссий с 15-й по 17-ю, которые должны были бы представить решающие доказательства в пользу безопасности полетов на Луну, обычно не упоминается.

Что касается воздействия радиации на человека, Комитет Августина пришел к следующему выводу: "Радиационные эффекты недостаточно хорошо изучены и остаются главным фактором неопределённости в физиологических и инженерных аспектах пилотируемых исследовательских программ за пределами низкой околоземной орбиты" [Augustine, 2009, стр.100]. Комитет ничего не сказал конкретно о потенциальных радиационных проблемах на лунной поверхности. А темы радиационной опасности при посадке экипажей на Луну в программе Аполлон просто не касались. Не может ли оказаться так, что решение Комитета не упоминать про Аполлон вызвано прежде всего тем, что медицинских данных о воздействии радиации на здоровье человека за пределами околоземной орбиты вообще пока нет?
 

Фактически, что касается радиационных проблем, то в основных докладах НАСА по программе возвращения на Луну просто нет никакой связи с легендарными лунными миссиями прошлого [Arch. Study, 2005; Augustine, 2009].

Посадка и взлёт с поверхности Луны

Рассматривая оптимальные стратегии полётов на Луну и Марс, НАСА признает, что могут быть технические проблемы при посадке и затем при взлёте с поверхности Луны. Комитет Августина рассматривает варианты пилотируемых программ с отсрочкой высадки человека на Луну как более предпочтительные с точки зрения надёжности, предполагая, что "по крайней мере вначале астронавтам не придётся погружаться в гравитационный колодец, высаживаясь на лунной и марсианской поверхности, и, соответственно, можно отложить затраты на пилотируемые высадки человека на поверхность небесных тел" [Augustine, 2009, стр.15]- и заодно, само собой, избежать проблем с радиационной защитой при выходе на поверхность.

Тем не менее, отдавая в конце концов предпочтение комбинированной стратегии с отсрочкой высадки людей на Луну на неопределённое время, Комитет все равно признает трудности с разработкой посадочного модуля. Спрашивается, а почему бы опять не опереться на опыт программы Аполлон? И почему та техническая задача, с которой так успешно справились около 40 лет тому назад, теперь отмечена как "гравитационный колодец", т. е. глубокая проблема погружения в гравитационое поле как Марса, так и Луны? 
 

Комитет Августина расширил задачи, поставленные в 2005 году, до необозримых пределов:
"Следует направиться туда, где люди никогда не были, за пределы системы Земля-Луна, посетить (новые - прим. автора) околоземные объекты, совершить полёт на Марс, тем самым постоянно поддерживая общественный интерес. Исследователи поначалу смогут избежать погружения в довольно глубокие гравитационные колодцы на поверхности Луны и Марса, но зато научатся работать с автоматическими зондами на поверхности планет" [Augustine, 2009, стр.43]. Изначальное намерение Программы "Созвездие", которое состояло лишь в том, чтобы, наконец, вернуться на Луну, можно было бы рассматривать как первый этап в этой новой обширной программе Комитета. Однако теперь новые задачи и ориентиры стали совершенно размыты.
 

Таким образом, Комитет Августина предусматривает стратегию в обозримом будущем избегать посещения Луны, а также Марса, предоставляя, очевидно, возможность следующему поколению поработать на этом поприще. Это подразумевает, опять же, отсутствие всякой связи с наработками 60-х годов, т. е. всё, включая конструкцию лунного модуля и технику высадки человека, а также методику их обратного отлёта в миссиях "Аполлон" - всё это отодвинуто в сторону как не представляющее ценности в современных космических программах. На этом фоне посмотрим на основную ракету доставки - Сатурн-5.

Последнее, но не менее важное звено: тяжелая ракета-носитель

В начале Программы "Созвездие" в 2005 году НАСА выдвинуло такую рекомендацию: "Принять и реализовать концепцию нового поколения ракет-носителей на основе многоразовых ракет системы "Шаттл" для пилотируемых полётов на околоземную орбиту и для доставки аппаратов весом до 125 тонн для проведения исследований за пределами околоземного пространства. После тщательного анализа нескольких вариантов для доставки экипажа и грузов было установлено, что многоразовые системы "Шаттл" имеют значительные преимущества в плане стоимости, планирования, безопасности и надежности" [Arch. Study, 2005, стр.47]. Несмотря на указанные преимущества, система "Шаттл", как основной кандидат, имеет и существенный недостаток: ограниченную полезную нагрузку. Поэтому едва ли она смогла бы послужить в требуемом качестве тяжёлого грузовоза. Действительно, ракета-носитель Сатурн-5 использовалась, чтобы поднять на низкую околоземную орбиту груз прибл. 120 тонн, в то время как Шаттлы ограничены полезными нагрузками около 100 тонн, включая сам возвращаемый корабль. Переделка таких систем представляла бы собой совершенно новую самостоятельную задачу.

Неудивительно, что НАСА продолжило рассматривать различные варианты мощных ракет на пригодность их полётов на Луну. Естественно предположить, что новое поколение ракет-носителей, предназначенных для полётов на Луну, должно было бы учитывать лучшие достижения ракеты Сатурн-5, которая использовалась в программе Аполлон.

Двигатель 1-й ступени F-1.
Успех программы Аполлон в значительной степени базировался на лётных качествах ракеты Сатурн-5 с пятью исполинскими двигателями F-1 первой ступени, самыми мощными ракетными двигателями, когда-либо построенными. Однако, в обстоятельном, насчитывающем 750 страниц, архитектурном исследовании космических систем НАСА ракетный двигатель F-1 не рассматривается ни как запасной вариант, ни как прототип для будущих мощных двигателей. Он лишь однажды неявно упоминается в этом детальном обзоре научно-технических возможностей НАСА [Arch. Study, 2005, стр.467].

Вместо этого, за четыре года работы над программой "Созвездие" в НАСА так и не было вынесено четкого решения, на чём же должны быть теперь основаны носители большой грузоподъёмности. К середине 2009 г. Комитет Августина всё ещё пытается выбрать между "недавно предложенной архитектурой "Aрес-1" + "Aрес-5", многоразовыми системами "Шаттл", и "супертяжёлыми" носителями из наследства одноразовых ракет-носителей" [Augustine, 2009, стр.64]. Последние представляют собой двигатели средней мощности, которые НАСА обычно использует для различных беспилотных миссий в последнее время*). Разработка системы носителей "Арес" была частью собственно программы "Созвездие". Опять же, Комитет Августина не упоминает здесь ни ракету Сатурн-5, ни двигатели F-1.

*) На самом деле, за длинным названием этой группы двигателей скрывается, прежде всего, российский РД-180, который активно обсуждается в докладе Комитета Августина (прим. ред.)

Более того, GAO указывает на проблемы, выявленные в ходе предварительных исследований и моделирования нового пилотируемого корабля Aрес-1: "Моделирование показало, - сообщает GAO, - что колебания тяги (двигателя - прим. автора) в первой ступени приводят к недопустимым структурным вибрациям. Существует вероятность, что частота и амплитуда колебаний тяги могут выйти за пределы проектных требований "Aрес". Специализированная группа НАСА изучала эту проблему и предложила варианты для уменьшения последствий, в том числе встраивание гасителей вибрации в конструкцию первой ступени, а также перекомпоновку корабля "Орион" в части изоляции экипажа от вибраций. [...] Отсутствие полного понимания лётно-технических характеристик модифицированного носителя может привести к риску отказа в работе оборудования и потере контроля над кораблём" [GAO, 2008, стр.10].

Это высказывание имеет исторический аспект. Та же проблема, т.е. продольные колебания корпуса ракеты, вызванные колебаниями в камерах сгорания двигателей первой ступени, проявились при втором полёте Сатурна-5 при его беспилотном запуске 4 апреля 1968 года, известном как Аполлон-6. Так называемые пого-вибрации были настолько велики, что они были признаны как угроза для здоровья и жизни экипажа, а также как угроза для целостности полезной нагрузки, включая посадочный лунный модуль. Уже в то время, в 1968 году, было признано, что "если бы были люди на борту "Аполлона-6", экипаж, наверное, прервал бы полёт в тот момент, когда их так сильно колотило бы, что они не смогли бы работать на борту корабля" [Apollo, 1989, стр.314].

Однако, без каких-либо дополнительных испытательных пусков после проблемного пуска в апреле, в декабре 1968 года ракета Сатурн-5, согласно отчётам НАСА, успешно вывела Аполлон-8 на окололунную орбиту с экипажем на борту.

На третьем беспилотном запуске Сатурна-5 со станцией "Скайлэб" на борту 14 мая 1973 года проблема колебаний вернулась. Этот пуск оказался последним для Сатурна-5. Станция "Скайлэб " была сильно повреждена из-за сильных колебаний первой ступени ракеты. Одна панель солнечных батарей была оторвана от станции, и корпус станции в результате был сильно помят. В течение некоторого периода времени из-за повреждений станция считалась утраченной. 
 

В середине 2009 года, примерно 18 месяцев спустя после первого замечания насчёт вибраций, проявляющихся в первой ступени, GAO признает, что НАСА по-прежнему имеет вибрационные проблемы с Aрес-1: "Еще одна проблема, связанная с вибрацией, - заключил GAO в параллель с комментариями Комитета Августина, - виброакустика - давление звуковых волн, возникающих при работе первой ступени "Aрес-1" и ускорении ракеты в атмосфере, что может привести к неприемлемым колебаниям корпуса всей "Aрес-1" и "Ориона". Согласно заявлениям официальных представителей, НАСА всё ещё определяет, как эти вибрации и акустические волны могут повлиять на космический корабль" [GAO, 2009, стр.13].
 

Суммируя сказанное, можно сказать, что четыре года научно-исследовательских и проектных работ привели к ключевым проблемам, аналогичным тем, с которыми столкнулись при беспилотных запусках Сатурна-5. Вскоре разработка ракет "Aрес" была свёрнута. Остается загадкой, как проблема вибраций, с которой столкнулись на Аполлоне-6, была решена к декабрю 1968 года, без дополнительных тестовых полетов Сатурна-5. Единственное, на что можно обратить внимание, это то, что перед запуском Аполона-8 имело место следующее утверждение: "Новые гелиевые системы поддува в предвентильном объеме полетят (на первой ступени Сатурна-5 - прим. автора) впервые. В этой системе предвентильный объем в системе подачи жидкого кислорода наполнен гелием, чтобы создать аккумуляторы (так в оригинале - прим. автора) или "поглотители встряски", чтобы подавить колебания. Эта система установлена, чтобы предовратить чрезмерные продольные колебания, которым подвергался Апполон-6" [Ap-8 PK, 1968, p. 47].

Если проблему колебаний тогда действительно удалось решить, то приходится резюмировать, что это техническое решение, видимо, не было применено при запуске "Скайлэба", и в настоящее время это решение не рассматривается как подходящий вариант для предстоящих космических полетов. Таким образом, остается заключить, что, опять-таки, если нет опоры на положительный опыт решения проблем с Сатурном-5, то все девять успешных пилотируемых запусков Аполлонов к Луне оказываются под сомнением.
 

После окончания программы Аполлон двигатель J-2 использовался всего три раза: дважды для запуска на НОО (сравнительно малой - прим. ред.) ракеты Сатурн-1B по программе "Скайлэб" и в последний раз в 1975 году для космического рандеву с комплексом "Союз".

В начале программы "Созвездие" НАСА решило модифицировать J-2, хотя признавало проблемы: "Использование двигателя J-2S для старта с орбиты Земли относится к области высокого риска, потому что двигатели J-2S никогда не летали. J-2S (упрощённый J-2) был разработан для замены на "Сатурне" разгонных двигателей J-2. [...] Таким образом, расчетный срок в 4 года для проведения квалификационных испытаний, изготовления и проверки двигателя накладывает значительный риск для выполнения программы"[Arch. Study, 2005, стр.8]. 
 

Если двигатель надежно эксплуатировался около 40 лет тому назад и если его приходится адаптировать сейчас, при нынешних темпах прогресса в технологиях, почему требуются солидные семь лет для его модификации? И почему тот факт, что модификация будет происходить одновременно по нескольким направлениям, поднимается как тревожащий вопрос? Естественно, НАСА должно опираться на свой опыт работы с комплексом Сатурн-Аполлон при проведении подобных одновременных опытно-конструкторских работ.

Наконец, GAO сделало поразительное заключение: "Разгонный двигатель J-2X: Хотя J-2X основывается на двигателях J-2 и J-2S, использовавшихся в "Сатурне-5", [...] количество запланированных изменений таково, что, по словам экспертного совета НАСА, по трудоёмкости это представляет собой по существу разработку нового двигателя" [GAO, 2008, стр.10].

Как такое заявление может выдержать сравнение со всей программой Аполлон, разработка которой была завершена, согласно НАСА, в середине 60-х годов за те самые семь лет, и которая действительно была новаторской и велась одновременно по нескольким критически важным направлениям, причём все они были завершены впервые?

Построение новой тяжелой ракеты-носителя, то есть ключевой части программы "Созвездие", было полностью остановлено к 2010 году. Пилотируемый корабль Aрес-1 был испытан в беспилотном полёте только один раз, в октябре 2009 года, и уже тогда было ясно, что у него нет будущего. Не было никакой опоры на такие ключевые элементы ракеты Сатурн-5 как мощный двигатель первой ступени F-1, и было очень мало надежд на двигатель второй ступени J-2. 
 

В программе "Созвездие" новая лунная ракета должна была основываться на новых разработках, которые не имеют отношения к ракете Сатурн-5. Кроме того, легендарный двигатель F-1 даже не упоминается в последних документах НАСА. Его как будто и не существовало. В то время как НАСА, очевидно, не имеет подходящего тяжёлого носителя, оно признало, что нет никакого доверия и к аполлоновской ракете-носителю.

Заключение

В апреле 2008 года доклад Счетной Палаты США (GAO) предусматривал ключевые технические элементы программы Аполлон в качестве запасного варианта для современных разрабатываемых систем. Однако, вполне возможно, со временем становилось ясно, что вспомогательные решения оказывались не всегда возможны на основе опыта и знаний НАСА.

В чем бы реально ни состояла истинная причина нежелания опереться на наработки по лунной теме в эпоху Аполлонов, к середине 2009 года в правительстве США пришли к выводу о невозможности осуществить программу "Созвездие" в рамках первоначально отведенного срока в 15 лет. GAO сообщает о "технических проблемах, существовавших в прошлом, в том числе колебания тяги двигателя, система теплозащиты, и J-2X. - GAO продолжает: Помимо этих проблем наши последние работы выявили другие технические проблемы, в том числе контроль массы капсулы "Орион", виброакустика, дрифт (ракеты - прим. автора) на старте и удовлетворение требованиям безопасности" [GAO, 2009, стр.10].

Отчет GAO выявил множество технических рисков при запуске ракеты-носителя и в проекте возвращаемого модуля "Орион" и, как следствие, для всей теперешней экспедиции на Луну. Многие проблемы, выявленные в 2005-09 гг., удивительно похожи на те, с которыми должны были столкнуться разработчики системы Аполлон и, безусловно, разрешить их, чтобы легендарная лунная программа действительно была успешно выполнена. Жизнеспособность старой лунной программы неминуемо подверглась сомнению внутри НАСА, когда запустили новую программу. Если оказалось нечего унаследовать из обширного опыта программы Аполлон, то закономерно встаёт вопрос, а могла ли вообще такая программа быть завершена 40 лет тому назад.

Сегодня перед НАСА все еще стоят технические проблемы, которые, как непременное условие того, чтобы программа Аполлон была успешной, должны были быть решены около 40 лет назад. Общий смысл последних докладов НАСА состоит в том, что технологий для полета на Луну не существует. Ни ракеты-носителя, ни капсулы для безопасного возвращения экипажа на Землю нет в наличии.

Далее, взлёт с поверхности Луны, который не был проблемой 40 лет назад, теперь является проблемой из-за ожидаемых трудностей при старте с поверхности Луны - трудностей, которые теперь сравниваются с попыткой вырваться из гравитационного колодца. Кроме того, НАСА признает, что они не обладают достаточными знаниями о радиационной обстановке за пределами околоземной орбиты. 
 

Недавно авторитетный специалист и бывший руководитель Локхид Мартин, Том Янг, признал, что НАСА движется по "ниспадающей траектории", и освоение астероидов и точек Лагранжа может стать важными этапами в космической деятельности, но не вдохновляет, поскольку для "практической" космонавтики пока остаётся лишь несколько достойных задач - Земля-Луна, спутники Марса и сама планета Марс [Young, 2013]. Таким образом, идея построить обитаемую базу на Луне, которую лелеяли в самом начале программы "Созвездие" [Arch. Study, 2005, p. 56], по-прежнему остается наиболее привлекательной.

В свете вышесказанного, а также учитывая многие другие недавние находки - для того, чтобы честно сформулировать ключевые проблемы и расчистить путь к их прагматичному решению - не будет ли более продуктивным признать, что полёты человека к Луне, якобы совершённые 40 лет назад, на самом деле не имели места?

Благодарность

Автор признателен Маркусу Аллену из британского офиса журнала НЕКСУС за позитивный обзор статьи. Эта статья, одновременно с публикацей, выложена на сайте www.Aulis.сom

Об Авторе

Фил Кутс живет и работает в Новой Зеландии, имеет ученую степень в прикладной физике. Он получил значительный опыт в прикладных исследованиях, работая научным сотрудником в университетах Великобритании, а также менеджером по разработкам в частных исследовательских компаниях. Фил пишет под псевдонимом, чтобы отделить его профессиональную деятельность от других интересов. 
С ним можно связаться по е-майлу: philkuts@gmail.com
 

Ссылки

[Arch. Study, 2005]. NASA: Exploration Systems Architecture Study. Final Report. NASA-TM-214062, November 2005. 750pp. 
http://www.nasa.gov/exploration/news/ESAS_report.html

[NASA News, 2006]. NASA Developing New Heat Shield for Orion. 13 Sept 2006. 
http://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/orion/orionheatshield.html

[GAO, 2008]. Ares I and Orion Project Risk and Key Indicators to Measure Progress. GAO-08-186T, Government Accountability Office, April 2008. 23 pp.
http://www.gao.gov/new.items/d08186t.pdf.

[Augustine, 2009]. Review of U.S. Human Spaceflight Plan Committee: Seeking a Human Spaceflight Program Worthy of a Great Nation. Augustine Committee, October 2009. 157 pp. 
www.nasa.gov/pdf/396093main_HSF_Cmte_FinalReport.pdf

[NCRP, 2006]. Information Needed to Make Radiation Protection Recommendations for Space Missions Beyond Low-Earth Orbit. Report No. 153, NCRP, 2006. 400 pp. 
http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=12045&page=16

[NRC, 2008]. National Research Council. Managing Space Radiation Risk in the New Era of Space Exploration, The National Academies Press, Washington, DC, 2008. 132 pp.
http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12045

[Orion Factsheet, 2012]. Orion Exploration Flight Test-1. NASA, 18 May 2012, 
http://www.lpi.usra.edu/lunar/constellation/orion/EFT_1_factsheet.pdf

[Pres. Speech, 2010]. President Barack Obama on Space Exploration in the 21st Century. NASA, 15 April 2010.  
http://www.nasa.gov-news-media-trans-obama_ksc_trans.html

[Apollo, 1989]. Murray, Charles, and Catherine Bly Cox. Apollo. The Race to the Moon. Simon & Schuster, New York, 1989. 506 pp.

[Ap-8 PK, 1968: NASA]. Apollo 8 Press Kit. (No. 68-208), 15 December 1968.
http://history.nasa.gov/ap08fj/pdf/a08-presskit.pdf

[GAO, 2009]. NASA Constellation Program Cost and Schedule Will Remain Uncertain Until a Sound Business Case Is Established. GAO-09-844, Government Accountability Office, August 2009. 31 pp. 
http://www.gao.gov/new.items/d09844.pdf

[Young, 2013]. Tom Young: NASA on Declining Trajectory, Beware Unintended Consequences of SLPA. March 2013. 
http://www.spacepolicyonline.com/news/tom-young-nasa-on-declining-trajectory-beware-unintended-consequences-of-slpa

скачать статью .pdf

Источник:  "Is There Any Hope For A Moon Base?"      by Phil Kouts

Журнал NEXUS, Австралия, 2014, август. 
Aulis Online, 2014: http://www.aulis.com/moonbase2014.htm

Перевод: http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base.htm

ч.2   К Созданию Лунной Базы: Есть ли Что Взять из Аполло-Наследия?

Несмотря на объявленные успехи программы Аполлон, НАСА в наши дни, как будто впервые, разрабатывает технологии и системы для безопасных полетов к Луне и обратно. Что уж тогда говорить о создании лунной базы. По-видимому, Агентству следует поискать возможность присоединиться к международному лунному проекту.

Несмотря на объявленное в 2010 году закрытие Программы "Созвездие" (ПС), работа над технологиями для полетов за пределы Низкой Околоземной Орбиты (НОО) продолжилась без перерыва [NEXUS, 2014]. Однако теперь отсутствует один из существенных аспектов той программы: идея разработки лунного форпоста. Эта идея первоначально обсуждалась в деталях [Arch. Study, 2005, p.75], но сейчас она очевидным образом исчезла из текущих планов НАСА.

Лунная база, вообще говоря, уже более двадцати лет рассматривалась как захватывающая воображение идея даже до ПС [Lunar Base, 1999], и программа, казалось, давала хороший шанс для реализации этой идеи в приемлемые сроки. Тем не менее после пяти лет исследований и предварительных работ по проекту, некоторые существенные элементы программы посещения Луны просто исчезли из текущих планов. НАСА сейчас очень медленно и тщательно работает над отдельными проблемами, которые должны были быть давным-давно безусловно решены, если лунные высадки действительно имели место. Хотя некоторый прогресс и был достигнут в течение последних 10 лет, современный охват проблем весьма незначителен по сравнению с объемом работ, якобы завершенных более 40 лет назад.

Испытания Капсулы Орион

Вид капсулы Орион при входе её в атмосферу при температуре T=2200 0C Представьте, что будет при T=2700 0C - view video clip

Основным знаменательным событием в последнее время, конечно, явился испытательный полет 5 декабря 2014 года капсулы Орион, предназначенной для доставки космических экипажей за пределы НОО и, самое главное, для безопасного возвращения их обратно на Землю. Орион достиг высоты 5800 км и затем возвратился на Землю при скорости входа в атмосферу 8,9 км в секунду, при этом температура его теплового щита достигала 2200 ^оC [Orion Blog, 2014]. Приводнилась капсула успешно, как планировалось, вблизи ожидавших ее кораблей ВМФ США.

Таким образом, испытание прошло успешно, но что было в нем особенного? Боковые стенки Ориона были обложены керамической плиткой, аналогичной той, которая использовалась для защиты Космических Челноков (Шаттлов), и это был новый элемент по сравнению с конструкцией капсулы Командного Модуля Аполлона (КМ). Насколько важна эта инновация? И если это необходимо, то как тогда КМ Аполлона обходились без подобной защиты, выдерживая жар плазмы, обволакивающей КМ при входе в атмосферу Земли?

Вместе с тем, важнейший элемент в процессе возвращения капсулы с экипажем, а именно, скользящий вход, еще только предстоит изучить экспериментально после тщательных теоретических исследований в ходе ПС [Bairstow, 2006; NASA Johnson, 2011]. Большинство задач в этой новой для НАСА методике приземления вращается вокруг идеи точной посадки вблизи тихоокеанского побережья США [Arch. Study, 2005, стр.263; Kaya, 2008, стр.65]. Этот подход, который, в сущности, является дополнительным удобством при возвращении из-за пределов НОО, теперь представляется в виде фактической цели последних усилий в научно-технических разработках по этой теме, как если бы все остальные проблемы были решены раньше. Однако все это, скажем так, - просто вишенка на торт, который еще надо испечь.

Ключевой проблемой остается обеспечение безопасного возвращения экипажа. Во время работы над ПС, было признано, что "...различие между прямым входом, типичным для возвращения экипажей с МКС (Международной Космической Станции), и входом по скользящей траектории с отскоком в случае возвращения с Луны заключается в длительности фазы отскока, который возникает в процессе возвращения капсулы. В Программе Аполлон применялся прямой вход для возвращения экипажа с Луны. Никогда еще в программах пилотируемых космических полетов скользящий вход не применялся..." [NASA Johnson, 2011, стр.5]. В лучшем случае, типичный профиль входа миссий Аполлон может интерпретироваться как "двойной нырок" [Kaya, 2008, стр.26], который в корне отличается от техники скользящего входа.

(см. Комментарий от редакции "О Входе Спускаемых Аппаратов в Атмосферу")

Общее время торможения КМ Аполлона до раскрытия парашютов, как утверждается в отчетах миссий, обычно составляло приблизительно 8 минут, что представляется слишком кратким. Наоборот, скользящий вход предоставляет от 40 до 120 минут перерыва перед второй фазой замедления [Kaya, 2008, стр.54], таким образом, это совершенно разные сценарии для рассеивания тепла и облегчения физической нагрузки для экипажа. "После отскока в скользящем режиме аппарат проходит большую часть своей траектории вне атмосферы. Что же касается условий для рассеяния тепла, то это существенно способствует охлаждению капсулы в фазе выхода из атмосферы и для начала второй фазы входа с меньшей энергией." [Kaya, 2008, стр.57].

Кроме того, как видно из докладов миссий Аполлон-8, -10, и -11, КМ Аполлона осуществлял посадочный спуск по относительно короткой траектории, не более чем 3000 км, от зоны т.н. интерфейса входа в атмосферу до области приводнения капсулы. Это, как утверждается, происходило в сочетании с оптимистично скромными пиковыми перегрузками торможения. "Интерфейс входа в атмосферу" означает уровень параллельно поверхности Земли на высоте около 120 км. Величины ускорений перегрузки Аполлонов, как утверждается, были около 6,5g¹ с максимальной пиковой величиной 6,84g для КМ Аполлона-8, причем это сочеталось с кратчайшей дальностью полета до посадки (около 2200 км до развертывания тормозных парашютов), в сравнении с другими посадками КМ Аполлонов. Однако даже эта "рекордная" пара заявленных результатов в целом противоречит результатам современных теоретических оценок в аналогичных аполлоновым комбинациях условий спуска КМ, где ускорение перегрузки при входе без скольжения с отскоком может легко достичь величин от 9g вплоть до 15g. [Kaya, 2008, стр.4-6; NASA Johnson, 2011, стр.29].

Имеет смысл сравнить экстремальные условия возвращения в режиме прямого входа по схеме Аполлон с условиями, типичными для Космического Челнока, где управляемый спуск позволяет "контролировать траекторию входа от первоначального проникновения в земную атмосферу (на высоте 122 км и расстоянии примерно 7600 км от взлетно-посадочной полосы) до активации управления на конечном участке приземления." ² [Kaya, 2008, стр.12].

Посадка Космического Челнока

Космические Челноки обычно возвращались с НОО в условиях, когда начальная скорость была 7,8 км/сек максимум. Типичный КМ Аполлона, как полагается, возвращался из-за пределов НОО с первоначальной входной скоростью 11,2 км/сек (без учета вращения Земли, которое дает поправку до примерно 0,45 км/сек в зависимости от зоны интерфейса и направления входа - прим. ред.) и диапазоне тормозных расстояний не более чем 3000 км. Это следует сравнить с недавно представленным планом для посадки в режиме скользящего спуска с отскоком и при расстояниях входа до 8900 км. И, кроме того, требуемая точность приземления теперь установлена в диапазоне около 10 км [Prelim. Report, 2011, стр.18]по сравнению с типичным отклонением около трех километров для известных приводнений КМ Аполлонов.

В общем и целом, успех при лунном возвращении опирается на жесткое сочетание строгих параметров, таких как: скорость входа; угол входа в атмосферу; протяженность участка торможения (включая профиль маршрута) до момента раскрытия парашютов. Это сочетание, в свою очередь, определяет результирующую комбинацию, как то: максимальная температура возвращаемой капсулы и максимальные перегрузки при торможении, действующие на экипаж в этой капсуле.

Ключевым аспектом здесь является то, что типичные заявленные комбинации входных параметров Аполлонов находятся за пределами разумного и, как набор требований для будущих миссий, больше не считаются эталоном.

Недавний набор параметров при испытаниях Ориона в декабре 2014 года включал перегрузку торможения до 8,2g при промежуточном значении скорости входа около 8,9 км/сек (т.е. не полном значении, которое должно быть близко ко второй космической скорости), так что фактические параметры, необходимые для лунного возвращения по схеме типа Аполлон, еще пока не опробованы.

Все выглядит так, как будто специалисты НАСА осторожно тестируют условия, которые только приближаются по сложности к тем, что якобы были уверенно освоены при спуске КМ Аполлонов.Методика скользящего спуска теперь признается как обязательное требование для безопасного возвращения с лунных траекторий в современных конфигурациях и сценариях. Такой подход, по существу, имеет решающее значение для целостности капсулы КМ, а также для сохранения здоровья экипажа, если вообще не для его выживания.

Таким образом, нет ничего, чему стоило бы поучиться из истории приземлений КМ Аполлонов, за исключением того, что мы не должны больше так делать, иначе приземление, скорее всего, пройдет в виде фатальной катастрофы.

Еще один интересный аспект связан с прохождением через нижний радиационный пояс Ван Аллена, когда были выключены бортовые камеры Ориона для их защиты от радиации [Orion Blog, 2014]. Опять же, как насчет КМ Аполлона с экипажем на борту, когда космический корабль Аполлон проходил сквозь ту же зону в своих полетах на Луну? Новые оценки возможных радиационных эффектов проводятся явно без опоры, и даже без ссылок, на прежний опыт Аполлонов.

Менеджмент и Планирование в Эпоху Аполлонов

Двигатель F-1

Теперь, в контексте оценки возможности полетов за пределы НОО, попытаемся понять, как этот тестовый полет Ориона вписывается в общую последовательность событий, приведших когда-то к успеху лунных миссий.

Чтобы лучше понять это, нам нужно взглянуть на фактическую цепочку основных технических шагов, сделанных до заявленной высадки на Луну в прошлом. Стоит отметить, что в сентябре 1963 года промежуточный доклад на совещании менеджеров в штаб-квартире НАСА выявил очень серьезные проблемы программы Аполлон, включая проблемы со стабильностью горения в маршевом двигателе F-1. На том заседании группа разработчиков сообщила техническому комитету, что, во-первых, "высадка, скорее всего не может состояться в рамках десятилетия с приемлемым риском", и, во-вторых, "первая попытка высадиться человеку на Луну, вероятно, состоится в конце 1971"[Аполлон, 1989, стр.153]. В ответ менеджеры просто предложили прийти еще раз с чем-то лучшим, чем эти соображения.

Общеизвестно, что к середине 1967 года еще нужно было тестировать все важнейшие элементы программы Аполлон. Первый в истории пробный полет ракеты Сатурн-V произошел 7 ноября, но другие ключевые элементы, такие как, например, Лунный Модуль (ЛМ), были все еще в процессе разработки. Общий план для успешной лунной миссии, согласно самому Агентству, выглядел в конце 1967 года следующим образом [Аполлон, 1989, стp.316]:

A -Аполлон-4 и Аполлон-6, беспилотные миссии Сатурна-5;
B - беспилотные испытания ЛМ на НОО, бортовой тест на Аполлоне-5;
C - Аполлон-7, первый пилотируемый полет, запланированный на НОО, осенью 1968 года;
D - первый пилотируемый полет с использованием КМ и ЛМ, все еще на НОО;
E - КМ и ЛМ на высокой орбите до 7400 км от поверхности Земли;
F - первый полет к Луне, вход на лунную орбиту без посадки, опробование ЛМ;
G - первая посадка на Луну с экипажем.

В то время было признано, что "каждая миссия имела свои собственные причины для существования. Ни одна из них не могла быть безопасно пропущена." [Аполлон, 1989, p.316].

Если мы представим Аполлон-11 как успешное достижение цели для всего списка этих шагов, то мы можем расположить эти шаги в хронологическом порядке таким образом:

Таблица 1

Этот график, насыщенный радикальными задачами, вскоре был сделан еще более жестким. Теперь мы знаем, что даже завершение этапа A было проблематичным из-за неудовлетворительных результатов миссии Аполлон-6 в апреле 1968 года: продольные колебания первой ступени ракеты, отказ двух двигателей J-2 из пяти на второй ступени, и отказ повторного зажигания двигателя J-2 на третьей ступени.

Однако, при этом, в августе 1968 года, топ-менеджмент программы внезапно и тайно предложил "лететь прямо к Луне, опираясь лишь на единственный пилотируемый тест капсулы Аполлона, вообще на первом пилотируемом Сатурне-5 и, опять же, это был первый полет Сатурна-5 после известных неполадок беспилотной миссии Аполлон-6" [Аполлон, 1989, стр.317]. Это было чисто административное решение - лететь, несмотря на все очевидные технические проблемы.

Какой-то испытательный полет без ЛМ можно было бы рассматривать как нормальное решение в условиях, когда модуль мог быть готов не ранее начала 1969 года. Однако, план отправки экипажа сразу к Луне и обратно, без тестирования возвращаемой капсулы КМ во всем диапазоне условий возвращения, представлял собой максимально высокий риск, какой только можно вообразить.

(Речь о том, что шаг под литерой "D" не мог состояться в 1968 году, поскольку ЛМ не был готов к пилотируемому полету, хотя беспилотный макет ЛМ был опробован на борту Аполлона-5 в январе 1968 - см. главу про ЛМ ниже в статье. Таким образом, к середине 1968 г. НАСА было вынуждено перестраивать планы испытаний в отсутствие пилотируемого ЛМ. Напрашивалось соображение опробовать беспилотный КМ в режиме входа в атмосферу, близком к реально ожидаемому, то есть шаг под литерой "Е" - прим. ред.).

Джеймс Уэбб

Это чрезвычайно "смелое" решение лететь прямо к Луне было принято группой топ-менеджеров в отсутствиe Джеймса Уэбба, Администратора НАСА, который в тот решающий момент в августе 1968 года участвовал в международной конференции по мирному использованию космического пространства в Вене, Австрия. Реакция Уэбба была однозначной: он не мог в такое поверить. Джим Уэбб, человек безупречной репутации, который способствовал реализации лунной программы НАСА без компромиссов, не допускал возможным на этом этапе облет Луны с возвращением экипажа.

В результате 16 сентября Президент Джонсон предложил ему немедленно уйти в отставку, и 7 октября Уэбб покинул НАСА. На пресс-конференции в конце августа 1968 года, НАСА заявило, что Аполлон-8 предполагается быть "гибкой миссией" в контексте того, что космический аппарат может быть выведен на высокую орбиту над Землёй, т.е. фактически это был шаг "Е" в первоначальном плане (см. таблицу 1 выше), "с апогеем несколько тысяч миль." [Аполлон, 1989, с.323].

История с разработкой и испытаниями Ориона (см. также [NEXUS, 2014] - прим. ред.) выявила один из важнейших технических элементов, которого не хватало в том "смелом" плане 1968 года: шаг под литерой "E", который позволил бы проверить КМ на высокой скорости возвращения. Тестирование этого жизненно важного для любой лунной миссии этапа было просто опущено, как если бы это было что-то незначительное. Испытание макета КМ в суборбитальном полете в 1966 году, в ограниченных тестовых условиях [AS-202, 1967], было шагом в правильном направлении, но этого было совершенно недостаточно для принятия решения сразу на облет Луны.

По-прежнему остается малопонятным, что побудило руководителей НАСА пойти на наивысший возможный риск. Объяснение такому поспешному иррациональному решению было скорее политическое: "Единственной целью (хотя и не оглашенной публично) полета к Луне на такой ранней стадии было намерение повергнуть Советы резким ударом" [Аполлон, 1989, p.322].

Советские Запуски и Чем Ответило НАСА

Так что же именно происходило в советской лунной программе, которая заставила тогда НАСА так понервничать?

Советские почтовые марки, посвященные полету  "Зондов", которые доказали возможность русских к концу 1969 г. вернуться на Землю после полета  к Луне.

Кликните на изображение, чтобы увеличить

Это было время, когда русские уже успешно направили Зонд-4 для облета Луны с возвратом аппарата на Землю (хотя финальный этап посадки не был успешным) и готовились к запуску Зонда-5 [Zonds, 1968]. Под угрозой снова проиграть русским, которые, согласно сообщениям разведки, готовились вскоре провести пилотируемый облет Луны, Агентство ступило на катастрофически опасный путь дальнейшего срезания углов.

В сентябре 1968 года, Зонд-5 вернулся на Землю, успешно выполнив программу облета Луны с небольшими животными на борту, которые были возвращены живыми, впервые в истории освоения космоса. Важные результаты этой миссии по-прежнему недооценены, оставаясь в тени славы Аполлонов. Фактически, успех Зонда-5 указывал, что русские разработали технологию безопасного возвращения со скоростью, равной второй космической скорости.

И теперь НАСА всерьез опасалось, что русские были способны отправить и человека в рамках той же задачи уже в ближайшее время, и это действительно было воспринято как угроза. Как отчаянный ответ на эту угрозу, НАСА представило декларированное устранение проблем Аполлона-6 как доказанный факт полной готовности ракеты-носителя Сатурн-5 к лунной миссии [NEXUS, 2014].

В ноябре 1968 года, со ссылкой на успешный полет в октябре 1968 на НОО ракеты Сатурн-1Б (которая технически была гораздо проще, если не полностью отличалась от Сатурна-5 с его проблематичным двигателем F-1) НАСА объявило, что Аполлон-8 будет теперь миссией с заходом на лунную орбиту. На самом деле, это был отчаянный технически необоснованный ход; и, как следствие, глубокие пробелы открылись в фактических возможностях НАСА. Как мы можем видеть, эти пробелы не закрыты до сих пор.

(В канун Рождества 1968 года НАСА объявило об отправке Аполлона-8 с экипажем на борту на облет Луны. Это произошло без предварительных испытаний входа в атмосферу Земли беспилотного КМ на второй космической скорости. Полет был объявлен как полностью успешный, включая беспроблемный спуск КМ. - прим. ред.)

Когда современный исследователь признает, что "вместо полного скользящего спуска Аполлон делал двойной нырок." - он делает логическое ударение на том, что капсула возвращалась в определенную зону посадки, нежели чем на том факте, что собственно принцип скользящего спуска обеспечивал безопасное возвращение: "Советский Союз тоже использовал скользящие траектории для возвращения беспилотных Зондов на русскую площадку приземления." [Кауа 2008, стр.26].

Принимая во внимание сложность задачи возвращения, как объяснено выше, заявление НАСА об отправке экипажа на облет Луны в 1968 г. - без разработки соответствующего оборудования, а также без отработки методики безопасного возвращения экипажа на Землю - означало только одно: это была чисто политическая декларация.

Следует признать без всяких оговорок, что технически экипажи еще никогда не посылались к Луне для облета или высадки. Человечество до сих пор имеет дело с научно-популярной фантастической историей, представленной как реальность. 
Каким образом эта история была поставлена в виде яркого шоу и поддерживалась до сих пор, остается за рамками этой статьи.

Следующий шаг в беспилотных испытаниях КМ планируется в 2018 году как тест в полном диапазоне параметров возвращения после облета Луны, с предположением повторить его как пилотируемый (аналогично Аполлону-8 в 1968 г.) уже около 2021 года. [GAO, 2015, стр.8-9].

Модуль для Высадки на Луну Отсутствует

Хотя дизайн и технические характеристики аппарата, который бы приземлился на поверхность Луны и затем с нее взлетел, направляясь на стыковку с КМ на лунной орбите, были рассмотрены в начале ПС очень подробно [Arch. Study, 2005, p.158], теперь идеи такого рода испарились из планов НАСА. Чтобы быть более точным, никаких предположений относительно концепции лунного посадочного модуля не прозвучало в Президентском Указе 2010 года в адрес НАСА, оставляя инструментальный пакет для успешной миссии с высадкой на Луну принципиально неполным. Так что, если мы вообразим, что текущие планы разработки Стартовой Системы (SLS)³ и капсулы Орион будут выполнены, как это планируется в настоящее время, к 2021 году, то, тем не менее, нет никаких признаков того, что после этого НАСА будет способно доставить человека на Луну в какие-то разумные сроки - в особенности при том, что дизайн взлетной ступени Лунного Модуля (ЛМ) Аполлона по-прежнему вызывает вопросы, была ли жизнеспособной эта конструкция для взлета с посадочной ступени.

Посадочная ступень ЛМ.

Обратите внимание на плоскую и сплошную верхнюю поверхность с неглубоким "отверстием" в центре, над которым находится взлетный двигатель.

Дело в том, что посадочная ступень конструкции ЛМ имеет непрерывную сплошную верхнюю поверхность без каналов для истечения горячих газов в первоначальный момент взлета модуля.

Этот простой аспект конструкции был потенциально фатальным для взлетного модуля, который весьма вероятно мог просто свалиться в сторону от развивающегося "столба" собственного пламени.

Говоря по-простому, существует опасность опрокидывания взлетной ступени в самый начальный момент ее старта.

В своей книге мемуаров Томас Дж. Келли, главный инженер лунного посадочного модуля Аполлон, признается, что "нестабильность сгорания топлива во взлетном двигателе являлась хронической проблемой, которая весьма медленно и неохотно поддалась решению методом проб и ошибок", и была решена лишь к середине 1968 [Moon Lander, 2001, стр.132-136].

Томас Келли

Доведение взлетного двигателя, вероятно, заняло непозволительно длительный период времени, поскольку в его очень подробных описаниях работы с макетами ЛМ, Том Келли не говорит нам об испытаниях легких макетов на отработку взлета в условиях земной силы тяжести, хотя мы должны предположить, что такие испытания должны были быть выполнены.

По словам Келли, ЛМ успешно испытали на борту Аполлона-5 на НОО, проверив его на способность выполнить маневр в режиме внезапного прерывания спуска. 
(Беспилотный макет ЛМ был опробован на борту Аполлона-5 (носитель Сатурн-1Б) в январе 1968 - прим. ред.)

Келли поясняет: "Зажигание взлетного двигателя начинается в момент, когда взлетная ступень все еще находится наверху посадочной ступени, как при старте с Луны, и его исходящие газы будут первоначально наталкиваться и отклоняться от верхней поверхности посадочной ступени, состояние, известное как "огонь в отверстие" ("Fire in the hole"). 
 

Нашивка от НАСА: Испытания ЛМ Аполлона-5  на орбите в момент поджига двигателя

Некоторое беспокойство вызывало то, что в маневре прерывания спуска аэродинамические силы ракетной струи в ограниченном пространстве могут привести к резким подвижкам посадочной ступени, так как при отделении от взлетной ступени нижняя не имеет никакого контроля направления. Из-за дерганий и рывков посадочная ступень могла сорвать режим отлета взлетной ступени." [Moon Lander, 2001, стр.194].

Томас Келли описывает этот тест как эквивалентный процессу старта с лунной поверхности, хотя на самом деле он лишь описывает потенциальную газодинамическую проблему при разделении модулей на орбите. Её последствия при старте с поверхности посадочного модуля, стоящего на лунной поверхности, будут другими в условиях лунной гравитации, и могут оказаться смертельно опасными для экипажа при попытке старта с Луны. Заявление, что эти испытания в орбитальном полете Аполлона-5 квалифицируют ЛМ на готовность к старту с Луны, остается весьма проблематичным.

В самом деле, конструкция ЛМ, где края сопла взлетного двигателя находятся в непосредственной близости от плоской экранирующей поверхности, препятствующей истечению газов, должна была быть отвергнута сразу же при ее рождении.

Монтаж взлетной ступени на посадочную платформу в фирме Grumman Aerospace

Принимая во внимание то, что НАСА спешило обогнать Советы после инсценированного полета Аполлона-8, уже, возможно, и не имело значения, каким путем разрабатывалась бы в дальнейшем полная конфигурация всей системы, поскольку она, вероятно, все равно уже не была бы воплощена.

В настоящее время, отсутствие инициативы изнутри НАСА в вопросе разработки ЛМ совершенно очевидно. Более того, нет и давления со стороны правительства, так что легко допустить, что где-то на стратегическом уровне планирования было сознательно принято решение оставить большую дыру в планах полетов на Луну как извиняющий фактор для откладывания лунных высадок в дальнейшем еще на какой-то неопределенный срок после 2021 года, когда, казалось бы, будут готовы и Пусковая Система и капсула Орион.

Выбор Подходящего Двигателя

Во время работ по ПС разработки не опирались на ключевые элементы ракеты Сатурн-5 в частности, на такой элемент, как маршевый двигатель F-1 первой ступени, поэтому выбор подходящего двигателя оставался нерешенной проблемой и после отмены Программы [NEXUS, 2014]. Стало абсолютно ясно, что в последних планах НАСА по разработке Пусковой Системы новая лунная ракета будет основываться на новых разработках, которые уже никак не связаны с ракетой Сатурн-5.

К 2009 году так называемая серия Перспективных Одноразовых Ракет-Носителей ЕЕLV⁴ определилась как жизнеспособная альтернатива другим концепциям тяжелой ракеты в рамках ПС, в частности, как альтернатива вскоре отмененным носителям серии Ares [Augustine, 2009]. В свою очередь, из обоих ключевых докладов эпохи ПС [Arch. Study, 2005; Augustine, 2009] следовало, что наиболее подходящим мощным двигателем, используемым в настоящее время в программе ЕЕLV, оказался двигатель российской сборки РД-180. С 2002 года этот двигатель регулярно использовался на американских ракетах серии Atlas в общей сложности более чем 50 раз.

Даже известный космический аппарат Лунный Орбитальный Зонд (Lunar Reconnaissance Orbiter), который был доставлен на орбиту Луны в рамках ПС, и который сделал фотографии мест предполагаемых посадочных площадок Аполлонов, был запущен в 2009 году на РД-180.

НАСА признало качество и надёжность двигателя, предложив новую концепцию тяжелого носителя, предварительно именуемого Атлас 5 конфигурации 5H2: "сверхтяжелые носители ЕЕLV используют два ракетных двигателя РД-180 на основном корпусе и на двух боковых ускорителях. Двигатель РД-180 имеет долгую историю успешных запусков в России и в США на ракетах-носителях семейства Atlas V." [Augustine, 2009, стp. 68].

Российский двигатель РД-180

В своем анализе затрат и производительности НАСА предусматривало возможность построить промежуточный вариант ракеты грузоподъемностью до 75-ти тонн следующим образом: "Первоначально, сверхтяжёлые носители серии Наследие ЕЕLV будут использовать российские углеводородные двигатели РД-180, которые в настоящее время используются на Atlas V. В анализе затрат, на который опирается Комитет (Августина - прим. ред.), предусмотрено развитие нового поколения мощных двигателей собственной модели для замены РД-180 как в миссиях НАСА, так и для задач национальной безопасности." [Augustine, 2009, стp. 93].

Принимая во внимание, что программа Ares была отменена, а этапы разработок, рассмотренные в докладах НАСА, тянутся, во всяком случае, до 2020 года, текущее десятилетие предположительно становится периодом непрерывной зависимости от российских двигателей РД-180. Практически это то, что сейчас и происходит, несмотря на политические дергания взад и вперед, наблюдавшиеся на протяжении 2014 года [Bloomberg, 2014; GAO 2014].

"Жидкостно-топливный двигатель РД-180 надежно выполняет задачи... со 100-процентным результатом успешных запусков", - говорит корреспондент Bloomberg и затем цитирует эксперта в области космической техники, - 'Объединенный Пусковой Альянс(United Launch Alliance - прим. ред.), вероятно, будет вынужден удвоить свой запас двигателей российского производства, который в настоящее время рассчитан на два года, для обеспечения важнейших государственных и коммерческих полетов без осложнений при переходе к новой технологии." [Bloomberg, 2014].

Вскоре после того, как новая упрощенная программа была запущена в 2010 году вместо ПС, НАСА сразу призналось, что не может завершить разработку тяжелой ракеты-носителя к концу 2016 года, как это требуется согласно Президентскому Указу от 2010 года, адресованному НАСА [Prelim. Report, 2011]. Это признание буквально взбесило правительство не только из-за его прямолинейного отрицания, но, вероятно, и в силу того факта, что НАСА в новой лунной программе не удалось найти ничего лучшего в качестве базового элемента, чем двигатели российского производства.

Коммерческий Комитет Сената ответил на доклад НАСА, в котором Агентство заявило, что не может построить капсулу и ракету нужной грузоподъемности на основе стоимости и графика, предложенных в Президентском Указе, заявив, что "...выполнение задачи по производству тяжелой ракеты и капсулы не подлежит обсуждению. Это закон. НАСА должно опереться на его опыт многих десятилетий в космических ноу-хау и на миллиарды долларов в траншах предыдущих инвестиций и предложить концепцию, которая работает."[Senate Committee, 2011]. Это резкое заявление стало скандальным хитом средств массовой информации и цитировалось многими источниками, включая даже New Scientist.

Дальнейшее сдвигание графика продолжилось: "Команда программы Ориона представила график в штаб-квартиру НАСА, указывающий на планируемую доводку элементов беспилотного корабля для испытаний Ориона в миссии EM-1 ориентировочно к сентябрю 2018 года" [GAO, 2015, стр.8], что означает беспилотное опробование капсулы на полном диапазоне параметров возвращения после облета Луны. "Пусковая Система и наземные подсистемы пуска⁵ уже не укладываются в первоначальные сроки готовности, и теперь запуск планируют на ноябрь 2018 года, и, соответственно, Орион очевидным образом последует этому примеру. Хотя эти задержки были адекватно обоснованы со стороны Агентства для снижения рисков, их общим результатом может быть только откладывание первого полета с экипажем - EM-2 - который в настоящее время планируется на 2021 год." [GAO, 2015, p.9]. Таким образом, и чиновники уже считают, что намеченный срок около 2021 года для пилотируемой программы облета Луны окажется, скорее всего, также отодвинутым.

Далее. Американский аналог "двигателя с поэтапной системой горения", как ожидается, должен быть реплицирован с РД-180 к 2018 году; в то же время обновленная версия двигателя класса J-2X, унаследованная со времен Аполлонов, с более низким уровнем тяги - ожидается где-то к 2025 году. [Prelim. Report, 2011, стp.9].

В самом начале ПС менеджеры НАСА предварительно пришли к выводу, что "двигатель первой ступени РД-180 в "тяжёлой" конфигурации (Heavy Lift Vehicle, HLV) потребует модификации и должен быть сертифицирован для полетов с человеком. Эта работа, по необходимости, должна быть выполнена русскими."[Arch. Study, 2005, стp.383]. Так что этот вариант давал хороший шанс для международного сотрудничества в рамках программы с лунной высадкой всего лишь путем расширения тематики текущих совместных проектов.

Вместо этого, после отмены ПС и вступления в силу Указа Президента от октября 2010 г., из документов НАСА исчез термин "РД-180". Это, пожалуй, основное изменение в управленческом аспекте, в то время как суть остается той же: НАСА опирается на двигатели российского производства.

На протяжении ПС американский сектор космической индустрии, который специализируется на производстве пусковых ракет, стал еще более зависимым от двигателей российского производства. Еще одна сделка с российским производителем двигателей РД-180 была заключена недавно: "Корпорация Орбитальной Науки (Orbital Sciences Corp.) и российское НПО Энергия⁶ подписали контракт стоимостью около $1 млрд. на поставку 60 ракетных двигателей российского производства РД-181 для установки на переработанной первой ступени коммерческого носителя Антарес" [RD-181, 2015]. Первый запуск модифицированной ракеты Антарес с этими новыми двигателями планируется на 2016 год, в который, по иронии, НАСА не смогло обеспечить первый запуск своей Пусковой Системы, несмотря на беспрецедентное давление американского правительства.

Лунный Форпост

Идея создания лунной базы была захватывающей воображение целью в ходе исследования архитектуры лунного проекта в 2005 году, согласно которому первые системы на лунной поверхности должны были начать работу уже в 2013 году [Arch. Study, 2005, стр.668]. Соответственно, лунные аппараты, включая ЛМ, должны были быть разработаны на этапе между 2010 и 2018 годами, так что "7-я лунная высадка человека" была оптимистично предначертана даже не на удаленный 2020-й, но уже на 2018 год [Arch. Study, 2005, стр.56].

Энтузиазм возвращения на Луну с идеей создания лунного форпоста был просто заразительным на заре ПС, когда даже студенты говорили, что "НАСА не хочет просто повторять предыдущие космические программы - люди в НАСА стремятся продвинуть вперед исследования космоса. Современное видение⁷ требует создания постоянной лунной базы, так что их планы масштабны и рассчитаны на большие сроки." [Bairstow, 2006, стр.15].

Однако к 2009 году первоначальные планы параллельных разработок космической техники, заложенные в 2005 году, были признаны как неосуществимые. В средствах массовой информации коренными проблемами назвали финансовые и заодно охарактеризовали технические планы ПС как слишком амбициозные, которые невозможно выдержать. Вообще говоря, трудно понять, почему планы, которые не содержат ничего революционного по сравнению с такими же в конце 60-х годов, и которые выстроены в два раза медленнее, чем те, что были выполнены сорок лет назад, считаются "амбициозными". И опять же, если формулировка "невозможно выдержать", скорее характеризует нежелание полностью профинансировать эти планы, то вполне возможно, что термин "амбициозные" характеризует непосильные технические задачи, которые, очевидно, не были решены во времена Аполлонов.

Настойчивая презентация полетов Аполлонов буквально в течение десятков лет как яркий успех, создала среду интеллектуальной подавленности. Надо думать, эти времена позади: самим процессом принятия своих решений НАСА выявило фальсификацию высадок на Луну. То, что 45 лет назад для успешной лунной миссии должно было быть закончено как параллельные разработки в сроки от 3 до 4 лет (см. Таблицу 1), сейчас происходит чрезвычайно медленными темпами путем последовательного создания отдельных элементов и согласно неопределенным, если не сказать вообще не имеющим временных рамок, планам. Действительно, то, что первоначально планировалось в ПС выполнить в течение 15 лет, теперь превратилось в полностью открытую схему без каких-либо определенных сроков высадки человека на Луну (см. таблицу 2).

Таблица 2

Совершенно ошибочное мнение, которое постепенно укрепилось как "очевидная истина" среди защитников программы Аполлон, заключается в том, что современные технологии не совместимы со старыми, что требования безопасности являются гораздо более жесткими и т.д. и, таким образом, уже невозможно опереться на технические достижения прошлого, и что все элементы следующей лунной миссии должны разрабатываться заново.

Ответ на это, казалось бы, правдоподобное объяснение состоит в том, что любая технология всегда остается работающей - ее лелеют и тщательно поддерживают - до тех пор, пока она не будет вытеснена новой технологией следующего поколения. Например, сегодня было бы довольно затруднительно разработать радиоприемник, основанный исключительно на вакуумных лампах. Но это оказывается верным только в той степени, что радиоустройства производятся в настоящее время на основе технологии полупроводников. Новая технология полностью вытеснила старую. Образцы систем на вакуумных лампах теперь в основном в музеях, хотя, при необходимости, специализированные компании смогут воспроизвести такие системы.

Что касается программ с лунной высадкой, двигатель F-1 должен был оставаться ключевым элементом для дальнейшего развития мощных носителей вплоть до его адекватной замены. В конце концов, затраты понесли не напрасно, и этапы исследований и разработки были завершены, таким образом, этот двигатель должен был использоваться много лет, точно так же, как это теперь происходит с российскими технологиями. Тем не менее, после Аполлонов важнейшие технологические элементы были немедленно отправлены в музеи, нежели стать основой следующего поколения технологий.

То, в какой степени современное видение лунной базы опирается на наследие систем Аполлон, было рассмотрено в подборке технических статей [Lunar Base, 1999]. Принципиальный вопрос, актуально ли наследие Аполлонов сейчас, получил удивительный ответ, что, по-видимому, нет, так как, как предположил Джон М. Логсдон⁸, "можно утверждать, что, с точки зрения перспективы создания лунной базы, опыт Аполлонов почти не имеет значения." [Lunar Base, 1999, стр.61].

Заключительные Соображения

Легендарный Аполлон, наконец, стал буквально легендой.

Посадки на Луну в конце 60-х - начале 70-х были представлены мировой общественности как постановочное шоу. Навязчивое акцентирование отдельных эпизодов создавало обманчивое чувство уверенности в успехе всей программы. Например, мощный старт ракеты Сатурн-5 каждый раз подавался как решающий элемент общего успеха.

Затем, когда астронавты якобы находились на Луне, мы, зрители на планете Земля, должны были воспринимать это как полный успех миссии. При этом еще предстояло завершить два важнейших этапа: взлет с лунной поверхности с последующей стыковкой на орбите и, самое главное, безопасное возвращение, включая наиболее критическую стадию прохода КМ сквозь атмосферу Земли. На самом деле, эти два этапа остаются все еще незавершенными.

Ничего экстраординарного не было в планах ПС по сравнению с планами середины 60-х годов. Тем не менее, ПС была остановлена, и вскоре был выдвинут еще один упрощенный план, похожий на предыдущий, за исключением того, что теперь отсутствуют элементы для посадки на Луну [NEXUS, 2014]. Однако реакция НАСА даже на явно ослабленные планы была удивительной. Агентство стало доказывать, что по-прежнему не удается создать Пусковую Систему даже в рамках упрощенной программы, которая, между прочим, и названия больше не имеет. [Prelim. Report, 2011].

После того, как ПС была остановлена, стало ясно, что существуют глубокие пробелы в техническом протоколе общеизвестных высадок на Луну в прошлом. Словно впервые, должны быть разработаны и заново созданы следующие элементы программы: ракета большой грузоподъемности; ЛМ для операций на Луне; аппаратная часть для безопасного возвращения в атмосферу Земли. Наряду с этими тремя принципиально важными элементами должны быть исследованы соответствующие процессы и технологии: радиационная защита экипажей (в частности, во время прохода сквозь пояс Ван Аллена), взлет и стыковка взлетного модуля с КМ на лунной орбите, и методика для выполнения входа в атмосферу.

Поскольку элементы новой программы посещения Луны развиваются без всякой связи с якобы состоявшимися миссиями Аполлон, официальное признание того, что лунные посадки Аполлонов были сфальсифицированы, серьезно задержалось. Требуется всеобъемлющая оценка того, что вообще реально есть, и что еще предстоит разработать.

Всем знакомы слова американского Президента, сказанные им в 1961 году о задаче высадки человека на Луну в конце десятилетия и его безопасном возвращении на Землю. Через пару лет его взгляд на эту проблему стал гораздо шире. Поскольку это не было оценено по достоинству в то время, видимо, мы должны вернуться к этому сейчас.

В сентябре 1963 года (см. раздел о Менеджменте и Планировании в Эпоху Аполлонов), Президент Кеннеди сказал:

"Наконец, в той сфере, где Соединенные Штаты и Советский Союз имеют особые возможности - в освоении космоса - есть возможности для новых форм сотрудничества, для дальнейшей совместной работы в области законодательного регулирования и исследований космического пространства. Я включаю среди этих возможностей и совместную экспедицию на Луну. Космическое пространство не предполагает проблем суверенитета... Почему в связи с этим первый полет человека на Луну должен быть вопросом межнациональной конкуренции? Почему Соединенные Штаты и Советский Союз в ходе подготовки таких экспедиций должны дублировать огромный объем исследований, производства и финансовых расходов? Определенно, мы должны разобраться, почему ученые и астронавты наших двух стран - а вообще и всего мира - не смогли бы работать вместе в освоении космического пространства, и отправить однажды уже в этом десятилетии на Луну не представителей одной нации, а представителей всех наших стран." [Kennedy, 1963].

Спустя два месяца он был убит, а еще через пять лет после этого космическую гонку якобы выиграли США.

В 2012 году, на Конференции по Глобальному Исследованию Космического Пространства в Вашингтоне глава российской делегации объявил, что российские планы по исследованию космического пространства за пределами НОО будут главным образом сосредоточены на Луне [Global Space Conf., 2012, отметка времени 1 час 22 мин]. Российское космическое агентство, как заявил выступающий, "не говорит о повторении того, что человечество достигло 40 лет назад." В заключение он отметил: "Мы говорим о создании постоянных лунных баз."

Так как оказалось не так уж много технических наработок со времен Аполлона, которые могут быть положены в основу текущей лунной программы, то НАСА, вероятно, следует рассмотреть возможность присоединиться к усилиям другим космических агентств в их современном намерении создавать лунные базы.

Лунная база является теперь неизбежным этапом в развитии человечества точно таким же образом, как в середине 60-х воспринимались высадки на Луну. В конце концов, несомненно, будут построены разнообразные базы - однако остается открытым вопрос, когда это произойдет и в какие сроки.

Когда эта статья была практически завершена, автор обнаружил совершенно новую книгу [New Moon, 2014], которая по существу пытается переиграть идею вышеупомянутой книги [Lunar Base, 1999] о перспективах создания лунной базы (однако, без ссылки на ту книгу). Несмотря на, казалось бы, подробное описание прошлых миссий и текущих лунных программ, эта новейшая книга лишь кратко упомянула Аполлон-4 и Аполлон-6 - буквально по одной строчке на каждый, потом небрежно отмахнулась от полетов Зондов, не упоминая их скользящего спуска, и, наконец, ничего не сказала о двигателях РД-180 в современных американских программах. 
Ценность такой книги очевидна. Это вовсе не про "новую Луну", а все еще про ту, которая отжила свой век.

Примечания

1. "g" означает ускорение свободного падения на земной поверхности, равное 9,8 м/сек2.

2. Окончание текста в оригинале: "...конечный участок приземления соответствует скорости 762 м/сек относительно Земли, и в этот момент Шаттл находится примерно в 92 км от посадочной полосы...." [Kaya, 2008, стр.12].

3. Термин Пусковая Система (Space Launch System) был введен в Указе Президента 2010 года в адрес НАСА, для тяжелых ракет-носителей, эквивалентных Сатурну-5.

4. Программа по созданию Перспективных Одноразовых Ракет-Носителей (Evolved Expendable Launch Vehicle) - основной поставщик ракет-носителей для вооруженных сил США. [GAO, 2014, стр.2].

5. В оригинале: "GSDO", что означает наземные подсистемы пуска - Ground Systems Development and Operations. [GAO, 2015].

6. НПО "Энергия" - крупнейшая российская аэрокосмическая компания, производящая космические аппараты и ракеты-носители. Это крупнейший контрактор проекта "Международная Космическая Станция".

7. См. Белый Дом: "Президент Буш Объявляет Новое Видение Программы Космических Исследований", 14 января 2004 г., http://tinyurl.com/kxgvfr9.

8. Во время публикации книги Джон М. Логсдон был Директором Института Проблем Космоса (Space Policy Institute) в Вашингтоне, штат Колумбия. Также в 1992-93 гг. он был членом Совещательного Комитета при Вице-Президенте в рамках Национального Совета по Вопросам Космонавтики.

Ссылки

[NEXUS, 2014].  Phil Kouts. Is There Any Hope for a Moon Base? / NEXUS, vol.21, No.5, Aug-Sept 2014, pp.33-38, 72-73 
Aulis Online, 2014: http://www.aulis.com/moonbase2014.htm.
Русская версия: http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base.htm  (прим. ред.)

[Arch. Study, 2005].  NASA: Exploration Systems Architecture Study. Final Report. / NASA-TM-214062, November 2005 - 750 pp. 
http://www.nasa.gov/exploration/news/ESAS_report.html
http://tinyurl.com/kd33me7

[Lunar Base, 1999].  Peter Eckart, Editor. The Lunar Base Handbook: An Introduction to Lunar Base Design, Development, and Operations. / N.Y.: The McGraw-Hill Companies Inc., 1999 - 851 pp.

[Orion Blog, 2014].  Orion Flight Test. NASA / Retrieved December 2014.
https://blogs.nasa.gov/orion/category/orion-flight-test/
http://tinyurl.com/ndrakyo

[Bairstow, 2006].  S.H. Bairstow. Reentry Guidance with Extended Range Capability with Low L/D Spacecraft. / Master Thesis, Dept. of Aeronautics and Astronautics, MIT, 2006. 
http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/35295/74491233.pdf
http://tinyurl.com/kx3unfr

[NASA Johnson, 2011].  Michael A. Tigges at al., Orion Capsule Handling Qualities for Atmospheric Entry. / NASA Johnson Space Center, Houston, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2011.
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110013203.pdf
http://tinyurl.com/mr45elp

[Kaya, 2008].  E.Kaya, Crew exploration vehicle (CEV) skip entry trajectory. / Master's Thesis, Air Force Institute of Technology, WPAFB OH, 2008.
http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a483248.pdf
http://tinyurl.com/nuef5cj

[Prelim. Report, 2011].  NASA, Preliminary Report Regarding NASA's Space Launch System and Multi-Purpose Crew Vehicle Pursuant to Section 309 of the NASA Authorization Act of 2010 (P.L. 111-267). January 2011. 
http://www.nasa.gov/pdf/510449main_SLS_MPCV_90-day_Report.pdf
http://tinyurl.com/k67okpg

[Apollo, 1989].  Charles Murray and Catherine Bly Cox. Apollo: The Race to the Moon. / N.Y.: Simon & Schuster, 1989 - 506 рр.

[AS-202, 1967].  Ernest Re Hillje, Entry Flight Aerodynamics from Apollo Mission AS-202. / Manned Spacecraft Centre Houston, Texas. October 1967.
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19670027745.pdf
http://tinyurl.com/ovqlfan

[Zonds, 1968].  1968.09.14 - Zond 5. Encyclopedia Astronautica. / Retrieved February 2015.
http://www.astronautix.com/details/zond5908.htm
http://tinyurl.com/keea4vp

[GAO, 2015].  NASA: Human Space Exploration Programs Face Challenges. / GAO-15-248T, Government Accountability Office, December 2014. 18 pp.
http://www.gao.gov/assets/670/667350.pdf
http://tinyurl.com/nvjcsdo

[Moon Lander, 2001].  Thomas J. Kelly. Moon Lander: How We Developed The Apollo Lunar Module. / Smithsonian Books, Washington and New York, 2011 - 283 pp.

[Augustine, 2009].  NASA, Review of U.S. Human Spaceflight Plan Committee: Seeking a Human Spaceflight Program Worthy of a Great Nation. / Augustine Committee, October 2009 - 157 pp.
http://www.nasa.gov/pdf/396093main_HSF_Cmte_FinalReport.pdf
http://tinyurl.com/ygcz243

[Bloomberg, 2014].  Julie Johnsson and Anthony Capaccio. U.S. Rocket Venture Adds Russian Engines While Rushing New Model. / Bloomberg Business, 15 Nov 2014. 
http://www.bloomberg.com/news/articles/2014-11-14/u-s-rocket-venture-adds-russian-engines-while-rushing-new-model
http://tinyurl.com/nf35mvj

[GAO, 2014].  Government Accountability Office, Evolved Expеndable Launch Vehicle: Introducing Competition into National Security Space Launch Acquisitions. / GAO-14-259T, March 2014. 11 pp.
http://www.gao.gov/assets/670/661337.pdf
http://tinyurl.com/p8bwqsk

[Senate Committee, 2011].  Senate Commerce Committee Members Respond to NASA Report. / Press Release of Jan 12, 2011.
http://www.commerce.senate.gov/public/?a=Files.Serve&File_id=6bb9bc53-1ac8-457a-a5a2-018cbb8df292
http://tinyurl.com/ow325g4

[RD-181, 2015].  Stephen Clark. Orbital Sciences signs contract for new Antares engines. / Spaceflightnow.com. January 22, 2015. 
http://spaceflightnow.com/2015/01/22/orbital-sciences-signs-contract-for-new-antares-engines/
http://tinyurl.com/lfuoy92

[Kennedy, 1963].  John F. Kennedy. Address to the UN General Assembly, 20 September 1963. 
http://www.state.gov/p/io/potusunga/207201.htm
http://tinyurl.com/q7c54ma

[Global Space Conf., 2012].  V. Popovkin, Heads of Agency Panel. / The Global Space Exploration Conference, Washington, DC, May 2012. 
http://glex2012.org/news/heads-of-agency-panel-summary
http://tinyurl.com/q2zx2as

[New Moon, 2014].  Arlin Crotts. The New Moon: Water, Exploration, and Future Habitation. / N.Y.: Cambridge University Press, 2014 - 514 pp.

Авторизованный перевод под ред. О. Петрова.

http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base-2.htm

скачать статью .pdf

Towards A Moon Base: Has anything been learned from Apollo?" by Phil Kouts

Журнал NEXUS, vol. 22, no. 3 (April-May, 2015)

Aulis Online, 2015: http://www.aulis.com/moonbase2015.htm

ч.3   К созданию лунной базы: оставляя наследие Аполлонов позади

Куда теперь?

Американское космическое агентство НАСА в настоящее время наводнено планами полетов на Марс, но никакой из проектов не предусматривает остановки на Луне. В результате отмены Программы “Созвездие“ Луна, как промежуточный пункт, просто выпала из дорожных карт. Более того, нынешние марсианские программы также не предусматривают в обозримом будущем высадки на марсианскую поверхность. Какой же тогда видится ситуация с освоением космического пространства человеком? Не означает ли это, что Агентство вообще потеряло интерес к полетам человека в космос? Или все это стало слишком опасно?

Перспектива создания лунного форпоста, на которую с таким энтузиазмом настроились в 2005 г. [Arch. Study, 2005], в настоящее время оказалась отодвинута за пределы всех практических планов. Теперь весь замысел лишь в том, чтобы пролететь вблизи от Луны и Марса, но без высадки на поверхность. Похоже, мы отодвинулись еще дальше от планов строительства лунных баз в сравнении с тем, как это представлялось 10 лет назад.

Пусковая Система  (SLS)

С самого начала своего новейшего плана по возвращению на Луну НАСА непрерывно работало по двум основным направлениям: Пусковая Система*  (Space Launch System, SLS) и Пилотируемый Исследовательский Корабль (Crew Exploration Vehicle, CEV), известный как “Орион”, называемый также Многоцелевой Пилотируемый Корабль (Multi-Purpose Crew Vehicle, MPCV)². 

    *) Это общее название подразумевает создание сверхтяжёлой
     ракеты-носителя. – Прим. ред.

Эти два комплекса - легко узнаваемое позднее повторение, то есть очередная версия, печально известной  ракеты Сатурн V и Командного модуля Аполлон (КМ). Однако в разработке этих новых аппаратов специалисты НАСА практически не опираются на, казалось бы, проверенную технологию Аполлонов [NEXUS, 2015]. 

Важно понимать, что, во-первых, эти два комплекса будут пригодны только для облета Луны, но их будет определенно недостаточно для дальних межпланетных перелетов между Землей и Марсом, и, во-вторых, другие необходимые системы не включены в текущие планы разработок НАСА. Итак, чего в действительности можно достичь в течение примерно последующих 10 лет?

Манящий Марс

В последние годы НАСА с большим энтузиазмом и страстностью стало возбуждать активный интерес публики к полетам человека на Марс. Ведущие средства массовой информации обращаются к этой теме практически во всех журналах, газетах и телевизионных шоу, связанных с космической тематикой, и даже не связанных с ней. Под их общим углом зрения, это все представляется как новое грандиозное начинание по исследованию человеком космического пространства, сопоставимое разве что с легендарной сагой о заявленных посадках Аполлонов на Луну между 1969 и 1972 гг.  Однако, на сей раз не предвидится никаких посадок на Марс, по крайней мере, в ближайшие 20 лет, то есть до середины 30-х гг., когда Агентство надеется отправить астронавтов на облет  Марса.

При разработке отдельных фрагментов технических средств и оборудования НАСА правомерно признает, что:
“…наиболее сложная проблема первичных пилотируемых полетов заключается в поддержании безопасных условий для экипажа во время миссий длительностью до 1100 дней. Жилищные условия и связанные с ними системы обслуживания космического корабля, включая запасы продовольствия, одежды, газа для дыхания и, наконец, человеческий фактор* представляют собой существенную часть архитектуры корабля.  Космическое жизнеобеспечение должно отвечать предъявляемым требованиям как в течение межпланетного перелета, так и на поверхности Марса.” [Mars Strategy, 2015, p. 31].

*) Очевидно, имеются ввиду такие прозаические моменты, как душ, туалет, медицина, спорт-тренажеры, а также общение экипажа, включая право на личную жизнь в коллективе. Напомним, что на борту КМ Аполлонов вообще не было туалета. - Прим. ред.

Ключевой элемент аппаратных средств обозначается термином «космический дом», который фактически является мега-концепцией, по масштабу аналогичной Международной Космической Станции (МКС), только в данном случае предполагается, что она теперь отправится в межпланетное путешествие.

Итак, техническая проблема обрисована, но как же насчет практического решения, и каковы вероятные шаги для его осуществления?  Счетная Палата США (Government Accountability Office, GAO) заявляет, что НАСА недавно опубликовало стратегию для полета на Марс, но “документ не предоставляет дополнительных подробностей о пилотируемых экспедициях будущего, и это затрудняет понимание того, как НАСА представляет себе, сколько потребуется полетов, и какие будут поставлены задачи, чтобы добраться до Марса”. [GAO, 2016, p.17]  Нет никаких признаков, что у НАСА есть какие-либо реальные планы для разработки всего этого.

С объявленной сомнительной целью полета к Марсу когда-нибудь в 30-е гг. Агентство обеспечило себе несколько лет дальнейшего безмятежного существования, продолжая разрабатывать два основных комплекса: Пусковую Систему и Орион.  Однако, информационный шум превратил Орион в универсальное межпланетное транспортное средство, которое, можно подумать, было спроектировано для доставки экипажей на Марс.  Заголовки недавних публикаций гласят: “…Теплозащитный экран Ориона… который необходим для достижения Марса” и “…Корабль Орион, который может доставить человека на Марс, получает металлический теплозащитный экран”. [AmericaSpace, 2015], [Daily Mail, 2015]

Несомненно, что Орион, являясь обязательным элементом для полетов человека в дальний космос*, не сможет обеспечить многомесячное путешествие с целью доставки астронавтов на Марс.

*) Термин «дальний космос» в целом подразумевает полеты за пределами Низкой Околоземной Орбиты (НОО). – Прим. ред.

В действительности, прежде всего это аппарат для спуска на Землю, который по своим спецификациям может служить как временная космическая спасательная шлюпка для экипажа на срок максимум до трех недель.  Зачем в таком случае вся эта блаженная ложь на публику?

Очевидно, прожект марсианской миссии эксплуатируется с далекими от практических задач целями, чтобы завуалировать реально неприглядные аспекты технических возможностей Агентства и нарисовать картину, приукрашивающую реальное положение дел.

Похоже, что НАСА преднамеренно осуществляет свою “стратегию поэтапной разработки”, о которой сообщалось ранее. Очевидно также, что Агентство отложило на неопределенное время разработку тех многих систем жизнеобеспечения, которые необходимы для дальних пилотируемых космических экспедиций.  
“…Например, пока НАСА не начнет программу разработки спускаемых аппаратов и систем поверхностного базирования, возможности для астронавтов будут ограничены орбитальными экспедициями с использованием MPCV (Многоцелевой Пилотируемый Корабль).” [NASA Audit, 2013, p. ii]. Спустя три года после этого аудита, тактика НАСА преднамеренно оставлять серьезные пробелы в своих планах в значительной степени остается без изменений.

Орион Сегодня

Между тем, первые испытания космического корабля Орион CEV, проведенные 5 декабря 2014 г. (Exploration Flight Test 1, EFT-1), были расценены как успех. В этом испытательном полете скорость аппарата при возвращении на Землю была ниже, чем она должна быть при возвращении с Луны, и тепловое воздействие на термозащитный экран было меньше, чем ожидается при таком возвращении. Насколько значимы тогда результаты этих испытаний?

С беспрецедентной открытостью НАСА доложило о различных, казалось бы, частичных второстепенных изменениях, которые необходимо внести в конструкцию капсулы Ориона перед следующим испытательным полетом. При более близком рассмотрении оказывается, что НАСА предпринимает серьезную модификацию Ориона. Становится ясно, что шаг за шагом НАСА усваивает небольшие, но жизненно важные уроки – как если бы оно никогда ранее не приобретало опыта в этой области.

Счетная Палата отметила недавно, что “программа Орион продолжает сталкиваться с конструктивными проблемами, включая переработку теплозащитного экрана вследствие экспертного заключения, что предыдущая конструкция, отработавшая в первом испытательном полете в декабре 2014 г., не будет отвечать требованиям первого беспилотного полета”. [GAO, 2016, p. 10]

Очевидно, что тут Счетная Палата имеет в виду беспилотную исследовательскую миссию 1 (Exploration Mission 1, EM-1), то есть полет вокруг Луны, первоначально планируемый на 2018 г.  Согласно отчетам по Аполлонам, в таком беспилотном облете не было необходимости в 1968 году перед якобы имевшем место полетом Аполлона-8 прямо к Луне в самый первый раз и сразу с экипажем на борту. Теперь же, по прошествии 10 лет исследовательских и конструкторских разработок, Орион, даже без экипажа, считается неготовым для такого полета. Где же весь тот аполлоновский опыт возвращения на Землю?

Профиль Входа в Атмосферу

Локхид Мартин* опубликовал доклад, в котором указаны координаты точки приземления Ориона при его первом испытательном полете [Lockheed, 2015, p. 9], но нет данных о длине траектории Ориона от точки интерфейса (входа) в атмосферу до места посадки, т.н. “протяженность спуска“.

*) Lockheed Martin Corporation – генеральный разработчик капсулы и систем Ориона. – Прим. ред.

Оценка на основании доступных данных приводит к результату, что протяженность траектории спуска составляла чуть менее 1500 км. Получается, что Орион покрыл немного меньшее расстояние по сравнению с типичной посадкой Аполлона, имея исходную скорость 8,9 км/сек – существенно ниже, чем будет при штатном возвращении, т. е. 11,2 км/сек. Тем не менее, можно построить график зависимости высоты от дальности и оценить профиль траектории входа в атмосферу. Оказывается, профиль спуска близок к аполлоновскому, определяемому как “двойной нырок” (“double-dip”) при прямом входе в атмосферу [NEXUS, 2015].

В некоторой степени новый опыт представляется как ретро-взгляд на “виртуальную реальность” прошлого. Другой аспект заключается в том, что при этих испытаниях перегрузки для будущих экипажей были выше, чем перегрузки, зафиксированные при полетах Аполлонов. Максимальная перегрузка для Ориона составляла 8,2 g, что немного больше по сравнению с перегрузками, которые записаны в отчетах по посадке командных модулей Аполлонов-8, -10 и -11, при этом наибольшая из них была 6,8 g. В отчете делается вывод, что при следующем испытательном полете, EM-1, будут опробованы “несколько новых возможностей”, в том числе скользящий спуск с отскоком от атмосферы [Lockheed, 2015, p. 14].

Крис Крафт  (Chris Kraft)

Важно отметить, что сегодня специалисты НАСА признают, что для них спуск с отскоком от атмосферы является новым методом, который еще только предстоит опробовать [NEXUS, 2015]. Впрочем, на эту тему есть много недоразумений. Например, в своей книге Крис Крафт, Руководитель Полетов НАСА во времена Аполлонов, говорит, что КМ Аполлона-8 “совершил отскок от атмосферы, что позволило погасить избыточную скорость и энергию, затем погрузился в атмосферу и приводнился на удалении нескольких миль в поле наблюдения телевизионных камер” (курсив автора). [Kraft, 2001, p. 301]

К 2009 г. Крафт пересмотрел и подправил это первоначальное искажение истории так, что оно превратилось в последующее уверенное утверждение:
“По причине того, что скорость была слишком велика, если пытаться осуществить прямой вход в атмосферу, то требования к теплозащитному экрану должны быть очень высоки. Поэтому то, что мы сделали, это дали им войти в атмосферу, потом отскочили от неё, чтобы погасить скорость, и затем вновь погрузились в неё. Это привело к значительному снижению теплового удара на теплозащитный экран космического аппарата.”[Popular Mech., 2009].

Это полностью сфабрикованное заявление о маневрах КМ Аполлона с отскоком от атмосферы, прозвучавшее из уст одного из ведущих руководителей программы, является классическим примером того, как создавалась и совершенствовалась аполлоновская мифология с течением времени. Неожиданно оно стало поводом для довольно неприятного конфликта с бывшими астронавтами программы Аполлон, когда на конференции Autographica их критицизм был адресован лично Крису Крафту [Autographica, 2014].

Наиболее впечатляющий случай возвращения лунной экспедиции к Земле – это, конечно, чрезвычайное возвращение Аполлона-13, которое, по утверждениям НАСА, продемонстрировало надежность методики НАСА и способность Агентства быстро перенастроить полетную программу для безопасного возвращения.  Корректировка траектории, чтобы “перенацелить космический корабль, чтобы он не прошел на расстоянии 40 000 миль мимо Земли”, как излагается в драматическом повествовании, было достигнуто с помощью “незначительной подстройки курса двигателем модуля”. [Lovell, 1994, p. 150]  Во время своего маневра к Земле астронавты Аполлона-13 не могли видеть планету, но тем не менее смогли точно скорректировать курс, используя простую навигационную таблицу (Рис.1).

Рис.1.  Навигационная таблица Аполлона-13, называемая “Визуальная диаграмма для вычисления положения Аполлона по углам тангажа и рыскания, 1960-е гг.”, экспонируемая в Историческом Музее Штата Техас в г. Остин, Техас (Bullock Texas State History Museum, Austin, Texas).  Слева внизу – наручные часы, с помощью которых пилот Аполлона Джэк Свигерт, как утверждается, отсчитал критические 14 секунд работы двигателя для тонкой корректировки траектории корабля. (Фото Ф. Кутса).

Подлинная таблица Аполлона-13 в настоящее время экспонируется в Историческом Музее Штата Техас в столице штата г. Остине. Мы должны поверить, что тогда это было достаточным инструментарием для точной ручной корректировки курса космического корабля в чрезвычайной ситуации. Подпись к экспонату утверждает, что “астронавты совершили подстройку курса вручную, используя линию терминатора Земли (линия, которая разделяет на земной поверхности ночь и день)”.  Этот текст дополняет рассказ в изложении командира Аполлона-13 Джима Ловелла, как их КМ “приближался к Земле с ночной стороны, и при этом было ясно, что в критический момент перед входом в атмосферу там внизу ничего не будет видно, только темная масса там, где должна находиться планета" [Lovell, 1994, p. 304], т. е. в тот момент не было видно никакой линии терминатора из-за положения планеты.

Таким образом, версия командира о процессе корректировки оказывается даже более поразительна, чем музейная версия, и ее можно сравнить с попаданием в яблочко, когда мишень вообще не видна. Справедливости ради следует отметить, что в навигационном отчете о возвращении Аполлона-13 сообщается о неоднократных корректировках курса с помощью звезд и Солнца; это заслуживает отдельной статьи.

Почему все это так интересно в связи с разработкой Ориона? Большой вопрос вот в чем: почему для НАСА необходимо освоить методику возвращения на Землю с отскоком от атмосферы, когда в отчетах утверждается, что в прошлом Агентство успешно продемонстрировало технику прямого спуска? 
Ответ заключается в том, что не следует возвращаться из дальнего космоса методом прямого спуска, так как с большой вероятностью это приведет к фатальному исходу. [NEXUS, 2015]

Аэродинамика

Что касается автоматизации процесса спуска во времена Аполлонов, эксперт Инструментальной Лаборатории МТИ Дан Ликли³ в интервью 2001 года, обсуждая действия астронавтов в критический период входа в атмосферу, заключил: “Насколько я знаю, никто из них даже не прикасался к рычагу управления, - так как на этапе спуска, - вспоминал Ликли, - они были совершенно разбиты после двухнедельного полета.” [Digital Apollo, 2008, p. 160]. Поэтому мы вынуждены прийти к выводу, что все посадки Аполлонов проходили в автоматическом режиме.

“Алгоритм управления Орионом при посадке в основном был такой же, как аполлоновский алгоритм”, таким образом, на атмосферном участке траектории Орион совершил ряд довольно крутых (“мгновенных”) разворотов по углу вокруг продольной оси для управления спуском [Lockheed, 2015, p. 8] аналогично тому, как описано в отчетах миссий Аполлонов. Аполлоновский отчет на эту тему, как всегда, безупречен, так что никаких упоминаний о физиологических проблемах с экипажем там не встретить. Однако, весьма вероятно, что такие маневры могли вызывать физиологические проблемы для экипажа, поэтому не удивительно, что теперь предполагается провести серию экспериментов для исследования неблагоприятных воздействий, которые может испытывать экипаж при посадке. См. ниже абзац про “манекены в шлемах".

Для понимания современного технического уровня НАСА основательный отчет 2005 года [Arch. Study, 2005], анализирующий потенциальные возможности Агентства, остается наиболее полным источником информации. Что касается возвращения КМ из-за пределов НОО, там недвусмысленно утверждается, что имеется такая важная характеристика при посадке спускаемого модуля, как моностабильность, которая “означает, что спускаемый аппарат имеет только один устойчивый угол атаки* на атмосферном участке траектории”.

*) Более точно: одно устойчивое положение в продольной плоскости со стабильным углом атаки. – Прим. ред.

Это гарантировало бы, что аппарат самостоятельно примет правильное положение теплозащитным экраном вперед по направлению движения в пассивном режиме, без воздействия со стороны системы управления.

“Спускаемый аппарат Аполлона был не в состоянии достичь моностабильности из-за невозможности расположить центр тяжести (ЦТ) достаточно близко к теплозащитному экрану. Напротив, спускаемый аппарат Союза моностабилен, и утверждается, что он может обеспечить нужное продольное позиционирование аппарата и успешный спуск в случае первоначального неупорядоченного кувыркания со скоростью до 2 град/сек.” [Arch. Study, 2005, p. 261].

Анализ аэродинамической устойчивости в Архитектурном Исследовании приводит к необходимости “переориентировать спускаемый аппарат из положения ‘вершиной вперед' в положение 'экраном вперед' в процессе спуска” из-за опасения, что “…КМ CEV, как и КМ Аполлона, может быть бистабилен и иметь второе устойчивое положение, в котором вершина конуса спускаемого аппарата будет направлена по направлению вектора скорости. Такая ориентация, очевидно, недопустима, так как аппарат (CEV) будет неспособен противостоять интенсивному нагреву при входе в атмосферу. Если ЦТ аппарата может быть занижен достаточно близко к теплозащитному экрану в кормовой части, то второй стабильной точки можно избежать, и аппарат будет иметь единственное (моностабильное) продольное положение, при котором теплозащитный экран будет направлен вперед по вектору скорости.” [Arch. Study, 2005, p. 231].

Ясно, что КМ Аполлона не имел этого важного свойства. Насколько тогда опасным было возвращение домой в таком аппарате? Нынешние испытания Ориона еще должны дать ответ на этот вопрос, спустя более 45 лет после бурных оваций в честь приземлений Аполлонов, которые каждый раз объявлялись безукоризненными.

“Дизайн и форма командного модуля CEV прошли в своем развитии четыре этапа, рассмотренных в этом Исследовании, с первичным производным от аполлоновского дизайном диаметром 5 м с 30-градусным наклоном боковой стенки.” [Arch. Study, 2005, p. 223].  В первом цикле модификации его форма является фактически очертанием Ориона (Рис.2).  Дальнейшая модификация КМ Аполлона на третьей стадии (Рис.2) приближает орионовские очертания к форме капсулы Союза (Рис.3), у которой больше шансов выдержать процесс возвращения на Землю.

Рис.2.  Последовательная модификация размеров командного модуля CEV согласно отчету 2005 года. Дизайн и форма КМ эволюционировали в четыре этапа, как показано в Архитектурном Исследовании [Arch Study, 2005], при этом производный от аполлоновского дизайн диаметром 5 м с углом боковой стенки конуса 30 градусов [Arch. Study, 2005, p. 223] фактически является конфигурацией Ориона.

Рис.3.  Российский спускаемый аппарат Союз, экспонируемый в Научно-Космическом Центре Шабо (Chabot Space & Science Center) возле Сан-Франциско, Калифорния. (Фото Ф. Кутса)

Более того, НАСА в своем Исследовательском Центре в Лэнгли (Langley Research Center), намеревается оценить качество безопасности космического корабля Орион для экипажа при возвращении из дальнего космоса, имитируя различные сценарии приводнения “путем сбрасывания макета Ориона в связке с тем теплозащитным экраном, который был использован в первом полете”. Предполагается, что шлем на голове астронавта может оказывать негативное воздействие из-за своего веса.  “Боковые нагрузки вызывают швыряние головы из стороны в сторону, так что полезно разобраться на манекенах, какая будет реакция в шлемах и без.” [Langley, 2016].

Этот упрощенный комплекс испытаний неизбежно вызывает вопросы, а изучал ли кто-нибудь вообще эти аспекты применительно к программе Аполлон? Если, на первый взгляд, экспериментирование с приводнением кажется тривиальным и запоздалым, то обеспокоенность специалистов НАСА тем, что астронавты могут пострадать от перегрузок во время спуска – особенно во время маневрирования по углу крена, как описано выше, причем сразу после многодневного пребывания в невесомости – кажутся вполне обоснованными.

Испытательный манекен

Тогда становится ясно, что такие эксперименты с манекенами в шлемах действительно важны и необходимы. Опять же, надо отметить, что с любой точки зрения не видно никакой связи с предыдущим опытом Аполлонов, если на него вообще кто-то опирается.

Более того, разработчики рассматривают эти испытания как “один из множества шагов, необходимых для того, чтобы Орион гарантированно отвечал всем требованиям для отправки человека впервые за пределы околоземного пространства.” [Langley, 2016].  В другом аналогичном обозрении делается вывод, что Орион “вернется на Землю с большей скоростью и с более сильным нагревом, чем когда-либо прежде.” [Ins and Outs, 2016]. Что это значит? Можно ли делать подобные заявления, не подразумевая при этом, что полетов Аполлонов вообще не было?

Термическая Защита

Фундаментальной задачей термического щита является его целостность и способность противостоять различным экстремальным воздействиям. Перед первым испытательным полетом признавалось, что теплозащитный экран Ориона будет изготовлен из “…материала, известного как Avcoat, который также применялся на космических кораблях Аполлон, …и который служил защитным барьером во время входа в атмосферу Земли. К сожалению, этот материал проявил тенденцию растрескиваться при тепловых режимах, аналогичных тем, которым капсула будет подвержена в условиях дальнего космоса, перед возвращением в земную атмосферу.”  [NASA Audit, 2013, p. 14].

Обугленный теплозащитный экран Avcoat

Неудивительно, что после испытательного полета разработчики признали, что ещё на стадии изготовления термического щита они “установили, что прочность сотовидной структуры Avcoat оказалась ниже ожидаемой”.  Далее они предположили, что хотя термический экран отработал, как и ожидалось во время первого ограниченного испытания, “при следующем полете (EM-1) Орион будет испытывать более низкие температуры в космосе и более высокие тепловые нагрузки* при входе в атмосферу, что потребует усиления термического щита.”  [Orion Update, 2015]. *) Речь идет о сравнительно резком переходе от холода к нагреву после длительного полета за пределами НОО. В первом испытании щит Ориона, очевидно, не успел достаточно глубоко охладиться за четыре часа полета. – Прим. ред.

Очевидно, ничего не позаимствовали в этом отношении из ценного ноу-хау со времен Аполлонов, поэтому еще один промежуточный беспилотный тест будет несомненно ценным. Принимая во внимание период времени от 2005 до 2018 гг., в который проходят осторожные беспилотные испытания Ориона, трудно усмотреть, что кто-либо опирается на знания, приобретенные в эпоху Аполлонов.

В настоящее время НАСА докладывает о программе Орион в, казалось бы, беспрецедентно открытой манере, но беспристрастный наблюдатель способен увидеть много шума из ничего, который поднимается ради того, чтобы выкроить больше времени на изучение ключевых аспектов, которые уже давно должны считаться рутиной. После единственного испытательного полета сложность проблемы тепловой защиты проявилась через вновь открытые обстоятельства. Два последующих примера иллюстрируют эту картину.

В частности, наблюдались проблемы с “…прижимными прокладками, которые располагаются на поверхности теплозащитного щита в месте стыка командного и сервисного модулей Ориона. Их функция в том, чтобы воспринимать механические нагрузки во время старта, космических маневров и при срабатывании пироболтов (разрывных болтов) в момент разделения обоих модулей. …Требуются новые более эластичные термоизолирующие прокладки, потому что нынешние прокладки двумерной структуры, использовавшиеся в недавнем первичном испытательном полете Ориона, годятся только для возвращения с околоземной орбиты.” Руководитель Программы Орион от Локхид Мартин Майк Хаус⁴ поясняет, что применение этих прокладок сопряжено “с риском их расслоения, потому что эти прокладки представляют собой стопку плоских слоев.” Некий “инновационный объемный материал, имеющий переплетенную структуру”, по его словам, был разработан, “как прямой результат урока, усвоенного по итогам первой пробной миссии Ориона." [AmericaSpace, 2015].

Просто невероятно представить себе, что этот урок не был усвоен, исходя из подобного опыта, 45 лет тому назад.  Как же тогда обстояли дела с разделением аналогичных модулей Аполлона?

Другая доработка относится к теплозащитным плиткам на стенках CEV капсулы, известным как боковая защитная обшивка, и которые использовались для термозащиты Спейс Шаттлов.  После испытательного полета было принято решение, что “на защитную обшивку КМ будет нанесено посеребренное металлизированное покрытие”. Предполагается, что такое покрытие “будет уменьшать потери тепла при воздействии на Орион низких температур и ограничивать нагрев корабля с солнечной стороны”. [Daily Mail, 2015]

Орион снабжается теперь защитой в куда большей степени, чем КМ Аполлонов, которые, как утверждается, отработали безупречно.

На основании всего вышеизложенного можно сделать печальный вывод, что для аполлоновских КМ вероятность безопасного возвращения сквозь атмосферу Земли сопоставима с надеждой пройтись сухим под проливным дождем, уворачиваясь от отдельных капель. Никаких шансов.

НАСА продолжает находить новые критические аспекты для дальнейших НИОКР-овских доработок по Ориону главным образом не из-за ужесточения требований, например, по безопасности, но просто из-за того, что Агентство, наконец, начало получать подлинную информацию о реальных требованиях к полетам за пределами НОО. Однако, при этом заметно, что НАСА упорно не желает быть первым, кто решится взглянуть в лицо непредсказуемым и, вероятно, очень опасным обстоятельствам, сопутствующим путешествию человека в дальний космос. Поэтому наиболее легким и безопасным для Агентства сценарием оказывается тактика затягиваний и откладываний фактических испытаний.

Рассматривая итоги первого испытательного полета, вообще не ясно, как НАСА собирается на самом деле испытать метод скользящего спуска с отскоком от атмосферы, запланированный для этапа EM-1, до которого сейчас остается всего два года. Недавно GAO указала “дату готовности к старту” Ориона как апрель 2023 г., и это может означать, что первый старт с экипажем EM-2 уже сдвинулся на два года от ранее прописанного в планах 2021 года [GAO, 2016, p. 5].

Дозы Радиации

Оригинальный отчет об уровнях радиации в CEV Орион во время испытательного полета 5 декабря 2014 г. сообщает, что максимальный уровень интенсивности поглощенной дозы ионизирующего излучения при прохождении через радиационные пояса Ван-Алена “составил около 1 мГр/мин (миллигрей⁵ в минуту), что в 20 раз превышает предельно допустимый уровень на борту МКС”. [Radiation Report, 2015, p. 39]

В этом отчете далее поясняется, что кумулятивная поглощенная доза радиации, измеренная во время полета EFT-1 Ориона в декабре 2014 г., была примерно на 3 порядка (или в 1000 раз) больше, чем совокупная поглощенная доза, измеренная за такой же период времени на МКС. Конечно, эти “данные дают предварительное представление о радиационной обстановке, с которой придется иметь дело экипажам при пересечении зоны радиационных поясов во время будущих исследовательских полетов”. [Radiation Report, 2015, p. 39]

Важно еще раз отметить, что отсутствуют какие-либо ссылки на сведения, полученные в программе Аполлон, которые бы включали в том числе данные о влиянии космической радиации, и которые должны были быть куда более детальными и обширными. Испытания Ориона проходят так, как будто никакого предыдущего опыта и/или никаких сведений не было получено ранее за пределами НОО.

Данные о суммарных дозах радиации для каждой из аполлоновских миссий, воспроизведенные по докладам НАСА [Bennett, 2015], оказываются меньше доз, измеренных радиационными датчиками на борту CEV Орион во время его полета, который продолжался всего лишь четыре с половиной часа. В частности, совокупные дозы облучения, полученные согласно отчетам для каждой миссии от Аполлона-8 до Аполлона-17, за исключением Аполлона-14, составляли не более чем 5,80 мГр [Bennett, 2015], что следует сравнить с дозами от 13,5 до 17,9 мГр, зарегистрированными во время EFT-1 в декабре 2014 г. [Radiation Report, 2015, p. 23]. 

В то время как суммарная доза 11,40 мГр, объявленная для Аполлона-14 [Bennett, 2015], является самой высокой для аполлоновских миссий, она все же меньше, чем данные Ориона. Отсутствие анализа данных прошлого и их сравнения с современными радиационными исследованиями указывает на то, что сегодняшние специалисты НАСА дистанцируются от сомнительного наследия Аполлонов. Аполлоновские дозы на Рис. 4 перемешаны внутри данных для околоземных экспедиций [Radiation Carcinogenesis, 2009, p. 141]. Неудивительно, что они рассматриваются специалистами как сомнительные.

Рис.4.  Сводка дозиметрических данных во время всех пилотируемых экспедиций НАСА [Radiation Carcinogenesis, 2009, p. 141].  “Badge dose” – это доза, фиксируемая индивидуальным дозиметром, имеющимся у каждого астронавта.

Профессионалы в этой области осознают, что высокие дозы радиации могут привести к серьезной лучевой болезни и даже к смерти. Они признают, что хотя пониженные дозы радиации могут привести к более мягким физиологическим последствиям, все равно - и высокие, и низкие дозы радиации создают серьезные операционные риски, которые могут помешать работе и угрожают жизни экипажа:

“Оба сценария потенциально представляют серьезную опасность для здоровья экипажа и/или могут воспрепятствовать выполнению поставленных задач в полете. Необходимо обеспечить радиационную защиту в виде предсказуемых моделей, экранирования и биологических контрмер при полетах за пределы защитного слоя магнитосферы Земли. К сожалению, развитие этих инструментов сдерживается отсутствием соответствующих исследований космического излучения. Большая часть радиационных исследований сфокусирована на видах излучения и дозах, которые отличаются от радиации в космическом пространстве.” [Radiation Syndromes, 2009, p. 186].

Специалисты по радиационной защите делают вывод, что “существует настоятельная необходимость научных исследований, которые адекватно отражают реальные радиационные риски, присущие для космического пространства, и которые способствуют развитию методов как оценки рисков, так и эффективной стратегии радиационной защиты”. [Radiation Syndromes, 2009, p. 186]

Совершенно ясно, что сомнительные аполлоновские данные по радиации не соответствуют ожиданиям для радиационной обстановки за пределами НОО и поэтому на них нельзя полагаться.

НАСА выпустило семиминутный общеобразовательный видеоролик, получивший международную награду, в котором специалист НАСА признает, что астронавты не могут безопасно пересекать пояса Ван-Алена [Trial By Fire, 2014]. Около трехминутной отметки он говорит:

03:00: “По мере удаления от Земли мы будем пересекать пояса Ван-Алена, область опасной радиации.”

03:11: “Такая радиация может нарушить работоспособность системы управления, бортовых компьютеров и другой электроники на борту Ориона.”

03:18: “Естественно, мы должны проходить через эту опасную зону дважды: туда и обратно.”

03:26: “Но Орион имеет защиту. Будет испытано экранирование при пересечении космическим кораблем волн радиации. Датчики на борту зарегистрируют для ученых уровни радиации.”

03:36: “Мы должны решить эти проблемы до того, как мы пошлем человека через эту область космического пространства.”

Но постойте, разве не были все эти проблемы уже определенно решены, когда НАСА многократно посылало астронавтов через эту область пространства более 45 лет назад?
На самом деле, беспилотные испытания 2014 года явились самым первым опытом проникновения совершенно нового корабля в эту неизведанную область.

Перспективы Лунной Базы

Нет никаких признаков того, что НАСА собирается разработать и построить лунный форпост по крайней мере в течение ближайших 10 – 15 лет. Последняя цифра соответствует обещанию НАСА полететь в сторону Марса, но все планы насчет Лунной базы остаются в летаргическом состоянии. С другой стороны, во времена былого исключительного энтузиазма в рамках Программы Созвездие выдвигались многочисленные предложения, в какие сроки и в каких местах на Луне было бы предпочтительно сначала построить базу. Один из астронавтов Аполлона, Харрисон Шмитт, признает в своей книге, что “мир и Соединенные Штаты ничего не реализовали из многообещающих перспектив программы Аполлон”. [Schmitt, 2006, p. 19] 

Однако, под впечатлением от программы Созвездие, он тогда был оптимистично сосредоточен на потенциале гелия-3, как весьма ценного топлива для получения энергии, и предполагал, что к 2030 г. “на Луне будет постоянно действующая колония, занимающаяся коммерчески выгодным производством топлива на основе гелия-3 для растущих нужд земной энергетики”. [Schmitt, 2006, p. 327] После 10-ти лет оптимистических размышлений до сих пор по-прежнему нет планов по строительству колонии на Луне: ориентиры пилотируемых исследований остаются неизменными с тех пор, как они были установлены в 2010 г.

Более того, НАСА было вынуждено развивать свои технические возможности в области пилотируемой космонавтики по причине явного доминирования России в этой области. Переход от полетов на Союзах к собственному средству доставки планировалось осуществить к 2012 году, но вместо этого НАСА продлило за пределы 2018 года свой контракт с Роскосмосом (Российское космическое агентство) для доставки американских астронавтов на МКС. [Seats on Soyuz, 2015]  Риск потери экипажа при его доставке Орионом на борт МКС оценивался к 2012 году как 2,2% с предполагаемым снижением до 0,1% в 2016 г., что должно было превзойти показатель Союза величиной в 0,5% по оценкам на 2010 г. [Arch. Study, 2005, p. 581].  В 2005 г. план создания CEV для полетов на околоземную орбиту за период приблизительно в семь лет выглядел вполне реалистичным (сравните это с продолжительностью всей программы Аполлон), и затем, после 2017 г., предполагалось отправиться за пределы НОО. Вместо этого, до настоящего времени имел место только один беспилотный полет.

Текущие программы НИОКР по-прежнему сфокусированы на разработке Пусковой Системы SLS и CEV Орион - оба эти элемента необходимы для экспедиций в дальний космос, но также они подходят и для посещения Луны. Однако, этих двух элементов недостаточно для высадки на Луну, потому что для этого требуются и другие системы.

НАСА более не рассматривает варианты посадки на Луну, так как, скорее всего, Агентство осознало, насколько высоки риски, связанные с прилунением и последующим взлетом из “глубоких” гравитационных колодцев. Так что эти задачи были отложены на неопределенный срок.

Как будто отвечая на недавнюю публикацию [NEXUS, 2015], компания NexGen Space в своем исследовании, частично финансируемом НАСА, предложила неожиданную идею так называемой ЭЛА, то есть Эволюционирующей Лунной Архитектуры (Evolvable Lunar Architecture) [ELA, 2015], сосредоточенной на создании индустриальных баз на Луне в течение 10 – 12 лет, которое в будущем последовало бы за первым посещением человеком Луны, предусмотренном в планах ЭЛА. 

Инициатива ЭЛА, хотя и не является глубоко технически продуманной, тем не менее наводит мосты с идеями, заложенными в Архитектурном Исследовании [Arch. Study, 2005], предлагая новую административную стратегию, которая могла бы обойти текущие регламенты и планы НАСА. Проблема заключается в том, что эта инициатива финансируется НАСА и адресована его руководителям.  Сроки выполнения ЭЛА зависят от принятия концепции Агентством и/или правительством США, поэтому сроки начала реализации все еще остаются неопределенными до тех пор, пока концепция не будет одобрена и принята.

Тем не менее, инициатива ЭЛА является революционным шагом в контексте того, что в ней открыто признается, что “руководители и функционеры НАСА считают, что их решения игнорируются или серьезно ограничиваются по политическим причинам”. Вопрос в том, что это за политика, которая оказывает настолько дурное и деструктивное влияние? Документ вносит ясность, что ”с точки зрения промышленности, правительство США является трудным (в лучшем случае) партнером для развития долговременного сотрудничества. Оно обходится промышленности слишком дорого в смысле… времени, денег и упущенных возможностей, пока не получишь подписанный контракт. И даже после этого коммерческий партнер не может быть уверен, что правительство не расторгнет контракт в своих интересах. Кроме того, каждая перемена в Белом Доме, в Конгрессе и в руководстве НАСА - это источник риска для коммерческого партнера.” [ELA, 2015, p. 84].

В качестве кардинального решения создатели ЭЛА предлагают учредить Международную Лунную Администрацию (International Lunar Authority) [ELA, 2015, p. 82], независимую от национальных правительств, тем самым развивая гибкость и стимулирование конкуренции, что в свою очередь позволило бы выстроить менее затратное решение для высадки человека на Луну.

По иронии судьбы, критикуя тех, к кому могла бы быть обращена эта инициатива, предложение ЭЛА не облегчает, а скорее усиливает напряженность. Такая революционная инициатива никогда не будет воспринята без мощного к тому толчка. Оценивая лунные планы и рассуждая о “возвращении человека на Луну” [ELA, 2015, Executive Summary], сторонники ЭЛА остаются на стадии предреволюционного компромисса со своими оппонентами. Необходимым толчком может явиться авторитетное признание того факта, что прилунений Аполлонов на самом деле не было.

Также очевидно, что НАСА даже и не хочет быть первыми на Луне, потому что первоначальные попытки подвергнут экипажи риску такого же уровня, как тот, с которым столкнулось Агентство во время катастроф космических челноков Челленджер и Колумбия.  По всей вероятности, НАСА наблюдает за своими двумя основными соперниками – российским и китайским космическими агентствами.  Эти два ключевых игрока, в принципе, способны попытаться осуществить высадку на Луну, и в СМИ идет много дискуссий насчет того, что же они собираются предпринять, как возможный ответ на заявленные американские достижения.

В любом случае, НАСА будет ждать и потом изучать опыт других команд, чтобы выяснить, какие реальные решения, технические или биомедицинские, можно было бы найти. Если российские космонавты или китайские тайконавты попытаются в будущем высадиться на Луну, весьма вероятно, что их первые попытки окажутся неудачными.  Поэтому в зависимости от того, как будут развиваться события, НАСА могло бы предложить свою помощь и сотрудничество, и затем объединить усилия и/или, наконец, сформулировать свою собственную программу, и все это - без потери лица.

Астронавт НАСА Лерой Чиао (Leroy Chiao)

Справедливости ради надо сказать, что инсайдеры в НАСА начали признавать, что упорядочение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сфере пилотируемых исследований космического пространства может быть достигнуто более успешно в ходе непредвзятого международного сотрудничества.

Заслуживает внимания недавнее обращение бывшего астронавта Лероя Чиао и ген. директора Космического Фонда Эллиота Пулхама⁶, в котором признается, что “одним из самых непродуманных высказываний, придавших особый колорит нашему обсуждению, явилось ‘Been there, done that' («Были там, сделали это»)”, очевидно намекая на довод президента Обамы, приведенный им в 2010 году при закрытии программы возвращения на Луну. Они делают вывод, что это высказывание, по всей видимости, не имевшее такого намерения, “легкомысленно обесценило уникальное американское достижение и уникальные знания, которые США могли бы внести в копилку опыта человечества”. [Politics of Space, 2016] Эти слова с горечью перекликаются с ключевыми положениями в документе ЭЛА, указывающими на проблему большего масштаба, нежели чем неспособность НАСА планировать и выполнять работы.

Похоже, что НАСА действует в рамках парадигмы уловка-22*:  Агентство не может двигаться вперед без признания истинного положения дел в контексте опыта, накопленного в области пилотируемых исследований космического пространства, в первую очередь наследия Аполлона, каковым бы оно ни было, а с другой стороны, оно не может раскрыть правду об Аполлонах по различным политическим причинам.

*) От англ.: “catch-22” - безвыходная ситуация, дилемма; по названию одноименного романа Дж. Хеллера – Прим. ред.

Лунное Предупреждение

Что касается наследия Аполлонов, нам известны всего лишь несколько фотографий с низким разрешением, опубликованных НАСА, как вынужденная реакция на требования общественности предоставить фотографии с мест посадки Аполлонов, поскольку нет фотографий, сделанных независимыми наблюдателями.

Далее, вместо того, чтобы пристально наблюдать за местами своих лунных экспедиций, НАСА на удивление не интересуется тем, что могло произойти с аполлоновским оборудованием, оставленным на Луне. Было бы более естественно отслеживать каждое место прилунения, например, с помощью камер высокого разрешения или одним из своих мини-роботов, аналогичных тем, которые действуют на Марсе, и регистрировать все изменения вследствие возможных ударов метеоритов, активности солнца и солнечного ветра и т. д. Наоборот, Агентство издало предупреждение, обращенное ко всем потенциально заинтересованным сторонам, не приближаться к объявленным местам посадок. [Lunar Artifacts, 2011]   Наряду с решением отменить все программы возвращения на Луну, это заявление означает признание того, что дела внутри НАСА серьезно разладились.

Предупреждение НАСА объявляет, что “Границы области артефактов будут установлены так, чтобы соответственно охватить все искусственные объекты в каждом отдельном районе и запретить любую деятельность и посещение этого района для того, чтобы защитить объекты, представляющие особый интерес: посадочную ступень, лунный ровер, флаг, экспериментальное оборудование для исследования лунной поверхности и т. д.” [Lunar Artifacts, 2011, p. 8].

Этот документ широко обсуждался на сайте Google Lunar XPRIZE, предназначенном для конкурсного рассмотрения проектов беспилотных миссий на Луну с участием мини-робота, который после посадки был бы способен покрыть расстояние не менее 500 метров по лунной поверхности.  По-видимому, НАСА обеспокоено, что такая миссия может послать робот слишком близко к какому-нибудь сомнительному месту посадки Аполлона и нарушить покой в усыпальнице американских достижений.

“Запретная зона радиусом 2 км устанавливается для траектории снижения и приближения вновь прибывающего аппарата...” [Lunar Artifacts, 2011, p. 10]. Таким образом, запрещается посадка ближе, чем в радиусе 2 км от аполлоновского оборудования – предполагая, конечно, что оно там действительно есть.

Документ пестрит такими выражениями, как “зона отчуждения”, “буферное расстояние”, “запрет на посещение любой части области прилунения”, “ограничение инспекции с близкого расстояния с помощью передвижных робототехнических систем” и т. д. Почему НАСА настолько озабочено, и что может обнаружиться в местах, где, как утверждается, находятся настоящие посадочные платформы Аполлонов и лунные роверы? Почему так нежелательно для НАСА, чтобы его реликвии были осмотрены независимыми наблюдателями?

Бремя Аполлона

Это статья - третья из серии, исследующей вопрос о нежелании НАСА развивать лунную базу. В первой статье [NEXUS, 2014] были рассмотрены два важных документа НАСА: Архитектурное Исследование космических систем, вышедшее в 2005 году [Arch. Study, 2005], и так называемый Доклад Комитета Августина 2009 г.  Если первый из них был преисполнен энтузиазма и созидательных идей на тему лунных баз, то второй фактически пустил под откос все эти идеи и главным образом послужил обоснованием для отмены Программы Созвездие.  Первая статья также показала, как Архитектурное Исследование 2005 года в конце концов сняло запрет на критику технического обеспечения Аполлонов.

Вскоре после того, как была опубликована вторая статья [NEXUS, 2015], вышел в свет новый совместный доклад, во многом повторяющий её ключевые предложения [ELA, 2015]. Этот новый доклад возвращается к идее лунной базы, предлагая создать подлинно независимую Международную Лунную Администрацию (International Lunar Authority), - такую, которую НАСА никогда не признает из-за её потенциальной опасности подорвать позиции Агентства. Далее, недавнее обращение астронавта Чиао и политика Пулхэма подтверждает, что “существует множество технических, эксплуатационных и логистических причин вернуться на Луну, и это будет составной частью усилий по отправке астронавтов на Марс”. [Politics of Space, 2016] Эти два достойных внимания документа справедливо оценивают ситуацию, но оба останавливаются в шаге от того, когда остается только указать на главную проблему НАСА – бремя Аполлона.

Легенда об Аполлонах продолжает являться основным препятствием на пути дальнейшего развития в освоении космоса.  Десятилетия были потеряны в силу предполагаемого превосходства НАСА в технологиях пилотируемых полетов, которое вынуждало другие агентства откладывать дублирование аналогичных исследований, полагая, что лидер уже добился успеха.  Новое поколение специалистов НАСА, наконец, признало, что многие необходимые работы еще только предстоит провести.

Успехи НАСА в беспилотных космических программах бесспорны, в то время как ситуация с пилотируемым освоением космического пространства прямо противоположная. С отменой Программы Созвездие вскрылись существенные пробелы в возможностях НАСА по отправке пилотируемых миссий.

Работа, выполненная НАСА за последние 10 лет по капсуле Орион, показала, что Агентство разрабатывает совершенно новый аппарат, практически не имея предыдущего опыта.

Будет справедливым сделать вывод, что командные модули Аполлонов никогда не были способны безопасно возвращать экипажи на Землю из дальнего космоса. Одного этого факта должно быть достаточно, чтобы мы пришли к заключению, что посадки Аполлонов были сфабрикованы. Данные Ориона по радиации, полученные за пределами НОО, еще более укрепляют этот гнетущий вывод, так как заявленные аполлоновские данные по радиации не имеют ничего общего с реальностью.

За последнее десятилетие вопрос, были ли заявленные миссии Аполлонов ступенью в прогрессе человечества, получил определенно отрицательный ответ. Значительные ресурсы по-прежнему расходуются впустую на поддержку истории Аполлонов. Хотя Счетная Палата США проделывает большую работу по контролю и направлению программ НАСА, этого не достаточно из-за оков мифологии Аполлона.

Все финансовые инвестиции в этой области будут неэффективными до тех пор, пока технические и медико-биологические проблемы не начнут рассматриваться такими, какие они есть на самом деле. Только тогда решительные рекомендации президента Кеннеди 1963 года^8* по консолидации международных усилий для высадки на Луну будут, наконец, воплощены в реальность. Новая эра в исследовании космоса начнется только после признания, что вся история про Аполлоны является инструментом прошлого, который разработали, чтобы выиграть политическую гонку, как это предполагается в фильме “Интерстеллар”.⁷

Примечания

1.  Joel Achenbach. "Don't worry. Matt Damon won't get stuck on Mars. NASA can't get him there." Washington Post, 2 October 2015.

2.  Орион - это Пилотируемый Исследовательский Корабль (Crew Exploration Vehicle, CEV), согласно терминологии, принятой в [Arch. Study, 2005], он также стал известен как Многоцелевой Пилотируемый Корабль (Multi-Purpose Crew Vehicle, MPCV).

3.  Дан Ликли (Dan Lickly) из Инструментальной Лаборатории МТИ (Массачусетского Технологического Института) разрабатывал методики входа в атмосферу командного модуля. [Digital Apollo, 2008, p.146] Цитата взята из интервью Дана Ликли в сентябре 2001 г. [Digital Apollo, 2008, p.307]

4.  Майк Хаус - вице-президент корпорации Локхид Мартин и руководитель программы Орион от Локхид Мартин.

5.  Миллигрей (мГр) - производная единица поглощённой дозы ионизирующего излучения, определяемая как поглощение одного миллиджоуля энергии излучения в расчете на один килограмм массы. Например, в течение 6-месячной экспедиции астронавты на МКС получают индивидуальную дозу в среднем 80 мГр.

6.  Лерой Чиао (Leroy Chiao) - бывший астронавт НАСА и командир на МКС (2004), Эллиот Пулхам (Elliot Pulham) - генеральный директор Космического Фонда (Space Foundation).

7.  “Интерстеллар” - научно-фантастический фильм, снятый Кристофером Ноланом (Christopher Nolan) в 2014 г.
Отрывок "Бесполезные аппараты" из сценария фильма:
Учитель: "Мёрф очень хорошая девочка, очень яркая, но у нее были некоторые проблемы в последнее время, она принесла это, чтобы показать другим студентам, в разделе про высадки на Луне."
Отец Мёрф: "Да, это один из моих старых учебников, она всегда любила фотографии."
Учитель: "Это старый учебник, мы заменили его исправленными версиями."
Отец Мёрф: "Исправленными?"
Учитель: "Объясняющими, как миссии Аполлонов были сфабрикованы, чтобы обанкротить СССР."
Отец Мёрф: "Вы не верите, что мы были на Луне?"
Учитель: "Я считаю, это был блестящий образец пропаганды, чтобы русские обанкротились, направляя ресурсы на создание ракет и других бесполезных аппаратов."

8*.  Всем знакомы слова Дж. Кеннеди, сказанные им в мае 1961 г. после полета Ю. Гагарина и повсеместно цитируемые НАСА: "Я считаю, что наша нация должна посвятить себя достижению цели отправить человека на Луну и благополучно вернуть его обратно на Землю, и сделать все это до конца десятилетия."
Здесь же имеется в виду его сравнительно мало известное выступление в ООН в сентябре 1963 г., процитированное во второй статье автора по лунной базе [NEXUS, 2015]: 
"Наконец, в той сфере, где Соединенные Штаты и Советский Союз имеют особые возможности - в освоении космоса - есть возможности для новых форм сотрудничества, для дальнейшей совместной работы в области законодательного регулирования и исследований космического пространства. Я включаю среди этих возможностей и совместную экспедицию на Луну. Космическое пространство не предполагает проблем суверенитета... Почему в связи с этим первый полет человека на Луну должен быть вопросом межнациональной конкуренции? Почему Соединенные Штаты и Советский Союз в ходе подготовки таких экспедиций должны дублировать огромный объем исследований, производства и финансовых расходов? Определенно, мы должны разобраться, почему ученые и астронавты наших двух стран - а вообще и всего мира - не смогли бы работать вместе в освоении космического пространства, и отправить однажды уже в этом десятилетии на Луну не представителей одной нации, а представителей всех наших стран."
(John F. Kennedy. Address to the UN General Assembly, 20 September 1963. 
http://www.state.gov/p/io/potusunga/207201.htm;  http://tinyurl.com/q7c54ma)  – Прим. ред.

Ссылки

[Arch. Study, 2005]:  NASA's "Exploration Systems Architecture Study" – Final Report. / NASA-TM-214062, November 2005. 750pp. 
http://www.nasa.gov/exploration/news/ESAS_report.html

[NEXUS, 2015]:  Phil Kouts. "Towards a Moon Base: Has Anything Being Learned from Apollo?" / NEXUS, vol. 22, No. 3, April-May 2015, pp.49-56, 72;  Aulis Online, 2015: http://www.aulis.com/moonbase2015.htm.
(Русская версия: http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base-2.htm   – Прим. ред.)

[Mars Strategy, 2015]:  "NASA's Journey to Mars: Pioneering Next Steps in Space Exploration". / NASA, NP-2015-08-2018-HQ, Washington, DC, October 2015.
http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/journey-to-mars-next-steps-20151008_508.pdf

[GAO, 2016]:  Government Accountability Office NASA "Preliminary Observations on Major Acquisition Projects and Management Challenges". / GAO-16-461T, February 25, 2016.
http://www.gao.gov/assets/680/675387.pdf

[AmericaSpace, 2015]:  Ken Kremer. "NASA Alters Orion Heat Shield for 2018 Flight With Advanced 3-D Thermal Protection Fabric Needed for Destination Mars", January 24, 2015.
http://www.americaspace.com/?p=75351

[Daily Mail, 2015]:  Cheyenne Macdonald "Pimp my spacecraft: Orion craft that could take man to Mars gets metallic heat shield". / Mail Online, 20 November 2015.
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3327666/Pimp-spacecraft-Orion-craft-man-Mars-gets-metallic-heat-shield.html

[NASA Audit, 2013]:  "Status of NASA's Development of the Multi-Purpose Crew Vehicle", Audit Report No. IG-13-022. / Office of Inspector General, NASA, 15 August 2013.
https://oig.nasa.gov/audits/reports/FY13/IG-13-022.pdf

[Lockheed, 2015]:  Andrew Barth, Harvey Mamich, and Brian Hoelscher. "Post-Flight Analysis of the Guidance, Navigation, and Control Performance During Orion Exploration Flight Test 1". / AAS 15-134, Lockheed Martin Corporation, 2015.
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150001919.pdf

[Kraft, 2001]:  Christopher Kraft with James L. Schefter. "Flight: My Life in Mission Control". / Dutton, New York, 2001. 372pp.

[Popular Mech., 2009]:  Jennifer Bogo "Entry and Splashdown: Apollo 11, The Untold Story", 26 May 2009.
http://www.popularmechanics.com/space/moon-mars/a4297/4319065/

[Autographica, 2014]:  David Orbell "Apollo Questions Censored: Questions put to Apollo astronauts censored at Autographica, 2014", Aulis Online, October 2014.

[Lovell, 1994]:  Jim Lovell and Jeffrey Kluger. "Lost Moon. The Perilous Voyage of Apollo 13". / Houghton Mifflin Company, New York, 1994. 378pp.

[Digital Apollo, 2008]:  David A. Mindell. "Digital Apollo: Human and Machine in Spaceflight". / The MIT Press, Cambridge, Mass, 2008. 359pp.

[Langley, 2016]:  Sasha Ellis. "Test Dummies to Help Assess Crew Safety in Orion" / NASA Langley Research Center, 4 March 2016.
http://www.nasa.gov/feature/langley/test-dummies-to-help-assess-crew-safety-in-orion

[Ins and Outs, 2016]:  Daniel Huot. "The Ins and Outs of NASA’s First Launch of SLS and Orion", 3 February, 2016.
http://www.nasa.gov/feature/the-ins-and-outs-of-nasa-s-first-launch-of-sls-and-orion

[Orion Update, 2015]:  "NASA Applies Insights for Manufacturing of Orion Spacecraft Heat Shield", Editor: Mark Garcia. / NASA, Updated: 2 October 2015.
http://www.nasa.gov/feature/nasa-applies-insights-for-manufacturing-of-orion-spacecraft-heat-shield

[Radiation Report, 2015]:  (large pdf file) Amir A. Bahadori, et.al. "Battery-operated Independent Radiation Detector Data Report from Exploration Flight Test 1". / NASA/TP–2015–218575, NASA Johnson Space Center, Houston, Texas, USA, June 2015.
http://ston.jsc.nasa.gov/collections/trs/_techrep/TP-2015-218575.pdf
 

[Bennett, 2015]:  Mary D.M. Bennett "Orion, the Van Allen belts & Space Radiation Challenges" / Aulis Online, Sept 2015.

[Radiation Carcinogenesis, 2009]:  Francis A. Cucinotta, NASA Johnson Space Center, and Marco Durante, GSI Germany. "Risk of Radiation Carcinogenesis in Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions", Ed. Jancy C. Macphee and John B. Charles, 2009.
http://ston.jsc.nasa.gov/collections/trs/_techrep/SP-2009-3405.pdf

[Radiation Syndromes, 2009]:  Honglu Wu of NASA Johnson Space Center, Janice L. Huff of Universities Space Research, et al. "Risk of Acute Radiation Syndromes Due to Solar Particle Events in Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions", Ed. Jancy C. Macphee and John B. Charles, 2009.
http://ston.jsc.nasa.gov/collections/trs/_techrep/SP-2009-3405.pdf

[Trial By Fire, 2014]:  NASA ORION: Trial by Fire, Video, Retrieved 3 May 2015.
http://sservi.nasa.gov/articles/nasa-premieres-trial-by-fire-video-on-orions-flight-test/

[Schmitt, 2006]:  Harrison H. Schmitt. "Return to the Moon: Exploration, Enterprise, and Energy in the Human Settlement of Space", Foreword by Neil Armstrong, Copernicus Books, in association with Praxis Publishing. / New York, 2006. 335pp.

[Seats on Soyuz, 2015]:  "NASA Notifies Congress about Space Station Contract Modification with Russia". / NASA, August 2015.
https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/soyuz_seat_modification_letter.pdf

[ELA, 2015]:  Charles Miller, et al. "Economic Assessment and Systems Analysis of an Evolvable Lunar Architecture that Leverages Commercial Space Capabilities and Public-Private-Partnerships", 13 July 2015.
http://www.nss.org/docs/EvolvableLunarArchitecture.pdf

[Politics of Space, 2016]:  Leroy Chiao, Elliot Pulham "The Politics of Space Exploration" / 23 March 2016. Huffingtonpost Blog.
http://www.huffingtonpost.com/leroy-chiao/the-politics-of-space-exp_b_9532278.html
 

[Lunar Artifacts, 2011]:  "NASA's Recommendations to Space-Faring Entities: How to Protect and Preserve the Historic and Scientific Value of U.S. Government Lunar Artifacts", 20 July 2011. 93pp.
http://www.nasa.gov/pdf/617743main_NASA-USG_LUNAR_HISTORIC_SITES_RevA-508.pdf

[NEXUS, 2014]:  Phil Kouts. "Is There Any Hope for a Moon Base?" / NEXUS, vol.21, No.5, Aug-Sept 2014, pp.33-38, 72-73;  Aulis Online, 2014: http://www.aulis.com/moonbase2014.htm.
(Русская версия: http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base.htm   - Прим. ред.)

Об Авторе

Фил Кутс живет и работает в Новой Зеландии, имеет ученую степень в прикладной физике. Он получил значительный опыт в прикладных исследованиях, работая научным сотрудником в университетах Великобритании, а также менеджером по разработкам в частных исследовательских компаниях. Фил пишет под псевдонимом, чтобы отделить его профессиональную деятельность от других интересов. 
 

Его статьи “К созданию лунной базы: есть ли что взять из Аполло-наследия?” и "Лунная база. Есть ли надежда построить, наконец, лунную базу?" были опубликованы в журнале NEXUS NN 22/03 и 21/05, а также на сайте aulis.com.*

С ним можно связаться по е-майлу: philkuts@gmail.com

*) см. также русскую версию: http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base.htm 
   и http://www.ffke1975.narod.ru/s/s8/s84/moon_base-2.htm  – Прим. ред

Фил Кутс
Апрель 2016