I programmi di esplorazione lunare, che sono stati contemporaneamente eliminati in Unione Sovietica e negli Stati Uniti a metà degli anni '70, stanno tornando ad essere popolari e richiesti. La corsa alla luna, che sembrava essere avvenuta molto tempo fa, sta riprendendo slancio. Oggi gli scienziati di molti paesi del mondo sono convinti che l'umanità sia in quella fase del suo sviluppo, che è in grado di assicurare la trasformazione della Luna in un avamposto spaziale della civiltà. Per questo, i principali paesi del mondo hanno tutto ciò di cui hanno bisogno: numerosi spazioporti, rover lunari, moduli tornati sulla Terra e veicoli di lancio di classe pesante.
Le due domande principali del programma lunare nella sua moderna reincarnazione sono le seguenti domande: perché i terrestri hanno bisogno della Luna e quali tecnologie aiuteranno l'umanità a colonizzarla? Scienziati di molti paesi del mondo cercano oggi la risposta a queste domande. Oggi Russia, USA, i paesi dell'Unione Europea, Cina, India e Giappone mostrano interesse per l'unico satellite naturale della Terra. La Luna è stata ricordata di nuovo nel 2004, quando il presidente degli Stati Uniti George W. Bush ha annunciato la ripresa del programma lunare. Successivamente, nel 2007 e nel 2013, la Cina ha inviato i moduli orbitali e di atterraggio sulla Luna. E nel 2014 i piani per l'esplorazione della luna sono stati espressi da Dmitry Rogozin, che ricopre la carica di vice primo ministro del governo russo.
A metà degli anni '70 del secolo scorso, si credeva che volare sulla luna fosse molto costoso, inoltre, non era del tutto chiaro a cosa servisse. Oggi, la Luna sta tornando ad essere rilevante e gli scienziati di tutto il mondo sembrano trovare risposte, per le quali è necessaria la ripresa dei programmi lunari. Nonostante il fatto che la motivazione politica per l'esplorazione della luna sia ormai assente, sono emersi nuovi incentivi. Ad esempio, l'attualizzazione dei programmi lunari dopo oltre mezzo secolo di oblio può essere associata all'alto livello tecnologico della civiltà odierna, che necessita di traguardi davvero ambiziosi per un ulteriore sviluppo. Inoltre, questo processo può essere associato allo sviluppo e alle prospettive dell'astronautica privata. Oggi nell'arsenale dell'industria spaziale mondiale c'è tutto il necessario per "conquistare" la luna, resta solo da determinare con precisione gli obiettivi e gli obiettivi dei programmi lunari.
L'industria spaziale russa ha una vasta esperienza nei lanci lunari, che era stata precedentemente accumulata da ingegneri e scienziati sovietici. La navicella spaziale sovietica è stata la prima ad effettuare un atterraggio morbido sulla Luna, ha fotografato il lato opposto del satellite naturale della Terra e ha prelevato campioni del suolo della regolite. Il primo rover al mondo che ha operato con successo sulla superficie di un corpo celeste, ampiamente noto come "Lunokhod-1", è anche un merito della cosmonautica sovietica. Il rover lunare ha operato sulla superficie del satellite dal 17 novembre 1970 al 14 settembre 1971.
Lunokhod-1
Oggi, i voli con equipaggio sulla luna sono di nuovo inclusi nei fondamenti della politica statale, riferisce RIA Novosti. Nell'ambito del programma spaziale federale per il 2016-2025, è stato sviluppato il progetto Luna-Globe, che prevede il lancio di una serie di stazioni automatiche verso un satellite naturale della Terra. L'ONG Lavochkin sta attualmente implementando questo progetto. Il presidente della Federazione Russa Vladimir Putin, visitando il nuovo padiglione Cosmos a VDNKh il 12 aprile 2018, ha osservato che il programma lunare del paese sarebbe stato implementato.
Piani immediati del programma lunare russo
Nella prima fase dell'attuazione del programma lunare russo, si prevede di lanciare cinque stazioni automatiche sulla Luna nel 2019-2025. Tutti i lanci dovrebbero essere effettuati dal nuovo cosmodromo di Vostochny. Lo studio della luna mediante stazioni automatiche implica la scelta di un sito per espandere la presenza umana su un satellite naturale della Terra. Le informazioni ricevute sulle risorse necessarie dovrebbero aiutare a determinare la posizione della base lunare.
Nella prima fase dell'attuazione del programma lunare russo, sono stati fissati i seguenti compiti scientifici: studio della composizione della materia e dei processi fisici in corso ai poli della luna; studio delle proprietà dell'esosfera e dei processi di interazione del plasma spaziale con la superficie ai poli lunari; indagine della struttura interna di un satellite naturale della Terra mediante i metodi della sismometria globale; ricerca di raggi cosmici ad altissima energia.
Al momento, i piani immediati della Russia per studiare la Luna utilizzando stazioni automatiche sono i seguenti:
2019 - il lancio della navicella spaziale Luna-25. La missione è studiare la superficie lunare nella regione del Polo Sud.
2022 - il lancio della navicella spaziale Luna-26. Missione: studio a distanza della luna, fornendo comunicazione per le successive missioni lunari.
2023 - Lancio di 3 e 4 satelliti Luna-27 (sonda di atterraggio principale e di riserva). Missione: sviluppo di tecnologie per la creazione di una base permanente sulla superficie lunare, studio della regolite e dell'esosfera della Luna.
2025 - il lancio della navicella spaziale Luna-28. Missione - consegna di campioni di suolo lunare termostatati sulla superficie terrestre, che saranno estratti da precedenti stazioni automatiche, nei campioni potrebbero essere presenti cristalli di ghiaccio.
Come si può usare la Luna
Molti scienziati ritengono che l'espansione dello spazio sarà una tappa logica nell'ulteriore sviluppo dell'umanità. Prima o poi, la nostra civiltà raggiungerà uno stadio in cui diventerà angusta sul nostro pianeta e ci sarà bisogno di una base di trasbordo sulla Luna, da dove sarà possibile partire comodamente verso Marte o altri pianeti del Sistema Solare.
Gli esperti associano speranze speciali alla possibilità di estrarre vari minerali sulla luna, evidenziando l'elio-3 da tutti. Questa sostanza è già chiamata l'energia del futuro e il principale tesoro della luna. In futuro, può essere utilizzato come combustibile per l'energia termonucleare. Ipoteticamente, durante la fusione termonucleare con la reazione di una tonnellata della sostanza elio-3 e 0,67 tonnellate di deuterio, dovrebbe essere liberata energia equivalente alla combustione di 15 milioni di tonnellate di petrolio (ma allo stato attuale la fattibilità tecnica di tale reazione non è stato studiato). Ciò non tiene conto del fatto che l'elio-3 sulla superficie lunare dovrà essere estratto in qualche modo. E questo non sarà facile, poiché secondo gli studi, il contenuto di elio-3 nella regolite lunare è di circa un grammo per 100 tonnellate di suolo lunare. Pertanto, per estrarre una tonnellata di questo isotopo, sarà necessario elaborare in loco almeno 100 milioni di tonnellate di suolo lunare. Tuttavia, se tutti i problemi con la sua produzione e utilizzo possono essere risolti, l'elio-3 sarà in grado di fornire energia a tutta l'umanità per i millenni a venire. Interessanti per gli scienziati sono anche le riserve d'acqua, che sono contenute anche nel suolo lunare.
Il potenziale scientifico della Luna attualmente non è ancora esaurito. Gli esperti ancora non sanno come si sia formato esattamente il satellite terrestre e la risposta a questa domanda, ovviamente, non è sul nostro pianeta. Inoltre, la Luna sembra essere un'ottima piattaforma per condurre osservazioni astrofisiche, poiché non c'è atmosfera sul satellite naturale del nostro pianeta. Tecnicamente, i telescopi possono essere installati sulla sua superficie in questo momento. Inoltre, sarà più conveniente monitorare gli asteroidi dalla Luna, che possono rappresentare un serio pericolo per la Terra. E in un futuro molto lontano, l'umanità potrà pensare di trasferire tutte le industrie ad alta intensità energetica sulla Luna, il che contribuirà a ridurre significativamente il volume delle emissioni industriali sul nostro pianeta.
Veicoli di lancio super pesanti
Al momento, la questione della necessità di veicoli di lancio super pesanti per i voli sulla Luna rimane controversa. Qualcuno ritiene che sia impossibile fare a meno di missili in grado di trasportare fino a 80-120 tonnellate di carico utile, mentre altri, al contrario, considerano irrazionale l'approccio alla creazione di tali missili, giustificandolo con operazioni costose e manutenzione del necessario infrastruttura. In ogni caso, la cosmonautica mondiale può fornire la creazione di tali razzi. C'è abbastanza esperienza nel loro sviluppo: questi sono i razzi sovietici "N-1", "Energia", "Vulcan" e gli americani "Saturn-5", "Ares V".
Razzo "Energia" con la navicella "Buran"
Attualmente, gli Stati Uniti stanno lavorando a due progetti di tali razzi: lo Space Launch System, il cui lancio è stato ritardato e testato con successo dal razzo privato Falcon Heavy. Nella Repubblica popolare cinese, stanno lavorando alla creazione del proprio razzo super pesante "Great March 9", progettato contemporaneamente per 130 tonnellate di carico utile. In Russia sono stati testati missili della famiglia Angara e sono in corso i lavori sul razzo superpesante Energia-5. Al momento non mancano gli spazioporti per l'utilizzo di veicoli di lancio super pesanti sulla Terra: Baikonur, Vostochny, Kuru nella Guyana francese e Vandenberg in Florida, 4 spazioporti in Cina.
Si prevede che il primo lancio del nuovo veicolo di lancio super pesante russo Energia-5 avverrà non prima del 2028 e il complesso di lancio per esso al cosmodromo di Vostochny sarà pronto nel 2027. Questo è stato precedentemente riportato dall'agenzia TASS con riferimento alle proprie fonti nel settore dei razzi e dello spazio. La rampa di lancio per il nuovo razzo russo sarà costruita secondo i principi implementati per il veicolo di lancio Soviet Energia a Baikonur (sito n. 250). È stato riferito che sarà un complesso di lancio universale, da cui possono essere lanciati anche veicoli di lancio Soyuz-5 di classe media e formazioni di due, tre o cinque di questi missili (per ottenere carichi utili diversi). È il principio della combinazione di cinque missili che costituisce la base del nuovo razzo super pesante russo Energia-5.
Attualmente, gli sviluppatori russi stanno lavorando alla creazione di due progetti missilistici proposti per l'implementazione: "Energia-5V-PTK" e "Energia-5VR-PTK" con una massa di lancio di 2368 e 2346 tonnellate. Entrambe le versioni del veicolo di lancio saranno in grado di lanciare fino a 100 tonnellate di carico in un'orbita terrestre bassa e fino a 20,5 tonnellate di carico utile in un'orbita circumlunare - la massa della versione "lunare" del veicolo spaziale della Federazione in fase di sviluppo.
La presunta vista del complesso di lancio con il razzo Space Launch System
Secondo i calcoli di Roskosmos, lo sviluppo di un veicolo di lancio super pesante e la creazione dell'infrastruttura necessaria per il suo lancio al cosmodromo di Vostochny costeranno circa 1,5 trilioni di rubli. Inoltre, Roskosmos ha affermato in precedenza che non è necessario affrettarsi a creare tali missili fino al 2030, poiché semplicemente non ci sono carichi utili per loro. Allo stesso tempo, RSC Energia ha annunciato in precedenza che la creazione di un nuovo razzo super pesante russo sarebbe stata 1,5 volte più economica della riproduzione del veicolo di lancio sovietico Energia, la cui creazione, insieme alla navicella spaziale Buran, era la più ambiziosa programma nella storia della missilistica spaziale russa.
Stazione orbitante e basi lunari
I progetti per la costruzione di stazioni abitabili nella sua orbita sono considerati fasi intermedie nell'esplorazione della Luna. Russia, Stati Uniti e Cina hanno già annunciato l'attuazione di tali piani nel periodo dal 2025 al 2030. Non c'è motivo di dubitare che questo progetto sarà realizzato. La comunità internazionale ha attualmente una vasta esperienza nel funzionamento di successo della ISS. In precedenza, gli Stati Uniti e la Russia hanno concordato di lavorare insieme su una stazione internazionale con equipaggio vicino alla luna Deep Space Gateway. Al progetto stanno lavorando anche l'UE, il Canada e il Giappone. La partecipazione al programma e ai paesi BRICS è possibile. Nell'ambito di questo progetto, la Russia può creare da uno a tre moduli per una nuova stazione: una chiusa e moduli residenziali.
La fase successiva dopo la creazione di una stazione abitata circumlunare potrebbe essere la creazione di basi abitate lunari. Sul satellite naturale della Terra non c'è campo magnetico e atmosfera, mentre la superficie della Luna è continuamente bombardata da micrometeoriti e le cadute di temperatura in un giorno raggiungono i 400 gradi Celsius. Tutto ciò rende la Luna non il luogo più a misura d'uomo. È possibile lavorare sulla sua superficie solo in tute spaziali e rover lunari sigillati, o mentre si trova all'interno di un modulo abitativo fisso dotato di un sistema di supporto vitale completo. Sarà più conveniente dispiegare un tale modulo nelle vicinanze del Polo Sud del nostro satellite. Qui c'è sempre luce e ci sono meno sbalzi di temperatura. È previsto che nella prima fase i robot saranno impegnati nell'assemblaggio del modulo residenziale. Dopo che i voli con equipaggio sulla Luna saranno sufficientemente sviluppati, la costruzione di un modulo lunare abitabile si espanderà.
Concetto di base lunare
I primi abitanti del nostro satellite dispiegheranno prima sulla sua superficie mezzi di comunicazione con la stazione orbitale e la Terra, dopodiché inizieranno a lanciare centrali elettriche basate su celle a combustibile o fotocellule flessibili. Sarà necessario risolvere i problemi relativi alla protezione della base lunare dai brillamenti solari e dalle radiazioni cosmiche. Per fare ciò, si prevede di coprirlo con uno strato di regolite lungo un metro, ad esempio conducendo esplosioni dirette, poiché non ha molto senso consegnare dumper ed escavatori sulla superficie lunare. I lavori di costruzione sulla Luna dovranno basarsi su tecnologie completamente diverse: stampare elementi strutturali su una stampante 3D; utilizzare moduli gonfiabili; creare materiali compositi dal suolo lunare utilizzando la sintesi ad alta temperatura e la sinterizzazione laser.
Il modulo lunare residenziale avrà un sistema di approvvigionamento di acqua potabile e ossigeno ben sviluppato e verrà creata una serra vegetale. La base lunare autosufficiente sarà di fondamentale importanza. Solo in questo modo sarà possibile ridurre il numero di razzi con vari carichi inviati sulla Luna. Al momento, non ci sono ostacoli fondamentali alla colonizzazione umana della Luna, ma l'aspetto che avrà la prima base lunare abitata dipenderà dagli scopi per i quali sarà progettata.
