Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) предложило несколько концепций лунных баз для достижения постоянного присутствия людей на Луне с конца 1950-х годов. Исследования и освоение Луны были в центре внимания организации со времен программы «Аполлон» . Пик бюджета НАСА пришелся на 1964–1965 годы, когда он составил 4% всех федеральных расходов на обслуживание проекта по высадке на Луну «Аполлон» . [1] Хотя высадки на Луну после завершения программы «Аполлон» в 1972 году прекратились, интерес к созданию постоянного жилья на поверхности Луны или за пределами низкой околоземной орбиты оставался стабильным. В последнее время возобновившийся интерес к высадке на Луну привел к увеличению финансирования и планирования проектов. НАСА запросило увеличение бюджета на 2020 год на 1,6 млрд долларов, чтобы осуществить еще одну пилотируемую миссию на Луну в рамках программы «Артемида» к 2025 году (первоначально 2024 год), а затем обеспечить постоянное присутствие на Луне к 2028 году. [2] Экипаж был отобран для запланированной пилотируемой миссии «Артемида II» [3] в апреле 2023 года.
Проект «Лунекс», задуманный в 1958 году, был планом ВВС США по высадке экипажа на Луну до программы «Аполлон» в 1961 году. Он предусматривал создание подземной базы ВВС на Луне на 21 человека к 1968 году общей стоимостью 7,5 млрд долларов. [4]
Project Horizon был исследованием 1959 года относительно плана армии США по созданию форта на Луне к 1967 году. [5] Хайнц-Герман Келле , немецкий ракетный инженер из Армейского агентства по баллистическим ракетам (ABMA), руководил исследованием Project Horizon. Было предложено, что первая высадка будет осуществлена двумя «солдатами-астронавтами» в 1965 году, и что вскоре последуют и другие строители. Было установлено, что посредством многочисленных запусков (61 Saturn I и 88 Saturn C-2 ) к 1966 году на базу можно будет перевезти 245 тонн груза.
8 июня 1959 года Управление по баллистическим ракетам армии США (ABMA) организовало целевую группу под названием «Проект Горизонт» для оценки возможности строительства военной базы на Луне.
Проект Horizon предполагал использование серии запусков Saturn [6] для предварительного строительства форпоста на околоземной орбите с намерением последующей доставки и посадки готовой сборки на Луну. Дополнительные запуски Saturn каждый месяц затем доставляли бы припасы жителям. [6]
В 1984 году, когда Space Shuttle уже был в эксплуатации, группа из Космического центра Джонсона (JSC) провела исследование осуществимости возвращения NASA на Луну . Оно предвосхитило более поздние исследования по использованию запланированной инфраструктуры NASA — Shuttle, тяжелого транспортного средства на базе Shuttle, космической станции и орбитального транспортного корабля — для строительства постоянной лунной базы на 18 человек в период между 2005 и 2015 годами. [7]
« Спейс шаттл» должен был доставить пустой лунный модуль весом 21 000 кг и полезную нагрузку на космическую станцию, где они должны были встретиться с топливным модулем весом 100 тонн.
Первой целью было создание небольшого полупостоянного «лагеря» на поверхности Луны в 2005–2006 годах.
В 2008–2009 годах НАСА планировало запустить окололунную космическую станцию для поддержки создания постоянной обитаемой лунной базы к 2009–2010 годам.
Эта оперативная наземная база должна была содержать расширенный горнодобывающий комплекс, опытные установки по переработке лунных материалов и исследовательскую лабораторию по лунному сельскому хозяйству; опытные установки по производству кислорода и экспериментальные горнодобывающие установки должны были быть высажены ранее.
Лунный поверхностный комплекс должен был вырасти до 18-местной "передовой базы" в 2013-2014 годах, состоящей из пяти жилых модулей, геохимической лаборатории, химической/биологической лаборатории, геохимической/петрологической лаборатории, ускорителя частиц, радиотелескопа, лунного кислорода, керамических и металлургических заводов, двух магазинов, трех энергоблоков (90% из лунных материалов), одного землеройного крана и трех прицепов/мобильных единиц. Конечной целью было бы создание самоподдерживающейся лунной базы к 2017-2018 годам.
Ниже приведены названия транспортных средств или этапов миссии, связанных с лунной базой JSC:
Международная концепция исследования лунных ресурсов ( ILREC ) была предложенной архитектурой миссии в рамках Инициативы по исследованию космоса (SEI) президента Джорджа Буша-старшего , разработанной Кентом Джустеном, инженером из Космического центра Джонсона . План предполагал использование помощи международных партнеров, в основном Советского Союза , для создания лунной базы и устойчивой лунной транспортной службы. Программа не смогла стартовать, поскольку была предложена в конце очень короткого срока службы SEI, и единственным выжившим проектом была Космическая станция Freedom (теперь Международная космическая станция ).
Исследование архитектуры исследовательских систем ( ESAS ) — официальное название масштабного системного исследования, опубликованного NASA в ноябре 2005 года в ответ на заявление президента США Джорджа Буша- младшего от 14 января 2004 года о его цели вернуть астронавтов на Луну и, в конечном итоге, на Марс . Это исследование известно как « Видение исследования космоса » (и неофициально как «Луна, Марс и дальше» в некоторых аэрокосмических кругах, хотя подробности программы пилотируемого «дальнего» полета были неясны).
4 декабря 2006 года НАСА объявило о завершении своей Глобальной стратегии исследования и Исследования лунной архитектуры . [8] Целью Исследования лунной архитектуры было «определить ряд лунных миссий, составляющих Лунную кампанию НАСА для выполнения элементов Лунного исследования» Видения космического исследования. [9] Результатом стал базовый план лунного форпоста вблизи одного из полюсов Луны, который будет постоянно размещать астронавтов в шестимесячные смены. Эти исследования были проведены до открытия водяного льда (5,6 ± 2,9% по массе) в полярном кратере, [10] что может существенно повлиять на планы.
Для этого форпоста была создана эталонная архитектура, основанная на местоположении на краю кратера Шеклтон , расположенного в огромном бассейне Южный полюс-Эйткен , недалеко от южного полюса Луны. На презентации 4 декабря 2006 года Дуг Кук, заместитель помощника администратора, NASA Exploration Systems Mission Directorate, описал область, «которая ... освещена солнцем ... 75-80 процентов времени, и она примыкает к постоянно темной области, в которой потенциально есть летучие вещества, которые мы можем извлечь и использовать. ... Эта освещенная солнцем область примерно размером с торговый центр Washington Mall ». [11] (приблизительно 1,25 км 2 ). Индийский орбитальный аппарат Chandrayaan-1 (2008–2009) помог определить точное местоположение форпоста. [12]
Другие места, рассматриваемые для возможных лунных аванпостов, включали край кратера Пири около северного полюса Луны и район горы Малаперт на краю кратера Малаперт .
Проект форпоста включал:
Снабжение станции предполагалось осуществлять с помощью смешанного экипажа и грузового посадочного модуля «Альтаир» , способного доставить на поверхность Луны четырех астронавтов и полезную нагрузку весом шесть тонн.
Как и планировалось, постепенное наращивание начнется с того, что экипажи из четырех человек совершат несколько семидневных визитов на Луну, пока их источники питания, марсоходы и жилые помещения не будут готовы к эксплуатации. Первая миссия была запланирована на 2020 год. За ней последуют 180-дневные миссии по подготовке к путешествиям на Марс .
Концепция Джорджа Буша-младшего по исследованию космоса в конечном итоге была заменена космической политикой президента Барака Обамы . [ 9]
Обновленные планы предусматривали, что НАСА построит лунный аванпост в течение пяти лет с 2019 по 2024 год. Конгресс Соединенных Штатов постановил, что американская часть «должна быть обозначена как лунный аванпост имени Нила А. Армстронга ». [13]
6 июня 2008 года НАСА объявило о шести исследовательских возможностях и запросило предложения по финансированию исследований в ответ на это объявление. [14] Общий бюджет исследований, проводимых в рамках этого «Исследования концепций систем лунной поверхности», как предполагалось, составил 2 миллиона долларов. Предложения были отобраны и контракты заключены в августе 2008 года Управлением проекта систем лунной поверхности НАСА Constellation (LSSPO).
LSSPO был создан в Космическом центре Джонсона в августе 2007 года. [15] LSSPO изучал системы лунной поверхности, такие как «системы обитания», ISRU , марсоходы , производство и хранение энергии, системы для достижения научных и исследовательских целей и системы безопасности. Ожидалось, что LSSPO проведет обзор концепции поверхностной системы в 2010 или 2011 годах.
Программа Artemis — это запланированная программа пилотируемых космических полетов, осуществляемая преимущественно NASA , американскими коммерческими космическими компаниями и международными партнерами, такими как Европейское космическое агентство (ESA), JAXA и Канадское космическое агентство (CSA), с целью высадки «первой женщины и следующего мужчины» на Луну, в частности, в районе южного полюса Луны к 2026 году. NASA рассматривает Artemis как следующий шаг к долгосрочной цели по созданию устойчивого присутствия на Луне, закладыванию основы для частных компаний по созданию лунной экономики и, в конечном итоге, отправке людей на Марс . Одной из основных целей является кратер Шеклтона . В 2028 году NASA планирует запустить Lunar Surface Asset , небольшую среду обитания на поверхность Луны либо на SLS Block 1B , либо через Artemis Support Mission на коммерческой ракете-носителе. Это будет первая лунная база с экипажем.
В рамках программы «Артемида» под руководством США запланировано несколько высадок экипажей в южной полярной области Луны , начиная с «Артемиды III», запланированной не ранее 2026 года, [16] с созданием пяти временных базовых лагерей с системами посадки человека (HLS) до тех пор, пока «Артемида VIII» не будет создана стационарная среда обитания на поверхности (FSH) базового лагеря «Артемида» в 2030-х годах. [17] [18] [19]
Станция на лунной орбите может служить коммуникационным узлом, временным жилым модулем и зоной ожидания для марсоходов и других роботов, предназначенных для форпоста на лунной поверхности. [20] NASA возглавляет предложение о такой станции под названием Lunar Gateway. Законопроект о расходах, принятый Конгрессом США в марте 2018 года, предоставил NASA 504 миллиона долларов на предварительные исследования в течение 2019 финансового года. [21] Окончательная сумма финансирования, утвержденная Конгрессом, была немного ниже и составила 450 миллионов долларов. [22]
По словам бывшего администратора НАСА Майкла Д. Гриффина , [23]
Целью является не только научное исследование. ... Это также расширение диапазона обитания человека за пределы Земли в Солнечную систему по мере того, как мы движемся вперед во времени. ... В долгосрочной перспективе вид, обитающий на одной планете, не выживет. ... Если мы, люди, хотим выжить в течение сотен тысяч или миллионов лет, мы должны в конечном итоге заселить другие планеты. Сегодня технологии таковы, что это едва ли возможно. Мы находимся в младенчестве этого. ... Я говорю о том, что однажды, я не знаю, когда этот день наступит, будет больше людей, живущих вне Земли, чем на ней. У нас вполне могут быть люди, живущие на Луне. У нас могут быть люди, живущие на лунах Юпитера и других планетах. У нас могут быть люди, создающие среду обитания на астероидах ... Я знаю, что люди колонизируют Солнечную систему и однажды выйдут за ее пределы.
Критика исходит от групп, которые хотят, чтобы деньги на исследование человеком были перенаправлены на Марс, от тех, кто предпочитает беспилотные исследования, и от тех, кто просто хочет, чтобы деньги были потрачены в другом месте. Перечисленные здесь критические замечания в основном предшествовали открытию значительных объемов полярного водяного льда. Джефф Фоуст , пишущий для The Space Review , назвал шесть тем, которые опубликовало НАСА, слишком «широкими», а объяснения в их поддержку — «поверхностными». Он также утверждает, что лунная база — это неэффективное использование ресурсов, поскольку «наука может быть сделана за гораздо меньшие деньги с помощью роботизированных миссий , которые также не подвергают риску человеческие жизни». [24] Los Angeles Times поддержала это в редакционной статье, заявив, что «пилотируемый полет на Луну может привлечь бэби-бумеров , но в настоящее время он имеет мало научного смысла для большинства космических миссий. Роботы теперь могут выполнять или быть разработаны для выполнения большинства задач, которые люди будут выполнять на лунной станции». [25]
Колумнист Грегг Истербрук , который десятилетиями освещал космическую программу, раскритиковал эти планы как неэффективное использование ресурсов. Он пишет, что,
Хотя, конечно, база может принести великое открытие, ее научная ценность, вероятно, будет небольшой, а ее цена чрезвычайно высока. Хуже того, ерунда с лунной базой может на десятилетия отвлечь ресурсы NASA от законных миссий агентства, отнимая финансирование от реальных нужд, чтобы построить самого глупого белого слона в истории человечества . [26]
По словам Истербрука, миллиарды долларов, которые может стоить лунная колония, вместо этого следует направить на исследование Солнечной системы с помощью космических зондов , космических обсерваторий и защиты Земли от околоземных астероидов .
Базз Олдрин , второй из двенадцати человек, ступивших на Луну, не согласен с текущими целями и приоритетами NASA, включая их планы по лунному форпосту. Хотя он не обязательно выступает против отправки людей обратно на Луну, Олдрин утверждает, что NASA следует сосредоточиться на пилотируемой миссии на Марс и оставить дальнейшее исследование Луны и создание там базы консорциуму других стран под руководством США. [27] В редакционной статье в Washington Post в июле 2009 года он сказал, что Видение NASA по исследованию космоса «не является провидческим; и в конечном итоге оно не будет успешным в восстановлении американского космического лидерства. Как и его предшественник Apollo, этот план окажется тупиком, заваленным сломанными космическими кораблями, сломанными мечтами и сломанной политикой». Он продолжил, сказав, что:
лунная поверхность... неподходящее место для поселения. Луна — безжизненный, бесплодный мир, его суровое запустение сочетается с его враждебностью ко всему живому. И повторение славных дней Аполлона не будет способствовать делу американского космического лидерства или вдохновлять поддержку и энтузиазм общественности и следующего поколения исследователей космоса. [28]