Профессор РАН Максим Литвак о планах освоения Луны и Марса
- В январе этого года китайская станция «Чанъэ-4» совершила посадку на Луну. И сегодня к Луне стремятся Россия, США, Китай и даже Индия. Можно сказать, что в 2019 году начинается новая лунная гонка. Почему именно сейчас спустя 50 лет после высадки «Аполлона-11»?
- Наверное, этот вопрос связан с тем, что история развивается по спирали. На тот момент было важно попасть на Луну человеку, и в это были вложены огромные деньги. Эту лунную гонку выиграли Соединенные Штаты. А Советский Союз отказался дальше в ней участвовать, потому что если ты не первый – это уже неинтересно. Зато СССР вложил огромные усилия в лунную программу с использованием автоматических станций. Поэтому мы можем гордиться нашими луноходами. Кстати, все рекорды по длительности пройденного пути, установленные нашими луноходами, были побиты только относительно недавно американскими марсоходами, но им на это потребовалось гораздо больше времени. С момента окончания лунной гонки прошло много времени, но сейчас, мне кажется, что возникла новая тенденция развития с прицелом не просто на то, чтобы человеку снова попасть на Луну, но и дальше распространять присутствие человека в космическом пространстве.
Много говорят про Марс, про экспедиции к Марсу. И фильмы даже снимают. И Луна здесь часто возникает как некий перевалочный пункт, потому что сейчас уже речь идет о том, чтобы в перспективе построить лунную базу. И ее точно построят. Вопрос заключается в том – кто будет первым? Сейчас «побежали» не только США и Россия, Европейское космическое агенство, но и космические агентства, которых во время лунной гонки еще не было или они играли второстепенные роли, а теперь они имеют достаточные ресурсы, чтобы активно в этой гонке участвовать. Это, прежде всего, конечно, относится к китайцам. Индия тоже много денег вкладывает в автоматические станции и имеет серьезные амбиции. Тоже самое относится и к японцам активно участвующих во многих лунных проектах под эгидой NASA или ESA.
Основная цель – это создание лунной базы, долгое пребывание космонавтов в рамках этой лунной базы, отработка технологий длительного пребывания, когда часть ресурсов не привозится с Земли на Луну, а вырабатывается именно в лунных условиях.
Кроме того, возможно на Луне найдутся ресурсы, не имеющихся на Земле и которые можно будет использовать. В начале это, конечно, будут ресурсы для поддержания самой лунной базы, но я вполне допускаю, что потом могут возникнуть опции, которые нам здесь на Земле недоступны, которые окажутся эффективными по мере развития технологий. Эта идея уже овладела умами. Американцы долго на это смотрели не очень серьезно, в силу политических, наверное, причин. Луна в их лунной программе занимала важное место до тех пор, пока Барака Обаму не избрали президентом. Он отменил лунную программу и сказал, что теперь необходимо стремиться к Марсу. Поэтому у США появилась новая цель – полет к Марсу, а Луна при этом стала рассматриваться как перевалочный пункт. Зато сейчас при новом американском президенте, который хочет везде быть первым, Луна будет активно развиваться. Я вижу это по многим проектам и конкурсам NASA.
В нашей стране давно сформировалась позиция, что нужна лунная программа, включающая создание российской лунной базы, что нужно выстроить такую цепочку, в рамках которой мы начинаем с автоматических миссий, проводит отработку технологий автоматических режимов посадки и исследования по поиску необходимых районов с наиболее подходящими характеристиками для создания будущей лунной базы. На втором этапе должна начаться синергия с пилотируемыми миссиями. Они будут управлять роботами на поверхности. А затем уже будет создаваться лунная база. Такая концепция во многом уже прорисована. Она не до конца принята, но перспектива намечена. Поэтому в этой гонке мы тоже участвуем, и пока самые реальные проекты - это наши первые лунные автоматические миссии, начиная с посадочной миссии - "Луна-25".
- Старт российской лунной программы несколько раз откладывался. Сейчас есть уже конкретные сроки?
- Я могу сказать, что первая миссия точно будет – это «Луна-25» или «Луна-Глоб». Сейчас она больше упоминается как "Луна-25", потому что хочется сохранить преемственность с предыдущих советских миссий. А последней как раз была "Луна-24".
В программу вкладываются огромные усилия, и поскольку к ней уже подошли серьезно, то возникает масса технических трудностей, которые необходимо решать. В том числе, конечно, осложнения внешнеполитических отношений, санкции – многие вещи пришлось делать заново, потому что предполагалось, что мы закупим за рубежом определенные комплектующие, а сейчас нам их не продают. Поэтому возникает вопрос импортозамещения, что удлиняет сроки.
Я в принципе пессимист по жизни, но здесь, я считаю, что нужно быть оптимистом - критическая масса преодолена, и миссию эту сделают. Сейчас для неё назначен 2021 год, и все делают всё возможное, чтобы она в 2021 году улетела. Что касается остальных миссий − это орбитальная "Луна-26", а потом еще одна посадочная миссия "Луна-27", которая будет более крупная, более тяжелая, и ее планируется посадить ближе к полюсу. Раньше лунные миссии садились в экваториальных районах или на умеренных широтах, а это совсем другое в отличие от полярных районов. И сейчас научное сообщество очень заинтересовано в новых данных, чтобы узнать свойства грунта в полярных широтах, более полно понять, какие процессы там происходят. Важно туда сесть, как говорится, "пощупать всё своими руками", а еще лучше привезти образцы грунта на Землю. И если первая миссия удастся - это будет большой успех, и появится сильный момент движения для остальных миссий.
Миссии планируются, по ним идет активная работа, в том числе, организуется международная кооперация. Я, например, активно участвую в разработке комплекса научной аппаратуры для миссии «Луна-27», прежде всего в части буровой установки, которую для нас разрабатывает Европейское космическое агенство. Это очень сложная аппаратура и непростая совместная работа, в рамках которой мы уже десять раз поругались и десять раз помирились. Но, тем не менее,мы продолжаем дальше двигаться к поставленной цели, используя преимущества международного сотрудничества.
- Одна из важных задач, заявленная в лунной программе - отработка посадки на Луну. Это некая тренировка перед посадкой на Марс или это будет нечто самостоятельное?
- Это будет нечто самостоятельное – нам нужно вспомнить, как мы это умели делать раньше. Мы это знание, фактически, утратили. И здесь даже не нужно иронизировать, так как, например, американцы свое знание тоже утратили, и теперь всё нужно восстанавливать чуть ли не с нуля. Они уже не могут отправить человека на Луну - это умение утрачено. Поэтому для нас первая миссия "Луна-25" - это как раз отработка успешной посадки. Мы должны вспомнить, научиться заново это делать.
На Марсе всё-таки условия отличаются, есть атмосфера, и там используются немного другие принципы. Например, парашюты или космический кран, который сажает тяжелые марсоходы. Наш институт участвует в миссии "ЭкзоМарс" совместно с европейцами. Мы создаем научную аппаратуру, а посадочную платформу делают в «НПО имени Лавочкина» совместно с европейским космическим агентством. И здесь эти технологии для Марса отрабатываются, но они всё-таки другие.
- Поговорим о тех детекторах, которым удалось обнаружить воду на Луне и на Марсе. У них есть принципиальные отличия в работе?
- Для них как раз принципиальных отличий нет, потому что это нейтронные детекторы. В космосе есть излучение – это заряженные частицы галактических космических лучей, которые прилетают к нам извне. Это, в основном протоны, которые имеют огромную энергию. У Луны нет атмосферы, нет защищающего магнитного поля. Протоны свободно попадают в поверхность и рождают нейтроны, взаимодействуя с ядрами основных природообразующих элементов. Если вы добавите в грунт водород, а это элемент, который очень хорошо замедляет быстрые нейтроны, то вы увидите, что вылетающие нейтроны теряют энергию, и поверхность в нейтронах начинает светиться "как лоскутное одеяло", где отдельные участки соответствуют разному содержанию водорода. Поскольку водород, прежде всего, может быть в составе водяного льда, то можно сделать вывод о том, есть ли на поверхности лед или вода и в каком количестве.
Та же ситуация наблюдается и для Марса. Здесь немного сложнее, так как есть атмосфера, но она тонкая - примерно в сто раз тоньше чем у нас на Земле. И на Марсе есть только остаточное магнитное поле, поэтому туда также свободно проникают частицы космических лучей, и возникает поток нейтронов.
- После работы над созданием приборов ХЭНД и ДАН было легче работать над международным проектом «ЭкзоМарс» и прибором ФРЕНД?
- Мы все шишки набивали на приборе ХЭНД. Это было уже 20 лет назад, то есть мы этот прибор начали делать примерно в 1997 году. А в 2001 году наш прибор уже прилетел к Марсу. Это был во многом первый опыт и для нас, и для Роскосмоса, который финансировал проект. Прибор создавался по заказу NASA специально для миссии "Марс Одиссей"(Mars Odyssey). Но финансирование на создание научной аппаратуры предоставлял Роскосмос. Конечно, в то время отношения с американцами были лучше, они пришлись на период потепления, такой же, как, наверное,был во время Второй мировой войны. Те вопросы, в которых возникали какие-то трения, достаточно легко решались, в том числе и потому, что американские специалисты уважали наш опыт. И в некоторых случаях удавалось выработать взвешенную политику.
Дальше у нас было два прибора – ЛЕНД для орбитальной миссии NASA вокруг Луны и ДАН для марсохода Curiosity, на который было потрачено больше усилий. ДАН - активный нейтронный спектрометр прибор, который к тому же ставился на борт марсохода. До этого мы такого опыта не имели. И марсоход - это другая жизнь, потому что даже сейчас, когда уже прошло больше 6 лет, каждый день приходится в режиме реального времени управлять марсоходом, и поэтому каждый вечер назначается дежурная смена, которая отвечает за планирование работы научной аппаратуры. То есть, фактически, вы по интернету связываетесь с ЦУПом, отвечающим за управление марсоходом, и вместе планируете работы на следующий день. Команда управления марсоходом принимает заявки от представителей научной аппаратуры, убеждается, что всё работает штатно, и исходя из этого верстает план на следующий день.
По сравнению с ХЭНД усложнился сам прибор, и усложнились условия его установки и работы на борту космического аппарата, так как все делалось не для орбитального аппарата, а для марсохода. Но мы преодолели все трудности, поэтому с проектом "ЭкзоМарс", а точнее с двумя проектами, поскольку наш прибор ФРЕНД уже успешно работает на орбите Марса, мы уже двигаемся как по рельсам.
- Почему так важно наличие воды на Луне, на Марсе? Что это дает с точки зрения науки и с точки зрения космических исследований?
- Важен сам факт наличия воды. Это можно использовать для будущих экспедиций в разных целях, в том числе, для освоения и длительного пребывания космонавтов и создания баз.
Вторая задача – понять происхождение - как развивался Марс, был ли он таким же теплым и влажным как Земля? Считается, что на ранних стадиях эволюции Марс тоже имел океаны и был похож на Землю. Но потом там случилась глобальная катастрофа, и у него улетучилась атмосфера.
Что касается Луны, то это сильно повлияет на наше представление о том, как она образовалась и эволюционировала. Луна - это небесное тело, в которое всё время что-то ударяет - кометы, метеориты, астероиды, а принесенный материал скапливается в окрестностях полярных шапок в вечно затененных областях, представляющих просто кладезь информации для ученых.
- Возвращаясь к лунной гонке – почему бы всем странам не объединиться, поделиться своими технологиями и совместными усилиями осваивать Луну или Марс. Почему в этом общечеловеческом космическом пространстве не работает международный контекст?
- На самом деле работает, и когда дело касается не отдельных научных миссий, особенно пилотируемых экспедиций, то различные страны пытаются объединяться и создавать международные консорциумы для освоения Марса или Луны. Но тут вопрос заключается в том - какие права и обязанности будут у каждой из сторон. Потому что мой опыт показывает, что наши американские коллеги умеют – у них это доведено до совершенства – используя сторонние деньги и усилия, оставлять за собой пальму первенства. Я это часто наблюдал на уровне создания и использования иностранной научной аппаратуры для американских миссий.
Они стараются делать так, чтобы лидером во всех этих программах были Соединенные Штаты, NASA. Каких-то стран этот подход устраивает. Но страны с большими амбициями, а к таким безусловно относится Российская Федерация и Китай –хотят точно иметь свое жизненное пространство и решать свои задачи. Это сразу же сталкивается с противоречиями. Как только ты говоришь, что я не претендую на всё, но я считаю, что у меня есть независимая позиция – тебе сразу начинают объяснять, что это как-то неправильно, и надо делать так, как мы говорим.
Так что эти трения возникают. Тем не менее накоплен огромный опыт сотрудничества на паритетных началах на международной космической станции, и он продолжается до сих пор, несмотря на санкции. Но чем дальше, тем труднее и труднее договариваться, особенно, когда есть политические разногласия.
- Есть же положительные примеры, тот же «ЭкзоМарс»…
Положительные примеры есть. Есть миссии на равных условиях – каждая сторона что-то вносит, и потом это становится общим успехом. Но многое всегда кроется в деталях. Как только ты начинаешь в какие-то вещи влезать, сразу начинаются трения – попытки разобраться, у кого здесь пальма первенства. Наверное, так просто человек устроен – ему нужно доказать, что он самый первый среди равных.
- То есть пока Россия будет участвовать в соревновании, а не в международном сотрудничестве?
- Тут нельзя однозначно сказать да или нет – хочется чтобы был баланс. Пока нет ресурсов, чтобы делать всё самой, но и не хочется, чтобы тебя использовали. А найти такой компромисс не всегда легко.
Мир развивается очень быстро. Какое-то время он развивался больше вовнутрь – лунная гонка закончилась, и про космос в некотором смысле забыли. А сейчас появился вектор развития, что нужно выйти за пределы Земли – попробовать еще раз побывать на Луне, а потом начать колонизировать Марс. И в рамках этого непонятно, как быстро будет развиваться ситуация. Упустишь какие-то тенденции - останешься в конце поезда, и уже никакие ресурсы не помогут догнать. Поэтому различные космические агентства и страны стараются во всем этом участвовать, стараются не отставать, при этом отстаивая свои интересы.
