В чем заключается новая экономическая мотивация освоения Луны
61
Космические исследования – насколько это выгодно?
На 2026 г. в мире стало значительно больше стран, которые принимают участие в глобальной космической гонке: помимо США и России активную роль стали играть Индия, ЕС и Китай. Эпоха холодной войны уже давно позади: Вашингтон и Москва всё чаще рассчитывают свои бюджеты исходя из многополярности сферы. «Старые» игроки участвуют в развитии своего наследия, а «новые» – активно инвестируют, стремясь занять своё место в этой отрасли.
Главным вопросом развития космонавтики в таких условиях остаётся бюджетирование: государства и общества традиционно относятся к вложениям в исследования Луны и Марса скептически из-за низкой рентабельности. Ранее издание «Нос» описывало, как устроена лунная программа США сегодня, и как Вашингтон экономит на современных запусках ракет.
Несмотря на это, астрономы и технические энтузиасты доказывают необходимость вложения в космос стратегическими целями и потенциальной прибылью.
Научный сотрудник в области ракетного двигателестроения и аспирант МФТИ Даниил Журавлёв в интервью изданию «Нос» рассказал, насколько полезны космические исследования, какие препятствия существуют для их проведения и, насколько важно и экономически выгодно для человечества изучать Луну и Марс.
— Какие цели преследовали лунные миссии в XX веке?
— Полеты на Луну в прошлом столетии осуществлялись для того, чтобы получить самую базовую информацию о спутнике Земли. Привезти лунный грунт для изучения земными приборами было невероятно полезно и информативно. Отработать все технологии дальних полетов, стыковок, систем жизнеобеспечения, скафандров — все это были научные цели. Нельзя и преуменьшать политические. Ведь обогнать лидирующий по всем направлениям СССР с первенством во всех значимых космических событиях было важно для демонстрации американцами другим странам своего технологического, экономического и научного превосходства.
— Почему США прекратили активные полеты на Луну?
— Всех этих целей США успешно добились, но продолжать тратить большие деньги без явных на то причин не было смысла. В тот момент нельзя было оценить, вернуться ли вложенные инвестиции обратно в экономику. Данная неопределённость не помешала развитию отрасли и после пика холодной войны: последующие полвека космические полеты не прекратились, NASA активно исследовало Марс, Солнце, газовые гиганты и их спутники.
— Почему внимание учёных сместилось с Марса обратно на Луну?
— В последнее десятилетии были активные разговоры о высадке человека на Марс и его колонизации, но в один момент фокус внимания сместился на Луну, и разговоры о Марсе прекратились. Это не совпадение, а вполне закономерное стечение обстоятельств. Разные страны не летали на Луну все это время, поскольку не было ничего существенно нового, что могла бы дать Луна, и с чем бы не справился робот.
Но размышляя о Марсе и перспективах последующих дальних миссий инженеры и ученые столкнулись с рядом проблем, которые заставили взглянуть на Луну в совершенно ином свете.
— В чем заключается новая экономическая мотивация сегодняшнего освоения Луны? Какие основные физические препятствия возникают при запуске с Земли?
— Появилась совершенно новая экономическая мотивация осваивать Луну, которой не было в 1970-е. И чтобы лучше это понять давайте проследим за мыслями инженеров, которые хотят собрать ракету для освоения Марса.
Первая цель – это разогнаться до первой космической скорости (минимальная скорость для выхода на орбиту вокруг тела), а будучи на орбите развить уже вторую космическую скорость (минимальная скорость, чтобы улететь от Земли к другому космическому телу).
Первое препятствие на пути — это сила тяготения Земли. Любая планета является, по сути, гравитационным колодцем, и у Земли этот колодец гораздо глубже, чем у Луны – в 6 раз. То есть, основная часть массы ракеты – это масса топлива, которая направлена на преодоления силы тяжести.
Второе, но не менее важное, – это атмосфера. Вы строите ракету, которая будет лететь в атмосфере и набирать в ней скорость. На вас будет действовать сила сопротивления воздуха как при езде на машине. Причем эта сила тем больше, чем больше скорость. Также нельзя забывать о том, что все ваши ракеты должны быть легко обтекаемы воздухом. Именно поэтому они настолько узкие и высокие, инженеры хотят снизить сопротивление воздуха, но взять побольше топлива.
— Какие технологические ограничения существуют у ракет?
— Для решения этих задач у вас есть двигатели, которые получают энергию из химических реакций и на данный момент имеют почти максимально возможную энергетическую эффективность. Значительно лучше уже не сделать. Очевидно, что для полетов на Марс вам нужен огромный корабль, гораздо больший чем для Луны. Но вы не можете просто масштабировать ракету и сделать ее во столько же раз больше.
Увеличивая ракету в два раза, вы увеличиваете её объем в 8 раз, так как растягиваете ее по трем направлениям, в каждом в два раза. Двигатели же вы размещаете снизу ракеты в плоскости. И при увеличении ракеты в 2 раза количество двигателей в лучшем случае увеличится в 4 раза, чисто математически, хотя на самом деле не в 4, а меньше ввиду других технологических ограничений.
— В чем заключается главный вывод о запусках с Земли?
— Здесь вы можете заметить, что Земля с ее атмосферой и тяготением накладывает физические ограничения на то, что вы можете вывести на орбиту. То есть, существует вполне четкий предел возможностей. Это самая главная мысль, которую нужно закрепить.
— Почему Луна выгоднее для запусков?
— Луна в 6 раз меньше вас притягивает и не имеет атмосферы. Вам не нужно защищать ваш корабль от влияния разогретого воздуха при полете. Вы можете создавать корабли практически любых форм без ограничений аэродинамики. Отсутствие атмосферы также позволяет создавать очень низкие, но стабильные орбиты вокруг Луны.
Наш естественный спутник лучше Земли в аспектах пусков ракет во всем. Летать с Луны не просто экономнее, но и, по сути, — единственный способ построить и вывести в космос огромный корабль.
— Есть ли на Луне топливо?
— Это вопрос пока не решен. Мы знаем, что на Луне присутствует вода – связь двух атомов водорода и одного кислорода. Пара «водород + кислород» является самой энергетически эффективной парой «горючее + окислитель» в природе. Но мы пока не знаем, можно ли будет эту воду легко извлекать из грунта и превращать в топливо. Если да, то привлекательность Луны возрасте еще больше.
— В чём стратегический и экономический смысл освоения Луны?
— Если вы — страна или организация с достаточно большим горизонтом планирования, на десятки лет, то вы не можете пройти мимо Луны. Сам по себе спутник Земли вызывает интерес. Его экономический потенциал как перевалочной базы для полетов к другим солнечным телам огромен. Находясь на Земле, вы упираетесь в физические ограничения. Но тот, кто первым освоит Луну, получит огромное преимущество в освоении космоса. В данном случае можно говорить не только об экономическом преимуществе, но и о стратегическом.