Dalam industri luar angkasa, perselisihan abadi antara fisikawan dan penulis lirik diubah pada abad ke-21 menjadi perdebatan tentang apa yang lebih penting bagi umat manusia - astronot otomatis atau berawak?
Pendukung "otomatisasi" menarik biaya yang relatif rendah untuk membuat dan meluncurkan perangkat, yang sangat bermanfaat baik untuk sains dasar maupun untuk memecahkan masalah terapan di Bumi. Dan lawan mereka, yang memimpikan waktu ketika "jejak kita akan tetap berada di jalur berdebu dari planet-planet yang jauh," berpendapat bahwa eksplorasi luar angkasa tidak mungkin dan tidak berguna tanpa aktivitas manusia.
Kemana kita akan terbang?
Di Rusia, diskusi ini memiliki latar belakang keuangan yang sangat serius. Bukan rahasia bagi siapa pun bahwa anggaran kosmonotika domestik jauh lebih sedikit dibandingkan tidak hanya dengan Amerika Serikat dan Eropa, tetapi juga dengan anggota klub luar angkasa yang relatif muda seperti Cina. Dan arah di mana industri dipanggil untuk bekerja di negara kita banyak: selain berpartisipasi dalam program Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), ini adalah sistem satelit navigasi global GLONASS, dan satelit komunikasi, penginderaan jauh Bumi, meteorologi, pesawat ruang angkasa ilmiah, belum lagi tentang militer dan penggunaan ganda. Jadi kita harus membagi "trishkin kaftan" keuangan ini agar tidak menyinggung siapa pun (walaupun pada akhirnya semua orang juga tersinggung, karena dana yang dialokasikan untuk pengembangan normal industri jelas tidak cukup).
Baru-baru ini, kepala Badan Antariksa Federal (Roscosmos) Vladimir Popovkin mengatakan bahwa bagian astronot berawak dalam anggaran departemennya sangat besar (48%) dan harus dikurangi menjadi 30%. Pada saat yang sama, ia mengklarifikasi bahwa Rusia akan secara ketat mematuhi kewajibannya di bawah program ISS (setelah penerbangan ulang-alik dihentikan tahun ini, hanya pesawat ruang angkasa Soyuz Rusia yang akan menyediakan kru untuk mengorbit). Lalu apa yang akan kita hemat? Pada penelitian ilmiah atau pada perkembangan yang menjanjikan? Untuk menjawab pertanyaan ini, perlu dipahami strategi pengembangan astronotika berawak domestik untuk beberapa dekade mendatang.
Menurut Nikolai Panichkin, Deputi Pertama Direktur Jenderal TsNIIMash (yang bertindak sebagai corong kepala lembaga ilmiah dan ahli Roscosmos), hari ini adalah salah untuk menghitung aktivitas luar angkasa selama 10-15 tahun: “Tugas penelitian fundamental di dalam luar angkasa, penjelajahan Bulan dan Mars begitu muluk-muluk, sehingga perlu direncanakan setidaknya selama 50 tahun. Orang Cina berusaha melihat ke depan selama seratus tahun."
Jadi ke mana kita akan terbang dalam waktu dekat - ke orbit dekat bumi, ke bulan atau ke Mars?
Bagian ketujuh dunia
Patriark industri luar angkasa, rekan terdekat desainer brilian Sergei Korolev, Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Boris Chertok yakin bahwa tugas utama kosmonotika dunia adalah menyatukan Bulan ke Bumi. Pada pembukaan kongres planet peserta penerbangan luar angkasa, yang berlangsung di Moskow pada awal September, dia berkata: "Sama seperti kita memiliki Eropa, Asia, Amerika Selatan dan Utara, Australia, pasti ada bagian lain dari dunia - Bulan."
Saat ini, banyak negara, terutama Amerika Serikat dan China, membicarakan ambisi mereka untuk satelit Bumi. Nikolai Panichkin menegaskan: “Ketika pertanyaan diputuskan, apa yang lebih dulu - Bulan atau Mars, ada pendapat yang berbeda. Lembaga kami percaya bahwa, bagaimanapun, menetapkan tujuan yang jauh - Mars, kita harus melewati Bulan. Di atasnya, banyak hal yang belum dieksplorasi. Di bulan, dimungkinkan untuk membuat pangkalan untuk melakukan penelitian di luar angkasa, untuk mengembangkan teknologi untuk penerbangan ke Mars. Oleh karena itu, merencanakan penerbangan berawak ke planet ini pada tahun 2045, kita harus membangun pos terdepan di Bulan pada tahun 2030. Dan pada periode 2030 hingga 2040, ciptakan dasar untuk eksplorasi Bulan skala besar dengan pangkalan dan laboratorium penelitian."
Wakil direktur umum pertama TsNIIMash percaya bahwa ketika mengimplementasikan proyek bulan, gagasan untuk membuat gudang makanan dan bahan bakar di orbit dekat bumi patut mendapat perhatian. Di ISS, ini tidak mungkin diterapkan, karena stasiun harus berhenti beroperasi sekitar tahun 2020. Dan ekspedisi bulan skala besar akan dimulai setelah tahun 2020. Dan aspek penting lainnya disorot oleh spesialis Rusia: “Ketika institut mengusulkan strategi ini, kami menghubungkannya dengan rencana strategis serupa dari China dan Amerika. Tentu saja, balapan bulan harus damai. Seperti diketahui, senjata nuklir tidak dapat diuji dan disebarkan di luar angkasa. Jika dalam waktu dekat kosmonot, astronot, dan taikonaut mulai menetap di Bulan, mereka harus membangun perumahan di sana, laboratorium ilmiah, perusahaan untuk ekstraksi mineral berharga, dan bukan pangkalan militer."
Pengembangan sumber daya alam bulan adalah tugas prioritas, banyak ilmuwan yakin. Jadi, menurut akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Erik Galimov, mineral bulan dapat menyelamatkan umat manusia dari krisis energi global. Tritium yang dikirim ke Bumi dari benda langit terdekat dapat digunakan untuk fusi termonuklir. Selain itu, sangat menggoda untuk mengubah Bulan menjadi pos terdepan untuk eksplorasi luar angkasa, pangkalan untuk memantau bahaya asteroid, memantau perkembangan situasi kritis di planet kita.
Ide paling cemerlang (dan kontroversial!) masih menggunakan helium-3 yang tersedia di Bulan, yang tidak ada di Bumi. Keuntungan utamanya, kata Galimov, adalah "bahan bakar ramah lingkungan." Dengan demikian, masalah pembuangan limbah radioaktif yang menjadi momok energi nuklir, hilang. Menurut perhitungan ilmuwan, kebutuhan tahunan seluruh umat manusia akan helium-3 di masa depan adalah 100 ton. Untuk mendapatkannya, perlu membuka lapisan tanah bulan tiga meter dengan luas 75 kali 60 kilometer. Selain itu, secara paradoks, seluruh siklus - dari produksi hingga pengiriman ke Bumi - akan menelan biaya sekitar sepuluh kali lebih murah daripada penggunaan hidrokarbon (dengan mempertimbangkan harga minyak yang ada).
“Para ahli Barat mengusulkan untuk membangun reaktor helium langsung di Bulan, yang selanjutnya akan mengurangi biaya pembangkitan energi bersih,” catat akademisi tersebut. Cadangan helium-3 di Bulan sangat besar - sekitar satu juta ton: cukup untuk semua umat manusia selama lebih dari seribu tahun.
Tetapi untuk mulai menambang helium-3 di Bulan dalam 15-20 tahun, perlu untuk memulai eksplorasi geologi sekarang, memetakan area yang diperkaya dan terpapar Matahari, dan membuat instalasi teknik percontohan, kata Galimov. Tidak ada tugas rekayasa yang rumit untuk implementasi program ini, satu-satunya pertanyaan adalah investasi. Manfaat dari mereka jelas. Satu ton helium-3 setara energi sama dengan 20 juta ton minyak, yaitu, dengan harga saat ini, harganya lebih dari $ 20 miliar. Dan biaya transportasi untuk pengiriman satu ton ke Bumi hanya akan berjumlah $ 20-40 juta. Menurut perhitungan spesialis, untuk memenuhi kebutuhan Rusia, industri listrik akan membutuhkan 20 ton helium-3 per tahun, dan untuk seluruh Bumi - sepuluh kali lebih banyak. Satu ton helium-3 cukup untuk operasi tahunan pembangkit listrik 10 GW (10 juta kW). Untuk mengekstraksi satu ton helium-3 di Bulan, perlu membuka dan memproses situs sedalam tiga meter di atas lahan seluas 10-15 kilometer persegi. Menurut para ahli, biaya proyek adalah $ 25-35 miliar.
Gagasan menggunakan helium-3, bagaimanapun, memiliki lawan. Argumen utama mereka adalah bahwa sebelum membuat basis untuk ekstraksi elemen ini di Bulan dan menginvestasikan dana yang cukup besar dalam proyek tersebut, perlu untuk membangun fusi termonuklir di Bumi pada skala industri, yang belum dimungkinkan.
Proyek Rusia
Bagaimanapun, secara teknis, tugas mengubah bulan menjadi sumber mineral dapat diselesaikan di tahun-tahun mendatang, para ilmuwan Rusia yakin. Dengan demikian, beberapa perusahaan domestik terkemuka mengumumkan kesiapan dan rencana khusus mereka untuk pengembangan satelit Bumi.
Automata harus menjadi yang pertama "menjajah" Bulan, menurut Asosiasi Ilmiah dan Produksi Lavochkin, LSM nasional terkemuka di bidang eksplorasi ruang angkasa dengan bantuan kendaraan otomatis. Di sana, bersama dengan China, sebuah proyek sedang dikembangkan yang dirancang untuk meletakkan dasar bagi pengembangan industri bulan.
Menurut para spesialis perusahaan, pertama-tama, perlu untuk menyelidiki benda langit menggunakan cara otomatis dan membuat situs pengujian bulan, yang di masa depan akan menjadi elemen dari pangkalan besar yang dihuni. Ini harus mencakup kompleks seluler penjelajah bulan ringan dan berat, telekomunikasi, kompleks astrofisika dan pendaratan, antena besar, dan beberapa elemen lainnya. Selain itu, direncanakan untuk membentuk konstelasi pesawat ruang angkasa di orbit dekat bulan untuk komunikasi dan penginderaan jauh permukaan.
Proyek ini direncanakan akan dilaksanakan dalam tiga tahap. Pertama, dengan bantuan kendaraan ringan, pilih wilayah optimal di Bulan untuk memecahkan masalah ilmiah dan terapan yang paling menarik, kemudian menyebarkan konstelasi orbit. Pada tahap akhir, penjelajah bulan yang berat akan pergi ke satelit Bumi, yang akan menentukan titik paling menarik untuk pendaratan dan pengambilan sampel tanah.
Yang dikandung, menurut pendapat pengembang proyek, tidak akan memerlukan investasi yang sangat besar, karena kendaraan peluncuran konversi ringan dari jenis Rokot atau Zenit dapat digunakan untuk meluncurkan kendaraan (kecuali untuk penjelajah bulan yang berat).
Kepala perusahaan antariksa berawak Rusia, SP Korolev Rocket and Space Corporation (RSC) Energia, siap untuk mengambil alih kendali eksplorasi bulan. Menurut spesialisnya, ISS akan memainkan peran penting dalam pembuatan pangkalan bulan, yang pada akhirnya akan berubah menjadi pelabuhan antariksa internasional. Bahkan jika setelah tahun 2020 negara-negara mitra dalam program ISS memutuskan untuk tidak memperpanjang operasinya lagi, direncanakan untuk membangun platform berdasarkan segmen Rusia untuk merakit struktur pangkalan bulan masa depan di orbit.
Untuk mengirimkan orang dan kargo ke orbit, sistem transportasi yang menjanjikan sedang dikembangkan, yang akan terdiri dari pesawat ruang angkasa dasar dan beberapa modifikasinya. Versi dasarnya adalah kapal pengangkut berawak generasi baru. Ini dirancang untuk melayani stasiun orbital - untuk mengirim kru dan kargo ke mereka dengan kembalinya berikutnya ke Bumi, serta untuk digunakan sebagai kapal penyelamat.
Sistem berawak baru secara fundamental berbeda dari pesawat ruang angkasa Soyuz yang ada, terutama dalam hal teknologi baru. Kapal yang menjanjikan akan dibangun sesuai dengan prinsip desain Lego (yaitu, sesuai dengan prinsip modular). Jika perlu untuk terbang ke orbit dekat bumi, pesawat ruang angkasa akan digunakan untuk menyediakan akses cepat ke stasiun. Jika tugas menjadi lebih rumit dan penerbangan di luar ruang dekat bumi diperlukan, kompleks tersebut dapat dilengkapi dengan kompartemen utilitas dengan kemampuan untuk kembali ke Bumi.
Energia mengharapkan modifikasi pesawat ruang angkasa akan memungkinkan untuk melakukan ekspedisi ke Bulan, memelihara dan memperbaiki satelit, melakukan penerbangan otonom yang panjang hingga sebulan untuk melakukan berbagai penelitian dan eksperimen, serta pengiriman dan pengembalian pesawat. peningkatan jumlah kargo dalam versi kargo tak berawak yang dapat dikembalikan. Sistem ini mengurangi beban kerja kru, apalagi karena sistem pendaratan parasut-jet, akurasi pendaratan hanya dua kilometer.
Menurut rencana yang ditetapkan dalam Program Luar Angkasa Federal hingga 2020, peluncuran pertama pesawat ruang angkasa berawak baru akan berlangsung pada 2018 dari kosmodrom Vostochny, yang sedang dibangun di Wilayah Amur.
Jika Rusia di tingkat negara bagian tetap memutuskan untuk mengembangkan mineral di Bulan, Energia akan dapat menyediakan transportasi tunggal yang dapat digunakan kembali dan kompleks ruang kargo yang melayani pengembangan industri benda angkasa. Dengan demikian, kapal baru (yang belum menerima nama resminya), yang akan menggantikan Soyuz, bersama dengan kapal tunda interorbital Parom yang dikembangkan oleh RKK, akan menyediakan transportasi hingga 10 ton kargo, yang secara signifikan akan mengurangi biaya transportasi. Akibatnya, Rusia juga akan dapat menyediakan layanan komersial untuk mengirim berbagai kargo ke luar angkasa, termasuk yang berukuran besar.
Parom adalah pesawat luar angkasa yang akan diluncurkan oleh kendaraan peluncur ke orbit rendah bumi (ketinggian sekitar 200 km). Kemudian, kendaraan peluncuran lain akan mengirimkan kontainer dengan kargo ke titik tertentu di atasnya. Kapal tunda berlabuh dengannya dan memindahkannya ke tujuannya, misalnya, ke stasiun orbit. Dimungkinkan untuk meluncurkan wadah ke orbit dengan hampir semua operator domestik atau asing.
Namun, dengan pendanaan yang ada saat ini untuk industri luar angkasa, pembuatan pangkalan bulan dan pengembangan industri satelit Bumi adalah proyek masa depan yang agak jauh. Rencana penerbangan turis ke bulan dengan bantuan pesawat ruang angkasa Soyuz yang dimodifikasi tampak jauh lebih realistis, menurut Roskosmos. Bersama dengan perusahaan Amerika Space Adventures, departemen Rusia sedang mengembangkan rute wisata baru di luar angkasa, dan berencana untuk mengirim penduduk bumi dalam tur keliling bulan dalam lima tahun.
Perusahaan domestik terkenal lainnya, Pusat Penelitian dan Produksi Antariksa Negara Khrunichev (GKNPT), juga siap berkontribusi untuk pengembangan benda angkasa. Menurut spesialis GKNPT, program bulan harus didahului oleh tahap pertama, dekat-Bumi, yang akan diimplementasikan menggunakan pengalaman ISS. Atas dasar stasiun, setelah 2020, direncanakan untuk membuat perakitan berawak orbital dan kompleks operasional untuk ekspedisi masa depan ke planet lain, serta, mungkin, kompleks wisata.
Program bulan, menurut para ilmuwan, seharusnya tidak mengulangi apa yang telah dilakukan pada abad terakhir. Direncanakan untuk membuat stasiun permanen di orbit satelit Bumi, dan kemudian pangkalan di permukaannya. Penyebaran stasiun bulan, yang terdiri dari dua modul, tidak hanya akan memberikan ekspedisi ke sana, tetapi juga pengembalian kargo ke Bumi. Ini juga akan membutuhkan pesawat ruang angkasa berawak dengan awak setidaknya empat orang, mampu berada dalam penerbangan otonom hingga 14 hari, serta modul stasiun orbit bulan dan kendaraan pendaratan dan lepas landas. Langkah selanjutnya harus menjadi pangkalan permanen di permukaan bulan dengan semua infrastruktur yang akan memastikan tempat tinggal empat orang pada tahap pertama, dan kemudian menambah jumlah modul dasar dan melengkapinya dengan pembangkit listrik, modul gerbang dan lainnya. fasilitas yang diperlukan.
Program klub luar angkasa
Rusia
Dalam kerangka konsep pengembangan eksplorasi ruang angkasa berawak Rusia hingga 2040, sebuah program untuk eksplorasi Bulan (2025–2030) dan penerbangan ke Mars (2035–2040) dipertimbangkan. Tugas saat ini untuk mengembangkan satelit Bumi adalah pembuatan pangkalan bulan, dan program skala besar seperti itu harus dilakukan dalam kerangka kerja sama internasional, Roscosmos yakin.
Sebagai bagian dari tahap pertama program eksplorasi bulan pada 2013-2014, direncanakan untuk meluncurkan satelit bulan Luna-Glob dan Luna-Resource, kata kepala NPO Lavochkin Viktor Khartov. Tugas misi Luna-Glob adalah untuk terbang mengelilingi bulan, mempersiapkan dan memilih situs untuk penjelajah bulan, untuk kompleks teknik dan ilmiah lainnya, yang akan menjadi dasar untuk pangkalan masa depan, serta mempelajari inti bulan dengan bantuan khusus. perangkat pengeboran - penetrator (dalam hal ini, kerja sama dimungkinkan dengan Jepang, karena spesialis Jepang telah berhasil mengembangkan penetrator untuk waktu yang lama).
Tahap kedua menyediakan pengiriman laboratorium ilmiah - penjelajah bulan ke bulan untuk berbagai eksperimen ilmiah dan teknologi. Pada tahap ini, India, Cina, dan negara-negara Eropa diundang untuk bekerja sama. Direncanakan India, dalam kerangka misi Chandrayan-2, akan menyediakan roket dan modul penerbangan, serta peluncuran dari kosmodrom mereka. Rusia akan menyiapkan modul pendaratan, penjelajah bulan seberat 400 kilogram, dan peralatan ilmiah.
Menurut Viktor Khartov, di masa depan (setelah 2015) proyek Rusia Luna-Resource / 2 direncanakan, yang menyediakan pembuatan platform pendaratan terpadu, penjelajah bulan dengan jarak jauh, roket lepas landas dari Bulan, sarana untuk memuat dan menyimpan sampel tanah bulan yang dikirim ke Bumi, serta implementasi pendaratan presisi tinggi di mercusuar yang terletak di Bulan. Pada saat yang sama, direncanakan untuk melakukan pengiriman sampel tanah bulan yang dikumpulkan menggunakan penjelajah bulan di area minat ilmiah yang telah dipilih sebelumnya.
Proyek Luna-Resource / 2 akan menjadi tahap ketiga dari program bulan Rusia. Sebagai bagian dari itu, direncanakan untuk melakukan dua ekspedisi: yang pertama akan mengirimkan penjelajah bulan penelitian berat ke permukaan bulan untuk melakukan penelitian kontak dan mengambil sampel tanah bulan, dan yang kedua - roket lepas landas untuk mengembalikan sampel tanah. ke bumi.
Penciptaan pangkalan otomatis akan memungkinkan pemecahan sejumlah masalah untuk kepentingan program bulan berawak, yang menyatakan bahwa setelah 2026 orang akan terbang ke bulan. Dari 2027 hingga 2032, direncanakan untuk membuat pusat penelitian khusus "Lunar Proving Ground" di Bulan, yang sudah dirancang untuk pekerjaan kosmonot.
Amerika Serikat
Pada Januari 2004, Presiden AS George W. Bush mengumumkan tujuan NASA untuk "kembali" ke bulan pada tahun 2020. Amerika berencana untuk membuang angkutan usang untuk membebaskan dana pada tahun 2010. Pada 2015, NASA seharusnya menyebarkan program Constellation baru yang mirip dengan program Apollo yang dimodernisasi dan diperluas. Komponen utama dari proyek ini adalah kendaraan peluncuran Ares-1, yang merupakan pengembangan dari pendorong pendorong padat pesawat ulang-alik, pesawat ruang angkasa berawak Orion dengan awak hingga lima hingga enam orang, modul Altair, yang dirancang untuk mendarat di permukaan bulan dan lepas landas darinya, panggung untuk melarikan diri dari Bumi (EOF), serta kapal induk berat "Ares-5", yang dirancang untuk meluncurkan EOF ke orbit dekat bumi bersama dengan "Altair". Tujuan dari program Constellation adalah untuk terbang ke Bulan (tidak lebih awal dari 2012), dan kemudian mendarat di permukaannya (tidak lebih awal dari 2020).
Namun, pemerintahan baru AS, yang dipimpin oleh Barack Obama, tahun ini mengumumkan berakhirnya program Constellation, mengingat terlalu mahal. Setelah membatasi program bulan, pemerintahan Obama secara paralel memutuskan untuk memperpanjang pendanaan untuk pengoperasian segmen ISS AS hingga 2020. Pada saat yang sama, pihak berwenang AS memutuskan untuk mendorong upaya perusahaan swasta untuk membangun dan mengoperasikan pesawat ruang angkasa berawak.
Cina
Program Studi Bulan Cina secara konvensional dibagi menjadi tiga bagian. Selama pertama tahun 2007, pesawat ruang angkasa Chang'e-1 berhasil diluncurkan. Dia bekerja di orbit bulan selama 16 bulan. Hasilnya adalah peta 3D resolusi tinggi dari permukaannya. Pada tahun 2010, peralatan penelitian kedua dikirim ke bulan untuk memotret area, di mana salah satunya Chang'e-3 harus mendarat.
Tahap kedua dari program penelitian untuk satelit alami Bumi melibatkan pengiriman kendaraan self-propelled ke permukaannya. Sebagai bagian dari fase ketiga (2017), instalasi lain akan pergi ke bulan, tugas utamanya adalah pengiriman sampel batuan bulan ke Bumi. China berniat mengirim astronotnya ke satelit Bumi setelah 2020. Di masa depan, direncanakan untuk membuat stasiun layak huni di sana.
India
India juga memiliki program lunar nasional. Pada November 2008, negara ini meluncurkan bulan buatan "Chandrayan-1". Penyelidikan otomatis dikirim darinya ke permukaan satelit alami Bumi, yang mempelajari komposisi atmosfer dan mengambil sampel tanah.
Bekerja sama dengan Roscosmos, India sedang mengembangkan proyek Chandrayan-2, yang membayangkan pengiriman pesawat ruang angkasa ke Bulan menggunakan kendaraan peluncuran GSLV India, yang terdiri dari dua modul bulan - orbital dan modul pendaratan.
Peluncuran pesawat ruang angkasa berawak pertama dijadwalkan pada 2016. Di atas kapal, menurut kepala Organisasi Penelitian Luar Angkasa India (ISRO) Kumaraswamy Radhakrishnan, dua astronot akan pergi ke luar angkasa, yang akan menghabiskan tujuh hari di orbit rendah bumi. Dengan demikian, India akan menjadi negara keempat (setelah Rusia, Amerika Serikat, dan China) yang melakukan penerbangan luar angkasa berawak.
Jepang
Jepang sedang mengembangkan program bulannya. Jadi, pada tahun 1990, penyelidikan pertama dikirim ke bulan, dan pada tahun 2007 satelit buatan Kaguya diluncurkan di sana dengan 15 instrumen ilmiah dan dua satelit - Okinawa dan Ouna di dalamnya (bekerja di orbit bulan selama lebih dari setahun). Pada 2012-2013, direncanakan untuk meluncurkan peralatan otomatis berikutnya, pada 2020 - penerbangan berawak ke Bulan, dan pada 2025-2030 - pembuatan pangkalan bulan berawak. Namun, tahun lalu, Jepang memutuskan untuk meninggalkan program lunar berawak karena defisit anggaran.
