Các chương trình thăm dò Mặt trăng, vốn đồng thời bị loại bỏ ở Liên Xô và Hoa Kỳ vào giữa những năm 1970, một lần nữa trở nên phổ biến và có nhu cầu. Cuộc đua lên mặt trăng, dường như đã có từ lâu, đang có động lực trở lại. Ngày nay, các nhà khoa học từ nhiều quốc gia trên thế giới tin chắc rằng nhân loại đang ở giai đoạn phát triển đó, có thể đảm bảo việc biến Mặt trăng thành tiền đồn không gian của nền văn minh. Đối với điều này, các quốc gia hàng đầu trên thế giới có mọi thứ họ cần: nhiều sân bay vũ trụ, tàu thám hiểm mặt trăng, mô-đun quay trở lại Trái đất và các phương tiện phóng hạng nặng.
Hai câu hỏi chính của chương trình Mặt trăng trong quá trình tái sinh hiện đại của nó là những câu hỏi sau: tại sao người trái đất cần Mặt trăng, và những công nghệ nào sẽ giúp nhân loại sinh sống trên đó? Các nhà khoa học từ nhiều quốc gia trên thế giới ngày nay đang đi tìm câu trả lời cho những câu hỏi này. Ngày nay, Nga, Mỹ, các nước thuộc Liên minh Châu Âu, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản đang bày tỏ sự quan tâm đến vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái đất. Người ta nhớ lại Mặt Trăng vào năm 2004, khi Tổng thống Hoa Kỳ George W. Bush tuyên bố nối lại chương trình Mặt Trăng. Sau đó, vào năm 2007 và 2013, Trung Quốc đã gửi mô-đun quỹ đạo và hạ cánh lên Mặt trăng. Và vào năm 2014, kế hoạch khám phá mặt trăng đã được lên tiếng bởi Dmitry Rogozin, người giữ chức vụ Phó Thủ tướng Chính phủ Nga.
Vào giữa những năm 70 của thế kỷ trước, người ta tin rằng bay lên mặt trăng rất tốn kém, hơn nữa, người ta cũng không hoàn toàn rõ nó dùng để làm gì. Ngày nay, Mặt trăng một lần nữa trở nên có liên quan và các nhà khoa học trên khắp thế giới dường như đang tìm ra câu trả lời, cho rằng việc nối lại các chương trình Mặt trăng là cần thiết. Mặc dù thực tế là động lực chính trị cho việc khám phá mặt trăng hiện đã không còn, nhưng các động lực mới đã xuất hiện. Ví dụ, việc hiện thực hóa các chương trình mặt trăng sau hơn nửa thế kỷ bị lãng quên có thể gắn liền với trình độ công nghệ cao của nền văn minh ngày nay, vốn cần những mục tiêu thực sự đầy tham vọng để phát triển hơn nữa. Ngoài ra, quá trình này có thể gắn liền với sự phát triển và triển vọng của các phi hành gia tư nhân. Ngày nay trong kho vũ khí của ngành vũ trụ thế giới có mọi thứ cần thiết để "chinh phục" mặt trăng, nó chỉ còn lại để xác định chính xác mục tiêu và mục tiêu của các chương trình mặt trăng.
Ngành công nghiệp vũ trụ Nga có nhiều kinh nghiệm về các vụ phóng lên Mặt Trăng, vốn đã được tích lũy bởi các kỹ sư và nhà khoa học Liên Xô trước đây. Các tàu vũ trụ của Liên Xô là những người đầu tiên hạ cánh nhẹ nhàng trên Mặt trăng, chụp ảnh mặt trái của vệ tinh tự nhiên của Trái đất và lấy mẫu đất regolith. Máy bay thám hiểm đầu tiên trên thế giới hoạt động thành công trên bề mặt của một thiên thể, được biết đến rộng rãi với tên gọi "Lunokhod-1", cũng là một công lao của ngành du hành vũ trụ Liên Xô. Tàu thám hiểm mặt trăng hoạt động trên bề mặt vệ tinh từ ngày 17 tháng 11 năm 1970 đến ngày 14 tháng 9 năm 1971.
Lunokhod-1
Ngày nay, các chuyến bay có người lái lên mặt trăng một lần nữa được đưa vào nền tảng của chính sách nhà nước, RIA Novosti đưa tin. Trong khuôn khổ chương trình không gian liên bang giai đoạn 2016-2025, dự án Luna-Globe đã được phát triển, bao gồm việc phóng một loạt các trạm tự động lên một vệ tinh tự nhiên của Trái đất. Tổ chức phi chính phủ Lavochkin hiện đang thực hiện dự án này. Tổng thống Liên bang Nga Vladimir Putin, khi đến thăm gian hàng Cosmos mới tại VDNKh vào ngày 12 tháng 4 năm 2018, lưu ý rằng chương trình mặt trăng của đất nước sẽ được thực hiện.
Kế hoạch trước mắt của chương trình mặt trăng của Nga
Ở giai đoạn đầu tiên của việc thực hiện chương trình Mặt Trăng, Nga dự kiến sẽ phóng 5 trạm tự động lên Mặt Trăng vào năm 2019-2025. Tất cả các vụ phóng được lên kế hoạch thực hiện từ sân bay vũ trụ Vostochny mới. Việc nghiên cứu mặt trăng bằng các trạm tự động ngụ ý việc lựa chọn một địa điểm để mở rộng sự hiện diện của con người trên một vệ tinh tự nhiên của Trái đất. Thông tin nhận được về các nguồn lực cần thiết sẽ giúp xác định vị trí của cơ sở Mặt Trăng.
Ở giai đoạn đầu của việc thực hiện chương trình Mặt Trăng của Nga, các nhiệm vụ khoa học sau đây được đặt ra: nghiên cứu cấu tạo của vật chất và các quá trình vật chất đang diễn ra ở các cực của mặt trăng; nghiên cứu các đặc tính của ngoại quyển và các quá trình tương tác của plasma không gian với bề mặt ở các cực Mặt Trăng; điều tra cấu trúc bên trong vệ tinh tự nhiên của Trái đất bằng phương pháp đo địa chấn toàn cầu; nghiên cứu các tia vũ trụ năng lượng cực cao.
Hiện tại, kế hoạch nghiên cứu Mặt trăng bằng các trạm tự động trước mắt của Nga như sau:
2019 - sự ra mắt của tàu vũ trụ Luna-25. Nhiệm vụ là nghiên cứu bề mặt Mặt Trăng ở khu vực Nam Cực.
2022 - phóng tàu vũ trụ Luna-26. Nhiệm vụ - nghiên cứu từ xa về mặt trăng, cung cấp thông tin liên lạc cho các nhiệm vụ mặt trăng tiếp theo.
2023 - Phóng 3 và 4 vệ tinh Luna-27 (tàu thăm dò hạ cánh chính và dự phòng). Sứ mệnh - phát triển các công nghệ để tạo ra một căn cứ vĩnh viễn trên bề mặt Mặt Trăng, nghiên cứu về vương quyền và ngoại quyển của Mặt Trăng.
Năm 2025 - sự ra mắt của tàu vũ trụ Luna-28. Nhiệm vụ - đưa các mẫu đất mặt trăng đã được điều nhiệt lên bề mặt Trái đất, sẽ được khai thác bởi các trạm tự động trước đó, các tinh thể băng có thể có trong các mẫu.
Làm thế nào Mặt trăng có thể được sử dụng
Nhiều nhà khoa học tin rằng việc mở rộng không gian sẽ là một giai đoạn hợp lý trong quá trình phát triển hơn nữa của nhân loại. Không sớm thì muộn, nền văn minh của chúng ta sẽ đạt đến giai đoạn trở nên chật chội trên hành tinh của chúng ta và sẽ cần một căn cứ trung chuyển trên Mặt Trăng, từ đó có thể thuận tiện bắt đầu đến sao Hỏa hoặc các hành tinh khác của Hệ Mặt Trời..
Các chuyên gia liên kết hy vọng đặc biệt với khả năng khai thác các khoáng chất khác nhau trên mặt trăng, làm nổi bật heli-3 từ tất cả. Chất này đã được gọi là năng lượng của tương lai và là kho báu chính của mặt trăng. Trong tương lai, nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho năng lượng nhiệt hạt nhân. Theo giả thuyết, trong quá trình nhiệt hạch với phản ứng của một tấn chất heli-3 và 0,67 tấn đơteri, năng lượng tương đương với sự đốt cháy của 15 triệu tấn dầu sẽ được giải phóng (nhưng hiện tại tính khả thi về mặt kỹ thuật của phản ứng như vậy chưa đã được nghiên cứu). Điều này không tính đến thực tế là heli-3 trên bề mặt Mặt Trăng sẽ phải được chiết xuất bằng cách nào đó. Và điều này sẽ không dễ dàng, vì theo các nghiên cứu, hàm lượng helium-3 trong regolith mặt trăng là khoảng một gam trên 100 tấn đất mặt trăng. Do đó, để khai thác một tấn đồng vị này, cần phải xử lý ít nhất 100 triệu tấn đất mặt trăng tại chỗ. Tuy nhiên, nếu tất cả các vấn đề trong quá trình sản xuất và sử dụng nó có thể được giải quyết, helium-3 sẽ có thể cung cấp năng lượng cho toàn nhân loại trong nhiều thiên niên kỷ sắp tới. Trữ lượng nước, cũng được chứa trong đất mặt trăng, cũng được các nhà khoa học quan tâm.
Tiềm năng khoa học của Mặt trăng hiện vẫn chưa cạn kiệt. Các chuyên gia vẫn chưa biết chính xác vệ tinh của Trái đất được hình thành như thế nào và câu trả lời cho câu hỏi này, rõ ràng, không nằm trên hành tinh của chúng ta. Ngoài ra, Mặt Trăng dường như là một nền tảng tuyệt vời để thực hiện các quan sát vật lý thiên văn, vì không có khí quyển trên vệ tinh tự nhiên của hành tinh chúng ta. Về mặt kỹ thuật, kính thiên văn có thể được lắp đặt trên bề mặt của nó ngay bây giờ. Ngoài ra, sẽ thuận tiện hơn khi theo dõi các tiểu hành tinh từ Mặt trăng, điều có thể gây nguy hiểm nghiêm trọng cho Trái đất. Và trong một tương lai rất xa, nhân loại sẽ có thể nghĩ đến việc chuyển tất cả các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng lên Mặt Trăng, điều này sẽ giúp giảm thiểu đáng kể khối lượng khí thải công nghiệp trên hành tinh của chúng ta.
Xe phóng siêu nặng
Hiện tại, câu hỏi về sự cần thiết của các phương tiện phóng siêu nặng cho các chuyến bay lên Mặt trăng vẫn còn gây tranh cãi. Có người cho rằng không thể thực hiện được nếu không có tên lửa có khả năng mang tới 80-120 tấn trọng tải, trong khi những người khác lại cho rằng cách tiếp cận chế tạo tên lửa như vậy là phi lý, biện minh cho điều này bằng cách vận hành và bảo dưỡng tốn kém khi cần thiết. cơ sở hạ tầng. Trong mọi trường hợp, các nhà du hành vũ trụ thế giới có thể tạo ra những tên lửa như vậy. Có đủ kinh nghiệm trong quá trình phát triển chúng: đó là các tên lửa trên tàu sân bay của Liên Xô "N-1", "Energia", "Vulcan" và "Saturn-5", "Ares V" của Mỹ.
Tên lửa "Energia" với tàu vũ trụ "Buran"
Hiện tại, Hoa Kỳ đang thực hiện hai dự án về tên lửa như vậy - Hệ thống phóng vào không gian, việc phóng đã bị trì hoãn và thử nghiệm thành công bằng tên lửa tư nhân Falcon Heavy. Tại CHND Trung Hoa, họ đang nghiên cứu chế tạo tên lửa siêu nặng "Great March 9" của riêng mình, được thiết kế cùng lúc với trọng tải 130 tấn. Ở Nga, tên lửa thuộc họ Angara đã được thử nghiệm và công việc đang được tiến hành trên tên lửa siêu nặng Energia-5. Hiện không thiếu các sân bay vũ trụ sử dụng các phương tiện phóng siêu nặng trên Trái đất: Baikonur, Vostochny, Kuru ở Guiana thuộc Pháp và Vandenberg ở Florida, 4 sân bay vũ trụ ở Trung Quốc.
Theo kế hoạch, lần phóng đầu tiên của phương tiện phóng siêu nặng mới của Nga Energia-5 sẽ diễn ra không sớm hơn năm 2028 và tổ hợp phóng nó tại vũ trụ Vostochny sẽ sẵn sàng vào năm 2027. Điều này đã được báo cáo trước đây bởi cơ quan TASS có tham khảo các nguồn của chính họ trong ngành tên lửa và vũ trụ. Bệ phóng cho tên lửa mới của Nga sẽ được xây dựng theo các nguyên tắc được thực hiện cho phương tiện phóng Energia của Liên Xô tại Baikonur (địa điểm số 250). Có thông tin cho rằng đây sẽ là một tổ hợp phóng đa năng, từ đó có thể phóng các phương tiện phóng hạng trung Soyuz-5 và hai, ba hoặc năm tên lửa như vậy (để đạt được các trọng tải khác nhau). Chính nguyên lý kết hợp 5 tên lửa đã tạo nên cơ sở cho tên lửa siêu nặng Energia-5 mới của Nga.
Hiện tại, các nhà phát triển Nga đang nghiên cứu chế tạo hai dự án tên lửa được đề xuất triển khai - "Energia-5V-PTK" và "Energia-5VR-PTK" với khối lượng phóng lần lượt là 2368 và 2346 tấn. Cả hai phiên bản của phương tiện phóng sẽ có thể phóng tối đa 100 tấn hàng hóa lên quỹ đạo trái đất thấp và tải trọng lên tới 20,5 tấn vào quỹ đạo vòng tròn - khối lượng của phiên bản "mặt trăng" của tàu vũ trụ Liên bang đang được phát triển.
Quang cảnh được cho là của tổ hợp phóng với tên lửa Hệ thống Phóng Không gian
Theo tính toán của Roskosmos, việc phát triển một phương tiện phóng siêu nặng và tạo ra cơ sở hạ tầng cần thiết cho việc phóng nó tại vũ trụ Vostochny sẽ tiêu tốn khoảng 1,5 nghìn tỷ rúp. Ngoài ra, Roskosmos trước đây đã tuyên bố rằng không cần phải vội vàng tạo ra những tên lửa như vậy cho đến năm 2030, vì đơn giản là không có trọng tải nào cho chúng. Đồng thời, RSC Energia trước đó đã thông báo rằng việc chế tạo một tên lửa siêu nặng mới của Nga sẽ rẻ hơn 1,5 lần so với việc tái tạo phương tiện phóng Energia của Liên Xô, việc chế tạo nó cùng với tàu vũ trụ Buran là tham vọng nhất. chương trình trong lịch sử tên lửa vũ trụ của Nga.
Trạm quỹ đạo và căn cứ mặt trăng
Các dự án xây dựng các trạm có thể sinh sống được trên quỹ đạo của nó được coi là giai đoạn trung gian trong quá trình khám phá Mặt trăng. Nga, Hoa Kỳ và Trung Quốc đã thông báo về việc thực hiện các kế hoạch như vậy trong giai đoạn từ năm 2025 đến năm 2030. Không có lý do gì để nghi ngờ rằng dự án này sẽ được thực hiện. Cộng đồng quốc tế hiện có nhiều kinh nghiệm trong việc vận hành thành công ISS. Trước đó, Hoa Kỳ và Nga đã đồng ý làm việc cùng nhau trên một trạm quốc tế có người lái gần Mặt Trăng, Deep Space Gateway. EU, Canada và Nhật Bản cũng đang làm việc trong dự án. Có thể tham gia vào chương trình và các nước BRICS. Trong khuôn khổ dự án này, Nga có thể tạo ra từ một đến ba mô-đun cho một nhà ga mới: một cống và các mô-đun dân cư.
Giai đoạn tiếp theo sau khi hình thành một trạm có người ở quanh mặt trăng có thể là việc tạo ra các căn cứ có người ở trên mặt trăng. Trên vệ tinh tự nhiên của Trái đất không có từ trường và khí quyển, trong khi bề mặt của Mặt trăng liên tục bị bắn phá bởi các vi vật liệu, và nhiệt độ giảm xuống trong một ngày lên tới 400 độ C. Tất cả những điều này khiến Mặt trăng không phải là nơi thân thiện với con người nhất. Nó chỉ có thể hoạt động trên bề mặt của nó trong bộ trang phục không gian và tàu lặn mặt trăng kín, hoặc trong khi bên trong một mô-đun có thể sinh sống cố định được trang bị hệ thống hỗ trợ sự sống hoàn chỉnh. Sẽ là thuận tiện nhất để triển khai một mô-đun như vậy trong vùng lân cận Nam Cực của vệ tinh của chúng tôi. Ở đây luôn sáng và ít dao động nhiệt độ hơn. Theo kế hoạch, ở giai đoạn đầu tiên, robot sẽ tham gia vào quá trình lắp ráp mô-đun khu dân cư. Sau khi các chuyến bay có người lái lên Mặt trăng được phát triển đầy đủ, việc xây dựng mô-đun Mặt trăng có thể sinh sống được sẽ mở rộng.
Khái niệm cơ sở mặt trăng
Những cư dân đầu tiên của vệ tinh của chúng ta trước tiên sẽ triển khai các phương tiện liên lạc trên bề mặt của nó với trạm quỹ đạo và Trái đất, sau đó họ sẽ bắt đầu khởi động các nhà máy điện dựa trên pin nhiên liệu hoặc tế bào quang linh hoạt. Sẽ là cần thiết để giải quyết các vấn đề bảo vệ đáy Mặt Trăng khỏi các tia sáng mặt trời và bức xạ vũ trụ. Để làm được điều này, người ta đã lên kế hoạch phủ lên nó một lớp regolith dài hàng mét, chẳng hạn bằng cách tiến hành các vụ nổ theo hướng trực tiếp, vì việc đưa xe tải và máy xúc lên bề mặt Mặt Trăng là rất ít. Công việc xây dựng trên Mặt trăng sẽ phải dựa trên những công nghệ hoàn toàn khác: in các yếu tố cấu trúc trên máy in 3D; sử dụng mô-đun bơm hơi; tạo ra vật liệu composite từ đất mặt trăng bằng cách sử dụng tổng hợp nhiệt độ cao và thiêu kết bằng laser.
Mô-đun mặt trăng dân cư sẽ có một hệ thống cung cấp nước uống và oxy phát triển tốt, và một nhà kính trồng rau sẽ được tạo ra. Cơ sở mặt trăng tự duy trì sẽ có tầm quan trọng then chốt. Chỉ bằng cách này, người ta mới có thể giảm số lượng tên lửa với nhiều loại hàng hóa khác nhau được gửi lên Mặt trăng. Hiện tại, không có trở ngại cơ bản nào đối với sự xâm chiếm của con người trên Mặt trăng, nhưng căn cứ đầu tiên có người ở trên Mặt trăng cuối cùng sẽ như thế nào sẽ phụ thuộc vào mục đích thiết kế của nó.
