Els programes d’exploració de la Lluna, que van ser eliminats simultàniament a la Unió Soviètica i als Estats Units a mitjan anys setanta, tornen a ser populars i demandats. La cursa lunar, que semblava que feia temps, torna a agafar força. Avui científics de molts països del món estan convençuts que la humanitat es troba en aquesta etapa del seu desenvolupament, que és capaç d'assegurar la transformació de la Lluna en un lloc avançat espacial de la civilització. Per a això, els països líders del món tenen tot el que necessiten: nombrosos ports espacials, rovers lunars, mòduls retornats a la Terra i vehicles de llançament de classe pesada.
Les dues preguntes principals del programa lunar en la seva reencarnació moderna són les següents: per què els terrestres necessiten la Lluna i quines tecnologies ajudaran a la humanitat a colonitzar-la? Científics de molts països del món busquen avui la resposta a aquestes preguntes. Avui Rússia, els EUA, els països de la Unió Europea, la Xina, l’Índia i el Japó mostren interès per l’únic satèl·lit natural de la Terra. La Lluna es va tornar a recordar el 2004, quan el president nord-americà George W. Bush va anunciar la represa del programa lunar. Més tard, el 2007 i el 2013, la Xina va enviar els mòduls orbitals i d’aterratge a la Lluna. I el 2014, Dmitry Rogozin, que ocupa el càrrec de viceprimer ministre del govern rus, va expressar els plans per a l’exploració de la Lluna.
A mitjan anys 70 del segle passat, es creia que volar a la Lluna era molt car, a més, no estava del tot clar per a què servia. Avui, la Lluna torna a ser rellevant i els científics de tot el món semblen trobar respostes, per a les quals és necessària la represa dels programes lunars. Tot i que la motivació política per a l'exploració de la Lluna és ara absent, han sorgit nous incentius. Per exemple, l’actualització dels programes lunars després de més de mig segle d’oblit es pot associar a l’alt nivell tecnològic de la civilització actual, que necessita objectius realment ambiciosos per a un desenvolupament posterior. A més, aquest procés es pot associar amb el desenvolupament i les perspectives de l'astronàutica privada. Avui en dia a l'arsenal de la indústria espacial mundial hi ha tot el necessari per "conquerir" la lluna, només queda determinar amb precisió els objectius i objectius dels programes lunars.
La indústria espacial russa té una àmplia experiència en llançaments lunars, que prèviament acumulaven enginyers i científics soviètics. Les naus soviètiques van ser les primeres a aterrar suaument a la Lluna, van fotografiar el revers del satèl·lit natural de la Terra i van prendre mostres del sòl del regolita. El primer rover del món que va funcionar amb èxit a la superfície d’un cos celeste, àmpliament conegut com a "Lunokhod-1", també és un mèrit de la cosmonautica soviètica. El rover lunar va funcionar a la superfície del satèl·lit des del 17 de novembre de 1970 fins al 14 de setembre de 1971.
Lunokhod-1
Avui, els vols tripulats a la Lluna es tornen a incloure en els fonaments de la política estatal, segons informa RIA Novosti. En el marc del programa espacial federal per al 2016-2025, es va desenvolupar el projecte Luna-Globe, que implica el llançament d’una sèrie d’estacions automàtiques a un satèl·lit natural de la Terra. Actualment, l’ONG Lavochkin està implementant aquest projecte. El president de la Federació de Rússia, Vladimir Putin, que va visitar el nou pavelló Cosmos a VDNKh el 12 d'abril de 2018, va assenyalar que s'implementaria el programa lunar del país.
Plans immediats del programa lunar rus
En la primera etapa de la implementació del programa lunar rus, està previst llançar cinc estacions automàtiques a la Lluna el 2019-2025. Està previst que tots els llançaments es realitzin des del nou cosmodrom Vostochny. L'estudi de la lluna per estacions automàtiques implica la selecció d'un lloc per expandir la presència humana en un satèl·lit natural de la Terra. La informació rebuda sobre els recursos necessaris hauria d’ajudar a determinar la ubicació de la base lunar.
A la primera etapa de la implementació del programa lunar rus, es van establir les següents tasques científiques: estudi de la composició de la matèria i dels processos físics en curs als pols de la lluna; estudi de les propietats de l'exosfera i dels processos d'interacció del plasma espacial amb la superfície als pols lunars; investigació de l'estructura interna d'un satèl·lit natural de la Terra mitjançant els mètodes de sismometria global; investigació de rajos còsmics d’energia ultra alta.
Actualment, els plans immediats de Rússia per estudiar la Lluna mitjançant estacions automàtiques són els següents:
2019: llançament de la sonda espacial Luna-25. La missió és estudiar la superfície lunar a la regió del Pol Sud.
2022: llançament de la sonda espacial Luna-26. Missió: estudi remot de la lluna, que proporciona comunicació per a les missions lunars posteriors.
2023 - Llançament de 3 i 4 satèl·lits Luna-27 (sondes d’aterratge principals i de seguretat). Missió: desenvolupament de tecnologies per crear una base permanent a la superfície lunar, estudi del regolit i exosfera de la Lluna.
2025: llançament de la sonda espacial Luna-28. Missió: lliurament de mostres de sòl lunar termostatitzat a la superfície de la Terra, que seran extretes per estacions automàtiques anteriors; els cristalls de gel poden estar a les mostres.
Com es pot utilitzar la Lluna
Molts científics creuen que l'expansió de l'espai serà una etapa lògica en el desenvolupament posterior de la humanitat. Tard o d’hora, la nostra civilització arribarà a una etapa en què s’estreny al nostre planeta i caldrà una base de transbordament a la Lluna, des d’on serà possible començar convenientment cap a Mart o altres planetes del Sistema Solar..
Els experts associen esperances especials amb la possibilitat de minar diversos minerals a la lluna, destacant l'heli-3 de tots. Aquesta substància ja s’anomena energia del futur i el principal tresor de la lluna. En el futur, es podrà utilitzar com a combustible per a l’energia termonuclear. Hipotèticament, durant la fusió termonuclear amb la reacció d’una tona de la substància heli-3 i 0,67 tones de deuteri, s’hauria d’alliberar energia equivalent a la combustió de 15 milions de tones de petroli (però actualment la viabilitat tècnica d’aquesta reacció no s’ha estudiat). Això no té en compte el fet que l’heli-3 de la superfície lunar s’hagi d’extreure d’alguna manera. I això no serà fàcil, ja que segons els estudis, el contingut d’heli-3 del regolit lunar és d’aproximadament un gram per cada 100 tones de sòl lunar. Per tant, per extreure una tona d’aquest isòtop, caldrà processar almenys 100 milions de tones de sòl lunar in situ. No obstant això, si es poden resoldre tots els problemes amb la seva producció i ús, l'heli-3 serà capaç de proporcionar energia a tota la humanitat durant mil·lennis. Les reserves d’aigua, que també es troben al sòl lunar, també són d’interès per als científics.
Actualment, el potencial científic de la Lluna encara no s’ha esgotat. Els experts encara no saben com es va formar exactament el satèl·lit de la Terra i, òbviament, la resposta a aquesta pregunta no és al nostre planeta. A més, la Lluna sembla ser una plataforma excel·lent per dur a terme observacions astrofísiques, ja que no hi ha atmosfera al satèl·lit natural del nostre planeta. Tècnicament, els telescopis es poden instal·lar a la seva superfície ara mateix. A més, serà més convenient controlar els asteroides de la Lluna, que poden suposar un greu perill per a la Terra. I en un futur molt llunyà, la humanitat podrà pensar en transferir totes les indústries que consumeixen molta energia a la Lluna, cosa que ajudarà a reduir significativament el volum d’emissions industrials al nostre planeta.
Vehicles de llançament súper pesats
Actualment, la qüestió de la necessitat de vehicles de llançament súper pesats per als vols a la Lluna continua sent controvertida. Algú creu que és impossible prescindir de míssils capaços de transportar fins a 80-120 tones de càrrega útil, mentre que d’altres, al contrari, consideren que l’enfocament de crear aquests míssils és irracional, justificant-ho mitjançant un costós funcionament i manteniment de infraestructures. En qualsevol cas, la cosmonautica mundial pot proporcionar la creació d'aquests coets. Hi ha prou experiència en el seu desenvolupament: es tracta dels coets portadors soviètics "N-1", "Energia", "Vulcà" i el nord-americà "Saturn-5", "Ares V".
Coet "Energia" amb la sonda "Buran"
Actualment, els Estats Units treballen en dos projectes d’aquest tipus de coets: el sistema de llançament espacial, el llançament del qual va ser retardat i provat amb èxit pel coet privat Falcon Heavy. A la Xina, estan treballant en la creació del seu propi coet súper pesat "Great 9 March", dissenyat alhora per a 130 tones de càrrega útil. A Rússia, s’han provat míssils de la família Angara i s’està treballant en el coet súper pesat Energia-5. Actualment, no falten els ports espacials per a l’ús de vehicles de llançament superpesants a la Terra: Baikonur, Vostochny, Kuru a la Guaiana Francesa i Vandenberg a Florida, 4 ports espacials a la Xina.
Està previst que el primer llançament del nou vehicle de llançament súper pesat rus Energia-5 tingui lloc abans del 2028 i el complex de llançament del cosmodrom Vostochny estarà llest el 2027. Això va ser informat anteriorment per l'agència TASS en referència a les seves pròpies fonts de la indústria espacial i de coets. La plataforma de llançament del nou coet rus es construirà d’acord amb els principis implementats per al vehicle de llançament soviètic Energia a Baikonur (lloc núm. 250). S'informa que serà un complex de llançament universal, a partir del qual també es poden llançar vehicles de llançament de classe mitjana Soyuz-5 i formacions de dos, tres o cinc míssils (per aconseguir càrregues útils diferents). És el principi de combinar cinc míssils el que forma la base del nou coet rus pesant Energia-5.
Actualment, els desenvolupadors russos estan treballant en la creació de dos projectes de míssils proposats per a la seva implementació: "Energia-5V-PTK" i "Energia-5VR-PTK" amb una massa de llançament de 2368 i 2346 tones. Les dues versions del vehicle de llançament podran llançar fins a 100 tones de càrrega en òrbita terrestre baixa i fins a 20,5 tones de càrrega útil en una òrbita circumlunar, la massa de la versió "lunar" de la nau espacial de la Federació que s'està desenvolupant.
La suposada visió del complex de llançament amb el coet Space Launch System
Segons els càlculs de Roskosmos, el desenvolupament d’un vehicle de llançament súper pesat i la creació de la infraestructura necessària per al seu llançament al cosmodrom Vostochny costarà aproximadament 1,5 bilions de rubles. A més, Roskosmos va afirmar anteriorment que no cal afanyar-se a crear aquests míssils fins al 2030, ja que simplement no hi ha càrregues útils. Al mateix temps, RSC Energia va anunciar anteriorment que la creació d’un nou coet rus pesant seria 1,5 vegades més barata que la reproducció del vehicle de llançament soviètic Energia, la creació del qual, juntament amb la sonda espacial Buran, era la més ambiciosa. programa de la història del coet espacial rus.
Estació orbitant i bases lunars
Els projectes per a la construcció d’estacions habitables a la seva òrbita es consideren com a etapes intermèdies en l’exploració de la Lluna. Rússia, els Estats Units i la Xina ja han anunciat la implementació d’aquests plans en el període que va del 2025 al 2030. No hi ha cap raó per dubtar que aquest projecte s’implementarà. Actualment, la comunitat internacional té una gran experiència en el bon funcionament de la ISS. Abans, els Estats Units i Rússia van acordar treballar junts en una estació internacional tripulada gairebé lunar Deep Space Gateway. La UE, el Canadà i el Japó també estan treballant en el projecte. És possible la participació al programa i als països BRICS. En el marc d’aquest projecte, Rússia pot crear d’un a tres mòduls per a una nova estació: una comporta i mòduls residencials.
La següent etapa després de la creació d’una estació habitada circumlunar podria ser la creació de bases habitades lunars. Al satèl·lit natural de la Terra no hi ha camp magnètic ni atmosfera, mentre que la superfície de la Lluna és bombardejada contínuament per micrometeorits i les baixades de temperatura en un dia arriben als 400 graus centígrads. Tot això fa que la Lluna no sigui el lloc més humà. És possible treballar sobre la seva superfície només amb vestits espacials i rovers lunars segellats, o bé dins d'un mòdul habitable fix equipat amb un sistema de suport vital complet. El més convenient serà desplegar aquest mòdul a les rodalies del pol sud del nostre satèl·lit. Aquí sempre hi ha llum i hi ha menys fluctuacions de temperatura. Està previst que en la primera etapa, els robots participin en el muntatge del mòdul residencial. Després que els vols tripulats a la Lluna estiguin prou desenvolupats, s’ampliarà la construcció d’un mòdul lunar habitable.
Concepte de base lunar
Els primers habitants del nostre satèl·lit primer desplegaran a la seva superfície mitjans de comunicació amb l’estació orbital i la Terra, i després començaran a llançar centrals basades en piles de combustible o fotocèl·lules flexibles. Caldrà esbrinar els problemes de protecció de la base lunar de les llums solars i la radiació còsmica. Per fer-ho, es preveu cobrir-lo amb una capa de regolit de un metre de longitud, per exemple, mitjançant la realització d’explosions dirigides, ja que té poc sentit entregar camions i excavadores a la superfície lunar. Els treballs de construcció de la Lluna hauran de basar-se en tecnologies completament diferents: per imprimir elements estructurals en una impressora 3D; utilitzar mòduls inflables; crear materials compostos a partir del sòl lunar mitjançant síntesi a alta temperatura i sinterització làser.
El mòdul lunar residencial tindrà un sistema de subministrament d’aigua potable i oxigen ben desenvolupat i es crearà un hivernacle vegetal. La base lunar autosostenible serà d’importància clau. Només d’aquesta manera serà possible reduir el nombre de coets amb diverses càrregues enviades a la Lluna. En l'actualitat, no hi ha obstacles fonamentals per a la colonització humana de la Lluna, però l'aspecte de la primera base lunar habitada dependrà dels propòsits per als quals serà dissenyada.
