[200x]Антон Антонов:
Констатация факта: нам не светит появление сверхтяжелой ракеты, которая с легкостью могла бы доставить людей на поверхность Луны и вернуть их обратно. Это хороший повод обсудить альтернативные варианты организации таких полетов. Речь, разумеется, о разных «многопусковых» схемах, т. е. требующих нескольких запусков подряд.

В августе 2015 года глава Научно-технического совета Роскосмоса и ОРКК Юрий Коптев опубликовал статью, описывающую схему высадки на Луну при помощи четырех ракет-носителей 35-тонного класса. По такой схеме первая ракета выводит лунный взлетно-посадочный аппарат с кислородно-керосиновым буксиром ДМ, вторая – кислородно-водородный буксир КВТК, который стыкуется с первым орбитальным блоком и доставляет его на орбиту Луны. Третий и четвертый пуски аналогичны первым двум, только вместо лунного посадочного аппарата они доставляют на орбиту Луны пилотируемый корабль (ПТК НП). Этот корабль стыкуется с лунным модулем, космонавты переходят в него и приземляются на поверхность земного спутника. Завершив работу, они поднимаются в том же взлетно-посадочном модуле на орбиту, стыкуются с пилотируемым кораблем, переходят в него и возвращаются на Землю.

[показать]
[показать]
Именно такая схема полета может быть использована в 2030-х годах. Для нее до конца 2025 года планируется разработать все технические средства, за исключением взлетно-посадочного аппарата. Существует модификация этой схемы, в которой стыковка аппаратов происходит на орбите Земли, после чего перелетный комплекс отправляется к Луне. Она, однако, потребует осуществления четырех пусков ракеты подряд без перерыва, либо запуска пилотируемого корабля на второй ракете и долгого ожидания двух следующих, поскольку кислородно-водородные разгонные блоки имеют маленькую продолжительность жизни из-за выкипания криогенного топлива.

Еще одна широко известная идея – промежуточная стыковка космических аппаратов к окололунной орбитальной станции (ЛОС). Она позволила бы развести во времени запуски пилотируемых кораблей и взлетно-посадочных модулей. Кроме того, на ЛОС можно организовать дозаправку многоразового взлетно-посадочного аппарата, а это даст экономию на доставляемой с Земли массе. Минус схемы очевиден: для ее организации предварительно надо разработать, построить и доставить на орбиту Луны соответствующую инфраструктуру, а затем ее поддерживать.

В 1960-х годах, когда Советский Союз планировал экспедицию на Луну на 75-тонной версии ракеты Н-1 (позднее было принято решение ее утяжелить, однако в конце концов разработку закрыли), инженеры ОКБ-1 (теперь ОАО РКК «Энергия») рассматривали трехпусковую схему полета на Луну. На орбиту искусственного спутника Земли при этом выводятся по отдельности составные части лунного комплекса. Они стыкуются, комплекс совершает полет на Луну и возвращается на Землю. Отмечалось, что 20-30-тонные посадочные и взлетные элементы могли создать значительные трудности при их отработке в наземных условиях.


Был еще один вариант – совсем без стыковок в космосе. В этой схеме основную роль играл универсальный космический корабль. Он состоял из спускаемого аппарата и бытового отсека Л-3 (по габаритам эквиваленты СА и БО кораблей серии «Союз») и взлетно-посадочной двигательной установки c двигателями и посадочными опорами. Этот корабль самостоятельно добирался до Луны и спускался на ее поверхность, однако не имел достаточно топлива для взлета. Поэтому топливо предварительно доставлялось на Луну в район посадки двумя отдельными танкерами, каждый из которых предполагалось снабдить системой передвижения по поверхности Луны. Масса экспедиционного корабля на поверхности Луны составляла 7,8 т (при стартовой массе 75 т), массы танкеров – около 6 т, масса корабля после дозаправки – 16 т. На Луну таким способом можно отправить от двух до трех человек.

Мы не знаем наверняка, по каким причинам эта схема полета была отвергнута. Это могли быть принципиальные сложности – например, невозможность отработать дозаправку корабля без отправки на Луну космонавтов. Могли быть сложности, потерявшие актуальность в наше время (проблемы с материалами или опасения насчет возможности совершить посадку трех аппаратов в одну точку). Могли быть и конъюнктурные причины, связанные с желанием изменить проект ракеты-носителя, а не с какими-то недостатками прямой схемы полета.

Идея дозаправки на поверхности Луны интересна тем, что наличие современных материалов и комплектующих и предполагаемое появление эффективного кислородно-водородного буксира позволяют оптимизировать ее и вписать в возможности ракеты «Ангара-А5В». При этом доставляемая на Луну полезная (за вычетом посадочной ступени) масса составит 4 т (либо 3,7 т при использовании более предпочтительной для доставки людей посадочной платформы с резервированием двигателей). Как известно, масса спускаемого аппарата корабля «Союз-ТМА» составляет 2,95 т. Масса бытового отсека превышает 1,3 т, однако это связано с наличием в нем большого количества необязательного оборудования. Масса корпуса БО в три раза меньше его полной массы.

Конечно, герметичный объем корабля «Союз», который составляет всего 9,5 куб. м, не позволяет использовать его в качестве лунного жилища в течение длительного времени. Тем не менее, в условиях нехватки средств правильная стратегия – минимизация операционных расходов. Дешевле один раз доставить на Луну отдельный жилой модуль с возможностью пополнения запасов системы жизнеобеспечения, чем каждый раз запускать большой корабль, в котором космонавты смогут жить во время экспедиций на Луне. При этом для отдельной экспедиции на Луну потребуется всего три ракеты «Ангара-А5В», а общая масса выводимых космических аппаратов составит всего 105 т. Для сравнения, масса перелетного комплекса по проекту Роскосмоса – 140 т.

Дополнительный плюс прямой схемы с дозаправкой на Луне заключается в том, что мы сразу получим универсальную платформу для доставки на Луну различных грузов, включая корабли снабжения, модули станции, луноходы, электростанцию и т. д. Первый жилой модуль стал бы технологическим прототипом (а возможно, и первым помещением) будущей лунной станции.

Узнать больше
про то, чем дело кончится (источник же) http://kosmolenta.com/index.php/699-2015-08-29-direct-to-moon
про то, из-за чего так кончится http://kosmolenta.com/index.php/695-2015-08-26-carbonfiber-ptknp
про отечественные ракетоносители http://vpk-news.ru/articles/26713
про очередное сокращение бюджета Роскосмоса http://kosmolenta.com/index.php/717-2015-09-21-fkp-cut