Что это было? Сколько стоила лунная миссия NASA

Старт сверхтяжёлой ракеты-носителя Space Launch System (SLS) с пилотируемым кораблем Orion на борту 1 апреля прошел для российского сегмента Интернета почти незамеченным.

Блокировки, День дурака, тревожное ожидание анонсированной некоторыми источниками «смерти Telegram» — все наложилось одно на другое, и в первые часы миссию Artemis II никто всерьез не воспринял. Ну, обогнут американцы Луну, и что с того? И кстати, если они и правда высаживались на нее аж в 1969 году, почему сейчас летят только посмотреть?

В соответствии с планом, 10 апреля примерно в 20:07 по восточному времени (около 3:07 по московскому времени 11 апреля) капсула с четырьмя членами экипажа приводнилась в Тихом океане у побережья Сан-Диего. За десять дней Artemis II намотала более 1,1 миллиона километров, побывала в глубоком космосе и сфотографировала солнечное затмение, как его видно оттуда. Массовая аудитория запомнит миссию в основном по мемам.

Ответ на этот вопрос звучит как начало анекдота: негр, женщина, канадец и американец. Экипаж подобрался харизматичный.

Командир — Рид Уайзман, капитан ВМС США, лётчик-испытатель, инженер. В 2014 году провёл 165 дней на МКС. В 2020 году его жена Кэрол скончалась от рака, и теперь он в одиночку воспитывает троих детей.

Пилот — Виктор Гловер, тоже капитан ВМС США и лётчик-испытатель. В 2020–2021 годах провёл 168 дней на МКС. Первый чернокожий астронавт, совершивший полет к Луне.

Специалист миссии Кристина Кох — инженер и рекордсменка: в 2019–2020 годах она провела 328 дней на МКС. Это самый длительный женский полёт в истории. Первая женщина, которая слетала к Луне.

Специалист миссии Джереми Хансен — полковник Королевских ВВС Канады, первый не только канадец, но и в принципе не американец, облетевший Луну. Хансен, в отличие от коллег, в космосе впервые.

Средний возраст экипажа — 49 лет. Риду Уайзману и Джереми Хансену по 50 лет, Виктору Гловеру — 49, а самой юной в коллективе, Кристине Кох, — 47 лет.

Почему отправили именно их, а не тех, кто помоложе и покрепче? В NASA руководствовались данными исследований, которые показали, что возраст около 50 лет — это «золотая середина» между физическим здоровьем и когнитивным пиком. У «возрастных» астронавтов лучше развиты навыки лидерства, они эмоционально более устойчивы, быстрее и эффективнее принимают решения в критических ситуациях.

К тому же 50-летние астронавты сегодня физически находятся в такой же форме, что и 35-летние полвека назад. И требования к образованию кандидатов в космические миссии сегодня выше, без докторской степени отбор не пройдешь. Требуется стаж в науке или инженерии, значит, прорваться в астронавты получится в лучшем случае к 34–35 годам. А к реальным полетам допустят только через 10–15 лет тренировок.

Когда в 2019 году в американском космическом агентстве выбирали название для новой лунной программы, решили продолжить традицию программы Apollo («Аполлон»). Согласно древнегреческой мифологии, Артемида — сестра-близнец Аполлона и по удачному стечению обстоятельств — богиня Луны. К тому же таким нехитрым способом в NASA подчеркнули идею разнообразия, уже тогда было понятно, что в экипаже будут не только мужчины, но и женщина.

Orion состоит из европейского служебного модуля (разработан ESA и Airbus) и жилого модуля. Обитаемый объём — 9,3 м³ (на 60 % больше, чем у Apollo), что примерно равно двум мини-фургонам. Высота модуля — 3,35 м, диаметр — 5 м.

Ракета-носитель SLS (главный разработчик — Boeing) — сверхтяжёлая, высотой почти 100 метров, стартовой массой более 2600 тонн. Использует жидкий водород и кислород и способна выводить на низкую орбиту до 95 тонн груза.

Астронавты провели все десять дней внутри служебного модуля: спали в мешках, прикреплённых к стенам, тренировались по 30 минут в день на специальном маховике-тренажёре (чтобы не деградировали мышцы и кости) и питались по меню из 189 блюд — три приёма пищи плюс два специальных напитка в день, включая кофе.

Кстати, позже выяснилось, что космическая еда — это не только тюбики и пакетики. Кто-то протащил на борт стеклянную банку с шоколадной пастой и прямо во время трансляции видео на Землю эта банка эпохально пролетела перед камерой. «Самая дорогая рекламная интеграция в истории», — решили в соцсетях. Но если это и была реклама, то никто так и не признался в этом.

История с «космическим туалетом» стала одной из самых обсуждаемых бытовых драм миссии. Система стоила, на минуточку, около 30 миллионов долларов. И начала чудить практически сразу.

Через несколько часов после запуска датчики показали первую неисправность: в системе сбора мочи заклинило вентилятор. Без него в невесомости отходы не засасываются в приемник, а разлетаются по кабине. Потом внешняя трубка, через которую жидкие отходы выбрасываются в открытый космос, засорилась — поперек нее встала ледяная пробка из замерзшей мочи. Чтобы ее растопить, пришлось разворачивать корабль к Солнцу.

Тем временем бак переполнился, и астронавтам пришлось справлять нужду в специальные пакеты. А на полпути к Луне туалет начал вонять. Экипаж даже сообщил о легком «запахе гари» от туалета, но NASA заверило, что беспокоиться не о чем, это лишь результат перегрева электроники при попытках реанимации системы.

Так себе отговорка, особенно учитывая, в условиях невесомости любая бытовая проблема, над которой на Земле только смеются, может стоить жизни. В космосе, знаете ли, даже пукать лишний раз нельзя: кишечные газы содержат легковоспламеняющиеся вещества, метан и водород. В условиях микрогравитации они не рассеиваются, а сбиваются в компактное облачко. Если такое облачко проплывет рядом с приборами, которые могут дать искру, теоретически возможен микровзрыв или возгорание.

С поломками туалета в итоге разобралась Кристина Кох, инженер-физик с колоссальным опытом. Она вызвалась провести ремонт под руководством ЦУПа. Кох разобрала часть корпуса, прочистила засор и перезагрузила контроллер. После этого она заявила: «Горжусь, что могу называть себя космическим сантехником», а исправный туалет в крошечной обитаемой капсуле с четырьмя людьми внутри — это, «вероятно, самая важная деталь оборудования на борту».

Да, летели «только посмотреть». Artemis II — чисто испытательная миссия. Экипаж проверял все критически важные системы Orion: жизнеобеспечение, связь на огромных расстояниях, навигацию, тепловую защиту и траекторию свободного возврата.

Это особый тип траектории полёта космического корабля, при котором аппарат после разгона к Луне возвращается к Земле за счёт гравитационного воздействия Луны, не включая двигатели.

То есть даже при отказе двигателей гравитация Луны сама «выталкивает» корабль обратно к Земле. Этот эффект известен еще со времен миссии «Apollo-13». Тогда после аварии траектория свободного возврата позволила спасти экипаж: корабль обогнул Луну и направился к Земле без использования основного двигателя.

Астронавты Artemis II буквально ставили опыты на себе: собирали данные о влиянии глубокого космоса на организм, радиации за пределами магнитного поля Земли, изоляции и невесомости.

Эти результаты напрямую повлияют на будущие лунные базы и полёты на Марс, потому что конечная цель программы — обустроиться на Луне и стартовать дальше уже с нее.

NASA не говорит, сколько придется потратить на лунную программу. Но, по некоторым подсчетам, Artemis уже обошлась минимум в 93 миллиарда долларов. Ожидается, что к моменту высадки людей на поверхность Луны (примерно в 2028 году) расходы вырастут до 105 млрд долларов.

Независимые аудиторы оценивают стоимость одного запуска системы SLS/Orion примерно в 4,1 миллиарда долларов. Самая дорогая часть — 2,2 млрд — одноразовая сверхтяжелая ракета-носитель. Корабль Orion — 1 млрд долларов. Сервисный модуль со всеми его туалетами и приборами стоит «всего» 300 миллионов.

Исходя из этих цифр, эксперты подсчитали, что прокатить вокруг Луны 500-граммовую банку шоколадной пасты, которая попала в трансляцию и стала вирусной в соцсетях, стоило около 75 926 долларов исходя из ее веса и стоимости вывода на орбиту полезной нагрузки.

Миссия доказала, что корабль Orion пригоден к использованию в глубоком космосе. Системы регенерации воздуха и терморегуляция справились, несмотря на экстремальные перепады температур и радиацию. А «космический туалет» доработают перед миссией с высадкой.

Навигационная система, использующая сигналы GPS на таком огромном расстоянии, показала работоспособность даже на расстоянии в 400 тысяч километров от Земли.

Пилот Виктор Гловер провел эксперимент по ручному сближению с отделяемой ступенью ракеты. Это значит, что в случае отказа автоматики при будущей стыковке с лунной станцией Gateway или посадочным модулем Starship пилот сможет перейти на ручное управление и спасти миссию.

Во время миссии Orion дважды прошел через пояса Ван Аллена. Это две гигантские области вокруг Земли, в которых магнитное поле планеты удерживает высокоэнергетические частицы (протоны и электроны), летящие от Солнца и из далекого космоса. Кроме того, астронавты провели 8 дней за пределами защиты магнитного поля Земли, где на них воздействовало галактическое космическое излучение.

По предварительным данным, за все 10 дней миссии каждый астронавт получил дозу радиации примерно в 10–15 миллизивертов (мЗв). Это примерно 150 рентгеновских снимков грудной клетки или 2-3 компьютерные томографии (КТ) всего тела за один раз. Значительно меньше, чем, например, годовой лимит радиации для работников атомных станций, но для 10 дней все равно многовато. А полет на Марс и обратно займет около 2–3 лет.

За это время астронавты получат дозу в 600–1000 мЗв. Это уже может вызвать серьезные повреждения нервной системы и иммунитета. Данные «Artemis-II» помогут выяснить, достаточно ли алюминиевого корпуса «Ориона» для защиты или будущие марсианские корабли нужно обшивать слоями полиэтилена или водяными баками для поглощения радиации.

Первая высадка миссии «Artemis-IV» на поверхность Луны запланирована на 2028 год.