NASA хоче підготувати майбутню базу біля південного полюса Місяця ще до прильоту перших екіпажів. Людей мають зустріти вже стійкі системи зв’язку та енергопостачання, вантажні висадкові апарати, наукове обладнання та техніка для пересування поверхнею. Тому найближчими роками на Місяці в основному працюватимуть роботи: до 2029 року NASA планує провести понад 20 автоматичних посадок.
Кожен політ вирішує свою частину спільного завдання. Одні апарати доставлять наукові прилади, інші випробують точну автоматичну посадку, зв’язок та нові технології, треті привезуть обладнання для майбутньої інфраструктури. Інженери зможуть випробувати техніку в справжніх місячних умовах і врахувати результати при підготовці наступних місій замість того, щоб вперше випробовувати критично важливі системи вже за участю астронавтів.
Значну частину перевезень NASA доручає приватним компаніям через Commercial Lunar Payload Services, CLPS. Агентство замовляє доставлення вантажів, а підрядники пропонують власні космічні апарати. У програмі беруть участь Blue Origin, Firefly Aerospace, Intuitive Machines та Voyager Technologies, які готують місячні місії до 2028 року. NASA розраховує поступово перейти від окремих експедицій до регулярних вантажних рейсів, здатних постачати роботизовані апарати, а пізніше і людей.
Blue Origin зараз має важкий посадковий модуль Blue Moon MK1. Його перша місія називається Endurance. Апарат розрахований на перевезення великих вантажів, яких невеликі автоматичні станції доставити не зможуть.
Blue Moon MK1 вже пройшов серію тестів, включаючи випробування у термовакуумній камері. У ній відтворюють вакуум та екстремальні температури, з якими космічна техніка стикається за межами Землі. Конструкція апарату зібрана, рухові компоненти та авіоніка встановлені. Інженери переходять до перевірки кабельних з’єднань, якими до бортових систем під’єднують корисне навантаження.
Зв’язок Blue Moon MK1 випробували через американську супутникову систему Tracking and Data Relay Satellite System та мережу далекого космічного зв’язку Deep Space Network. Перед інтеграцією з ракетою чекає ще одна перевірка із завантаженням кріогенних компонентів палива.
Endurance має продемонструвати високоточну посадку та автономну роботу без постійного керування із Землі. Під час польоту прилади також зберуть відомості про навколишні умови на Місяці. Результати допоможуть готувати наступні вантажні рейси та обладнання для тривалої роботи на поверхні.
Firefly Aerospace обрала для Blue Ghost Mission 2 набагато складнішу мету: зворотний бік Місяця. Компанія вже посадила перший Blue Ghost у 2025 році, а тепер використовує накопичений досвід для більшої місії.
Новий Blue Ghost полетить разом з орбітальним апаратом Elytra. Посадковий модуль розмістять зверху, і загальна висота конструкції досягне 22 фути, приблизно 6,7 метра. Апарат, що вийшов буде майже втричі вище Blue Ghost Mission 1.
Elytra дозволяє розподілити вантажі між орбітою та поверхнею. Частину корисного навантаження апарат зможе залишити біля Місяця, після чого Blue Ghost продовжить шлях до місця посадки з рештою обладнання. Для майбутніх експедицій така схема дає можливість одним запуском обслуговувати одразу орбітальну та наземну інфраструктуру.
При успішному завершенні Blue Ghost Mission 2 американський апарат вперше сяде на звороті Місяця. Район особливо цікавий радіоастрономам, оскільки сам Місяць затуляє його від значної частини радіоперешкод, що приходять із Землі. Чутливі прилади можуть шукати там слабкі сигнали раннього Всесвіту.
Вчених цікавлять космічні темні віки, період після утворення перших атомів, але до появи перших зірок. Blue Ghost Mission 2 також дозволить вивчати геологію зворотного боку. Для наукових спостережень та технологічних експериментів NASA відправить на апараті три корисні навантаження.
Firefly не розробляє другу версію модуля повністю заново. Частину підсистем компанія переносить із першої місії, де обладнання вже пройшло реальну посадку. Інженери одержують перевірені вузли та можуть зосередитися на нових елементах більшого апарату.
Intuitive Machines тим часом збирає IM-3, третю місію посадкової платформи Nova-C. Апарат отримав назву Trinity. Разом із ним полетить Altus-1, перший місячний супутник-ретранслятор компанії.
Верхню палубу Trinity вже встановили у проєктне положення. Зараз інженери ретельно вивчають внутрішню проводку, після чого корпус можна буде закрити зовнішніми панелями. Датчики посадкового модуля окремо випробовували в термовакуумній установці, щоб з’ясувати, чи збережуть вимірювання необхідну точність при різких перепадах температур під час спуску.
Далі чекає встановлення двигуна та вогневі випробування. Під час місії Altus-1 вирушить на місячну орбіту разом із трьома корисними навантаженнями. Trinity спустить на поверхню п’ять корисних навантажень NASA, шість комерційних та одне цивільне.
Місцем посадки обрали Reiner Gamma, одну з найнезвичайніших ділянок місячної поверхні. На знімках з орбіти там видно світлі звивисті смуги, що утворюють характерний місячний вихор. Район також відрізняється локальним магнітним полем, хоча Місяць не має глобального магнітного поля земного типу.
Походження місячних вихорів поки не отримало повного пояснення. Досі вчені переважно вивчали їх з орбіти. IM-3 вперше дозволить провести вимірювання безпосередньо на поверхні такого утворення: прилади досліджують магнітну обстановку Reiner Gamma та дадуть дані для порівняння з орбітальними спостереженнями.
Ще важче доставлення готує Voyager Technologies. Посадковий модуль Griffin-1 проходить випробування у Лабораторії реактивного руху NASA у Південній Каліфорнії. Запуск призначено на кінець 2026 року.
Griffin-1 проєктували для перевезення великого обладнання, а не кількох невеликих експериментів. У майбутньому польоті модуль повинен доставити найбільше комерційне корисне навантаження, що будь-коли вирушало на поверхню Місяця.
У вантаж увійде місяцехід Astrolab FLIP, або FLEX Lunar Innovation Platform. На ньому розмістять п’ять корисних навантажень NASA. Місяцехід перевірить технології пересування та обладнання, розраховане на тривалу експлуатацію.
Транспорт на поверхні знадобиться не менше самих посадкових апаратів. Вантажний модуль привозить обладнання в точку посадки, тоді як місяцехід здатний перевезти прилади в інший район і розширити територію експедиції. Для майбутньої бази така техніка дозволить розподіляти обладнання між посадковими майданчиками та робочими ділянками.
Нещодавно Griffin-1 пройшов вимірювання масово-інерційних характеристик. Інженери визначили масу апарату, положення центру важкості та розподіл маси всередині конструкції. Без точних значень система управління не зможе правильно розраховувати орієнтацію, траєкторію та роботу двигунів під час польоту та посадки.
Наступна серія випробувань відтворить умови, які Griffin-1 зустріне на шляху від старту до Місяця. Після завершення перевірок апарат повернуть на підприємство Voyager Lunar Systems у Піттсбурзі для остаточного збирання. Останнім етапом перед запуском буде підготовка до перевезення на мис Канаверал.
Паралельно NASA та Northrop Grumman готують три експерименти з енергетичним обладнанням та авіонікою. Частину апаратури спочатку розробляли для HALO, Habitation and Logistics Outpost, житлового та логістичного модуля білямісячної станції Gateway. Тепер компоненти адаптують до експлуатації безпосередньо на поверхні.
Одна з головних перевірок стосується місячної ночі. У більшості районів Місяця ніч триває приблизно 14 земних діб. Сонячні панелі в темряві не виробляють електрики, а обладнання сильно охолоджується. Біля полюсів зустрічаються ділянки, які залишаються в тіні по кілька днів, тому техніка має переносити довгу відсутність світла та низькі температури.
Експериментальні системи перевірять саме у таких режимах. Інженерам потрібно з’ясувати, чи зможуть електроніка та джерела живлення пережити тривале охолодження, а потім знову нормально працювати після повернення світла.
Ще один експеримент перевірить загальну систему електропостачання місячної поверхні. Замість окремого джерела енергії для кожного приладу, електрику можна буде передавати кільком споживачам через загальну інфраструктуру. Паралельно NASA перевірить авіоніку та обладнання розподілу живлення, які розраховані на тривалу експлуатацію.
До 2029 року NASA збирається протестувати на Місяці практично весь технічний ланцюжок, необхідний перед тривалими пілотованими експедиціями. Понад 20 роботизованих посадок мають дати практичний досвід перевезення важких вантажів, автоматичної посадки, ретрансляції зв’язку, пересування по поверхні, постачання кількох апаратів електрикою та роботи техніки під час місячної ночі. У міру завершення місій інженери отримають дані, необхідні для підготовки обладнання, яким пізніше користуватимуться екіпажі.
Більше цікавого:
- Навіщо летіти на Місяць знову і чому саме зараз
- Як люди підкорювали Місяць і з чого все починалося
- Експеримент AMADEE-20 або як вижити місяць на Марсі
Джерело: NASA