V vesoljski industriji se je večni spor med fiziki in tekstopisci v 21. stoletju prelevil v razpravo o tem, kaj je za človeštvo pomembnejše - avtomatska astronavtika ali posadka?
Zagovorniki "avtomatizacije" se pritožujejo nad sorazmerno nizkimi stroški ustvarjanja in zagona naprav, ki so zelo koristne tako za temeljno znanost kot za reševanje uporabnih problemov na Zemlji. Njihovi nasprotniki, ki sanjajo o času, ko bodo "naše sledi ostale na prašnih poteh oddaljenih planetov", trdijo, da je raziskovanje vesolja nemogoče in neprimerno brez človeške dejavnosti.
Kam bomo leteli?
V Rusiji ima ta razprava zelo resno finančno ozadje. Nikomur ni skrivnost, da je proračun domače kozmonavtike veliko manjši v primerjavi ne le z ZDA in Evropo, ampak tudi s tako sorazmerno mladim članom vesoljskega kluba, kot je Kitajska. Smer, v katerih naj bi industrija pri nas delovala, je veliko: poleg sodelovanja v programu Mednarodne vesoljske postaje (ISS) je to globalni navigacijski satelitski sistem GLONASS in komunikacijski sateliti, daljinsko zaznavanje Zemlje, meteorološka, znanstvena vesoljska plovila, da ne govorim o vojaški in dvojni uporabi. Zato moramo deliti ta finančni "trishkin kaftan", da ne bi koga užalili (čeprav se na koncu vsi tako ali tako izkažejo za užaljenega, saj dodeljena sredstva za normalen razvoj industrije očitno niso dovolj).
Nedavno je vodja Zvezne vesoljske agencije (Roscosmos) Vladimir Popovkin dejal, da je delež astronavtike s posadko v proračunu njegovega oddelka zelo velik (48%) in bi ga bilo treba zmanjšati na 30%. Hkrati je pojasnil, da bo Rusija dosledno spoštovala svoje obveznosti v okviru programa ISS (po tem, ko bodo letos prenehali shuttle leti, bodo posadke na orbito zagotovila le ruska vesoljska plovila Soyuz). Na čem bomo torej prihranili? O znanstvenih raziskavah ali o obetavnem razvoju? Za odgovor na to vprašanje je treba razumeti razvojno strategijo domače astronavtike s posadko za naslednja desetletja.
Po besedah Nikolaja Panichkina, prvega namestnika generalnega direktorja TsNIIMash (ki je bil glasilo vodilnega znanstvenega in strokovnega inštituta Roscosmosa), je danes napačno šteti vesoljske dejavnosti 10-15 let: »Naloge temeljnih raziskav v globini vesolje, je raziskovanje Lune in Marsa tako veličastno, da je treba načrtovati vsaj 50 let. Kitajci poskušajo sto let gledati naprej."
Kam bomo torej leteli v bližnji prihodnosti - na orbito okoli Zemlje, na Luno ali na Mars?
Sedmi del sveta
Patriarh vesoljske industrije, najbližji sodelavec briljantnega oblikovalca Sergeja Koroleva, akademik Ruske akademije znanosti Boris Chertok je prepričan, da bi morala biti glavna naloga svetovne kozmonavtike povezovanje Lune z Zemljo. Na otvoritvi planetarnega kongresa udeležencev vesoljskih poletov, ki je potekal v Moskvi v začetku septembra, je dejal: "Tako kot imamo Evropo, Azijo, Južno in Severno Ameriko, Avstralijo, mora obstajati še en del sveta - Luna."
Danes številne države, predvsem ZDA in Kitajska, govorijo o svojih ambicijah za Zemljin satelit. Nikolaj Panichkin trdi: »Ko so se odločali o vprašanju, kaj je bilo prej - Luna ali Mars, so bila različna mnenja. Naš inštitut meni, da moramo kljub temu, da postavimo oddaljen cilj - Mars, iti skozi Luno. Na njem marsikaj še ni raziskano. Na Luni je mogoče ustvariti podlage za raziskovanje v globokem vesolju, razviti tehnologije za let na Mars. Zato moramo pri načrtovanju leta s posadko na ta planet do leta 2045 vzpostaviti postojanke na Luni do leta 2030. In v obdobju od 2030 do 2040 ustvarite podlago za obsežno raziskovanje Lune z bazami in raziskovalnimi laboratoriji."
Prvi namestnik generalnega direktorja TsNIIMash meni, da si pri izvajanju lunarnih projektov zasluži pozornost ideja o ustvarjanju skladišča za hrano in gorivo v orbiti okoli Zemlje. Na ISS se to verjetno ne bo izvedlo, saj naj bi postaja prenehala delovati okoli leta 2020. Obsežne lunine ekspedicije se bodo začele po letu 2020. Ruski strokovnjak poudarja še en pomemben vidik: »Ko inštitut predlaga to strategijo, jo povežemo s podobnimi strateškimi načrti Kitajske in Amerike. Seveda mora biti lunina dirka mirna. Kot je znano, jedrskega orožja ni mogoče preizkusiti in uporabiti v vesolju. Če se bodo v bližnji prihodnosti na Luni začeli naseljevati kozmonavti, astronavti in tajkonavti, bi morali tam zgraditi stanovanja, znanstvene laboratorije, podjetja za pridobivanje dragocenih mineralov in ne vojaških baz."
Razvoj naravnih virov Lune je prednostna naloga, so prepričani številni znanstveniki. Po mnenju akademika Ruske akademije znanosti Erika Galimova lahko lunine minerale rešijo človeštvo pred svetovno energetsko krizo. Tritij, dostavljen na Zemljo iz najbližjega nebesnega telesa, se lahko uporablja za termonuklearno fuzijo. Poleg tega je zelo vabljivo Luno spremeniti v postojanko za raziskovanje globokega vesolja, bazo za spremljanje nevarnosti asteroidov, spremljanje razvoja kritičnih situacij na našem planetu.
Najsvetlejša (in kontroverzna!) Ideja je še vedno uporaba helija-3, ki je na voljo na Luni, ki je na Zemlji ni. Njegova glavna prednost, pravi Galimov, je, da je "okolju prijazno gorivo". Tako problem odlaganja radioaktivnih odpadkov, ki je nadloga jedrske energije, izgine. Po izračunih znanstvenika bo letna potreba vsega človeštva po heliju-3 v prihodnosti 100 ton. Da bi jih dobili, je treba odpreti trimetrsko plast lunine zemlje s površino 75 x 60 kilometrov. Poleg tega bo paradoksalno, da bo celoten cikel - od proizvodnje do dostave na Zemljo - stal približno desetkrat ceneje kot uporaba ogljikovodikov (ob upoštevanju obstoječih cen nafte).
"Zahodni strokovnjaki predlagajo izgradnjo helijevih reaktorjev neposredno na Luni, kar bo še dodatno zmanjšalo stroške pridobivanja čiste energije," ugotavlja akademik. Zaloge helija -3 na Luni so ogromne - približno milijon ton: dovolj za vse človeštvo za več kot tisoč let.
Da pa bi lahko v 15–20 letih začeli pridobivati helij-3 na Luni, je treba zdaj začeti z geološkimi raziskavami, kartirati območja, obogatena in izpostavljena soncu, ter ustvariti pilotne inženirske instalacije, pravi Galimov. Za izvajanje tega programa ni zapletenih inženirskih nalog, vprašanje je le naložba. Koristi od njih so očitne. Ena tona helija-3 v ekvivalentu energije je enaka 20 milijonov ton nafte, to pomeni, da po trenutnih cenah stane več kot 20 milijard dolarjev. Stroški prevoza za dostavo ene tone na Zemljo bodo znašali le 20-40 milijonov dolarjev. Po izračunih strokovnjakov bo energetska industrija potrebovala 20 ton helija -3 na leto, za celotno Zemljo pa desetkrat več. Ena tona helija-3 je dovolj za letno obratovanje elektrarne z močjo 10 GW (10 milijonov kW). Za pridobivanje ene tone helija-3 na Luni bo treba odpreti in predelati območje globoko tri metre na površini 10-15 kvadratnih kilometrov. Po mnenju strokovnjakov so stroški projekta 25-35 milijard dolarjev.
Zamisel o uporabi helija-3 pa ima nasprotnike. Njihov glavni argument je, da je pred ustvarjanjem podlag za pridobivanje tega elementa na Luni in vlaganju znatnih sredstev v projekt treba vzpostaviti termonuklearno fuzijo na Zemlji v industrijskem obsegu, kar še ni bilo mogoče.
Ruski projekti
Kakor koli že, tehnično je mogoče nalogo, da bi Luno spremenili v vir mineralov, rešiti v prihodnjih letih, so prepričani ruski znanstveniki. Tako je več vodilnih domačih podjetij objavilo pripravljenost in posebne načrte za razvoj zemeljskega satelita.
Po mnenju znanstvenega in proizvodnega združenja Lavochkin, vodilne nacionalne nevladne organizacije na področju raziskovanja vesolja s pomočjo avtomatskih vozil, bi morali avtomati prvi "kolonizirati" Luno. Tam se skupaj s Kitajsko razvija projekt, ki naj bi postavil temelje za industrijski razvoj lune.
Po mnenju strokovnjakov podjetja je najprej treba raziskati nebesno telo z avtomatskimi sredstvi in ustvariti lunino poligon, ki bo v prihodnosti postal element velike naseljene baze. Vključevati mora mobilni kompleks lahkih in težkih lunarnih roverjev, telekomunikacije, astrofizične in pristajalne komplekse, velike antene in nekatere druge elemente. Poleg tega se načrtuje oblikovanje konstelacije vesoljskih plovil v skoraj lunarni orbiti za komunikacijo in daljinsko zaznavanje površine.
Projekt se načrtuje v treh fazah. Najprej s pomočjo lahkih vozil izberite optimalna območja na Luni za reševanje najzanimivejših znanstvenih in uporabnih problemov, nato pa razporedite orbitalno ozvezdje. V zadnji fazi bodo težki lunarni roverji odšli na Zemljin satelit, ki bo določil najbolj zanimive točke za pristanek in vzorčenje tal.
Zasnovani po mnenju razvijalcev projekta ne bodo zahtevali zelo velikih naložb, saj se lahko lansirne rakete tipa Rokot ali Zenit uporabijo za izstrelitev vozil (razen težkih lunarjev).
Vodilno rusko vesoljsko podjetje s posadko, raketno -vesoljsko korporacijo SP Korolev (RSC) Energia, je pripravljeno prevzeti štafeto raziskovanja lune. Po mnenju njegovih strokovnjakov bo ISS imel pomembno vlogo pri ustvarjanju lunine baze, ki naj bi se sčasoma spremenila v mednarodno vesoljsko letališče. Tudi če se države partnerice v programu ISS po letu 2020 odločijo, da svojega delovanja ne bodo več podaljšale, se načrtuje izgradnja platforme na podlagi ruskega segmenta za sestavljanje struktur bodoče lunine baze v orbiti.
Za dostavo ljudi in tovora v orbito se razvija obetaven transportni sistem, ki bo sestavljen iz osnovnega vesoljskega plovila in več njegovih sprememb. Osnovna različica je nova generacija transportne ladje s posadko. Zasnovan je za servisiranje orbitalnih postaj - za pošiljanje posadk in tovora nanje z poznejšo vrnitvijo na Zemljo, pa tudi za reševalno ladjo.
Novi sistem s posadko se bistveno razlikuje od obstoječega vesoljskega plovila Soyuz, predvsem v smislu novih tehnologij. Obetavna ladja bo zgrajena po principu oblikovanja Lego (torej po modularnem principu). Če je treba leteti v orbito okoli Zemlje, bo za hiter dostop do postaje uporabljeno vesoljsko plovilo. Če se naloge zapletejo in so potrebni leti izven zemeljskega prostora, se lahko kompleks naknadno opremi s pomožnim oddelkom z možnostjo vrnitve na Zemljo.
Energia pričakuje, da bodo spremembe vesoljskih plovil omogočile odprave na Luno, vzdrževanje in popravilo satelitov, izvajanje dolgih do enega meseca avtonomnih letov za izvajanje različnih raziskav in poskusov ter dostavo in vrnitev povečano količino tovora v različici za vračilo tovora brez posadke. Sistem zmanjšuje obremenitev posadke, poleg tega bo zaradi sistema padalcev s padalom natančnost pristanka le dva kilometra.
V skladu z načrti, določenimi v zveznem vesoljskem programu do leta 2020, bo prvo izstrelitev novega vesoljskega plovila s posadko leta 2018 izvedeno s kozmodroma Vostočni, ki se gradi v Amurski regiji.
Če se Rusija na državni ravni kljub temu odloči za razvoj mineralov na Luni, bo Energia lahko zagotovila en sam transportni in tovorni vesoljski kompleks za večkratno uporabo, ki bo služil industrijskemu razvoju nebesnega telesa. Tako bo nova ladja (ki še ni dobila uradnega imena), ki bo nadomestila Soyuz, skupaj z medrobitalnim vlačilcem Parom, ki ga je razvila RKK, zagotavljala prevoz do 10 ton tovora, kar bo znatno zmanjšalo transportne stroške. Posledično bo lahko tudi Rusija nudila komercialne storitve za pošiljanje različnih tovorov v vesolje, vključno z velikimi.
Parom je vesoljsko plovilo, ki ga bo izstrelitvena naprava izstrelila v nizko zemeljsko orbito (približno 200 km nadmorske višine). Nato bo druga izstrelitvena naprava na določeno točko na njej dostavila zabojnik s tovorom. Vlačilec pristane z njim in ga premakne na cilj, na primer na orbitalno postajo. V orbito je mogoče izstreliti zabojnik s skoraj vsakim domačim ali tujim prevoznikom.
S trenutno obstoječimi sredstvi za vesoljsko industrijo pa sta ustvarjanje lunine baze in industrijski razvoj zemeljskega satelita projekta precej oddaljene prihodnosti. Po Roskosmosu se zdijo načrti za polete turistov na Luno s pomočjo spremenjenega vesoljskega plovila Soyuz veliko bolj realni. Ruski oddelek skupaj z ameriškim podjetjem Space Adventures razvija novo turistično pot v vesolju, v petih letih pa načrtuje pošiljanje zemljanov na ogled mesta okoli Lune.
K razvoju nebesnega telesa je pripravljeno prispevati tudi drugo znano domače podjetje, Državno vesoljsko raziskovalno-proizvodno središče Khrunichev (GKNPT). Po mnenju strokovnjakov GKNPT naj bi pred luninim programom nastopila prva, skoraj zemeljska stopnja, ki bo izvedena z izkušnjami ISS. Na podlagi postaje se po letu 2020 načrtuje oblikovanje orbitalnega montažnega in operativnega kompleksa s posadko za prihodnje odprave na druge planete, pa tudi, morda, turistične komplekse.
Lunin program po mnenju znanstvenikov ne bi smel ponoviti tistega, kar je bilo že storjeno v zadnjem stoletju. Načrtuje se, da se v orbiti zemeljskega satelita ustvari stalna postaja, nato pa baza na njeni površini. Razmestitev lunine postaje, sestavljena iz dveh modulov, ne bo omogočila le odprave nanjo, temveč tudi vrnitev tovora na Zemljo. Potrebovali bodo tudi vesoljsko plovilo s posadko z najmanj štirimi ljudmi, ki lahko avtonomno leti do 14 dni, pa tudi modul lunine orbitalne postaje ter vozilo za pristanek in vzlet. Naslednji korak bi morala biti stalna baza na lunarni površini z vso infrastrukturo, ki bo zagotovila bivanje štirih oseb na prvi stopnji, nato pa povečati število osnovnih modulov in jo opremiti z elektrarno, prehodnim modulom in drugimi potrebne objekte.
Programi vesoljskih klubov
Rusija
V okviru koncepta razvoja ruskega raziskovanja vesolja s posadko do leta 2040 je predviden program raziskovanja Lune (2025–2030) in letov na Mars (2035–2040). Trenutna naloga razvoja satelita Zemlje je vzpostavitev lunine baze, tako obsežen program pa je treba izvesti v okviru mednarodnega sodelovanja, so prepričani v Roscosmosu.
V okviru prve stopnje programa raziskovanja lune v letih 2013–2014 se načrtuje izstrelitev luninih satelitov Luna-Glob in Luna-Resource, je povedal vodja NPO Lavochkin Viktor Khartov. Naloge misije Luna-Glob so letenje okoli lune, priprava in izbira mest za lunarni rover, za druge inženirske in znanstvene komplekse, ki bodo postali osnova za prihodnjo bazo, pa tudi proučevanje luninega jedra s pomočjo posebnih vrtalne naprave - penetratorji (pri tem je možno sodelovanje z Japonsko, saj japonski strokovnjaki že dolgo uspešno razvijajo penetratorje).
Druga stopnja predvideva dobavo znanstvenega laboratorija - lunarnega roverja na Luno za široko paleto znanstvenih in tehnoloških poskusov. Na tej stopnji so k sodelovanju povabljene Indija, Kitajska in evropske države. Predvideno je, da bodo Indijanci v okviru misije Chandrayan-2 zagotovili raketo in letalski modul ter izstrelitev s svojega kozmodroma. Rusija bo pripravila pristajalni modul, lunarni rover, ki tehta 400 kilogramov, in znanstveno opremo.
Po besedah Viktorja Hartova je v prihodnosti (po letu 2015) načrtovan ruski projekt Luna-Resource / 2, ki predvideva oblikovanje enotne pristajalne platforme, lunarnega roverja z dolgim dosegom, vzletno raketo z Lune, sredstva za nalaganje in shranjevanje vzorcev lunine zemlje, dostavljenih na Zemljo, pa tudi izvajanje visoko natančnega pristanka na svetilniku na Luni. Hkrati se načrtuje izvedba dostave vzorcev lunine zemlje, zbranih z lunarnim roverjem, na vnaprej izbrana področja v znanstvenem interesu.
Projekt Luna-Resource / 2 bo tretja stopnja ruskega lunarnega programa. V okviru tega se načrtuje izvedba dveh odprav: prva bo na lunarno površino pripeljala težkega raziskovalnega lunarnega roverja, da bo izvedla kontaktne raziskave in odvzela vzorce lunine zemlje, druga pa vzletno raketo za vrnitev vzorcev tal na Zemljo.
Ustvarjanje avtomatske baze bo omogočilo reševanje številnih težav v interesu lunarnega programa s posadko, ki predvideva, da bodo po letu 2026 ljudje odleteli na Luno. Od leta 2027 do 2032 se načrtuje ustanovitev posebnega raziskovalnega centra "Lunarni poligon" na Luni, ki je že zasnovan za delo kozmonavtov.
ZDA
Januarja 2004 je ameriški predsednik George W. Bush objavil cilj NASA, da se do leta 2020 "vrne" na Luno. Američani so nameravali do leta 2010 odstraniti zastarele avtobuse, da bi sprostili sredstva. Do leta 2015 naj bi NASA uvedla nov program Constellation, podoben posodobljenemu in razširjenemu programu Apollo. Glavni sestavni deli projekta so lansirna naprava Ares-1, ki je razvoj črpalke s trdnim pogonom, vesoljsko plovilo Orion s posadko do pet do šest ljudi, modul Altair. lunino površino in vzletom z nje, oder za pobeg z Zemlje (EOF), pa tudi težki nosilec "Ares-5", namenjen izstrelitvi EOF v orbito okoli Zemlje skupaj z "Altairom". Cilj programa Constellation je bil odleteti na Luno (ne prej kot leta 2012) in nato pristati na njeni površini (ne prej kot leta 2020).
Vendar pa je nova ameriška administracija, ki jo vodi Barack Obama, letos napovedala konec programa Constellation, ki se ji zdi predrag. Obamina administracija se je ob sklenitvi luninega programa vzporedno odločila, da sredstva za delovanje ameriškega segmenta ISS podaljša do leta 2020. Hkrati so se ameriške oblasti odločile spodbuditi prizadevanja zasebnih podjetij za gradnjo in upravljanje vesoljskih plovil s posadko.
Kitajska
Kitajski študij lune je običajno razdeljen na tri dele. Med prvimi leta 2007 je bilo uspešno izstreljeno vesoljsko plovilo Chang'e-1. V lunini orbiti je delal 16 mesecev. Rezultat je bil 3D zemljevid njene površine z visoko ločljivostjo. Leta 2010 je bil na Luno poslan drugi raziskovalni aparat za fotografiranje območij, v enem od katerih bo moral pristati Chang'e-3.
Druga stopnja raziskovalnega programa za naravni satelit Zemlje vključuje dostavo vozila na lastni pogon na njegovo površino. V okviru tretje faze (2017) bo na Luno odšla še ena instalacija, katere glavna naloga bo dostava vzorcev lunine kamnine na Zemljo. Kitajska namerava po letu 2020 svoje astronavte poslati na satelit Zemlja. V prihodnosti se tam načrtuje ustanovitev bivalne postaje.
Indija
Indija ima tudi nacionalni lunarni program. Novembra 2008 je ta država izstrelila umetno luno "Chandrayan-1". Iz nje je bila na površje naravnega satelita Zemlje poslana avtomatska sonda, ki je proučevala sestavo ozračja in jemala vzorce tal.
Indija v sodelovanju z Roscosmosom razvija projekt Chandrayan -2, ki predvideva pošiljanje vesoljskega plovila na Luno z indijsko nosilno raketo GSLV, sestavljeno iz dveh lunarnih modulov - orbitalnega in pristajalnega.
Izstrelitev prvega vesoljskega plovila s posadko je predvidena za leto 2016. Na krovu bosta po besedah vodje Indijske organizacije za vesoljske raziskave (ISRO) Kumaraswamyja Radhakrishnana v vesolje odšla dva astronavta, ki bosta sedem dni preživela v nizki zemeljski orbiti. Tako bo Indija postala četrta država (za Rusijo, ZDA in Kitajsko), ki bo izvajala vesoljske polete s posadko.
Japonska
Japonska razvija svoj lunin program. Tako je bila leta 1990 na Luno poslana prva sonda, leta 2007 pa je bil tam izstreljen umetni satelit Kaguya s 15 znanstvenimi instrumenti in dvema satelitoma - Okinawa in Ouna na krovu (v lunini orbiti je deloval več kot eno leto). V letih 2012–2013 je bilo načrtovano izstrelitev naslednjega avtomatskega aparata, do leta 2020 - let s posadko na Luno in do leta 2025–2030 - ustanovitev lunine baze s posadko. Lani pa se je Japonska zaradi proračunskega primanjkljaja odločila, da opusti lunarni program s posadko.
