Что это было? Сколько стоила лунная миссия NASA

Старт сверхтяжелой 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» — всё 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? «Фонтанка» попыталась ответить на эти вопросы.

В соответствии с планом 10 апреля примерно в 20:07 по восточному времени (по московскому времени — около 03:07 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, как выглядит оттуда солнечное затмение. 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, летчик-испытатель, инженер. В 2014 году провел 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 летчик-испытатель. В 2020–2021 годах провел 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 полет 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 объем — 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) — сверхтяжелая, 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, прикрепленных к стенам, тренировались по 30 минут в день на специальном маховике-тренажере (чтобы не деградировали мышцы и кости) и питались по меню из 189 блюд — три приема 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, что 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 полета космического корабля, при котором аппарат после разгона к Луне возвращается к Земле за счет 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 полеты 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 млрд 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 всё 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.