Stasiun Gateway: jalur ke garis bulan, akses ke stasiun Mars

Perdebatan tentang bagaimana lebih baik untuk berekspansi ke ruang angkasa kemungkinan tidak akan surut bahkan ketika umat manusia telah menguasai tata surya, tetapi akan pindah ke bidang sejarah alternatif: “Pada awal abad ke-21, perlu untuk membangun pangkalan bulan! Tidak, stasiun orbital! Tidak, semua upaya harus dilemparkan ke Mars! ”Namun, sekarang arah utama pergerakan adalah stasiun orbital bulan Lunar Orbital Platform - Gateway dan mendarat di bulan sejak 2024.


Gerbang oleh artis

Direncanakan

Gagasan "kembali ke bulan" telah beredar di kalangan luar angkasa AS sejak lama. Seperti yang mereka katakan, tidak akan ada kebahagiaan, tetapi kemalangan membantu. Tabrakan pesawat ulang-alik Columbia pada tahun 2003 hancur program untuk menutup, dan pertanyaan yang jelas muncul kemana harus pergi selanjutnya. Pada 2004, presiden AS saat itu menantang NASA untuk memperluas kehadirannya di tata surya. Hasilnya adalah program “Constellation” (Constellation), yang seharusnya kembali ke bulan, dan tujuan akhirnya adalah terbang ke Mars. Program ini tidak dapat bertahan pada akhir masa jabatan kedua Bush dan ditutup tak lama setelah pemilihan Barack Obama. Versi baru dari program ini lebih mengarah ke Mars, dan diusulkan untuk "melatih" sebelum penerbangan dalam misi untuk menarik asteroid ke orbit di sekitar bulan. Presiden baru, Trump, juga telah menggeser fokus program - sekarang tujuannya adalah untuk kembali ke bulan, dan sarana akan menjadi stasiun dekat bulan, setelah beberapa penggantian nama, yang disebut "Lunar Orbital Platform - Gateway" atau hanya Gateway. Tetapi secara umum, program itu disebut "Artemis." Namanya simbolis karena Artemis adalah saudara perempuan Apollo dan dewi bulan, dan juga karena tujuan dari program ini adalah "pendaratan wanita pertama dan pria berikutnya di bulan".


Konfigurasi stasiun, pegas 2019, gambar NASA

Hingga saat ini, dua modul telah dikontrak dan sedang diproduksi. Elemen Kekuatan dan Propulsi (PPE) tumbuh dari misi untuk mengarahkan ulang asteroid. Faktanya, ini adalah tarikan dengan panel surya besar dan mesin jet listrik. Tugasnya adalah untuk menjaga Gateway dalam orbit halo (elips yang sangat panjang dengan ketinggian 3.000 hingga 70.000 km di atas bulan). Modul Hunian Minimal (MHM), alias Tempat Tinggal dan Logistik (HALO), didasarkan pada solusi teknologi kapal kargo Cygnus (terbang ke ISS) dan akan menjadi kompartemen bersegel kecil tempat Anda dapat tinggal dan bekerja. Konsep stasiun sedang dalam pengembangan, sehingga beberapa modul lagi - logistik (gudang), dihuni, dikunci, bisa pergi ke bulan atau tetap di atas kertas.

Untuk pertama kalinya, anggaran NASA untuk 2019 memperkenalkan item pengeluaran di Gateway yang mana Kongres mengalokasikan $ 450 juta (penting untuk dicatat bahwa empat miliar dialokasikan untuk roket pendorong SLS dan kapal Orion, yang akan terbang ke stasiun ini, untuk 2019, dan secara total mereka sudah menghabiskan 30 miliar).

Baru-baru ini, pendaratan di bulan direncanakan untuk tahun 2028. Namun pada Mei 2019, Wakil Presiden Mike Pence mengumumkan penundaan empat tahun dari "kiri", dan sekarang 2024 dianggap sebagai target. Perlu dicatat bahwa ini akan menjadi tahun pemilihan AS, yang secara tradisional diadakan pada bulan November, dan, tergantung apakah NASA berhasil memenuhi tenggat waktu, pendaratan akan menjadi akhir yang indah bagi masa pemenang pemilu 2020, atau, mengingat bahwa proyek ruang angkasa yang kompleks terus berupaya untuk pergi "ke kanan," itu akan menjadi awal dari masa pemenang pemilihan-2024. Setelah Obama yang baru terpilih membatalkan Konstelasi pada tahun 2009, perubahan presiden di Gedung Putih dapat dilihat sebagai risiko tambahan, tetapi dengan setiap dolar baru dihabiskan, kemungkinan pembatalan atau perubahan besar dalam proyek berkurang.

Pada saat yang sama, bersamaan dengan struktur kaku yang biasa, modul yang dapat diubah bentuk (tiup) juga dipertimbangkan. Dua perusahaan mencapai kesiapan tertinggi: Bigelow Aerospace , yang modulnya lulus tes darat dua minggu di NASA, dan Sierra Nevada Corporation , yang berhasil menyelesaikan tes tiga hari. Meskipun ada kecurigaan yang dapat dimengerti tentang keamanan modul-modul tiup dalam ruang hampa udara, pengujian bertahun-tahun berbicara untuk mereka. Pada tahun 2006 dan 2007, Bigelow Aerospace inflatable Genesis 1 dan 2, berhasil terbang sejauh ini, pergi ke orbit. Pada tahun 2016, modul tiup BEAM dipasang di ISS, yang sudah berfungsi sebagai gudang tambahan, meskipun pada kenyataannya dimaksudkan untuk diuji hanya dua tahun.

Sejalan dengan modul, peralatan lain yang diperlukan sedang dikembangkan. Sebuah perhitungan teoretis dari orbit stasiun masa depan harus memeriksa 12U cubesat (seukuran microwave), yang dapat digunakan untuk penerbangan pada bulan Desember 2020. Dari tahun 2021, ia seharusnya meluncurkan kendaraan pendaratan tak berawak kecil dari tiga perusahaan ke Bulan: Astrobotic, Intuitive Machines, dan Orbit Beyond, yang akan menguji solusi teknis baru dan membawa eksperimen ilmiah NASA ke permukaan bulan. Sangat menarik untuk dicatat bahwa ketika kendaraan peluncuran untuk modul PPE dan HALO, "operator komersial" diindikasikan, yang mungkin berupa Falcon Heavy atau Vulcan, New Glenn atau Omega yang sedang dalam proses pembuatan, tetapi wahana angkasa berawak "Orion" akan ditampilkan dalam pengembangan. sejak 2011, kendaraan peluncuran super berat Space Space System (SLS), yang telah menggunakan teknologi Space Shuttle secara ekstensif.


SLS unit pusat yang dirakit (tahap kedua) dikirim untuk pengujian ke pusat ruang angkasa yang dinamai John Stennis, foto NASA

Sudah ada misi tak berawak yang sedang dipersiapkan, yang rencananya akan mereka lakukan menggunakan Gateway. HERACLES pendarat tak berawak yang diusulkan oleh Badan Antariksa Eropa harus menyimpan sampel dari permukaan bulan di stasiun, dari mana astronot kemudian dapat mengambilnya. Bahkan akan dimungkinkan untuk menggunakan kembali tahap lepas landas dengan memberikan padanya tahap pendaratan baru dan pasokan bahan bakar dari Bumi. Diasumsikan bahwa bajak yang termasuk dalam misi akan dikendalikan baik dari Bumi (dengan penundaan 1 detik) dan langsung oleh para astronot dari Gateway. Pertanyaan tentang kemungkinan pengisian bahan bakar dan penggunaan kembali modul berawak juga sedang dipelajari .

Pertemuan terakhir komisi koordinasi multilateral ISS, yang termasuk pekerjaan Gateway, diadakan pada 6 Agustus 2019. Di sana, NASA mengumumkan pemilihan kontraktor untuk produksi APD, kata Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Jepang. mencari cara untuk menyediakan peluang hunian dan peluang logistik. Badan Antariksa Kanada mengatakan bahwa setelah mengumumkan partisipasinya dalam proyek Gateway pada Februari 2019, mereka memulai proses pencarian formal untuk pemasok untuk manipulator Canadarm3 (versi pertama dari manipulator bekerja pada antar-jemput, yang kedua pada ISS). Badan Antariksa Eropa menginformasikan bahwa pihaknya meminta persetujuan resmi dari negara-negara yang berpartisipasi untuk membuat modul I-HAB yang dihuni internasional, kemampuan komunikasi canggih, gateway ilmiah dan modul layanan pesawat ruang angkasa Orion berikut (modul perintah diproduksi oleh NASA, modul layanan ESA). Dan Roskosmos mengatakan bahwa itu akan menghasilkan modul gateway multi-tujuan untuk stasiun. Pada bulan Desember 2019 , muncul berita bahwa Roscosmos mengkonfirmasi kesediaannya untuk berpartisipasi dalam negosiasi lebih lanjut tentang proyek stasiun.

Fitur baru

Stasiun di orbit bulan akan menyelesaikan masalah baru. Pertama-tama, ISS, meskipun berada di ruang angkasa dan terpapar radiasi kosmik, berada dalam kondisi cahaya - ia ditutupi oleh sabuk radiasi Bumi. Penerbangan berawak pertama ke stasiun dengan pendaratan di bulan diperkirakan akan berlangsung sekitar satu bulan, dan ini akan menjadi rekor baru selama seseorang berada di luar sabuk radiasi - misi Apollo berlangsung sedikit kurang dari dua minggu, di mana yang terpanjang, Apollo 17 ”, Menghabiskan 147 jam di orbit bulan. Pada saat yang sama, para astronot beruntung - kobaran matahari tidak terjadi selama misi. Sampai sekarang, tidak mungkin untuk secara akurat memprediksi waktu dan arah lontaran ke Matahari, sehingga pergeseran panjang di stasiun dekat-bulan mungkin akan bertabrakan dengan mereka. Dalam hal ini, para astronot kemungkinan besar harus menggunakan kompartemen maksimum yang dilindungi, Orion, sebagai tempat perlindungan. Perhitungan yang dibuat untuk program Apollo mengatakan bahwa dalam modul perintah berdinding tebal, bahkan jika terjadi badai matahari yang sangat kuat, para astronot akan dapat tetap beroperasi dan menyelesaikan misi dengan aman. Tetapi pengalaman nyata dapat membawa data penting untuk memperjelas perhitungan.


Astronot dari pasukan ke-22 (perekrutan 2017) pada upacara kelulusan pada 10 Januari tahun ini. Mereka adalah orang-orang yang memiliki kesempatan untuk bekerja di Gateway.

Lebih lanjut, dengan semua kelebihannya, fungsi ISS sangat berbeda dari apa yang akan terjadi pada kapal antarplanet. Stasiun menerima sejumlah besar pasokan dari Bumi dan tidak menghabiskannya dengan sangat ekonomis. Astronot dan astronot makan makanan siap pakai dalam kemasan sekali pakai, berganti pakaian, membuang yang bekas, menggunakan produk-produk kebersihan sekali pakai. Pada tahun 2018, kapal-kapal kargo mengirimkan lebih dari 28 ton pasokan ke ISS dan membakar puing-puing dalam jumlah yang sebanding di atmosfer. Bahkan dalam kasus kecelakaan terburuk, Anda dapat dengan cepat naik kapal dan pulang ke rumah hari itu. Stasiun dekat bulan dapat menjadi tempat uji coba untuk teknologi lean dan sistem pendukung kehidupan yang ditutup secara maksimal. Setelah bekerja dalam kondisi yang cukup nyaman, ketika masih mungkin untuk kembali ke Bumi dalam waktu tiga hari, perkembangan teknologi akan dapat menghasilkan solusi untuk penerbangan antarplanet, ketika akan ada beberapa bulan penerbangan ke Bumi. Sangat mengherankan bahwa sekarang mereka akan memasukkan sampah ke Gateway ke dalam modul logistik, yang memunculkan kebutuhan untuk menyelesaikan masalah penyimpanan jangka panjangnya (persyaratan menunjukkan periode hingga tiga tahun). Tetapi alternatif mungkin - dalam program Apollo, tahap ketiga dari roket Saturn V sengaja didorong melawan Bulan untuk merekam dampak dengan sensor seismik yang dipasang oleh ekspedisi sebelumnya. Secara teoritis, tidak ada yang mencegah untuk menjatuhkan kapal kargo dengan sampah ke bulan, tidak hanya membuangnya dengan andal, tetapi juga mengumpulkan data ilmiah.

Terlepas dari kenyataan bahwa stasiun antarplanet otomatis terbang ke bulan tidak begitu jarang, penampilan seseorang di orbit akan meningkatkan jumlah peralatan ilmiah dan percobaan berdasarkan pesanan hanya karena lebih banyak uang dihabiskan untuk program berawak. Sejauh ini, stasiun tersebut seharusnya dikunjungi, tidak seperti ISS yang dihuni secara permanen, kru akan tiba selama 30-60 hari setahun sekali, tetapi ini masih akan menyebabkan kebangkitan serius dalam program ilmiah. Selain penelitian geologi, percobaan sudah direncanakan menggunakan bahan (dikirim dari lokasi pendaratan) yang akan memungkinkan bereksperimen dengan teknologi untuk konstruksi dan operasi pangkalan di permukaan bulan. Juga logis untuk membuat eksperimen botani, zoologi, dan medis. Dan fakta bahwa stasiun akan jauh dari gangguan terestrial akan memungkinkan penelitian astronomi.


Orbit dan konsumsi bahan bakar untuk transisi, sumber

Dan akhirnya, di masa depan yang jauh, stasiun dapat berfungsi sebagai titik awal untuk kapal Mars. Ia memiliki orbit yang sangat cocok - di apocenter (titik terjauh dari Bulan), ia jauh dari sumur gravitasi di Bulan dan Bumi, dan mesin yang kuat dan konsumsi bahan bakar yang tinggi tidak diperlukan untuk pergi ke Mars. Dan jika stasiun menjadi dihuni secara permanen, maka ini akan menjadi tempat yang bagus untuk membangun kapal antarplanet - modul baru dapat diterima dan diperiksa, dan kru hanya perlu mengambil tempat duduk di pesawat ruang angkasa yang disiapkan dan diuji untuk penerbangan. Tapi ini soal masa depan, dalam misi yang diusulkan hingga 2028 hanya mendarat di bulan.

Materi yang disiapkan untuk jurnal "Universe, Space, Time" , diterbitkan dalam edisi penulis.