Создание через несколько десятилетий на Луне добывающей, перерабатывающей и производящей промышленности значительной мощности.
Частные цели первого этапа (2016-2025):
--
Получить инструменты освоения Луны как ресурсной базы РФ в космосе (транспортная система "Земля-орбита", "орбита-орбита" и "орбита-Луна" для транспортировки беспилотных объектов, транспортная система "Земля-Луна" для пилотируемых перелётов, беспилотные и пилотируемые аппараты для работы на поверхности луны). Возможно - получить некоторый опыт их применения.
--
Получить технологии и технику добычи лунных ресурсов (металлы, кремний, кислород). Возможно - и применения ресурсов. Возможно - получить некоторый опыт работы с ней.
Инструменты первого этапа освоения Луны:
--
Многоразовый разгонный блок(МРБ) с ядерно-электрической реактивной двигательной установкой(ЯЭРДУ), он же ТЭМ.
--
Пилотируемый транспортный корабль нового поколения (ПТК НП).
--
Ракеты семейств Союз и Ангара.
--
Разгонные блоки семейств КВРБ и Фрегат.
--
АЛС типа Луна. Разрабатываемые, предполагаются запуски с 2019.
--
Модули орбитальных станций. Разрабатываемые (например, ОКА-Т и надувные модули).
--
Приборы и техника для работы на поверхности Луны.
Предлагаемый план:
--
Создать платформы для орбитальных (Луна-ОА) и посадочных (Луна-П) автоматических станций. Так же - посадочную платформу на базе РБ Фрегат и на её базе лунный посадочный корабль(ЛПК).
--
Создать пилотируемый транспортный корабль в варианте для полётов в точки Лагранжа системы Земля-Луна (ПТК-Л). Использовать для этого специальную модификацию корабля "Союз" нецелесообразно из-за предлагаемых кораблем ПТК возможностей и сроков разработки модификации КК "Союз", сравнимых со сроками создания корабля ПТК.
--
Создать водородную третью ступень "УРМ-2ВC" для РН Ангара-5 (4 двигателя РД-0146) вместо керосиновой ступени УРМ-2 (двигатель РД-0124), обладающую возможностями повторного запуска двигателей в невесомости и стыковки. Это позволит обеспечить двухпусковые запуски корабля ПТК-Л при стыковке на НОО на дальние орбиты, например, в точки Лагранжа, а также других объектов, при стартовом весе ступени около 85 тонн. Это не потребует модификации стартовых комплексов для РН Ангара, т. к. в них уже присутствует водородная магистраль для заправки 4-й ступени - разгонного блока семейства КВРБ.
--
Создать более легкую и простую модификацию третьей ступени УРМ-2ВС "УРМ-2В", аналогичную по возможностям УРМ-2. При начальной массе ступени, равной массе блока УРМ-2, это обеспечит при помощи РН Ангара-5 выведение на низкую орбиту более 30 тонн ПГ.
--
Создать ТЭМ с ЯЭРДУ.
--
Запускать АЛС к Луне, в том числе, по плану разведки/разработки лунных ресурсов (любыми удобными ракетами из существующих, так же многопусковыми схемами с помощью УРМ-2ВС и ТЭМ).
--
Создать малую пилотируемую орбитальную станцию для точки Лагранжа (ОС-Л) и доставить её с помощью ТЭМ в точку Лагранжа Земля-Луна L-1 или L-2.
--
В первую очередь работа АЛС должна быть направлена на разворачивание автоматической лунной базы - Лунного Полигона.
--
Снабжение ОС-Л и доставка к ней лунных посадочных кораблей осуществляется по медленной многопусковой схеме (с использованием ТЭМ).
--
Доставка экипажей на ОС-Л производится по быстрой двухпусковой схеме (ПКК + УРМ-2ВС).
--
Экипаж на ОС занимается научными экспериментами и удаленным управлением АЛС.
--
При необходимости космонавтами на ЛПК совершается перелёт ОС-Л - Луна с работой на поверхности и возвратом на ОС.
--
Работа Лунного Полигона направлена на скорейшее освоение местных ресурсов и, в частности, на производство компонентов ракетного топлива и промышленного сырья (кремния, металлов) из местных ресурсов.
--
Использование полученных на Луне ресурсов для: заправки лунных кораблей; постройки (под)поверхностной лунной базы; производства на месте либо на ОС-Л различной продукции.
Сроки выполнения:
--
Разработки платформ для АЛС ведутся, первый испытательный полёт (Луна-Глоб) намечен на 2019. Модернизация РБ Фрегат потребует ориентировочно до 3-х лет, разработка и создание на базе посадочной платформы полноценного ЛПК потребует так же до 3-х лет.
--
Разработка ПТК НП ведется в настоящее время, вехи: 2021 - первый беспилотный полёт низкоорбитальной версии, 2022-2023 - беспилотные испытания на НОО, 2024 - пилотируемые полёты к ОС, 2025 - первый беспилотный полёт "лунной" версии, 2028 - первый пилотируемый полёт "лунной" версии. Относительно разрабатываемой лунной версии потребуется увеличение запаса скорости до 1800 м/с от предлагаемой 1300 м/с. Также для сокращения сроков программы предлагается начать работу с "лагранжевой" версии корабля - как это было сделано в проекте Аполлон - и, возможно, полностью отказаться от низкоорбитальной версии ПТК-О, кроме свободнолетающего варианта ПТК-З.
--
Разработка третьей водородной ступени УРМ-2ВС для "Ангары-5" потребует, ориентировочно, 4-5 лет после создания водородного разгонного блока для РН(по плану 2015).
--
Разработка ступени УРМ-2В потребует, ориентировочно, 2-3 года после создания исходной ступени.
--
Первый испытательный запуск опытного ТЭМ намечен на 2018, запуск пригодного для лунных перелетов ТЭМ намечен на 2021.
--
Запуски АЛС для изучения Луны (серия Луна-Ресурс и Луна-Грунт) намечены на 2021-2025.
--
На настоящий момент предлагается создание орбитальной станции для окололунных орбит в 2028-2031. При использовании разрабатываемых для МКС лабораторий ОКА-Т и Трансформируемых модулей, а так же ТЭМ вместо специальных энергетических модулей, возможно перенесение сроков на 3-5 лет ранее (2023-2025).
--
Формирование Лунного Полигона АЛС возможно начинать после готовности серийной платформы для АЛС Луна и/или посадочной платформы на базе РБ Фрегат. Например, использование для этого станций Луна-Ресурс и Луна-Грунт.
--
Снабжение ОС-Л возможно после создания ОС-Л и размещения её в точке Лагранжа.
--
Доставка экипажей - аналогично.
--
Работа экипажей возможна после прибытия на станцию.
--
Перелёт ОС-Л - Луна с возвратом возможен при готовности ОС-Л, работе экипажей на ней и готовности ЛПК (см. п.1)
--
Эксперименты с освоением лунных ресурсов возможны после начала работы Лунного полигона.
--
Успешное использование ресурсов возможно не ранее конца 2020-начала 2030.
Дорожная карта:
2018 - запуск первого опытного ТЭМ, испытания Фрегат-П. 2019 - запуск Луна-Глоб-П. 2020 - испытания Ангары-5/УРМ-2ВС. 2021 - беспилотные испытания ПТК-Л (РН Ангара-5П, НОО), запуск Луна-Глоб-ОА, запуск первого ТЭМ-Л. 2022 - беспилотные испытания ПТК-Л, беспилотные испытания ЛПК. 2023 - запуск модуля ОКА-Т станции ОС-Л с ТЭМ, испытания Ангара-5В с УРМ-2В, беспилотный полёт ПТК-Л+УРМ-2ВС к орбитальной станции ОС-Л, запуск Луна-Ресурс-ОА, запуск Луна-Ресурс-П. Здесь и далее - запуски АЛС по программе Лунного Полигона. 2024 - пилотируемый полёт ПТК-Л (низкая орбита). 2025 - запуск Трансформируемого модуля к орбитальной станции ОС-Л, пилотируемый полёт ПТК-Л+УРМ-2ВС к орбитальной станции ОС-Л, запуск Луна-Грунт-Луноход, запуск Луна-Грунт-Возврат. 2026 - запуск ЛПК+ТЭМ к орбитальной станции ОС-Л, посещение ОС-Л (ПТК-Л+УРМ-2ВС), возможно высадка на Луну. 2027 и далее - запуски МЛАК Корвет, экспедиции на ОС-Л.
2028 и далее - замены реакторов ТЭМ. 2033 - начало замены модулей ОС-Л.
Пояснения.
Существующие проблемы заключаются в частности в том, что в ФКП 2016-2025 предполагается параллельное разворачивание и окололунной ОС, и лунной поверхностной базы, и автоматического Лунного Полигона для АЛС - при этом запрашиваются сверхтяжелые ракеты-носители. Предполагается использование нового орбитального корабля.
В предлагаемом плане предполагается ограничиться пилотируемой ОС, но не в окололунной орбите(ОЛО), а в точке Лагранжа L-1 или L-2, и Лунным Полигоном для АЛС (с возможностью посещения космонавтами). Для обеспечения этой программы не потребуются сверхтяжелые ракеты и тяжелые РН мощнее, чем Ангара-5 с третьей водородной ступенью. Для отправки в Л-1 или Л-2 корабля ПТК-Л достаточно двухпусковой схемы с использованием водородного разгонного блока УРМ-2ВС, запускаемого ракетой Ангара-5, и ракеты Ангара-5П для запуска на орбиту корабля.
Для сокращения сроков программы пилотируемых полётов к станции ОС-Л предлагается начать работу с "лагранжевой" версии корабля ПТК - как это было сделано в проекте Аполлон - и, возможно, полностью отказаться от низкоорбитальной версии ПТК-О, кроме свободнолетающего варианта ПТК-З. Т.к. такое увеличение количества кораблей, тем более запускаемых на орбиту одной и той же ракетой Ангара-5П, как показывает история, ни к чему хорошему не приводит (см. история кораблей 7К-ОК, 7К-Л1 и 7К-ЛОК). Достоинства (и недостатки) орбитальной станции, размещенной в точке Лагранжа, по сравнению с лунной орбитальной станцией на окололунной орбите, подробно расписаны, например, у Анатолия Зака (Mission to Lagrange points). Вкратце, достоинства:
--
меньше потребная скорость для достижения станции в Лагранже с околоземной орбиты, чем для станции на ОЛО (3,4-3,8 км/с против 4,2 км/с характеристической скорости);
--
меньше потребность в топливе для коррекции орбиты станции;
--
постоянная связь с Землей и выбранным районом Луны.
Недостатки:
--
Большее расстояние от точек Лагранжа до Луны (58-65 тысяч км) по сравнению с низкими ОЛО (100-500 км), как следствие большая мощность для связи с Луной;
--
Несколько больше потребная скорость для лунных посадочных кораблей, стартующих от ОС-Л (2,6 км/с вместо 2,1 км/с характеристической скорости).
В качестве модулей ОС-Л логичным выглядит использование близких к разрабатываемым для МКС - модуля типа ОКА-Т-МКС и Трансформируемого модуля (http://www.russianspaceweb.com/inflatabl). Основные работы на поверхности Луны предлагается проводить автоматическими станциями. Станция в Лагранже позволяет осуществлять удаленное управление автоматикой со значительно меньшей задержкой (в 5 раз меньше), чем при управлении с Земли. Пилотируемый корабль ПТК способен по ТЗ обеспечить доставку на станцию одного пилота и трех космонавтов-исследователей. Кроме того, после создания и начала использования лунного посадочного корабля, можно будет осуществлять высадки двух космонавтов для осуществления срочного точечного воздействия (например, мелкого ремонта). Создание ЛПК логично проводить на базе имеющегося оборудования: РБ Фрегат как база посадочной ступени и элементы корабля Союз (бытовой отсек) как база взлётной ступени. Кроме того, для связи ОС-Л и Лунного Полигона имеет смысл использовать автоматические многоразовые взлетно-посадочные платформы (МЛАК Корвет). Наиболее узким местом здесь являются АЛС, работающие на Луне и около неё. Российская космонавтика не обладает опытом их создания и использования. Логичным выглядит именно здесь максимально использовать международное сотрудничество и частные компании - для создания АЛС, участвующих в работе Лунного Полигона, и для создания оборудования для таких АЛС российского производства. Например, команду "Лин Индастриал" и другие команды, занимающиеся частной космонавтикой. Так же будет очень весомым фактором привлечение к работе над проектами автоматов студентов и школьников, которые не только обеспечат создание лунной автоматической техники, облегчив нагрузку на большие КБ, но и в скорейшем будущем смогут покрыть потребность в специалистах по ракетно-космической технике. Как показывает опыт Google Lunar X Prize и конкретно команды "Селеноход", это позволит получить легкие АЛС, возможно, даже ранее 2020-го. Естественно, все проекты должны вестись по согласованной Роскосмосом программе расширения, поддержания и развития Лунного Полигона. Обратной стороной взаимодействия Роскосмоса в процессе выполнения государственной программы освоения Луны с другими агентствами и частными компаниями является отсутствие в настоящее время правовой базы, регламентирующей хозяйственную деятельность государств и частных лиц в космосе и на других небесных телах, и как следствие потенциальные проблемы в правовой области международных работ по освоению Луны.
Резюме предложений:
--
У всех работ по лунной программе принимается общая Цель - создание в течение нескольких десятилетий на Луне добывающей, перерабатывающей и производящей промышленности значительной мощности.
--
На этапе до 2025 вместо одновременной разработки лунной орбитальной станции, лунного полигона автоматических станций и лунной базы ограничиться в реализации высокоорбитальной ОС в точке Лагранжа и Лунным Полигоном АЛС.
--
Высокоорбитальную ОС в точке Лагранжа создавать на базе работ по последним модулям для МКС и ядерным транспортно-энергетическим модулям ТЭМ.
--
Вместо разработок новых сверхтяжелых РН ограничиться разработкой модификации РН "Ангара-5": водородной третьей ступени с 4 двигателями РД-0146 УРМ-2ВС с возможностями повторного запуска двигателей в невесомости и стыковки на НОО - для двухпусковых перелётов ПКК по маршруту НОО-Лагранж - и более легким и простым вариантом ступени УРМ-2В
--
В разработке ПТК НП передвинуть на первое место "лунную" версию ПТК-Л, доработав её проект для осуществления полётов к ОС в точке Лагранжа. Возможно - отказаться от низкоорбитальной версии ПТК за исключением ПТК-З.
--
Работам над АЛС и лунными посадочными платформами легкого (условно "Селеноход"), среднего ("Луна") и тяжелого ("Фрегат") всемерно способствовать. Привлекать для работы над АЛС для Лунного Полигона зарубежные и частные ресурсы. Работы вести по единой программе Лунного Полигона.