Станция Lunar Gateway получается слишком тяжелой и сложной для посещения

Детализированная 3D-модель посещаемой окололунной орбитальной станции Lunar Gateway. Конфигурация соответствует текущему видению проекта, подсоединены все модули, включая международные, а также пристыкован корабль Orion. При этом не показаны Starship HLS и грузовой корабль.Источник изображения: NASA

Бухгалтера и аудитора не запутаешь рассказами о светлом футуристическом будущем, сулящем волшебные перспективы науки и прогресса. Им подавай сухие цифры дебета с кредитом и четко описанные планы действий на случай, если эти показатели не сойдутся. Именно поэтому, пожалуй, самое интересное о реальной обстановке внутри американской космонавтики рассказывают отчеты Счетной палаты США. Новый документ ведомства посвящен программе создания окололунной посещаемой станции — и он прекрасен в своей бессердечно холодной, бюрократически жестокой критике проекта.

Первоочередная проблема с Lunar Gateway, на которую обратили внимание аудиторы Счетной палаты США (GAO) в опубликованном 31 июля отчете, — перевес. Два первых изготавливаемых модуля станции (PPE и HALO) уже превысили планируемую массу при запуске на 1312 килограммов. Если ничего не предпринять, у ракеты Space Launch System просто не хватит энергии, чтобы забросить их на нужную траекторию.

Аудиторы предложили несколько вариантов решения: либо пересмотреть характеристики носителя на основе реальных данных уже совершенных запусков (такое бывает, ракеты оказываются чуть производительнее, чем изначально рассчитывалось), либо скорректировать пусковые окна для выбора более энергетически выгодных траекторий, либо урезать функционал модулей.

В последнем случае можно обойтись малой кровью и снизить запасы топлива в PPE, но тогда его придется больше довозить отдельно после развертывания станции. Аналогичная ситуация — с HALO: модуль при запуске содержит некое количество припасов и оборудования, которые теоретически можно выгрузить, чтобы потом довезти грузовыми или пилотируемыми миссиями. Альтернативный вариант явно будет дороже: придется перепроектировать компоненты или модули целиком.

Какой именно подход выбрать, GAO не может советовать — это аудиторское ведомство, а не инженерное. Бремя решения лежит на ответственных за проект сотрудниках Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA). Причем им нужно поторопиться и в кратчайшие сроки разработать свой план «менеджмента массы».

Администратор космического агентства должен разослать этот документ всем задействованным в проекте сторонам до намеченного на сентябрь мероприятия critical design-informed synchronization review. Это всестороннее рассмотрение нынешнего хода выполнения проекта, в результате которого усилия NASA и подрядчиков корректируются для достижения ранее намеченных сроков и бюджетных целей. Либо эти сроки и цели изменяются, но каждый такой пересмотр ранее одобренных цифр рано или поздно потом придется обоснованно защищать перед конгрессом.

Другие отмеченные Счетной палатой проблемы включают:

Общая сложность проекта — он требует взаимодействия семи отдельных программ NASA, множества подрядчиков и нескольких международных партнеров;
Сомнительная перспектива использования Lunar Gateway в качестве промежуточного шага на пути к освоению Марса — к тому моменту, когда в реальности начнутся полеты людей на Красную планету (2040-е годы), станция уже будет близка к окончанию своего срока эксплуатации;
Уже выявленные технические неполадки — например, ряд электронных компонентов провалил наземные испытания и требует доработки;
Недостаточная энерговооруженность для поддержания своей ориентации: если к Lunar Gateway пристыковать заправленный Starship HLS, ее масса возрастет в 19 раз, модуль PPE не рассчитан на такие нагрузки и, скорее всего, не сможет корректно манипулировать всей связкой;
Срыв сроков и потенциальный перерасход бюджета — первый экипаж на Lunar Gateway должна доставить миссия Artemis IV в сентабре 2028 года. Значит, сама станция должна выйти на окололунную орбиту в сентябре 2027-го, чтобы завершить все проверки до прибытия астронавтов, а ее наиболее оптимистичная дата запуска намечена на декабрь 2027 года и наверняка сдвинется вправо.

Авторы отчета визуализировали невероятную сложность первой же миссии к Lunar Gateway в виде наглядного комикса. Задача Artemis IV — введение окололунной станции в эксплуатацию и посещение поверхности Луны, для этого необходима сама станция и посадочный аппарат. Получается следующая картина: (1) сначала необходимо запустить два основных модуля LOP-G (PPE и HALO); (2) отправить к развернутой станции в минимальной конфигурации корабль (Dragon XL) с топливом и провиантом для будущей экспедиции; (3) запустить на околоземную орбиту Starship в варианте хранилища (depot), заправить его топливом с помощью нескольких танкеров, запустить посадочный аппарат Starship HLS, заправить его от хранилища и отправить к Lunar Gateway; (4-6) одним запуском доставить к Луне третий модуль LOP-G (I-HAB) и пилотируемый корабль Orion с экипажем, причем в процессе нужно выполнить перестыковку (как это делали «Аполлоны» в свое время), а еще для этой миссии нужна готовая SLS более мощной версии Block 1B и новый мобильный транспортер ML-2, чтобы довезти изрядно потяжелевшую ракету на стартовый стол; (7-8) посещение Луны астронавтами, забор образцов реголита и успешное завершение миссии

Источник изображения: GAO

Идея развернуть на орбите вокруг Луны временно обитаемую станцию получила движение внутри NASA 12 лет назад. Тогда проект носил рабочее название Deep Space Habitat, и первое серьезное финансирование на предварительные исследования он получил в 2015 году. Спустя еще пару лет к инициативе официально привлекли международных партнеров.

К 2019 году станция наконец обрела некий облик, а весь проект — идеологическое подкрепление. Сейчас она носит название Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G, или Lunar Gateway), хотя иногда в неофициальных публикациях встречаются и более старые варианты вроде Deep Space Gateway (DSG).

Планируется, что LOP-G станет центром международного сотрудничества в космонавтике после заката эпохи Международной космической станции. С помощью этой станции человечество научится работать в дальнем космосе, начав освоение Луны, а затем и Марса. По крайней мере, так проект защищали перед конгрессом США представители NASA.

Нынешний облик Lunar Gateway следующий: два американских модуля — энергетический PPE и обитаемый HALO, а также три международных — европейский многофункциональный ESPRIT (связь, перезаправка топливом, склад и жилая зона), европейско-японский жилой I-HAB, а также шлюзовый модуль, созданием которого занимается Космический центр Мухаммеда бин Рашида (MBRSC, космическое агентство ОАЭ).

За логистику грузов на станцию отвечают частные подрядчики, среди которых наибольшую готовность показывает компания SpaceX с ее модифицированным кораблем Dragon XL. Людей доставит на LOP-G и вернет на Землю корабль Orion.

Для спуска на лунную поверхность планируют использовать результат или результаты программы Human Landing System (HLS). Пока наиболее вероятным кандидатом на эту роль выступает модифицированный SpaceX Starship.

Источник: vpk.name